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1、生物质能的研究现状与未来,1.生物质能概述,2.生物质能的特点,3.生物质能的分类,4.生物质能的研究现状,5.生物质能展望及建议,1.概述,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。,生物质能从根本上来源于植物的光合作用的太阳能。,获取生物质的途径大体上有两种情况： 一有机废物的回收利用。 一专门培植作为生物质来
2、源的农林作物。 此外，某些光合成微生物也可以形成有用的 生物质。 生物质能源的储量 地球表面积5.1亿k,陆地面积1.49亿k，海洋 面积3.61亿k. 陆地植物每年可以固定的太阳能1.971021焦，海洋植物每年可以固定9.21020焦，相当于1730亿吨有机物质碳燃烧的能量。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.,1)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;,2.生物质能特点,2)可再生性
3、 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; 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,2.1我国生物质能的特点 中国拥有丰富的生物质资源，理论总量50亿吨左右。 1）秸秆等农业生物质 每年农作物秸秆产量达7亿吨，可作为能源的约 有3亿吨。此外，一些大型米厂每年可收集2000万吨左右的稻壳。 2）木林生物质 木林生物质资源大多分布在我国的主要林区，其中西藏四川云南三省区的蕴藏量占全高总量的一半。,4)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
4、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。,5)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。,3.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,2)农业资源 农业生
5、物质能资源是指农业作物；农业生产过程中的废弃物；农业加工业的废弃物 3)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.,4.生物质能的研究现状 4.1研究开发技术概况 生物质能的研究开发，主要有物理转换、化学转换、生物转换3大类。生物质能转换技术及产品如下图。,1）气化 生物质能气化是指固体物质在高温条件下，与气化剂反应产生可燃气体的过程。 2）液化 通过化学方式将生物质能转换成液体产品的过程。 液化技术主要有间接液化和直接液化。间接液化就是把生物质能气化成气体后，在进一步合
6、成反应成为液体。直接液化是把生物质放在高压设备中，添加适宜的催化剂，在一定工艺条件下反应，制成液化油，作为汽车燃料，或进一步分离加工成化工产品。这类技术是生物质能的研究热点。 3）热解 生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下。加热分解的过程称之谓热解。这种热解过程所得的产品主要有气体、液体、固体3类产品。,4）固化 将生物质粉碎至一定的粒度，不添加粘接剂，在高压条件下，挤压成一定形状。其粘接力主要是靠挤压过程产生的热量，使得生物质中木质素产生塑化黏接。 5）直接燃烧 直接燃烧是生物质最早被使用的传统方式。研究开发工作主要是着重于提高直接燃烧的热效率。如研究开发直接用生物质的锅炉等用能设备。,4.1
7、国外研究概况,20世纪70年代开始，生物质能的开发利用研究已成为世界性的热门研究课题。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划，纷纷投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。 美国在生物质利用方面处于世界领先地位。据报道，美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其他林产品工厂。 奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划，目前已有八九十个容量为10002000km的区域供热站，年供热10109MJ。,4.2国内研究概况,我国生物质能的应用技术研究，从20世纪80年代以来一直受到政府和科技人员的重视。国
8、家“六五”计划就开始设立研究课题，进行重点攻关，主要在气化、固化、热解和液化等方面开展研究工作。 生物质气化技术的研究在我国发展较快。 广州能源研究所开发了外循环流化床生物气化技术，制取的木煤气作为干燥热源和发电。 我国生物质固化技术开始于“七五”计划期间，现已达到工业化生产规模。目前国内一开发完成的固化成型设备有2大类棒状成型机和颗粒状成型机。 木材热解技术的研究，中国林科院林化所在北京光 华木材厂建立了一套生产能力为500kg/h的木屑热 解工业化生产装置；在安徽芜湖木材厂建立年处 理能力大万吨以上的木材固定床热解系统。,5.展望 高效直接燃烧技术和设备的开发 2.生物质气化和发电 3.能源植物的开发 大力发展能产生“绿色石油”的各类植物，如山茶油、油棕榈等为生物质利用提供丰富的优质资源。 4.生物质的液化技术 由于液体产品便于储存、运输，可以取代化石能源产品，因此从生物质能经济高效地制取乙醇、甲醇、合成氨、液化油等液体产品，必将是今后研究的热点。,
