生物质能的现状与展望

生物质能的现状与展望

新能源1301班梁靖20132645

摘要：生物质能是太阳能的一种表现形式，同时也是一种可再生的碳源，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。近年来，生物质能源呈现出新的特点。分析追踪这些新趋势和新特点，不仅有助于我们理解生物质能产业创新的规律，理性地制定生物质能产业发展战略，而且有助于我们把握生物质能产业创新的社会约束条件，科学利用并发展生物质能源，实现经济的可持续发展。关键词：生物质能源；可持续发展；循环经济技术

1.生物质能源的产生

1.1生物质资源丰富

中国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。中国人口多，虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少，但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。有很多秸秆尚未利用，同时森林等资源也可以进行开发。现有可供开发的生物质能源至少能达4.5亿吨标煤，同时还有约1.33亿公顷宜农宜林荒山荒地，发展生物能源产业，利用农林废弃物，开发宜林荒地，将会极大地促进中国生物质资源开发利用，促进我国经济的转型。

1.2市场需求旺盛

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场对于可再生能源的需求量将会越来越大，生物质能源的市场前景十分诱人

1.2.1国家对于能源的需求要求生物质能源产业加快发展。

以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：在未来几年，中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升，相关技术也日臻成熟。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。

1.2.2生态型经济社会发展需要生物质能源。

随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视以及对循环经济的大力要求，生态型能源也将会越来越受欢迎。如用燃料乙醇、生物柴油来替代或部分替代常规汽油或柴油，可大幅度减少汽车有害尾气排放量，提高空气质量，减少雾霾天数。为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，生产生物质可燃气等作为他们的生活能源，一举改变原来直接燃用秸秆薪柴的炊事取暖局面，起到既办实事又赚效益的功效。

2.生物质能源转换

2.1生物燃料乙醇

燃料乙醇指以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。其工艺流程一般分为五个阶段，即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比，第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理，即脱去木质素，增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触，提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后，

再进入发酵、蒸馏和脱水。在第二代燃料乙醇技术中，秸秆是首先被人们考虑的材料。在中国古代，就有利用秸秆制沼气的记录。近年来，由于玉米等传统制备燃料乙醇的粮食作物日益短缺，而以木薯为作物开发的技术还尚未成熟，因此，人类便把研究的目光投向了秸秆。通过微生物发酵技术，将秸秆发酵转换成燃料乙醇生物柴油所谓生物柴油，是指利用各类动植物油脂为原料，与醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。花生、油菜籽等油料作物，以及动物油脂、废弃油渣等都可以用来炼制生物柴油。欧盟生物柴油80%的原料为双低菜籽油（低硫甙、低芥酸）。美国、巴西主要是大豆，我国主要是以木本油料、废弃油脂和微藻油脂为原料。我国在内蒙古开展了微藻固碳生物能源示范项目，同时，已在四川、贵州、海南启动小油桐生物柴油产业化示范项目。近年来，我国开发的微藻生物柴油技术凭借周期短、见效快、产率高、占地面积小等独特的优势，逐渐引起了世界各国的兴趣，正逐步引导生物柴油领域的新革命。

2.2生物质压缩成型

生物质压缩成型燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后，送入成型器械中，在外力作用下，压缩成需要的形状。然后，作燃料直接燃烧，也可进一步加工，形成生物炭。目前，我国研究和开发出的生物质固化成型机也已应用于生产，取得了良好的口碑。生产的致密成型燃料，也已应用于取暖和小型锅炉。经测定，该种燃料排放的污染物低于煤炭，是一种高效、洁净，同时还很安全的可再生能源。

2.3生物质裂解与干馏

生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。采用氧气或氧气一水蒸汽作为气化剂的工业中热值煤气发生工艺仍在进行研究。固体热载体循环生物质热解气化的示范工程正在运转。气化方面的研究重点在焦油的催化裂解、煤气高温除尘、联合循环发电等方面。生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品质的代用液体燃料（生物油），其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动力燃料的品质，甚至可以实现对柴油或汽油的替代。此外，还可以从中提取具有商业价值的化工产品。相比于常规的化石燃料，生物油因其所含的硫、氮等有害成分几乎没有，可视为21世纪的绿色环保燃料。

2.4生物质气化及发电

我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。目前用于木材和省农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近900处，年生产生物质燃气2，400万立方米。兆瓦级生物质气化发电系统已经推广应用20多套，目前，国能生物号称是全球最大，产业链最完整的生物质直燃发电投资、建设、运营一体化公司。其投资的第一个国家级生物质发电示范项目国能单县生物发电项目于2006年12月1日投产。目前已建设了40多家生物质发电厂，其中24家已投入运营，总装机容量达到100万千瓦，累计发电约100亿千瓦时。此外，国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业也纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营。截至2007年底，国家和各省发改委已核准项目87个，总装机规模220万千瓦。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。可以看出，中国生物质发电产业的发展正在渐入佳境。

3.我国生物质能源的发展前景

3.1相关科研投入会增多

近年来，各国科学家已经普遍意识到生物质能源的巨大优势，并在相关领域取得令人瞩目的成就。虽然我国的生物质能源的相关技术已经日臻成熟，但是总体水平与其他发达国家

还有一定差距。因此，可以预测，未来我国将会在这方面技术、资金、人力加大投入力度，促进生物质能源的加速发展。

3.2技术成果产业化、规模化

由于生物质能源很大一部分直接来源于农副产品或生活垃圾等物品，而生物质能源同时与人们的生活息息相关。让科研成果走出实验室，走进生活，以较低的成本实现产业化，以合理的价格造福人类，将会是生物质能源的走向。

3.3来源更加丰富

由于与粮争地仍然是生物质能源技术的主要瓶颈，随着技术的发展，出于降低成本的考虑，将会有更加适宜的原料被科学家们采用，整体将会呈现来源多样化的趋势。

4.总结

随着化石燃料的日益短缺，生物质能源的重要性也日益凸显。目前世界各国都在试图在相关技术、法律等方面取得突破，从而实现摆脱对石油、煤炭、天然气等传统能源的依赖。可以预见，在不远的将来，生物质能源将会成为循环经济的引擎，将为人类的可持续发展做出重大贡献。