:生物質能

-回復 -瀏覽
樓主 2019-06-13 00:56:36
舉報 只看此人 收藏本貼 樓主

无极彩票官网 www.ydius.icu 生物質能是自然界中有生命的植物提供的能量。這些植物以生物質作為媒介儲存太陽能。屬再生能源。據計算,生物質儲存的能量為270億千瓦,比目前世界能源消費總量大2倍。人類歷史上最早使用的能源是生物質能。19世紀后半期以前,人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質能的方式有: (1) 制取沼氣。主要是利用城鄉有機垃圾、秸桿、水、人畜糞便,通過厭氧消化產生可燃氣體甲烷,供生活、生產之用。(2) 利用生物質制取酒精。當前的世界能源結構中,生物質能所占比重微乎其微。

生物質能可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。

生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念:生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素)、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點:可再生、低污染、分布廣泛。

2013年中國生物質能源的特點分析,①可再生性,生物質能源是從太陽能轉化而來,通過植物的光合作用將太陽能轉化為化學能,儲存在生物質內部的能量,與風能、太陽能等同屬可再生能源,可實現能源的永續利用。②清潔、低碳。生物質能源中的有害物質含量很低,屬于清潔能源。同時,生物質能源的轉化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質,生物質能源的使用過程又生成二氧化碳和水,形成二氧化碳的循環排放過程,能夠有效減少人類二氧化碳的凈排放量,降低溫室效應。③替代優勢。利用現代技術可以將生物質能源轉化成可替代化石燃料的生物質成型燃料、生物質可燃氣、生物質液體燃料等。在熱轉化方面,生物質能源可以直接燃燒或經過轉換,形成便于儲存和運輸的固體、氣體和液體燃料,可運用于大部分使用石油、煤炭及天然氣的工業鍋爐和窯爐中。國際自然基金會2011年2 月發布的《能源報告》認為,到2050 年,將有60%的工業燃料和工業供熱都采用生物質能源。④原料豐富。生物質能源資源豐富,分布廣泛。根據世界自然基金會的預計,全球生物質能源潛在可利用量達350EJ/年(約合82.12 億噸標準油,相當于2009年全球能源消耗量的73%)。根據我國《可再生能源中長期發展規劃》統計,我國生物質資源可轉換為能源的潛力約5 億噸標準煤,隨著造林面積的擴大和經濟社會的發展,我國生物質資源轉換為能源的潛力可達10 億噸標準煤。在傳統能源日漸枯竭的背景下,生物質能源是理想的替代能源,被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。


生物質


生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能(biomass

脂肪燃料快艇

energy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質能的原始能量來源于太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。很多國家都在積極研究和開發利用生物質能。生物質能蘊藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機物中,它是由太陽能轉化而來的。有機物中除礦物燃料以外的所有來源于動植物的能源物質均屬于生物質能,通常包括木材、及森林廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業有機廢棄物、動物糞便等。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍,利用率不到3%。


分類


依據來源的不同,可以將適合于能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。


林業資源

林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供

生物質能

的生物質能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業副產品的廢棄物,如果殼和果核等。


農業資源

農業生物質能資源是指農業作物(包括能源作物);農業生產過程中的廢棄物,如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農業加工業的廢棄物,如農業生產過程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。


污水廢水

生活污水主要由城鎮居民生活、商業和服務業的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業有機廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業生產過程中排出的廢水等,其中都富含有機物。


固體廢物

城市固體廢物主要是由城鎮居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建筑業垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜,受當地居民的平均生活水平、能源消費結構、城鎮建設、自然條件、傳統習慣以及季節變化等因素影響。


畜禽糞便

畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱,它是其他形態生物質(主要是糧食、農作物秸稈和牧草等)的轉化形式,包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。


沼氣

沼氣是由生物質能轉換的一種可燃氣體。沼氣是一種混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼氣是有機物質在厭氧條件下,經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。由于這種氣體最先是在沼澤中發現的,所以稱為沼氣。人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內,在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵,類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化,從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體,可以燃燒。通??梢怨┡┘矣美瓷輾?、照明。


特點


可再生性

生物質能屬可再生資源,生物質能由于通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用;


低污染性

生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質作為燃料時,由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減輕溫室效應;


廣泛分布性

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物質能;


總量十分豐富

生物質能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000~1250億噸生物質;海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當于世界總能耗的10倍。我國可開發為能源的生物質資源到2010年可達3億噸。隨著農林業的發展,特別是炭薪林的推廣,生物質資源還將越來越多。


廣泛應用性

生物質能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發電、生產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等形式存在,應用在國民經濟的各個領域。


利用

生物質能一直是人類賴以生存的重要能源,它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源,在整個能源系統中占有重要地位。有關專家估計,

氣化燃燒鍋爐

生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分,到下世紀中葉,采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

人類對生物質能的利用,包括直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等,它們通過微生物作用生成沼氣,或采用熱解法制造液體和氣體燃料,也可制造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計,每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440~1800億噸( 干重 ),其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用,多半直接當薪柴使用,效率低,影響生態環境。現代生物質能的利用是通過生物質的厭氧發酵制取甲烷,用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭,用生物質制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技術培育能源植物,發展能源農場。


利用途徑

生物質能的利用主要有直接燃燒、熱化學轉換和生物化學轉換等3種途徑。生物質的直接燃燒在今后相當長的

生物質能木質壓縮顆粒

時間內仍將是我國生物質能利用的主要方式。當前改造熱效率僅為10%左右的傳統燒柴灶,推廣效率可達20%-30%的節柴灶這種技術簡單、易于推廣、效益明顯的節能措施,被國家列為農村新能源建設的重點任務之一。生物質的熱化學轉換是指在一定的溫度和條件下,使生物質汽化、炭化、熱解和催化液化,以生產氣態燃料、液態燃料和化學物質的技術。生物質的生物化學轉換包括有生物質-沼氣轉換和生物質-乙醇轉換等。沼氣轉化是有機物質在厭氧環境中,通過微生物發酵產生一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體即沼氣。乙醇轉換是利用糖質、淀粉和纖維素等原料經發酵制成乙醇。


利用現狀

2006年(丙戌年)底全國已經建設農村戶用沼氣池1870萬口,生活污水凈化沼氣池14萬處,畜禽養殖場和工業廢水沼氣工程2,000多處,年產沼氣約90億立方米,為近8000萬農村人口提供了優質生活燃料。

中國已經開發出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產燃氣。2006年用于木材和農副產品烘干的有800多臺,村鎮級秸稈氣化集中供氣系統近600處,年生產生物質燃氣2,000萬立方米。

發展生物質能源重在解決“五難”

面對全球性的減少化石能源消耗,控制溫室氣體排放的形勢,利用生物質能資源生產可替代化石能源的可再生能源產品,已成為我國應對全球氣候變暖和控制溫室氣體排放問題的重要途徑之一,國家出臺了具體的補貼措施,并且規劃到2015年,生物質能發電將達1300萬千瓦的目標。然而受原料收集難、政策補貼不到位等難題,生物質能源產業的發展規模和水平遠遠低于風能、太陽能的利用。如何發揮生物質能企業的生產積極性,盡快解決這些難題,為此,記者采訪了中國農村能源行業協會生物質專委會秘書長肖明松,國家發展和改革委員會能源研究所研究員秦世平教授,以及可再生能源學會生物質能專業委員會秘書長袁振宏。

一難:認識不夠

生物質能源正處在一個很尷尬的境地。國家發展和改革委員會能源研究所秦世平研究員開門見山地告訴本刊記者:“要說重要,在可再生能源中生物質能源是最重要的,但相比而言,它的產業化程度,發展規模都是最差的。這其中有一些客觀原因,也有一些屬于認識問題?!?/p>

生物質能源的重要性體現在以下四點,秦世平介紹:第一,我國是地少人多的國家,農林剩余物、城市垃圾等廢棄物是生物質資源的主要來源,以往農民處理秸稈大多是一把火點著,城市垃圾多是填埋,但廢棄物的處理是個剛性需求,隨著國家對CO2的排放限制的提高,生物質的能源化利用成為更為先進和有效的方法;第二,我國化石能源短缺,其中液體燃料是最缺少的,而液體燃料只有利用生物質可以轉化;第三,生物質能的各個生產階段都是可以人為干預的,而風能、太陽能只能靠天吃飯,發電必須配合調峰,而生物質能源則不需要,甚至可以為其他能源提供調峰;第四,生物質原料需要收集,這樣能夠增加農民收入,刺激當地消費,可以有效促進農村經濟的發展。一個2500萬~3000萬千瓦的電廠,在原料收集階段農民獲得的實惠約有五六千萬元?!叭蔽侍飩餼齪昧?,對于整個社會發展將起到非常重要的作用。

除了客觀上發展規模受限以外,秦世平認為:對生物質能的認識各不相同,對其投資的額度,與地方的GDP增長是不相符的,資源的分散性導致生物質能源在一地的投資,最多也就2億多;這在某些政府官員那來看,生物質能源有點像“雞肋”,有呢吃不飽,丟了又有點可惜,并且地方政府還要幫助協調農民利益、禁燒等“麻煩事”。由此導致生物質能源整體項目規模較小,技術投入不足,盡管它是利國利農的好事,卻處于發展欠佳的尷尬地位。?

可再生能源學會生物質能專業委員會秘書長袁振宏也在電話里向記者表示,相比于煤炭、石油、天然氣這些傳統能源,生物質能源在技術上的投入顯然要低得多。對于生物質能源發展,首先要從上層統一思想,提高對生物質能源重要性的認識,并要在技術上加大投入。

二難:補貼門檻過高

對生物質能源的支持,國家采取了多種補貼手段。但補貼門檻過高,手續繁瑣、先墊付后補貼也困擾著不少企業。財政部財建[2008]735號文件規定,企業注冊資本金要在1000萬元以上,年消耗秸稈量要在1萬噸以上,才有條件獲得140元/噸的補助。對此,中國農村能源行業協會生物質專委會秘書長肖明松認為:1000萬元的注冊資金,是國家考慮防范企業經營風險時的必要手段,這對大企業無所謂,但對一些中小公司則很難達到。而1萬噸秸稈的年消耗量,需要相當規模的貯存場地,由此帶來的火災隱患,成本增加問題也是企業不得不考慮的事情。事實上,如果擴大鼓勵面的話,三五千噸也是適用的。受制于這些現實難題,財政部的萬噸補貼政策遭遇落地難。

而參與國家補貼政策制定的秦世平對此解釋說,國家制訂政策的初衷并不鼓勵生物質能源企業因陋就簡,遍地開花,而是鼓勵企業專門從事生物質能源,培養骨干型企業,這就需要一定的物質基礎。一萬噸的廠子,固定資產就大概需要400萬元,加上流動資金,1000萬元并不算多。而萬噸規模在能源化利用上,剛稱得上有點規模,只要是同一個業主,生產點可以分散,如果規模太小,補貼監管成本也太高。對于補貼方式上,秦世平承認存在一定缺陷,整個機制缺乏能源主管部門、技術部門的參與。制度怎樣更有利于監管,公平公開還有待于進一步完善。而該行業的快速發展,補貼政策功不可沒,但不能因為出現一些問題,因噎廢食,取消這個補貼政策,那將會對剛剛起步的生物質能源化利用產業造成重大的打擊。因為國家補貼不僅僅是提供資金,還表明國家對該行業的支持態度,對企業和投資具有強力的引導作用。

除此之外,固定電價也是補貼的重要一塊。生物質發電是0.75元/度,垃圾和沼氣發電是0.65元/度。增值稅實行即征即退,所得稅按銷售收入的90%來計算。袁振宏則指出政府鼓勵生產,生產完了沒有銷路,這個產業還是發展不起來。所以生產者和用戶兩頭都要鼓勵,為企業開拓市場。產業發展了國家才有政策,反過來不給政策,企業也難有市場。

三難:布局不好要吃虧

到底企業要建多大產能的好?秦世平經常碰到有企業負責人向他請教。

“沒有最好,只有最適合的,適合的就是最好的。比如蘇南地區每人只有幾分地,那就沒法收,這些地方就沒法建大廠,但東北墾區就比較適合建大型電廠,有條件上規模,成本才越低,效益才越高。一定要因地制宜。密集地區可以建氣化發電,做成型燃料,不一定去建發電廠?!?/p>

肖明松也建議企業要多方考慮,合理布局,否則很容易陷入發展困局。建生物質能電廠首先要考慮可持續發展,原料分散,就需要分散性利用,要考慮水資源、電力、人文環境是不是可以支撐這個項目。

四難:成本價格難控

受耕作制度的限制,我國農村土地高度分散,從資源的收集儲存運輸帶來很大不利因素,在后續的環節上會放大很多倍?!壩行┤巳銜占刖兜睦┐缶褪嵌嘁桓鲇頹?,實際上運輸工具、人力成本都不一樣?!鼻厥榔澆饈退?,“裝機容量3萬千瓦的生物質電廠,一年大概需要25萬-30萬噸秸稈,按我國戶均10畝耕地計算,需要大約20萬農戶來完成,那么收購時你要帶秤,光開票都需要20萬張?;掛桓齦鱟俺?,不能實現高效的機械化?!?/p>

肖明松也非常理解企業的苦楚?!吧鎦誓茉匆覽蹬┮?,資源掌握在老百姓手里,農民的市場意識很好,完全隨行就市。如果收集半徑過大,需要農民花費大量時間收集、運輸,那農民就會要求按外出打工時計算人力成本,如此一來,企業為原料支出的成本就會大大提高。如果企業堅持不抬價,就可能造成企業吃不飽,縮量生產,影響經濟效益。每度電原料成本如果超出一定范圍,無論怎么發電都是賠錢。加上人工費用近年來的快速增加,成本成了扼住企業脖子的一道枷鎖?!?span>?

“所以準備入行的企業首先要考慮的是原料資源的可獲得性,如果不成熟千萬不要貿然進入?!斃っ魎扇銜胤秸梢越行?,比如利用示范效應,鼓勵農民種植秸稈作物,做好企業加農戶的結合,平衡好企業和農戶之間的利益。?[2]?

五難:技術投入小

“我國的生物質能源技術與國外有一定的差距,但目前的技術加上國家的補貼可以維持產業化經營。技術進步永無止境,國外的技術、設備成本太高并不一定適合我們,轎車科技水平高,但要是去農田就不如拖拉機?!鼻厥榔叫ψ畔蚣欽嘰蛄爍霰確???蒲脅棵琶磕甓莢謐鑾岸說難芯?,力度并不大。從實驗室到田間再到工業企業的規?;?,技術的創新需要一個較長的時間。企業可以一邊生產一邊進行探索。

“目前存在的問題是,有些研究成果與生產有些脫節,并沒有轉化為生產力,推向社會?!斃っ魎傷?,一方面技術部門因缺少資金,無法進行規?;?,另一方面為了盡可能多地收回技術成本,企業有意拉長新技術向市場投放的周期?!暗?,我們現在面臨的是國際化的市場,如果抱著老的技術不放,一旦有新技術投放市場,企業始終面臨著效率低下,最終難以維持?!?/p>

“生物質能源的技術投入還很小,從宏觀方面來說,現有能源還沒有用盡。壟斷企業控制著部分能源的終端,也限制了中小企業的技術投入。中石油若投入生物質能源,生產乙醇汽油很容易,因為燃料乙醇按標準要求添加到汽油里形成乙醇汽油,整個產業鏈他們可以控制,別人加不進去。當大能源還能夠持續的時候,就不會在生物質能源上下太大的力氣?!貝送?,國際石油、煤炭,天然氣價格有一個聯動關系,當他們的價格逼近生物質能源的產品價格時,企業就會有更多的利潤,當化石能源資源枯竭到一定程度的時候,生物質能源的優勢就體現出來了。?


利用技術

1. 直接燃燒

生物質的直接燃燒和固化成型技術的研究開發主要著重于專用燃燒設備的設計和生物質成型物的應用。現已成功開發的成型技術按成型物形狀主要分為大三類:以日本為代表開發的螺旋擠壓生產棒狀成型物技術,歐洲各國開發的活塞式擠壓制的圓柱塊狀成型技術,以及美國開發研究的內壓滾筒顆粒狀成型技術和設備。

2. 生物質氣化

生物質氣化技術是將固體生物質置于氣化爐內加熱,同時通入空氣、氧氣或水蒸氣,來產生品位較高的可燃氣體。它的特點是氣化率可達70%以上,熱效率也可達85%。生物質氣化生成的可燃氣經過處理可用于合成、取暖、發電等不同用途,這對于生物質原料豐富的偏遠山區意義十分重大,不僅能改變他們的生活質量,而且也能夠提高用能效率,節約能源。

3. 液體生物燃料

由生物質制成的液體燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。雖然利用生物質制成液體燃料起步較早,但發展比較緩慢,由于受世界石油資源、價格、環保和全球氣候變化的影響,20世紀70年代以來,許多國家日益重視生物燃料的發展,并取得了顯著的成效。

4.沼氣

沼氣是各種有機物質在隔絕空氣(還原)并且在適宜的溫度、濕度條件下,經過微生物的發酵作用產生的一種可燃燒氣體。沼氣的主要成分甲烷類似于天然氣,是一種理想的氣體燃料,它無色無味,與適量空氣混合后即可燃燒。

1) 沼氣的傳統利用和綜合利用技術

我國是世界上開發沼氣較多的國家,最初主要是農村的戶用沼氣池,以解決秸稈焚燒和燃料供應不足的問題,后來的大中型沼氣工程始于1936年,此后,大中型廢水、養殖業污水、村鎮生物質廢棄物、城市垃圾沼氣的建立擴寬了沼氣的生產和使用范圍。

自20世紀80年代以來,建立起的沼氣發酵綜合利用技術,以沼氣為紐帶,將物質多層次利用、能量合理流動的高效農業模式,已逐漸成為我國農村地區利用沼氣技術促進可持續發展的有效方法。通過沼氣發酵綜合利用技術,沼氣用于農戶生活用能和農副產品生產加工,沼液用于飼料、生物農藥、培養料液的生產,沼渣用于肥料的生產,我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結合的“四位一體”沼氣生態農業模式,中部地區以沼氣為紐帶的生態果園模式,南方建立的“豬-果”模式,以及其他地區因地制宜建立的“養殖-沼氣”、“豬-沼-魚”和“草-牛-沼”等模式,都是以農業為龍頭,以沼氣為紐帶,對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態農業模式。沼氣發酵綜合利用生態農業模式的建立使農村沼氣和農業生態緊密結合,是改善農村環境衛生的有效措施,也是發展綠色種植業、養殖業的有效途徑,已成為農村經濟新的增長點。

2)沼氣發電技術

沼氣燃燒發電時隨著大型沼氣池建設和沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它將厭氧發酵處理產生的沼氣用于發動機上,并裝有綜合發電裝置,以產生電能和熱能。沼氣發電具有高效、節能、安全和環保等特點,是一種分布廣泛且價廉的分布式能源。沼氣發電在發達國家已收到廣泛重視和積極推廣。生物質能發電并網電量在西歐一些國家占能源總量的10%左右。

3) 沼氣燃料電池技術

燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的裝置。當源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時,它可以連續發電。依據電解質的不同,燃料電池分為堿性燃料電池(AFC)、質子交換膜(PEMFC)、磷酸(PAFC)、溶融碳酸鹽(MCFC)及固態氧化物(SOFC)等。

燃料電池能量轉換效率高、潔凈、無污染、噪聲低,既可以集中供電,也適合分散供電,是21世紀最有競爭力的高效、清潔的發電方式之一,它在潔凈煤炭燃料電站、電動汽車、移動電源、不間斷電源、潛艇及空間電源等方面,有著廣泛的應用前景和巨大的潛在市場。

5.生物制氫

氫氣是一種清潔、高效的能源,有著廣泛的工業用途,潛力巨大,來生物制氫究逐漸成為人們關注的熱點,但將其他物質轉化為氫并不容易。生物制氫過程可分為厭氧光合制氫和厭氧發酵制氫兩大類。

6. 生物質發電技術

生物質發電技術是將生物質能源轉化為電能的一種技術,主要包括農林廢物發電、垃圾發電和沼氣發電等。作為一種可再生能源,生物質能發電在國際上越來越受到重視,在我國也越來越受到政府的關注和民間的擁護。

生物質發電將廢棄的農林剩余物收集、加工整理,形成商品,及防止秸稈在田間焚燒造成的環境污染,又改變了農村的村容村貌,是我國建設生態文明、實現可持續發展的能源戰略選擇之一。如果我國生物質能利用量達到5億噸標準煤,就可解決目前我國能源消費量的20%以上,每年可減少排放二氧化碳中的碳量近3.5億噸,二氧化硫、氮氧化物、煙塵減排量近2500萬噸,將產生巨大的環境效益。尤為重要的是,我國的生物質能資源主要集中在農村,大力開發并利用農村豐富的生物質能資源,可促進農村生產發展,顯著改善農村的村貌和居民生活條件,將對建設社會主義新農村產生積極而深遠的影響。

7.原電池

通過化學反應時電子的轉移制成原電池,產物和直接燃燒相同但是能量能充分利用。


新利用

脂肪燃料快艇(說明:本詞條頂部圖片即為脂肪燃料快艇)

新西蘭業余航海家和環境?;ぜ移ぬ亍け蔥薅饜?,他將駕駛以脂肪為動力的快艇“地球競賽”號,進行一次環球航行。據悉,貝休恩將于2008年3月1日從西班牙的瓦倫西亞出發,開始全長約4.5萬公里的環球航行。貝休恩表示,他打算挑戰英國船只“有線和無線冒險”號于1998年創造的75天環球航行的世界紀錄。

脂肪當燃料“地球競賽”號被稱為世界上最快的生態船,造價240萬美元,融合多項高科技?!暗厙蚓喝焙懦ぴ?3.8米,形似一只展翅欲飛的天鵝。船身有三層外殼?;?,內有兩個功能先進的發動機,最高時速可達每小時40節(約74公里),即使航行在巨浪中,速度也不會減慢。

雖然動物脂肪種類豐富,但貝修恩計劃只利用人類脂肪轉化成的生物燃料作為“地球競賽號”的動力來源,百分之百采用生物燃料完成一次環游世界的環保之旅。

為了能募集到足夠的脂肪生物燃料,貝修恩身先士卒,主動躺到了手術臺上。然而整形醫生盡管做了很大努力,從他體內抽出的脂肪也只夠制造100毫升的生物燃料。他的兩名助手抽出的10升脂肪能夠制成7升生物燃料,可供“地球競賽”號航行15公里。

而皮特進行“綠色”環游世界之旅,以打破英國“有線和無線冒險者”號于1998年創造的75天環游世界的紀錄,總共需要7萬升的生物燃料,也就是說,皮特需要胖子志愿者們捐贈出大約7萬公斤的脂肪。


資源


森林能源

森林能源是森林生長和林業生產過程提供的生物質能源,主要是薪材,也包括森林工業的一些殘留物等。森林能源在我國農村能源中占有重要地位,1980年前后全國農村消費森林能源約1億噸標煤,占農村能源總消費量的30%以上,而在丘陵、山區、林區,農村生活用能的50%以上靠森林能源。

薪材來源于樹木生長過程中修剪的枝杈,木材加工的邊角余料,以及專門提供薪材的薪炭林。1979年全國合理提供薪材量8885萬噸,實際消耗量18100萬噸,薪材過樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9萬噸,其中薪炭林可供薪材2000萬噸以上,全國農村消耗21339萬噸,供需缺口約7000萬噸。


農作物秸稈

農作物秸稈是農業生產的副產品,也是我國農村的傳統燃料。秸稈資源與農業主要是種植業生產關系十分密切。根據1995年的統計數據計算,我國農作物秸稈年產出量為6.04億噸,其中造肥還田及其收集損失約占15%,剩余5.134億噸??苫竦玫吶┳魑锝嶄?.134億噸除了作為飼料、工業原料之外,其余大部分還可作為農戶炊事、取暖燃料,全國農村作為能源的秸稈消費量約2.862億噸,但大多處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒,其轉換效率僅為10%一20%左右。隨著農村經濟的發展,農民收入的增加,地區差異正在逐步擴大,農村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加。事實上,農民收入的增加與商品能源獲得的難易程度都能成為他們轉向使用商品能源的契機與動力。在較為接近商品能源產區的農村地區或富裕的農村地區,商品能源(如煤、液化石油氣等)已成為其主要的炊事用能。以傳統方式利用的秸稈首先成為被替代的對象,致使被棄于地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大,許多地區廢棄秸稈量已占總秸稈量的60%以上,既危害環境,又浪費資源。因此,加快秸稈的優質化轉換利用勢在必行。


禽畜糞便

禽畜糞便也是一種重要的生物質能源。除在牧區有少量的直接燃燒外,禽畜糞便主要是作為沼氣的發酵原料。中國主要的禽畜是雞、豬和牛,根據這些禽畜品種、體重、糞便排泄量等因素,可以估算出糞便資源量。根據計算,目前我國禽畜糞便資源總量約8.5億噸,折合7840多萬噸標煤,其中牛糞5.78億噸,4890萬噸標煤,豬糞2.59億噸,2230萬噸標煤,雞糞0.14億噸,717萬噸標煤。

在糞便資源中,大中型養殖場的糞便是更便于集中開發、規?;玫?。我國大中型牛、豬、雞場約6000多家,每天排出糞尿及沖洗污水80多萬噸,全國每年糞便污水資源量1.6億噸,折合1157.5萬噸標煤。


生活垃圾

隨著城市規模的擴大和城市化進程的加速,中國城鎮垃圾的產生量和堆積量逐年增加。1991和1995年,全國工業固體廢物產生量分別為5.88億噸和6.45億噸,同期城鎮生活垃圾量以每年10%左右的速度遞增。1995年中國城市總數達640座,垃圾清運量10750萬噸。

城鎮生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構成的混合物,成分比較復雜,其構成主要受居民生活水平、能源結構、城市建設、綠化面積以及季節變化的影響。中國大城市的垃圾構成已呈現向現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。中國城鎮垃圾熱值在4.18兆焦/克(1000千卡/千克)左右。


效益分析


生物質發電能源林效益簡單分析

瑞典柳樹無性系能源林的種植面積不斷增大,主要與瑞典農民貿易協會及其他各種機構把柳樹作為一種農作物來推廣有關。同時政府的補助金制度也為柳樹能源林的大面積推廣提供了必要條件。瑞典南部及中部柳樹能源林約有11 000hm,其中2 000hm是1994年種植的,1995年計劃種植5 000hm。這些能源林每年每公頃平均的生物量生產為10~12t,相當于25~30m木材或4~5m燃油,約合25-30桶原油。如將所產的生物量用來發電,按照我國國產直燃發電機組發電效率單位電量原料消耗量1.37kg/kwh計算,這些能源林每年每公頃可供發電7300-8760kwh;若按照進口直燃發電機組發電效率單位電量原料消耗量1.05kg/kwh計算,則每年每公頃可供發電9500-11430kwh。如果以竹柳作為分析對象,超短期輪伐(輪伐期1~2年)的情況下,其每年每公頃平均的生物量生產可達37.8t以上,相當于94.5m木材或15.12m燃油,約合94桶原油。受全球金融風暴影響,國際原油價格暴跌,按照當前跌后價格平均43美元/桶計算,每年每公頃產值4042美元,折合人民幣約27500元(匯率6.8)。這些能源林每年每公頃可供發電27560kwh;則每年每公頃可供發電36000kwh。


意義


中國是一個人口大國,又是一個經濟迅速發展的國家,21世紀將面臨著經濟增長和環境?;さ乃匱沽?。因此改變能源生產和消費方式,開發利用生物質能等可再生的清潔能源資源對建立可持續的能源系統,促進國民經濟發展和環境?;ぞ哂兄卮笠庖?。

開發利用生物質能對中國農村更具特殊意義。中國80%人口生活在農村,秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭等商品能源在農村的使用迅速增加,但生物質能仍占有重要地位。1998年農村生活用能總量3.65億噸標煤,其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤,占56.7%。因此發展生物質能技術,為農村地區提供生活和生產用能,是幫助這些地區脫貧致富,實現小康目標的一項重要任務。

1991年至1998年,農村能源消費總量從5.68億噸標準煤發展到6.72億噸標準煤,增加了18.3%,年均增長2.4%。而同期農村使用液化石油氣和電炊的農戶由1578萬戶發展到4937萬戶,增加了2倍多,年增長達17.7%,增長率是總量增長率的6倍多??杉孀排┐寰梅⒄購團┟襠釧降奶岣?,農村對于優質燃料的需求日益迫切。傳統能源利用方式已經難以滿足農村現代化需求,生物質能優質化轉換利用勢在必行。

生物質能高新轉換技術不僅能夠大大加快村鎮居民實現能源現代化進程,滿足農民富裕后對優質能源的迫切需求,同時也可在鄉鎮企業等生產領域中得到應用。由于中國地廣人多,常規能源不可能完全滿足廣大農村日益增長的需求,而且由于國際上正在制定各種有關環境問題的公約,限制二氧化碳等溫室氣體排放,這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此,立足于農村現有的生物質資源,研究新型轉換技術,開發新型裝備既是農村發展的迫切需要,又是減少排放、?;せ肪?、實施可持續發展戰略的需要。


我國生物質能現狀


我國擁有豐富的生物質能資源,據測算,我國理論生物質能資源為50億噸左右標準煤,是中國總能耗的4倍左右。在可收集的條件下,我國可利用的生物質能資源主要是傳統生物質,包括農作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾、工業有機廢渣與廢水等。

農業產出物的51%轉化為秸稈,年產約6億噸,約3億噸可作為燃料使用,折合1.5億噸標準煤;林業廢棄物年可獲得量約9億噸,約3億噸可能源化利用,折合2億噸標準煤。甜高粱、小桐子、黃連木、油桐等能源作物可種植面積達2000多萬公頃,可滿足年產量約5000萬噸生物液體燃料的原料需求。畜禽養殖和工業有機廢水理論上可年產沼氣約800億立方米。

能源多樣化發展

生物燃料既有助于促進能源多樣化,幫助我們擺脫對傳統化石能源的嚴重依賴,還能減少溫室氣體排放,緩解對環境的壓力。所以,它被視為替代燃料之一,對于加強能源安全有著積極的意義。

生物質能產業加快發展

國家能源局局長劉鐵男在河南考察時表示,將組織重點企業和重點資源省份加大創新力度,推進先進生物質能產業加快發展。

劉鐵男指出,將盡快編制出臺《先進生物質能源化工示范項目專項規劃》,明確生物質能化產業的發展目標、主要任務和準入條件。依托重點資源地區和有實力的骨干企業,圍繞纖維素乙醇產業化示范和醇、電、氣、化多聯產等生物能化重點創新領域,選擇落實好示范項目。國家能源局將會同有關部門結合生物能化發展重點與方向,配套出臺相關支持政策。?


質能研究


生物質能能量利用圖?

生物質能研究與開發已經成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等,其中生物質能源的開發利用占有相當的比例。國外的生物質能技術和裝置多已達到商業化應用程度,實現了規?;稻?,以美國、瑞典和奧地利三國為例.生物質轉化為高品位能源利用已經具有相當可觀的規模,分別占該國一次能源消耗旦的4%,t6%和10%。在美國,生物質能發電的總裝機容量已經超過10吉兆瓦,單機容量達到10一25兆瓦;美國紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元,采用濕法處理垃圾,回收沼氣.用于發電,同時生產肥料。巴西是乙醇燃料開發應用最有特色的國家,實施了世界上規模最大的乙醇開發計劃,乙醇燃料已經占該國汽車燃料消費量的50%以上。美國開發出利用纖維素廢料生產酒精的技術,建立丁1兆瓦的稻殼發電示范工程,年產酒精2500噸。2013年,全球生物質能發電量為413,778.1百萬千瓦時,全球生物質能發電市場年收益為286.818億美元。?


問題分析


高能源價格刺激和能源安全的考慮使生物質能真正為各國政府高度重視。各國對發展生物質能源的主要考慮有不同的側重,但兩個主要原因相同,即能源替代和環境?;?。

根據2007 世界可再生能源報告,全球生物乙醇產量從2005年的330 億公升增長到2006 年的390 億公升;其中,美國的產量為183 億公升,增幅達22%,超過巴西。巴西的燃料乙醇消費量從2005 年的150 億公升增長到2006 年的175 億公升,燃料乙醇供應了非柴油機動車燃料的41%,巴西機動車中有70%左右采用“混合燃料”。歐盟的燃料乙醇產量增長迅速,2006 年增長了77.8%,但絕對數相對于巴西和美國仍然較少。

在我國現實的社會經濟環境中,還存在一些消極因素制約著生物質能的發展和應用:


市場環境和保障機制不夠完善

我國生物燃料乙醇發展缺乏明確的發展目標,沒有形成連續穩定的市場需求,還處在“以產定銷、計劃供應”階段。國內生物燃料乙醇從生產到銷售的各個環節都受到了政府部門的嚴格控制,是政策性的封閉運行,尚未形成真正意義的市場化。


體系不完善

我國于2001 午頒布了變性生物燃料乙醇(GB 183502—2001)和車用乙醇汽油(GB183512—2001)兩項強制性國家標準,在技術內容上等效采用了美國試驗與材料協會標準(ASTM),在現有標準的基礎上及時制訂不同生物質原料來源的生物燃料乙醇相關基礎標準和工藝控制等標準就顯得極為迫切。


商業化利用難

資源分散,收集手段落后,產業化進程緩慢,制約著生物質能源高新技術的規?;蛻桃禱?。集中發電和供熱是國際上通行的高效清潔地利用生物質能源的主要技術方式。但是,這些技術需要具有一定的規模,才能產生經濟效益。


技術落后

利用裝備技術含量低,研發經費投入過少,一些關鍵技術研發進展不大。例如厭氧消化產氣率低,設備與管理自動化程度較差;氣化利用中焦油問題未能解決,影響長期應用;沼氣發電與氣化發電效率較低,二次污染問題沒有徹底解決。


缺乏相關政策

缺乏專門扶持生物質能源發展,鼓勵生產和消費生物質能源的政策。在當前缺乏一定的經濟補助手段的條件下,難以實現生物質熱電聯產規?;?,競爭能力弱。


土地矛盾

生物質能源與農業、林業在資源使用上不協調。能源作物已經開始成為不少國家生物質能源的主體。但是,我國土地資源短缺,存在能源作物和農業、林業爭奪土地的矛盾。


利用制約

一些制約生物質能發電的問題逐漸顯現出來。電價補貼標準低,使生物質發電項目一旦投入運營就面臨虧損境地?!犢稍偕茉捶ā訪魅分賦?,要制定激勵可再生能源發展的稅收及貸款優惠政策,然而關于生物質發電的相關退稅政策至今尚未落實。


發展前景


未來中國生物質能產業發展的重點是沼氣及沼氣發電、液體燃料、生物質固體成型燃料以及生物質發電;促進生物質能產業發展的政策環境將進一步完善;技術水平進一步提高;將有更多的大型企業參與;生物質能產業必將成為中國國民經濟新的增長點。

(1)良好的宏觀政策環境逐漸形成,為生物質能產業提供了良好的發展機會

(2)技術水平不斷提高,產品領域深入拓展

(3)大型企業積極參與,促進產業進入快速發展階段


我要推薦
轉發到
足球分析工具 江西时时在线开奖信息查询 牛牛钱包官网 重庆时时5星基本走势图 湖北十一选5推号 时时彩为什么改为20分钟 最新36选7开奖结果 3d,100期开机号 时时彩专业版安卓下载 南粤彩票三十六选七 奔驰游戏官方网站 南方双彩网手机版下 重庆时时彩安卓版 深圳福彩35选7走势图 重庆时时才开奖号码 tcl手机游戏