低碳能源技术-生物质能

低碳能源技术—生物质能

生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。

在目前这种能源日益紧缺的情况下，人类能源危机在不断的严重，为了尽快发展新型能源以代替日益减少的不可再生能源资源，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。所以，生物质能可以说是具有非常广阔的前景！也是我们实行新型能源，解决能源危机的一条比较好的途径。

一、生物质能的分类

依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

1、林业资源

林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。

2、农业资源

农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物) ；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。

生活污水和工业有机废水

生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。

3、城市固体废物

城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

4、畜禽粪便

畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。

5、沼气

沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。

二、生物质能的特点

1) 可再生性

生物质能属可再生资源, 生物质能由于通过植物的光合作用可以再生, 与风能、太阳能等同属可再生能源, 资源丰富, 可保证能源的永续利用；

2) 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX 、NOX 较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3) 广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4) 生物质燃料总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源, 仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算, 地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质; 海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量, 相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展, 特别是炭薪林的推广, 生物质资源还将越来越多。 应用：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。

三、生物质能的利用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。生物质能的利用途径主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。

我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论生物质能资源为50亿吨左右标准煤，是目前中国总能耗的4倍左右。在可收集的条件下，我国目前可利用的生物质能资源主要是传统生物质，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾、工业有机废渣与废水等。农业产出物的51%转化为秸秆，年产约6亿吨，约3亿吨可作为燃料使用，折合1.5亿吨标准煤；林业废弃物年可获得量约9亿吨，约3亿吨可能源化利用，折合2亿吨标准煤。甜高粱、小桐子、黄连木、油桐等能源作物可种植面积达2000多万公顷，可满足年产量约5000万吨生

物液体燃料的原料需求。畜禽养殖和工业有机废水理论上可年产沼气约800亿立方米。 能源多样化发展生物燃料既有助于促进能源多样化，帮助我们摆脱对传统化石能源的严重依赖，还能减少温室气体排放，缓解对环境的压力。所以，它被视为替代燃料之一，对于加强能源安全有着积极的意义。