新能源之生物能

现今我们所了解的生物能源的最基本来源是生物质。生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。

生物质具体的种类很多，植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。在农村，这类东以前西许多都被当做废物而废弃，不仅浪费资源而且也污染环境。现在，有了生物能源的运用，可以提高资源利用率。

生物质能源的最重要的特点在于其既是保障能源安全的重要途径之一，又兼具减轻环境污染的特点。在这一点上，作为生物质能源家族一员的能源作物更是表现得淋漓尽致。如甜高粱，不仅可以通过能量转换替代化石液体燃料，保障能源安全，同时还能保障粮食安全，而且还能吸收二氧化碳，加工过程中无污染，原料得以物尽其用生物质能源还在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。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。并且生物质能源还可以有效促进能源农业的发展，能够助推社会主义新农村建设的发展。能源作物的大面积种植可以开发利用闲置的荒漠地、盐碱地，有利于这些质地差的土壤逐渐改良，更有利于农业产业结构调整，还可以培育出致力于可再生能源利用领域的新型农民。不仅如此，它还可以吸纳农村剩余劳动力，增加农民收入，农民的收入来源也变得更加多元化。这对于广大农民来说无疑是一个好消息。生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因此，利用高新技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。

但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展化石能源也被大规模利用产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡为了进行可持续发展以及化石能源的弊端日益显现生物能源的开发和利用又被人们所侧重,因此人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代意义十分重大.能大量利用农村的土地,提

高农民收,直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇,我现在则着重介绍燃料乙醇。

燃料乙醇

将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后成为变性燃料乙醇。燃料乙醇也就是用粮食或植物生产的可加入汽油中的品质改善剂。它不是一般的酒精，而是它的深加工产品。燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。在美国和巴西等国家燃料乙醇已得到初步的普及，燃料乙醇在中国也开始有计划地发展。燃料乙醇的主要原料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴树等。

我国燃料乙醇现状,目前国家有关部门对用粮食发展能源已经基本取得共识，发展替代能源的战略已由当初单一的用粮食加工燃料乙醇转变为生物质能源的综合开发，坚持发展燃料乙醇,不与人争粮，不与粮争地原则。一些专家提倡大量种植木薯和甜高粱来发展燃料乙醇生产。用木薯和甜高粱代替玉米虽然可以做到不与人争粮，但却做不到不与粮争地。利用农作物废弃物秸秆代替粮食生产燃料乙醇是解决乙醇原料的根本出路,秸秆制燃料乙醇技术是世界性的重大科研课题，我国是能源需求大国，应加强秸秆制燃料乙醇的研发力度，加大投入，加强国际间的学术交流与合作，实现秸秆制燃料乙醇技术的产业化转化。在此项技术实现产业化之前，我国的燃料乙醇产业要从中国人多地少的实际出发，科学规划、合理布局。保持适度的粮食法乙醇规模，有利于及时消化陈化粮，保护农民的种粮积极性，维护国家粮食安全。此外，还应适度发展非粮食作物燃料乙醇。除粮食外，我国其他可用于生物质能源生产的植物和原料还有很多，如木薯和甜高粱。要根据能源作物的生产条件，因地制宜，利用宜农荒地种植能源作物，做到不与粮争地，并根据产量及运输半径配套建设适度规模的燃料乙醇生产装置.

发酵法生产乙醇

发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩己糖）的农产品发酵。

燃料乙醇产业链：农林业副产物及野生植物为原料,经过水解（即糖化）、发酵使双糖、多

糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下,水解为葡萄糖,再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。乙醇既是一种化工基本原料，又是一种新能源。燃料乙醇未来的发展,尽管目前已有着广泛的用途，但仍是传统观念的市场范围。

乙醇生产乙烯的技术目前就是成熟的，随着石油资源的日趋短缺和价格的上涨，乙醇将会逐步进入乙烯原料市场，很可能将最终取而代之。如果要做一个形象而夸张的比喻的话，二十世纪的后半叶国际石油大亨将会在二十一世纪中叶为“酒精考验”的乙醇大亨所替代。我们所身处的这个世界，是一个快速发展着的世界。总有着那么一些东西在迅速发展时被淘汰、替代。虽然我们不能说燃料乙醇就是将来最好的能源。但是，至少在现在我们要努力地发展这方面。我相信将来在这方面一定会有更大的突破。

新能源之生物能

学院：能源与动力工程

班级：风能与动力工程

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