新能源与分布式发电技术课件

生物质长期以来为人类提供了最基本的燃料。 在不发达地区，生物质能在能源结构中的比例较高，例如在 非洲有些国家高达60%以上。
在当今世界能源消费结构中，仅次于煤炭、石油和天然气， 被称为“第四能源”。
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§7.1.3 生物质能及其特点
作为一种能源资源，生物质能具有如下特点： （1）可循环再生 （2）可存储和运输 （3）资源分散 （4）大多来自废物
（3）有机废水 工业有机废水和生活污水，往往也含有丰富的有机物。
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§7.1.3 生物质能及其特点
生物质能，指蕴藏在生物质中的能量， 是直接或间接地通过光合作用，把太阳能转化为化学能后固定 和贮藏在生物体内。 每年生成的生物质总量达1400～1800亿吨，所蕴含的生物质能 相当于目前世界耗能总量的10倍左右。
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§7.1 生物质和生物质能
§7.1.1 生物质的概念
生物质，是指有机物中除化石燃料外所有来源于动、植物和 微生物的物质， 包括动物、植物、微生物以及由这些生命体排泄和代谢的所 有有机物。
小知识：光合作用
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§7.1.2 生物质的来源
获取生物质的途径大体上有两种情况： 一有机废弃物的回收利用， 一专门培植作为生物质来源的农林作物。 此外，某些光合成微生物也可以形成有用的生物质。
但生物质的种类繁多，各有不同的属性和特点，应用方式也 趋于多样，可能远比化石燃料的利用更复杂。
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§7.2.2 生物质能利用的形式
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§7.3 生物质燃料
§7.3.1 固体生物质燃料
（1）生物质直接燃烧 直接燃烧是最古老、最广泛的生物质利用方式。
得到的热量，可直接利用，也可进行后续转换（如发电）。
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§7.1.4 我国的生物质资源
生物质能的主要分布区在西南、东北、河南、山东等地。 分布情况，详见教材。
我国生物质能的分布与常规能源有一定程度的互补，在一次 能源蕴藏量较低的地区往往有开发生物质能的巨大潜力。
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§7.2 生物质能利用概述
§7.2.1 生物质能利用的历史
专家估计，到21世纪中叶采用新技术生产的各种生物质替代 燃料将占全球总能耗的很大比重。
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§7.2.2 生物质能利用的形式
生物质能利用，主要是将生物质转变为可直接利用的热能、 电能和可存储的燃料。
生物质的组成与化石燃料大体相同，利用方式也类似。常规 能源的利用技术无需大改，即可应用于生物质能。
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§7.1.4 我国的生物质资源
中国拥有丰富的生物质资源，理论总量有50 亿吨左右。 （1）秸秆等农业生物质 每年农作物秸秆产量达7亿吨，可作为能源的约有3亿吨。此 外，一些大型米厂每年可收集2000万吨左右的稻壳。(分布情 况，详见教材)
（2）林木生物质 林木生物质资源大多分布在我国的主要林区，其中西藏、四 川、云南三省区的蕴藏量越占全国总量的一半。
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§7.1.4 我国的生物质资源
（3）禽畜粪便 主要来源是大牲畜和大型畜禽养殖场，集约化养殖所产生的 畜禽粪便就有4亿吨左右。 主要分布在河南、山东、四川、河北等养殖业和畜牧业较为 发达的地区。
（4）城市垃圾和废水 工业有机废水排放量高达20多亿吨(不含乡镇工业)。每年城 市垃圾产量不少于1.5亿吨，有机物的含量约为37.5％。
§7 生物质能及其利用
关注的问题 生物质是怎么形成的，怎样获得？ 生物质资源有何特点？ 我国的生物质资源情况如何？ 沼气是如何形成的？ 垃圾能否被利用？ 生物质燃料的类型和特点？ 生物质发电有哪些方式？ 石油树是什么树？海藻和燃料有什么关系？
教学目标 了解生物质的概念和资源情况，理解其特点和重要性； 掌握生物质燃料的类型并了解其生成方式； 掌握生物质能发电的原理和主要方式。
不过，直接燃烧的转换效率往往很低。
与煤炭相比，生物质燃料的特点为： －碳氢化合物受热分解挥发分多，释放的能量过半； －含氧量多，易点燃，而不需太多氧气供应； －密度小，容易充分烧尽，灰渣中残留的碳量小； －含碳量少，能量密度低，燃烧时间短； －松散，体积大，不便运输。
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§7.3.1 固体生物质燃料
（2）固体成型燃料
以木质素为黏合剂，将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃 物挤压成特定形状的固体燃料，即压缩成型。
压缩成型可以解决天然生物质分布散、密度低、松散蓬松造 成的储运困难、使用不便等问题。
原料主要是锯末、木屑、稻壳、秸秆等，其中含有纤维素、 半纤维素和木质素，占植物成分的2/3以上。
一般将原料粉碎到一定细度后，在一定压力、温度和湿度条 件下，挤压成棒状、球状、颗粒状的固体燃料。
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§7.3.1 固体生物质燃料
（2）固体成型燃料
其能源密度相当于中等烟煤，热值显著提高，便于储运。
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§7.3.2 气体生物质燃料
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§7.1.2.2 其它形式的生物质
（1）动物粪便 动物粪便是从植物体转化而来的，富含有机物，数量也很大。 发酵释放大量温室气体；若处理不善，还会对水体造成污染。
（2）城市垃圾 城市垃圾成分比较复杂，居民生活垃圾，办公、服务业垃圾，
部分建筑业垃圾和工业有机废弃物都含有大量有机物。 猜一猜：平均每个家庭每年会产生多少垃圾？
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§7.1.2.1 农林作物形成的生物质
（1）农林作业和加工的废弃物 例如：农作物的秸秆，残渣和谷壳；
林木的残枝、树叶、锯末、果核、果壳等。
（2）专门培植的农林作物 例如：
白杨等薪炭林树种，桉树等能源作物，苜蓿等草本植物。 造酒精的甜高粱，产糖的甘蔗，及向日葵等油料作物。 此外，海洋和湖泊也提供大量生物质。
自原始农业社会，秸秆和薪柴就一直是主要的燃料，这就是 传统生物质能，有时统称薪炭。 1860年，薪炭在世界能源消耗中所占比例仍高达73.8%。 随着化石燃料的大量开发利用，薪炭能源的比例逐渐下降。
1973年能源危机的爆发及矿物能源的严重污染，使可再生能 源，得到了国际上的广泛重视和发展。
更为广泛的生物质来源，更多的生物质能利用方式，逐渐被 人类发现并普及应用。