生物質(zhì)能源指由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,,通過生物鏈轉(zhuǎn)化為地球生物物質(zhì)形態(tài),,經(jīng)過加工為社會生活提供原料的能源,。
中國是一個人口大國,又是一個經(jīng)濟迅速發(fā)展的國家,,21世紀將面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力,。因此改變能源生產(chǎn)和消費方式,開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng),,促進國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重大意義,。
1 生物質(zhì)能源特點和分類
1.1 生物質(zhì)能源具有如下特點:
1.1.1污染小。生物質(zhì)能源在燃放過程中產(chǎn)生二氧化碳,,排放的二氧化碳可被等量生長的植物光合作用吸收,,實現(xiàn)二氧化碳零排放,這對減少大氣中的二氧化碳含量及降低“溫室效應”極為有利,。
1.1.2蘊含量巨大,,可再生。只要有陽光存在,,綠色植物的光合作用就不會停止,,生物質(zhì)能源就不會枯竭。大力提倡植樹,、種草等活動,,不但植物會遠遠不斷的供給生物質(zhì)能源源材料,,而且還能改善生態(tài)環(huán)境。
1.1.3具有普遍性,、易取性特點,。生物質(zhì)能源存在于世界上國有國家和地區(qū),而且廉價,、易取,,生產(chǎn)過程十分簡單。
1.1.4可儲存和運輸,。在可再生能源中,,生物質(zhì)能源是唯一可以儲存與運輸?shù)哪茉矗瑢ζ浼庸まD(zhuǎn)換與連續(xù)使用提供方便,。
1.1.5揮發(fā)組分高,,炭活性高,易燃,。在400℃左右的溫度下,,生物質(zhì)能源大部分揮發(fā)組分可釋出,將其轉(zhuǎn)化為氣體燃料比較容易實現(xiàn),。生物質(zhì)能源燃燒后灰分少,,并且不易黏結(jié),可簡化除灰設備,。
1.2 生物質(zhì)能源分類
1.2.1農(nóng)林廢棄物
農(nóng)林廢棄物包括農(nóng)業(yè)廢棄物和林業(yè)廢棄物,。農(nóng)業(yè)廢棄物指的是農(nóng)作物收獲時農(nóng)田中產(chǎn)生的殘余物,可以利用的有谷物,、根莖作物和甘蔗殘余物等,。林業(yè)廢棄物指的是木材加工部門從原材料制造各種木質(zhì)一次制品時產(chǎn)生的廢物,以及木材利用部門以一次制品為原料形成建筑物等二次產(chǎn)品時產(chǎn)生的廢物,。
1.2.2有機污水
有機污水指的是豐富有機物質(zhì)的排放廢水,,其中包括工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水以及生活污水等,。由于清潔,、高效、可再生等突出特點,,氫氣作為能源日益受到人們的重視,。目前制取氫氣的的方法有:水電解法、熱化學法,、光電化學法,、等離子化學法、生物制氫法,。從生物制氫的的成本角度考慮,,利用這些單一基質(zhì)制取氫氣的費用比較高,,而利用工農(nóng)業(yè)有機廢水等廉價的復雜基質(zhì)來制取氫氣,能使廢物質(zhì)得到資源化處理,,降低它的生產(chǎn)成本,。利用混合菌種產(chǎn)氫技術逐步成熟,并取得了較大成果,。
1.2.3禽畜糞便
禽畜糞便也是一種重要的生物質(zhì)能源。除在牧區(qū)有少量的直接燃燒外,,禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原料,。
1.2.4生活垃圾
城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商業(yè),、服務業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物,,成分比較復雜,其構(gòu)成主要受居民生活水平,、能源結(jié)構(gòu),、城市建設、綠化面積以及季節(jié)變化的影響,。中國大城市的垃圾構(gòu)成已呈現(xiàn)向現(xiàn)代化城市過渡的趨勢,,有以下特點:一是垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高;二是食品類廢棄物是有機物的主要組成部分,;三是易降解有機物含量高,。目前中國城鎮(zhèn)垃圾熱值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。
2 國外生物質(zhì)能源開發(fā)利用現(xiàn)狀
隨著人類大量使用礦物燃料帶來的環(huán)境問題日益嚴重,,各國政府開始關心,、重視生物質(zhì)電源的開發(fā)利用。雖然各國的自然條件和技術水平差別很大,,對生物質(zhì)能今后的利用情況將千差萬別,,但總的來說,生物質(zhì)能今后的發(fā)展將不再像最近200多年來一樣日漸萎縮,,而是重新發(fā)揮重要作用,,并在整個一次能源體系中占據(jù)穩(wěn)定的比例和重要的地位。
自從1981年8月在內(nèi)羅畢召開聯(lián)合國新能源和可再生能源會議以來,,許多國家對能源,、環(huán)境和生態(tài)問題越來越重視,特別是利用現(xiàn)代新能源技術和新材料來開發(fā)包括生物質(zhì)能在內(nèi)的新能源,,備受各國關注,。目前,生物質(zhì)能的技術研究和開發(fā)利用已成為世界重大熱門課題之一,,許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃,,如日本的陽光計劃,、印度的綠色能源工程、巴西的酒精能源計劃等:其中生物質(zhì)能源的開發(fā)利用都占有相當大的比重?,F(xiàn)在,,國外有許多生物質(zhì)能利用技術與設備已達到了商業(yè)化應用的程度,實現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)業(yè)經(jīng)營,。