什么是生物质能
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
生物质颗粒用途:
1、大型养殖场牲畜的饲料,便于贮存、运输;
2、民用取暖和生活用能,干净、无污染,便于贮存、运输;
3、工业锅炉和窑炉燃料,替代燃煤和燃气,解决环境污染;
4、可做为气化发电、火力发电的燃料,解决小火电厂关停问题。
扩展资料:
意义:我国是能耗大国,调整能源结构,利用生物质能是必然选择。生物质经过压缩成型后,其体积大幅减小从而更便于运输、贮存和使用,解决了生物质大规模利用的关键难题,因此该技术及设备非常适合于生物质发电、工业锅炉的清洁能源改造、农村新型炊事燃料。
主要具有如下深远意义:
1)替代煤,从而减少一次能源的消耗。
2)实现碳循环,减少了温室气体二氧化碳的排放。
3)增加农业附加值,增加农民收入。
4)该技术及设备符合国家产业政策,具有较好的经济效益和社会效益。
参考资料来源:百度百科—生物质颗粒
摘要:
生物质能是人类用火以来,最早直接应用的能源。生物质能的应用技术开发,旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及农林剩余物如秸杆、麦草等原料通过物理或化学化工的加工方法,使之成为高品位的能源,提高使用热效率,减少化石能源使用量,保护环境,走可持续发展的道路。本文从生物质能源应用技术的研究现状展开,并且对生物质能源的应用发展方向进行了描述。
正文:
随着人类文明的发展,生物质能的应用研究开发几经波折,最终人们深刻认识到,石油、煤、天然气等化石能源的有限性,同时无节制地使用化石能源,大量增加CO2、粉尘、SO2等废弃物的排放,污染了环境,给人类赖以生存的星球,造成十分严重的后果。而使用大自然馈赠的生物质能源,几乎不产生污染,资源可再生而不会枯竭,同时起着保护和改善生态环境的重要作用,是理想的可再生能源之一。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,是唯一一种可再生的碳源。
七十年代,由于中东战争引发的能源危机以来,生物质的开发利用研究,进一步引起了人们的重视。美国、瑞典、奥地利、加拿大、日本、英国、新西兰等发达国家,以及印度、菲律宾巴西等发展国家都分别修定了各自的能源,投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。我国生物质能研究开发工作,起步较晚。随着经济的发展,开始重视生物质能利用研究工作,从八十年代起,将生物质能研究开发列入国家攻关计划,并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍,并取得了一批高水平的研究成果,初步形成了我国的生物质能产业。
生物质能应用技术的研究开发现状 1.国外研究开发简介
在发达国家中,生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。
生物质能气化是在高温条件下,利用部份氧化法,使有机物转化成可燃气体的过程。产生的气体可直接作为燃料,用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。气化技术应用在二战期间达到高峰。随着人们对生物质能源开发利用的关注,对气化技术应用研究重又引起人们的重视。目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划,目前已有容量为1000~2000kw的80~90个区域供热站,年供应10×109MJ能量。加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。1998年8月发布了由Freel,BarryA.申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划,使生物质能在提供高品位电能的同时满足供热的要求。1999年,瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中,26是生物质。
美国在利用生物质能方面,处于世界领先地位,据报道,目前美国有350多座生物质发电站,主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂,这些工厂大都位于郊区。装机容量达7000MW,提供了大约66000个工作岗位,根据有关科学家预测,到2010年,生物质发
电将达到13000MW装机容量,届时有4000000英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料,同时,可按排170000个以上的就业人员,对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。 流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气化强度大。反应温度较固定床低等优点,从1975年以来一直是科学家们关注的热点。包括循环流化床、加压流化床和常规流化床。印度Anna大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等,建立了一个中试规模的流化床系统,气体用于柴油发电机发电。1995年美国Hawaii大学和Vermont大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化发电的工作。Hawaii大学建立了处理生物质量为100T/d的工化压力气化系统,1997年已经完成了设计,建造和试运行达到预定生产能力。Vermont大学建立了气化工业装置,其生产能力达200T/d,发电能力为50MW。目前已进入正常运行阶段。
生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发,主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。目前,已开发的技术有:林产品加工厂的废料(如造纸厂的树皮、家具厂的边角料等)的专用燃烧蒸汽锅炉,国外造纸厂几乎都有专门的设备,用来处理废弃物。由于生物质形状各异,堆积密度小较松散,给运输和贮存以及使用带来了较大困难,影响生物质的使用。因此,从四十年代开始了生物质的成型技术研究开发。现已成功开发的成型技术按成型物形状分主要有三大类:以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术,欧洲各国开发的活塞式挤压制得园柱块状成型技术,以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。美国颗粒成型燃料年产量达80万吨。
成型燃料应用于二个方面:其一:进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块,作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料;其次是作为燃料直接燃烧,用于家庭或暧房取暧用燃料。日本、美国、加拿大等国家,开发了专用炉灶。在北美有50万户以上家庭使用这种专用炉灶作为取暧炉。 将生物质能进行正常化学加工,制取液体燃料如乙醇、甲醇、液化油等;是一个热门的研究领域。利用生物发酵或酸水解技术,在一定条件下,将生物质转化加工成乙醇,供汽车和其它工业使用。加拿大用木质原料生产的乙醇上产量为17万吨。比利时每年用甘蔗为原料,制取乙醇量达3.2万吨以上,美国每年用农林生物质和玉米为原料大约生产450万吨乙醇,计划到2010年,可再生的生物质可提供约5300万吨乙醇。
生物质能的另一种液化转换技术,是将生物质经粉碎预处理后在反应设备中,添加催化剂或无催化剂,经化学反应转化成液化油。美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作,液化油的发热量达3.5×104KJ/kg左右,用木质原料液化的得率为绝干原料的50以上。欧盟组织资助了三个项目,以生物质为原料,利用快速热解技术制取液化油,已经完成100kg/hr的试验规模,并拟进一步扩大至生产应用。该技术制得的液化油得率达70,液化油低热值为1.7×104KJ/kg。
生物质能催化气化研究,旨在降低气化反应活化能,改变生物质热处理过程,分解气化副产物焦油成为小分子的可燃气体,增加煤气产量,提高气体热解;同时降低气化温度,提高气化速度和调整生物质气体组成,以便进一步加工制取甲醇或合成氨。欧美等发达国家科研人员在催化气化方面已经作了大量的研究开发,研究范围涉及到催化剂的选择,气化条件的优化和气化反应装置的适应性等方面,并且已经在工业生产装置中得到了应用。 2.国内研究开发
我国生物质能的应用技术研究,从八十年代以来一直受到政府和科技人员的重视。主要在气化、固化、热解和液化开展研究开发工作。
生物质气化技术的研究在我国发展较快,应用于集中供气、供热、发电方面。中国林科
院林产化学工业研究所,从八十年代开始研究开发了集中供热、供气的上吸式气化炉,并且先后在黑龙江、福建得到工业化应用,气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ/hr。建成了用枝桠材削片处理,气化制取民用煤气,供居民使用的气化系统。最近在江苏省又研究开发以稻草、麦草为原料,应用内循环流化床气化系统,产生接近中热值的煤气,供乡镇居民使用的集中供气系统,气体热值约8000KJ/NM3。气化热效率达70/以上。山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉。主要用于秸杆等农业废弃物的气化。在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用,并已形成产业化规模。广州能源所开发的以木屑和木粉为原料,应用外循环流化床气化技术,制取木煤气作为干燥热源和发电,并已完成发电能力为180KW的气化发电系统。另外北京农机院、浙江大学等单位也先后开展了生物质气化技术的研究开发工作。 我国生物质的固化技术在八十年代中期开始,现已达到工业化规模生产。目前国内有数十家工厂,用木屑为原料生产棒状成型物木炭。螺旋挤压成型机有单头和双头二种,单头机生产能力为120Kg/hr,双头机生产能力达200Kg/hr。1990年中国林科院林化所与江苏省东海粮机厂合作,研究开发生产了单头和双头二种型号的棒状成型机,1998年又与江苏正昌集团合作,共同开发了内压滚筒式颗粒成型机,机器生产能力为250~300kg/hr,生产的颗粒成型燃料尤其适用于家庭或暖房取暖使用。南京市平亚取暖器材有限公司,从美国引进适用于家庭使用的取暖炉,通过国内消化吸收,现已形成生产规模。
生物发酵制气技术,在我国已经形成工业化,技术亦趋成熟,利用的原料主要是动物粪便和高浓度的有机废水。在上海亦已建成沼气集中供气系统。
沈阳农业大学从国外引进一套流化床快速热解试验装置,研究开发液化油的技术,和利用发酵技术制取乙醇试验。另外,中国林科院林化所进行了生物质催化气化技术研究。华东理工大学还开展了生物质酸水解制取乙醇的试验研究,但尚未达到工业化生产。 我国生物质能应用技术的展望
生物质能是一个重要的能源,预计到下世纪,世界能源消费的40来自生物质能,我国农村能源的70是生物质,我国有丰富的生物质能资源,仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展,人们生活水平的提高,环境保护意识的加强,对生物质能的合理、高效开发利用,必然愈来愈受到人们的重视。因此,科学地利用生物质能,加强其应用技术的研究,具有十分重要的意义。
目前,我国已有一批长期从事生物质转换技术研究开发的科技人员,已经初步形成具有中国特色的生物质能研究开发体系,对生物质转化利用技术从理论上和实践上进行了广泛的研究,完成一批具有较高水平的研究成果,部分技术已形成产业化,为今后进一步研究开发,打下了良好的基础。
从国外生物质能利用技术的研究开发现状结合我国现有技术水平和实际情况来看,本人认为我国生物质能应用技术将主要在以下几方面发展。 1.高效直接燃烧技术和设备
我国有12亿多人口,绝大多数居住在广大的乡村和小城镇。其生活用能的主要方式仍然是直接燃烧。剩余物秸杆、稻草松散型物料,是农村居民的主要能源,开发研究高效的燃烧炉,提高使用热效率,仍将是应予解决的重要问题。乡镇企业的快速兴起,不仅带动农村经济的发展,而且加速化石能源,尤其是煤的消费,因此开发改造乡镇企业用煤设备(如锅炉等),用生物质替代燃煤在今后的研究开发中应占有一席之地。把松散的农林剩余物进行粉碎分级处理后,加工成型为定型的燃料,结合专用技术和设备的开发,在我国将会有较大的
市场前景,家庭和暧房取暧用的颗粒成型燃料,推广应用工作,将会是生物质成型燃料的研究开发之热点。
2.集约化综合开发利用
生物质能尤其是薪材不仅是很好的能源,而且可以用来制造出木炭、活性炭、木醋液等化工原料。大量速生薪炭材基地的建设,为工业化综合开发利用木质能源提供了丰富的原料。由于我国经济不断发展,促进了农村分散居民逐步向城镇集中,为集中供气,提高用能效率提供了现实的可能性。将来应根据集中居住人口的多少,建立能源工厂,把生物质能进行化学转换,产生的气体收集净化后,输送到居民家中作燃料,提高使用热效率和居民生活水平。这种生物质能的集约化综合开发利用,既可以解决居民用能问题,又可通过工厂的化工产品生产创造良好的经济效益,也为农村剩余劳动力提供就业机会。因此,从生态环境和能源利用角度出发,建立能源材基地,实施“林能”结合工程,是切实可行的发展方向。
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生物质燃料由秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等以及“三剩物”经过加工产生的块状环保新能源。
中国也十分重视生物能源的开发和利用。20世纪80年代以来,中国政府一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用新技术的研究和开发,使生物质能技术有了进一步提高。中国生物质能的利用主要集中在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目,对于生物质能颗粒燃料产品的生产加工与直接燃烧利用的研究还刚刚起步。
植物
水 + 二氧化碳 ----->有机体 + 氧
太阳能
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、繁殖与种值方法、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。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地,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。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大,但地球上每个国家都有某种形式的生物质,生物质能是热能的来源,为人类提供了基本燃料。
生物能具备下列优点:
* 提供低硫燃料;
* 提供廉价能源(於某些条件下);
* 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如,垃圾燃料);
* 与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
至於其缺点有:
*小规模利用;
*植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物;
*单位土地面的有机物能量偏低;
*缺乏适合栽种植物的土地;
*有机物的水分偏多(50%~95%)。
生物能大致可以分为两类——传统的和现代的。现代生物能是指那些可以大规模用于代替常规能源亦即矿物类固体、液体和气体燃料的各种生物能。巴西、瑞典、美国的生物能计划便是这类生物能的例子。现代生物质包括:1、木质废弃物(工业性的);2、甘蔗渣(工业性的);2、城市废物;3、生物燃料(包括沼气和能源型作物)。传统生物能主要限于发展中国家、广义来说它包括所有小规模使用的生物能,但它们也并不总是置于市场之外。第三世界农村烧饭用的薪柴便是其中的典型例子。传统生物质包括:1、家庭使用的薪柴和木炭;2、稻草,也包括稻壳;3、其他的植物性废弃物;4、动物的粪便。
世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,其中包括薪柴,农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等(中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面),下面举一些例子说明:
薪柴: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。
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。
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,会产生甲烷和可供肥料使用之淤渣。若用小型厌氧消化糟,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。
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,在於可直接发酵变成乙醇。
水生植物:如一些水生藻类,主要包括海洋生的马尾藻、巨藻、海带等,淡水生的布袋草、浮萍、小球藻等。利用水生植物化成燃料也为增加能源供应方法之一。
光合成微生物:如硫细菌、非硫细菌等等。
城市垃圾:将城市垃圾直接燃烧可产生热能,或是经过热解体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。下水道污泥有望成为厌氧消化槽的主要原料。
生物质不同的用途使生物质有不同的价值,因此如要统一确定生物质的经济性是十分困难,大规模商业化应用生物质会对其他市场,如食品市场和造纸市场产生重大影响。在评价生物质的经济性时,必须考虑生产生物质的成本和能源投资,所需的水和肥料以及开发利用生物质对土地利用和人口分布形式的总体影响等。生物质常常最适于分散应用,如在人口密度低的地区使用。典型的生物质能开发利用设备均比较小。生物质是到2020年唯一能极大地影响运输行业(不包括电车)燃料利用状况的可再生能源,然而,若大规模开发利用生物质资源,必须注意保护生物多样性,保护自然风景区和环境敏感区,同时还要注意控制废水和废气。
生物能的开发和利用具有巨大的潜力。下面的技术手段目前看来是最有前途:
直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。
利用能源作物生产液体燃料。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。
生产木炭和炭
生物质(热解)气化后用于电力生产,如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机(BIG/STIG)联合发电装置。
对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化,以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质,以免引起环境危害。
而根据生物质能的作用和我国的现状,目前重点发展的项目如下:
(1)近期优先发展项目
生物质气化供气
生物质气化发电
大型沼气工程
生物质直接燃烧供热
(2)中长期化发展项目
生物质高度气化发电项目(BIG/CC)
生物质制氢等优质燃气
生物质热解液化制油
2 生物质能资源
一、 森林能源
森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,主要是薪材,也包括森林工业的一些残留物等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位,1980年前后全国农村消费森林能源约1亿吨标煤,占农村能源总消费量的30%以上,而在丘陵、山区、林区,农村生活用能的50%以上靠森林能源。
薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈,木材加工的边角余料,以及专门提供薪材的薪炭林。1979年全国合理提供薪材量8885万吨,实际消耗量18100万吨,薪材过樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9万吨,其中薪炭林可供薪材2000万吨以上,全国农村消耗21339万吨,供需缺口约7000万吨。
二、农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的副产品,也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。根据1995年的统计数据计算,我国农作物秸秆年产出量为6.04亿吨,其中造肥还田及其收集损失约占15%,剩余5.134亿吨。可获得的农作物秸秆5.134亿吨除了作为饲料、工业原料之外,其余大部分还可作为农户炊事、取暖燃料,目前全国农村作为能源的秸秆消费量约2.862亿吨,但大多处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧,其转换效率仅为10%一20%左右。随着农村经济的发展,农民收入的增加,地区差异正在逐步扩大,农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。事实上,农民收入的增加与商品能源获得的难易程度都能成为他们转向使用商品能源的契机与动力。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区,商品能源(如煤、液化石油气等)已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象,致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大,许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60%以上,既危害环境,又浪费资源。因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
三、 禽畜粪便
禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。除在牧区有少量的直接燃烧外,禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。中国主要的禽畜是鸡、猪和牛,根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素,可以估算出粪便资源量。根据计算,目前我国禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,折合7840多万吨标煤,其中牛粪5.78亿吨,4890万吨标煤,猪粪2.59亿吨,2230万吨标煤,鸡粪0.14亿吨,717万吨标煤。
在粪便资源中,大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的。我国目前大中型牛、猪、鸡场约6000多家,每天排出粪尿及冲洗污水80多万吨,全国每年粪便污水资源量1.6亿吨,折合1157.5万吨标煤。
四、 生活垃圾
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991和1995年,全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。
城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物,成分比较复杂,其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。中国大城市的垃圾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。目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。
3生物质能发展现状
一、沼气
90年代以来,我国沼气建设一直处于稳步发展的态势。到1998年底,全国户用沼气池发展到688万户,比上年增长7.8%,利用率达到91.7%。全国大中型沼气工程累计建成748处,城市污水净化沼气池累计49300处。以沼气及沼气发酵液在农业生产中的直接利用为主的沼气综合利用有了长足发展,达到339万户,其中北方“四位一体”能源生态模式21万户,南方“猪沼果” 能源生态模式81万户。
以沼气利用技术为核心的综合利用技术模式由于其明显的经济和社会效益而得到快速发展,这也成为中国生物质能利用的特色,如“四位一体”模式,“能源环境工程”等。所谓“四位一体”就是一种综合利用太阳能和生物质能发展农村经济的模式,其内容是在温室的一端建地下沼气池,池上建猪舍、厕所。在一个系统内既提供能源,又生产优质农产品。“能源环境工程”技术是在原大中型沼气工程基础上发展起来的多功能、多效益的综合工程技术,既能有效解决规模化养殖场的粪便污染问题,又有良好的能源、经济和社会效益。其特点是粪便经固液分离后液体部分进行厌氧发酵产生沼气,厌氧消化液和渣经处理后成为商品化的肥料和饲料。
二、薪炭林
1981年我国开始有计划的薪炭林建设,至1995年10年间,全国累计营造薪炭林494.8万公顷,其中“六五”完成205万公顷,“七五”186.3万公顷,“八五”103.5万公顷。根据这些年全国造林成效调查,薪炭林成林面积和单位面积年生物量测算,薪炭林年增加薪材量2000-2500万吨,对缓解农村能源短缺起到了重要作用。
三、生物质气化
生物质气化即通过化学方法将固体的生物质能转化为气体燃料。由于气体燃料高效、清洁、方便。因此生物质气化技术的研究和开发得到了国内外广泛重视,并取得了可喜的进展。在我国,将农林固体废弃物转化为可燃气的技术也已初见成效,应用于集中供气、供热、发电方面。中国林科院林产化学工业研究所,从八十年代开始研究开发了集中供热、供气的上吸式气化炉,并且先后在黑龙江、福建得到工业化应用,气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ/h。建成了用枝桠材削片处理,气化制取民用煤气,供居民使用的气化系统。最近在江苏省又研究开发以稻草、麦草为原料,应用内循环流化床气化系统,产生接近中热值的煤气,供乡镇居民使用的集中供气系统,气体热值约8000kJ/Nm3,气化热效率达70%以上。山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉,主要用于秸秆等农业废弃物的气化,在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用,并已形成产业化规模,到1998年底,已建成秸秆气化集中供气站164处,供气4572万立方米,用户7700户。广州能源所开发的以木屑和木粉为原料,应用外循环流化床气化技术,制取木煤气作为干燥热源和发电,并已完成发电能力为180KW的气化发电系统。另外大连环科院、辽宁能源所、北京农机院、浙江大学等单位也先后开展了生物质气化技术的研究开发工作。
四、 生物质固化及其它
具有一定粒度的生物质原料,在一定压力作用下(加热或不加热),可以制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料。原料经挤压成型后,密度可达1.1、1.4吨/立方米,能量密度与中质煤相当,燃烧特性明显改善,火力持久黑烟小,炉膛温度高,而且便于运输和贮存。
用于生物质成型的设备主要有螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式等几种主要类型。目前,国内生产的生物质成型机一般为螺旋挤压式,生产能力多在100-200千克/B寸之间,电机功率7.5一18千瓦,电加热功率2-4千瓦,生产的成型燃料为棒状,直径50-70毫米,单位产品电耗70一120千瓦时/吨。曲柄活塞冲压机通常不用电加热,成型物密度稍低,容易松散。
环模滚压成型方式生产的为颗粒燃料,直径5一12毫米,长度12-30毫米,也不用电加热。物料水分可放宽至22%,产量可达4吨/小时,产品电耗约为40千瓦时/吨,原料粒径要求小于 l毫米;该机型主要用于大型木材加工厂木屑加工或造纸厂秸秆碎屑的加工,粒状成型燃料主要用作锅炉燃料。
利用生物质炭化炉可以将成型生物质块进一步炭化,生产生物炭。由于在隔绝空气条件下,生物质被高温分解,生成燃气、焦油和炭,其中的燃气和焦油又从炭化炉释放出去,所以最后得到的生物炭燃烧效果显著改善,烟气中的污染物含量明显降低,是一种高品位的民用燃料。优质的生物炭还可以用于冶金工业。
辽宁省能源研究所、西北农业大学、中国林科院林产化工研究所、陕西武功轻工机械厂、江苏东海县粮食机械厂等10余家单位研究和开发生物质成型燃料技术和设备。
沈阳农业大学从国外引进一套流化床快速热解试验装置,研究开发液化油的技术,和利用发酵技术制取乙醇试验。另外,中国体科院林化所进行了生物质催化气化技术研究。华东理工大学还开展了生物质酸水解制取乙醇的试验研究,但尚未达到工业化生产。
(一)软件
1101 1、系统软件
1102 2、支撑软件
1103 3、中间件软件
1104 4、嵌入式软件
1105 5、计算机辅助工程管理软件
1106 6、中文及多语种处理软件
1107 7、图形和图像软件
1108 8、金融信息化软件
1109 9、地理信息系统
1110 10、电子商务软件
1111 11、电子政务软件
1112 12、企业管理软件
(二)微电子技术
1201 1、集成电路设计技术
1202 2、集成电路产品设计技术
1203 3、集成电路封装技术
1204 4、集成电路测试技术
1205 5、集成电路芯片制造技术
1206 6、集成光电子器件技术
(三)计算机及网络技术
1301 1、计算机及终端技术
1302 2、各类计算机外围设备技术
1303 3、网络技术
1304 4、空间信息获取及综合应用集成系统
1305 5、面向行业及企业信息化的应用系统
1306 6、传感器网络节点、软件和系统
(四)通信技术
1401 1、光传输技术
1402 2、小型接入设备技术
1403 3、无线接入技术
1404 4、移动通信系统的配套技术
1405 5、软交换和VoIP 系统
1406 6、业务运营支撑管理系统
1407 7、电信网络增值业务应用系统
(五)广播电视技术
1501 1、演播室设备技术
1502 2、交互信息处理系统
1503 3、信息保护系统
1504 4、数字地面电视技术
1505 5、地面无线数字广播电视技术
1506 6、专业音视频信息处理系统
1507 7、光发射、接收技术
1508 8、电台、电视台自动化技术
1509 9、网络运营综合管理系统
1510 10、IPTV 技术
1511 11、高端个人媒体信息服务平台
(六)新型电子元器件
1601 1、半导体发光技术
1602 2、片式和集成无源元件技术
1603 3、片式半导体器件技术
1604 4、中高档机电组件技术
(七)信息安全技术
1701 1、安全测评类
1702 2、安全管理类
1703 3、安全应用类
1704 4、安全基础类
1705 5、网络安全类
1706 6、专用安全类
(八)智能交通技术
1801 1、先进的交通管理和控制技术
1802 2、交通基础信息采集、处理设备及相关软件技术 1803 3、先进的公共交通管理设备和系统技术
1804 4、车载电子设备和系统技术
二、生物与新医药技术
(一)医药生物技术
2101 1、新型疫苗
2102 2、基因工程药物
2103 3、重大疾病的基因治疗
2104 4、单克隆抗体系列产品与检测试剂
2105 5、蛋白质/多肽/核酸类药物
2106 6、生物芯片
2107 7、生物技术加工天然药物
2108 8、生物分离、装置、试剂及相关检测试剂 2109 9、新生物技术
(二)中药、天然药物
2201 1、创新药物
2202 2、中药新品种的开发
2203 3、中药资源可持续利用
(三)化学药
2301 1、创新药物
2302 2、心脑血管疾病治疗药物
2303 3、抗肿瘤药物
2304 4、抗感染药物(包括抗细菌、抗真菌、抗原虫药等) 2305 5、老年病治疗药物
2306 6、精神神经系统药物
2307 7、计划生育药物
2308 8、重大传染病治疗药物
2309 9、治疗代谢综合症的药物
2310 10、罕见病用药(OrphanDrugs )及诊断用药
2311 11、手性药物和重大工艺创新的药物及药物中间体
(四)新剂型及制剂技术
2401 1、缓、控、速释制剂技术——固体、液体及复方 2402 2、靶向给药系统
2403 3、给药新技术及药物新剂型
2404 4、制剂新辅料
(五)医疗仪器技术、设备与医学专用软件
2501 1、医学影像技术
2502 2、治疗、急救及康复技术
2503 3、电生理检测、监护技术
2504 4、医学检验技术
2505 5、医学专用网络环境下的软件
(六)轻工和化工生物技术
2601 1、生物催化技术
2602 2、微生物发酵新技术
2603 3、新型、高效工业酶制剂
2604 4、天然产物有效成份的分离提取技术
2605 5、生物反应及分离技术
2606 6、功能性食品及生物技术在食品安全领域的应用
(七)现代农业技术
2701 1、农林植物优良新品种与优质高效安全生产技术 2702 2、畜禽水产优良新品种与健康养殖技术
2703 3、重大农林植物灾害与动物疫病防控技术 2704 4、农产品精深加工与现代储运
2705 5、现代农业装备与信息化技术
2706 6、水资源可持续利用与节水农业
2707 7、农业生物技术
三、航空航天技术
3101 1、民用飞机技术
3201 2、空中管制系统
3301 3、新一代民用航空运行保障系统
3401 4、卫星通信应用系统
3501 5、卫星导航应用服务系统
四、新材料技术
(一)金属材料
4101 1、铝、镁、钛轻合金材料深加工技术
4102 2、高性能金属材料及特殊合金材料生产技术
4103 3、超细及纳米粉体及粉末冶金新材料工艺技术
4104 4、低成本、高性能金属复合材料加工成型技术
4105 5、电子元器件用金属功能材料制造技术
4106 6、半导体材料生产技术
4107 7、低成本超导材料实用化技术
4108 8、特殊功能有色金属材料及应用技术
4109 9、高性能稀土功能材料及其应用技术
4110 10、金属及非金属材料先进制备、加工和成型技术
(二)无机非金属材料
4201 1、高性能结构陶瓷强化增韧技术
4202 2、高性能功能陶瓷制造技术
4203 3、人工晶体生长技术
4204 4、功能玻璃制造技术
4205 5、节能与环保用新型无机非金属材料制造技术
(三)高分子材料
4301 1、高性能高分子结构材料的制备技术
4302 2、新型高分子功能材料的制备及应用技术
4303 3、高分子材料的低成本、高性能化技术
4304 4、新型橡胶的合成技术及橡胶新材料
4305 5、新型纤维材料
4306 6、环境友好型高分子材料的制备技术及高分子材料的循环再利用技术 4307 7、高分子材料的加工应用技术
(四)生物医用材料
4401 1、介入治疗器具材料
4402 2、心血管外科用新型生物材料及产品
4403 3、骨科内置物
4404 4、口腔材料
4405 5、组织工程用材料及产品
4406 6、载体材料、控释系统用材料
4407 7、专用手术器械及材料
(五)精细化学品
4501 1、电子化学品
4502 2、新型催化剂技术
4503 3、新型橡塑助剂技术
4504 4、超细功能材料技术
4505 5、功能精细化学品
五、高技术服务业
5101 1、共性技术
5201 2、现代物流
5301 3、集成电路
5401 4、业务流程外包(BPO )
5501 5、文化创意产业支撑技术
5601 6、公共服务
5701 7、技术咨询服务
5801 8、精密复杂模具设计
5901 9、生物医药技术
5999 10、工业设计
六、新能源及节能技术
(一)可再生清洁能源技术
6101 1、太阳能
6102 2、风能
6103 3、生物质能
6104 4、地热能利用
(二)核能及氢能
6201 1、核能技术
6202 2、氢能技术
(三)新型高效能量转换与储存技术
6301 1、新型动力电池(组)、高性能电池(组) 6302 2、燃料电池、热电转换技术
(四)高效节能技术
6401 1、钢铁企业低热值煤气发电技术
6402 2、蓄热式燃烧技术
6403 3、低温余热发电技术
6404 4、废弃燃气发电技术
6405 5、蒸汽余压、余热、余能回收利用技术 6406 6、输配电系统优化技术
6407 7、高泵热泵技术
6408 8、蓄冷蓄热技术
6409 9、能源系统管理、优化与控制技术
6410 10、节能监测技术
6411 11、节能量检测与节能效果确认技术
七、资源与环境技术
(一)水污染控制技术
7101 1、城镇污水处理技术
7102 2、工业废水处理技术
7103 3、城市和工业节水和废水资源化技术
7104 4、面源水污染的控制技术
7105 5、雨水、海水、苦咸水利用技术
7106 6、饮用水安全保障技术
(二)大气污染控制技术
7201 1、煤燃烧污染防治技术
7202 2、机动车排放控制技术
7203 3、工业可挥发性有机污染物防治技术
7204 4、局部环境空气质量提高与污染防治技术 7205 5、其他重污染行业空气污染防治技术 (三)固体废弃物的处理与综合利用技术
7301 1、危险固体废弃物的处置技术
7302 2、工业固体废弃物的资源综合利用技术 7303 3、有机固体废物的处理和资源化技术
(四)环境监测技术
7401 1、在线连续自动监测技术
7402 2、应急监测技术
7403 3、生态环境监测技术
(五)生态环境建设与保护技术
7501 1、生态环境建设与保护技术
(六)清洁生产与循环经济技术
7601 1、重点行业污染减排和“零排放”关键技术 7602 2、污水和固体废物回收利用技术
7603 3、清洁生产关键技术
7604 4、绿色制造关键技术
(七)资源高效开发与综合利用技术
7701 1、提高资源回收利用率的采矿、选矿技术 7702 2、共、伴生矿产的分选提取技术
7703 3、极低品位资源和尾矿资源综合利用技术
八、先进制造与自动化
(一)工业生产过程控制系统
8101 1、现场总线及工业以太网技术
8102 2、可编程序控制器(PLC )
8103 3、基于 PC 的控制系统
8104 4、新一代的工业控制计算机
(二)高性能、智能化仪器仪表
8201 1、新型自动化仪表技术
8202 2、面向行业的传感器技术
8203 3、新型传感器技术
8204 4、科学分析仪器、检测仪器技术
8205 5、精确制造中的测控仪器技术
(三)先进制造技术
8301 1、先进制造系统及数控加工技术
8302 2、机器人技术
8303 3、激光加工技术
8304 4、电力电子技术
8305 5、纺织及轻工行业专用设备技术
(四)新型机械
8401 1、机械基础件及模具技术
8402 2、通用机械和新型机械
(五)电力系统信息化与自动化技术
8501 1、采用新型原理、新型元器件的电力自动化装置
8502 2、采用数字化、信息化技术,提高设备性能及自动化水平的技术 8503 3、电力系统应用软件
8504 4、用于输配电系统和企业的新型节电装置
(六)汽车行业相关技术
8601 1、汽车发动机零部件技术
8602 2、汽车关键零部件技术
8603 3、汽车电子技术
8604 4、汽车零部件前端技术
生物质颗粒用途:
1) 大型养殖场牲畜的饲料,便于贮存、运输;
2) 民用取暖和生活用能,干净、无污染,便于贮存、运输;
3) 工业锅炉和窑炉燃料,替代燃煤和燃气,解决环境污染;
4) 可做为气化发电、火力发电的燃料,解决小火电厂关停问题。
意义:
我国是能耗大国,调整能源结构,利用生物质能是必然选择。生物质经过压缩成型后,
其体积大幅减小从而更便于运输、贮存和使用,解决了生物质大规模利用的关键难题,因
此该技术及设备非常适合于生物质发电、工业锅炉的清洁能源改造、农村新型炊事燃料。
主要具有如下深远意义:
1)替代煤,从而减少一次能源的消耗。
2)实现碳循环,减少了温室气体二氧化碳的排放。
3)增加农业附加值,增加农民收入。
4)该技术及设备符合国家产业政策,具有较好的经济效益和社会效益。
科技改变了我们的生活,科技让我们的生活更加的方便,让我们过上了特别幸福的日子,提高幸福感了。
首先,智能手机和高速互联网真的改变了我的生活。我的女朋友是一个外国女孩,离我几百公里。在两个不同的城市,我和她一起去电影院看一部完整的电影。我认为科学和技术太强大了,当一个从事农业工作的祖母从智能手机上给我发了微型字母视频请求,让我看到她皱巴巴的头。一方面很方便,但也很奇妙。有时技术会促进人与人之间的交流,加深情感互动,有时还会隔离人。
事实上,现代农业早就引起了足够的关注,过去农业很难,现在很多人不想知道,比如,如何使用自动滴灌技术,非常频繁。即使你走得很远,你也能及时灌溉庄稼。这是一个非常常见的情况下,无人驾驶的牧羊机。现在许多牧民都可以享受它,所以即使你在家很远的地方,你也可以及时了解羊群,比如大羊群去了哪里?如果一只羊或两只羊失踪,可以用无人机进行空中侦察,及时确定相关趋势。
随着科技进步,这种无人机的使用将越来越多地被吸引,并为人们的日常生活提供便利,其次,现代热防护和航空航天攻击防护技术已扩展到平民。
阿波罗1号三名机组人员在发射场火灾中丧生是人类历史上的一次重大事故。根据对事故原因的研究和研究,美国开发了一种新的阻燃材料,可用于航天服和航天器,从而大大降低了空间活动中发生火灾的风险。这项新技术迅速进入民用领域,并被用于制造消防员、士兵和赛车手的制服。