中国生物质能源发展的现状、前景、目前遇到的问题(主要是经济方面的可以有部分的技术方面的)?
现状:起步阶段。十一五期间,在石元春院士的倡导下,北京已经有部分公司进行了产业化的探索,并取得了不错的效益;十二五期间列入重点发展项目,用整整的一章进行了详尽阐述,这几年一定会是生物质飞速发展的一个五年。
前景:前途无量。传统化石能源日渐枯竭,新的能源必须开发。核能,太阳能,风能,生物质能都是新的清洁能源,而在这几种清洁能源中生物质能的基元物质的量是最大的。
问题:沼气这种生物质能已经比较成熟;生物乙醇是生物质能非常大的一块儿,其还是有很大的问题要解决:1,淀粉发酵,粮食危机的影响造成粮食发酵酒精不太现实。2,通植物纤维素发酵,副产物的抑菌作用和菌类的转化效率都是要解决的问题。
A、生物质能,可利用化学反应将化学能转化为热能,故A正确;
B、生物质能源取之不尽、用之不竭,是可再生能源,故B正确;
C、生物质具有的能量是植物光合作用形成的,故C正确;
D、生物质能不污染环境,相反能减少污染,故D错误.
故选:D.
生物质能的优点:易燃烧,污染少,灰分较低。
生物质能的缺点:热值及热效率低,体积大而不易运输;另外,生物质能木质素、纤维素之类难降解有机物,因此利用、转化技术也更为复杂多样,特别是利用生物催化、转化的技术更为重要。
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ?mol-1
由盖斯定律①+②得到:4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-186.1KJ/mol,
故答案为:4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-186.1KJ/mol;
(2)图象分析可知T1<T2,温度越高甲醇物质的量越小,说明升温平衡逆向进行,正反应为放热反应,2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g),则T1、T2温度下对应反应的平衡常数K1>K2,故答案为:>;
(3)在一定条件下,向一个容积可变的密闭容器中充入4molH2、2molCO、1molCH3OCH3(g)和1molH20(g),4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正向进行;平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍,则总物质的量变为原先的0.625倍,总物质的量=8×0.625=5mol,反应前后减少了3mol,设反应生成甲醚xmol,
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)减少了4mol,
1 4
x 3
解得:x=0.75mol
平衡时,n(CH3OCH3)=1+0.75=1.75mol,
故答案为:平衡正移;1.75;
(4)反应本质是二甲醚的燃烧,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,氧气在正极放电,b电极为正极,由图可知,a极为负极,二甲醚放电生成二氧化碳,由离子交换膜可知还生成氢离子,a电极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+,故答案为:正;CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+;
(5)cmol?L-1CaCl2溶液中加入2.00×10-2mol?L-1Na2S04溶液等体积混合,硫酸钠溶液的浓度变为1×10-2mol/L,根据溶度积常数计算,c(Ca2+)=
| Ksp |
| C(SO42?) |
| 9.10×10?6 |
| 1×10?2 |
故答案为:1.82×10-3mol/L.
清洁能源是不排放污染物的能源,它包括核能和"可再生能源"。可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能,因此日益受到许多国家的重视,尤其是能源短缺的国家。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。
生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:
一是木材及森林工业废弃物;
二是农业废弃物;
三是水生植物;
四是油料植物;
五是城市和工业有机废弃物;
六是动物粪便。
在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
生物质能的优点是燃烧容易,污染少,灰分较低;缺点是热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。
目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能:
1.热化学转换法,获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品,该方法又按其热加工的方法不同,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;
2.生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;
3.利用油料植物所产生的生物油;
4.把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料),以便集中利用和提高热效率。
到2015年,从而减少对矿物能源的依赖,主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现,保障国家能源安全、无污染的生物质能利用技术,保持国家经济可持续发展的目的,都在致力于开发高效,更加剧了上述环境和全球气候恶化,打破了自然界的能量和碳平衡。目前、过早地消耗了这些有限的资源,实现CO2减排,世界各国,以达到保护矿产资源,石油和天然气等燃料。这些未加以利用的生物质,全球总能耗将有40%来自生物质能源,为完成自然界的碳循环。另一方面,其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍,生产电力,减轻能源消费给环境造成的污染,生物质能源将成为未来持续能源重要部分,过快,替代煤炭,生产各种清洁燃料,回到自然界中,由于过度消费化石燃料,而作为能源的利用量还不到其总量的l%。
通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源。专家认为,其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放,尤其是发达国家生物质能属于清洁能源。
生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨,释放大量的多余能量和碳素,保护国家能源资源,林业生物质能源属于绿色能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源。绿色能源也称清洁能源、海潮能等,指不排放污染物的能源、太阳能,它主要包括核能和可再生能源,如水力能源、风力能源林业生物质能源属于绿色能源。
煤 石油 天然气是三大化石燃料,是不可再生能源。
2、
核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=mc^2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式:
核电站
A.核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、钚-239等)的裂变释放出的能量
B.核聚变能
由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变
核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用
核能的缺陷
(1)资源利用率低
(2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决
(3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进
(4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制
(5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大
3、
海洋能特点
1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律,编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报,预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。
4.海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。
4、
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路,水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛,为风力发电的主流机型。
风力发电
是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展,利用风来做其它的事情。
1977年,联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米,每个浆叶长40米,重18吨,用玻璃钢制成。
截止2009年底,全球累计装机容量已经达到了1.59亿千瓦,2009年全年新增装机容量超过3千万千瓦,涨幅31.9%。从累计装机容量看,美国已累计装机3516万千瓦,稳居榜首;中国为2610万千瓦,位列全球第二。
5、生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于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。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但利用率不到3%。
修建沼气池
生物质能(又名生物能源)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。
全球范围正在炒作用玉米、小麦、食糖等粮食来制造汽油等能源来满足日益增长的需求,以及过高成本带来的过高价格。当前主要是以甜高粱、木薯等为原料。
为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源,是国民经济的重要物质基础。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
6、地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。
地热能
放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。