浅析生物质能的开发和利用

浅析生物质能的开发和利用——唐山禾武生物质燃料摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，简明概述了生物质能特点，利用及利用途径，以及开发利用生物质能对中国的意义。关键词：生物质能源；开发；利用；意义20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。一、生物质能源的概念生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。二、生物质能的利用及其现状生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。三、发展生物质能的四大好处1、增加能源供给。我国有大量以淀粉、油脂、纤维素、半纤维素及木质素等为主要成分的生物资源。我国粮食年产量为4.5—5亿吨，还有大量不易种农作物的土地，可以作为能源等专用植物种植的土地约有1亿公顷，再加上南方10亿亩山坡和3亿亩冬闲田的利用，每年可生产10—15亿吨生物质，可产酒精和生物柴油约1亿吨左右，至少相当于大庆油田的产量。2、减少二氧化碳排放，改善生态环境。生物质能不但在使用过程中不会大量产生CO2，而且绿色植物在进行光合作用时还要吸收大量CO2，从而大幅度减少CO2的排放量。利用生物技术可使畜禽粪便、秸秆类木质纤维素转化为沼气、燃料乙醇或其它产品，既有利于根治“畜牧公害”和“秸秆问题”，又能缓解农村能源短缺的问题。3、创造就业岗位，增加农民收入。发展生物质能最大的意义在有利于解决“三农”问题，可以创造就业岗位，增加农民收入，保持农村社会的稳定。4、发展生物化工，推动化工革命。延长生物质能的产业链，利用生物乙醇生产乙烯、聚乙烯、环氧乙烷等生物化学材料，大幅度提高生物能源工业的附加值。四、生物质能分类利用的形式依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。1、林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。2、农业资源：农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。3、生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。4、城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。5、畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。五、总结语生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。中国化石能源资源有限，但幅员辽阔，生物质资源丰富，且具备较好的技术基础和发展条件，进行生物质能源的开发利用有着得天独厚的优势。同时，中国生物质能源产业、技术的发展同美国、欧盟等发达国家尚有一定的差距，因此，应当认清形势，找出不足，发挥优势，奋起直追，力争在最短的时间内达到世界先进水平，形成稳固的生物质能源产业，为保障中国的国家安全、经济安全蓄积能源，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会发挥热量。