生物质能材料

生物质能材料

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摘要:介绍一些常用的生物质能应用和生产方式以及生物质能材料的应用现状和发展前景

Biomass energy Materials

Abstract:In this paper,some commonly used ways of biomass energy conversion,including the technologies of biomass solid molding,biomass liquid fuel conversion and biomass production of as in two ways,were described.

关键字：生物质能生物质能材料

环境、资源、材料

1.1.1环境

环境与人类的生活密切相关，影响着人类的生活和生产活动。一个良好的生态环境是人类发展最重要的前提，同时也是人类赖以生存，社会得以安定的基本条件。现代文明物质生产的原料都来自于自然环境，我们靠环境供给的一切生存着，为了维持生存和提高生存品质，我们不断向环境索取并改造环境，由此有了丰富的，便捷的，享受的现代物质文明，而环境却为现代物质文明的运作，发展承受着我们活动生产的废弃物和各种作用。环境问题也就随之产生，并且趋于严重，已成为世界各国人民共同关心的全球性问题。全球面临着十大环境问题，举例如下：（1）人口问题

（2）温室效应

（3）厄尔尼诺现象

（4）臭氧层破坏

（5）酸雨现象

（6）土地荒漠化

（7）森林破坏

（8）生物多样性减少

（9）淡水资源问题

（10）大气污染

1.1.2资源

人类生存发展和享受所需要的一切物质的和非物质的要素。既包括一切人类所需要的自然物，如阳光、空气、水、矿产、土壤、植物及动物等，也包括以人类劳动产品形式出现的一切有用物，如各种房屋、设备、其他消费性产品及生产资料性商品，还包括信息、知识和技术、人类本身的体力和智力等无形的资财。

资源是国民经济与社会发展的重要基础。有限性是自然资源最本质的体征，因此，出于可持续发展的考虑，在开发利用自然资源时必须从长计议，珍惜一切自然资源，注意合理开发利用与保护。自然资源的可持续利用以成为当代所有国家在经济，社会发展过程中所面临的一大难题。

1.1.3材料

材料指一定结构，组分和性能，具有一定用途的物质。社

会发展离不开材料，人类物质文明就是围绕材料的获得，生产和应用实现的。材料的获得，生产和应用始终依赖于环境又作用于于环境，尤其是近现代的人口猛增，材料的发展对环境生产的副作用已明显大于环境的承受能力，环境问题日益严重。所以可持续发展战略的实施迫在眉睫。从而材料的可持续发展必须实施。

木材、秸秆、竹材、淀粉、树皮、纤维素、木质素、蛋白质、甲壳素等生物质基高分子材料是由植物的光合作用，动物和微生物对自然环境的友好耗用形成的，对环境的副作用小，通过植物的生长还能消耗CO2，实现环境净化。

因此，生物质资源是未来替代石油和煤炭等等化石资源并支撑人类可持续发展的一类重要材料资源。虽然世界每年约产出170亿干生物量，但可利用量仅为1300万吨，不足1%。由于石油，煤炭等储存量有限的非可再生资源的不断消耗，其供需矛盾紧张，以及日益增强的全球环境保护法规压力，为生物质基高分子材料的发展和利用开创了一个良好的机遇。由于木材、秸秆、竹材、淀粉、树皮、纤维素、木质素、蛋白质、甲壳素等生物质基高分子材料含有羟基，氨基，醚键等功能基，通过化学，物理，机械等方法可创生出满足不同用途的新材料，也可通过化学降解，物理分离，生物降解等技术将它们转化成为能源或者制备高分子新材料的原料。加之这些生物质基高分子材料及其衍生物具有良好的生物降解性，符合人类可持续发展战略。许多国家的政府都积极资助和鼓励进行生物质基高分子材料资源的利用研究

和开发，我国政府也通过实施法律和技术促进我国生物能源，生物材料等生物质产业的技术创新与产业创新，促进我国国民经济和社会可持续发展。近年来，生物质基高分子材料的研究和应用开发正在迅速发展。

生物质能

（1）定义

生物质能是人类利用最早的能源之一，其来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接的来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种惟一的可再生碳源。在我国，生物质能的主要表现形式有农业生产物及农林废物，生活垃圾，工业有机废物等。但我国生物质能利用起步晚、利用方式简单、效率低因此开发比较环保、高效燃烧技术对我国农村地区生活水平的提高以及环境的改善显有深远的意义

（2)特点

1）可再生性

生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。

2）低污染性

生物质能的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、N OX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳

相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。

3)广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4)总量丰富

生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿t干生物质；海洋年生产500亿t干生物质。生物质能源的年生产量远远超过2007年全世界总能源需求量，相当于2007年世界总能耗的1 0倍。中国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。

(3)类别

1）沼气发电

沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术它将沼气用于发动机上并装有综合发电装置以产生电能和热能的一种有效利用沼气方式。该系统用一个密闭型的热动力装置(BTTPU)[6]包括一套沼气发动机、发电机和一台带出热量的热交换器。与现用的液体发酵主要区别在于物料有机质不需要液化过程在高温厌氧环境下将生物质原料直接装入模块式的密封发酵设备在渗滤液环流作用下使干燥物料潮湿经过几周时间变成甲烷含量达70% ~ 80%的高质量沼气通过沼气发动机转换成电能以及余热利用