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最新生物質能論文1000字(5篇)

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最新生物質能論文1000字(5篇)
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生物質能論文1000字篇一

摘 要:本文通過講述新能源-生物質能,在新農村建設中起到的作用來證明新農村的建設離不開生物質能的應用與發展,重點講述了秸稈在實際應用中的途徑與意義。而生物質能作為一種無污染,效益高的新性能源,通過查閱相關文獻了解到其發展過程中存在的主要問題進行分析研究,進而提出了幾點對策。

關鍵詞:新農村建設,生物質能,秸稈

市政與環境工程系、建筑新能源、1101 新農村建設離不開新能源發展

中國是一個農業大國,農村人口占大多數,因此農村和農民問題是關系到國家穩定與發展的關鍵性問題。近年來,隨著農村經濟的發展,農民生活水平不斷提高,廣大農村對于能源的需求量也在不斷上升,傳統能源的大量使用造成了嚴重的污染問題,同時日益增大的農村能源需求量也給我國本已嚴峻地能源形勢帶來了更大的挑戰。根據《2004年世界bp能源統計年鑒》提供的資料,2003年世界石油探明總儲量為1567億噸,中國石油探明總儲量僅占世界的2.1%,但中國的石油年消費量卻占到了世界的7.6%,2003年中國石油對外依存度達到了35%,專家預計這一數字到2020年將達到60%。同時我國農村許多地區風能、太陽能、生物質能源豐富,蘊含著發展新能源的巨大潛力,因此,將可持續發展理念引入農村能源利用領域,大力推進新能源建設,則是解決農村能源與環境之間矛盾的有效途徑。

新農村建設是我國現代化進程中的重大歷史任務,目的在于改善農村生態環境,提高農民生活質量。其中一項重要措施就是大力發展循環農業,開發使用新能源。過去對于農村能源有一個十六字方針,即“因地制宜,多能互補,綜合利用,講求效益”,這是在短缺經濟的背景下,針對能源危機而提出來的。目前,我國農村的社會、經濟及其能源供需結構形勢發生了重大變化,大量商品能源進入農村市場,農村能源面臨著結構升級和如何現代化的問題,原十六字方針因缺少生態觀和市場觀,已不符合現時和未來農村能源可持續發展的實際。2006年,北京市政府確立了讓農村“亮起來、暖起來、循環起來”的建設目標,把新能源的開發利用作為新農村建設的一個重點發展方向,在農村推廣應用先進、適用的生物質能和太陽能利用技術,并制定標準,規范其發展與應用,不斷改善農村生態環境、提升農民生活質量,促進了郊區循環經濟發展。目前,在政府的大力支持和農民的積極響應下,北京地區農村應用生物質能和太陽能的技術得到了長足發展,提高了新能源的利用水平,緩解了農村能源供應和環境保護的壓力。新能源技術的開發利用為彌補傳統能源的不足、緩解能源緊張局面、改善廣大農村的生產生活狀況起到了重要作用,產生了巨大的經濟效益、社會效益和生態效益。生物質能在新農村建設中的應用意義 生物質能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能儲存在生物質內部的能量。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,它通常包括以下幾個方面:一是木材及森林工業廢棄物;二是農業廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業有機廢棄物;六是動物糞便。在世界能耗中,生物質能約占14%,在不發達地區占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質能。

以秸稈產能技術為例,秸稈產能是生物質能里面具有代表性的一種。秸稈屬可再生能源,年復一年可保證能源的永續利用。有資料介紹,植物在燃燒過程中放出二氧化碳,但它在生長過程中要吸收二氧化碳,這放出和吸收是基本平衡的,所以對環境保護有利。同時從秸稈的化學成分和熱值看亦有它的優勢,將它燃燒產生的灰分不小于10%,而且灰分還是一種好的農作物所需的肥料,是發展循環經濟的好項目。農作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它們的生長期和成熟期與氣候密切相關,因地區不同也有一些差異。我國秸稈的產生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中國土地遼闊,秸稈的收獲時間也存在一定的差異,但趨勢是一致的。這里所談季節性主要針對農作物成熟時產生的秸稈,至于農作物收獲后,經過加工過程產生的生物質資源如稻殼等不在此列,它根據糧食的市場需求加工產生。以上秸稈產生的特點將對開發利用秸稈的管理和技術方面帶來重大影響。當然對于一些具體情況,應該具體問題具體分析處理。

從實際應用來說,秸稈作為能源原材料可用于制作秸稈煤或者用于秸稈發電。秸稈煤比起普通煤炭,秸稈煤不僅投入小、生產安全,還具有易燃耐燃、熱效率高、殘渣少等特點,在新農村建設中推廣秸稈煤,不僅能使農村的生態環境得到保護,而且能使生產秸稈煤的農民家庭帶來豐厚的利潤回報。據了解,原州區北部川區是經濟作物葵花和玉米的主要種植區,加之周邊地區種植面積,每年可產生秸稈約為30萬噸。該地方的居民李俊林算了筆賬:兩噸秸稈原料可產生1噸秸稈煤,1噸秸稈煤可產生經濟效益180元,30萬噸秸稈將可產生2700萬元財富。目前利用秸稈發電的途徑有兩種:一是秸稈氣化發電,二是秸稈直接燃燒發電,用得最廣泛的是秸稈直接燃燒發電。秸稈發電與常規的火力發電的不同之處主要是燃料不同引起燃燒系統的變化,重點是燃燒設備的變化,而熱力系統的其余部分和電氣系統與常規一般火電廠類同。秸稈燃燒的另一途徑是利用已經運行電廠中的鍋爐進行摻燒,這既可節約煤,又可增加秸稈利用的途徑。各地電廠所配爐型不同,可以由秸稈的各種成型來滿足不同爐型鍋爐燃燒要求。有一種在煤粉爐中摻燒秸稈的思路是爐膛中下部稍加改造增加一塊爐排燒秸稈,稱之為聯合燃燒。還有對將按要求被關閉的小型火力發電廠,可以對其鍋爐改造或重新建設鍋爐裝置,改造成為生物質能電廠,這也是有利的途徑。在新農村建設中使用秸稈發電,能夠有利于減輕農民的負擔,同時可以有利于保護環境。生物質能在新農村建設的現狀與發展對策

我國政府歷來重視生物質能的開發利用,將其作為能源領域的一個重要方面,納入了國家能源發展的基本政策之中,先后簽署了《里約宣言》、《氣候變化框架公約》等國際公約,頒布了《中國21 世紀議程》和《中國環境與發展十大對策》,在十屆全國人大第四次會議通過了《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》,確定了可再生能源的發展目標,并提出要實行優惠的財稅、投資政策和強制性市場份額政策,鼓勵生產與消費可再生能源,提高可再生能源在一次能源消費中的比重,出臺了一些支持可再生能源技術發展的政策性文件,這些都有力地推動著可再生能源(包括生物質能)的發展。經過多年的研究、開發與應用,我國以生物質能源的開發利用為紐帶,大力推廣各類適宜的能源生態模式,取得了較大成效, 開展了一定規模的區域栽培試驗和中試轉化試點工作。

生物質能源技術同其他新能源技術一樣,在其發展的進程中面臨著眾多的問題。概括而言,這些問題主要有兩類:一類是共同性的問題,即絕大多數生物質能源都面臨的問題;另一類是特殊性問題,即生物質能各個領域中某些技術所面臨的特殊問題,一般來說,由于生物質能源技術多種多樣,其工藝特征不同、發展階段不同、市場的取向不同,因此在發展過程中所面臨的問題也有所不同。從共性上分析,主要存在以下幾個主要問題。分別是:思想認識不到位,技術研發。創新能力弱,政府配套政策不健全,資金缺口大。投融資體系單一,市場體系建設不完善。針對這些存在的問題,為了生物質能的發展應需要做到:提高認識、理清思路、加大宣傳,加強人才能力建設、加大科研投入,搞好試驗示范,開展資源評價、調整種植業結構、發展能源作物。完善相關的法律法規,吸收外國的成功經驗等等。總結

在呼喚環保建設的今天,無污染的生物質能將會成為熱門的能源,為新農村建設帶來經濟性和環保性的雙效收益。

總而言之,生物質能是可再生能源,它的應用對于新農村建設有重大的意義,有利于環保工作的進行,而且產能的原材料數量多,分布廣,有部分原材料還起到了變廢為寶,回收利用等,加大應用生物質能的力度,能夠促進調整能源結構,保障能源安全。當然,生物質能也不是沒有缺點的,熱值及熱效率低,體積大而不易運輸。直接燃燒生物質的熱效率僅為10%一30%。這些缺點都需要技術的革新和政策的相應變動來進行改善,從而為新農村建設發展指向一條明亮的,無污染的發展道路。[參考文獻] [1] 秦大東曹軍.淺論我國生物質能發展現狀及對策.安徽通報,anhui .2007,13(1):133-135.[2] 閆廷滿.生物質能: 秸稈;發電的思考.東方電氣評論第21卷,第1期,2007:1-4 [3] 田永淑.新型秸稈氣化爐及凈化工藝.河北唐山,可再生能源 2003.4 [4] 法忠勇.推進我國農村新能源推廣應采取的措施, 甘肅農業2007 年第9 期

生物質能論文1000字篇二

摘要

如今, 節能減排越來越多地和新能源共同出現。上世紀 70 年代以來, 新能源開發利用受到世界各國的普遍重視, 許多國家都將開發利用新能源作為提高能源安全、應對氣候變化和實施可持續發展戰略的重要途徑。近幾年, 隨著國際石油價格不斷攀升, 電力供應日趨緊張, 能源問題已成為制約經濟社會可持續發展的瓶頸。石油、煤炭等傳統能源大量消耗及其造成的環境污染, 對能源枯竭的擔心和對氣候變化的憂慮, 促使人們不僅致力于開發傳統化石能源的替代品———新能源, 而且更多地注重提高能源使用效率和關注能源的環境效益。因此, 生物質能、太陽能、風能、水能、核能、地熱、天然氣等新型清潔能源的開發愈加成為國際新能源發展領域的熱點。為了優化能源結構, 保障能源安全, 保護環境和可持續發展, 能源多樣化已成為我國能源戰略的核心目標之一。開發新型能源與高效節能技術成為我國的當務之急。我國農村節能減排有著巨大的市場和潛力。在農村開發利用可再生的生物質能源, 既能發展節約型農業, 推動經濟增長方式轉變, 又能實現農業廢棄物的二次利用, 搞好農村環境污染防治, 推進農村節能環保工作。

關鍵字:新能源、生物質能、可持續發展

第一章我國農村環境現狀和生物質資源情況

1.1 我國農村環境現狀

近年來, 我國農村環境問題日益突出, 農村生產和生活中存在的環境問題, 已成為農村經濟社會可持續發展的制約因素。隨著我國農業生產能力大幅度提高, 畜禽養殖業污水、糞便、農作物秸稈以及殘留農膜等農業生產過程中的廢棄物大量增加, 面源污染問題突出。全國因固體廢棄物堆存而占用和毀損的農田面積已超過 13.33 萬 hm2, 3 億多農村人口面臨飲水不安全問題。一些地區由于環境污染引發的各類疾病明顯上升, 還有一些地區農田污水灌溉、過量施用化肥和農藥, 導致農作物品質下降、減產甚至絕收。

1.2 我國農村生物質資源情況

我國有豐富的生物質能資源, 開發程度還很低,開發利用有巨大潛力。據測算, 目前我國農村每年產生生活污水約 80 億 t, 生活垃圾約 1.2 億 t, 畜禽糞便排放總量達 25 億 t, 農作物秸稈 6 億多 t, 農產品加工業廢棄物(稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣、棕櫚殼等)超過 1 億 t。這些農業生產廢棄物、污染物等生物質資源的資源化綜合利用率很低, 大部分沒有得到有效利用。此外, 有不少荒山、荒坡、鹽堿地等邊際性土地待開發, 可種植甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯等非糧能源作物。

第二章生物質、生物質能的概念和生物質資源類型

2.1 生物質和生物質能的概念

生物質是指通過光合作用形成的各種有機體, 包括所有的動物、植物和微生物。生物質能是太陽能以化學能形式儲存在生物質中的能量。從廣義上講, 生物質能是以生物質為載體的太陽能, 它直接或間接來源于綠色植物的光合作用, 一般是指能作為燃料的這部分生物質。地球上的生物質能極為豐富。陸地上的樹木、草類、農作物秸稈、江河湖海中的藻類等水生植物、動物的糞便、生活垃圾、某些工業生產中的廢液和有機廢物等, 都是可以利用的生物能源。2.2 生物質資源類型

生物質資源一般分為 4 大類: 固體生物質、液體生物燃料、沼氣和垃圾。固體生物質包括農業廢棄物、林業廢棄物等, 農業廢棄物主要指農業生產和加工過程中形成的廢棄物, 如農作物秸稈、稻殼等;林業廢棄物主要指林木生產、采用和加工過程中形成的廢棄物。液體生物燃料主要指以非糧食能源作物、樹生能源油料等為原料生產的生物柴油、生物乙醇等。通過生物質資源利用所獲取的能源即生物質能,其表現形式有熱能、電能、沼氣以及各種生物燃料。

第三章 生物質和生物質能的主要利用方式

3.1 農作物秸稈的綜合利用

我國廣大農村具有豐富的農作物秸稈資源, 有效利用率還很低。每年夏收、秋收期間, 各地政府通過疏堵結合, 加強農作物秸稈禁燒工作。但是, 仍有許多農作物秸稈白白燒掉, 或者作為燒柴直接燃燒, 一方面造成了環境污染, 另一方面也造成資源的極大浪費。若將這些秸稈資源多渠道、多途徑利用就能實現廢物的二次利用, 大大提高其利用率, 不僅節約農業資源,增加農民收入, 還能起到節能環保的作用。農作物秸稈綜合利用工作, 各地多是以機械化秸稈還田作肥料作為主渠道, 秸稈堆漚還田技術、秸稈壓塊飼料技術、秸稈青貯飼料技術、利用秸稈作基料種植食用菌技術等循環農業技術不同程度地得到推廣應用。比如秸稈還田, 不僅可以保墑節水, 增強土壤肥力, 防止土壤的板結、退化、沙化, 還可以抑制雜草的生長, 免打除草劑, 省時省力, 節約開支。隨著我國節能環保技術的進步和創新, 農作物秸稈成為清潔、環保、可再生的生物質能的重要來源, 可將生物質能轉化成高能效的液體或氣體燃料, 而且秸稈成本低, 污染少, 效益高。秸稈氣化站建設、秸稈沼氣項目、秸稈發電項目、秸稈固化成型燃料項目、秸稈生產乙醇項目等的新能源開發, 正在各地不斷出現。但這些技術在我國剛剛起步, 比如秸稈發電項目也僅限于個別地區, 秸稈回收輻射范圍不大, 回收利用量都還有限。以河北省為例, 晉州、威縣、成安生物質發電示范項目建成后, 涿鹿、赤誠生質能發電(秸稈發電)項目今年也被核準。

3.2 液體生物燃料的開發利用

巴西是全球生產生物乙醇最多的國家, 以甘蔗為主要原料生產乙醇燃料, 2005 年的產量達到 1 300 萬t, 占世界生物乙醇總產量的 48%。美國主要以玉米為原料生產乙醇燃料, 2005—2006 年用于生產乙醇燃料的玉米達到 4 200 萬 t, 占國內總消耗量的 24%。荷蘭等歐洲國家主要以從東南亞、印尼、馬來西亞等進口的棕櫚油為主要原料生產液體燃料, 導致一些發展中國家為了增加生物燃料的出口, 甚至大片砍伐熱帶雨林, 從而引發森林、濕地等自然保護區的流失, 其環境破壞作用甚至可能超過生物燃料所帶來的好處。發展生物燃料成為應對全球能源危機和氣候變化的有效途徑之一, 但必須注重生物燃料的可持續發展, 不能以犧牲環境為代價, 顧此失彼。

2006 年我國燃料乙醇產能已達 132 萬 t, 成為繼巴西和美國之后的第三大燃料乙醇生產國。“十一五”末期, 我國生物燃料乙醇生產能力計劃達到522 萬 t·a-1, 到 2020 年發展燃料乙醇至 1 500 萬 t。然而, 隨著建設燃料乙醇項目的熱情高漲, 其主要原料玉米的價格上升明顯。且生產 1 t 燃料乙醇平均需要消耗 3.3 t玉米, “人車爭糧”趨勢凸顯。以糧食生產燃料乙醇的能源轉換方式, 逐漸被證實不符合我國國情, 2006 年底被國家發改委叫停。

我國以非糧作物為原料的生物能源產業正處于一個關鍵發展時期, 當前制約其發展的主要瓶頸是原料短缺。我國液體生物燃料的發展定位必須正確, 要堅持不與人爭糧、不與糧爭地、不破壞生態環境的原則, 要堅持走原料多元化的道路。我國有大量鹽堿地、荒山、荒地等未利用土地資源, 可規模化開發利用的能源作物較多, 可因地制宜的開發用于燃料乙醇的甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等和用于生物柴油的棉花(籽)、蓖麻等能源作物。我國自主選育的甜高粱系列品種已經在黑龍江、內蒙古、山東、河北、新疆等地大面積種植, 并開展了以甜高粱為原料的燃料乙醇生 產試點。而甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等非糧作物制取燃料乙醇尚處于起步階段, 今后這些資源的開發利用將會加大。

為滿足國家對液體生物燃料的原料需要, 國家林業局宣布 0.133 億 hm2林地將用于生物質能源開發。今年首批在云南、四川啟動 4 萬多 hm2。樹生能源油料是生物柴油、發電所需的原料, 有些樹種的果實含油量高達 50%。“十一五”期間, 中國將通過培育生物質能源林滿足 600 萬 t 生物柴油的供應和 1 500 萬kw 機組發電所需原料。林業生物質能源是一種可再生能源, 通過發展生物質能源林基地建設, 實現林油一體化, 解決能源的可替代問題, 也解決了生態問題。這些樹木在提供生物質能源的同時, 發揮著巨大的生態效益, 還可以解決農民的致富問題。此外, 國內首條利用秸稈生產燃料乙醇的生產線在山東省東平縣正式投產, 國內首家 10 萬 t 生物酶法生產生物柴油項目(通過生物作用將廢棄的動、植物油脂轉化為生物柴油)在河北省秦皇島市正式啟動。開展生物柴油、生物乙醇等的研發和產業化示范, 成為當前我國生物能源產業發展迫切需要解決的重大問題。

3.3 垃圾無害化處理和資源化利用

我國農村生活垃圾只有小部分進行了簡易填埋,絕大部分則是傾倒于渠道、江河、田地、村頭、路邊等,成為污染環境的公害。即使簡易填埋, 不僅占用土地,也往往會污染地下水和土壤。垃圾也是可以利用的生物質資源, 可以結合農村環境污染防治, 將其變廢為寶, 為廣大農村生產生活中的垃圾找到出路, 解決好農村的節能環保問題。浙江省諸暨市利用福建豐泉環保集團研發的 lhc 中型生活垃圾熱解焚燒系統, “火攻”農村垃圾的做法值得推廣。這種專門針對我國縣城、鄉鎮農村開發的中型垃圾焚燒爐, 整套造價(3 000 萬元)相當于建一個衛生填埋廠, 運行費用大約每噸 50~60 元, 也相當于衛生填埋的費用。這種新工藝焚燒爐破解了農村生活垃圾焚燒成本高(熱值低、灰分高、渣土多)、環保難達標(往往造成空氣污染, 產生大量二惡英等強致癌物質)的難題, 環保部門對其檢測的結果表明各種排放指標遠遠低于國家標準。垃圾經高溫焚燒后形成的爐渣,可以用作生產建材產品的原料———磚;焚燒產生的高溫煙氣, 通過余熱鍋爐轉換為熱水, 可以用于集中供暖和供熱水;大中城市城鄉結合部、縣城、城鎮等還可以利用產生的熱水、蒸汽, 開辦大眾浴池、溫室游泳館、溫室植物園、社區活動中心等, 發展循環經濟, 實現環境保護和經濟發展的雙贏。

3.4 畜禽糞便無害化處理和資源化利用

我國每年產生的 25 億多 t 畜禽糞便, 若能有效地利用, 可以產生數量巨大的沼氣, 成為農村高效清潔的優質燃料。同時, 可以解決大量畜禽糞便對環境污染的問題, 尤其是減少地表水和地下水源的污染。

3.4.1 戶用沼氣池建設

農村沼氣池建設, 即“畜禽養殖—沼氣—果(菜)種植”三位一體的生態農業體系、循環經濟模式, 一般是建于農家庭院, 作為一項“生態家園富民工程”。各地農村沼氣池建設方興未艾, 把沼氣池建設與改水、改廁、改圈、改灶聯系起來, 與文明生態村創建、鄉村清潔工程相結合, 使人畜禽糞便直接放入沼氣池中發酵, 產生高效清潔的優質燃料———沼氣。沼氣用于農戶做飯、燒水、照明, 解決了用沼氣農戶 70%以上的生活用能, 產生的沼液、沼渣作為優質有機肥料, 并促生庭院經濟如養豬業、蔬菜林果業、日光大棚等的發展,為農民增收節支;沼氣的使用, 能夠節約大量的煤、電、薪柴, 保護森林資源, 減少排放大量的 co2、so2等有害氣體;能夠美化清潔農家庭院, 解決農村臟亂差的現象, 提高農村生活質量, 產生的經濟效益、生態效益和社會效益都非常顯著。近年來, 我國農村沼氣建設卓有成效, 經驗之一就是國家和各級地方政府的支持引導。僅 2003—2006 年, 國家共安排 55 億元國債

資金在 4.8 萬個村建設沼氣。目前, 我國已經推廣農村戶用沼氣池 1 800 多萬戶, 沼氣普及率 11%, 適宜農戶沼氣普及率達到 18.74%。

3.4.2 大中型沼氣池建設

在畜禽養殖業發達的鄉鎮、城郊及大中型養殖場, 建設大中型沼氣池, 實現沼氣集中供氣。根據養殖場所在地的經濟發展水平、養殖業和種植業布局等具體情況, 因地制宜地選擇生產沼氣、堆肥、各類環境工程等技術模式, 切實解決農村畜禽養殖污染問題, 實現畜禽養殖污染物的資源化綜合利用, 使污染物達標排放。據國家環境保護總局 2006 年發布的《國家農村小康環保行動計劃》, 到 2010 年, 完成 500 個規模化畜禽養殖污染防治示范工程建設, 其中東、中、西部分別完成 200 個、180 個、120 個示范工程建設。在重點流域、區域和規模化畜禽養殖污染物排放量較高的地區, 優先建設規模化畜禽養殖污染防治示范工程。

農業部發布的 《農業生物質能產業發展規劃(2007—2015 年)》提出: 到 2010 年全國農村戶用沼氣總數要達到 4 000 萬戶, 占適宜農戶的 30%左右, 年生產沼氣 155 億 m3;新建規模化畜禽養殖場、養殖小區沼氣工程 4 000 處, 年新增沼氣 3.36 億 m3。到 2015年, 全國農村戶用沼氣總數要達到 6 000 萬戶, 年生產沼氣 233 億 m3, 并逐步推進沼氣產業化發展;建成規模化畜禽養殖場、養殖小區沼氣工程 8 000 處, 年產沼氣 6.7 億 m3。

結語

目前, 世界各國都在致力于開發高效、無污染的生物質能源利用技術, 預計到 2020 年, 全球總能耗將有 40%以上來自生物質能源。我國已頒布《可再生能源法》, 生物質能源是其中最重要的可再生能源之一。面對日益嚴峻的能源資源和環境問題, 在農村大力實施新能源建設, 勢在必行。開發利用豐富的、可再生的生物質能, 對于促進新農村建設, 實現可持續發展, 替代傳統能源, 確保能源安全, 改善城鄉環境, 發展循環經濟等均有重要意義。

目前農村大力實施新能源建設還存在一些亟待解決的問題, 比如缺少激勵性政策機制, 專項資金、貼息貸款、補貼等方式的激勵性政策還不多;對農村能源建設資金投入不足, 技術推廣經費少, 技術推廣上有不少難題, 有些技術還不夠完善;機構不健全, 技術隊伍薄弱, 維修、后期服務跟不上;宣傳力度不夠, 認識不到位, 沒有認識到其綜合效益。要把農村巨大的生物質資源利用好, 需要花大力氣去解決這些問題。首先, 要制定新農村能源建設的總體規劃, 把農村能源建設與農民生活、農業生產、生態環境建設結合起來, 推進新農村能源建設的規范化、法制化進程。其次, 國家、省、市應設立農村能源建設專項資金, 形成相對穩定的資金投入機制, 并制定相應的配套措施。第三, 出臺優惠政策, 加大扶持力度。建議國家盡快制定對農村新能源產業在財政補貼、低息貸款等方面的優惠政策, 對產業基地建設、節能環保技術進步等給予重點支持, 組織實施若干重點科研課題, 對生產工藝裝備技術、生物能源選種育種等進行重點研究, 推進生物質能源的科研和產業化。第四, 大力開展技術指導和服務, 進一步充實完善技術服務體系。近年來,我國已探索出不少好技術, 要大力普及農村沼氣, 推廣應用秸稈氣化、秸稈固化等農村新型能源。第五, 因地制宜, 合理布局。根據農村生物質資源、種植業和養殖業布局結構、畜禽養殖污染等具體情況, 建設大型秸稈發電項目、秸稈生產乙醇項目、沼氣集中供氣項目等, 抓好一批示范工程和試點。以農業廢棄物資源化利用為重點, 加快實施鄉村清潔工程, 推進農村作物秸稈、生活垃圾、污水、糞便的無害化處理和資源化利用。在適宜地區發展能源作物和建設能源林基地,積極開發生物質能源

生物質能論文1000字篇三

生物質能的利用

班級:xxx 姓名:xxx 學號:xxx

一、引言:

1、研究背景:當前,高碳的化石能源主導了能源消耗的主體。以煤、石油、天然氣為主的化石能源在燃燒過程中,釋放出了大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害氣體,嚴重污染了大氣環境,化石能源的燃燒也是造成溫室效應、導致全球氣候變暖的最直接原因。基于此背景下,如何發展一種環保型的低碳能源已成為必然,在大力發展低碳經濟的背景下,我國正發展生物質能產業來滿足低碳的要求,生物質能不僅低碳而且環保,因此生物質能產業作為一種新興的環保產業成為今后重點發展的產業。發展生物質能不僅滿足了低碳經濟的要求,更是實現生物資源合理有效利用的途徑。

2、研究目的:研究生物質能的原理及轉化方法,了解生物質能的應用領域及國內外現狀,充分掌握生物質能的應用前景及產業優勢及其存在的現狀,并且初步了解技術特點。

3、研究意義: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,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。因此可見,地球上生物質能的儲備是十分豐富的,研究生物質能的利用,有利于改善我國乃至世界目前的能源結構,實現能源利用的多樣化與可持續化,并且減少溫室氣體的排放,有利于發展低碳及循環經濟。

4、重要性:生物質能作為一種低碳能源,其開發與利用對于解決農村貧困問題、農村環境問題和農村能源問題有至關重要的意義。生物質能作為一種經濟的可再生能源,既是緩解我國資源瓶頸,保證能源可持續利用以及實現能源安全的保障,也是減少環境污染、改善生態環境、實現《京都議定書》節能減排目標的重要途徑,更是我國促進農村經濟發展,解決三農問題,建立和諧社會的重要物質載體。如果政府及其相關部門能夠在政策和資金方面給予支持,生物質能與其他能源相比將具有很大的優勢。發展生物質能對于農村來說至關重要,主要體現在:供給農村能源需求、有效保護農村環境、促進農村經濟發展。

二、國外研究:

1、歷史:自20實際70年代以來為了應對日益突出的能源危機和氣候變化,世界各國開始高度重視生物質能的開發和利用。20世紀90年代以來,美歐等能源消費大國和巴西等農產品貿易大國開始大力發展新型可再生能源——生物質能。

2、現狀:目前,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重。目前,國外的生物質能技術和裝置多已達到商業化應用程度,實現了規模化產業經營,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;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,目前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。

3.技術水平:

美國:2005年,美國替代巴西躍升為世界頭號燃料乙醇生產國,為美國經濟帶來了豐厚利益。從2001——2006年,美國燃料乙醇產業為聯邦政府和地方州政府分別增加稅收19億美元和16億美元。

巴西:巴西是第二大燃料乙醇生產國。與美國主要采用玉米不同,巴西主要利用甘蔗發酵生產燃料乙醇。通過原料的綜合利用,巴西顯著降低了燃料乙醇的成本,是世界上燃料乙醇生產成本最低的國家。

歐盟:歐盟是世界上最主要的生物柴油生產地,生產原料主要是菜籽油。歐盟提出,到2020年生物柴油的使用量將占所有交通燃料的10%。為此,歐洲議會免除生物柴油90%的稅收,歐洲國家對替代燃料的立法支持、差別稅收以及油菜生產的補貼,共同促進了生物柴油產業的快速發展。

三、國內研究:

1、歷史:我國生物質能的發展同世界眾多國家同時起步,約已有40年歷史,且生物質能用于發電的技術也得到了迅速的發展。

2、現狀:2006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。

我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。

可見我國的生物質能利用在不斷擴大,并且處于世界領先水平。但同美國,巴西等國仍存在不小差距,生物質能的利用也存在不少問題。

3、技術水平:我國生產燃料乙醇的原料豐富多樣,如甘蔗、木薯、玉米等。近年來,在全國各地試種雜交甜高粱,獲得了高糖高產品種,其每畝莖稈產量4噸以上。

生物柴油作為一種優質的生物液體燃料,是我國生物質能產業的一個發展方向,目提高轉化率是生物柴油市場化的關鍵,我國應重點研究以可再生含油植物為原料制備生物柴油。

此外,生物質致密成型、生物質裂解與干餾技術也取得了進展。

目前,可以采用如下方法利用生物質能:一是熱化學轉換技術,獲得木炭焦油和可燃氣體等品位高的能源產品,分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法;二是生物化學轉換法,主要指生物質在微生物的發酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產品;三是利用油料植物所產生的生物油;四是直接燃燒技術,包括爐灶燃燒技術、鍋爐燃燒技術、致密成型技術和垃圾焚燒技術等。從技術成熟性上看,目前我國生物質氣化發電技術處于國際先進水平,而生物燃油特別是生物乙醇的研發、示范也取得了相當的經驗。

4、存在問題: 第一,在現行能源價格條件下,生物質能源產品缺乏市場競爭能力,投資回報率低挫傷了投資者的投資秋極性,而銷售價格高又挫傷了消費者的積極性。第二,技術標準未規范,市場管理混亂。第三,目前,有關扶持生物質能源發展的政策尚缺乏可操作性,各級政府應盡快制定出相關政策,如價格補貼和發電上網等特殊優惠政策。第四,民眾對于生物質能源缺乏足夠認識,應加強有關常識的宣傳和普及工作。第五,政府應對生物質能源的戰略地位予以足夠重視,開發生物質能源是一項系統工程,應視作實現可持續發展的基本建設工程。

四、專題技術研究:

生物質能的含義比較廣泛,技術實現途徑主要有能源植物、燃料乙醇、生物柴油、生物質發電和供熱、生物質致密成型燃料這五種途徑:

1.能源植物。充分利用荒草地、鹽堿地等,以提高單產和淀粉含量、降低原料成本為目標,培育木薯、甘薯、甜高粱、菊芋等能源專用作物新品種。以黃連木、麻瘋樹、油桐、文冠果、光皮樹、烏桕等主要木本燃料油植物為對象,選育一批新品種,促進良種化進程;積極培育與選育高熱值、高產、速生的喬木和灌木樹種,以及高含油率、高產的油脂植物新品種(系),建立原料林基地;改進沙柳、檸條等沙生灌木資源培育建設模式,提高灌木資源利用率,建立沙生灌木資源培育示范區。積極研制一批基因工程油用植物新品種。

2.燃料乙醇。支持以甜高梁、木薯和菊芋等非糧原料生產燃料乙醇,加快以農作物秸稈和木質素為原料生產乙醇技術研發和產業化示范,實現原料供應的多元化;優化燃料乙醇生產工藝,降低水耗、能耗和污染,降低生產成本,提高綜合效益;逐步擴大燃料乙醇的生產規模和乙醇汽油的推廣范圍。

3.生物柴油。支持以農林油料植物為原料生產生物柴油,加強清潔生產工藝開發,提高轉化效率,建立示范企業,提高產業化規模。開發餐飲業油脂等廢油利用的新技術、新工藝。加快制定生物柴油技術標準,加快我國生物柴油產業產量化進程。

4.生物質發電和供熱。加快研制大型高效生物質連續氣化裝置,開發生物質燃氣高效凈化技術,積極開展秸稈、木屑等農林廢棄物直燃和氣化發電示范工程,大力支持以灌木林和柳樹等燃值高的速生能源植物為原料的生物質直燃發電技術示范;加大規模化沼氣技術開發力度,大力發展集約化專業養殖場沼氣工程、利用有機廢棄物的大型工業沼氣工程,建設一批高技術、高水平的沼氣發電供熱供氣示范工程。加強戶用沼氣池、特別是秸稈為原料的沼氣池的技術開發,大力普及農村沼氣。

5.生物質致密成型燃料。積極發展生物質致密成型燃料技術,鼓勵利用農作物秸稈、林木剩余物,加工致密成型燃料,為農村、林區提供使用方便、清潔環保、燃燒效率高的能源,減少農村燃料消耗對林木等植被的破壞。

五、研究總結:

通過對生物質能的利用進行研究,我知道了生物質能燃料有可再生性、低污染性、廣泛分布性、豐富性這些特點,而且作為新興的能源結構,它的確有很大的發展及技術應用潛力。如果生物質能燃料得到廣泛應用,確實可以緩解我國以煤炭、石油、天然氣為主的能源緊迫局面,而且生物質能這種清潔的可再生能源是以生物化學能形式存儲太陽能,因此對于地球生態環境也有極大的改善。無論從能源結構或者能源效益來看,生物質能都具有著獨特的優勢,因此,生物質能的利用值得推廣。

此外,除了對于生物質能本身的了解加深外,通過此次研究,我了解了學術研究的一般方法,親身經歷了科研的整個流程以及論文撰寫,也為自己今后的科研發展積累了不少經驗。只有用心去尋找資料,充分利用網絡資源,仔細思考,才能獲得更多信息以及創新的見解,這是我最大的感悟。

六、參考文獻:

1.《生物質能——能源的新出路》山東大學威海分校 張英珊(《資源?發展》2006.2 總第12期);

2.《低碳經濟背景下我國農村生物質能產業發展對策研究》齊齊哈爾大學 王鴻(《哈爾濱商業大學學報》(社會科學版)2011年第六期 總第121期);

3.《生物質能產業現狀及發展前景》袁振宏,羅 文,呂鵬梅,王忠銘,李惠文(中國科學院廣州能源研究所,可再生能源與天然氣水合物重點實驗室,廣東廣州 510640)(《化工進展》2009 年第28 卷第10 期)

4.《世界生物質能源發展現狀及方向》車長波 袁際華 國土資源部油氣資源戰略研究中心(《新能源》第31卷第1期)

生物質能論文1000字篇四

淺談我國生物質能發電發展

中國林業生物質能源網

生物質發電起源于20世紀70年代,世界性的石油危機爆發后,丹麥開始積極開發清潔的可再生能源,大力推行秸稈等生物質發電。自1990年以來,生物質發電在歐美許多國家發展迅速。中國是一個農業大國,生物質資源十分豐富,各種農作物每年產生秸稈7億噸左右,其中可利用量約4億噸,如加以有效利用,開發潛力十分巨大。使用生物質能替代大量的煤炭、石油和天然氣等燃料生產電力,能有效減少對礦物能源的依賴,保護國家能源資源,同時生物質能發電也可帶動周邊農村經濟收入,而秸稈灰渣是很好的鉀肥可直接利用或進一步加工為復合肥等。目前生物質發電分為:直接燃燒發電、混合燃料發電、氣化發電、沼氣發電及垃圾發電。

我國生物質能發電發展史

我國在生物質能發電方面起步較歐美晚,但經過十幾年的發展,已經基本掌握了農林生物質發電、城市垃圾發電等技術。

2005年以前,以農林廢棄物為原料的規模化并網發電項目幾乎是空白。2006年全國核準了100多萬千瓦的直燃發電項目。生物質發電裝機容量超過220萬千瓦,其中蔗渣發電170萬千瓦,碾米廠稻殼發電5萬千瓦,城市垃圾焚燒發電40萬千瓦,此外還有一些規模不大的生物質氣化發電的示范項目。2006年《可再生能源法》、生物質發電優惠上網電價等有關配套政策的實施,使我國的生物質發電行業開始了快速壯大。

2006年至2009年,秸稈直燃發電的裝機規模以年均30%以上的速度增長。2009年底,我國秸稈直燃發電總裝機容量為265萬千瓦,占所有生物質能發電的62%;垃圾焚燒發電總裝機容量為125萬kwh,占所有生物質能發電的29%;其他氣化發電、沼氣發電、混燃發電等所占比例很小,總共占有不到10%。

根據國家可再生能源中長期項目計劃,生物質發電要在2020年達到30gw。目前,全國已有10多個生物質直燃發電項目在建,裝機規模超過400萬kwh。但是要達到2020年的發展目標,仍需要解決資源分散、原料收集困難的問題。

我國的生物質能發電技術現狀

2.1 直接燃燒發電

國內直接燃燒發電技術已臻成熟,單機容量能達到15mw。根據燃料性質可分為兩類:一是歐美國家針對木質生物質燃料的燃燒技術。我國早期的蔗渣爐和稻殼爐屬于這類。另一類是秸稈燃燒技術,我國生物質資源以秸稈為主體,因此國內生物質燃燒技術的研究主要集中在秸稈燃燒技術上。國內鍋爐廠家根據我國生物質發電實際情況對引進的丹麥技術進行改進后制造生產。國內自主開發了燃料預處理系統、給料系統以及排渣系統。多家國內科研機構和鍋爐生產廠家研制了具有自主知識產權的流化床鍋爐,技術比較成熟。

2.2 混合燃料發電

混合燃料發電方式主要有兩種。一種是生物質直接與煤混合后投入燃燒,該方式對于燃料處理和燃燒設備要求較高;一種是生物質氣化產生的燃氣與煤混合燃燒,產生的蒸汽一同送入汽輪機發電機組。混合燃料發電主要也是引進丹麥技術加以改造。

我國南方利用甘蔗渣摻燒發電早有先例。僅需對現有煤炭發電廠鍋爐爐膛稍加改造,再增加輸料和袋式除塵裝置即可。直接在傳統燃煤鍋爐中混燃小于總熱值20%的生物質,技術上已基本成熟。

2.3 氣化發電

生物質氣化發電是指生物質在氣化爐中轉化為氣體燃料,經凈化后進入燃氣機中燃燒發電或者進入燃料電池發電。我國應用到工程中的氣化發電技術主要是由中科院廣州能源所研發的生物質循環流化床氣化技術。國內其它研究機構,如山東能源研究所也在開展相關研究。1998年在福建莆田建成了國內首個1mw生物質稻殼氣化發電系統,隨后在全國范圍內建設了20多座生物質氣化發電系統。

現有的燃氣內燃機的效率低、裝機容量小,普遍存在著發電轉化效率低(一般只有12~18%),不能滿足大工業規模應用的需求。燃氣熱值低、氣化氣體中的焦油含量高、二次污染嚴重。因此需要進一步研究開發合適的規模化設備和技術。

2.4 沼氣發電

沼氣發電主要是利用工農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物經厭氧發酵處理產生的沼氣驅動發電機組發電。

中國沼氣發電技術的研發已有二十多年的歷史,目前的國內沼氣發電工程主要是結合高濃度可降解有機廢水處理所建設的,屬于廢水處理的產物,國內運行正常的最大機組為1萬kw·h,尚未出現更大規模的生物質沼氣發電機組。

2.5 垃圾發電

垃圾發電包括垃圾焚燒發電和垃圾氣化發電,其不僅可以解決垃圾處理的問題,同時還可以回收利用垃圾中的能量,節約資源。垃圾焚燒技術主要有層狀燃燒技術、流化床燃燒技術、旋轉燃燒技術等。近年發展起來的氣化熔融焚燒技術,包括垃圾在450 ℃~640 ℃溫度下的氣化和含碳灰渣在1300 ℃以上的熔融燃燒兩個過程,垃圾處理徹底,過程潔凈,并可以回收部分資源,被認為是最具有前景的垃圾發電技術。

截至2009年底,我國垃圾焚燒廠總數已達到80多座,每天垃圾焚燒處理量突破5.5 萬噸,垃圾焚燒發電總裝機容量達到125 萬kw·h。我國東部,特別是沿海城市,垃圾處理正在逐漸由衛生填埋為主向焚燒為主轉變。隨著垃圾回收、處理、運輸、綜合利用等各環節技術不斷發展,垃圾焚燒發電有著廣闊的市場前景。

我國生物質發電存在的問題及發展前景

3.1 生物質發電存在的問題

從國內生物質電廠的建設和運行狀況可以看出,制約我國生物質發電產業發展的因素主要如下。

(1)建設及運行成本較高。生物質電廠單位造價為1~1.5萬元/kw·h,燃燒設備的費用高昂。同時由于能量密度低,生物質燃料的預加工、運輸和存儲燃料所需的費用也很高。另外,生物質電廠的有效稅率為11%,而傳統火電廠約6%~8%,小水電約3%。

(2)存在技術問題,生物質發電復雜的燃料供應系統和鍋爐燃燒技術,完全不同于常規火電機組,生物質發電主設備—— 鍋爐本體及其他輔機均實現了國產化,但生物質的預處理和給料系統仍存在問題,對稻草麥草等軟秸稈破碎不均勻比較嚴重,往往造成給料系統的問題。進而直接影響生物質電廠運行。目前的設備運行小時數都偏短,主要是燃料處理上料系統問題(燃料品質因數居多)和燃燒設備成熟度不高等因素造成的。

我國生物質發電項目發展比較晚,技術還不夠完善,如何根據不同燃料成分選擇可行的工藝流程關系到項目建成后機組的穩定可靠運行。為適應我國同一生物質鍋爐必須燃燒多種秸稈的現狀,對國外引進設備,存在進一步技術改造的問題。

(3)政策問題,雖然現存的法律和政策已經給生物質發電提供了一個有利的環境,但這些激勵政策和措施是不夠的。政府給出的生物質發電上網電價的補貼是以脫硫煤為基礎,而生物質燃料和煤不同,政策不合理。生物質電廠運行15年以后,不再享受補貼。且2010年以后的可再生能源電廠享受的補貼逐年遞減2%。另外,由于《京都議定書》中關于溫室氣體只規定了到2012 年的減排目標,生物質發電項目的cdm銷售收入也只能計入到2012年,影響效益。

3.2 生物質發電發展前景

由于生物質發電與煤電、水電等存在價格上的劣勢,缺乏市場競爭力,國家采取電價補貼政策支持生物質發電的發展。生物質發電廠上網電價為脫硫燃煤機組標桿上網電價加0.25元/kw·h補貼電價。發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目不享受補貼電價。此外,生物質發電可享受收入減計10%的所得稅優惠,秸稈生物質發電享受增值稅即征即退政策。

我國發展生物質發電的一大動力是要通過發電避免農民焚燒秸稈引起污染等社會問題,另一方面又要通過發電扶助農民。隨著生物質發電項目的增多,原料收購價格還在上升,虧損迫使部分生物質發電廠停產,因此國家在稅收等政策上進一步加大扶持力度就顯得非常重要。

截至2011年底,國內各級政府核準的生物質能發電項目累計超過了170個,投資總額超過600億元。可再生能源“十二五”規劃明確提出,到2015年國內生物質發電裝機規模不低于1300萬千瓦。國家在相關行業政策上給予了一系列的優惠,隨著產業政策的逐步完善,生物質能發電將進入快速發展期。

就國內生物質發電產業發展現狀來看,技術引進和自主開發已經成為中國生物質發電的主旋律。但是要清楚地認識到努力走自主開發之路才是最終出路,而且不斷完善的國產技術將最終主導中國市場。配套輔助系統的開發、成熟和完善是生物質發電事業不斷發展關鍵。而國內相關系統,比如收集、儲存、運輸、預處理和給料系統等,都存在一定問題。這些系統的完善成熟與否將決定著中國生物質發電事業的發展方向。

生物質能論文1000字篇五

國內外生物質能應用技術的研究開發現狀

摘 要:本文概述國內外生物質能應用技術的研究開發現狀,并從我國實際情況出發,提出了研究開發的前景,以及在今后的工作中應重視的幾個問題。

關鍵詞:生物質、能源、氣化、液化、成型、燃料

1、前言

生物質能是人類用火以來,最早直接應用的能源。隨著人類文明的發展,生物質能的應用研究開發幾經波折,最終人們深刻認識到,石油、煤、天然氣等化石能源的有限性,同時無節制地使用化石能源,大量增加co2、粉塵、so2等廢棄物的排放,污染了環境,給人類賴以生存的星球,造成十分嚴重的后果。而使用大自然饋贈的生物質能源,幾乎不產生污染,資源可再生而不會枯竭,同時起著保護和改善生態環境的重要作用,是理想的可再生能源之一。生物質能的應用技術開發,旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及農林剩余物如秸桿、麥草等原料通過物理或化學化工的加工方法,使之成為高品位的能源,提高使用熱效率,減少化石能源使用量,保護環境,走可持續發展的道路。

七十年代,由于中東戰爭引發的能源危機以來,生物質的開發利用研究,進一步引起了人們的重視。美國、瑞典、奧地利、加拿大、日本、英國、新西蘭等發達國家,以及印度、菲律賓巴西等發展國家都分別修定了各自的能源,投入大量的人力和資金從事生物質能的研究開發。

我國生物質能研究開發工作,起步較晚。隨著經濟的發展,開始重視生物質能利用研究工作,從八十年代起,將生物質能研究開發列入國家攻關計劃,并投入大量的財力和人力。已經建立起一支專業研究開發隊伍,并取得了一批高水平的研究成果,初步形成了我國的生物質能產業。

2、生物質能應用技術的研究開發現狀

2.1國外研究開發簡介

在發達國家中,生物質能研究開發工作主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。

生物質能氣化是在高溫條件下,利用部份氧化法,使有機物轉化成可燃氣體的過程。產生的氣體可直接作為燃料,用于發動機、鍋爐、民用爐灶等場合。氣化技術應用在二戰期間達到高峰。隨著人們對生物質能源開發利用的關注,對氣化技術應用研究重又引起人們的重視。目前研究主要用途是利用氣化發電和合成甲醇以及產生蒸汽。奧地利成功地推行建立燃燒木材剩余物的區域供電計劃,目前已有容量為1000~2000kw的80~90個區域供熱站,年供應10×109mj能量。加拿大有12個實驗室和大學開展了生物質的氣化技術研究。1998年8月發布了由freel, barry a.申請的生物質循環流化床快速熱解技術和設備。瑞典和丹麥正在實行利用生物質進行熱電聯產的計劃,使生物質能在提供高品位電能的同時滿足供熱的要求。1999年,瑞典地區供熱和熱電聯產所消耗的能源中,26%是生物質。

美國在利用生物質能方面,處于世界領先地位,據報道,目前美國有350多座生物質發電站,主要分布在紙漿、紙產品加工廠和其它林產品加工廠,這些工廠大都位于郊區。裝機容量達7000mw,提供了大約66000個工作崗位,根據有關科學家預測,到2010年,生物質發電將達到13000mw裝機容量,屆時有4000000英畝的能源農作物和生物質剩余物用作氣化發電的原料,同時,可按排170000個以上的就業人員,對繁榮鄉村經濟起到積極的推動作用。

流化床氣化技術由于具有床內氣固接觸均勻、反應面積大、反應溫度均勻、單位截面積氣化強度大。反應溫度較固定床低等優點,從1975年以來一直是科學家們關注的熱點。包括循環流化床、加壓流化床和常規流化床。印度anna大學新能源和可再生能源中心最近開發研究用流化床氣化農業剩余物如稻殼、甘蔗渣等,建立了一個中試規模的流化床系統,氣體用于柴油發電機發電。1995年美國hawaii大學和vermont大學在國家能源部的資助下開展了流化床氣化發電的工作。hawaii大學建立了處理生物質量為100t/d的工化壓力氣化系統,1997年已經完成了設計,建造和試運行達到預定生產能力。vermont大學建立了氣化工業裝置,其生產能力達200t/d,發電能力為50mw。目前已進入正常運行階段。

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。目前,已開發的技術有:林產品加工廠的廢料(如造紙廠的樹皮、家具廠的邊角料等)的專用燃燒蒸汽鍋爐,國外造紙廠幾乎都有專門的設備,用來處理廢棄物。由于生物質形狀各異,堆積密度小較松散,給運輸和貯存以及使用帶來了較大困難,影響生物質的使用。因此,從四十年代開始了生物質的成型技術研究開發。現已成功開發的成型技術按成型物形狀分主要有三大類: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得園柱塊狀成型技術,以及美國開發研究的內壓滾筒顆粒狀成型技術和設備。美國顆粒成型燃料年產量達80萬噸。

成型燃料應用于二個方面:其一:進一步炭化加工制成木炭棒或木炭塊,作為民用燒栲木炭或工業用木炭原料;其次是作為燃料直接燃燒,用于家庭或曖房取曖用燃料。日本、美國、加拿大等國家,開發了專用爐灶。在北美有50萬戶以上家庭使用這種專用爐灶作為取曖爐。

將生物質能進行正常化學加工,制取液體燃料如乙醇、甲醇、液化油等;是一個熱門的研究領域。利用生物發酵或酸水解技術,在一定條件下,將生物質轉化加工成乙醇,供汽車和其它工業使用。加拿大用木質原料生產的乙醇上產量為17萬噸。比利時每年用甘蔗為原料,制取乙醇量達3.2萬噸以上,美國每年用農林生物質和玉米為原料大約生產450萬噸乙醇,計劃到2010年,可再生的生物質可提供約5300萬噸乙醇。

生物質能的另一種液化轉換技術,是將生物質經粉碎預處理后在反應設備中,添加催化劑或無催化劑,經化學反應轉化成液化油。美國、新西蘭、日本、德國、加拿大國家都先后開展了研究開發工作,液化油的發熱量達3.5×104kj/kg左右,用木質原料液化的得率為絕干原料的50%以上。歐盟組織資助了三個項目,以生物質為原料,利用快速熱解技術制取液化油,已經完成100kg/hr的試驗規模,并擬進一步擴大至生產應用。該技術制得的液化油得率達70%,液化油低熱值為1.7×104kj/kg。

生物質能催化氣化研究,旨在降低氣化反應活化能,改變生物質熱處理過程,分解氣化副產物焦油成為小分子的可燃氣體,增加煤氣產量,提高氣體熱解;同時降低氣化溫度,提高氣化速度和調整生物質氣體組成,以便進一步加工制取甲醇或合成氨。歐美等發達國家科研人員在催化氣化方面已經作了大量的研究開發,研究范圍涉及到催化劑的選擇,氣化條件的優化和氣化反應裝置的適應性等方面,并且已經在工業生產裝置中得到了應用。

2.2 國內研究開發

我國生物質能的應用技術研究,從八十年代以來一直受到政府和科技人員的重視。主要在氣化、固化、熱解和液化開展研究開發工作。

生物質氣化技術的研究在我國發展較快,應用于集中供氣、供熱、發電方面。中國林科院林產化學工業研究所,從八十年代開始研究開發了集中供熱、供氣的上吸式氣化爐,并且先后在黑龍江、福建得到工業化應用,氣化爐的最大生產能力達6.3×106kj/hr。建成了用枝椏材削片處理,氣化制取民用煤氣,供居民使用的氣化系統。最近在江蘇省又研究開發以稻草、麥草為原料,應用內循環流化床氣化系統,產生接近中熱值的煤氣,供鄉鎮居民使用的集中供氣系統,氣體熱值約8000kj/nm3。氣化熱效率達70/%以上。山東省能源研究所研究開發了下吸式氣化爐。主要用于秸桿等農業廢棄物的氣化。在農村居民集中居住地區得到較好的推廣應用,并已形成產業化規模。廣州能源所開發的以木屑和木粉為原料,應用外循環流化床氣化技術,制取木煤氣作為干燥熱源和發電,并已完成發電能力為180kw的氣化發電系統。另外北京農機院、浙江大學等單位也先后開展了生物質氣化技術的研究開發工作。

我國生物質的固化技術在八十年代中期開始,現已達到工業化規模生產。目前國內有數十家工廠,用木屑為原料生產棒狀成型物木炭。螺旋擠壓成型機有單頭和雙頭二種,單頭機生產能力為120kg/hr,雙頭機生產能力達200kg/hr。1990年中國林科院林化所與江蘇省東海糧機廠合作,研究開發生產了單頭和雙頭二種型號的棒狀成型機,1998年又與江蘇正昌集團合作,共同開發了內壓滾筒式顆粒成型機,機器生產能力為250~300kg/hr,生產的顆粒成型燃料尤其適用于家庭或暖房取暖使用。南京市平亞取暖器材有限公司,從美國引進適用于家庭使用的取暖爐,通過國內消化吸收,現已形成生產規模。

生物發酵制氣技術,在我國已經形成工業化,技術亦趨成熟,利用的原料主要是動物糞便和高濃度的有機廢水。在上海亦已建成沼氣集中供氣系統。

沈陽農業大學從國外引進一套流化床快速熱解試驗裝置,研究開發液化油的技術,和利用發酵技術制取乙醇試驗。另外,中國林科院林化所進行了生物質催化氣化技術研究。華東理工大學還開展了生物質酸水解制取乙醇的試驗研究,但尚未達到工業化生產。

3、我國生物質能應用技術的展望

生物質能是一個重要的能源,預計到下世紀,世界能源消費的40%來自生物質能,我國農村能源的70%是生物質,我國有豐富的生物質能資源,僅農村秸桿每年總量達6億多噸。隨著經濟的發展,人們生活水平的提高,環境保護意識的加強,對生物質能的合理、高效開發利用,必然愈來愈受到人們的重視。因此,科學地利用生物質能,加強其應用技術的研究,具有十分重要的意義。

目前,我國已有一批長期從事生物質轉換技術研究開發的科技人員,已經初步形成具有中國特色的生物質能研究開發體系,對生物質轉化利用技術從理論上和實踐上進行了廣泛的研究,完成一批具有較高水平的研究成果,部分技術已形成產業化,為今后進一步研究開發,打下了良好的基礎。

從國外生物質能利用技術的研究開發現狀結合我國現有技術水平和實際情況來看,本人認為我國生物質能應用技術將主要在以下幾方面發展。

3.1高效直接燃燒技術和設備

我國有12億多人口,絕大多數居住在廣大的鄉村和小城鎮。其生活用能的主要方式仍然是直接燃燒。剩余物秸桿、稻草松散型物料,是農村居民的主要能源,開發研究高效的燃燒爐,提高使用熱效率,仍將是應予解決的重要問題。鄉鎮企業的快速興起,不僅帶動農村經濟的發展,而且加速化石能源,尤其是煤的消費,因此開發改造鄉鎮企業用煤設備(如鍋爐等),用生物質替代燃煤在今后的研究開發中應占有一席之地。把松散的農林剩余物進行粉碎分級處理后,加工成型為定型的燃料,結合專用技術和設備的開發,在我國將會有較大的市場前景,家庭和曖房取曖用的顆粒成型燃料,推廣應用工作,將會是生物質成型燃料的研究開發之熱點。

3.2集約化綜合開發利用

生物質能尤其是薪材不僅是很好的能源,而且可以用來制造出木炭、活性炭、木醋液等化工原料。大量速生薪炭材基地的建設,為工業化綜合開發利用木質能源提供了豐富的原料。由于我國經濟不斷發展,促進了農村分散居民逐步向城鎮集中,為集中供氣,提高用能效率提供了現實的可能性。將來應根據集中居住人口的多少,建立能源工廠,把生物質能進行化學轉換,產生的氣體收集凈化后,輸送到居民家中作燃料,提高使用熱效率和居民生活水平。這種生物質能的集約化綜合開發利用,既可以解決居民用能問題,又可通過工廠的化工產品生產創造良好的經濟效益,也為農村剩余勞動力提供就業機會。因此,從生態環境和能源利用角度出發,建立能源材基地,實施“林能”結合工程,是切實可行的發展方向。

農村有著豐富的秸桿資源,大量秸桿被廢棄和田間直接燃燒,既造成大量的生物質能的浪費,也給大氣帶來了嚴重的污染。因此,用可再生的生物質能高效轉化在將來會有較好的發展前景。

3.3生物質能的創新高效開發利用

隨著科學技術的高速發展,生物質能的發展將依賴創新技術來實現更大的發展。生物質能新技術的研究開發如生物技術高效低成本轉化應用研究,常壓快速液化制取液化油,催化化學轉化技術的研究,以及生物質能轉化設備如流化床技術等是研究熱點,一旦獲得突破性進展,將會大大促進生物質能開發應用。3.4城市生活垃圾的開發利用

生活垃圾數量以每年8%~10%的快速遞增,工業化開發利用垃圾來發電,焚燒集中供熱或氣化產生煤氣供居民使用,有很大的發展潛力。

3.5能源植物的開發

大力發展能生產“綠色石油”的各類植物,如油棕櫚、木戟科植物等,為生物質能利用提供豐富的優質資源。

4、建議

4.1生物質能應用技術的研究開發,在現階段主要是從生態環境、環境保護的角度出發,從中長期來看,將要彌補資源有限性的不足。因此,生物質能源的開發利用,其社會效益遠遠大于經濟效益。在目前發展階段,需要國家的政策扶持和財力支撐。應制訂相關政策,鼓勵和支持,企業投資生物質能源開發項目。

4.2我國有豐富的生物質資源,但我國的國情是人口眾多,人均資源相對偏少,因此,在生物質的應用技術發展方向上,應結合我國分散的能源系統,以滿足農村鄉、鎮、村不斷增長的能量需求,重點解決居民生活用能,減少對化石能源尤其是煤炭的使用。在經濟條件較發達的鄉村地區,大力推廣木煤氣氣化系統。在城市推廣顆粒成型燃料及專用取曖爐,取代煤爐取曖和小型鍋爐。

4.3加強基礎和應用研究。在生物質能化學轉換中催化降解、直接和間接液化機理,高產生物能基因及其變異性規律,生物轉化微生物“雜交”等基礎理論和應用研究。國家在科研項目的安排方面,要注重給生物質能應用研究的發展方面留有一定的空間。

4.4我國已發展薪炭林540萬公頃,年生長量約達1.8億噸,計劃到2010年,薪炭林達到860萬公頃。同時,山區大量發展的經濟林果殼。利用這些林業資源,建立能源工廠,將這些生物質熱解處理,氣體作為民用煤氣,熱解的固體木炭進一步加工成活性炭作為化工產品,創造經濟效益。既解決部分農村缺少能源的矛盾,又為農村勞動力創造就業機會,促進山區農村的發展。前期選擇合適的地區,建立生物質綜合利用“林能結合”示范能源工廠系統,然后推廣應用。

4.5加強生物質的國際交流合作,引進國外先進的生物質應用技術和設備,加快我國生物質開發應用的步伐,建立符合中國國情的生物質能開發利用結構體系。

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