生物质能源基本概况

生物质能源基本概况一、什么是生物质能源生物质能（biomass energy ），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。

生物质生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。

它包括植物、动物和微生物。

广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。

有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。

狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。

特点：可再生、低污染、分布广泛。

生物质能的概述生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

而所谓生物质能（biomass脂肪燃料快艇energy ），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。

目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。

生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。

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%。

二、物质能的分类所谓生物能源是一个非常广泛的内涵。

也就是说一切有机物质都含有能量，这个能量是从太阳能转化过来的，表现为各种动物、植物、微生物的组成部分，其中包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等等。

这些化学物质中多含有能量，已经是从太阳能转化为化学能。

我们把它用各种方法转化出来就可以得到各种各样的生物能。

可以简单的分几类：一类是固体的，一类是液体的，一类是气体的。

大概可以分成这三类。

固体的是最容易被理解，生物质发电本身就是很多物质产料，甚至很多是废弃物，拿去发电。

另外还有一些做法，就是把固体的生物质很松散的，比如说秸秆、碎末、锯末通过物理的办法变成颗粒或者饼块状，这样一来它的密度就提高了，再加上适当的锅炉，就可以发生很大的变化。

液态里面，一个是乙醇，一个是生物柴油。

当然还有其他形式，比如说还有一种生物油的，通过热反应的办法，把生物制裂解，变成生物油的混合物，我们再把它拿去进行分馏，可以提取出各种各样的物质，其中包括燃料，这是液体部分。

讲得更远一点，美国人、欧洲人都在做将来从海藻里面、藻类里面直接提取油变成生物柴油。

气态的生物能源就比较多了，跟大家相对熟悉一点的就是沼气，沼气在我们国家用了一百多年的历史。

大家对沼气有一个认识，就是农民拿去做做饭、点点灯，实际上沼气不只是农民做饭点灯，沼气的有效成分是甲烷。

在北京的朋友们现在天天使用的天然气的有效成分也是甲烷，只是两者之间含量不一样，沼气的甲烷含量只有50%到70%。

而天然气的甲烷含量要求达到96%以上，或者更高。

假定我们通过一些办法把生物质通过微生物的办法转化成为沼气，再把沼气提纯、净化，同样可以做出所谓的生物天然气。

这种事情已经不是人们的想象，已经在欧洲国家，特别是在德国、瑞典已经在大规模使用。

另外，一些气体的做法，秸秆、气化，在村子里面搞气化站，农民拿秸秆换气，这种气的成分跟天然气的差别会大一些。

不管怎么样，它也是一种气体能源。

还有一种是通过热化学的办法也能够产生一些生物气。

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。

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生物质能零散木材、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。

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。

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。

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。

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。

三、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。

5)广泛应用性生物质能源可以以沼气、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形式存在，应用在国民经济的各个领域。

编辑本段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。

有关专家估计，气化燃烧锅炉生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。

生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。

据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重)，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。

但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。

现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。

四、生物质能的利用途径生物质能的利用主要有直接燃烧、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生物质能木质压缩颗粒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。

五、生物质能利用现状2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中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。

2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

六、主要利用技术1. 直接燃烧生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。

现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。

2. 生物质气化生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。

它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。

生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。

3. 液体生物燃料由生物质制成的液体燃料叫做生物燃料。

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。

虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢，由于受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。

4. 沼气沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并且在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。

沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1）沼气的传统利用和综合利用技术我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，后来的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的简历扩宽了沼气的生产和使用范围。