天保驾校科目三新能源灯光怎样操作?
白天灯光使用:
1起步时一定要记得开启左转向灯,然后才起步进入道路,进入道路正常行驶后关闭左转向灯(一般转向灯在回方向时会自动回位到关闭状态);
2进入道路正常行驶时注意向左变道要观察左方前后确认安全之后提前开启左转向灯之后向左变道
科目三考试中的夜间灯光模拟考试操作从理论角度来说是比较简单易操作的,但是实际考试中,还是有不少人在这一项上出现失误。而且,考试的时候顺序是随机的,只要掌握了以下几种情况下灯光的使用,冷静操作就行。
一、 考试要求
1、 凡不进行夜间或者低能见度下考试的汽车类驾驶人,科目三考试都必须首先进行模拟夜间灯光使用考试。
2、 每人考试项目不得少于4项。
3、 模拟灯光使用考试不合格的,本次考试终止,扣分项目记录在夜间行驶项目中。
二、 考试方法
1、 被考人上车发动机启动后,车辆处于停止状态,考试员首先说明:“下面将进行模拟夜间行驶场景灯光使用的考试,请在5秒内做出相应的灯光操作。”
2、 被考人操作完毕后,需报告考试员“已操作完毕”。考试员方可进入下一考试项目。
三、 考试项目和操作规程
1、 夜间行驶开启灯光
操作规程:
考试员发出“请开启夜间行驶灯光”指令,被考人接到指令后应开启前照灯、示廓灯和后位灯,否则不合格。
2、 夜间在没有路灯、照明条件不良条件下行驶时灯光使用和夜间在有路灯照明良好的道路上行驶时灯光使用
操作规程:
考试员发出“夜间在没有路灯、照明条件不良条件下行驶”指令,被考人接到指令后应开启前照灯、示廓灯和后位灯的前提下,将前照灯变换为远光灯,此时前照灯处于远光灯状态时,考试员再发出“夜间在有路灯、照明良好的道路上行驶”指令,被考人接到指令后,应将远光灯变换为近光灯。被考人不变换灯光或者变换灯光错误的不合格。
3、 夜间通过急弯、坡道、拱桥、人行横道或者没有交通信号灯路口时灯光使用
操作规程:
考试员发出“通过急弯、坡道、拱桥、人行横道或者没有交通信号灯路口”指令,被考人接到指令后应交替使用远、近灯光示意(交替变换两次),否则不合格。
4、 夜间会车时灯光使用
操作规程:
被考人接到指令后不变换灯光或者变换灯光错误的不合格
当处于远光灯状态时,被考人接到指令后,应将远光灯变换为近光灯,否则不合格。(并口述:夜间会车应当在相距对方向来车150外改用近光灯)
5、 夜间在路口转弯时灯光使用
操作规程:
被考人接到指令后不变换灯光或者变换灯光错误的不合格
当处于远光灯状态时,考试员再发出“请在前方路口左转弯或者右转弯”指令,被考人接到指令后,应将远光灯变换为近光灯,否则不合格。
6、 夜间超车时灯光使用
操作规程:
考试员发出“请超车”指令,被考人接到指令后应交替使用远、近灯光示意(交替变换两次)
7、 同方向近距离跟车行驶时灯光使用
操作规程:
被考人接到指令后不变换灯光或者变换灯光错误的不合格
当处于远光灯状态时,考试员再发出“同方向近距离跟车行驶”指令,被考人接到指令后,应将远光灯变换为近光灯,否则不合格。
8、 雾天行驶时灯光使用
操作规程:
考试员再发出“雾天行驶”指令,被考人接到指令后,开启雾灯和危险警报闪光灯,同时开启灯管开关一档位置的示廓灯和后位灯,否则不合格。
(因雾灯只有在灯光开关打开时能起作用。雾灯分为两个档位,第一档为雾灯和后位灯,拨到二档位置,开关上信号灯即发亮)
9、 夜间在道路上发生故障或交通事故
妨碍交通又难以移动时,灯光使用
操作规程:
考试员再发出“夜间在道路上发生故障或交通事故?妨碍交通又难以移动”指令,被考人接到指令后,应开启危险警报闪光灯,同时开启示廓灯和后位灯,灯管开关位在第一档位置(并口述:需要在车后50-100米处设置警告标志,高速公路上应在车后150米外设置警告标志,车上人员应迅速转移右侧路肩上或者应急车道内,并迅速报警),否则不合格。
当完成模拟夜间灯光考试合格后,考试员发出“已完成夜间灯光考试,请关闭所有灯光”,被考人接到指令后,要正确关闭灯光进入其他考试项目。
生物质能是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量,通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等,通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等,通过压块细密成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。
生物质能源包括:能源林木、能源作物、水生植物、各种有机的废弃物等,它们是通过植物的光合作用转化而成的可再生资源。
生物质有广义和狭义之分,广义上的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质,包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。
狭义上的生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
扩展资料:
生物质能具有四大特征:
1、一是可再生性。由于可以通过植物的光合作用而形成,生物质能与风能、太阳能等一样是可再生能源,源源不断生产,保障永续利用。
2、二是绿色环保。一方面,由于生物质中硫含量、氮含量很低,燃烧过程中基本不会造成有害气体;另一方面,生物质燃烧排放释放的二氧化碳的量与其生长需要的二氧化碳相当,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,不会加剧温室效应。
3、三是分布广泛、总量丰富。根据生物学家的估算,陆地每年生产1000亿一1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界年能源需求总量。
4、四是广泛应用性。生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。
参考资料来源:百度百科-生物质能
参考资料来源:人民网-“古典”能源迈上复兴路-中国生物质能开发利用成果丰硕
生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质所含能量的多少与下列诸因素有密切的关系:品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、雨量、土壤条件等,在太阳能直接转换的各种过程中,光合作用是效率最低的,光合作用的转化率约为0.5%-5%,据估计温带地区植物光合作用的转化率按全年平均计算约为太阳全部辐射能的0.5%-2.5%,整个生物圈的平均转化率可达3%-5%。生物质能潜力很大,世界上约有250000种生物,在提供理想的环境与条件下,光合作用的最高效率可达8~15%,一般情况下平均效率为0.5%左右。
以生物质为载体的能量.生物界一切有生命的可以生长的有机物质,包括动植物和微生物.所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。
生物能具备下列优点:
(1)提供低硫燃料,
(2)提供廉价能源(于某些条件下),
(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料),
(4)与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
至于其缺点有:
(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物,
(2)单位土地面的有机物能量偏低,
(3)缺乏适合栽种植物的土地,
(4)有机物的水分偏多(50%~95%)
生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。它直接或间接地来源于植物的光合作用,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍,或相当于世界现有人口食物能量的160倍。
生物能的开发和利用具有巨大的潜力。目前主要从三个方面研究开发:
一是建立以沼气为中心的农村新的能量,物质循环系统,使秸秆中的生物能以沼气的形式缓慢地释放出来,解决燃料问题;
二是建立“能量林场”,“能量农场”,“海洋能量农场”。建立以植物为能源的发电厂。变“能源植物”为“能源作物”,如“石油树”,绿玉树,续随子;
三是种植柑蔗,木薯,海草,玉米,甜菜,甜高粱等,既有利于食品工业的发展,植物残渣又可以制造酒精以代替石油。 [编辑本段]我国发展生物能源产业潜力巨大发展生物能源产业必须具备资源条件、技术条件和体制条件。我国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。我国人口多,虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少,但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。如农作物秸秆尚有60%可用于能源用途,约合2.1亿吨标煤,有约40%的森林开采剩余物未加工利用,现有可供开发的生物质能源至少能达4.5亿吨标煤,同时还有约1.33亿公顷宜农宜林荒山荒地,可以用于发展能源农业和能源林业。发展生物能源产业,利用农林废弃物,开发宜林荒地,培育与生产生物能源资源,增加了农民的就业机会。
生 物 能 资 源
有机物的来源牲畜粪便:牲畜的粪便,经干燥可直接燃烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理(anaerobic treatment),会产生甲烷和可供肥料使用之淤渣(slurry)。若用小型厌氧消化糟(anaerobic digestor),仅需三至四头牲畜之的粪便即能满足发展中国家中小家庭每天能量的需要。 农作物残渣:农作物残渣遗留於耕地上也有水土保持与土壤肥力固化的功能,因此,农作物残渣不可毫无限制地供作能源转换。 柴薪:至今仍为许多发展中国家的重要能源,仍需依赖柴薪来满足大部分能量需求。不过由于日益增加薪柴的需求,将导致林地日减,需适当规划与植林方可解决这一问题。 制糖作物:对具有广大未利用土地的国家而言,如将制糖作物转化成乙醇将可成为一种极富潜力的生物能。制糖作物最大的优点,在於可直接发酵(fermentation)变成乙醇。 城市垃圾:一般城市垃圾主要成分纸屑(占40%)、纺织费料(占20%)和废弃食物(占20%)。将城市垃圾直接燃烧可产生热能,或是经过热解体(Pyrolysis)处理而制成燃料使用。 城市污水:一般城市污水约含有0.02~0.03%固体与99%以上的水分。下水道污泥(sewage sludge)有望成为厌氧消化槽的主要原料。 水生植物:利用水生植物化成燃料也为增加能源供应方法之一。 种植能源作物增加生物能,目前具有发展潜力的能源作物,包括: 快速成长作物树木糖与淀粉作物(供制造乙醇)含有碳氧化的合作物草本作物水生植物农林废料供应的能量是十分可观的。据Putnam氏的看法,将近全世界总消费量的20%,或约为木材贡献的四倍。在美国这些费料的热含量约为木材消费量的3.5 倍。但此等费料的收集、运输、及转变为可作商品的燃料要比现在石油产品的价格要高几倍呢。
能 量 转 化 过 程
[编辑本段]一、生化转化过程 :1.厌氧消化 厌氧消化为一生化转化过程,依靠不需氧微生物将固体有机物转化成甲烷、二氧化碳、氢及其他产物,整个转化过程可分成三个步骤。首先将不可溶复合有机物转化成可溶化合物;然后可溶化合物再转化成短链(Short chain)酸与乙醇;最后,二步骤的产物再经各种厌氧菌(不需氧生物)转化成气体,一般最后的产物含有50~80%的甲烷,最典型产物为含65%的甲烷与35%的二氧化碳。其主要优点为可利用水分含量达90%的有机物,可小规模利用,淤渣能充当农作物的肥料。至于主要缺点为大量废水需适当处理,气体产品储藏费用高。
2.乙醇发酵 糖类作物发酵可制成乙醇。一般所谓的乙醇整批制程(batch process),先将发酵物(糖类作物)稀释至糖分约为20%(重量),且酸化至Ph4~5,再加入酵母菌(约5%,),再将液体施以分留和精炼。一般2.5加伦糖或5.85 公斤糖(约 2184Kcal)可制造1加伦的乙醇(3.79升,21257Kcal),因此在整个发酵过程中几无能量损失。若使用淀粉作物(例如,玉米、大麦)做发酵物,必须先将淀粉转化成可发酵糖分,然后再进行发酵。可供发酵制造乙醇的作物,包括甘蔗、番薯,甜菜等。,由作物发酵生产乙醇的费用约为每公升0.34美元,其高生产成本是由于制程为整批式而非连续的,最终产物(乙醇)含有酵母需再精炼处理。这种产量不足以克服高度工业化的需求。现在美国的消费量将近30亿桶,以能含量计约为四十亿桶的酒精(酒精的热能约为汽油的70%)。在美国木材地区此等数字作比较,总计约为70万平方里(=1.8百万平方公里),其三分之一-即约16亿亩-是有的卖的,且实际可用的约为35亿亩,我们认为,像美国这样的国家的燃料需求还不能由发酵酒精来克服。
二、热化学转化过程
1.热解: 热解也称为干馏(destructive distillation),指在缺氧条件下的加热作用。将有机物热解会产生气体、液体与固产物,大多数热解气体(pyrogas)的主要成分为H2、CO2、CO、CH4与少量碳氢化合物(例如,乙烷);热解液体一般含有乙醇、醋酸、水或焦油(tars)等;至于热解固体残余物含有炭(例如,木炭)于灰分等。热解过程包括下列处理程序:原料粗碎,烘干粗碎原料,去除杂质,原料细碎,热解,冷产物,储存与分配产物。热解加热过程中,固态有机物一般于300℃以上开始进行热解,某些催化剂(例如,氯化洌┛山档腿冉夥从Φ钠鹗嘉露取4死嗳冉夥从Ψ浅8丛硬⑶也�锍煞殖K嫒冉庠�嫌敕从ψ刺�泻艽蟊浠��ǔ5臀掠刖徛�尤瓤刹��罅抗烫宀�铮��焖偌尤扔敫呶陆���隙嗥�宀�铮�僮魑露纫不嵊跋炱�宀�锏钠分省<偃粢�肟掌�晕�秩忌眨��宀�镂锖�写罅康牡��说�煞纸�嵝纬裳趸�铮�蚨�档推�迦剂系娜群�俊?薪材热解作用一般指在大气压和200℃~600℃温度之间进行,在此状况下典型的产物包括:木炭 30~35% 有机液体 18~20% 气体 20% (产品重量相对与干燥源料的重量) 如果将薪材加热至1100℃ ,热解作用依然存在。在此状况下,大部分液体与固体分馏物将进一步分解,故有较多气体产物产生.。气化:有机物的气化是热化学反应将固体燃料转化成可燃气体。完全燃烧必须发生在有充分氧气的状况下,而有机物氧化作用则必须在氧气不足的状况下进行。氧化过程的主要反应为: C+ 02 CO 放热 C+H2O CO+H2 吸热 CO+ H2OCO2+H2 放热 C+2 H2 CH4 放热 最简单的氧化作用方式为空气氧化(air gasification),有机物在有限量空气之下进行不完全燃烧反应。空气氧化炉构造简单、价格便宜并且可靠性高,主要缺点在於所产生气体被空气中氮气所稀释,因此气体产物的热值低,经济效益不高。 2.液体燃料制造 直接液化 使用CO或H2作为还原剂,於高温高压下将有机物直接氧化,且均产生油状液体产物,其可再分馏而充当燃料使用。间接液化 将有机物间接液化的主要方法,采用合成气体制成原料。而最先发展的间接液化法是处理煤气液化。A.合成气体制成乙醇: 此过程在石化工业上应用极广,多用作乙醇制造。目前可行方法很多,其中最易的方法是将H2与CO在高温(约300℃)与高压(约 100Atm)下结合,并使用催化剂。反应方程式为:催化剂 CO+2 H2 ──CH3OH (合成气体) (乙醇) 此法自薪材提炼乙醇,产率约为360公斤/吨薪材,能量转换效率约在30~40%之间。显然乙醇热含量( 19.8GJ/吨)低于石油燃料(43.7GL/吨汽油),但其仍可用于发动汽、柴油机。B.Mobil法: 若利用Mobil法可将乙醇转化成高辛烷值汽油,因此可免修改引擎。此方法在试验室内己获证实,转换效率可达90% 。纽西兰目前正筹建一座日产量12500吨合成石油工厂,可将天然气转化为乙醇。C Fisher-Tropseh法: Fisher-Tropsch法利用催化剂将合成气体制成碳氢燃料。此法发明于1920年,而二次大战时盛行于德国,以制造合成燃料,今日南非利用此法以转换煤碳,但产物复杂,目前正研究寻求适当催化剂以使产物化单纯化。此法若改采用有机物做原料,则产物的硫含量较低。目前研究中之另一有机物间接液化法,是将热解气体制成合成石油,其未来发展潜力被看好。此技术称为「China lake process」,其采用先进的「快速热解」步骤,它比标准热解法可产制含较多币属烃(olefins)的气体产品。此气体产品再经压力聚合成高分子量碳氢化合物,经精炼后即可成为有用燃料。据估计总转换率有22%。
沼 气 利 用
沼气:有机物在厌氧条件下被微生物分解发酵生成的一种可燃性气体.有成生物气其主要可染成分时甲烷,含量占60%左右,此外,二氧化碳占40%左右,以及其他微量成分.沼气在农村有广泛的应用,探索出多种沼气利用技术:下面是几个应用例子:猪场粪便沼气发酵处理技术背景与意义。随着人们物质生活的日益改善和外向型农牧业的发展,我国畜禽养殖业集约化生产近十年来发展迅速,每个大中型畜禽场日排放粪水上百吨,严重危害城郊环境卫生,同时成为阻碍养殖业持续稳定发展的重要因素。猪粪水是一优质有机肥源,早先融合于传统农业生产中,进入良性生态循环,它又是一种良好的生物质能资源,通过沼气池发酵回收生物质能沼气,已为人们熟识,而且回收沼气的过程不仅能够保持粪水的肥料成份,还可以增进肥质的速效化和腐殖化。农业的集约化生产在显著提高效率和效益的同时,不幸伴随着大农业生产良性生态循环体系的肢解。集约化畜禽业生产与农业生产脱离,大量的粪水资源未经妥善处理而任意排放,而成为社会注目的公害,因此对集约化猪场粪便污水进行处理意义重大。技术猫述 技术原理:通过对集约化猪场粪水进行包括固液分离段、制肥段、厌氧两步消化段和好氧处理段在内的处理过程,实现猪粪水的综合处理,充分回收资源。技术关键:固液分离技术,厌氧消化过程,好氧物化处理。优缺点评价:(l)从资源回收、综合利用和产品商品化出发,优化组合相关的科学技术,不仅能获得较高的能源、生态和环境效益,而且可获得可观的经济效益。(2)因各工艺段的衔接点均设有缓冲环节,运行中能够充分承受猪场粪水水质、水量和 pH等的冲击,确保系统高产能运作和获取稳定的优异效果。技术指标及要求条件:日处理存栏6500-7000头的猪场全部粪水100-200吨旧,日产沼气约300立方米和商品化有机复合肥约1.5吨。主要设备:产酸池、调节池、物化滤池、接触氧化池、腐化塔、晒道、干燥房。养猪、产气、积肥多功能户用沼气池建设技术背景与意义。我国目前的农业生产形式主要以户为单位,大多数农户既经营种植业也经营养殖业,而户用沼气池以农户生产和生活中的废弃物作为发酵原料,制取沼气及多种厌氧消化产物,从而解决了农户生活用能,并满足生产中的某些需求,所以建设户用沼气池在我国具有良好的发展前景。本项技术旨在设计一种实用性强、便于管理的饲、气、肥多功能沼气及相应配套工艺。技术描述 技术原理:针对水压式沼气池进出料难,冬季产气率低和农村能源、饲料、肥料缺乏等问题并结合庭院经济的发展和卫生状况设计,冬季利用塑膜温室为沼气池和猪舍增温保温,使沼气池正常运转,猪安全越冬。夏季利用棚架种植瓜豆、葡萄,为猪舍遮荫,使猪舍冬暖夏凉。技术关键:池型结构,塑膜温室的建造,秸秆酸化和粗饲料预处理。优缺点评价:(1)投资少、见效快、实用性强,便于施工管理,综合效益好;(2)秸秆不直接人池,解决了沼气进出料难的问题;(3)除贮粪池外,其它设备均设在猪圈内,猪舍冬暖夏凉,实现了能源、饲料、肥料种植、养殖、环保多位一体的良性循环。技术指标及要求条件:(l)产气率: 0.3-O.5立方米/立方米·天;(2)用气时间:10-12个月;(3)酸化池容积 1立方米,粗饲料预处理池容积0.2立方米;(4)贮气罩容积:接日产气量的50%设计,其它参数接国标池要求设计。每间猪舍长4米,宽3米,四面墙体中空8-10厘米,填充保温材料(珍珠岩粉或蛭石),前墙高90-100厘米,下留出水孔,后墙高180-190厘米,上部留一小窗,下留通风孔,中校高230厘米。圈后设走廊,宽70厘米,前墙拱架用竹木搭成,采光材料用普通白塑膜,夜间用草帘保温。猪舍地面南高北低,斜度5',水泥混凝士浇注,厚3厘米。l1月底或12月初扣棚,4月初拆棚。夏秋为自然温度发酵,冬季在猪圈上建温室为沼气池增温保温。启动原料为牛马粪,启动后以猪粪为补料,配以人粪尿、秸秆酸化水、粗饲料浸泡酸液等,3-5年大换料一次。资金条件:全套设备一次投资1300元。主要设备:主池、秸秆酸化池、粗饲料预处理池、溢流管、进料口、贮气罩、厕所。使用沼气应注意哪能些安全问题:沼气是广大农村目前正大力推广使用折一种新能源,但由于沼气池是密封的,空气不流通,缺氧气,所以应严禁轻易入池,以防止中毒窒息。进料时,只能从进料口和活动盖口进料。确需下池换料、出料或维修沼气池时,须打开进出料口和活动盖,三天后方可下池。下池前,为防万一,可选取放一只鸡或鸭入内。观察数分钟,如发现池中鸡鸭出现窒息反应,则说明池内沼气多氧气少,千万不能入池。下池时,池上要有专人看护,下池的人可腰系绳子,如发生中毒窒息征兆,可及时拉出池外。另外,应特别注意不要放含磷高的原料(如菜籽饼、棉饼、磷肥等)入池,因这些原料在池内易产生剧毒气体,会导致人中毒死亡。二、防止池体爆炸。沼气如在沼气池内遇火燃烧,极易引起池体爆炸,因此,严禁在活动盖口和导气管口点火,否则易将火引入池内,使池内气体燃烧,引起爆炸。新建的沼气要在水泥达到强度以后才能进水试验。进水速度要慢,特别当水已封门时,不能用抽水机进水,以免进水速度过快,池内压力急速上升而胀破池体。另外,还应定期检查并排除输气管内的积水,否则积水过多,会使池内气压被积水阻隔,不能正常反应在压力表上,就有胀破池身的危险。 三、防止火灾烧伤。在用沼气煮饭炒菜时,要先擦燃火柴,再扭开沼气开关。如先扭开关后点火,沼气充满灶内,遇火易烧焦头发、眉毛,烧伤皮肤。在出料或维修沼气池时,千万不能点蜡烛、油灯等明火进池,只能用手电,池内切忌吸烟。在沼气池、导气管、输气管周围严禁烧火,特别不能让小孩在进出料间附近玩火,以免发生火灾。当闻到室内有臭鸡蛋味时,说明有沼气泄漏,应立即打开门窗,让室内空气流通。此时,绝不能在室内点火,要尽快关掉总开关,找到漏气设备的管理,如输气管因鼠咬或老化破裂,要及时进行更换。
这个问题很复杂.
但是你可以这么理解,有个类似的东西.
食物链知道吧.
譬如地上生长的青菜可以被兔子吃,而兔子可以被人吃,人也能吃青菜.
在这一过程中,人可以当作第二营养级,也可以当作第三营养级.
回到LZ这个问题也可以这么理解.当植物或者含叶绿素的细菌自身光合作用产生能量,并储存,这个储存的就是一次能源.
而人工光合作用,原理和植物或者细菌的光合原理或者过程可能相同,但是却不是自然自发过程,这个能量就是二次能源.
“一是高昂转化成本和低廉产品价值之间的矛盾,二是巨大市场需求和技术成熟度较低之间的矛盾,这两者是解决当前生物质转化利用技术发展的关键矛盾。”在日前召开的2019生物质能专委会学术年会上,中科院广州能源所所长马隆龙的这句话点出了当前生物质能面临的难题。在由暴发期进入瓶颈期的关键阶段,国内几乎所有与生物质能相关的顶尖专家齐聚济南,以学术年会的形式探讨“生物质能源将何去何从”的命题。专家们认为,在市场和政策加持下,生物质突破瓶颈还需在发力基础研究领域,并推动技术成熟以适应市场需求。
面试热点独家解析
生物质是通过光合作用产生的动植物、微生物及其产生的废弃物。利用生物质通过化学转化生成的生物柴油、生物乙醇、生物天然气等形态的能源便是生物质能源。专家们认为,生物质能源是全球继石油、煤炭、天然气之后第四大资源库,也是唯一可再生碳资源,是国际上替代化石能源的主要选项。
“前途是光明的,道路是曲折的。”在中国工程院院士、中国林科院林产化学工业研究所所长蒋剑春看来,以林业剩余物、木材废弃物、农业秸秆为代表的农林剩余物弃之为害,用之为宝,其转化为能源的潜力为4.6亿吨标准煤,但已利用量约为2200万吨标准煤,约占2018年中国能源消耗总量的0.47%。生物质“占比低”源于技术层面的挑战。
“由于生命的复杂性,生物质资源从微观和宏观层面具有天然的复杂性。”马隆龙的这句话也意味着,“组分多样和结构复杂使得生物质资源的利用技术挑战更高。”一般而言,生物质资源可通过热化学转化、生化转化、催化转化为燃气、沼气、乙醇、基础化学品等。但目前生物质资源多以肥料化、饲料化、燃料化为主(三者共73.4%)。因为生物质与石化原料化学组成差异较大,其含氧、含水较高,导致生物质转化技术对催化过程的催化剂、生化过程的微生物具有较高要求,大多数技术仍处于实验室研发及中试阶段,产业规模化程度较低。
蒋剑春和马隆龙的发言,指向一个观点:生物质利用技术总体处于集中攻关和实验示范阶段,即技术不成熟同时,技术集成度低,导致生物质不能大规模利用。而具有官方背景的国家发改委能源研究所可再生能源发展中心主任任东明则从政策、商业模式等层面解读生物质能面临的问题。他以农林生物质发电项目为例,这个项目存在着原材料供给保障难、相关财税补贴政策落地难等问题再以生物天然气项目为例,其存在着市场投资主体少,产业基础薄弱,商业模式不成熟等难题。
尽管面临着不少难题,但以“循环再生、清洁低碳”为卖点的生物质能源在“市场广阔,政策支持”的背景下,还是吸引着国内外众多科研力量。
我国是世界第一造纸大国,一度占全球28%份额,但我国造纸工业纤维资源对外依存度达到40%以上。缺口如何弥补?答案是农林剩余物利用。利用微生物或其产生的酶对制浆原料进行预处理后再与相应的机械处理相结合,这便是生物机械制浆技术。生物基材料与绿色造纸国家重点实验室主任陈嘉川带来的“基于造纸平台的农林废弃物纤维资源的绿色转化技术”在研制出专用生物酶制剂、生物反应器等核心技术之后,已经入产业化阶段山东省科学院能源所完成的“基于热解气化的生物质分质分级热化学转化技术”创造性发明了生物质复合式低焦油分级气化工艺和装置,克服了传统生物质气化技术存在的焦油含量高的行业难题。
技术层面的难题还需要加大研发去解决。中科院广州能源所所长马隆龙认为破解当前生物质难题的关键,是发展多元化利用,并推进技术创新。而这句话也成为与会专家们的共识。
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1、直接燃烧技术包括户用炉灶燃烧技术,锅炉燃烧技术、生物质与煤的混合燃烧技术,以及与之相关的压缩成型和烘焙技术。
2、生物转化技术小型户用沼气池、大中型厌氧消化。
3、热化学转化技术包括生物质气化、干馏、快速热解液化技术。
4、液化技术包括提炼植物油技术、制取乙醇、甲醇等技术
5、有机垃圾能源化处理技术。
生物质能可以直接燃烧,我国农村还有一半以上居民用燃烧木柴、秸秆取暖和炊事。但植物的直接燃烧会污染空气而影响生态环境。如果通过生物化学和热化学作用将植物变成甲烷、酒精,则可以获得高效、低价的能源,而且这些新产生的能源对空气污染和生态环境的影响轻微。但是这类能源的转换效率低,而且往往受季节和地区的影响。
如果在汽油中掺入10%~20%的酒精,使之变成汽油醇,则在汽车发动机不做任何改造的条件下开动汽车,除了可节省汽油,还可减少汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放量。但到目前为止,用糖或淀粉通过发酵来生产酒精的成本还较高,而且还要消耗粮食。因此如果能用农作物的副产品如植物纤维(秸秆、木屑、锯末等)生产廉价的酒精,则可大量节省汽油,并可减少汽车尾气对环境的污染。
另外,科学家也在寻找能直接产生烃类的植物,并将其变成农作物。除了大豆、油菜籽、油棕、油桐等作物外,已经发现了四十几种能产生烃类的植物。经过人工优选的油棕,每万平方米可收获14吨油料。海南的一种油楠大乔木的树芯内有一种黄色的油状树液,可直接用于照明,每棵大树可产生10~20千克这种可燃树液。另外,在海洋中还有某些海带或海藻类植物可以提炼合成天然气甚至可提炼汽车用的汽油和柴油。有研究认为,一公顷油菜田可生产1200升植物油和1060升氧气。其中植物油只有经过加工处理,可以变成生物柴油。种植各种能变成烃类的能源植物,可以实现将农田变成“油田”,而且是可再生的油田。在新世纪,各种能源植物的研究将成为发达国家开发可再生能源的新途径,而且还会使农业复兴。
生物质能的主要发展领域还包括:生物纤维发酵生产酒精;生物质热分解气化产生一氧化碳、氢气、甲烷等气体,经过净化可用于发电;在我国农村,将植物的秸秆等有机物封闭在窖中,在缺氧环境中使之发酵,产生沼气可用于取暖、炊事和照明。沼气还可用来发电,每立方米沼气可发电1.25~1.45千瓦时。由于我国还有8亿多居民生活在农村,因此发展沼气在我国有广阔的前景,而且发展沼气还可以将发酵后的秸秆等作为农肥使用,不仅增加土壤的肥力,还保护了环境。
生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。