能源环境与生物质能应用生物质气化

生物质热解气化
生物质能发展历史
✓ 1839年，世界上第一台上吸式生 物质气化炉问世
✓ 第二次世界大战期间：液体燃料缺 乏，揭开生物质能现代利用技术的 序幕
✓ 二战之后：石油供应状况好转，研 究开发工作暂时搁置
✓ 20世纪70年：受到石油危机的影 响，各种生物质能利用技术广泛开 发，并开始大规模工业应用。
0.35
3.0
城市生活垃圾量（填埋处理）
1.58
0.96
60
0.09
0.28
餐饮废油 工业/生活污水量 棉籽油
0.053
0.048
90
0.05
-
-
503.22
-
0.04
0.27
0.011
0.01
90
0.01
-
生物质能源特点
生物质资源的特点
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
目录
1. 研究背景 2. 我国的能源、环境现状 3. 开发生物质能源 4. 生物质资源的特性 5. 生物质气化技术概况
研1. 究研背究景背景
中国可持续发展面临的五大能源挑战
温室气体排放量巨 大而且迅速增加
能源需求总量巨大 且快速增长，供应 能力日趋紧张
液体燃料短缺， 高度依赖进口， 能源安全堪忧
作用可以再生，取之不尽、用之不竭，也是唯一一种可再 生的碳源；
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； 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。
生物质热解气化
生物质利用方式分类
可运输
风能
水能
太阳能
生物质能 海洋能
生物质能源特点
生物质
•各种速生的能源林、薪炭林、经济林、用材林、灌木林，木材及森林工业 废弃物； •农业废弃物,如农作物秸秆、稻壳、玉米芯、蔗渣等； •水生植物； •油料植物； •城市和工业有机废弃物； •动物粪便。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。
利用。
开发生物质能源
可再生能源分类
可再生能源主要包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、 水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
生物质能源是可再生能源领域唯一可以转化为液体和气体燃料的能 源。生物质能源储量较大，它不仅具有资源再生、技术可靠的特点，而 且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。
化石能源输运过程中的环境问题
我国的环境现状
化石能源使用过程中的环境问题
化石燃料的燃烧造成的大气污染
我国的环境现状
化石能源使用过程中的环境问题
PM2.5超标及雾霾天气
特别专题
我国的环境现状
温室效应
1976年 8月25日
长江源 姜根迪如冰川对比
2010年 3月15日
我国的能源环境现状
我们应该怎样应对？
生物质热解气化
气化的概念
气化:是指通过加热将固体或液体燃料转化为气体燃料 的热化学过程。
生物质气化:就是利用空气中的氧气或含氧物质作为气 化剂，将生物质中的碳转化生成可燃气体的过程。
生物质热解气化
按气化剂分类
不用气化剂
生物质气化
汽油、柴油、重油、氢、激光
能源是指可能为人类利用以获取有用能量的各种来源，象太阳能、风力、水 力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等均可称为能源和清洁型能源。
能源现状
12.10%
28.40%
23.70%
世界
35.80%
6.20%
69.70%
中国
21.10% 3%
石油 天然气 煤炭 其它
化石燃料，储量有限，不可再生！
全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年 我国石油探明储量可供生产15年、天然气仅可供生产30年、煤炭81年
——《BP世界能源统计2006》
我国的环境现状
化石能源开采过程中的环境问题
煤矿开采造成的地陷 露天开采形成巨大的人工坑
造成房屋塌陷 造成房屋塌陷
我国的环境现状
常规环境污染严重
农村和小城镇急需 大量清洁、便利的 能源服务
研究背景
能源的特征及分类
按其形态特征或转换和利用的层次划分：
能源
可再生能源：水力
常规能源
一次能源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
不可再生能源：煤炭、石油 天然气
可再生能源:太阳能、生物能、风能
新能源
地热能、海洋能
不可再生能源：核燃料
二次能源 电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽
开发生物质能源
为什么要大力发展可再生能源
1. 化石能源不可再生，迟早要枯竭 2. 发展可再生经济可以开辟新的能源供应途径,有效增加能
源供应量, 有效降低环境污染，降低对化石燃料的依存度；
3. 可再生能源对环境生态不产生或很少产生污染，可以实
现较低的碳排放甚至是零碳排放；
4. 资源分布广泛，资源丰富，可循环利用，适宜就地开发
1. 大幅提高能源利用效率，努力建设节约型社会，我们每个人 都应该主动增强危机意识、节约意识与环保意识，充分认识 到我国资源短缺危机，了解节能环保对国家及个人的真正意 义，真正树立起节能环保意识。
2. 积极利用国际资源，提高石油资源储备；
3. 大力开发利用可再生能源，实现能源资源利用的可持续发
展。相对于传统能源，可再生能源普遍具有污染少、储量大 的特点，对于解决当今世界 严重的环境污染问题和资源（特 别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。
生物质能源特点
我国有丰富的生物质资源
发展生物燃料我国有丰富的资源基础
研究表明生物质的可利用资源量能源潜力折标煤4.24亿吨，相当于2010年全 国一次能源消费总量（30.8亿吨标煤）的大约1/7；
相关土地评估显示，我国现有边际性土地资源量1.6亿公顷，边际性土地种植 相应能源植物的产能潜力约为4.95亿吨标煤。
各类生物质资源量
废弃物种类 农作物秸秆
年产资源量 亿吨
7.71
实物资源量 亿吨
4.71
可利用率 %
61
实物量折标煤 亿吨
2.38
已利用资源量 亿吨
0.08
林业剩余物
1.82
1.54
84
0.88
0.03
农产品加工废弃物
0.89
0.80
90
0.44
0.02
畜禽粪便量（规模化养殖场）
13.17
8.37
64
生物质气化技术研究
—汽车学院
2015年10月14日
个人简介
高豪杰，盐城工学院，汽车工程学院，能源与动 力工程系，讲师，博士；
2014年毕业于南京工业大学，机械与动力工程学 院，化工过程机械专业，硕博连读；
主要从事生物质热化学转化，新能源装备技术方 面的研究；发表相关论文6篇，已授权发明专利两 项。