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泰然生物工程

    深入探討生物質能

             生物質能(biomass 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。

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             特點: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。

    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。

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            研究:生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一,受到各國政府與科學家的關注。許多生物質能的應用國家都制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、其中生物質能源的開發利用占有相當的比重。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具有相當可觀的規模,分別占該國一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美國,生物質能發電的總裝機容量已超過10000兆瓦,單機容量達10~25兆瓦;資回收沼氣,用于發電,同時生產肥料。乙醇燃料已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,建立了1兆瓦的稻殼發電示范工程,年產酒精2500噸。

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              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保護的雙重壓力。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保護具有意義。

             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?梢婋S著農村經濟發展和農民生活水平的提高,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、保護環境、實施可持續發展戰略的需要。

     

     

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