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哪个国家在使用生物乙醇减排方面走在了世界前列

落寞的人生
香蕉悟空
2023-01-01 01:02:43

哪个国家在使用生物乙醇减排方面走在了世界前列

最佳答案
含糊的皮带
安静的大炮
2025-06-24 11:07:08

美国和德国。

用生物法制备乙醇,乙醇参入汽油中燃烧,可以节约汽油。同时还可以产生一定的减排作用。

乙醇参入汽油早就不是什么高科技了,但是制备乙醇,尤其是采用生物法制备乙醇目前全世界技术最高的是美国和德国。

最新回答
拉长的野狼
等待的乌龟
2025-06-24 11:07:08

可以降低有害气体的排放,保护环境并且可以节约石油资源。

早在19世纪,就出现了现代生物能源乙醇。1902 年,Deutz可燃气发动机工厂特意将1/3的重型机车利用纯乙醇作为燃料,随后的1925 年至1945年间,乙醇被加入到汽油里作为抗爆剂。可以说安全、清洁是乙醇的主要优势。

第一代生物能源正是乙醇(俗称“汽车酒精”)。这类乙醇使用粮食或者甘蔗作为原料,通过淀粉或者蔗糖发酵得到的,而微生物在其中起着至关重要的作用。生物乙醇发酵是目前最大规模的微生物发酵过程。

乙醇可以调入汽油作为车用燃料。美国销售乙醇汽油已有20年历史,我国高粱乙醇在汽油中占10%。

乙醇汽油也被称为“E型汽油”,我国使用乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。

受伤的大船
踏实的夕阳
2025-06-24 11:07:08
所说的减排减的是地下不可再生能源的消耗,因为那是固化在地下的能源,如果开采消耗生成温室气体会排入大气。而生物质能在其生长过程中会吸收大气中的二氧化碳,所固定在其体内的碳皆来源于大气,而不是地下的化石能源,因此其消耗过程实际是将从大气中吸收的碳再排出去,总的来看不增加大气中的碳含量。同时,使用生物质能必然减少了化石能的消耗,这才是根本的减排。总之,生物质能减排的前提是:生物质能可再生,化石能不可再生。

甜甜的黄豆
贪玩的悟空
2025-06-24 11:07:08
如果说现在还有什么话题,能引发全球的集体关注,恐怕气候变化一定算得上一个。从年初就开始的气候变化谈判大会,到上个月纽约的气候变化峰会,再到两个多月后确定发达国家2012年后温室气体减排目标的哥本哈根会议。气候变化这一主题,贯穿了整个2009年,而且每次都能汇聚全球的视线。而在全年大大小小的气候会议上,发达国家与发展中国家之间的分歧也从未停止过,甚至有人将即将召开的哥本哈根会议称为鸿门宴。究竟在气候相关的背后,包含了什么样的国家利益和政治博弈,让各国为之争夺如此激烈。在这样的全球背景下,中国又应该有着怎样的应对策略呢?

一、气候“战争”

9月22日,联合国气候变化峰会在美国纽约召开,这是联合国历史上就气候变化问题举行的最大规模的国际会议,联合国192个会员国均派代表出席,其中包括90多位国家元首或政府首脑,足以证明这次峰会的重要程度。

气候变化被全球关注的背后是一组让人不安的数字,如今,全球每年要排放250多亿吨二氧化碳,空气中二氧化碳的浓度,从工业化以来,已经增长了36%。人类制造了大量的温室气体,由此带来的灾难正不断威胁人类自身,据统计,20世纪90年代,全球发生的重大气象灾害比50年代多了5倍。有人预测,如果情况不加遏制,全球平均气温将在未来50年内升高2到3摄氏度;由气候变暖引起的干旱和洪灾将使2亿人流离失所。一系列连锁反应会像多米诺骨牌一样,把人类推到难以发展的尴尬境地。

好在越来越多的国家开始意识到了这点,都开始从本国的国情出发来解决这一问题。而联合国不定期举行的气候变化会议其中一个主要议题也是要制定各国的减排任务,同时要求发达国家向发展中国家提供相应的资金和技术来帮助进行减排。然而,在每一次会议上,一旦提及减排目标与资金技术转让的问题,马上就会成为发达国家和发展中国家争议的焦点。

1997年,联合国气候大会在日本京都通过了旨在控制全球温室气体排放的国际协议——《京都议定书》。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任杨富强说,发达国家,首先要做出政治的承诺,要有一个减排的目标,这个是绝对减排的,当然发展中国家,也要做出相应的,适当的国家减排的方案,所以这两个减排目标是不一样的,我们是自愿的,而且是相对的减排,他们就是强制要求的,而是要绝对的减排,当然这里面斗争很大。

但2001年,布什总统在上任时以“对美国经济发展带来过重负担”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为由,宣布美国退出《京都议定书》,也就表示美国不再承担减排责任。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任 杨富强说:“当然美国它是想说,它不管承诺,它也很想把中国和印度,还是拉进来,他认为印度、中国将来会排放那么多,我们辛辛苦苦搞了排放,结果他们将来排放更多。”

《京都议定书》规定,到2010年,所有发达国家二氧化碳等6种温室气体的排放量,要比1990年减少5.2%。作为全球经济第一大国的美国,人口仅占全球人口的3%,而排放的二氧化碳却占全球排放量的25%以上,当时给美国制定的减排任务为,到2012年必须让温室气体排放削减7%。而在减排这一问题上,中国长期以来坚持实行“共同但有区别的责任”,也就是说,发展中国家在气候问题上同样承担责任,但受经济发展阶段和实力所限,不应和发达国家承担同等的,具有法律约束力的责任。而在责任大小的问题上,美国等发达国家坚持认为,一些发展中国家目前在碳排放的总量上迅速增加,其中,中国已经超过美国,成为世界上二氧化碳排放量最大的国家,所以应承担重要责任。而发展中国家认为发达国家早在工业革命时期就大量排放温室气体,他们是当前气候变暖的始作俑者。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任 杨富强表示,发达国家,要承担历史责任,历史上他们排放了太多的二氧化碳,所以才造成了我们今天气侯变化,对我们农业、对我们的水、对我们各种资源、对我们公众健康的影响。在历史上是由发达国家造成的,所以我们希望就是说发达国家,一定要做出他们的承诺,来拿出资金和技术来支持发展中国家。

2007年12月15日下午,经过持续十多天的马拉松式谈判,联合国气候变化大会终于通过名为“巴厘路线图”的决议。决议强调了在以前国际谈判中受到忽视的“技术开发和转让问题以及资金问题”。在这一问题上,发展中国家认为发达国家应将其GDP 0.5%~1%用于提供资金支持,来帮助发展中国家减排,但在落实到实际的行动上时,发达国家却迟迟没有动静。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任 杨富强说,从目前看来,美国和其它的发达国家的减排目标的承诺都是太低了,给的资金现在目前还没有着落,我们估算了一下,每年应该是1650亿美元,那么目前连1美元的这个影子还看不到。而中国社科院可持续发展研究所潘家华也说:“实际上现在中国在可再生能源的利用,在核能开发,在这个能源效益的提高这些方面比世界上任何一个国家做得都好,我们做了,有目共睹事实摆在那儿了。第二,我们想做得更好,但是我们的资金技术,像这个风能发电机和电子控制水平设备,我们没有,给我们吧,我们可以做得更好,拿来吧,我们可以做。”

作为研究环境经济的学者,潘家华认为,要让发展中国家在国际气候问题上发挥作用,美国等发达国家必须率先起榜样作用,否则很难得到共鸣。中国社科院可持续发展研究所潘家华说:“我们想做得更好,但是我们不知道怎么做,你们做给我看一看,对不对?现在美国、欧洲、日本没有一个敢说我做的,就像我这样做就行。拍着胸脯,像我这样做,拿不出来呀。”

虽然在技术和资金的支持上,迟迟未做出实质性的举动,但奥巴马和鸠山由纪夫的相继上台,让美国和日本在减排问题上已经表现出比前任更为积极的态度。这也让中国感受到了越来越强的减排压力。中国现代国际关系研究院经济安全中心主任 江涌强调:“没有哪一个议题,像气侯变化议题一样,具有杀伤力,这就是我个人认为是美国的它一个战略转变的一个重大考量。”

为此,在纽约的气候峰会上,中国已经做出的回应:中国争取到2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放比2005年要有显著下降。争取到2020年非化石能源占一次能源的消费比重达到15%左右。仅通过降低能耗这一项,中国5年内可以节省能源6. 2亿吨标准煤,相当于少排放15亿吨二氧化碳。这些承诺都显示出中国应对气候变化的积极姿态。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任 杨富强表示,中国目前,所做出来的减排,比如说20%的节能目标,是15亿吨二氧化碳,是目前世界上,所有的国家中,减排力量最大的这么一个国家目标。

今年12月,联合国将在丹麦哥本哈根举行气候变化大会,这是继2005年生效的《京都议定书》后,又一次具有重要历史性意义的全球气候会议。届时,与会各国将就2012年后全球应对气候变化的新安排达成一致。然而就在各国的政治家们准备预订去哥本哈根的机票时,最先抵达哥本哈根的是一团团乌云。《经济学人》杂志撰文称“哥本哈根会议的前景目前还不明朗。在纽约举行的气候会议,除了阐述气候变化带来的危害外,美国总统奥巴马几乎未提出具体的措施,他所说的内容极为空洞。” 而最近一段时间,美国政府受医改问题牵制,不仅没有在气候变化问题上有更积极的态度,反而发出了倒退的声音,使得哥本哈根大会之前的多轮会谈都停滞不前。这些迹象都使得即将到来的气候谈判迷雾重重。

说到发达国家的减排问题就不能不提到美国,作为全球最大的经济体和主要的温室气体排放国,它的态度和作为将对全球减排问题起到举足轻重的作用。奥巴马上台后一改布什政府的消极态度,推出了庞大的新能源发展计划,那么这一计划对全球的能源格局、乃至经济又会带来怎样的影响呢?

二、新霸主计划

2009年2月,奥巴马上任第一周,签署了两项总统行政法令,要求美国提高燃油使用效率,并允许州政府制定高于国家标准的汽车尾气二氧化碳含量标准。他在白宫当天举行的发布会上说:“美国准备在新能源上重新领导世界。”美国商务部长骆家辉和能源部长朱棣文共同访华。两位部长此行提及最多的一个关键词也是新能源。美国商务部长骆家辉告诉我们,作为世界上两个最有生产力和创新力的经济体,美国和中国都有着独特的地位,来发展太阳能,风能,生物质能等各种全球急需可再生能源技术。

还是新能源,今年2月11号,美国通过的《2009年恢复与再投资法》中,有约500亿美元用来提高能效和扩大对可再生能源的生产。在涉及新能源计划中,其中100亿用于智能电网的建设,为新能源并入(火)电网创造物质条件,其余400亿全部用于扶持太阳能、风能、地热能等新能源。种种迹象表明,这个世界经济的第一大国已经将发展新能源提到了前所未有的战略高度。北京大学国际关系学院教授 张海滨表示,其实最早的推动新能源的进程,不是美国,日本,欧盟,其实走在前面。但是并没有形成一波很强烈的潮流,美国奥巴马政府他一推动以后,引起了全世界的高度关注。

从历史看,美国一直不曾放松对能源的控制。发动了伊拉克战争的小布什曾被戏称为“Oil guy”——石油人。早在他就职初期,2001年4月的白宫内阁会议上就做出过这样的决议:“由于伊拉克对石油市场可能有不安定的影响,这是美国无法接受的风险,因而军事干预是必须的。”曾为美国政府效力多年的美联储前主席格林斯潘也在自己的回忆录中直言不讳地指出布什政府发动伊战的根本原因——石油。他在回忆录中这样写到:“如果你说美国出兵伊拉克就是为了有更多的石油, 那有人就该问了,‘那我们为什么油价还80美元那么高呢’? ”于是记者问到:“如果我们不出兵伊拉克,那么我们现在的油价就该到每桶130美元、140美元一桶了,是这样吗?”他回答:“对,没错”。记者怀疑的问到:“您确定吗?”格林斯潘回答说:“ 当然,这就是打击萨达姆的目的。”

可以说美国从来没有放弃过对能源的控制,手段也从军事打击到金融控制,不断出新。然而在小布什第二个任期时,对于能源的认知开始悄然发生着变化。

中国现代国际关系研究院中国经济安全研究中心主任江涌说,美国前期阶段的时候,重点为了维护国土安全,防范恐怖袭击。后来,也随着国际这个经济环境格局,竞争秩序的这一个变化,再加上国际利益集团搏弈的这种变化,那么布什政府,也在修整他的能源政策。北京大学国际关系学院教授 张海滨说:“小布什政府时期,虽然在京都议定书的问题,在全球气候制度建构方面,它作用很小,甚至是采取了单边主义的做法;但是有一点请大家要注意,小布什政府时期,每年都投入50到60亿美元用于节能减排技术的研发。”

布什政府当年在新能源方面提出的最为有力的举措,就是2007年,开始大力推行的玉米乙醇加工技术。美国计划要在2017年前将玉米乙醇等生物燃料生产量提高为当时产量的5倍。江涌表示,当年玉米乙醇的兴起让嗅觉灵敏的美国金融资本在对玉米期货的控制中赚了个盆满钵满。但生物乙醇技术也因为加剧了全球粮食价格的上涨而广受批评,有人用汽车轮子碾碎穷人饭碗来形容这项举措。中国现代国际关系研究院中国经济安全研究中心主任 江涌说:“上一轮,就是07、08年世界粮食价格的上涨,那么人们普遍指责美国和欧洲,然后搞生物能源,因为搞玉米来加工乙醇,包括联合国,包括国际货币基金组织和世界银行都在指责欧美这种行为,是违反人类的,反人类的这种行为,是极其不人道的。

现在看来,很多人认为美国当时力推玉米乙醇并非只是想发展清洁能源这么简单,玉米的短缺也并非只是一个简单的农业问题。美国前国务卿亨利·基辛格曾经在上个世纪70年代说过这样一句名言:控制了石油,你就控制了国家;而控制了粮食,你就控制了人类。基辛格这番话的背景来自1974年美国国家安全委员会的一份研究报告。报告认为,发展中国家人口膨胀,那么政治、经济和军事力量会很快因之增强。这对美国来说自然是一个威胁。所以,可以通过控制粮食出口,逼迫那些国家实施控制生育的政策,限制国力的增长。这份报告也被当做后来美国引发的这场的粮食危机的政策源头。

江涌,中国现代国际关系研究院中国经济安全研究中心主任,在他看来,美国各个时期的能源政策都不如在气候这个议题下的新能源策略具有威慑力。那么,奥巴马的新能源政策会给世界带来怎样的影响呢?他说:“新能源,它都被泛政治化了。现在很明显的泛政治化,如果你不做,你就是影响国家形象,你的国家形象的问题,/在发展国家,未来解决基本生存的问题的时候,那么他们引领这样一个大旗,所以这个方面,我们觉得它设置话题 议题的能力太强了,这就是他们的话语权。”

今年4月初,美国能源部长的朱棣文在美国《新闻周刊》上,呼吁美国“放弃石油”,“掌握自己的能源命运”。北京大学国际关系学院教授 张海滨笑着说到:“有一个很有意思的现象,你可以看到,2003年,美国打了伊拉克,确实国力受到很大的影响和削弱,另外一个方面,可以看到在美国对外政策当中,看到拉美的委内瑞拉,俄罗斯,这些实际上经常打的牌就是能源,就是石油牌。另外还有就是伊朗问题,他经常说要威胁封锁霍尔木兹海峡,美国也是难以承受世界之重。奥巴马政府要考虑能源安全,就是石油、天然气,传统化石燃料,可靠的供应是个很大的问题。对这个问题,国外的依赖越大,国家越脆弱,你就越难随行你国家的利益和政策。”

“一个控制不了自己能源的国家也控制不了自己的未来。”奥巴马在自传《无畏的希望》一书中,以犀利笔触表达了自己对美国能源政策新的看法:我们一方面通过战争和金融手段继续加大对国外石油的控制,另一方面,要加快新能源的研发,占领技术的制高点,未来10年要投入1500亿美元资助替代能源的研究。这两方面共同作用,才能尽快摆脱对石油输出国的高度依赖。世界自然基金会全球气候变化应对计划主任杨富强说,美国之所以要发展可再生能源是因为第一,美国发现它当时没有应对气侯变化,退出《京都议定书》以后,它在可再生能源的技术发展上落后了。所以奥巴马提出能源新政,当然还有国内的原因,他想要利用可再生能源,然后代替大量的石油进口。因为美国喊了几十年,说要减少石油供应安全的,这种威胁,但是这种威胁,仍然时时刻刻存在,所以美国表示最后试一试可再生能源。北京大学国际关系学院教授 张海滨也表示如果说美国占领了新能源技术的制高点,这无疑对美国它的霸权的地位的巩固和维护,那都是至关重要的。

可见,奥巴马挥舞绿色大旗,大步前进的一个重要目标,就是要让那些以石油为战略资源、在政治上敢于向美国叫板的国家逐渐失去话语权。接下来,美国还将通过制定新能源的游戏规则再次牢牢握住世界经济的主导权。

说到新能源,不得不提到一个词:碳交易,它在国际市场上有一个通行的叫法CDM,CDM是清洁发展机制的简称。1997年联合国气候大会通过的《京都议定书》规定了未来几年发达国家的强制减排任务,为完成这一任务,发达国家需要为此支付高昂的成本,像在日本境内,减排1吨二氧化碳的要花费234美元的成本,美国也需要153美元,而发展中国家的平均减排成本仅仅是十几美元,在中国,每减少一吨碳排放也只需要20美元,正是这种巨大的减排成本差异,让发达国家热衷于在发展中国家寻找减排项目,CDM就是这样一种用资金换碳排放的机制。从广泛的意义来讲,任何减少温室气体排放的技术,都可以作为CDM项目来开展,比如新能源。目前在中国,有不少的风电企业已经开始从中受益。

尊敬的红牛
虚心的唇彩
2025-06-24 11:07:08
利用纤维质原料生产燃料乙醇的实现意义是:纤维乙醇,是用秸秆、农作物壳皮茎秆、树叶、落叶、林业边角余料和城乡有机垃圾等纤维为原料生产的燃料乙醇,可加入汽油中的品质改善剂、增氧剂,可作为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用。

害羞的芹菜
无语的铃铛
2025-06-24 11:07:08

1.我国的生物质能资源情况

我国拥有丰富的生物质能资源,据测算,我国理论生物质能资源50×108t左右,是我国目前总能耗的4倍。生物质能资源按原料的化学性质分,主要为糖类、淀粉和木质纤维素类。按原料来源分,则主要包括以下几类:(1)农业生产废弃物,主要为作物秸秆。(2)薪柴、枝丫柴和柴草。(3)农林加工废弃物,木屑、谷壳和果壳。(4)人畜粪便和生活有机垃圾等。(5)工业有机废弃物、有机废水和废渣等。(6)能源植物,包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源等。其中来源最广、储量最大、利用前景最可观的是农业生物质和林业生物质这两大类。

1)农业生物质

农业生物质资源包括农产品加工废弃物和农作物秸秆,如图7.13所示。农产品加工废弃物有花生壳、玉米芯、稻壳和甘蔗渣等;农作物秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆等。据统计,我国各地区主要农业生物质的可利用总量约为5.6×108t,排名前三的地区分别是山东、河南、河北,而秸秆类农业生物质资源利用的主要方向为24%用于饲用,15%用于还田,2.3%用于工业,剩余的约60%用于露地燃烧或薪柴。因此,我国的农业生物质资源的应用潜力非常大。

图7.13 农业生物质

2)林业生物质

我国现有森林面积约1.95×108hm2,林业生物质总量超过180×108t,其中可利用的林业生物质资源有以下三类:一类是木本淀粉类资源,如栎类、果实、橡子等;二类是木本油料资源,如油桐、油茶、黄连木、文冠果、麻疯树等;三类是木质燃料资源,如灌木林、薪炭林、林业“三剩物”等。而且,我国还有近4000×104hm2的宜林荒山、荒地可用于种植能源林,还有近600×104hm2疏林地和5000×104hm2郁闭度(指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度)低于0.4的低产林地可用于改造。

目前世界上已有20多个国家在种植“柴油树”。我国河北省武安市马家庄乡连绵起伏的青山上,满山遍野生长着枝繁叶茂的黄连木树,这种树木的果实可以提炼柴油,当地群众将它称为“柴油树”。现在武安市共有这样的“柴油树”10万亩,年提炼柴油产量可达1000×104kg。据介绍,到2012年,武安市计划将“柴油树”发展到20万亩,年产柴油量达到2000×104kg。

2.生物质能资源的利用

主要应用在生物乙醇、生物柴油、生物质固体成型燃料和生物质能发电行业。

1)生物乙醇的应用

生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。我国生产生物乙醇的原料有甘蔗、甜高粱、木薯等高能品种,并建立了年产能力达5000t的甜高粱茎秆生产乙醇的工业示范装置。因传统粮食生产乙醇价格昂贵,为降低生产成本,我国已转向对微生物混合发酵法的研发。国家发展和改革委员会称,到2020年,我国15%生物质燃料将应用在汽车、轮船等行业。

2)生物柴油的应用

可从动植物油,如大豆、油菜、动物油脂以及餐饮垃圾中提炼生物柴油,因其环保性、润滑性、安全性能良好,可与石化柴油混合作为燃料。2005年6月,我国使用自主研发的生物酶法生产生物柴油,技术指标达到欧美生物柴油标准,标志着我国生物柴油研究取得了突破性进展。2010年生物柴油产能达300×104t/年,主要用于交通运输行业。我国提出了在2020年,生物柴油产能达200×104t的目标,已在海南建立了6×104t/年装置,产量居我国首位。

3)生物质固体成型燃料的应用

生物质固体成型燃料是将城市垃圾或农林废弃物,通过外力作用,压缩成型来增加其密度的可燃物质,具有高效、清洁、无污染等优点。图7.14为生物质捆装压缩示意图。我国的生物质成型燃料生产设备有螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式,燃料形状主要有块状、棒状、颗粒状三种。北京奥科瑞丰公司生物质固体成型燃料年产量为60×104t,居全国首位,主要应用在直接燃烧取暖与工业锅炉等方面。

图7.14 生物质捆装压缩

4)生物质能发电的应用

生物质能发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。为推动生物质能发电技术的发展,2003年以来,国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东三个秸秆发电示范项目,颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,并实施了生物质能发电优惠上网电价等有关配套政策,从而使生物质能发电,特别是秸秆发电迅速发展。

2008年,蒙牛建成全球最大的生物质能沼气发电厂,得到联合国开发计划署环保基金的大力支持。图7.15为蒙牛生物质能沼气发电厂。

图7.15 蒙牛的全球最大生物质能沼气发电厂

3.生物质能开发利用的主要技术

生物质能开发利用在目前阶段的主要技术有三大类:物理转化、化学转化和生物转化。涉及压缩成型、气化、液化、热解、发酵、水解等具体技术,具体情况如图7.16所示。

1)物理转化

生物质的物理转化是将农林废弃物,如秸秆、锯屑、稻壳、蔗渣等,干燥后在一定压力的作用下,压制成棒状、粒状、块状的成型燃料或饲料。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,生物质压缩成型主要是靠木质素的胶结作用。木质素为光合作用形成的天然聚合体,具有复杂的三维结构,是高分子物质,在植物中含量约为15%~30%。当温度达到70~100℃时,木质素开始软化并具有一定的黏度,当温度达到200~300℃时,木质素呈熔融状态,黏度变高,此时施加一定压力就能使木质素与纤维素黏结,使植物体积大量减少,密度显著增加,取消外力后,由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕,其仍能保持给定形状,冷却后强度进一步增加,大大降低农林废弃物的体积,便于运输和储存。

图7.16 生物质能开发利用的主要技术

2)化学转化

生物质的化学转化涉及气化、液化和热解等三个方面。

(1)气化:

生物质气化是指在一定的温度条件下,借助氧气或水蒸气的作用,使高聚合的生物质发生热解、氧化、还原等反应,最终转化为CO,H2和低分子烃类等可燃气体的过程。在我国,应用生物质气化技术最广的领域是生物质气化发电(BGPG)。生物质气化发电的成本约为0.2~0.3元/(kW·h),已经接近或优于常规发电,其单位投资约为3500~4000元/kW,仅为煤电的60%~70%,具备进入市场竞争的条件,发展前景非常广阔。

(2)液化:

生物质液化技术是指在高温高压的条件下,进行生物质热化学转化的过程。通过液化,可将生物质转化成高热值的液体产物,即将固态的大分子有机聚合物转化成液态的小分子有机物,生物柴油就是利用生物质液化技术生产出的可再生燃料。油料作物如大豆、油菜、棕榈等在酸性或碱性催化剂和高温的作用下发生酯交换反应,生产相应脂肪酸甲酯或乙酯,再经过洗涤干燥后得到生物柴油。与传统的石化能源相比,其硫和芳烃含量低,十六烷值高,闪点高,具有良好的润滑性,可添加到化石柴油中。

(3)热解:

生物质热解是指利用热能将生物质的大分子打断,从而转化为含碳原子数目较少的低分子化合物的过程,即生物质在完全缺氧条件下,经加热或不完全燃烧后,最终转化成高能量密度的气体、液体和固体产物的过程,而木炭就是利用生物质热解技术生产出的重要产物。木炭产品包括白炭、黑炭、活性炭、机制炭四大类,其中应用范围最广的是活性炭。活性炭是具有发达孔隙结构、强吸附力、比表面积巨大等一系列优点的木炭。在我国,活性炭广泛应用于葡萄糖、味精和医药等产业的生产。

3)生物转化

生物转化技术是指依靠微生物发酵或者酶法水解作用,对生物质进行生物转化,生产出乙醇、氢、甲烷等液体或气体燃料的技术。生物转化的生物质原料包括淀粉和木质纤维素两大类。玉米、木薯、小麦等淀粉类粮食作物是生物转化的主体,但是以农作物为原料转化的产品成本较高,且易受土地和人口的因素限制,产量无法大幅度增加。因此以廉价的农作物废料等木质纤维素为原料的生物转化技术才是解决能源危机的有效途径。然而,木质纤维素的结构和组分与淀粉类原料有很大的不同,解决高效、低成本降解木质纤维素原料的问题是木质纤维素转化产物取代化石燃料的根本途径。