生物质能的利用

所谓生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。但目前的利用率不到3%。目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。

加拿大亚伯达可再生柴油示范基地（ARDD）发布的一份研究称油菜子可作为寒冷天气用可再生柴油的生产原料。“ARDD的研究表明油菜子生物柴油及相关混合物尤其适合在寒冷的冬天使用”，研究中油菜子可再生柴油的混合比例为冬季月份2%，春季和夏季月份5%，而油菜子可再生柴油则由75%的菜子油和25%的动物脂组成。混合柴油在低温下没有表现出任何异常。

而诺维信公司、中粮集团日前与中国石化集团合作的开发利用农作物废料玉米秸秆生产第二代燃料乙醇的项目则把我国生物质能的开发推向了规模化商业生产的流程。与石油燃料相比，第二代燃料乙醇能将温室气体排放量至少降低90%。纤维素燃料乙醇只需耗用极少或者根本无需使用矿物燃料，并能够向电网供电，这对于降低空气污染、缓解能源压力有重大意义。

随着城市规模的扩大和城市化进程的加速，世界城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991年和1995年，仅我国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和6.45亿吨，同期城镇生活垃圾量以每年10%左右的速度递增。1995年中国城市总数达640座，垃圾清运量10750万吨。而且这些垃圾的构成已呈现向现代化城市过渡的趋势，有以下特点：一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高；二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分；三是易降解有机物含量高。这些特点给我们留下了很大的研究和开发利用的空间，技术成熟后，不仅可以有效缓解城市能源危机，还可以解决城市垃圾问题，保护环境。

我国重庆一座垃圾发电厂装备了国产的焚烧炉。焚烧炉是垃圾发电核心设备，国产焚烧炉更适合国情——发达国家早已实现了垃圾分类，而我国的垃圾中，菜叶剩饭和废布料、纸片等混在一起，国产的焚烧炉就是为混合垃圾量身打造。

该垃圾发电厂负责人称，电厂现在每天可“吃掉”1500吨垃圾——这是主城日产生垃圾总量的近五成，一年发电超8000万千瓦时，年利润达到4000万元左右，可满足近5万户居民的用电需求。

世界各国在垃圾发电方面的投入越来越大，技术也慢慢成熟，这在未来的城市生活中，不仅解决了垃圾处理的难题，更为人们提供了新的能源来源！

　太阳能（Solar）一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。平均在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367w。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 生物能源（又名生物质能）是利用有机物质（例如植物等）作为燃料，通过气体收集、气化（化固体为气体）、燃烧和消化作用（只限湿润废物）等技术产生能源。只要适当地执行，生物质能也是一种宝贵的可再生能源，但要看生物质能燃料是如何产生出来。 天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。 核能（或称原子能）是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放：1、核裂变，打开原子核的结合力。2、核聚变，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变，自然的慢得多的裂变形式。 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。 在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。 氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧，氢气火焰的温度可高达2500℃，因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。

生物质能，就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源（王德元，2008）。

一、生物质能的特点

（1）可再生性。生物质能是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。

（2）清洁、低碳。生物质能中的有害物质含量很低，属于清洁能源。同时，生物质能的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

（3）具有替代优势。利用现代技术可以将生物质能转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。在热转化方面，生物质能可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。国际自然基金会2011年2月发布的《能源报告》认为，到2050年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能。

（4）原料丰富。生物质能资源丰富，分布广泛。根据世界自然基金会的预计，全球生物质能潜在可利用量达350×1018J/a（约合82.12×108t标准油，相当于2009年全球能源消耗量的73%）。根据我国《可再生能源中长期发展规划》统计，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5×108t标准煤，随着造林面积的扩大和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10×108t标准煤。在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的第四大能源（据胡理乐等，2012）。

二、生物质能的利用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的农作物秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达（1440～1800）×108t（干重），其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物、发展能源农场（魏伟等，2013）。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换、物理转换和生物化学转换等4种途径（王久臣等，2007）。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前使用较为广泛传统的烧柴灶热改造效率仅为10%左右，而气化燃烧锅炉作为一种效率可达20%～30%的新型节能措施，具有技术简单、易于推广、效益明显等特点，已被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术（图4-60）。生物质能物理转化的最简单的方法就是将生物质原料进行压缩。自然堆积的固体生物质原料通常都比较疏松，密度较小，形状不规则，不便运输、储存和使用。将松散的原料进行预加工、预处理后，在外部压力的作用下，成型设备里的原料的体积大幅度减小，密度显著增大，最后成为一定形状的产品，例如玉米秸秆颗粒成型燃料（图4-61）。生物质的生物化学转换包括生物质—沼气转换和生物质—乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇（郭海霞等，2011）。生物质能利用技术主要有以下五种。

图4-60　立式气化燃烧换热一体化锅炉图

（据张洋，2009）

图4-61　玉米秸秆颗粒成型燃料

（据张洋，2009）

1．直接燃烧

直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固体成型燃烧等4种方式。其中，固体成型燃烧是新推广的技术，它将生物质固体化成型或将生物质、煤炭及固硫剂混合成型后使用。丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料。使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。其优点是充分利用生物质能替代煤炭，可以减少二氧化碳和二氧化硫排放量。生物质固体成型燃料制备工艺如图4-62、图4-63所示（雷学军等，2010）。

图4-62　生物质固体成型燃料制备工艺（据雷学军，2010）

2．生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，达到节约能源的目的。生物质气化机理如图4-64所示。

图4-63　生物质型煤制备工艺（据雷学军，2010）

图4-64　生物质气化机理示意图（据雷学军，2010）

3．液体生物燃料

由生物质制成的液体燃料称为液体生物燃料。液体生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢。受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视液体生物燃料的发展，并取得了显著的成效。我国液体生物燃料发展也取得了很大的成绩，以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模，并可以利用菜籽油、大豆油、米糠下脚料等为原料生产生物柴油（魏伟等，2013）。

“十五”期间，我国在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，生产能力达到102×104t/a，并从2002年开始，先后在东北三省以及河南、安徽、山东、江苏、湖北、河北等九省区分两期进行了车用乙醇汽油试点和示范，取得了良好的效果。据不完全统计，在生物柴油方面，目前全国生物柴油生产厂家有50多家，产能超过105t的生物柴油企业有16家，最大规模为30×104t，山东省为生产企业数量最多的省份，其次为江苏、河北和广东，截至2014年底，国内生物柴油装置总产能在525.5×104t，同比增长64×104t，但长期闲置产能达239.3×104t，占总产能的45%左右。

4．沼气

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并处于适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1）沼气的传统利用和综合利用技术

我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题。大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立扩宽了沼气的生产和使用范围。

自20世纪80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术，以沼气为纽带，其物质多层次利用、能量合理流动的高效农业模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法（图4-65）。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农户生活用能和农副产品生产加工，沼液用于饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产。我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪—果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖—沼气”、“猪—沼—鱼”和“草—牛—沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

图4-65　沼气发酵示意图（据魏伟，2013）

2）沼气发电技术

沼气燃烧发电是随着大型沼气池的建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已受到广泛重视，并得到积极推广。生物质能发电并网电量在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

3）沼气燃料电池技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、熔融碳酸盐（MCFC）及固态氧化物（SOFC）等。

燃料电池能量转换效率高、洁净、无污染、噪声低，既可以集中供电，也适合分散供电，是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式之一，它在洁净煤炭燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场（王久臣等，2007）。

5．生物质发电技术

生物质发电技术是将生物质能转化为电能的一种技术，主要包括直接燃烧发电、混合燃烧发电、气化发电和沼气发电。作为一种可再生能源，生物质能发电在国际上越来越受到重视，在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。

生物质发电在我国已有所发展。2005年底，我国生物质发电装机容量约为2×106kW，其中，蔗渣发电约1.7×106kW，垃圾发电约0.2×106kW，其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等。2006年《可再生能源法》实施后，我国的生物质能发电产业迅速发展，至2008年底，农林生物质发电项目达170多个，装机容量为4600×103kW，50个项目并网发电。到2012年底，我国生物质发电累计并网容量为5819×103kW，其中直燃发电技术类型项目累计并网容量为3264×103kW，占全国累计并网容量的56%；垃圾焚烧发电技术类型项目累计并网容量为2427×103kW，占全国累计并网容量的41.71%；沼气发电技术类型项目并网容量为206×103kW，占全国累计并网容量的3.54%。同其他发电技术相比，我国拥有巨大的农林废弃物产量，可以为生物质发电产业提供有力的原料支持，保障电力的充足供应（蒋大华等，2014）。

生物质能的利用需要充分考虑利用方向、利用技术及适用场合等多种因素，进行综合评价，有的放矢并最大化地利用好生物质能资源（表4-9）。

表4-9　生物质利用技术评价一览表（据王久臣，2007）

三、需要解决的难题

面对全球性的减少化石能源消耗，控制温室气体排放的形势，利用生物质能资源生产可替代化石能源的可再生能源产品，已成为我国应对全球气候变暖和控制温室气体排放问题的重要途径之一。然而受原料收集难、政策补贴不到位等现实问题的制约，生物质能产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能的利用，主要存在以下四个难题（王芳，2013）。

（一）认识不够

生物质能正处在一个很尴尬的境地——在可再生能源中生物质能是最重要的，但相比而言，它的产业化程度、发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。

生物质能的重要性体现在以下四点，第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是直接燃烧，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法。第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化。第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰。第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个（2500～3000）×104kW的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。

除了客观上发展规模受限以外，对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能在一地的投资占比较少。这在某些政府官员那来看，生物质能有点像“鸡肋”，有的话吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。

（二）补贴门槛过高

对生物质能的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续烦琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建〔2008〕735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在104t以上，才有条件获得140元/t的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为，1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而104t秸秆的年消耗量，需要相当规模的储存场地，由此带来的火灾隐患、成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，3000～5000t也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

这种现象主要是由于国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。104t的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题而因噎废食，取消这个补贴政策将会对刚刚起步的生物质能产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。

（三）布局难以把控

到底企业要建多大产能方能最好？可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏认为，没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。

企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散的话就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

（四）成本价格难控

受耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，给资源的收集、储存、运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。生物质能要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电的原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

此外，在我国现实的社会经济环境中，还存在一些消极因素制约着生物质能的发展和应用（李景明等，2010；刘旭等，2014）：

（1）市场环境和保障机制不够完善。我国生物燃料乙醇发展缺乏明确的发展目标，没有形成连续稳定的市场需求，还处在“以产定销、计划供应”阶段。国内生物燃料乙醇从生产到销售的各个环节都受到了政府部门的严格控制，是政策性的封闭运行，尚未形成真正意义的市场化。

（2）资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善。我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇（GB 18350-2013）和车用乙醇汽油（GB 18351-2015）两项强制性国家标准，在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准（ASTM），在现有标准的基础上及时制订不同生物质原料来源的生物燃料乙醇相关基础标准和工艺控制等标准就显得极为迫切。

（3）资源分散，收集手段落后，产业化进程缓慢，制约着生物质能高新技术的规模化和商业化利用。集中发电和供热是国际上通行的高效清洁地利用生物质能的主要技术方式。但是，这些技术对应的生产设备需要具有一定的规模，才能产生经济效益。

（4）利用装备技术含量低，研发经费投入过少，一些关键技术研发进展不大。例如厌氧消化产气率低，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题未能解决，影响长期应用；沼气发电与气化发电效率较低，二次污染问题没有彻底解决。

（5）缺乏专门扶持生物质能发展、鼓励生产和消费生物质能的政策。在当前缺乏一定的经济补助手段的条件下，难以实现生物质热电联产规模化，竞争能力弱。

（6）生物质能与农业、林业在资源使用上不协调。能源作物已经开始成为不少国家生物质能的主体。但是，我国土地资源短缺，存在能源作物和农业、林业争夺土地的矛盾。

四、生物质能利用的意义

我国能源面临着总量不足、石油紧缺、环境污染严重、人均占有量少和能效低等诸多问题，这些问题将长期制约我国经济的发展和社会进步。因此，改变能源生产和消费方式，大力开发利用生物质能已成为我国发展可再生能源的首要问题。同时，开发利用生物质能既是实行能源战略多元化、解决我国能短缺问题的有效途径，又是拓展农民就业领域、促进农民增收的重要渠道（表4-10）。

表4-10　我国生物质能应用规模与发展目标（据魏伟，2013）

在我国各种主要的能源当中，煤炭占据着主导地位，同时，煤炭的大量使用也给环境造成了严重的污染。目前，我国温室气体（GHG）的排放已经超过了世界排放量要求13%，仅次于美国，居世界第二位。根据世界银行公布的数据，预计到2020年我国的温室气体排放有可能占到世界排放总量的20%。在没有切实可行办法控制矿物燃料使用过程中产生的生态环境污染的情况下，减少使用量、开发利用洁净可替代能源是唯一的解决办法。截至2010年年底，我国可开发为能源的生物质资源已达3亿多吨。通过先进、成熟和高效的转换技术，将其生产成使用方便、无污染的气体燃料、固体燃料和液体燃料，替代化石能源，减少温室气体排放，从根本上解决农村普遍存在的畜牧公害和秸秆问题，是我国发展生物质能产业的长期目标。这不但能实现能源消费与环境保护的双赢，而且能实现能源的可持续发展，从而推进经济社会的可持续发展（蔺雪芹等，2013）。

生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制二氧化碳等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。

问题一：在美国,玉米秸杆怎么处理 一般础秸杆还田，美国都是机械化的，人工比机械贵。喂牛是专用玉米、高粱不等成熟就连果实一起收割储存做饲料。

问题二：发达国家的秸秆怎么处理 “秸秆”作为农作物收获后的垃圾；在废物利用不仅在回收利益下；而不造成二次污染。（这说起来容易；但成本极高）能做到这点的就仅有北美或欧洲发达地区-_-'对于发达国家的理解“秸秆”可直接喂养牲畜；或如下一、玉米杆或其他农作物秸秆等提炼生物油；这说起来容易；做起来难难难（方正中国不太普及；但现在能源紧缺；“象美国别说玉米杆；玉米都不卖；直接提炼生物油。这也直接造成世界粮食危机）二、运到专门的“肥料厂或造纸厂”（这经常造成二次污染；国内这方面问题很明显的）三、加工成“秸秆”作为燃气（在近年国内出现什么气化炉；燃化炉需要谨慎；这方面技术中国还没有普及）但最常见环保又便捷；秸秆转换“沼气”等加工。需详细补充吗；暂时就想到这些-_-'

问题三：美国人也烧麦秸吗？如果不烧，他们是怎么处理的？ 你好，我可以告诉你，他们只有小部分会被利用其余的有会烧掉，只不过他们会集中到一个地方烧，望采纳

问题四：国外玉米秸秆怎么处理 只为实现一个目标： 孩童时的嬉闹又回到了身边，放飞风筝的记忆插上了翅膀。

美的天，真的天，看我多么会变！

苦涩的康乃馨丛生在路边

寂静和空间。到现在已有那么多

它在等待一么一轮彩虹出现。哈哈

问题五：2015.玉米秸秆怎么处理呢 玉米秸秸经过膨化可以加工成饲料

问题六：国外如何处理麦秆的 我回答美国的处理方法：

1.美国生物质能概况 (1)生物质能种类 生物质(Biomass)主要指的是自然界中的各类植物,它们通过光合作用将太阳能转换成化学能蕴涵在有机体内。生物质能(Biomass Energy或Bioenergy)指的是利用生物质为原料通过生物提炼技术(Biorefinery)得到的可供日常应用的能源形式,主要包括：乙醇、生物柴油、生物发电等。 据美国能源信息署(EIA)的统计数字,美国从2000年起,生物质能就超过或接近传统水力发电而成为与之并驾齐驱的另一大可再生能源,也是液体交通燃料的唯一可再生替代能源。2004年,生物质能产量占到了美国总能源产出的4%,占所有可再生能源(含水电)的46.5%。生物质的利用还可以促进农村经济的发展,降低对进口能源的依赖,避免使用MTBE(甲基权丁基醚)及其他有毒的燃料添加剂,减少空气和水的污染及温室气体排放,意义十分重大。 (2)外物质给料的来源 了解生物质给料的特性对生物质能和生物产品的生产是至关重要的。目前关注的重点主要是富含纤维素的生物质,如：玉米秸秆、麦秆、稻草、木材等,来源主要是农业、林业和木材加工厂的剩余物以及城市木质垃圾、能源作物(大豆)等。工业上的造纸黑浆、牲畜厩肥也是来源之一。对生物质的评价标准主要是考虑其性能特点,是否易于收集和清除,便于运输及环境污染等。 美国生物质来源在不同发展阶段其重点是不同的。近期,主要是一些容易加工处理的农作物以及低成本或无成本的工业剩余物,生产技术也较为成熟；中期,农业和林业剩余物将作为主要的生物质给料,其特点是供应量大,可促进生物质能源和产品工业的发展,但利用此类给料生产生物质能的技术尚不成熟,还处于研发实验阶段；长期来看,一旦生物提炼工业逐步发展成熟起来,就需要专门对能源作物进行栽培、种植,目前美国农业部已经开始针对快速生长的树木和草类进行研究。今后,生物提炼厂将要采用的先进技术主要有将生物质纤维水解制成糖和木质素、生物质通过热化学转换成合成煤气并通过发酵和催化制成生物高聚合板及燃料等。 2.美国的生物质计划 2000年6月,美国通过生物质研发法,据此设立了生物质计划和生物质研发技术顾问委员会,这是一个多部门协作的计划,负责联邦生物质研究项目的协调和促进。 2001年12月,生物质研发技术顾问委员会向能源部长和农业部长提交了生物质研发建议及2002年的工作计划。2002年10月,技术顾问委员会又按照两部部长的要求,提交了《美国生物质能和生物产品远景规划》,提出了一直到2020年的研发路线和远景目标,争取到那时有10%的交通燃料,5%的工业和各类设施所需的热电、18%的化学品和材料来自于国产生物质。 2003年1月,又出台了生物质技术路线图。这是生物质计划的具体实施方案。它不仅给出了的研发计划,还给出了促进生物质利用的政策措施。可以说,该报告才真正标志着生物质计划的正式实施。显示出了比较清晰的立法――规划――技术路线――具体实施的美国计划进展模式。 2000年,为了配合生物质计划的开展,能源部还专门成立了国家生物质能中心,对能源部所属实验室的生物质研发项目进行统筹,协调研发资源、提供技术支持。国家生物质研究中心设在国家可再生能源实验室(NREL),其他几个大的实验室如橡树岭国家实验室(ORNL)、阿尔贡国家实验室(ANL)和爱达荷国家工程与环境实验室(INEEL)、西北太平洋国家实验室(PNNL)等都参与该中心的研究。 3.美国生物质能研究重点领域 美国生物质能的重点研发领域主要为五大块。 (1)生物质结料研发 (2)糖转化平台核心技术研发......>>

问题七：怎么利用玉米秸秆 玉米秸秆在农村很多，近几年来人们都没有充分利用，其实它在农村也用处很广。

（一）粉碎后可做贮青饲料

（二）可做液化发生灶，原料

（三）粉碎后可栽培食用菌

每到秋冬之交，玉米秸秆焚烧污染空气往往成为众矢之的。但话应两面说，焚烧造成污染固然不好，但不烧又有什么用处？过去，秸秆的用途主要是牲畜饲料、生活燃料或积沤肥料。如今农村壮劳力大多在外打工，由此不仅挣到钱，也学会算工时账：耕田耙地运粮草，小型拖拉机强过起早搭黑养牲口；种地上化肥比积沤农家肥省事多了；烧火用煤，省下搂柴的工夫去打工更合算。于是就有了一年一度乌烟瘴气的秋末冬初。为保障奥运，北京周边9省市下了禁烧令，情况似乎好一些。当然也有例外，如山东东平县建成两个以秸秆为原料的工厂：发电厂和乙醇厂。秸秆能卖钱，当然不会就地冒了烟；秸秆转化为电能和燃料乙醇，可以缓解能源和粮食吃紧的态势，堪称一举两得。

随着国际油价和粮价的高企，各国对谁该为此负责争论不休。美国指责中国和印度等发展中国家的需求提高了油价和粮价，然而世行的报告却指出，欧盟和美国的生物燃料生产从3个方面扭曲了粮食市场：美国1/3以上的玉米用来生产燃料乙醇，欧盟大约一半的植物油用来生产生物柴油；农民被鼓励留出土地生产生物燃料作物； *** 了对粮食的金融投机，致使粮价越涨越高。俄罗斯也说：美国每年进口的油量相当于中国进口油量的3倍多。美国人口仅占世界总人口不到5%，却消耗占世界25%的石油。但美国太强势了，对这样的分析竟不作回应。当然，美国也不是非要一条道走到黑。早在去年年底，美国众议院就通过了30多年来的首个能源法案，要求汽车行业在2020年之前，把汽车燃油效率提高40%。如果说这是从节流考虑，那么生物燃料的生产就是在开源。但美国的石油用量实在太大了，结果对整个世界牵一发而动全身。如美国2006年用于生产燃料乙醇的4200万吨玉米，相当于1.35亿人的口粮，2007年上升至8500万吨，当然更多。美国为此每年补贴农民50至70亿美元。生产一油箱油大约相当于一个人一年的口粮，全世界几亿人因此在挨饿。这就是美欧等地生物燃料不断扩展的后果。即使如此，生物燃料也只占美国能源需求的8%。

美国人高耗能的生活方式也许应该检讨，但欠发达国家的人似乎也应暂时放下“仇富”情结想一想，咱耗能较少是因为觉悟高，还是消费不起？平心而论恐怕多半是后者。否则，回到短缺经济时期耗能最少。大大小小的明星、老板、贪官等有条件择高枝的先富者，更是争先恐后移民或滞留国外不归。既然美国人不可能将仍在提高的消费降到和咱一样的水平线上，而咱又一直希望赶上发达国家也过上好日子，能源的需求就会不断增长。一味争论该谁负责，也不如好好想想如何不留后遗症地开发绿色能源，以替代渐趋紧缺的传统能源。如今越来越热的风能、太阳能、生物能等，虽然还在初级阶段，但起码是个好兆头。在人类尚未解决吃饭问题之时，用玉米等食品制造燃料乙醇的确太奢侈。但像东平那样用玉米秸秆等非食品原料制造乙醇，就值得包括美欧在内的玉米主产地学习。大约7吨玉米秸秆相当于4吨玉米原料，可产1吨乙醇，而且每吨成本比用粮食生产乙醇低1000元。项目年产6万吨乙醇时，可带动农民增收8000万元，户均增收230元以上。山西是玉米主产区之一，借鉴东平经验利用秸秆生产乙醇，不仅可避免秸秆就地焚烧的烟尘污染，也是发展循环经济、缓解能源紧缺、促进农民增收的好项目。

用玉米秸秆生产燃料乙醇，既有实用意义，亦有示范效应。正因为资源有限，所以人类更应该发挥聪明才智善用资源，而不仅是凭强权争夺资源，挥霍资源。[2]...>>

问题八：如何解决秸秆再利用问题？ 作为秸秆生产大国，我国耕地和淡水资源短缺，农作物秸秆，尤其是玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆和稻壳等极为珍贵，其总量和玉米、淀粉的总能量相当，其燃烧值约为标准煤的50％，每生产1吨玉米可生产2吨秸秆，3吨玉米秸秆就可以产出1吨蜂窝煤，可代替热值相当煤炭或液化气。如果将我国每年产生的农作物秸秆全部用来燃烧，可折合约3亿吨标准煤的热值。充分利用农作物秸秆生产秸秆生物质蜂窝煤，实现秸秆生物质蜂窝煤工厂化生产，并形成秸秆生物质蜂窝煤产业化，进而走向生物质蜂窝煤产业集群。

农作物秸秆生物质蜂窝煤主要由玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆和稻壳等作为原料经生物炭化制成。产品易燃、即燃、无烟、无味、无污染、无残渣、不易破裂且形状规则，含炭量高达80％以上，热值高达4300至6100大卡，可以再生，燃烧时排放的SO2很少。

玉米秸秆的热值约为煤的0.7―0.8倍，即1.25吨的玉米秸秆炭化成型原料相当于1吨煤的热值。玉米秸秆生物质蜂窝煤在配套的生物质燃烧炉中燃烧，其燃烧效率是燃煤炉的1.3―1.5倍，因而1吨玉米玉米秆生物质蜂窝煤的热量利用率与一吨煤的热量利用率相当。

炭化是提高秸秆生物质蜂窝煤使用价值的重要手段，炭化方式和炭化工艺直接决定了其机械强度、热值、生炭含量等主要性能指标。秸秆生物质蜂窝煤主要特点

在于摒弃了烧炭法和外热式两种炭化，而采用了内热式炭化方式，这种炭化方式比前两种优越：1、挥发物含量：12―18%；2、固定含碳量＞80%；3、炭粉：1.0―1.3%；4、色泽：断面有金属光泽；5、发热量（J/G）：＞31000；6、炭化得率30―50%；7、单炉炭化周期缩短：为8小时/炉，秸秆炭量均匀；8、环境污染情况：几乎无烟。

1、 农作物秸秆生物质蜂窝煤是代替传统煤炭和液化气等高品们的“绿色”民用燃料。

2、 原料炭化产生的尾气可制成秸秆醋液产品，用于养殖和公共场所除臭、抗禽流感、杀虫剂等。

3、 炭化炉温度高达200―500度，要用循环管道采集后向住房提供暖气或热水。

4、 工业中大量使用的化铁炉、锅炉，生火时而耗用大量劈柴点火，劈柴售价远比煤高。用秸秆生物质蜂窝煤代替劈柴和煤较为经济。

5、 秸秆生物质炭进一步处理为活性炭，可广泛应用于制药、化工等行业。也可用于污水处理，随着环境保护的强化，净化废水、废气所需活性炭的用量会越来越大。

1、 工艺流程 原料粉碎―炭化―成型―入库。

2、 原料来源及生产规模的确定

本产品由70%以上的秸秆炭粉与30%普通添加剂，混合搅拌后挤压成型。原料为农村的玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆和稻壳、花生壳等。该项目生产原料充沛，来源广泛。

3、产品基本颜色与规格

1) 秸秆蜂窝煤规格与煤炭产蜂窝煤相同，同为黑色；

2) 秸秆生物质燃料球，有乒乓球大小、为黑色；

3) 秸秆生物质燃料颗粒，比颗粒饲料略长些，也为黑色。

本项目利用农作物秸秆，尤其是玉米、棉花、小麦和花生壳等秸秆作为生产原料，生产秸秆生物质蜂窝煤这一高品位的民用燃料。秸秆生物质蜂窝煤正在成为全球性的“绿金”产业，它正在逐步成为传统“黑金”能源的代用品。美国于2000年开始实施“开发和推进生物质产品和生物能源”的法案，美国 *** 将用十亿吨的生物质能进行液化、炭化处理，替代传统的石油和煤炭。我国有12亿多人口，绝大多数居住在农村和小城镇，其生活用能的主要方式是直接燃烧；中小企业和民营企龚的快速兴起和发展，不仅带动农村经济的发展，而且加速了化石能源，尤其是煤的消费。因此，开发秸秆生物质蜂窝煤代替燃烧是最佳选择。国......>>

问题九：玉米秸杆农药残留如何处理 在玉米拔节期至扬花前期喷施1500ml初元。初元能解药害、改善农作物品质、促早熟等。

日本到2030年的能源将主要用太阳能，太阳能前景很好，你可以查一查这个：空间太阳能电站，就是太空建立太阳能电站之后以微波的形式传输到地球，这在以后这是个大趋势，某一天太阳能行业会突然爆发的，看着吧。

说说生物质能，这种技术是好东西，但也存在环境污染、许多技术难以处理的问题，从可持续性和经济性看，太阳能更占优势。

生化反应即生物化学反应，就是指在生物的细胞内进行的化学反应。

和普通的化学反应相比，它具有以下的特点：

1、在生物体中所进行的生物化学反应都是远离平衡点的反应，它需要从外界获取能量或向外界输出物质、能量和熵。

2、参与反应的蛋白质一般都是固定在膜上或细胞骨架上，使细胞内每时每刻所进行的成千上万种生物化学反应，犹如行驶在具有立交的高速路上机动车，各行其是，互不干扰。例如细胞核中DNA的复制、转录都必须附着在核骨架上才能正确进行。

3、细胞中生物化学反应的主要类型是氧化还原反应，电子在定位于膜上或骨架上的蛋白质之间进行高速传递。例如电子传递链（内膜嵴）、光合作用（类囊体膜上）

4、由于细胞中的生物化学反应是在膜分隔的空间中进行，因此存在着位置信息效应，即生物大分子只有在特定位置发生反应，其特定功能才能得以发挥。例如，RNA转录、加工只在核中一定区域进行；蛋白质生物合成是在细胞质中进行，线粒体和叶绿体只能合成自己需要的一小部分蛋白质，糖酵解发生在细胞质中，三羧酸循环发生在线粒体基质中。

5、膜的分隔使细胞中的生物化学反应成为一种由浓度梯度驱动的方向性化学反应。例如，溶酶体膜上V-型ATP酶，叶绿体类囊体膜上的F-型ATP酶等都是由H+浓度梯度驱动。

6、细胞内所进行的生物化学反应都需要有酶的催化。酶的催化效率高，反应条件温和，具有方向性，对底物有高度专一性。

7、生物体或细胞中所进行的生物化学反应，在复杂的网络体系中都可以通过正、负反馈得到自动调控。而载着反馈过程蓝本的基因负责调制机体应如何读、如何理解同一基因。

8、在生物体中所进行的生物化学反应，从本质上说都是由一种或几种作用物与受体蛋白等相互选择引起的。例如，激素、神经递质等通过与特定的受体蛋白结合形成复合物，在由后者引发一系列化学或物理的连锁反应、酶对底物的选择等。

生物质能概念股主要包括生物质能上游资源（原材料）上市公司、生物质能设备上市公司和生物质能运营上市公司。

生物质能上游资源（原材料）上市公司

玉米深加工上市公司：“汽车与人争吃玉米”，国家近几年内连续发布关于燃料乙醇项目调整或限制盲目扩张的有关规定和要求。美国燃料乙醇生产主要依靠玉米，通过转基因技术和扩大种植面积，美国玉米产量近年增长迅速，目前有30%的玉米是用于燃料乙醇的生产。

1. 万向德农（600371），

2. 华冠科技（600371），在国内率先拥有了玉米深加工多项最新技术的所有权或使用权。

赖氨酸上市公司：

1. 荣华实业（600311），赖氨酸（豆粕的替代品）新增产能最大的企业之一。

乙醇汽油上市公司：如果没有补贴，每生产1吨燃料乙醇，企业将亏损1400元左右。

1. 丰原生化（000930），公司已经形成乙醇汽油产业化的龙头企业，是安徽省唯一一家燃料乙醇供应单位。

2. 北海国发（600538），公司全资控股子公司广西国发生物质能源有限公司已具备燃料乙醇生产能力。

甲醇汽油上市公司：与乙醇汽油相比，甲醇汽油并不逊色，且成本更有优势；生产1吨车用乙醇燃料约需3.5吨粮食和2.5吨煤，成本比成品油高得多，相当于车用甲醇燃料价格的两倍多。乙醇市场售价4000多元/吨，而甲醇一般不超过2000元/吨，乙醇比甲醇贵一倍多。

1. 北大荒（600598），公司具有年产10万吨甲醇项目。

糖料燃油精上市公司：

1. 广东甘化（000576），利用甘蔗、玉米等可再生性糖料资源生产燃油精，成为汽油代替品。

2. 华资实业（600191），利用可再生性糖料资源生产燃油精，成为纯车用汽油代替品。

木薯乙醇上市公司：木薯是替代玉米的最佳选择，原料优势（生物特性好、种植面积广阔、单产增长潜力大）；酒精生产率高于其它作物；木薯乙醇生产的成本较低。只要国际油价保持在60美元/桶以上，木薯燃料乙醇就能有较大盈利空间。

1. 海南椰岛（600238），公司拥有20万吨木薯乙醇项目。

生物质能设备上市公司

1. 华光股份（600475），国内垃圾焚烧炉制造龙头企业，在200t/d以上级别垃圾焚烧锅炉市场占有率第一。公司未来将加大对垃圾焚烧锅炉、余热锅炉、生物质燃料锅炉的技术开发力度。

生物质能运营上市公司

1. 华电国际（600027），公司涉足清洁能源，实现以火电为主，水电、风电、生物质能发电、核电等互补的多元化发电结构。

生物质发电概念上市公司

1. 凯迪电力（000939），拥有生物质发电在建项目9个，并拟收购控股股东凯迪控股拥有的11个生物质发电项目公司；凯迪电力生物质电厂的建设成本为7,000元/千瓦，低于目前市场价格；旗下祁东电厂预计八月底进行性能测试，通过性能测试后可并网发电，将更快受益于此次政策的出台。

2. 韶能股份（000601），拟非公开发行股票，募集资金主要用于投资广东省韶关市2×30mw生物质发电项目。

（1）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为N≡N，互为等电子体分子的结构相似，则CO的结构式为C≡O；

故答案为：C≡O；

（2）①甲醇发生催化氧化生成甲醛和水，反应的方程式为：2CH3OH+O2

Cu/Ag

△

2HCHO+2H2O；

故答案为：2CH3OH+O2

Cu/Ag

△

2HCHO+2H2O；

②甲醛和新制氢氧化铜反应是利用了醛基的性质，甲醛和新制氢氧化铜反应生成氧化亚铜、二氧化碳和水，甲醛和新制氢氧化铜反应方程式为：HCHO+4Cu（OH）2

△

2Cu2O+5H2O+CO2↑；

故答案为：HCHO+4Cu（OH）2

△

2Cu2O+5H2O+CO2↑；

③甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；

故答案为：甲醇分子间形成氢键；

④甲醛分子中含有碳氧双键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；

故答案为：sp2杂化；平面三角形；

⑤在氧化亚铜晶胞中，白球的数目为8×

1

8

+1=2，黑球的数目为4，即白球数目：黑球数目=1：2，故黑球为铜原子．

故答案为：Cu．