可再生能源发电技术5-生物质能及其利用

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1、第五讲生物质能发电可再生能源发电技术李进平（水电学院水电站教研室）公共邮箱：kzsny@sina.cn，密码:123456要点生物质的概念我国生物质资源生物质能利用方式生物质能发电原理生物质能发电发展现状和前景3生物质的概念生物质，是指有机物中除化石燃料外所有来源于动、植物和微生物的物质，包括动物、植物、微生物以及由这些生命体排泄和代谢的所有有机物。获取生物质的途径大体上有两种情况：一有机废弃物的回收利用一专门培植作为生物质来源的农林作物此外，某些光合成微生物也可以形成有用的生物质。4生物质的概念小知识：光合作用5农林作物形成的

2、生物质（1）农林作业和加工的废弃物例如：农作物的秸秆，残渣和谷壳；林木的残枝、树叶、锯末、果核、果壳等。（2）专门培植的农林作物例如：白杨等薪炭林树种，桉树等能源作物，苜蓿等草本植物。造酒精的甜高粱，产糖的甘蔗，及向日葵等油料作物。此外，海洋和湖泊也提供大量生物质。6其它形式的生物质（1）动物粪便动物粪便是从植物体转化而来的，富含有机物，数量也很大。发酵释放大量温室气体；若处理不善，还会对水体造成污染。（2）城市垃圾城市垃圾成分比较复杂，居民生活垃圾，办公、服务业垃圾，部分建筑业垃圾和工业有机废弃物都含有大量有机物。猜一猜：平均

3、每个家庭每年会产生多少垃圾？（3）有机废水工业有机废水和生活污水，往往也含有丰富的有机物。7生物质能及其特点生物质能，指蕴藏在生物质中的能量，是直接或间接地通过光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内。每年生成的生物质总量达1400～1800亿吨，所蕴含的生物质能相当于目前世界耗能总量的10倍左右。生物质长期以来为人类提供了最基本的燃料。在不发达地区，生物质能在能源结构中的比例较高，例如在非洲有些国家高达60%以上。在当今世界能源消费结构中，仅次于煤炭、石油和天然气，被称为“第四能源”。8作为一种能源资源，生物质能具

4、有如下特点：（1）可循环再生（2）可存储和运输（3）资源分散（4）大多来自废物生物质能及其特点麻风树是制造植物柴油的原料之一9我国的生物质资源中国拥有丰富的生物质资源，理论总量有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）林木生物质林木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越占全国总量的一半。（3）禽畜粪便主要来源是大牲畜和大型畜禽养殖场，集约化养殖所产生的畜禽粪便就有4亿吨左右。主要分布在河南、

5、山东、四川、河北等养殖业和畜牧业较为发达的地区。（4）城市垃圾和废水工业有机废水排放量高达20多亿吨(不含乡镇工业)。每年城市垃圾产量不少于1.5亿吨，有机物的含量约为37.5％。10生物质能的主要分布区在西南、东北、河南、山东等地。我国生物质能的分布与常规能源有一定程度的互补，在一次能源蕴藏量较低的地区往往有开发生物质能的巨大潜力。我国的生物质资源11生物质能利用的历史自原始农业社会，秸秆和薪柴就一直是主要的燃料，这就是传统生物质能，有时统称薪炭。1860年，薪炭在世界能源消耗中所占比例仍高达73.8%。随着化石燃料的大量开发

6、利用，薪炭能源的比例逐渐下降。1973年能源危机的爆发及矿物能源的严重污染，使可再生能源，得到了国际上的广泛重视和发展。更为广泛的生物质来源，更多的生物质能利用方式，逐渐被人类发现并普及应用。专家估计，到21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很大比重。12生物质能利用的形式生物质能利用，主要是将生物质转变为可直接利用的热能、电能和可存储的燃料。生物质的组成与化石燃料大体相同，利用方式也类似。常规能源的利用技术无需大改，即可应用于生物质能。但生物质的种类繁多，各有不同的属性和特点，应用方式也趋于多样，可能远

7、比化石燃料的利用更复杂。①热化学转换法，获得木炭、焦油、可燃气体等高品位能源产品。再细分为：高温干馏、热解、生物质液化等方法。②生物化学转换法，生物质在微生物作用下生成沼气、酒精等能源产品。③利用油料植物所产生的生物油。④生物质压制成型以便集中利用并提高热效率。13生物质能利用的形式14固体生物质燃料（1）生物质直接燃烧直接燃烧是最古老、最广泛的生物质利用方式。得到的热量，可直接利用，也可进行后续转换（如发电）。不过，直接燃烧的转换效率往往很低。与煤炭相比，生物质燃料的特点为：－碳氢化合物受热分解挥发分多，释放的能量过半；－含氧

8、量多，易点燃，而不需太多氧气供应；－密度小，容易充分烧尽，灰渣中残留的碳量小；－含碳量少，能量密度低，燃烧时间短；－松散，体积大，不便运输。15（2）固体成型燃料以木质素为黏合剂，将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压成特定形状的固体燃料，即压缩成型。压缩成型