生物质能利用技术的研究进展

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1、2011年6月农机化研究第6期生物质能利用技术的研究进展112郭海霞,左月明,张虎(1.山西农业大学工学院,山西太谷030801;2.吉林农业大学工程技术学院,长春130118)摘要:生物质能是可再生能源的组成部分。生物质能的开发利用为能源和生态问题的解决提供了一条新的思路。为此,对近年来国内外生物质能利用技术的研究进展进行了综述;分析了目前我国生物质能源开发技术存在的主要问题;提出我国生物质能源研究开发的发展前景和建议。关键词:生物质能;利用技术;研究进展中图分类号:S216文献标识码:A文章编号:1003-188X(2011)06-0178

2、-08加工残余物0.86亿t。目前,实际使用量为2.2亿t,0引言[4]还有很大的开发潜力。三是可替代性,正在开发的由于常规能源资源储量有限,且不可再生,在当可再生能源中,生物质能源在化学分子构成、能源利今化石能源渐趋枯竭、环境压力日益沉重、需求和油用形态上均与化石能源非常相似,它在不必对已有工价持续上涨以及世界能源资源争夺战愈演愈烈的情业技术作任何改进的前提下即可替代常规能源,对常[5]况下,世界能源结构转变为以可再生能源为主。如何规能源有最大的替代能力。四是低污染性,生物质合理开发包括生物质能源在内的、洁净可再生的能源转化过程中排放的二氧化

3、碳量等于生长过程中吸收[1-2]已成为21世纪人类面临的新课题。的量。可见,生物质是一种二氧化碳零排放的可再生生物质是植物通过光合作用生成的有机物,包括资源。同时,生物质的挥发组分高,炭活性高,硫、氮植物、动物及微生物以及由这些生命体排泄和代谢的和灰分含量少,在利用转化过程中的硫化物、氮化物所有有机物质。生物质能是指直接或间接通过植物和粉尘排放很低或较少。因此,生物质作为能源资源的光合作用,将太阳能以化学能的形式贮存在生物质比石油、煤炭和天然气等燃料在生态环境保护方面具体内的一种能量形式,能够作为能源而被利用的生物有很大的优越性。质能统称为生物

4、质能。生物质能通常包括木材及森综上所述,开发生物质能有助于减轻温室效应和林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城维持生态良性循环,是解决能源和环境问题的有效途[3]市和工业有机废弃物及动物粪便等。生物质能是径之一,具有广阔的前景。在煤炭、石油和天然气之后居于世界能源消费总量第1国内外生物质能利用现状4位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能具有特点:一是可再生,只要太阳辐射存在,绿色1.1国外生物质能利用现状植物的光合作用就不会停止,生物质能就永不枯竭。1992年,世界环境与发展大会后,欧美国家开始二是储量丰富,据统计,地球上每

5、年通过绿色植物光大力发展生物质能。欧盟规划2010年可再生能源比合作用所生成的生物质能总量约2200亿t,相当于例达12%,每年可替代2000万t石油,其中成本较83@10kJ的能量,约为现在全球年耗能总量的10倍。低的生物质能约占80%。许多国家都制定了相应的我国每年生产的生物质中农作物秸秆约为7亿t,薪开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源柴1.58亿t,粪便4.43亿t,垃圾1.43亿t,农业工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划,纷纷[6]投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。收稿日期:2010-08-12以美国、瑞典和

6、奥地利等国为例,生物质转化为高品基金项目:山西省高校产业化项目(20090014);山西农业大学青年基金资助项目(2009003)位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国一次作者简介:郭海霞(1977-),女,山西平遥人,讲师,硕士,(E-mail)[7]能源消耗量的4%,16%和10%。ghx0354@163.com。巴西是目前世界上唯一不供应纯汽油的国家,生通讯作者:左月明(1954-),男,山西忻州人,教授,博士生导师,(E-mail)zyueming88@yahoo.cn。物能源在国家能源消费结构中的比重很大。20世纪#178#201

7、1年6月农机化研究第6期70年代中期起,巴西开始利用甘蔗生产燃料乙醇。到100万t,到2020年达到900万t。1996-1997年度生产燃料乙醇137亿L,有400万辆2生物质能利用技术及发展趋势汽车采用纯乙醇,大大减少了进口石油的外汇支[8][9]出。经过30a的努力,巴西已建成完整的燃料乙醇生物质作为能源使用已有几千年。至今,世界产业链。巴西从2008年1月1日起开始推行生物柴上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源,但油计划。政府从2009年7月1日起,将生物柴油在普生物质的利用不再是简单地燃烧,而是基于现代技术通柴油中的比例从3%提

8、高到4%,2010年达5%。的高效利用。生物质能转化利用途径主要包括燃烧、美国在生物质利用方面处于世界领先地位。据报热化学法、生物化学法和物理化学法等