生物质转化优秀课件

7. 生物质资源比原油有更大的灵活性。原油的组成和 性质与一系列地理因素有关，
生物质的结构单元具有结构多样性，可用于生产不同 的产品。
生物质作为化学化工原料的缺点
1.在经济上没有竞争力。 石油工业已经相当成熟，已经形成了大规模。高效率 的生产系统。 利用生物质作原料的化学工业体系仍处于研发阶段。
4）中国工程院预测我国农村商品化生物质能由 目前占农村能源的0.2%提高到2020年的12.6％
生物质为高品质 能源的过程
生物质化学转化为清洁燃料是生物质能源化利用的重 要技术路线之一 通过生物质直接液化、定向气化、间接液化等生产气 体燃料、液体燃料及含氧燃料（甲醇、二甲醚等）
生物质转化优秀课件
能源概念和分类
能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源 按形成条件，能源分为一次能源和二次能源
一次能源指自然界中现成存在，可直接取用的能源 一次能源又可分为可再生能源和非再生能源
二次能源指由一次能源加工转换成的另一种形态的能源
能源按来源分可分为三类 太阳能 地球能 引力能
19世纪 煤炭利 用兴起
20世纪以来石 油天然气成为 主要能量来源
我国常规生物质资源
(单位：亿吨标准煤/年)
城市垃圾 0.8
禽畜粪便 0.9
薪材及林业
加工剩余物 1 农业加工 残余物
农作物秸秆 3.4
0.42
不考虑种植, 木质纤维素类生物质（Lignocellulose）是
我国生物质资源的主体，其中农作物秸秆占一半以上，
4.生物质的组成极其复杂，不同种类的生物质，其组 成和性质都不尽相同，对这些生物质的利用较为困难
生物质是巨大的可再生能源库
生物质资源来自于太阳能（通过植物的光合作用）
生物质能在全球能源供应中的历史地位
人类利用生物质 能的历史长达百 万年，贯穿人类 的文明发展史
一百多年的高强度开采消费使化 石能源渐趋枯竭，其对环境的沉 重压力也引起国际社会的极大忧 虑。自上世纪90年代以来“可持 续发展”成为时代的最强音。生 物质能重新成为可再生能源的亮 点！
能源概念和分类
化石资源是现代工业和现代文明的物质基础
石油、煤炭、天然气不仅提供了 基本的能源，而且提供了99%的 有机工业原料。
环境问题经济观点全球影响
全球暖化的威胁 超过恐怖主义
普京总统签署正式批准 京都议定书之联邦法令
我们愿意做到超越 京都议定书的要求
即使京都议定书不生效， 欧盟都会坚守承诺
2.3% 工业用
24% 饲料
58.7% 可用作能源
生物质的能源化利用
生物质—秸秆
生活wenku.baidu.com能 热/电
液体燃料
世界各大国开发生物质能源化的进展
1）美国生物质能占总能源消耗的4%，规划2020 年将达12％
2）欧洲生物质约占总能源消费量的2%，规划 2020年生物质燃料替代20%的化石燃料
3）日本生物质约占总能源消费量的0.9%，规划 2010年达2%
葡萄糖 C6H12O6
生物质作为化学化工原料的优点
2.生物质的机构单元通常比原油的结构单元复杂， 如能在最终产品中利用这种结构单元的复杂性，则 可减少副产物的生成；
3.原油的结构单元衍生所得产物，在其中引入氧的方 法极其有限。而由生物质衍生所得物质常常已经是氧 化产物，无需再通过氧化反应引入氧；
生物质作为化学化工原料的优点
这是我国生物质资源的重要特征！
我国农作物秸秆资源情况
全国秸秆产量分布
单位：百万吨标准煤
棉花 薯类 豆类 油料 水稻 小麦 玉米
8 9
17 30 43 59
新疆
四川
云南
按秸秆产量分类
4,240 到 5,300 万吨
(2)
3,190 到 4,240 万吨
(3)
2,140 到 3,190 万吨
(5)
1,090 到 2,140 万吨
提供淀粉、 糖和植物油 必然同时大 量产出木质 纤维素类生 物质
木质纤维素 类生物质对 土地适应性 广，能量转 化率最高
木质纤维素类生物质资源
目前，我国生物质资 源主体是每年7亿多吨秸秆 和3亿多吨林业剩余物为代 表的木质纤维素类生物质
未来，考虑利用边际 性土地种植各种能源作物， 木质纤维素类生物质作为 最主要产物的情况依然不 会改变
无论在目前还 是未来，木质 纤维素生物质 都是我国生物 质转化利用的 主要目标对象
化学转化
秸秆类生物质的利用现状和问题
秸秆等纤维类生物 质总量：20亿吨 秸秆：7亿吨 60％简单燃烧、田 头焚烧、堆放 效率低、污染严重
农村高品位能源严 重短缺
我国秸秆消费流向
70
60
50
40
30
20 15%
10 0 还田及收集损失
4.增大生物质的使用量可增长原油的使用时间，为可 持续发展做出贡献，为一些必须使用原油为原料的产 品的生产提供保证；
5.使用生物质可减少大气中CO2浓度的增加，从而延 缓温室效应；
6.化学工业使用更多的可再生资源可是其本身在原料 上各有保障；由于原油仅产于世界少数国家和地区， 因而其价格易随国际关系的变化而变化，进而使化学 工业本身受到大的影响
(9)
40 到 1,090 万吨
(10)
123
内蒙古 河北
黑龙江 3,729.85 吉林
辽宁
4,900.77
山西
山东
4,900.77
陕西
河南 5,297.46
江苏 3,900.45
湖北
安徽
浙江
湖南
江西
广西
广东
人工种植能源作物
光皮树
麻疯树
光棍树
蓖麻
甘薯
甘蔗
薪
炭
林 象草
芦竹
我国可供利用的边际性土地约6千万公顷， 能源作物种植可有效扩大生物质利用规模。
2.生物质生产的季节性很强。 植物的生长有季节性，难以为化学工业提供稳定的原 料供应，对于现代化学工学的工艺流程提出新的要求
生物质作为化学化工原料的缺点
3.在考虑用作化学化工原料的生物质是传统的粮食， 把粮食原料改作化学化工原料是否合适？
生物质的获取需要土地，大面积的种植对环境有何 影响？
生物质不太可能在一小面积区域内集中种植并大量 获得。
(%) 我国在世界CO2排放中的比例
30 25 20
15
10
5
0 1990 2000 2010 2020 2030 2050 2075 2100年
化石经济，付出了巨大的环境代价（白色污染和温室效应等）
生物质作为化学化工原料的优点
1.生物质可给出结构多样的产品材料， 通常具有特定的立体结构和光学特性结构，使用者可 在合成过程中利用这些已有的结构因素。