新能源简介
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（3）所用发电设备的装机容量一般较小，且多为独立运行 的方式。
（4）利用当地生物质能资源就地发电、就地利用，不需外 运燃料和远距离输电，适用于居住分散、人口稀少、用电 负荷较小的农牧业区及山区。
（5）生物质能发电所用能源为可再生能源，污染小、清洁 卫生，有利于环境保护。
生物质转化的能源形式：
（1）直接燃料。采用直接燃料的目的是获取热量。燃烧 热值的多少因生物质的种类而不同，并与空气（氧气） 的供应量有关。有机物氧化的越充分，产生的热量越多。 它是生物质利用最古老最广泛的方式。但存在的问题是 直接燃烧的转换效率很低，一般不超过20%。 （2）甲醇。甲醇是由植物纤维素转化而来的重要产品， 是一种环境污染很小的液体燃料。甲醇的突出优点，是 燃烧中碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳的排放量很低， 而且效率较高。研究表明，85%的甲醇和15%的无铅汽油 制成的混合燃料，可使碳氢化合物的排放量减少20%~50%。
第七章 其他新能源简介
第一节 第二节 第三节 第四节
生物质能发电 地热能发电 潮汐能发电 燃料电池发电
第一节 生物质能发电
•
(一)生物质能概述
• 绿色植物通过与太阳光能的光合作用，把二氧化碳和水合 成为储藏能量的有机物，并释放出氧气。
• 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。
（3）酒精。用酒精作燃料，可大大减少石油产品对环境的污染， 而且其生产成本与汽油基本相同。科学研究表明，在乙醇里加 入10%的汽油，燃烧生成的一氧化碳将可大大减少。因此酒精被 广泛用在交通运输上作为柴油和汽油的替代品，得到环境保护 组织的青睐。车用乙醇汽油就是将乙醇脱水后再加上适量汽油 形成“变性燃料乙醇”，再与汽油以一定比例混合配置成为 “车用乙醇汽油”。
（5）垃圾燃烧供能。城市垃圾经过分类处理后，在特制的焚烧炉 内燃烧后利用其产生的热量发电，与垃圾发酵产生沼气燃烧发电 的方法效果相同。
（6）生物质气化生产可燃气体及热裂解产品——可燃气体、生 物油、炭等。生物质燃气是可燃烧的生物质如木材、锯末屑、秸 秆、谷壳、果壳等再高温条件下经过干燥、干馏热解、氧化还原 等过程后产生的可燃混合气体和大量煤焦油。不同的生物质资源 气化产生的混合气体含量有所差异，与煤、石油经过气化后产生 的可燃混合气体（煤气）的成分大致相同，俗称“木煤气”。
(4) 沼气。沼气是高效气体燃料，主要成分为甲（55%~70%）、 二氧化碳（约占30%~35%）和极少量的硫化氰、氢气、氨气、磷 化三氢、水蒸气等。沼气产生的机理，是在极严格的厌氧条件 下，有机物经多种微生物的分解与转化作用，尤其是“产甲烷 菌”的作用，使其碳素化合物被分解。大部分能量转化储存在 甲烷中，一小部分被氧化为二氧化碳，而分解中所释放的能量 用以满足微生物生命活动的需要。
Fra Baidu bibliotek
• 地球上的生物质能资源极其丰富，且属无污染、无公害的能源。 以热量来计算，地球表面积共5.1亿km2，其中陆地表面积1.49亿 km2，海洋表面积3.61亿km2。按每1kg植物的发热量为1.7×104J 计，陆地植物每年可固定的太阳能为1.97×1021J，即相当于 1180亿t有机物，海洋植物每年可固定的太阳能为9.2×1020J， 则相当于550亿t有机物。
• 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，同时也是唯一一种可再生的碳源。
• 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物 质能是太阳能的一种表现形式。生物质能作为与太阳能、 风能并列的可再生能源之一，受到国际上广泛的重视。
利用生物质能的最有效的途径之一，就是首先将其 转化为可驱动发电机的能量形式，再按照通用的发电技 术发电，然后直接送给用户或并入电网提供给用户。
生物质能发电与大型发电厂相比，具有 如下特点：
（1）生物质能发电的重要配套技术是生物质能的转化技术 ，且转化设备必须安全可靠、维修保养方便。
（2）利用当地生物资源发电的原料必须具有足够数量的储 存，以保证持续供应。
• 通常生物质能资源可划分为下列几大类别：
• （1）农作物类。包括产生淀粉可发酵生产酒精的薯类、玉米、甜高 粱等，产生糖类的甘蔗、甜菜、果实等。
• （2）林作物类。包括白杨、悬铃木、赤杨等速生林种、苜蓿、芦苇 等草木类及森林工业产生的废弃物。
• （3）水生藻类。包括海洋生的马尾藻、巨藻、石莼、海带等，淡水 生的布带草、浮萍等，微藻类的螺旋藻、小球藻等，以及蓝藻、绿藻 等。
• 这样，若地球表面全部覆盖上植物，这些绿色植物每年可以“固 定”的太阳能，相当于产生1730亿t有机物质。实验表明，1t有 机碳燃烧释放的热量为4.017×1010J。以1730亿t有机物所拥有 的能量计算，可相当于全世界能源总消耗量的10~20倍，而目前 只有1%~3%的生物质能源被人类利用，主要用于取暖、烹饪和照 明。
• （4）可以提炼石油的植物类。包括橡胶树、蓝珊瑚、桉树、葡萄牙 草等。
• （5）农作物废弃物（如秸秆、谷壳等）、林业废弃物（如枯枝、树 皮、锯末等）、畜牧业废弃物（如骨头、皮毛等）及城市垃圾等。
• （6）光合成微生物。如硫细菌、非硫细菌等。
（二）生物质能转换技术
生物质能是人类最古老的能源。人类自从学会 使用火，就开始利用生物质能。生物质能属于分散 性、劳动密集型和占地较多的能源，其应用的方式 主要是直接燃烧。随着人类社会的不断发展，对能 源的需求不断增长，生物质能源天然储量逐渐枯竭， 新的形式的能源如煤炭、石油、水力、天然气、核 能等被大量开发采用。由于新的形式的能源能量密 度高、容易利用和开发，从而导致生物质能被逐渐 取代。
在发达国家，尽管某些国家和地区的能耗结构中生 物质能源仍占较高比例，如芬兰15%、瑞典9%，但就整 个工业化国家而言，生物质能源占一次能源的比例不超 过3%。在发展中国家，由于经济和社会原因，生物质能 源仍占较高比例，尤其在少数国家和地区生物质能源所 占比例非常高，如尼泊尔高达95%，肯尼亚达到75%，印 度达到50%，中国达到33%，巴西达到25%，埃及和摩洛 哥达到20%。
（4）利用当地生物质能资源就地发电、就地利用，不需外 运燃料和远距离输电，适用于居住分散、人口稀少、用电 负荷较小的农牧业区及山区。
（5）生物质能发电所用能源为可再生能源，污染小、清洁 卫生，有利于环境保护。
生物质转化的能源形式：
（1）直接燃料。采用直接燃料的目的是获取热量。燃烧 热值的多少因生物质的种类而不同，并与空气（氧气） 的供应量有关。有机物氧化的越充分，产生的热量越多。 它是生物质利用最古老最广泛的方式。但存在的问题是 直接燃烧的转换效率很低，一般不超过20%。 （2）甲醇。甲醇是由植物纤维素转化而来的重要产品， 是一种环境污染很小的液体燃料。甲醇的突出优点，是 燃烧中碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳的排放量很低， 而且效率较高。研究表明，85%的甲醇和15%的无铅汽油 制成的混合燃料，可使碳氢化合物的排放量减少20%~50%。
第七章 其他新能源简介
第一节 第二节 第三节 第四节
生物质能发电 地热能发电 潮汐能发电 燃料电池发电
第一节 生物质能发电
•
(一)生物质能概述
• 绿色植物通过与太阳光能的光合作用，把二氧化碳和水合 成为储藏能量的有机物，并释放出氧气。
• 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。
（3）酒精。用酒精作燃料，可大大减少石油产品对环境的污染， 而且其生产成本与汽油基本相同。科学研究表明，在乙醇里加 入10%的汽油，燃烧生成的一氧化碳将可大大减少。因此酒精被 广泛用在交通运输上作为柴油和汽油的替代品，得到环境保护 组织的青睐。车用乙醇汽油就是将乙醇脱水后再加上适量汽油 形成“变性燃料乙醇”，再与汽油以一定比例混合配置成为 “车用乙醇汽油”。
（5）垃圾燃烧供能。城市垃圾经过分类处理后，在特制的焚烧炉 内燃烧后利用其产生的热量发电，与垃圾发酵产生沼气燃烧发电 的方法效果相同。
（6）生物质气化生产可燃气体及热裂解产品——可燃气体、生 物油、炭等。生物质燃气是可燃烧的生物质如木材、锯末屑、秸 秆、谷壳、果壳等再高温条件下经过干燥、干馏热解、氧化还原 等过程后产生的可燃混合气体和大量煤焦油。不同的生物质资源 气化产生的混合气体含量有所差异，与煤、石油经过气化后产生 的可燃混合气体（煤气）的成分大致相同，俗称“木煤气”。
(4) 沼气。沼气是高效气体燃料，主要成分为甲（55%~70%）、 二氧化碳（约占30%~35%）和极少量的硫化氰、氢气、氨气、磷 化三氢、水蒸气等。沼气产生的机理，是在极严格的厌氧条件 下，有机物经多种微生物的分解与转化作用，尤其是“产甲烷 菌”的作用，使其碳素化合物被分解。大部分能量转化储存在 甲烷中，一小部分被氧化为二氧化碳，而分解中所释放的能量 用以满足微生物生命活动的需要。
Fra Baidu bibliotek
• 地球上的生物质能资源极其丰富，且属无污染、无公害的能源。 以热量来计算，地球表面积共5.1亿km2，其中陆地表面积1.49亿 km2，海洋表面积3.61亿km2。按每1kg植物的发热量为1.7×104J 计，陆地植物每年可固定的太阳能为1.97×1021J，即相当于 1180亿t有机物，海洋植物每年可固定的太阳能为9.2×1020J， 则相当于550亿t有机物。
• 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，同时也是唯一一种可再生的碳源。
• 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物 质能是太阳能的一种表现形式。生物质能作为与太阳能、 风能并列的可再生能源之一，受到国际上广泛的重视。
利用生物质能的最有效的途径之一，就是首先将其 转化为可驱动发电机的能量形式，再按照通用的发电技 术发电，然后直接送给用户或并入电网提供给用户。
生物质能发电与大型发电厂相比，具有 如下特点：
（1）生物质能发电的重要配套技术是生物质能的转化技术 ，且转化设备必须安全可靠、维修保养方便。
（2）利用当地生物资源发电的原料必须具有足够数量的储 存，以保证持续供应。
• 通常生物质能资源可划分为下列几大类别：
• （1）农作物类。包括产生淀粉可发酵生产酒精的薯类、玉米、甜高 粱等，产生糖类的甘蔗、甜菜、果实等。
• （2）林作物类。包括白杨、悬铃木、赤杨等速生林种、苜蓿、芦苇 等草木类及森林工业产生的废弃物。
• （3）水生藻类。包括海洋生的马尾藻、巨藻、石莼、海带等，淡水 生的布带草、浮萍等，微藻类的螺旋藻、小球藻等，以及蓝藻、绿藻 等。
• 这样，若地球表面全部覆盖上植物，这些绿色植物每年可以“固 定”的太阳能，相当于产生1730亿t有机物质。实验表明，1t有 机碳燃烧释放的热量为4.017×1010J。以1730亿t有机物所拥有 的能量计算，可相当于全世界能源总消耗量的10~20倍，而目前 只有1%~3%的生物质能源被人类利用，主要用于取暖、烹饪和照 明。
• （4）可以提炼石油的植物类。包括橡胶树、蓝珊瑚、桉树、葡萄牙 草等。
• （5）农作物废弃物（如秸秆、谷壳等）、林业废弃物（如枯枝、树 皮、锯末等）、畜牧业废弃物（如骨头、皮毛等）及城市垃圾等。
• （6）光合成微生物。如硫细菌、非硫细菌等。
（二）生物质能转换技术
生物质能是人类最古老的能源。人类自从学会 使用火，就开始利用生物质能。生物质能属于分散 性、劳动密集型和占地较多的能源，其应用的方式 主要是直接燃烧。随着人类社会的不断发展，对能 源的需求不断增长，生物质能源天然储量逐渐枯竭， 新的形式的能源如煤炭、石油、水力、天然气、核 能等被大量开发采用。由于新的形式的能源能量密 度高、容易利用和开发，从而导致生物质能被逐渐 取代。
在发达国家，尽管某些国家和地区的能耗结构中生 物质能源仍占较高比例，如芬兰15%、瑞典9%，但就整 个工业化国家而言，生物质能源占一次能源的比例不超 过3%。在发展中国家，由于经济和社会原因，生物质能 源仍占较高比例，尤其在少数国家和地区生物质能源所 占比例非常高，如尼泊尔高达95%，肯尼亚达到75%，印 度达到50%，中国达到33%，巴西达到25%，埃及和摩洛 哥达到20%。