新能源发电课程设计 生物质能及其利用
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用随着全球环保意识的不断提高和对传统化石能源的限制，生物质能作为一种新型可再生能源已经越来越受到人们的关注。
生物质能是指由植物、动物和微生物等生物体生长和死亡过程中产生的所有有机物质。
这些有机物质可以被转化为能源，如热能、电能、生物柴油、生物甲醇等，具有广阔的应用前景。
本文将从生物质能的来源、开发利用及其未来发展方向等方面进行详细阐述。
一、生物质能的来源生物质能的来源多种多样，常见的有以下几种：1.木材和木质废弃物木材是指树干、树枝、树皮等植物部分，它们可以作为薪柴燃烧供暖或者用来生产木屑、木片等生物质燃料。
木质废弃物是指来自木制品生产或者家庭装修等产生的废弃物，如废木板、废纸、锯末等。
2.农作物和农业废弃物农作物包括粮食作物、油料作物、棉花、甘蔗等，它们可以通过农业林业废弃物资源化利用技术生产生物能源。
农业废弃物指农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、麦草、豆腐渣等。
3.城市垃圾和工业废弃物城市垃圾中的有些有机物质可以用来生产沼气，进而发电。
工业废弃物是指工业生产过程中产生的废弃物，如工业锅炉烟气、化工废水、冶金废渣等，它们可以用来生产生物燃料。
以上来源不仅存在于国内，也广泛存在于国际间。
例如，在欧洲和美国，木材及其产品、农作物和农业废弃物、城市垃圾和工业废弃物等都被作为生物能源的主要来源，实现了全面利用，分享了高效清洁能源带来的经济和环保效益。
二、生物质能的开发利用生物质能作为一种可再生能源，具有广泛的开发利用前景。
其开发利用主要包括生物质燃料、生物质液体燃料、生物质气体燃料和生物质电能几个方面。
1.生物质燃料生物质燃料是指利用生物质材料进行能量转化的燃料，主要包括木柴、木炭、木屑、木粉、木片等，广泛应用于家庭取暖、工业加热、热电联产等方面。
例如中国西南部的某地，传统的冬季取暖方式是采用薪柴烧火，为了改善燃烧的条件和环境卫生，当地政府推广了生物质燃料，并加大了生物质炉具的推广力度，有效地降低了对非可再生能源的依赖度，实现了可持续发展。
新能源发电技术课件：生物质能的利用基础
目录 Contents
5.1.1 光合作用 5.1.2 生物质的主要成分 5.1.3 生物质的分类 5.1.4 我国现有生物质资源 5.1.5 生物质能的利用方式
生物质的分类
林业资源
沼气
农业资源
生物质
固体 废弃物
有机废水
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1 ）林业资源
林业资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括林业主、 副产品及其剩余物 比如：薪柴林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶 和木屑、果皮和果核等。
指采用微生物发酵技术， 将淀粉和纤维素类生物质 转化为燃料乙醇的技术。
指依靠厌氧微生物的协同 作用将生物质转化为甲烷、 二氧化碳、氢气及其他产 物的过程，依据规模大小 可分为小型沼气池技术和 大型的工业厌氧消化技术。
习题与思考题
① 什么是光合作用？光合作用由哪两个阶段组成？简述每个阶段的反应 过程。
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4 ）城市固体废物和畜禽粪便
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑 业垃圾等固体废物构成，主要用厌氧消化法处理。 畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作 物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便及其与垫草的混合物。
5 ）沼气
② 生物质是由哪些主要成分组成的，每种成分有什么特点？
③ 请简述生物质能的利用方式及每种方式的具体技术。
谢谢！
生物质能的利用基础
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目录 Contents
5.1.1 光合作用 5.1.2 生物质的主要成分 5.1.3 生物质的分类 5.1.4 我国现有生物质资源 5.1.5 生物质能的利用方式
目录 Contents
《太阳能、生物质能和氢能的利用》 讲义
《太阳能、生物质能和氢能的利用》讲义在当今世界，能源问题日益凸显，寻找和利用清洁、可再生的能源成为了人类社会可持续发展的关键。
太阳能、生物质能和氢能作为三种重要的新能源，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
一、太阳能的利用太阳能是地球上最丰富、最清洁的能源之一。
太阳每秒向宇宙空间释放的能量约为 38×10^26 焦耳，其中到达地球的能量虽然仅占其总量的二十亿分之一左右，但仍然相当于全球能源消耗总量的上万倍。
（一）太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用半导体材料的光电效应，将太阳能直接转化为电能的技术。
其基本原理是当光线照射到半导体材料上时，半导体中的电子吸收光子的能量，从价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴对。
在电场的作用下，自由电子和空穴分别向正负极移动，从而产生电流。
光伏发电系统通常由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等组成。
太阳能电池板是核心部件，其效率和成本是影响光伏发电广泛应用的关键因素。
目前，常见的太阳能电池材料有硅、碲化镉、铜铟镓硒等。
随着技术的不断进步，太阳能电池的效率逐渐提高，成本不断降低，光伏发电在全球范围内得到了迅速发展。
（二）太阳能光热利用太阳能光热利用是将太阳能转化为热能加以利用的技术。
常见的应用包括太阳能热水器、太阳能供暖和太阳能热发电等。
太阳能热水器是最为普及的太阳能光热应用之一。
它通过集热器吸收太阳能，将水加热后供家庭使用。
太阳能供暖系统则可以为建筑物提供冬季采暖，减少对传统能源的依赖。
太阳能热发电是通过聚光装置将大面积的阳光汇聚到一个小面积上，产生高温，进而驱动热机发电。
常见的太阳能热发电技术有塔式、槽式和碟式等。
（三）太阳能的优点和挑战太阳能的优点显而易见。
首先，它是一种取之不尽、用之不竭的能源，不会因为使用而枯竭。
其次，太阳能的使用过程中几乎不产生污染物，对环境友好。
然而，太阳能的利用也面临一些挑战。
例如，太阳能的能量密度较低，分布不均匀，受天气和地理位置的影响较大，具有间歇性和不稳定性。
新能源开发与利用之生物质能开发与利用
带来难度
• 风雨雪火等外界因素为保 存带来不利条件
• 可储存运输
• 气化较容易
第二章 生物质能
煤炭 24% 石油 34%
生物质 15% 水电 6% 核能 4%
世界能源状况
第二章 生物质能
天然气 17%
煤炭23.4%
石油26%
发展中国家一次能源使用情况
天然气7.1% 核能0.6% 生物质38.1% 水电5.1%
第二章 生物质能
气化过程 空气气化
产物与组成 低热值气体 锅炉燃料
用途
内燃机燃料 1.区域性工业管道输送燃料 2.合成燃料 在需要气、液、固燃料的 场合下使用
氧气气化
中热值气体 1.中热值气体(12.5~24%) 2.焦油及液态有机物(58~62%) 3.固体炭(17~25%)
热分解
慢速热分解气化
树木枝杈 薪柴（树木） 木材加工的边角余料 薪炭林
第二章 生物质能
2、省柴灶
第二章 生物质能
3、压缩成型技术
湿压成型 料生 物 质 原
干燥
低密度成型块 不炭化 炭化 生物质成型块 成型炭块
热压成型
原料炭化
挤压成型
第二章 生物质能
生物质收集
输送
压缩
切割
粉碎
预压 脱水
加热或黏结剂 保型
基本工作过程一致 原料和气化剂不同，产物不同
第二章 生物质能
煤气发生炉的工作过程
干燥层：燃料中水分蒸发，吸收热量。
100~300℃
干馏层：燃料中挥发份析出，混入燃气中
C CO2 2CO 166297 J H O C CO H 118742 J 2 2 还原层 2 H 2O C CO2 2 H 2 75186 J H O CO CO H 43555 J 2 2 2 C 2 H 2 CH 4
生物质能源技术与利用
生物质能源技术与利用一、前言与背景生物质能源，顾名思义，是指来源于生物质的能源，它涉及到植物、动物及其废弃物等自然界中的有机物质。
生物质能源行业的历史可追溯至远古时期，人类最初便是通过烧柴做饭、取暖。
然而，随着科技进步和社会发展，生物质能源的开发和利用逐渐上升到一个全新的层面。
生物质能源具有可再生、清洁、低碳排放等特点，是替代化石能源的理想选择。
在全球能源结构转型、气候变化问题日益严峻的大背景下，研究生物质能源具有重要意义。
它不仅有助于缓解能源危机，减少温室气体排放，还能促进农业废弃物资源化利用，带动农村经济发展。
二、核心概念与分类2.1 核心概念生物质能源指的是通过植物、动物及其废弃物等生物质资源，通过物理、化学或生物化学过程转换成可利用能源的过程。
2.2 分类与特征2.2.1 直接利用•生物质燃烧：传统生物质能源的直接利用方式，如木材、秸秆燃烧。
•生物质气化：将生物质转化为可燃气体，如合成气、生物燃气。
•生物质发酵：将生物质转化为生物质酒精，如生物质酒精。
2.2.2 生物质转化•生物质转化为生物燃料：如生物质颗粒、生物质油、生物质气。
•生物质转化为生物质电力：通过生物质发电厂将生物质转化为电力。
2.3 应用领域及市场潜力直接利用主要应用于家庭取暖、烹饪等小规模领域；生物质转化则广泛应用于交通燃料、电力和热能的生产。
随着技术的进步，生物质能源的市场潜力巨大，特别是在可再生燃料和绿色能源领域。
2.4 与其他领域的交叉融合生物质能源技术与新能源、环保、化工等领域密切相关，融合发展。
例如，生物质能源技术与新能源汽车产业的融合，推动了生物质燃料在交通领域的应用；与环保产业的融合，促进了生物质能源在减少碳排放方面的作用；与化工产业的融合，推动了生物质能源高值化利用。
三、关键技术及性能原理3.1 关键技术3.1.1 生物质转化技术•热化学转化：通过高温加热、气化、裂解等方式将生物质转化为燃料。
•生物化学转化：利用微生物将生物质转化为生物燃料。
《生物质能的利用》课件
供热
生物质能可用于家庭、工厂和 农业领域的供热，如生物质锅 炉、生物质壁炉等。
燃料
生物质能可以转化为液体燃料 ，如生物柴油和生物乙醇，可 用于替代化石燃料。
工业用途
生物质能还可用于生产化学品 、材料和纤维等工业产品。
02 生物质能的转化技术
生物质能转化技术概述
生物质能转化技术是指将生物质 转化为可利用的能源或化学品的
过程。
生物质能是一种可再生能源，具 有低碳、环保、可持续等优点。
生物质能转化技术的发展对于缓 解能源危机、减少环境污染、促
进可持续发展具有重要意义。
生物质能转化技术的种类
生物质直接燃烧技术
将生物质转化为热能，用于供热和发电 。
生物质液化技术
将生物质经过化学或生物化学转化， 生成可燃液体燃料，如生物柴油、生
生物质能的发展现状
生物质能利用历史
生物质能的应用领域
生物质能利用历史悠久，古代人类就 已开始使用木材等生物质燃料。
生物质能在能源、化工、农业等领域 得到广泛应用，为人类生产和生活提 供重要支持。
现代生物质能发展
随着环保意识的提高和能源需求的增 长，现代生物质能发展迅速，技术不 断进步。
生物质能的发展前景
国际合作与交流
强调未来国际间在生物质能领域的合作与交流的重要性，共同推动全 球生物质能技术的发展和应用。
ห้องสมุดไป่ตู้
01
02
03
替代化石能源
随着化石能源的枯竭和环 境污染的加剧，生物质能 成为替代化石能源的重要 选择。
技术创新
生物质能技术不断创新， 提高转化效率和降低成本 ，为大规模应用提供有力 保障。
农业废弃物利用
《太阳能、生物质能和氢能的利用》 说课稿
《太阳能、生物质能和氢能的利用》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《太阳能、生物质能和氢能的利用》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课选自人教版高中化学选修模块《化学反应原理》。
能源问题是当今社会的热点问题，而太阳能、生物质能和氢能作为重要的清洁能源，对于解决能源危机和环境问题具有重要意义。
通过本节课的学习，学生将了解这三种能源的特点、利用方式以及发展前景，为今后进一步学习能源相关知识和培养可持续发展的观念奠定基础。
二、学情分析学生在之前的学习中已经对化学能与热能、电能的转化有了一定的了解，具备了一定的化学基础知识和分析问题的能力。
但是对于新能源的了解还比较有限，对于能源利用过程中的化学反应原理和技术应用可能存在一定的困难。
因此，在教学过程中，需要注重引导学生从已有的知识出发，通过实验探究、案例分析等方式，帮助学生理解和掌握新知识。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解太阳能、生物质能和氢能的特点和利用方式。
（2）理解太阳能转化为电能、热能的原理，以及生物质能的转化途径。
（3）掌握氢能的制备、储存和利用方法。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究和资料分析，培养学生的观察能力、实验操作能力和信息处理能力。
（2）通过小组讨论和交流，培养学生的合作精神和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）培养学生的能源意识和环保意识，认识到开发和利用清洁能源对于人类可持续发展的重要性。
（2）激发学生学习化学的兴趣，增强学生对科学技术的热爱之情。
四、教学重难点1、教学重点（1）太阳能、生物质能和氢能的利用方式和原理。
（2）氢能的制备和储存方法。
2、教学难点（1）太阳能电池的工作原理。
（2）生物质能的化学转化过程。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解太阳能、生物质能和氢能的相关知识，使学生对其有初步的了解。
2021年咨询工程师继续教育讲义-新能源专业生物质能利用
新能源专业生物质能利用第一课生物质能产业概况生物质是指一切有生命的可以生长的有机体，包括所有的动物、植物和微生物以及由这些有机体派生、排泄和代谢产生的有机质，是地球上存在最广泛的有机物质。
生物质能即以生物质为载体的能量，直接或间接地来源于植物的光合作用，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量。
它可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是唯一一种可再生的碳源。
现代生物质能主要包括农业废弃物、木材及林业废弃物、水生植物、油料作物、城市及工业有机废弃物、动物粪便。
农作物秸秆和农产品加工剩余物林业“三剩物”及木材加工剩余物畜禽粪便城市生活垃圾城市生活污水工业有机废渣工业有机污水木本及草本能源作物油脂类能源作物含油藻类其他中国国情1. 耕地面积总量为1.22亿公顷，位居世界第三，仅次于美国和印度。
但人均耕地面积约0.1公顷，世界排名在150名之后。
（中国国土面积是丹麦的220倍，人均耕地面积不足丹麦的1/5。
）2. 中国农村2012年人均纯收入约7917元/年。
（世界银行调整后的贫困人口为每年消费456.25美元以下。
人均收入是消费贫困线的2.85倍）（丹麦约4%的人口从事农业生产，可满足1500万人的需求，2/3的农产品用于出口。
中国有8亿农民，2010年农产品净进口额231亿美元）中国生物质能产业发展具有优先性1.原料以剩余物和废弃物为主，处理/利用具有刚性需求。
2.能够提供中国最为短缺的液体燃料。
（2013年石油对外依存度58.1%）3.具有调峰能力。
4.为农民增加收入。
（利用1亿吨农作物秸秆，约可为农民增加收入250亿元，相当于2005年农业税总额。
242亿元）国别丹麦德国中国年份2011 2011 2013生物质发电量比例（%）12 6.3 0.80发电总量（亿千瓦时）334 6400 52451中国是一个十三亿人口的国家，任何一件小事，乘以1,300,000,000，可能成为大事;任何一件大事,除以1,300,000,000，也可能成为一件小事。
《新能源发电》课程设计
《新能源发电》课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解新能源发电的基本概念，掌握太阳能、风能、水能等主要新能源发电方式的工作原理。
2. 学生能够描述新能源发电的优势和在我国的发展现状，了解新能源发电对环境保护的意义。
3. 学生能够解释新能源发电中的能量转换过程，掌握相关物理知识。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析新能源发电设备的设计和运行原理。
2. 学生能够通过实际操作，掌握新能源发电系统的简单搭建和调试方法。
3. 学生能够运用数学和科学方法，计算新能源发电系统的发电量和经济效益。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到新能源在我国能源结构中的重要地位，培养对新能源技术的兴趣和热情。
2. 学生能够关注新能源发电技术的发展，树立环保意识和可持续发展观念。
3. 学生能够通过团队合作，培养沟通、协作和解决问题的能力。
课程性质：本课程为科技类选修课程，旨在让学生了解新能源发电技术，培养科学素养和创新能力。
学生特点：八年级学生对新能源有一定的认知基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的知识水平和实践技能，培养其情感态度价值观。
通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到上述目标。
二、教学内容1. 新能源概述- 了解新能源的定义、分类及特点。
- 理解新能源在我国能源战略中的地位和作用。
2. 太阳能发电技术- 学习太阳能电池的工作原理和转换效率。
- 掌握太阳能光伏系统的组成和安装方法。
3. 风能发电技术- 了解风力发电机的工作原理和结构。
- 学习风能资源的评估和风力发电场的建设。
4. 水能发电技术- 掌握水力发电的基本原理和主要设备。
- 学习水电站的建设和运行管理。
5. 新能源发电系统的能量转换与储存- 学习新能源发电系统中的能量转换过程。
- 掌握储能技术的原理和应用。
6. 新能源发电的环境效益与经济效益- 分析新能源发电对环境保护的贡献。
生物质能利用技术
生物质能利用技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，生物质能作为一种可再生能源，其利用技术正逐渐成为研究和应用的热点。
生物质能来源于有机物，包括植物、动物粪便、垃圾等，具有广泛的来源和巨大的潜力。
生物质能的利用技术多种多样，其中生物质燃烧发电是较为常见的一种方式。
通过将生物质燃料，如木材废料、农作物秸秆等，在专门设计的锅炉中燃烧，产生高温高压蒸汽，驱动涡轮机转动进而发电。
这种技术相对成熟，但其效率在一定程度上受到燃料质量和燃烧条件的影响。
为了提高燃烧效率，减少污染物排放，相关的燃烧设备和净化装置不断得到改进和优化。
生物质气化技术也是一项重要的利用途径。
在气化过程中，生物质在缺氧的条件下受热分解，转化为合成气，主要成分包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些合成气可以用于发电、供热，或者经过进一步处理合成液体燃料，如甲醇、乙醇等。
与燃烧发电相比，气化技术具有更高的能源利用效率，同时产生的污染物相对较少。
然而，气化过程中产生的焦油等副产物的处理仍然是一个需要解决的技术难题。
生物柴油是生物质能利用的另一个重要领域。
它通常由植物油或动物脂肪与醇类（如甲醇）通过酯交换反应制得。
生物柴油具有与传统柴油相似的性能，但具有更低的硫含量和更好的环保性能。
其使用可以在不改变现有发动机结构的情况下，有效降低尾气排放对环境的影响。
不过，生物柴油的生产成本相对较高，限制了其大规模的推广应用。
目前，研究人员正在努力通过改进生产工艺、寻找更廉价的原料等途径来降低成本。
除了上述几种主要的利用技术，生物质发酵制取沼气也在农村地区得到了广泛的应用。
沼气池将畜禽粪便、农作物秸秆等有机废弃物在厌氧条件下发酵，产生的沼气可用于照明、炊事和发电。
这种技术不仅能够解决农村能源问题，还能对废弃物进行有效的处理，减少环境污染。
同时，沼渣和沼液还可以作为优质的有机肥料，用于农业生产，形成了一个良性的生态循环。
在生物质能利用技术的发展过程中，也面临着一些挑战。
电气工程中的生物质能源利用
电气工程中的生物质能源利用随着全球能源需求的不断增长以及环境问题的日益凸显，寻找可再生能源的利用途径成为了各个行业的重要课题之一。
其中，生物质能源作为一种广泛存在的可再生能源，具有丰富的资源基础和潜在的巨大市场，被广泛应用于电气工程的领域。
一、生物质能源的基本概念生物质能源是指来自于生物体的可再生能源，主要包括植物和动物的有机物质。
它可以以固体、液体或气体的形式存在，具有独特的可再生特性和低碳排放的优势。
电气工程中的生物质能源利用主要指生物质发电和生物质气化。
二、生物质发电技术生物质发电是一种将生物质能源转化为电能的技术，通过燃烧或气化生物质，在发电机组中产生蒸汽或燃气，带动发电机发电。
这种方式既能够实现生物质资源的高效利用，又能够减少化石能源的使用，具有环保和可持续发展的特点。
在电气工程中，生物质发电主要应用于大型工业和城市供电系统。
例如，在农村地区，利用农作物秸秆、木屑等废弃物作为燃料，通过生物质发电站将其转化为电能，满足当地电力需求。
此外，在一些生物质资源丰富的地区，可以建设大型生物质发电厂，利用当地的农作物秸秆、生活垃圾等进行发电，实现能源的可持续利用。
三、生物质气化技术生物质气化是一种将生物质转化为合成气（主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷）的技术，通过控制燃烧过程中的氧气供应，实现生物质的部分氧化，生成可用于发电或燃气燃烧的合成气体。
利用生物质气化技术，不仅可以有效利用生物质资源，还可以减少气体的排放，实现清洁能源的生产和利用。
在电气工程中，生物质气化主要应用于小型分布式能源系统。
通过生物质气化设备，将废弃的农作物秸秆、木屑等转化为可燃气体，并供给燃气发电机组，实现电能的产生。
这种方式具有灵活性高、供电可靠等优势，可以满足小区、农村等场景的电力需求。
四、生物质能源利用面临的挑战与解决方案虽然生物质能源在电气工程中具有巨大的潜力，但其利用也存在一些挑战。
首先，生物质资源分布不均，导致供应不稳定和运输成本增加。
生物质能利用课程设计
生物质能利用课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解生物质能的定义、来源和重要性，掌握生物质能的转化原理。
2. 学生能掌握生物质能利用的主要方式，如直接燃烧、生物化学转化和热化学转化等。
3. 学生能了解我国生物质能资源分布、利用现状及其在能源结构调整中的作用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析生物质能利用过程中的优缺点，提出改进措施。
2. 学生能通过实验操作、数据分析和团队合作，探究生物质能转化效率的影响因素。
3. 学生能运用图表、文字等形式，清晰、准确地表达对生物质能利用的观点和结论。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到生物质能作为一种可再生能源的重要性，树立绿色、可持续的能源观念。
2. 学生能积极参与生物质能利用的学习和讨论，培养对新能源技术的兴趣和热情。
3. 学生能关注生物质能利用在环保、节能减排等方面的意义，提高社会责任感和使命感。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生既掌握了生物质能的基本知识，又具备实际操作和分析问题的能力，同时培养他们的环保意识和可持续发展观念。
二、教学内容1. 生物质能的定义、来源及其在能源体系中的地位。
- 教材章节：第二章“能源与可持续发展”第三节“生物质能简介”- 内容：生物质能的概念、生物质资源种类及其在能源结构中的应用。
2. 生物质能的转化原理及主要利用方式。
- 教材章节：第二章“能源与可持续发展”第四节“生物质能的转化技术”- 内容：直接燃烧、生物化学转化（如厌氧消化、发酵等）、热化学转化（如气化、热解等）。
3. 生物质能利用的优缺点及改进措施。
- 教材章节：第二章“能源与可持续发展”第五节“生物质能利用的评价与改进”- 内容：分析各种生物质能利用方式的优缺点，探讨提高转化效率、降低环境污染的途径。
4. 我国生物质能资源分布、利用现状及政策。
- 教材章节：第二章“能源与可持续发展”第六节“我国生物质能发展概况”- 内容：介绍我国生物质能资源分布、利用现状，以及相关政策和支持措施。
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用摘要：随着化石燃料的短缺和其使用时产生的污染问题的加剧，生物质能以其可再生、低污染、分布广泛等特点，日益受到世界各国的重视。
本篇论文从生物质能的概念入手，综合国内外对生物质能利用现状分析其优势、利用技术及开发研究前景。
21世纪被誉为是“生物能源时代”，是生物的世纪,是科学技术飞速发展新世纪。
可持续发展是当前经济发展的趋势所在，面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。
（一）新能源之生物质能研究背景当代社会使用最广泛的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60％左右。
但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多50—60年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但是直接应用煤炭严重污染环境。
因此，为避免能源危机的出现，以化石能源为基础的常规能源系统正逐步持久的、多样化的、可以再生的新能源系统过渡。
我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。
在能源领域面临的主要挑战是：(1)人均能源资源占有量不足，且分布不均；(2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高；(3)能源构成以煤为主；(4)工业部门消耗能源占有很大的比重；(5)农村能源短缺，以生物质能为主；(6)从能源安全角度考虑，我国能源面临挑战；(7)能源品种结构不合理，优质能源供应不足；(8)能源工业技术水平有待进一步提高；(9)节能提效工作亟待加强等。
为此已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度：1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中明确提出，要“因地制宜地开发利用和推广大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”；连续在四个国家五年计划中将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目。
国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》，提出了生物质能发展的目标任务，明确了相关扶持政策。
生物质能发电技术及应用
生物质能发电技术的局限性
资源限制：生物质能发电依赖于可获得的生物质资源，如农作物废弃物、木 材等，资源有限且分布不均。
效率问题：生物质能发电技术通常效率较低，转换效率一般在10%-30%之间， 相比化石燃料的燃烧效率较低。
污染问题：生物质能发电过程中会产生废气、废水和固体废弃物等污染物， 处理不当会对环境造成污染。
竞争压力：随着化石燃料的减少和价格上涨，生物质能发电面临着来自化石 燃料的竞争压力。
生物质能发电技术的发展挑战与机遇
挑战：资源分散，收集成本 高；技术成熟度不够，设备 可靠性有待提高；环保监管 压力加大，排放标准更严格。
机遇：可再生能源政策支持； 技术进步推动成本降低；环 保意识增强，市场需求增加。
生物质能是一 种可再生能源， 具有低碳、环 保、可持续等
优点
生物质能发电 技术主要包括 直接燃烧发电、 气化发电和生 物质燃料电池
等技术
生物质能发电 技术的应用范 围广泛，可用 于工业、农业、
林业等领域
生物质能发电技术的原理
生物质能转化：利用生物质能转化为热能、电能等能源形式 生物质燃烧：生物质在炉膛内燃烧产生高温高压气体 热能利用：高温高压气体推动涡轮机转动，将热能转化为机械能 机械能发电：涡轮机通过发电机将机械能转化为电能
减少废弃物处理负担：生物质能发电技术可将废弃物转化为电能和热能，减轻废弃物处理负担，实 现资源化利用。
促进生态平衡：生物质能发电技术可利用废弃物和农作物秸秆等可再生资源，减少对森林等自然资 源的依赖，促进生态平衡。
生物质能发电技 术的发展前景与 展望
生物质能发电技术的发展前景
技术创新：随着科技的不断进步，生物质能发电技术将得到进一步优化 和提升，提高发电效率和质量。
生物质能发电技术研究及应用
生物质能发电技术研究及应用随着环保意识的不断加强和能源危机的逐渐浮现，生物质能逐渐成为各国政府和企业最为关注的能源之一。
生物质能发电技术作为其中的一种利用方式，应用范围广泛，利用效率高，成为未来生物质产业发展的重要方向。
一、生物质能发电技术的定义和原理生物质能发电技术指的是将生物质能转化为电能的技术。
生物质能是指生物体所具有的化学能，包括由植物光合作用所形成的有机物，其主要成分为纤维素和半纤维素。
利用生物质能发电的原理是：利用生物质的化学能，进行燃烧或气化反应，通过热能驱动涡轮机发电机组发电。
在燃烧或气化反应中产生的CO2等废气可被吸收和吞噬，而且除水分外所产生的废物可当作肥料，因此发电过程无二氧化碳排放。
二、生物质能发电技术的分类按生物质类型分，生物质能发电技术可分为：木材能发电技术、农林废弃物发电技术、固体废弃物发电技术、液体废弃物发电技术和沼气发电技术等，其中以农林废弃物发电技术应用最为广泛。
按反应方式分，生物质能发电技术可分为燃烧技术、气化技术和生物化学技术等。
三、生物质能发电技术的特点生物质能发电技术具有以下优点：1. 原料充足：生物质资源广泛，几乎遍及全球，具有很高的可再生性和周期性。
2. 空气污染少：大部分发电方式产生的大气污染物强烈影响生态环境、人类健康和气象变化，而生物质能发电的排放物只有CO2和微尘粒子，对环境污染小。
3. 降低碳排放：生物质能发电不会增加二氧化碳的总排放量，能有效降低碳排放。
4. 收益高：生物质能发电的利用效率高，投资收益大，能够为用户和社会带来很高的经济效益。
四、生物质能发电技术的应用现状在欧洲、北美等发达地区，已经形成了较为成熟的生物质能发电产业。
据不完全统计，在德国，大约有5000多家以生物质能发电为主营业务的公司，每年生产总量约达300亿千瓦时；在美国，截至2019年，生物质能发电的装机容量已经达到了1.15亿千瓦，占美国可再生能源总装机容量的13%。
《生物质能利用技术》课件
生物质能在交通领域的应用
生物质能在交通领域的应用主要包括 生物柴油、生物乙醇等替代燃料的使 用。这些替代燃料可以用作汽车、船 舶、飞机等交通工具的燃料，替代传 统的化石燃料。
《生物质能利用技 术》ppt课件
目 录
• 生物质能概述 • 生物质能利用技术 • 生物质能应用 • 生物质能发展前景与挑战 • 案例分析
01
生物质能概述
生物质能定义
生物质能定义
生物质能是指通过光合作用将太阳能转化为化学能，并储存在生物质中的可再 生能源。它是一种绿色、可再生的能源，具有低碳、环保、可持续等优点。
3
生物质热解技术的工艺流程较为复杂，需要高温 、真空等条件，投资和运行成本较高。
03
生物质能应用
生物质能在供热领域的应用
生物质能在供热领域的应用主要包括集中供热和分布式供热两种方式。集中供热主要应用于城市或工业园区，通过生物质锅 炉或生物质热电联产等方式，为大量用户提供热水或蒸汽。分布式供热则适用于小规模用户，如居民小区、办公楼等，通过 小型生物质锅炉或生物质壁挂炉等方式，满足用户个性化的供热需求。
生物质能在供热领域的应用具有环保、节能、经济等多重优势。与传统的化石能源相比，生物质能源燃烧产生的二氧化碳、 氮氧化物等污染物排放较少，有利于减少空气污染和温室气体排放。此外，生物质能源的利用还可以降低对化石能源的依赖 ，保障能源安全。
生物质能在电力领域的应用
生物质能在电力领域的应用主要包括生物质发电和生物质燃料电池等。生物质发电是指利用生物质能 转化为热能，再通过热能转化为电能的过程。生物质燃料电池则是利用生物质中的化学能直接转化为 电能的过程。
生物质能发电课程设计
生物质能发电课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解生物质能的基本概念，掌握生物质能发电的原理和过程。
2. 学生能了解生物质能的种类及其在我国能源领域的应用。
3. 学生掌握生物质能发电的关键技术，了解其优缺点及对环境的影响。
技能目标：1. 学生具备运用所学知识分析生物质能发电案例的能力。
2. 学生能够设计简单的生物质能发电实验方案，并动手操作。
3. 学生能够运用批判性思维，对生物质能发电技术进行合理评价。
情感态度价值观目标：1. 学生养成对新能源技术的兴趣和探究精神，提高对生物质能发电的认同感。
2. 学生树立环保意识，认识到生物质能发电在节能减排中的重要性。
3. 学生培养团队协作精神，能够在小组讨论中发挥自己的作用，共同完成学习任务。
本课程针对八年级学生，结合学生年龄特点和已有知识水平，注重理论与实践相结合，提高学生的科学素养。
通过本课程的学习，使学生能够掌握生物质能发电的相关知识，培养其探究精神和实践能力，激发学生对新能源技术的兴趣，同时强化环保意识，为我国新能源事业的发展奠定基础。
二、教学内容1. 生物质能基本概念：介绍生物质、生物质能的定义，以及生物质能在我国能源结构中的地位。
2. 生物质能的种类：分类介绍植物生物质、动物生物质和微生物生物质等。
3. 生物质能发电原理：讲解生物质能转化为电能的原理，包括直接燃烧、气化、热解和生物化学等方法。
4. 生物质能发电技术：介绍目前国内外主流的生物质能发电技术，如生物质锅炉、生物质气化炉、生物质燃料电池等。
5. 生物质能发电优缺点：分析生物质能发电的优势和局限性，以及其对环境的影响。
6. 生物质能发电案例：剖析国内外典型的生物质能发电项目，如农业废弃物发电、城市垃圾发电等。
7. 生物质能发电实验：设计简单的生物质能发电实验，让学生动手操作，加深对生物质能发电的理解。
教学内容参照教材相关章节，结合课程目标进行组织。
教学大纲分为七个部分，按照教学进度逐步开展。
新能源发电：生物质能及其利用
网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：学习中心：层次：专业：年级：年春/秋季学号：题目四：生物质能及其利用总则：生物质能是人类赖以生存的重要能源，在全球整个能源系统中占有重要地位。
生物质能可循环再生，资源分散，环保，可实现资源的综合利用。
撰写要求：（1）简单介绍生物质能发电的发展现状。
（2）介绍生物质能发电技术的原理。
（3）对生物质能利用和发展趋势的展望。
（4）进行总结。
（5）正文字数2000字符左右。
格式要求：（1）封面格式：大连理工大学网络教育学院（二号，黑体，加粗，居中）《新能源发电》课程设计（二号，黑体，加粗，居中）题目（三号，黑体）学习中心（四号，黑体）层次（四号，黑体）专业（四号，黑体）年级（四号，黑体）学生（四号，黑体）辅导教师（四号，黑体）完成日期（四号，黑体）（2）正文格式：字体：正文全部宋体，小四；行距：固定值22磅；一级标题（三号，黑体，居中）二级标题（四号，黑体，居左）三级标题（小四，宋体，加粗，居左）生物质能及其利用1、质能发电的发展现状生物质发电以秸秆（包括棉花、小麦、玉米等秸秆）以及农林废弃物（如树皮）为原料，通过直燃发电的技术产生绿色电力，除了可以增加清洁能源比重、改善环境，还可以增加农民收入、缩小城乡差距，意义重大。
我国利用农林废弃物规模化发电尚处于起步阶段，生物质发电技术不成熟、项目造价高，总投资大，运行成本高，尽管国家给予了电价优惠政策，但盈利水平还是不如常规火电。
究其原因，一是单位造价高，二是燃料成本高，三是生物质发电企业实际税率太高。
《可再生能源法》规定农林废弃物生物质发电应享受财政税收等优惠政策，但相关政策和措施尚未出台。
在国外，以高效直燃发电为代表的生物质发电技术已经比较成熟，丹麦率先研发的农林生物质高效直燃发电技术被联合国列为重点推广项目。
农林生物质发电产业主要集中在发达国家，印度、巴西和东南亚等发展中国家也积极研发或者引进技术建设相关发电项目。
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网络教育学院《新能源发电》课程设计
题目：生物质能及其利用
学习中心：
层次：
专业：电气工程及其自动化
年级： 2014 年春季
学号：
学生：
辅导教师：
完成日期： 2014 年 12 月 28 日
生物质能及其利用
总则
生物质能是人类赖以生存的重要能源，在全球整个能源系统中占有重要地位。
生物质能可循环再生，资源分散，环保，可实现资源的综合利用。
一、生物质能发电的发展现状
随着能源和环境问题日益严峻，化石燃料逐渐枯竭，燃烧化石燃料所造成的温室效应和环境污染已经引起了各国政府的高度重视。
生物质能以其可再生、无污染、资源量大、分布广和二氧化碳零排放等优点又重新受到了人们的广泛关注。
近年来，生物质能发电技术在发达国家已受到广泛重视，如奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。
一些发展中国家，随着经济发展也逐步重视生物质的开发利用，增加生物质能的生产，扩大其应用范围，提高其利用效率。
我国的生物质气化发电技术的研究起步比较早，早在上世纪60年代，我国就开始了生物质气化发电的研究，研制出了样机并进行了初步推广，还曾出口到发展中国家。
目前国内的生物质气化发电项目主要是中小型的气化发电系统，目前在运行的主要有固定床和流化床两种，固定床的机组容量一般都小于200kW，流化床机组目前最大的容量为6MW。
二、生物质能发电技术
1、生物质直接燃烧发电技术
生物质直燃发电就是将生物质直接作为燃料进行燃烧，用于发电或者热电联产。
主要有以下几种：
层燃炉燃烧技术，层燃炉燃烧技术主要以炉排炉为代表，燃料在固定或者移动的炉排上实现燃烧，空气从下方透过炉排供应上部的燃料，燃料处于相对静止的状态，燃料入炉后的燃烧时间可由炉排的移动或者振动来控制，以灰渣落入炉排下或者炉排后端的灰坑为结束。
循环流化床燃烧技术，循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备很多独特的优点，如燃料适应性广，低温燃烧，燃烧效率高，负荷调节性能好等。
瑞典、丹麦、德国等发达国家在流化床燃用生物质燃料技术方面具有较高的水平。
2、生物质气化发电技术
生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。
它既能解决生物质难于燃用而又分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点，所以是生物质能最有效最洁净的利用方法之一。
典型的生物质气化发电工艺流程如图2.1所示
图2.1
气化发电过程包括三个方面：一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；
三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电。
气化发电系统的主要设备包括：气化炉、燃气净化系统、风机、储气罐、燃气发电机组、污水处理池、机组循环冷却水池、加料与送料设备等。
3、生物质固体成型技术
我国研发出来的生物质固体成型燃料有颗粒、块状和棒状几种形式，主要用于民用炊事取暖、商用餐饮和洗浴、工业锅炉和发电等。
生物质固体成型设备一般分为螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式。
4、生物质液体燃料
利用高粱茎秆、薯类（木薯、甘薯）、甘蔗和农作物秸秆等制取生物燃料乙醇，以及利用菜籽油、棉籽油、乌柏油、木油、茶油和地沟油等原料小规模生产生物柴油。
三、生物质能利用和发展趋势的展望
据专家们预测，在2010-2020年之间的某个时候，全球能源使用格局将开始发生迅速的变化，再生能源技术将以更快的速度代替石化能源。
大约在30年之内，全球所需能源的30%将由农民生产出来；到2050年，以生物质能为重要组成部分的可再生能源，将以相同或低于矿物燃料的价格，提供全球3/5的电力和2/5的直接燃料。
生物能源的开发作为一种工程，包括种植高效转化太阳光能的植物（如一些可以快速生长的树和草类），即能源植物，和对这些植物进行加工转换而生产出电力、气态或液态燃料第二次能源。
能源植物的种植需要开发大量的能源农场、森林农场。
同时能源植物中还含有大量其他化学物质，这些化学物质可用以生产相关化学制品和材料。
所以，生物能源的开发将为经济-能源-环境的循环发展体系带来驱动力，而生物能源植物的种植与加工将推动农村农业和工业的发展。
生物能源的种植、加工、销售和使用体系的建立，不仅降低了生物燃料成本，解决了能源紧张的问题，而且提高了农民种植植物的积极性，促进了荒地、尾矿的开发地，保护了生态环境。
因此，能源植物的开发和利用已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。
四、总结
生物质能是重要的可再生资源，预计到21世纪中后期，世界能源消费的40%将会来自生物质能。
我国有丰富的生物质能资源。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的增强，化石能源将逐渐减少，对包括生物质能在内的可再生资源的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。
因此，科学地利用生物质能资源、加强应用基础和应用技术的研究具有十分重要的意义。