首页 > 爱·科学 > 清洁能源与自然
清洁能源与自然

生物能(勿删)

发稿时间: 2014年10月31日    【 字体:

1) 生物质能是什么?

生物质是指由光合作用而产生的各种����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������有机体,光合作用利用空气中的二氧����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������化碳和土壤中的水,将吸收����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的太阳能转换为碳水化合物和氧气。在各种可再生能源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������中,生物质能是绿色植物通过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物中的一种����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能量形式,是以生物质为载体的能量,是一种����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������唯一可再生的碳源,可转化成常规固态、液态����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������和气态燃料。

生物能是第四大能源,生物����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������质遍布世界各地,其蕴藏量极大。世����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������界上生物质资源数量庞大,形式����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������繁多,其中包括薪柴、农林作物、尤其是为了����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生产能源而种植的能源作物����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,农业和林业残剩物,食品加工和林产品����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生植物等等(中国生物质资源主要是农业废弃����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������粪便、城镇生活垃圾等四个方面)。生物质����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能的原始能量来源于太阳,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������所以从广义上讲,生物质能是太����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������阳能的一种表现形式。

2) 生物质能的利用

生物质能是一种清洁优质的可再生能源,有着广泛����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������的用途。

(1) 农作物秸秆是能源

农作物秸秆是农业生产的副产品,也是����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������业生产关系十分密切。

据统计,我国农作物秸秆年产出量为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������6.04亿吨,其中造肥还田及其收集损����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������失约占15%,剩余5.134亿吨。可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������获得的农作物秸秆5.134亿吨除了作为饲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������料、工业原料之外,其余大部分����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������还可作为农户炊事、取暖燃料,目前全国农����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������村作为能源的秸秆消费量约2.86����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������2亿吨,但大多处于低效利用方����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������式即直接在柴灶上燃烧,其转换效率仅为10%~20����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������%左右。采用秸秆气化技术,通过对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������秸秆不完全燃烧或干馏,获得可燃气作燃料����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������。或将秸秆通过生物发酵产生����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������沼气作燃料。这些生物质能转化技术可提高能源利用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������2~4倍,因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。

(2) 垃圾发电

垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������理。其中:一是对燃烧值较高的进行高温焚烧����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������(也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生电能。二是对不能燃烧的有机物进����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������叫甲烷,也叫沼气。再经燃烧,把热能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������转化为蒸气,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

(3) 沼气

沼气发酵又叫厌氧消化,是指利用人����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������气池内,在厌氧(没有氧气)条件下,被种类繁����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������多的沼气发酵微生物分解转化,最终产生沼气的过程。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������在这个过程中,微生物是最活����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������跃的因素,它们把各种固体或是溶����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������解状态的复杂有机物,按照����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������各自的营养需要,进行分解转化,最终生成沼气。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������沼气是一种混合气体,可以燃烧,因为这种气体最����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������先是在沼泽中发现的,所以称为沼气����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,它的主要成分是甲烷占55%����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������~70%左右,二氧化碳占25%~40%左右,此����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������外还有少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

(4) 新能源“生物柴油”

“生物柴油”是一种石油替代����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������品。众所周知,普通柴油是从石油中提炼的,而“生����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物柴油”则可从动物、植物的脂肪����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������中提取,在美国,目前主要从大豆中提取。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������这是因为美国的大豆产量很高,价格也便宜����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。此外,用“生物柴油”作汽车燃料对环保也有积极����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������意义——排放的废气所含的二氧化碳远没有用普通����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������柴油那么多,而二氧化碳正是加剧����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������温室效应的罪魁祸首。美国康奈尔大����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������学的生态与农业科学专家戴维•迪����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������温塔尔教授曾对数种替代能源作了深入研究,结果发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������现,“大豆柴油”是一种极好的替代能源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。与乙醇相比较,生产同等量的“����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大豆柴油”所消耗的能源要低得多。此外����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,原本使用普通柴油为燃料的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������发动机无须改动,就可改用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������“大豆柴油”,只是目前“大豆柴油”的生����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������产成本还偏高,故售价略高于普通柴油。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������时下在美国,越来越多的私家车����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和政府及企业的车辆开始使用“生物柴油����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������”,或普通柴油与“生物柴油”的混合燃料。据悉,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生产“生物柴油”还有另一种原料:餐����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������馆用过的废弃食用油和炸过薯条的黄油。

(5) 能源新秀——海带

巨型海带的实用价值,在国外已有实例可查。据国内一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������位专家指出,美国政府在加州外海开辟了一片面积����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������400平方千米的海底农场,专门种植巨型海带,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������每到收获季节,以特殊的采收船采收����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������之后,或利用海带本身具有的细菌自然发酵����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������,或以人工方法加速发酵,它一年所产生的合成天����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������然气高达6.226多亿立方米,可供5万人口的城����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������市一年之用,这是以美国家庭的燃料耗用量而����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������言的。

(6) 能源新秀——巨藻

巨藻可以用来提炼藻胶,制造����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������五光十色的塑料、纤维板,也是制药工业的原料。近年����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������来,科学家们对巨藻进行了����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������新的研究,发现它含有丰富的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������甲烷成分,可以用来制造煤����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������气。这一发现是引人瞩目的。美国有关方面乐����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������观地估计,这一新的绿色能源具有����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������诱人的前景。将来,它甚至可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������以满足美国对甲烷的需求。
巨藻可以在大陆架海域进行大����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������规模养殖。由于成藻的叶片较集中于����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������海水表面,这就为机械化收割提供了有利条件����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。巨藻的生长速度是极为惊人的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,每昼夜可长高30厘米,一年可以收割3次。

最近,日本出光兴产中央研究所的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生物化学研究所等组成的科研小����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������组宣布,他们成功地从一种淡水藻类中提取出了石����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������油。这种藻类在吸收二氧化碳进行光合作用的过程中体����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������内蓄集了石油。在研究过程中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������发现,这种藻类不仅二氧化碳的吸收率高,而且其石����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������油生成能力远远超过预想的程度。提取����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������出的石油不仅发热量高,而且氮、硫含量少。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

3) 生物质能的优点有哪些?

生物质能具备下列优点:

(1) 提供低硫燃料;

(2) 提供廉价能源(于某����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������些条件下);

(3) 将有机物转化成燃料可减����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������少环境公害(例如,垃圾燃料);

(4) 与其他非传统性能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源相比较,技术上的难题较少。

4) 生物质能的转化技术

生物质能的开发和利用具有巨大的潜力,主要包括两方����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������面:一是建立以沼气为中心的农村新能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������量、物质循环系统,使秸秆中的生物能以����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������沼气的形式缓慢地释放出来,解决燃料问����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������题;二是建立能量农场、能量林场及����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������海洋能量农场。

(1) 生物质汽化

将固体生物质转化为气体燃料,称为生物质汽化。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������其基本原理是含碳物质在不充分氧����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������化(燃烧)的情况下,会产生出可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������燃的一氧化碳气体,即煤气。制造煤气的设备称����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������为汽化炉,人们故意不给足氧气,让含碳物����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������质在没有足够的空气的情况下燃烧,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������“焖”出一氧化碳来。

(2) 生物质液化

将固体生物质转化为液体燃料,称为生物质液化。它包����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������括间接液化和直接液化两种。间接液化是����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������指通过微生物作用或化学合成方法生成液体����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������燃料,如乙醇(酒精)、甲醇;����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������直接液化则是采用机械方法,用压榨或提取等工艺获得����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������可燃烧的油品,如棉籽油等植����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物油,经提炼成为可替代柴油的燃料。

(3) 生物质热分解

这是一项很有潜力的技术,用于制取人造石油����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������。一些生物质通过热分解,可制取生物油、生物炭����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和可燃烧气体,使生物质得����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������到充分利用。

(4) 能源农场

即建立以获取能源为目的的生物质生产基����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������地,以能源农场的形式大规����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������模培育生物质,并加工成可利用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的能源。要对土地进行合理规划,尽可能利用山����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������地、非耕荒地和水域,选择适合����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������当地生长条件的生物质品种进行培育、繁殖,以获得足����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������够数量的高产能植物。在海洋、水域,要充分利用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������海藻和水生物提取能源,建立海洋能源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������农场或江河能源农场。同时,将基因工程等现代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生物技术广泛应用于能源农场中,以提高能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������源转化率。


MORE最新消息



微信扫描

新浪微博扫描

国资央企违反中央八项规定精神问题举报平台入口
请使用手机扫描二维码

国资央企违反中央八项规定精神问题举报平台����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������入口 请使用手机扫描二维码����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������

Copyright © 2����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������015 中国广核集团有限����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������公司 All rights re����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������served
粤ICP备08132407号-20