目錄生物能源是什么意思 生物能源可以通過什么產(chǎn)能 生物能包括什么 生物能源包括哪些內(nèi)容 生物質(zhì)能的種類
生物質(zhì)能源主要有工業(yè)廢棄物和生活垃圾、通過特殊工業(yè)流程萃取的生物燃料、生物質(zhì)能源。
擴展資料:
1、生物質(zhì)簡介
生物質(zhì)能是自然界中有生命的植物提供的能量,這些植物以生物質(zhì)作為媒介儲存太陽能,屬再生能源。據(jù)計算,生物質(zhì)儲存的能量比世界能源消費總量大2倍。人類歷史上最早使用的能源是生物質(zhì)能。19世紀(jì)后半期以前,人類利用的能源以薪柴為主。
當(dāng)前較為有效地利用生物質(zhì)能的方式有:制取沼氣。主要是利用城鄉(xiāng)有機垃圾、秸稈、水、人畜糞便,通過厭氧消化產(chǎn)生可燃氣體甲烷,供生活、生產(chǎn)之用。利用生物質(zhì)制取酒精。當(dāng)前的世界能源結(jié)構(gòu)中,生物質(zhì)能所占比重微乎其微。
2、生物質(zhì)特點
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)。它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產(chǎn)的廢棄物。
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)。特點:可再生、低污染、分布廣泛。
2013年中國生物質(zhì)能源的特點分析,可再生性,生物質(zhì)能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來,通過植物的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源,可實現(xiàn)能源的永續(xù)利用。
生物能源,又稱綠色能源,它是指從生物質(zhì)中得到的能源,是人類最早利用的能源。生物能源是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的,只要有太陽,生物能源就會取之不盡。其通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì),生物能的在使用過程中又生成二氧化碳和水,形成一個物質(zhì)的循環(huán)過程,從理論上看二氧化碳的凈排放其實為零。生物能源是一種可再生的綠色環(huán)保能源,是可以不斷開發(fā)和使用的生物能源,其符合可持續(xù)科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟的理念。因此,利用高科技技術(shù)手段開發(fā)生物能源,已成為當(dāng)今世界發(fā)達國家在能源戰(zhàn)略方面的重要部分。
生物能一直與太陽能、風(fēng)能、水能以及地?zé)崮艿纫黄鹱鳛樾履茉吹拇恚F(xiàn)在它受關(guān)注的程度卻直線上升。據(jù)科學(xué)家們提供的資料顯示,全球每年由光合作用產(chǎn)生的生物質(zhì)為1440億噸~11800億噸。從理論上講,在自然光照的條件下,太陽光能轉(zhuǎn)化率為18.7%~28%,而目前世界上最好的光電池的能量轉(zhuǎn)換效率只有10%~18%,有此可以看出,生物能挖掘的潛力還非常大。而對于風(fēng)能和太陽能來講,它們都還存在一定的技術(shù)問題和成本問題,所以普及推廣相當(dāng)不易。
目前,由于全球油價高走,因此各國都在努力開發(fā)可再生的替代能源,其中乙醇是最被看好的能源之一。乙醇的近期市場是用于車輛的燃料,由于乙醇無污染、可再生,又比石油價格低廉,因此乙醇將順理成章地進入以石化為基礎(chǔ)原料的領(lǐng)域。同時,乙醇還可以廣泛適用于食品、飲料、醫(yī)藥、香精、香料等加工領(lǐng)域,是一種優(yōu)良的日用化工基本原料。
由于人類對乙醇的需求量日益增加,而乙醇的主要原料是以玉米、小麥等為主的糧食作物,如果長此下去的話,將對人類的溫飽問題帶來一定的威脅,所以這團嘩時,“非糧”乙醇被推上了科技前沿,人類將迎來非糧生物能源的新時代。目前,廣西已成為中國首個推廣使用非糧原料生產(chǎn)乙醇汽油的省份,使用的乙醇燃料是以非糧作物木薯為原料生產(chǎn)的。這標(biāo)志著中國生物能源的發(fā)展向前邁出了堅實的一步,今后中國將逐步走向“非糧化”。
生物質(zhì)可以很好的把太陽能吸收和儲存起來。太陽能照射到地球上后,其能量一部分轉(zhuǎn)化為熱能,一部分則被植物所吸收,轉(zhuǎn)化為了生物質(zhì)能。由于轉(zhuǎn)化為熱能的太陽能能量密度非常低,從而不容易被人類所收集,只有利用很少的一部分,其他大部分就儲存于大氣和地球中的其他物質(zhì)中;生物質(zhì)在光合作用下,能夠把太陽能收集起來,儲存在有機物中,這些能量就是人類發(fā)展所需能源的源泉和基礎(chǔ)。基于這種獨特的形成過程,生物質(zhì)塌攜行能既不同于常規(guī)的礦物能源,又有別于其他的新能源,從而具有兩者的特點和優(yōu)勢,成為了人類最主要的可再生能源之一。
研究人員還指出,隨著以基因技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技的推廣和應(yīng)用,以纖維質(zhì)為原料生產(chǎn)乙醇正在逐步成為現(xiàn)實。纖維質(zhì)可以說是地球上資源儲存量最為豐富的可再生資源,它主要包括草、紅薯、甘蔗、土豆等不與口糧爭地、爭水的高產(chǎn)、高糖或耐旱、耐堿經(jīng)濟作物,還包括秸稈、農(nóng)作物殼皮、樹枝、落葉、果殼林業(yè)邊腳余料和城鄉(xiāng)固體垃圾,這些原料可謂是取之不盡,用之不竭的資源。據(jù)科學(xué)家測算,中國每年只要把農(nóng)作物秸稈資源的一半轉(zhuǎn)化為隱叢乙醇,就將超過中國每年汽油消耗量的1.2倍以上。因此,專家指出,只有用纖維質(zhì)作為乙醇的生產(chǎn)原料,才能滿足于人類在未來石油時代對液體能源的大量需求。
21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的新世紀(jì),可持續(xù)發(fā)展也是當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展的趨勢所在。面對化石能源的枯竭和環(huán)境的污染,生物能源的開發(fā)和利用為經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來了光明。生物能源作為可再生、非常環(huán)保的新能源,具有無法超越的優(yōu)越性,必將推動21世紀(jì)的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護工作更上新臺階。
生物質(zhì)能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,生物質(zhì)具體的種類很多,植物類中最主要也是我們經(jīng)常見到的有木材、農(nóng)作物(秸稈、稻草好升橘、麥稈、豆稈、棉花稈、谷殼等)、雜草、藻類等。非植物類中主要有動物糞便、動物尸體、廢水中的有機成分、垃圾中的有機成分等。實際上,目前可以作為能源利用的生物質(zhì)主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據(jù)調(diào)查,目前我國秸稈資源量已超過7.2億噸,約3.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,除笑塵約1.2億噸作為飼料、造紙、紡織和建材等用途外其余6億噸可作為能源用途:薪柴的來源主要為林業(yè)采伐、育林修剪和薪炭林,一項調(diào)查表明:我國年均薪柴產(chǎn)量約為1.27億噸,折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.74億噸:禽畜糞便資源量約1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;城市垃圾量生產(chǎn)量約1.2億噸左右,并以每年8%-10%的速度增,據(jù)估算,我國可開發(fā)的生物友團質(zhì)能資源總量約7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
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一、森林能源
森林能源是森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源,主要是薪材,也包括森林工業(yè)的一些殘留物等。森林能源在我國農(nóng)村能源中占有重要地位,1980年前后全國農(nóng)村消費森林能源約1億噸標(biāo)煤,占農(nóng)村能源總消費量的30%以上,而在丘陵、山區(qū)、林區(qū),農(nóng)村生活用能的50%以上靠森林能源。 薪材來源于樹木生長過程中修剪的枝杈,木材加工的邊角余料,以及專門提供薪材的薪炭林。1979年全國合理提供薪材量8885萬噸,實際消耗量18100萬噸,薪材過樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9萬噸,其中薪炭林可供薪材2000萬噸以上,全國農(nóng)村消耗21339萬噸,供需缺口約7000萬噸。
二、農(nóng)作物秸稈
農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品,也是我國農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農(nóng)業(yè)主要是種植業(yè)生產(chǎn)關(guān)系十分密切。根據(jù)1995年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算,我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)出量為6.04億噸,其中造肥還田及其收集損失約占15%,剩余5.134億噸。可獲得的農(nóng)作物秸稈5.134億噸除了作為飼料、工業(yè)原料之外,其余大部分還可作為農(nóng)戶炊事、取暖燃料,目前全國農(nóng)村作為能源的秸稈消費量約2.862億噸,但大多處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒,其轉(zhuǎn)換效率僅為10%一20%左右。隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)民收入的增加,地區(qū)差異正在逐步擴大,農(nóng)村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加。事實上,農(nóng)民收入的增加與商品能源獲得的難易程度都能成為他們轉(zhuǎn)向使用商品能源的契機與動力。在較為接近商品能源產(chǎn)區(qū)的農(nóng)村地區(qū)或富裕的農(nóng)村地區(qū),商品能源(如煤、液化石油氣等)已成為其主要的炊事用能。以傳統(tǒng)方式利用的秸稈首先成為被替代的對象,致使被棄于地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大,許多地區(qū)廢棄秸稈量已占總秸稈量的60%以上,既危害環(huán)境,又浪費資源。因此,加快秸稈的優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢在必行。
三、 禽畜糞便
禽畜糞便也是一種重要的生物質(zhì)能源。除在牧區(qū)有少量的直接燃燒外,禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原行哪困料。中國主要的禽畜是雞、豬和牛,根據(jù)這些禽畜品種、體重、糞便排泄量等因素,可以估算出糞便資源量。根據(jù)計算,目前我國禽畜糞便資源總量約8.5億噸,折合7840多萬噸標(biāo)煤,其中牛糞5.78億噸,4890萬噸標(biāo)煤,豬糞2.59億噸,2230萬噸標(biāo)煤,雞糞0.14億噸,717萬噸標(biāo)煤。 在糞便資源中,大中型養(yǎng)殖場的糞便是更便于集中開發(fā)、規(guī)模化利用的。我國目前大中型牛、豬、雞場約6000多家,每天排出糞尿及沖洗污水80多萬噸,全國每年糞便污水資源量1.6億噸,折合1157.5萬噸標(biāo)煤。
四、 生活垃圾
隨著城市規(guī)模的擴大和城市化進程的加速,中國城鎮(zhèn)垃圾的產(chǎn)生量和堆積量逐年增加。1991和1995年,全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分別為5.88億噸和6.45億噸,同期城鎮(zhèn)生活垃圾量以每年10%左右的速度遞增。1995年中國城市總數(shù)達640座,垃圾清運量10750萬噸。 城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物,成分比較復(fù)雜,其構(gòu)成主要受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、綠化面積以及季節(jié)變化的影響。中國大城市的檔念垃圾構(gòu)成已呈現(xiàn)向現(xiàn)代化城市過渡的趨勢,有以下特點:一是垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高;二是食品類廢棄物是有機物的主要組成部分;三是易降解有機物緩敗含量高。目前中國城鎮(zhèn)垃圾熱值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。