江西寶華生物新能源有限公司
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生物質(zhì)知識篇
根據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)的定義,生物質(zhì)(biomass)是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。生物質(zhì)能則是太陽能以化學能形式儲存在生物質(zhì)中的能量形式,它一直是人類賴以生存的重要能源之一,是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,在整個能源系統(tǒng)中占有重要的地位。
簡介及特點
在各種可再生能源中,由于核能、大型水電具有潛在的生態(tài)環(huán)境風險,風能和地熱等區(qū)域性資源制約,大力發(fā)展遭到限制和質(zhì)疑,而生物質(zhì)能卻以遍在性、豐富性、可再生性等特點得到人們認可。生物質(zhì)的獨特性,不僅在于能貯存太陽能,還是一種可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,煤、石油、天然氣等能源實質(zhì)上也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。
生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。其特點包括:可再生性。低污染性。廣泛分布性。資源豐富。碳中性。
有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念:生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。
利用技術(shù)
種類繁多,分別具有不同特點和屬性,利用技術(shù)復雜、多樣,縱觀國內(nèi)外生物質(zhì)利用技術(shù),均是將其轉(zhuǎn)換為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料加以高效利用,主要途徑有:
1、直接燃燒技術(shù)包括戶用爐灶燃燒技術(shù),鍋爐燃燒技術(shù)、生物質(zhì)與煤的混合燃燒技術(shù),以及與之相關(guān)的壓縮成型和烘焙技術(shù)。
2、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)小型戶用沼氣池、大中型厭氧消化。
3、熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)包括生物質(zhì)氣化、干餾、快速熱解液化技術(shù)。
4、液化技術(shù)包括提煉植物油技術(shù)、制取乙醇、甲醇等技術(shù)
5、有機垃圾能源化處理技術(shù)。
利用現(xiàn)狀
中國對生物質(zhì)能源利用極為重視,己連續(xù)在四個五年計劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點科技攻關(guān)項目,開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā),如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等,取得了多項杰出成果。政策方面,2005年2月28日,第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過了《可再生能源法》,2006年1月1日起已經(jīng)正式實施,并于2006年陸續(xù)出臺了相應(yīng)的配套措施。這表明中國已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位,并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持。2007年,發(fā)展與改革委員會制訂的《中國對應(yīng)氣候變化方案》確認,2010年后每年將通過發(fā)展生物質(zhì)能源減少溫室氣體排放0.3億噸CO2當量。因此,中國生物質(zhì)能發(fā)展前景和投資前景極為廣闊。
中國已經(jīng)開發(fā)出多種固態(tài)填充床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃氣。2006年用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺,村鎮(zhèn)級秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃氣2,000萬立方米。
近年來,中國生物油技術(shù)的開發(fā)取得較大進展。2013年4月24日,中國成功地進行了首回1號生物航空煤油飛機試飛。 這使中國成為繼美國、法國和芬蘭之后,第四個擁有這項技術(shù)的。該技術(shù)以生物質(zhì)或廢棄食用油為原料,通過轉(zhuǎn)化和提純制造航空煤油等高附加值產(chǎn)品。它不僅在技術(shù)上可行,也為解決所謂“地溝油”回流餐桌的問題提供了新的技術(shù)途徑。目前面臨的成本問題有望在大規(guī)模量產(chǎn)時逐步解決。
總體而言,中國生物質(zhì)能源技術(shù)的發(fā)展和市場發(fā)育還不夠完善,生物質(zhì)能利用技術(shù)的整體技術(shù)水平與發(fā)達還有差距,市場亟需規(guī)范。但隨著環(huán)保立法的加強和技術(shù)進步,生物質(zhì)能源行業(yè)將會得到快速發(fā)展。
種類
生物質(zhì)包括植物通過光合作用生成的有機物(如植物、動物及其排泄物)、垃圾及有機廢水等幾大類。生物質(zhì)的能源來源于太陽,所以生物質(zhì)能是太陽能的一種。生物質(zhì)是是太陽能主要的吸收器和儲存器,生物質(zhì)通過光合作用能夠把太陽能積聚起來,儲存于有機物中,這些能量是人類發(fā)展所需能源的源泉和基礎(chǔ)。
用之不竭的資源 —— 生物質(zhì)
生物質(zhì)是地球上廣泛存在的物質(zhì),它包括所有動物、植物和微生物以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機質(zhì)。各種生物質(zhì)都具有一定能量。以生物質(zhì)為載體、由生物質(zhì)產(chǎn)生的能量便是生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式,直接或間接來源于植物的光合作用。地球上的植物進行光合作用所消費的能量,占太陽照射到地球總輻射量的0.2%。這個比例雖不大,但比例值很驚人:經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)化的太陽能是目前人類能源消費總量的40倍??梢?,生物質(zhì)能是一個巨大的能源。生物質(zhì)能的主要來源有薪柴、木質(zhì)廢棄物、農(nóng)業(yè)秸稈、牲畜糞便、制糖作物廢渣、城市垃圾和污水、水生植物等。
我們知道綠色植物利用葉綠素通過光合作用,把二氧化碳CO2和水H2O轉(zhuǎn)化為葡萄糖,并把光能儲存在其中,然后進一步把葡萄糖聚合淀粉、纖維素、半纖維素木質(zhì)素等構(gòu)成植物本身的物質(zhì)。所謂生物質(zhì)可以理解為,由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機體的總稱,包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物、海產(chǎn)物(各種海草)和城市垃圾(紙張、天然纖維)等。據(jù)估計,作為植物生物質(zhì)的主要成份——木質(zhì)素和纖維素每年以約1640億噸的速度再生,如以能量換算相當于石油產(chǎn)量的15-20倍。如果這部份資源得到好的利用,人類相當于擁有一個取之不盡的資源寶庫。
而且,由生物質(zhì)的碳來源于空氣中的二氧化碳,燃燒后再生成二氧化碳,所以不會增加空氣中的二氧化碳的含量。CO2是主要的溫室效應(yīng)氣體(Greenhouse Effect Gas),它對全部溫室效應(yīng)的貢獻為26%,對大氣中除水蒸氣外各種氣體引起的溫室效應(yīng)的貢獻約為65%。鑒于利用生物質(zhì)作為能源不會增加大氣中二氧化碳的含量,即碳中性(carbon neutral),也可以理解為零排放,生物質(zhì)與礦物質(zhì)能源相比更為清潔。