能源工程导论结课论文之生物质能源的利用及前景

能源工程导论结课论文

生物质能源的利用及前景

摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，综述和探讨了国内外生物质能源的发展状况，展望了中国生物质能源开发的广阔前景，并进一步提出了生物质能源今后发展的方向与措施。

关键词：新能源；生物质能；可持续发展；环境；开发

中国的生物质能源生产已经形成一定规模，国家也通过制定行业标准规范生物质能源生产，出台法律法规为其提供保障，并运用财税政策推进生物质能源产业发展。但是，中国生物质能源产业发展还面临原料资源短缺、生物质能源工业体系不完备、研究开发能力不足、产业化基础薄弱以及产品市场竞争力低等问题。展望未来，中国生物质能源产业的发展空间广阔，技术将不断完善，它将改变中国现有的能源消费结构，净化环境，并推动农村经济发展。

一、关于能源的描述

人们现代能源基本可以分为两大类：常规能源和新能源。

（一）常规能源

常规能源（conventional energy）也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源。煤和石油、天然气在地壳中是经千百万年形成的，这些能源短期内不可能再生。而一些不可再生能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质．使生态受到破坏。专家分析，常规能源已不是可持续发展的理想能源，为了适应社会需求，建设能源替代体系已成为必然趋势。

（二）新能源

新能源是指在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，但与常规能源相比，现在的新能源生产规模还较小，使用范围较窄。常规能源与新能源的划分是相对的。太阳能和风能等已使用许多年，由于还需要通过系统研究和开发才能提高利用效率，扩大使用范围，所以还是把它们列入新能源。其中一种是人们早就开始利用的，并有了充足发展的，就是生物质能。

二、生物质能简介

生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的

能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一的一种可再生碳源。一切有生命的可以生长的有机物质都可以称为生物质，它包括植物、动物和微生物。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、水生植物、有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。

（一）生物质能特点：

1、可再生性

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；

2、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；

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

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

（二）生物质能的利用及其现状

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。

三、生物质能源的前景及意义

可再生能源的发展既解决能源替代问题，又为农业资源、自然资源提供了一个新的发展空间，使其产业化、现代化，变无用为有用，清洁、环保，增加其价值和使用价值。既可推动农业与工业的结合，又可促进环境与社会、和谐与可持续发展。

（一）、发展生物质能的四大好处

1、再造绿色大庆，增加能源供给。我国有大量以淀粉、油脂、纤维素、半纤维素及木质素等为主要成分的生物资源。我国粮食年产量为4.5—5亿吨，还有大量不易种农作物的土地，可以作为能源等专用植物种植的土地约有1亿公顷，再加上南方10亿亩山坡和3亿亩冬闲田的利用，每年可生产10—15亿吨生物质，可产酒精和生物柴油约1亿吨左右，至少相当于大庆油田的产量。

2、减少二氧化碳排放，改善生态环境。生物质能不但在使用过程中不会大量产生CO2，而且绿色植物在进行光合作用时还要吸收大量CO2，从而大幅度减少CO2的排放量。利用生物技术可使畜禽粪便、秸秆类木质纤维素转化为沼气、燃料乙醇或其它产品，既有利于根治“畜牧公害”和“秸秆问题”，又能缓解农村能源短缺的问题。

3、创造就业岗位，增加农民收入。发展生物质能最大的意义在有利于解决“三农”问题，可以创造就业岗位，增加农民收入，保持农村社会的稳定。

4、发展生物化工，推动化工革命。延长生物质能的产业链，利用生物乙醇生产乙烯、聚乙烯、环氧乙烷等生物化学材料，大幅度提高生物能源工业的附加值。

（二）发展生物质能要消除的四大误区

1、消除与人争粮的误区。甘薯、秸秆、甘蔗等都可以作为生产燃料乙醇的原料。各种废油、油菜籽都可以用来生产生物柴油。所以不能误解为生物质能就是把粮仓变油箱。相反，生物质能将起到一个粮食安全平衡器的作用。

2、消除与粮争地的误区。生物质能的原料生产，可以利用不宜种植农作物的荒地、坡地、改良后的盐碱地，还可利用休闲的土地，完全可以做到不与生产粮食争地。

3、消除生产成本高的误区。生物质能的技术进一步改进，有望成为成本最低的能源之一，而且比核能、煤炭安全得多。

4、消除技术不成熟的误区。生物发酵技术，是我国生物技术中与国外差距最小的技术，燃料乙醇的技术已达到国际先进水平，生物柴油技术也已经进入研发产业化阶段，沼气技术已经应用多年并取得很大成绩，秸秆综合利用的技术也已取得了重大突破。

四、生物质能源发展须协调处理的关系

随着中国发展生物质能源发展时机的逐步成熟，国内企业和各地的生产热情