■孫瑋/東北農業大學
摘要:目前國際能源價格大幅下跌,給新能源的開發帶來了壓力,但不能因此就放松新能源的開發利用。新能源大多數是以電的形態進入市場,唯有生物質制油、制氣才可以替代石油天然氣。因此,不應該放松生物質能利用技術的研發攻關。
生物質資源是極其豐富的清潔可再生資源,以其可再生性、永續性、多樣性、對環境友好性和對人類的親和性等重要特點而倍受人們青睞,本文對其進行具體分析:
1生物質能的了解
生物質能分為多種,其中包括固體生物質、木炭、城市固體廢棄物、生物液態燃料和沼氣等,這些物質在經過綠植光合作用之后可以轉變為一些燃料。這些燃料根據其能夠被大規模替代常規化石能源,可以將生物質能分為兩種,分別是傳統生物質能和現代生物質能。傳統的生物質能主要是來自于農村,這些基本都具有一個特點就是都具有生活用途,主要是一些秸稈、稻草和畜禽糞便等;這種生物質能基本在發展中國家比較常見和常用?,F代生物質能是可以大規模代替能源的一些礦物質的生物能,這些生物能在發達國家比較常見。
2生物質能的特點
生物質能其最大的優點就是可再生,這也是其與傳統的化石能源之間最大的區別,所以生物能被越來越多人所認可和重視。總結起來,生物質能的特點主要有:
2.1生物質能在燃燒的過程中,對環境污染危害很小
生物質能在燃燒時雖然也會產生CO2,但是這些CO2可以被植物光合作用所吸收,進而沒有CO2可以被排放到大氣中,這就使得大氣中CO2含量得到控制,進而能夠將溫室效應帶來的危害降到最低。同時生物質能中含有的硫量非常少,所以在燃燒后也不會產生很多的危害其他,對環境的危害程度降到最低。
2.2生物質能的含量十分巨大,而且屬于可再生能源
生物質能只要有陽光和綠色植物同時在的情況下,發生光合作用就會產生生物質能,所以生物質能是一種可再生的資源。多種樹和草不僅能夠凈化空氣,還能夠為人們生活提供源源不斷的生物質能材料。
2.3生物質能具有普遍性、易取性的特點
生物質能是世界的每一個角落都可以找到,并且其價格也比較便宜,并且很容易采頡,整個過程非常簡單便于操作成本也比較低。
2.4生物質能可儲存和運輸
雖然可再生能源有很多種,但是除了生物質能以外其他能源都不能被儲存和運輸,并且生物質能在加工和使用的時候也比較方便。
2.5生物質能揮發組分高,炭活性高,易燃
生物質能在400℃的溫度下,其可以發揮組分比較多,并且這些能源可以轉化為一些氣體燃料,方便儲存。
3生物質資源及其利用技術
3.1生物質能的利用技術
生物質能被有效應用的途徑主要有:燃燒、熱化學法、生物化學法、物理化學法等,這些方法都可以將生物質能轉變為二次能源,可以轉變成熱量、生物質燃氣沼氣、氫氣等燃料。生物質發電就是利用一些城市的有機廢料作為燃燒物進行燃燒發電。生物質發電的過程主要包括四個部分:莊稼生長,收獲并獲得廢料,運輸廢料,燃燒廢料。首先,莊稼等植物在陽光、二氧化碳和水分充足的情況下進行光合作用,進而植物進行生長。其次,莊稼成熟之后,可以收割作為生物廢料。再次,將這些廢料送人到發電廠。最后,發電廠利用這些廢料燃燒發電,并且產生一些肥料灰。可以相關的調查測算,一臺2.50萬kW的生物質發電機組,每年可以減少10萬噸的CO2排放量,可以產生8000噸的肥料灰粉,作為鉀肥豐富植物的營養。
3.2生物質發電技術
生物質發電技術是一種可循環的環保技術,無論從環保角度還是節約能源角度,各國都對生物質發電技術投入大量資源開發。生物質發電技術有多種類型,主要有:直接燃燒發電、與煤混燃發電、氣化發電以及沼氣填埋氣發電等。第一,直接燃燒發電技術,這種發電技術分為大規模和小規模,大規模直接燃燒發電技術具有較高的效率,但是需要生物質大量集中,所以其收集和運輸就會具有很高的成本。
而小規模直燃發電技術雖然具有較低的成本,但是其效率也相對較低。這種技術在國外多用于對林業廢棄物的處理。我國的生物質直接燃燒技術還不成熟,存在很多的問題需要解決。比如,一些農作物秸稈中還有較多的氯及鉀、鈉,這些物質的熔點低,在高溫下很容易結成焦狀,影響其他物質受熱以及鍋爐的換熱。我國現在使用的生物質發電技術主要是引進國外,一些相關設備也都是從國外引進,所以發電成本很高。
3.3生物質液體燃料技術
生物質液體燃料根據其生產燃料的種類進行劃分,可以分為三種,第一種是使用植物做原料生成的燃料乙醇;第二種是利用一些動植物的油脂提取冶煉成的生物柴油;第三種是利用化學技術合成的生物質裂解油和生物質合成燃料。從全球來看,玉米乙醇、生物柴油等燃料已經在國內外受到大力應用,基本可以作為石油燃料的有效補充。可是玉米乙醇、生物柴油是以植物和糧食為原料,這就需要有大量的土地來用于耕種,這與國家的農業政策以及糧食安全都相違背,所以這種燃料在我國大量生產的可能性比較低。所以,這幾年生物質液態燃料的原料已經開始發生變化,從糧食作物轉變為其他農林廢棄物。一些發達國家開始研究使用纖維素和木質素作為原料來生產液態燃料,這項研究預計在10年左右會得到一個良好的成果。生物質能源具有更加廣泛的資源基礎和使用背景,我國的生物質液態燃燒技術還處探索研究階段,所以必須要加大技術研發力度。
4結語
總之,我國生物質資源非常豐富,雖然現階段對生物質資源的利用正處在快速發展的時期。但相信隨著生物質資源的有效利用,其技術必然會不斷提高,助力國家各項事業發展。
參考文獻:
[1]董志國,李昕.秸稈生物質資源綜合利用[J].畜牧與飼料科學,2016,37(08):54~56.
[2]劉鴿.提升我國生物質資源化學利用技術水平[N].中國綠色時報,2016-06-30(A02).
[3]王曉明,唐蘭,趙黛青,郝海青,王歡,王云鶴,朱赤暉.中國生物質資源潛在可利用量評估[J].三峽環境與生態,2010,32(05):38~42,62. |