生物能源技术的发展现状及趋势
我国生物质能源发展现状与战略思考
![我国生物质能源发展现状与战略思考](https://img.taocdn.com/s3/m/ddd2559081eb6294dd88d0d233d4b14e84243e52.png)
我国生物质能源发展现状与战略思考一、生物质能源发展现状1. 生物质资源丰富:我国拥有丰富的生物质资源,如秸秆、森林木材、农作物秸秆、生活垃圾等。
据统计,我国每年可利用生物质资源约10亿吨以上,其中以秸秆、木屑等农副产品为主。
2. 发展态势良好:随着国家政策的支持和技术的突破,我国生物质能源产业迅速发展。
目前,生物质能源已经在电力、热力、生物制氢、生物柴油等领域得到广泛应用,取得了一定的成绩。
3. 技术装备不足:尽管生物质能源产业取得了一定进展,但仍然存在技术装备不足的问题。
现阶段我国生物质能源技术发展水平整体不高,关键设备依赖进口,导致生物质能源产业发展面临较大困难。
4. 发展环境复杂:生物质能源产业发展环境复杂,受到国际油价波动、能源政策不确定性等因素的影响。
相关的环境和生态保护问题也制约了生物质能源的发展。
二、战略思考1. 制定明确政策支持:为了推动我国生物质能源产业的发展,应当及时制定明确的政策支持。
政府应明确生物质能源发展的方向和目标,出台有针对性的扶持政策,包括财政补贴、税收减免、项目评审等方面的支持。
2. 投入科技创新:加大对生物质能源技术的研发投入,加强科技创新,培育一批技术水平高、适应市场需求的领军企业和关键技术。
3. 落实产业化发展:在生物质能源产业的发展过程中,要推动产业化发展,建设一批具备规模效应的生物质能源基地,实现规模化生产,形成完整的产业链。
4. 加强企业合作:政府可以鼓励企业开展联合研发、技术合作和项目合作,加强企业之间的合作交流,推动生物质能源产业的良性发展。
5. 加强环保与可持续发展:要在生物质能源产业发展过程中加强环保工作,保护生态环境,促进可持续发展。
要重视生物质资源的保护和合理利用,避免对环境造成不可逆的伤害。
三、总结与展望生物质能源是我国未来能源发展的重要方向,要加大对生物质能源产业的支持力度,推动产业的健康发展,满足我国对清洁能源的需求。
要加强与国际合作,借鉴国外先进技术和经验,确保生物质能源产业发展与国际接轨。
生物能源的未来趋势
![生物能源的未来趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/3b2eb8432379168884868762caaedd3382c4b503.png)
生物能源的未来趋势随着全球对可再生能源需求的增加,生物能源逐渐成为将化石燃料转变为更可持续能源的关键一环。
生物能源,作为一种利用生物质的能源形式,包括农业废弃物、林业残余物、动物粪便和特定作物等,具有广泛的应用潜力。
通过技术创新、政策支持和市场需求,生物能源将在未来的发展中展现出更加多样化和可持续的趋势。
一、生物能源的现状与发展背景在过去的几十年里,全球面临着严峻的环境问题与资源短缺,其中包括温室气体排放、空气污染以及化石燃料的逐渐枯竭。
为了缓解这些问题,各国纷纷追求更加清洁、可再生的能源形式。
在这样的背景下,生物能源应运而生,并逐渐受到重视。
生物质能是一种相对传统但却有效的可再生资源。
它可以被转化为生物燃料、生物电、热能等多种形态,不仅能降低碳排放,还能够促进循环经济的发展。
根据国际可再生能源署(IRENA)的数据,2019年全球生物质能发电能力已达到1260吉瓦,占可再生能源总发电能力的近一成。
二、生物能源的技术创新生物能源的发展离不开技术进步。
现代科学技术为生物质能的提取、转化及利用提供了新思路。
1. 高效转化技术当前,生物质转化技术主要包括热化学转化(如气化、焚烧)、生物化学转化(如发酵)及物理法提取(如压榨)。
随着研究深入,高效转化技术不断涌现。
例如,先进的气化技术可以将木屑、稻草等农业废弃物在缺氧条件下加热,从而转化为合成气,再进一步制成甲醇及氢气。
2. 新型原料开发未来,开发新型原料将是推动生物能产业发展的一个重要方向。
目前获取柴油和汽油的主要原料是粮食作物,如玉米、大豆等,这在一定程度上影响了全球粮食安全。
因此,通过选择非粮食类材料(如木质纤维素、生物废弃物等)或开发新型能源作物(如油菜、藻类等)来确保粮食供应则显得尤为重要。
3. 微生物发酵技术微生物发酵是一种成熟且经济有效的利用生物质方式。
未来,通过合成生物学手段,可以设计和优化微生物,实现对某些特定底物的高效发酵。
这不仅能够降低生产成本,还能提高产品产量和纯度。
世界生物质能源发展现状及未来发展趋势
![世界生物质能源发展现状及未来发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/0f1486856037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a0e.png)
世界生物质能源发展现状及未来发展趋势生物质能源作为一种可再生能源,具有广泛的产能基础、环境友好和可持续发展的特点,被广泛研究和开发。
目前,世界生物质能源发展取得了显著的进展,但也面临一些挑战和需要解决的问题。
未来的发展趋势将集中在技术创新、市场扩大和政策支持。
本文将对世界生物质能源的现状和未来发展趋势进行详细论述。
首先,世界生物质能源的现状可以总结为以下几个方面。
一是生物质能源的利用途径多样化。
生物质能源可以通过生物质直接燃烧发电、生物质颗粒燃料、生物乙醇、生物柴油等多种途径转化为热能、电能和燃料等形式使用。
二是生物质能源的产业化水平不断提高。
世界各地已经建立了一批生物质能源示范项目和商业化生产基地,生物质能源工业化水平不断提高。
三是生物质能源的国际合作加强。
各国在生物质能源研究开发和应用方面加强了合作,共同推动生物质能源的发展。
四是生物质能源技术不断创新。
包括生物质颗粒燃料生产技术、生物乙醇和生物柴油生产技术、生物质膜分离和纯化技术等方面的研究和创新取得了重要进展。
然而,世界生物质能源发展还面临着一些问题和挑战。
首先,生物质资源可持续供应的问题。
生物质能源利用过程中需要大量的生物质资源,而其获取和储存成本较高,资源供应不稳定。
其次,生物质能源利用过程中产生的废弃物处理问题。
生物质能源的利用产生大量的废弃物,如生物质灰渣、废液等,如何高效处理和利用废弃物是一个亟待解决的问题。
再者,生物质能源的技术成本较高。
目前,生物质能源的生产技术相对成熟,但其生产成本较高,影响了其在能源市场的竞争力。
在未来,世界生物质能源的发展趋势将集中在以下几个方面。
一是技术创新和提高利用效率。
通过技术创新,降低生产成本,提高发电和燃料颗粒的利用效率,推动生物质能源的技术创新和进步。
二是市场扩大和推广应用。
大力发展生物质能源产业,推动生物质能源工业化发展,提高其在能源市场的占有率。
建立健全的市场机制和政策,激励生物质能源的推广和应用。
生物质能源的发展现状及未来趋势
![生物质能源的发展现状及未来趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/45f85ff309a1284ac850ad02de80d4d8d15a0132.png)
生物质能源的发展现状及未来趋势生物质能源是指源自于生物质的可再生能源,包括从植物、废弃物以及动物排泄物等生物质所生产的能源。
随着人类社会对能源的需求越来越大,生物质能源作为一种环保、可持续的新型能源已经引起人们的广泛关注。
本文旨在分析生物质能源的发展现状及未来趋势。
一、生物质能源的发展现状在目前的能源结构中,生物质能源在能源总消费量中的占比仍然非常小。
但是,随着人们环保意识的提高以及新能源政策的倡导,生物质能源的应用将会越来越广泛。
1.生物质发电:发电是生物质能源的一种主要利用方式。
生物质可通过焚烧或气化方式进行能源转化,发电。
生物质发电的优势在于其能够使农林废弃物等生物质得到有效利用,同时减少了二氧化碳等有害气体的排放。
目前,生物质发电在欧洲等地的应用已经非常广泛。
2.生物质燃料:生物质燃料包括木质燃料、废弃物、农业余料、城市垃圾以及植物油等,具有环保、可再生的特点。
其中,生物质燃料的主要应用是作为替代传统石油燃料的能源。
例如,生物质燃料油可以通过加工处理后成为柴油等传统石油燃料的替代品。
3.生物质液态燃料:由于柴油、汽油等传统的石油燃料会对环境产生污染,生物质液态燃料因具有较低排放可替代传统燃料而受到越来越多的关注。
生物质液态燃料的主要来源是植物油和动物脂肪。
目前,生物质液态燃料已经逐步开始在农村、城市公交以及物流等领域得到应用。
二、生物质能源的未来趋势虽然目前生物质能源的占比很小,但是未来这种可持续、环保的新型能源的市场前景非常广阔。
1.技术创新:随着科技的进步,生物质能源的技术也会逐步完善和创新,生物质的转化效率会不断提高,生物质能源的应用范围也将不断扩大,特别是在高效利用生物质有效物料时的技术上,有望取得更加长足的进展。
2.政策支持:各国政府为了鼓励和推进生物质能源的发展,将会提供更多的政策支持。
例如,政府会根据绿色发展总体目标和排放限制目标,对生物质能源实行优惠政策,提高并扩大生物质能源的市场需求。
生物质能源的利用现状与发展趋势
![生物质能源的利用现状与发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/5a9f14f30408763231126edb6f1aff00bed57034.png)
生物质能源的利用现状与发展趋势随着环保意识的不断提高, 生物质能源成为了新的热门话题。
它是指从活性生物质中提取能量的技术或方式,包括来自农作物、林木、稻壳、废纸和废弃物等的能源。
相较于传统的化石燃料,生物质能源具有更为环保的优势,被认为是一种重要的可再生能源。
本文将会讨论目前生物质能源的利用现状以及未来的发展趋势。
一、生物质能源的利用现状目前,生物质能源主要有两种形式,一种是通过生物质发电和热能利用的方式,另一种是通过制氢等技术来生产生物质燃料。
这些技术都已经在实际应用中得到很好的运用。
1.生物质发电生物质发电是目前生物质利用的主要方式。
通过生物质发电可以转换生物质的化学能为电能,同时还可以产生热能。
这项技术广泛应用于农业、林业、能源和环境等领域。
生物质燃烧发电的原理主要是利用生物质中的碳、氢、氧等元素以及其他的一些元素质和能量状态的变化而产生的热能来驱动机组发电。
目前,我国的生物质燃烧发电主要使用的是垃圾焚烧、污泥焚烧和农作物秸秆焚烧等方式。
2.生物质燃料生物质燃料通过生物质的生化反应来生产氢气、甲烷、醇类等燃料。
利用这些燃料可以替代传统的石油和天然气等有限资源,从而实现环保和可持续发展的目标。
二、生物质能源的未来发展趋势随着生物质能源技术的不断发展和完善,它有望成为未来能源开发的主要方向之一。
1.技术创新生物质能源技术的发展方向主要集中在改进发电和燃料生产技术,提高燃烧效率和经济效益,并且减少对环境的影响。
2.政策支持政府的政策支持也是未来发展生物质能源的关键。
未来的发展会需要广泛的政策支持,包括资金、税收和能源政策等。
政府的支持将会鼓励更多的企业和科研机构投入到生物质能源的研发和应用中。
3.市场需求未来市场需求也是生物质能源发展的重要驱动力。
人们对环保和可持续发展的关注将会逐渐提高,这将推动生物质能源的市场需求,同时也鼓励企业投资生物质能源的开发和生产。
4.产业升级未来生物质能源的产业升级是不可避免的趋势。
生物质能源的未来发展趋势
![生物质能源的未来发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/7041d340182e453610661ed9ad51f01dc2815799.png)
生物质能源的未来发展趋势能源,是人类社会运转的基石。
在追求可持续发展的今天,生物质能源作为一种可再生的绿色能源,正逐渐展现出其巨大的潜力和广阔的发展前景。
生物质能源,简单来说,就是通过对生物质材料的加工和转化所获得的能源。
这些生物质材料来源广泛,包括农业废弃物(如秸秆、稻壳等)、林业废弃物(如树枝、木屑等)、城市有机垃圾以及能源作物(如甘蔗、玉米等)。
与传统的化石能源相比,生物质能源具有诸多优势。
首先,它是可再生的。
只要地球上有生命活动,生物质材料就能够不断产生,为能源供应提供了源源不断的“原料”。
这与化石能源那种有限且不可再生的特性形成了鲜明对比。
其次,生物质能源的利用过程通常相对环保。
在其转化和使用过程中,产生的温室气体排放量相对较少。
例如,生物质燃烧时排放的二氧化碳,大致相当于其生长过程中从大气中吸收的二氧化碳,从而实现了碳的相对平衡。
再者,生物质能源的分布较为广泛。
不像石油、天然气等资源集中在特定地区,生物质材料在世界各地都有一定的分布,这有助于降低能源供应的地缘政治风险,提高能源安全。
在未来,生物质能源的发展趋势将呈现出多个显著的特点。
其一,技术创新将成为推动生物质能源发展的关键。
当前,生物质能源的转化技术仍有待进一步提高。
例如,生物发酵技术在制取生物燃料方面的效率还有提升空间;热化学转化技术在降低成本和提高产物质量方面也面临挑战。
随着科研投入的增加和技术的不断突破,我们有望看到更加高效、经济的生物质能源转化技术的出现。
其二,多联产将成为主流发展模式。
未来的生物质能源利用不再局限于单一的能源产品,而是朝着多联产的方向发展。
通过综合利用生物质资源,可以同时生产电能、热能、生物燃料以及高附加值的化学品。
这种多联产模式不仅提高了能源利用效率,还增加了经济效益,使得生物质能源的开发更具吸引力。
其三,与其他可再生能源的融合发展将日益紧密。
太阳能、风能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,而生物质能源具有一定的可储存性和调峰能力。
生物质能源的发展现状与前景如何
![生物质能源的发展现状与前景如何](https://img.taocdn.com/s3/m/3f49d545b6360b4c2e3f5727a5e9856a57122647.png)
生物质能源的发展现状与前景如何在当今全球能源需求不断增长,同时对环境保护的要求日益严格的背景下,生物质能源作为一种可再生、清洁的能源形式,正逐渐引起人们的广泛关注。
那么,生物质能源的发展现状究竟如何?未来又有着怎样的前景呢?生物质能源,简单来说,就是来源于生物质的能源。
生物质包括各种植物、动物和微生物,以及由这些生命体排泄和代谢产生的有机物质。
常见的生物质能源有生物质发电、生物柴油、生物乙醇、生物质成型燃料等等。
目前,生物质能源的发展取得了一定的成果。
在生物质发电领域,许多国家和地区都建立了基于生物质燃烧的发电厂。
这些发电厂通常利用农业废弃物、林业剩余物、生活垃圾等作为燃料,既实现了废弃物的资源化利用,又产生了清洁的电力。
例如,在北欧一些国家,生物质发电已经成为电力供应的重要组成部分。
生物柴油和生物乙醇的生产也在逐步扩大。
生物柴油通常由植物油或动物脂肪经过化学处理制成,可以直接用于柴油发动机。
生物乙醇则主要由粮食作物(如玉米、小麦)或非粮食作物(如甜高粱、木薯)发酵而来,可与汽油混合使用。
然而,这两种能源的发展也面临一些挑战。
例如,大规模使用粮食作物生产生物燃料可能会对粮食安全产生一定影响,因此,开发非粮食来源的原料成为了当前的研究重点。
生物质成型燃料在供暖和工业用能方面发挥了一定作用。
通过将生物质压缩成颗粒或块状,提高了其能量密度和燃烧效率,方便了储存和运输。
在技术方面,生物质能源的转化技术不断进步。
例如,生物质气化技术可以将生物质转化为可燃气体,用于发电或供热;生物质热解技术能够生产生物油和生物炭,具有较高的能源利用价值。
不过,生物质能源的发展也存在一些问题和限制。
首先,生物质资源的收集和运输成本较高。
由于生物质通常分布较为分散,收集和运输需要耗费大量的人力和物力。
其次,生物质能源的转化效率还有待提高。
虽然技术在不断进步,但与传统的化石能源相比,在能量转换效率方面仍有差距。
再者,生物质能源的生产可能会带来一定的环境影响。
生物质能源产业发展现状与前景分析
![生物质能源产业发展现状与前景分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f7a941477dd184254b35eefdc8d376eeafaa1756.png)
生物质能源产业发展现状与前景分析近年来,全球能源需求的不断增长以及对环境友好型能源的需求推动了生物质能源产业的快速发展。
生物质能源是指以植物、动物等有机物质为原料,通过转化和利用技术生产的可再生能源,如生物质电力、生物质燃料和生物质热能。
本文将对生物质能源产业的现状和前景进行分析。
一、生物质能源产业发展现状1.政策支持:许多国家纷纷出台支持生物质能源发展的政策措施,包括财政补贴、税收优惠和能源法规等。
这些政策措施为生物质能源产业的发展提供了有力支持。
2.技术进步:生物质能源领域的技术不断创新和进步,固体废弃物、农作物秸秆、木材废料等可以有效利用,生物质能源的生产效率不断提高,生物质能源设备也越来越先进。
3.能源需求增长:全球能源需求的不断增长是推动生物质能源产业发展的重要因素之一。
随着全球人口的增加和经济的发展,对能源的需求不断上升,生物质能源作为可再生能源的一种,具有较高的替代能力。
4.环境友好型:生物质能源是一种清洁能源,其利用过程中产生的二氧化碳等温室气体相对较低,对环境污染较小。
在应对气候变化和保护生态环境的背景下,生物质能源的发展逐渐受到重视。
二、生物质能源产业发展前景1.市场潜力巨大:生物质能源是可再生能源的重要组成部分,其供给受到地域、季节和气候等因素的制约较少。
未来随着技术的进一步发展和突破,生物质能源供给能力将继续增强,市场潜力巨大。
2.产业链完善:随着生物质能源产业的发展,产业链不断完善。
从原料种植、采集、加工到生物质能源生产和利用,构建了完整的产业链。
这将带动相关行业的发展,形成产业协同效应。
3.经济效益显著:在过去的几年里,生物质能源产业在各国经济中的地位逐渐提升。
生物质能源的生产和利用能够创造就业机会,提高经济效益,对于农村经济发展和增加农民收入具有积极作用。
4.可持续发展:生物质能源是一种可持续发展的能源形式。
相对于石化能源,生物质能源具有更好的环境效益和可再生性。
在实现经济发展的同时,生物质能源也能够保护生态环境,推动经济可持续发展。
生物质能源技术的发展现状及未来趋势
![生物质能源技术的发展现状及未来趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/edd5ba0732687e21af45b307e87101f69e31fb8b.png)
生物质能源技术的发展现状及未来趋势随着全球能源危机日益突显,生物质能源成为近年来备受关注的能源领域之一。
生物质能源技术作为一种新型的清洁能源,其总体优势显著,符合可持续发展的绿色经济类需求,备受人们青睐。
随着科技的发展,生物质能源技术的研究取得了不少的进展,其未来发展前景值得关注。
一、生物质能源技术的发展现状生物质能源技术是利用可再生生物质资源进行能源转换的过程,其形成的主要原因是能源环境的负担和环境污染的减少。
生物质能得以大规模开发和利用,主要因为能够弥补传统能源的不足,逐渐成为新兴的可再生能源。
目前,生物质能源技术的发展形态多样,包括生物质燃料、生物质电力、生物质液体燃料和生物质气体燃料等,以及生物质能和新能源复合利用等。
其中,生物质电力技术的应用十分广泛,其装机容量和电量不断增加。
生物质能源技术的发展主要受以下因素的影响:早期的技术投资、技术成本、生物质供应成本、生物质能源市场化等。
在能源产业链中,生物质资源往往被视为燃料和生产原料的替代品,我国也大力推行生物质资源开发,鼓励技术创新,发掘生物质资源的潜力。
二、未来生物质能源技术的趋势未来的生物质能源技术发展将体现出以下趋势:1. 生物质供给链的改善生物质资源供应是生物质能源链中非常重要的环节,如果不能保障现有的生物质来源或者生物质来源无法持续,生物质能源未来的发展将面临巨大的挑战。
因此,在保障生物质供应可持续的前提下,制定合理的生物质供应计划,调整机制和价格政策,保障全球生物质供应链的稳定性,实现生态和经济双重效益。
2. 技术创新与产业化技术创新是生物质能源技术发展的核心,包括能源利用办法、生产技术和综合利用技术。
生物质能源技术的产业化是重要的技术创新成果之一,在产业化进程中,将生物质能源技术的具体实施与市场需求结合起来,促进生物质能源技术的发展,推动生物质能源技术逐步进入市场。
3. 协同创新和分享协同创新和分享是未来生物质能源技术发展的重要走向,各国在生物质能源技术研发中应加强协同创新和分享全球技术资源和专业人才,推动生物质能源技术的共同发展。
生物质能源利用技术的现状和发展趋势
![生物质能源利用技术的现状和发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/782946861b37f111f18583d049649b6648d709d5.png)
生物质能源利用技术的现状和发展趋势随着环境污染的日益严重和非可再生能源逐渐减少,人们开始寻找新的能源来源。
其中生物质能源逐渐成为一个备受关注的领域。
生物质能源指的是能够从动植物的有机体中提取的能源,包括生物质燃料、生物质气体、生物质液体和生物质固体等。
这其中最常见的是木材、农作物秸秆、生活废弃物等。
生物质能源还可以通过生物反应器等途径生产生物发酵制品,如乙醇和丙酮等。
一、生物质能源利用技术的现状生物质能源利用技术主要包括发酵、燃气化和燃烧三种形式。
在燃气化方面,包括间接燃气化和直接燃气化两种形式。
其中,直接液化和乙醇制氢等技术被广泛使用。
1. 燃气化技术燃气化利用生物质来生成可燃性气体,如甲烷、氢气和一氧化碳。
这种技术通常使用高温和高压的气化反应器,将生物质和其它氧化剂引入反应器,并加热至高温,生物质随后形成气体并产生可燃性气体。
这种技术可以用于发电和供暖以及工业生产。
2. 燃烧技术燃烧技术是将生物质直接燃烧成热和电能,可分为露天燃烧和配有炉窑设备的控制燃烧两种形式。
燃烧生物质可以用于发电、供暖、制造热水和生产化学品等。
3. 发酵技术发酵技术主要是利用微生物的代谢酸进行生物质发酵,这种反应生成了用于工业和家庭的燃料和化学品。
如乙醇燃料、丙酮燃料、乙酸和醋酸等。
二、生物质能源利用技术的发展趋势1. 升级现有技术随着环保方向主流趋势的发展,人们开始更加注重生物质能源技术的升级,以减少空气污染。
因此,目前的燃气化和燃烧技术正在不断改进中,以减少或消除气溶胶和NOX的排放量。
2. 开发新型技术生物质能源领域还存在许多未解决的问题,比如如何有效地合理生产、储存和运输。
针对这些问题,人们开始开发新型技术以提高效率和解决问题。
如微生境反应器生产生物液体、生物气体技术等。
3. 与其它领域的结合生物质能源技术还可以和其它领域结合,如通过与诸如植物培育和界面科学等领域的结合,开发高效的生态系统。
还可以研究、利用和改进微生物以提高生物质制备的效率和产品质量。
生物能源技术的发展趋势及应用前景
![生物能源技术的发展趋势及应用前景](https://img.taocdn.com/s3/m/70ce5b85fc0a79563c1ec5da50e2524de518d01d.png)
生物能源技术的发展趋势及应用前景随着环保风潮的不断升温,生物能源技术作为一种绿色能源已经成为各国政府和社会关注的热门话题。
生物能源技术将农作物、林木、种子、水藻、昆虫等生物转化为能源,在替代化石能源和促进能源结构转型方面具有重要意义。
那么,现在来一起了解一下生物能源技术的发展趋势及其应用前景吧。
一、发展趋势1. 生物质能利用技术进一步完善生物质能利用技术不仅仅包括了秸秆、木材等生物质废弃物的转化利用,还涵盖了生物燃料电池、微生物燃料电池等前沿技术。
生物质能过去主要被利用于传统的火力发电和热能供应,但是随着技术的不断成熟,生物质能利用的范围将会更加广泛,生物质燃料的提纯、微观生物群落调整、酶催化过程等都将成为新发展方向。
2. 生物燃料技术的发展方向生物燃料技术的发展方向将主要在两个方面:一方面是化石燃料的替代。
在现代化工、交通、农业等领域,如果完全采用化石燃料将会产生大量的二氧化碳等有害气体排放,而生物燃料则不仅可以替代化石燃料,还能有效减少有害气体的排放,达到环保和经济效益的双赢目的。
另一方面是向高能效、高含量方向发展,即提高生物燃料产量和质量,减少能耗二、应用前景1. 生物质燃料生物质燃料在能源领域逐渐受到重视,生物质燃料简单易得,同时也更加环保。
通过生物质燃料技术,可以将林木、农作物、木材、秸秆等可再生资源转化为高效、可持续的清洁能源。
将生物质能转化为燃料,能够在电力、热能、燃气等领域得到广泛应用。
2. 生物质液化生物质液化技术能够将生物质转换为液态燃料,效率更高,使用范围更广。
随着技术的不断进步,生物质液化技术将逐渐进入更多领域。
将生物质液化后制成的生物燃料可以应用于交通运输、医药医疗等领域,这不仅降低了传统化石燃料的使用量,还实现了资源的可持续利用。
3. 生物气化技术生物气化技术可以将生物质经气化处理后得到的合成气转化为发电等能源,这些气体不仅具备燃料的能量,还可以用于化工生产等多个领域。
生物质能源利用技术的发展现状
![生物质能源利用技术的发展现状](https://img.taocdn.com/s3/m/bc002658cd7931b765ce0508763231126edb7793.png)
生物质能源利用技术的发展现状随着科技的不断进步,生物质能源利用技术也愈加成熟。
生物质能源是指以生物质为原料,通过化学、物理、生物等多种加工方法得到的可以直接或间接利用的可再生能源。
生物质能源具有储量大、分布广、环保等优势,已被视为可持续发展的重要能源之一。
一、生物质能源利用技术的分类生物质能源利用技术主要包括热能利用、化学利用、生物燃料利用和生物质发电四种类型。
1.热能利用技术生物质的热能利用主要是指将生物质原料通过燃烧等方式得到的热能用于供热、烹饪、干燥等领域。
生物质热能利用的优点是可以实现碳中和,达到环保的效果,通过技术手段可以提高生物质热能利用的效率。
2.化学利用技术生物质的化学利用主要是指利用化学反应的原理将生物质转化为能源化学品。
例如,将生物质中的纤维素转化为生物糖,再进行酵母发酵等化学反应,最终可得到生物燃料。
在生物质化学利用技术中,尤其是利用生物燃料的技术被广泛应用于汽车和航空等领域。
3.生物燃料利用技术生物燃料利用指将生物质燃料用于交通运输、发电等领域。
与化学利用技术不同,生物燃料利用技术中,将生物剩余物、废弃物进行酸化处理,得到生物燃料,覆盖面更广。
目前生物燃料利用技术已经成为绿色能源利用的重要手段。
4.生物质发电技术生物质发电主要是指将生物质利用于发电领域。
其中,通过生物质的燃烧、生物能量发酵以及利用固态化技术等方法可以得到发电所需要的热能或者插件。
二、发展现状近年来,随着全世界对于可再生能源的重视,生物质能源利用技术得到了快速的发展。
我国有关方面积极推进生物质能源产业,加快了生物质能源利用的步伐。
1.生物燃料利用技术得到快速发展在国内市场上,生物燃料利用技术得到了快速发展。
由于生物质燃料对环境的影响较小,生物燃料道路发展得较为迅速。
同时,各种生物质燃料也不断涌现,蓖麻、芥菜等生物质资源已被用于生物燃料的生产,并应用于汽车和机动车燃料。
另外,生物燃料的应用领域也在不断扩大,在航空领域的飞机运输中,生物燃料作为一项新型燃料已被广泛采用。
生物质能源利用现状及前景
![生物质能源利用现状及前景](https://img.taocdn.com/s3/m/49fce528a55177232f60ddccda38376bae1fe048.png)
生物质能源利用现状及前景随着全球能源需求的不断增长和对传统能源的限制,利用生物质能源已成为一种重要的选择。
生物质能源利用不仅符合可持续发展的原则,而且对大气环境和气候变化具有显著的减排效果。
本文将介绍生物质能源的利用现状以及未来的发展前景。
一、生物质能源的利用现状生物质能源是指利用植物、动物和微生物等有机物质转化而得到的可再生能源。
目前,生物质能源的利用已经涵盖了多个领域,包括能源生产、农业生产和废弃物处理等。
1. 能源生产生物质能源被广泛用于能源生产,特别是燃烧领域。
生物质燃料如木质颗粒、秸秆等成为了许多国家的重要能源补充,用于发电和供暖。
此外,生物质燃料还可以替代传统石油、天然气和煤炭,减少对化石燃料的依赖。
2. 农业生产生物质能源在农业生产中发挥了重要作用。
农业废弃物、剩余物和能源作物等可以被用作生物质能源的原料。
例如,废弃的农作物秸秆可以通过生物质发电厂进行燃烧,产生电力和热能。
此外,能源作物的种植也可以为生物质能源的生产提供更多的原料。
3. 废弃物处理生物质能源的利用还解决了废弃物处理的问题。
例如,城市生活垃圾可以通过生物质气化技术转化为生物质能源。
这种方法不仅可以减少废弃物的排放,还能够产生可再生能源。
二、生物质能源利用的前景生物质能源利用的前景非常广阔,具有以下几个方面的发展趋势:1. 技术创新生物质能源利用的前景在于不断的技术创新。
随着技术的进步,生物质能源的生产效率将会得到提高,生产成本也会降低。
同时,新型的生物质能源技术将会不断涌现,为生物质能源的利用带来更多的可能性。
2. 跨界合作随着全球对可再生能源的需求增加,各国之间的合作将变得更加重要。
跨界合作能够促进生物质能源的研究和开发,推动行业的进一步发展。
国际合作还可以促进技术和经验的共享,加速生物质能源利用的推广。
3. 政策支持政府的政策支持对于生物质能源的发展至关重要。
各国政府应该出台相关的政策,鼓励生物质能源的利用和开发。
生物质能源转化技术的现状与挑战
![生物质能源转化技术的现状与挑战](https://img.taocdn.com/s3/m/119d44ccdbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e9c.png)
生物质能源转化技术的现状与挑战能源是人类社会发展的重要物质基础,随着传统化石能源的日益枯竭和环境问题的不断加剧,寻找可持续、清洁的替代能源成为当务之急。
生物质能源作为一种可再生能源,具有来源广泛、储量丰富、低碳环保等优点,近年来受到了广泛关注。
生物质能源转化技术的发展,为有效利用生物质资源提供了可能,但同时也面临着诸多挑战。
一、生物质能源转化技术的现状(一)生物质直接燃烧技术生物质直接燃烧是最古老、最常见的能源利用方式。
通过将生物质材料(如木材、秸秆、废弃物等)直接投入炉灶或锅炉中燃烧,产生热能用于供暖、发电或工业生产。
这种技术简单易行,成本较低,但燃烧效率不高,容易产生污染物。
(二)生物质气化技术生物质气化是在一定的温度和压力条件下,将生物质转化为可燃气体(主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等)的过程。
产生的气体可以用于发电、供热、合成化学品等。
生物质气化技术具有较高的能源转化效率,且气体产物相对清洁,但气化过程中会产生焦油等副产物,需要进一步处理。
(三)生物质液化技术生物质液化主要包括生物柴油和生物乙醇的生产。
生物柴油通常通过植物油或动物脂肪与醇类进行酯交换反应制得;生物乙醇则主要由富含糖分的生物质(如甘蔗、玉米等)发酵而成。
这两种液体燃料具有与传统柴油和汽油相似的性能,可直接用于交通运输领域,但原料供应和生产成本是限制其大规模应用的因素之一。
(四)生物质热解技术生物质热解是在无氧或缺氧条件下,将生物质加热分解为生物油、炭和可燃性气体的过程。
生物油可以进一步提炼为化学品或燃料,炭可用于土壤改良或作为吸附剂,可燃性气体可用于发电或供热。
生物质热解技术具有较高的能源回收效率,但生物油的品质和稳定性有待提高。
(五)沼气技术沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物发酵产生的一种可燃性混合气体,主要成分是甲烷和二氧化碳。
沼气池在农村地区得到了广泛应用,可处理农业废弃物和生活污水,产生的沼气用于炊事、照明和发电。
生物质能的未来发展趋势与挑战
![生物质能的未来发展趋势与挑战](https://img.taocdn.com/s3/m/079a3be6b8d528ea81c758f5f61fb7360a4c2b65.png)
生物质能的未来发展趋势与挑战在当今全球能源格局的演变中,生物质能作为一种可再生能源,正逐渐崭露头角。
它来源广泛,包括农业废弃物、林业剩余物、生活垃圾以及能源作物等。
生物质能的利用不仅有助于减少对传统化石能源的依赖,还能在一定程度上减轻环境污染,对于实现可持续发展具有重要意义。
那么,生物质能未来的发展趋势如何?又面临着哪些挑战呢?一、生物质能的未来发展趋势(一)技术创新推动生物质能高效转化随着科技的不断进步,生物质能的转化技术日益成熟。
例如,生物质气化技术可以将生物质转化为合成气,进而用于发电、生产化学品和燃料;生物质液化技术能够将生物质转化为生物油,可作为替代石油的燃料;生物发酵技术则可以将生物质转化为生物乙醇、生物丁醇等液体燃料。
未来,这些技术将不断创新和优化,提高能源转化效率,降低生产成本,使生物质能在能源市场中更具竞争力。
(二)生物质能与其他可再生能源融合发展为了实现更稳定、可靠的能源供应,生物质能有望与太阳能、风能等其他可再生能源融合发展。
在能源存储方面,生物质能可以与电池储能技术相结合,将多余的电能转化为化学能储存起来,在需要时再释放出来。
此外,生物质能还可以作为备用能源,在太阳能和风能供应不足时补充电力,提高能源系统的整体稳定性和可靠性。
(三)生物质能在分布式能源系统中的应用增加分布式能源系统是指在用户现场或靠近用户现场配置较小的发电机组,以满足特定用户的需求。
生物质能由于其来源广泛、分布分散的特点,非常适合在分布式能源系统中应用。
例如,在农村地区,可以利用农作物秸秆和畜禽粪便等生物质资源建设小型生物质发电站,为当地居民提供电力和热能;在工业园区,可以建设生物质热电联产项目,满足企业的用能需求。
未来,随着分布式能源技术的不断发展,生物质能在这一领域的应用将越来越广泛。
(四)生物质能在交通运输领域的应用拓展除了在电力和热能领域的应用,生物质能在交通运输领域也有着广阔的发展前景。
生物柴油和生物乙醇作为替代传统燃油的清洁能源,其市场需求将不断增加。
生物质能源利用技术的研究现状和发展趋势
![生物质能源利用技术的研究现状和发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/7f620349f68a6529647d27284b73f242336c318a.png)
生物质能源利用技术的研究现状和发展趋势随着环保意识的提高,人们越来越关注可再生能源的开发利用。
而生物质能源是一种绿色、可再生、可持续的能源,备受瞩目。
生物质能源利用技术的研究也日益深入,目前已经很成熟,但是也存在一些问题需要解决,并且还有较大的发展空间。
一、生物质能源的定义和种类生物质是指由植物、动物、微生物等生物生长形成的可再生有机物质,如农作物秸秆、食品加工废料、动物粪便、林业废弃物等。
生物质能源是利用生物质进行能源转换的能源形式。
生物质能源种类繁多,包括生物质热能、生物质电能、生物质液体燃料和生物质气体燃料等。
二、生物质能源的利用技术现状1. 生物质热能利用技术生物质热能利用技术分为直接燃烧和气化发电两种方式。
直接燃烧方式是将干燥后的生物质燃烧,产生高温高压的蒸汽,驱动发电机发电。
气化发电方式是将生物质通过高温气化,生成气体,再将气体用于发电。
生物质热能利用技术已经很成熟,广泛应用于生物质锅炉、燃烧发电厂等领域。
2. 生物质电能利用技术生物质电能利用技术包括生物质发电和生物质氢燃料电池发电。
生物质发电是将生物质转化为气体或液体燃料后,用发电机将其转化为电能。
生物质氢燃料电池发电是利用生物质发酵和氢气生产技术,将产生的氢气用于发电。
目前生物质电能利用技术仍处于研究阶段,需要进一步优化技术方案。
3. 生物质液体燃料利用技术生物质液体燃料包括生物柴油、生物乙醇和生物丁醇等。
生物柴油是利用生物质转化成的油脂制成,与传统柴油相似,但能够降低排放污染物。
生物乙醇是利用生物质发酵制成,广泛用于汽车燃料和化学工业。
生物丁醇是利用生物质气化制造,可以直接用于汽车燃料。
生物质液体燃料利用技术已经开始应用于交通运输、工业化及民用领域。
4. 生物质气体燃料利用技术生物质气体燃料包括沼气和生物气。
沼气是利用生物质发酵产生的一种混合气体,主要成分是甲烷,可用于取暖和发电。
生物气是利用生物质气化产生的,主要成分是一氧化碳和氢气,用于发电和工业生产。
生物质能源发展现状及前景
![生物质能源发展现状及前景](https://img.taocdn.com/s3/m/81e595b1aff8941ea76e58fafab069dc5122477a.png)
生物质能源发展现状及前景一、引言生物质能源是指从天然生物体中得到的能源,如植物油、动物油、木材、秸秆等可再生的有机物质。
随着能源问题日益凸显,生物质能源作为新兴绿色能源备受关注。
本文将从现状和前景两个方面进行探讨。
二、生物质能源发展现状1.国内外生物质能源发展现状在全球范围内,生物质能源得到了广泛应用。
欧洲国家已经制定了生物质能源发展计划,且成为全球生物质能源消费的最大市场,其中以德国、英国、瑞典、奥地利等国为代表。
美国也将生物质能源列为能源战略重点发展领域之一,大力发展市场。
国内生物质能源行业也发展迅猛,如利用农林废弃物制成的生物质颗粒,已经成为重要的生物质能源品种之一,可以广泛应用于家居暖气、热水供应等领域。
2.生物质颗粒在发展现状生物质颗粒是由薪柴、秸秆和木质废料经过打碎、压缩等工艺处理而成的颗粒状物质,具有环保、经济、高效的特点。
目前,全球生物质颗粒市场有三个重要市场,即欧洲、美国和加拿大,市场占有率分别为48%、38%和5%。
生物质颗粒在国内市场上的应用也日趋广泛,可以 applied在能源领域、农业领域、工业领域等各个领域,具有巨大的开发和应用潜力。
三、生物质能源未来发展前景1.政策和补贴支持全球范围内,生物质能源发展都得到了良好的政策和补贴支持,国际上已有多个国家制定了生物质能源补贴政策,为生物质能源的发展创造了良好的环境。
国内目前也在积极推动相关政策和措施,如制定生物质能源补贴政策、推广生物质颗粒等,为生物质能源的未来发展奠定了坚实基础。
2.应用领域广泛生物质能源的应用领域非常广泛,不仅可以用于环保、清洁能源领域,也可以应用于农业、工业、家居等领域。
随着技术的进步和生产成本的下降,生物质能源将在更广泛的领域中有所应用,且用途也将越来越丰富。
3.开发潜力被认可生物质能源的开发潜力正在逐步被认可,未来已经成为清洁能源的重要补充。
与其它可再生能源相比,生物质能源代表着当前可持续性发展的最大希望之一,并可以为全球的能源供应和环境保护做出贡献。
生物质能的全球发展现状与趋势
![生物质能的全球发展现状与趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/f377c97cc4da50e2524de518964bcf84b9d52dd5.png)
生物质能的全球发展现状与趋势在当今全球能源格局中,生物质能作为一种可再生能源,正逐渐展现出其巨大的潜力和重要性。
从传统的生物质利用方式到现代的高效转化技术,生物质能的发展正经历着深刻的变革,并对全球能源供应、环境保护和可持续发展产生着深远的影响。
一、生物质能的定义与分类生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。
它所涵盖的能源形式多种多样,根据来源和性质的不同,可以大致分为以下几类:1、农业废弃物如农作物秸秆、稻壳、甘蔗渣等。
这些废弃物在农业生产中大量产生,如果不加以合理利用,不仅会造成资源浪费,还可能对环境造成压力。
2、林业废弃物包括木材采伐和加工过程中产生的木屑、边角料等。
森林资源的可持续管理和林业废弃物的能源化利用,对于保护森林生态和提供能源都具有重要意义。
3、能源作物专门种植用于能源生产的作物,如甜高粱、麻风树等。
这些作物具有较高的生物量和能源转化效率。
4、生活垃圾城市和农村生活中产生的有机垃圾,经过适当的处理和转化,可以成为生物质能的来源之一。
5、畜禽粪便养殖业产生的大量畜禽粪便,富含有机物,可以通过厌氧发酵等方式产生沼气。
二、全球生物质能的发展现状1、生物质发电在许多国家,生物质发电已经成为一种重要的可再生能源发电方式。
例如,北欧国家丹麦拥有世界领先的生物质发电技术和产业,其生物质发电占总电力供应的一定比例。
美国、德国等也在积极推进生物质发电项目,通过燃烧生物质燃料或利用沼气发电,为电网提供稳定的电力。
2、生物燃料生物燃料主要包括生物乙醇和生物柴油。
巴西是全球最大的生物乙醇生产国,其以甘蔗为原料生产的乙醇广泛应用于交通运输领域。
美国则以玉米为原料生产乙醇,同时也在大力发展生物柴油。
欧洲国家在生物柴油的生产和应用方面也取得了显著进展,通过利用植物油和废弃油脂等生产生物柴油,减少了对传统石油的依赖。
3、沼气利用沼气作为一种清洁的生物质能源,在全球范围内得到了广泛的应用。
世界生物质能源发展现状及方向
![世界生物质能源发展现状及方向](https://img.taocdn.com/s3/m/6e2ca0cde43a580216fc700abb68a98271feac2f.png)
世界生物质能源发展现状及方向一、本文概述本文旨在全面探讨世界生物质能源的发展现状及未来发展方向。
生物质能源,作为一种可再生的、环保的能源形式,近年来在全球范围内得到了广泛的关注和研究。
本文首先将对生物质能源的基本概念、特点及其在全球能源结构中的地位进行概述,为后续分析提供基础。
接着,文章将深入探讨当前世界生物质能源的发展现状。
这包括生物质能源的主要类型、技术应用、产业规模以及在全球范围内的分布情况等。
通过对这些方面的分析,我们可以清晰地看到生物质能源在全球能源转型中的重要作用,以及其在应对气候变化、推动可持续发展等方面的巨大潜力。
在分析了生物质能源的发展现状之后,文章将进一步探讨其未来发展方向。
这包括技术研发创新、政策支持与市场机制、产业融合与协同发展等方面。
通过对这些方面的探讨,我们可以更好地了解生物质能源未来的发展趋势,以及如何通过政策引导和市场机制推动其健康发展。
文章将总结生物质能源在全球能源转型中的战略意义,并提出针对性的政策建议和发展策略。
希望通过本文的分析和探讨,能够为全球生物质能源的发展提供有益的参考和借鉴。
二、生物质能源的分类与特点生物质能源,作为一种可再生的能源,源于生命的有机物质,包括所有的植物、动物和微生物,以及由这些生命物质派生、排泄和代谢出的许多有机质。
根据其来源和转换方式的不同,生物质能源可以大致分为以下几类:林业生物质能源:主要包括薪柴、林业废弃物和森林能源植物等。
这类生物质能源具有分布广泛、数量巨大、可再生性强等特点。
然而,其采集和运输成本较高,且过度采集可能会对生态环境造成一定影响。
农业生物质能源:主要来源于农业废弃物、水生植物和油料植物等。
这类生物质能源具有产量大、可再生性强、环境友好等优点。
通过合理的利用和处理,可以将废弃物转化为有价值的能源,实现资源的循环利用。
工业生物质能源:主要来源于工业废弃物和有机废水等。
这类生物质能源具有潜在能量大、利用价值高等特点。
生物质能源的应用现状与发展趋势
![生物质能源的应用现状与发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/ea2894b7690203d8ce2f0066f5335a8103d2665c.png)
生物质能源的应用现状与发展趋势生物质能源是指利用植物、动物、微生物等生物质材料,通过化学或生物学反应转化成能源形式的一类能源。
相对于化石能源,生物质能源具有可再生性、低碳排放等优势,于是在全球范围内得到了广泛的重视和应用。
本文将介绍生物质能源的应用现状与发展趋势。
1. 生物质能源的应用现状1.1 生物质发电生物质发电是利用生物质能转化为电能的一种方式。
现阶段主要应用的技术有生物质燃烧发电和生物质气化发电。
在我国,生物质电力发电装机容量已接近10GW,主要利用的是秸秆、木材和生活垃圾等生物质资源。
1.2 生物质热电联产生物质热电联产是一种高效的利用生物质能的方式。
通过生物质燃烧或气化的方式,发电的同时产生余热,用于供暖、生活热水等热能需求。
这种方式的应用较为普遍,特别是在农村地区,采用小型的生物质热电联产设备,满足了当地的电和热需求。
1.3 生物质液态燃料生物质液态燃料主要是指生物柴油和生物乙醇。
生物柴油是通过生物质转化得到的一种可替代石油柴油的燃料,主要应用于交通领域。
生物乙醇则是以生物质为原料,通过发酵和蒸馏等过程制得的一种可替代汽油的燃料,主要应用于汽车和工业领域。
2. 生物质能源的发展趋势2.1 增加生物质资源利用生物质能源的发展取决于可利用的生物质资源。
因此,未来发展需要加大生物质资源的建设和维护。
在我国,要加强对农作物秸秆等生物质资源的统一收储和利用,提高生物质能源的可持续利用水平。
同时,研究新型的生物质能够提高生物质的利用效率。
2.2 推广生物质液态燃料生物质液态燃料是未来生物质能源应用的重要方向之一。
近年来,我国生物柴油和生物乙醇产量逐年上升,生物液态燃料市场潜力不断增大。
未来可采用多种手段,如加大政策扶持力度等,加速生物液态燃料的推广应用。
2.3 提高生物质发电效率生物质发电是生物质能源的重要应用方式之一。
提高生物质发电的效率可以降低发电成本和提高电能利用率。
未来可采用多种技术手段,如利用高效燃烧技术等,增加生物质发电的效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
For personal use only in study and research; not forcommercial use生物能源技术的发展现状及趋势摘要: 加强对生物质能的利用已经成为各国解决目前所面临的能源危机和环境污染问题的一项重要的解决办法。
本文简述了发展生物质能源的战略地位,以及目前国内外生物能源技术的研究进展和利用现状,并进一步分析了生物能源技术面临的挑战和未来的发展趋势。
For personal use only in study and research; not for commercial use1 生物质能源的重要战略地位随着世界人口的快速增长,各国经济突飞猛进,工业化进程不断深入,能源危机已经成为世界性的问题。
传统的化石能源储量不断下降,同时使用化石能源所造成的严重的环境污染以及治理污染所需的不菲的成本,都使得人们迫切得需要一种新型的、环境友好的、可再生的绿色能源。
目前已经进入人们视线的新能源有太阳能、风能、水能以及新兴的生物质能源。
生物质能源是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源,生产各种清洁燃料,替代煤炭,石油和天然气等燃料。
从而减少对传统矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费给环境造成的污染。
生物质能源通常包括: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;农业生产和加工剩余物;水生植物;油料植物;城市和工业有机废弃物;动物粪便等[1]。
从能源的消费变化来看,人类最终会过度到可再生能源的持久利用,生物质能通常被认为是世界上最大可再生能源资源,其研究和开发成为世界各国可再生能源发展的热点和焦点。
美国计划到2020年使生物质能源和生物质基产品较2000年增加20倍,达到能源总消费量的25%,2050年达到50%。
2000年,欧盟委员会在其发布的“欧盟能源发展战略白皮书”中指出,2015年生物质能将由目前占总能源消费量的2%左右提高到15%,其中大部分来自生物沼气、农林废弃物及能源作物的利用;到2020年生物质燃料将替代20%的化石燃料。
德国生物质能源的发展处世界前列,生物质能源占一次性能源消费的2.3% (电力占0.6%,供热1.4%,动力燃料0.3%),占可再生能源市场的份额超过60% 。
2004年,交通领域能源消费中生物质能源所占份额为1.6%。
2010年所占市场份额将从2004年的1.6%升到4%,2020年和2030年将分别达到10%和18%。
加拿大计划到2020年使再生能源(不计水电)特别是生物质能增加56%。
预计2010年,生物质能的利用将增加14%。
日本通产省已启动一项名为“新阳光工程”的新能源研究计划,主要研究植物生物量的高效转化利用;巴西实施了“乙醇能源计划”,主要是促进甘蔗燃料乙醇的生产和研究开发。
多年来我国政府非常重视新能源,把生物质能源等可再生能源的发展提高到了能源战略的高度,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标(其中生物质能源为重要组成部分),即到2020年可再生能源(不包括传统生物质)占到能源总消费比例由2006年的8%提高到15%,要实现这一目标,开展生物质能源产业化开发是必由之路2 生物质能源主要转化技术各种生物质能源在利用时均需转化,由于不同生物质资源在物理化学方面的差异,转化途径各不相同,除人畜粪便的厌氧处理以及油料与含糖作物的直接提取外,多数生物质能要经过转化过程。
生物质能源转换技术的研究开发工作主要包括物理、化学和生物等三大类转换技术,将可再生的生物质能源转化为洁净的高品位气体或者液体燃料,作为化石燃料的替代能源用于电力、交通运输、城市煤气等方面。
生物质能源转换的方式涉及到固化、直接燃烧、气化、液化和热解等技术。
其中,直接燃烧是生物质能源最早获得应用的方式。
生物质的热解气化是热化学转化中最主要的一种方式。
在这里我们主要讨论生物化学方法转化生物质能源技术的发展现状。
2.1 生物质水解技术生物质制取乙醇最主要的原料是:糖液、淀粉和木质纤维素等。
生物技术制备乙醇的生产过程为先将生物质碾碎,通过化学水解(一般为硫酸)或者催化酶作用将淀粉(或者纤维素、半纤维素)转化为多糖,再用发酵剂将糖转化为乙醇,得到的乙醇体积分数较低 5 %~15 % 的产品,蒸馏除去水分和其他一些杂质,最后浓缩的乙醇(一步蒸馏过程可得到体积分数为95 %的乙醇)冷凝得到液体。
木质纤维素生物质(木材和草)的转化较为复杂,其预处理费用昂贵,需将纤维素经过几种酸的水解才能转化为糖,然后再经过发酵生产乙醇。
这种化学水解转化技术能耗高,生产过程污染严重、成本高,缺乏经济竞争力。
目前正开发用催化酶法水解,但是因为酶的成本高,尚处于研究阶段。
2.2 厌氧发酵技术厌氧发酵是指在隔绝氧气的情况下,通过细菌作用进行生物质的分解。
将有机废水(如制药厂废水、人畜粪便等)置于厌氧发酵罐(反应器、沼气池)内,先由厌氧发酵细菌将复杂的有机物水解并发酵为有机酸、醇、H2和CO2等产物,然后由产氢产乙酸菌将有机酸和醇类代谢为乙酸和氢,最后由产CH4菌利用已产生的乙酸和H2、CO2等形成CH4 ,可产生CH4 (体积分数为55 %~65 %)和CO2 (体积分数为30 %~40 %)气体混合物。
许多专性厌氧和兼性厌氧微生物,如丁酸梭状芽孢杆菌、大肠埃希式杆菌、产气肠杆菌、褐球固氮菌等,能利用多种底物在氮化酶或氢化酶的作用下将底物分解制取氢气。
厌氧发酵制氢的过程是在厌氧条件下进行的,氧气的存在会抑制产氢微生物催化剂的合成与活性。
由于转化细菌的高度专一性,不同菌种所能分解的底物也有所不同。
因此,要实现底物的彻底分解并制取大量的氢气,应考虑不同菌种的共同培养。
厌氧发酵细菌生物制氢的产率较低,能量的转化率一般只有33 %左右。
为提高氢气的产率,除选育优良的耐氧菌种外,还必须开发先进的培养技术才能够使厌氧发酵有机物制氢实现大规模生产。
2.3 生物质生物制氢技术光合微生物制氢主要集中于光合细菌和藻类,它们通过光合作用将底物分解产生氢气。
1949年,GEST等首次报道了光合细菌深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)在厌氧光照下能利用有机质作为供氢体产生分子态的氢。
此后人们进行了一系列的相关研究。
目前的研究表明,有关光合细菌产氢的微生物主要集中于红假单胞菌属、红螺菌属梭状芽孢杆菌属、红硫细菌属、外硫红螺菌属丁酸芽孢杆菌属、红微菌属等7个属的20余个菌株。
光合细菌产氢机制,一般认为是光子被捕获得光合作用单元,其能量被送到光合反应中心,进行电荷分离,产生高能电子并造成质子梯度,从而形成腺苷三磷酸(ATP)。
另外,经电荷分离后的高能电子产生还原型铁氧还原蛋(Fdred),固氮酶利用ATP和Fdred进行氢离子还原生成氢气。
3 主要应用产品3.1 固体产品[4]成型物的形式主要有棒状、颗粒两大类。
生物质的固体产品主要是通过压缩成型后,成型产物作为工业锅炉、民用炉灶和工厂、家庭取暖炉以及农业暖房的燃料,也可进一步加工成木炭。
生物质固体燃料在能源消费中仍然占有非常重要位置。
德国生物质固体燃料(生物质压制颗粒燃料、碎木片、劈柴)在生物能源中所占的比例超过90%。
美国已有9个日产250 吨的生产厂,还有16个州兴建日产300 吨的树皮成型燃料加工厂。
瑞典有生物质颗粒厂10多家,单个企业的年生产能力达到20 万吨以上。
俄罗斯、加拿大、日本、芬兰等国的成型燃料研究发展很快,已建立了完善的研究试验、检测系统和成熟的生产技术。
我国80年代才重视生物质压缩成型技术的研究和开发,近几年,在螺旋挤压成型技术和液压压辊式成型技术方面取得了较大的进展。
预计2010年,我国生物质成型燃料年产500 万吨,2020年达5000万吨,可替代2500万吨标准煤。
需要解决的关键问题是:降低压缩成型机的单位产品耗能、生产效率和生产成本等问题。
3.2 燃料乙醇巴西是利用能源甘蔗生产乙醇作为汽车燃料最为成功的国家,全国有370多家甘蔗加工厂,其燃料乙醇早已进入商业化运行。
早在20世纪70年代的全球能源危机中,美用玉米生产的燃料乙醇就崭露头角,近几年以年30%左右的速度增长,其产量占全美乙醇总量的95%,已成为世界上玉米乙醇产量最大的家。
我国目前生产燃料乙醇的原料,主要是玉米、木薯和糖如甘蔗和甜高粱汁。
“十五”期间经过国家发改委批准,已经完成建设10万吨的4个燃料乙醇生产企业:吉林燃料乙醇公司、河南天寇企业集团、安徽丰原生化有限公司和黑龙江华润金玉酒精公司。
这些企业2006年已经生产100万吨燃料乙醇和900万吨普通汽油掺兑后成为1000万吨生物汽油,占全国消费量的1/5以上[5]。
3.3 生物柴油[6]随着石油的供求矛盾日益加剧,世界各国纷纷开展生物柴油的研究和开发。
利用的原料主要是油菜籽、大豆、蓖麻油、棕榈油等油脂植物。
目前生物柴油的大型生产厂家主要集中在欧洲,利用的主要原料是油菜籽。
2004年,欧盟以低芥酸菜油为原料生产了生物柴油约160万吨占欧盟同期生物柴油生产总量的80%。
到2010年,欧盟预期将以低芥酸菜油生产生物柴油340万吨以上。
我国生物柴油起步较晚,目前有20多家总生产能力在30万吨左右的生产厂,以废食用油和工业废油为主要原料,少数厂家以小桐子为原料。
存在的问题是:以餐饮业废油为原料生产的生物柴油的质量很难达到车用油标准,而以优质植物油为原料生产的生物柴油成本较高。
而且我国目前不可能利用大量油菜籽等食用油料作物生产柴油。
科研工作者把目光转向了小桐子、黄连木、光皮树种子、油楠制取生物柴油,最近我国又引进了西蒙德树、绿玉树、古巴香蕉树等高含油量树种,并加强了木本油料林基地的建设,完善生物柴油生产技术。
但需要解决木本油料植物资源分散、采集和运输成本高等问题。
为进一步开展生物柴油的产业化开发,2005年国家专项农林生物工程启动,规划2010年生物柴油年产量达200万吨,2020年生物燃油开发量预计为1900万吨左右。
3.4 生物沼气沼气是有机物质在厌氧条件下经过多种细菌的发酵作用而最终生成的一种混合气体。
目前德国大中型沼气工程有2000多处,分别应用于垃圾填埋场、禽畜养殖场、个人农庄。
99%的沼气工程都利用沼气发电。
以前德国的沼气原料主要是禽畜粪便和有机垃圾,为了提高沼气的生产效率,现在主要使用未成熟的农作物秸秆。
中国沼气产业开始于1980年,其开发利用在国际上处于领先地位。
特别是农村目前仍在推广使用的水压式沼气池被称为“中国式沼气池”。
90年代以来我国沼气建设一直处于稳步发展的态势,到2005年底,全国沼气利用量达到80 万m3,户用沼气池发展到1807万户,大中型沼气工程累计建成3556处,城市污水净化沼气池累计49300处。