生物质能是怎么发电的?
所谓生物质能是指从生物质转化产生的能。常用的生物质包括植物——农作物、薪材、草、木、人畜粪便、工农业有机废物、有机废水等。这些生物质能都直接或间接地(经过人和动物的消化或工农业加工)来源于绿色植物,来源于太阳能,因此,它又称“绿色能源”,实质上它是物化的太阳能。据计算,每年全球靠光合作用可产生生物质能1200亿吨,其所含能量是当前全球能耗总量的5倍。
由于生物质能的数量巨大,同时转化过程中很少或不产生污染物,世界各国都正在开发深度利用高效生物能的转换技术,使生物质成为具有广泛用途的热能、电能和动力用燃料,转化技术有下面两种:
通过液化将生物质转化为酒精。燃烧1千克酒精,可以放出29726千焦的热量,比普通煤的发热量高。而且酒精是液体能源,便于使用、贮存、运输。普通汽油发电机稍加改装,就可以用纯酒精作燃料。如果用汽油和酒精的混合物来开汽车,汽车发电机甚至不需改装就可以使用。1升酒精可以驱动汽车在公路上行使16千米。
酒精是用淀粉、糖等有机物经过微生物发酵作用生产出来的。含有淀粉和糖的生物质很多,包括甘蔗、甜菜、玉米、高粱、木薯、马铃薯以及水草、藻类等,它们都可以是生产酒精的原料。
巴西在这方面获得了巨大的成就,早在1975年,巴西就制定了“酒精计划”,逐步用酒精或酒精和汽油的混合物部分替代了石油,解决了交通用能供应的问题,目前巴西有90%的小汽车用酒精做燃料。美国目前有30%的汽油掺有酒精,酒精的掺入量约为10%左右。
通过发酵过程制作以甲烷为主的沼气。我国每年作为农家燃料烧掉的柴草合标准煤2亿吨,占全国总能耗的15%。但能量的利用效率比较低。
利用人畜粪便和秸秆为主要原料发展沼气池,既解决了家用燃料问题,又保持了农田肥力,减少化肥对水的污染。1990年,我国就有400多万户使用小沼气池,年产沼气10多亿立方米,沼气电站装机2000多千瓦,我国目前是户用沼气池最多的国家。
目前,我国很多的大型城市污水处理厂,利用处理厂中的固体废物进行沼气发酵,产生的沼气用来发电。在英国的5000多个污水处理厂中,有1/3是用通过发酵所产生的沼气作为动力的。法国在南部利摩日地区建造了两座垃圾发酵处理站,每年处理垃圾8.45万吨,每小时生产沼气800立方米,这些沼气已供一些工厂和煤气公司使用。
如过去的10多年中,美国已建成生物发电的容量达400多万千瓦,主要是采用木材及木制品工业废料气化后的气体燃料发电。国外结合治理城市环境污染,开始进行垃圾发电,技术已经成熟。仅日本就运行约100座垃圾电站,并计划把垃圾电站的装机容量发展到400万千瓦。因此,利用生物质能发电是当今新能源发电的新趋势之一。
我国是一个农业国,物质能资源非常丰富,年资源量是薪材3000万吨,秸秆4.5亿吨,稻壳0.15亿吨,另外还产生大量的城市排放的生活污水、垃圾、工业废水等。
利用生物质能发电在我国目前还是小规模、小范围的利用,稻壳转化发电容量只有5000瓦,沼气发电装置140个左右,总容量也只有2000千瓦。另外,我国还引进发电容量为4000千瓦的垃圾发电站。
【太平洋汽车网】新能源汽车是指传统能源之外的各种能源形式,一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
随着中国新能源汽车产业链的成熟,上、下游协同合作能力加强,新能源汽车生产工艺将获得改善和提高。同时,智能化工厂的建设将有效提高新能源汽车的生产效率。
新能源汽车可分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车三类,其中纯电动汽车与插电式混合动力汽车是中国市场上最常见的新能源汽车类型。
纯电动汽车是指驱动能力完全由电能提供、由电机驱动的汽车。电机的驱动电能来源于车载可充电储能系统或其他能量储存装置。插电式混合动力汽车是指能够至少从可消耗燃料和可再充电能(能量储存装置)两类车载储存的能量中获得动力的汽车。
插电式混合动力汽车车身上同时装有发动机与电动机,车身除装有汽油加注口外,还配备了外接电源接口可为电池充电。燃料电池汽车是指以燃料电池系统作为单一动力源或以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车,当前的燃料电池汽车主要以氢气为动力来源。
02中国新能源汽车产业链中国新能源汽车产业链的上游为矿产资源行业。新能源汽车核心零部件生产所需的基础原材料包括锂、铜、锰、钴、镍、石墨、稀土以及其他矿石原料。
动力电池的基础材料部件包括正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。中国动力电池主要以锂电池为主,车用动力电池包括磷酸铁锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池、钴酸锂、钛酸锂电池等类型。磷酸铁锂与镍钴锰三元材料是应用最广的电池正极材料,两者在乘用车领域的装机总量已超过95%。
中国新能源汽车产业链的中游为核心零部件行业,新能源汽车的核心零部件主要包括动力电池、驱动电机及电控系统。近年来,中国动力电池行业实现了飞跃式发展,新能源汽车对动力电池的需求量巨大,以宁德时代新能源科技有限公司、比亚迪为代表的动力电池企业占据较大优势,其中,宁德时代在锂电池市场的占有率超过80%,拥有市场垄断优势。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
世界上许多事情具有欺骗性,表面看是一套,实际上却是另一套。
新能源汽车就是这样,乍一看,新能源汽车一定和新能源有关系,其实新能源和风能、太阳能、生物质能甚至氢能没什么关系。
这个问题我们分两部分看,先谈为什么新能源汽车是必然?再分析汽车能源会不会是风能、太阳能、生物质能和氢能?
为什么说新能源汽车是必然,在我国一定会普及?主要有三个原因。
一是能源安全问题,发展新能源汽车产业有助于缓解我国能源安全问题。
过去,我们工业走的是粗犷式发展路线,消耗大量能源和资源换取经济高速增长。经过40年的大量开采,石油和很多矿产资源消耗巨大,国内的一些大油田,如胜利油田、大庆油田基本接近尾声,而我们的工业并不会止步,能源消耗量还在上升,我们只能依赖进口。
根据国家统计局,2018年我国原油净进口量达4.6亿吨,与同比增长10.9%,石油对外依存度升至69.8%;进口天然气9038.5万吨,同比大幅增长31.9%,对外依存度升至45.3%。中国在继2017年超过美国成为最大石油进口国后,2018年又超过日本成为最大天然气进口国。
石油是工业的血液,1972-1973年,第一次石油危机引发全球经济动荡,大量工厂停摆关闭,美国的工业生产下降了14%,日本的工业生产下降了20%以上,所有工业化国家的生产力增长都明显放慢。石油严重依赖进口意味着中国工业被掐着脖子,发展新能源汽车有利于摆脱对石油的依赖。
2007-2018年 我国原油进口量和对外依存度
2006-2018年 我国天然气进口量和对外依存度
二是汽车作为终端产品,从机械化、电气化到智能化是必然趋势,新能源汽车的本质是实现电气化汽车,也就是电动汽车
汽车作为交通工具的前身是马车,依靠畜力驱动。
然后是燃油车,其核心是内燃机技术,在机械装置的帮助下,石油动力取代畜力。
现在满大街跑的汽油车,是通过燃烧石油产生热能,推动内燃机连杆做机械运动,并通过变速箱将动力传递给车轮,本质是机械化,所以燃油车的关键部件是发动机(即内燃机)和变速箱。而车内的电是从发电机来的,从石油燃烧的能量分流一部分给发电机发电,为车灯、娱乐系统提供电力。可以看出,汽油车车轮跑的动力和电完全没关系。
现在是新能源汽车,本质是电动汽车,用电池取代汽油,电池直接为电机提供电能,带动车轮往前跑,所以电动车的关键部件是电池、电机、电控,和燃油车完全不同。至此,汽车才完全实现电气化,属于电气装备。
未来是自动驾驶汽车,本质是智能终端,智能化。自动驾驶汽车一定是在电动汽车基础上发展而来,而不会直接从燃油车过渡而来,原因在于自动驾驶汽车是计算机控制,计算机工作的前提是电,电控制电机很容易,控制内燃机很难。
汽车要成为智能终端,必然会经历电动汽车的发展阶段。
三是中国汽车工业发展需要新能源。
中国汽车工业发展水平整体落后日本德国,差距很大,国内市场仍然是合资车主导,自主品牌影响力弱。
中国汽车工业如果有未来,就一定需要出世界级的民族品牌,而电动汽车为自主品牌实现弯道超车提供了可能。原因在于中国在电池、电机和电控领域与国外的差距不大,而发动机技术差距巨大。电动车提供了同一起跑线的发展机会。
因此,新能源汽车会不会普及,有没有未来,其实是在赌中国汽车工业的前途,赌我国高端制造能不能实现。高端制造能实现,汽车工业就一定会起来。而国家政策也将长期支持新能源汽车产业发展。
如果把新能源汽车只看作电动汽车,其电力来自于电池,电池的电来自于电网,我国电网的电60-70%来自火电,也就是烧煤,烧煤的污染一定是比烧石油污染更大,这是其一。
其二,烧煤从发电、送电、充电再到汽车用电,经历的环节比汽油车多很多,每经历一个环节都会有能量的损耗,电动车能量的损耗不会比燃油车低。
其三,电池污染问题难以解决。
基于以上三个原因,新能源汽车其实和新能源无关,也和环保也没什么关系。
那么,新能源汽车的能源会不会是风能、太阳能、生物质能和氢能?
人有美好的愿望是好的,能不能实现又是另一回事。
新能源直接应用驱动汽车,可能只是美好的愿望,未来恐怕难以实现。
第一、目前人类仍然以化石能源为主,发展风能、太阳能、生物质等新兴能源技术,有助于改善能源结构,一定程度摆脱对化石能源的依赖,这是必然趋势,但仍然会是发电为主要应用,通过新技术发电并入电网,为工业提供电力,不会直接用来驱动汽车。
第二、氢能零污染,被认为是理想的能源,丰田也曾研发氢能汽车,氢能汽车似乎前景无限,其实不然。酒精(乙醇)、甲醇同样没有污染,酒精和甲醇汽车为什么没有普及?
能不能普及关键看成本,酒精比氢气普遍多了,获得酒精比获取氢气容易,如果氢能汽车能普及,酒精汽车一定也能普及。
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【太平洋汽车网】新能源汽车是指传统能源之外的各种能源形式,一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
1、纯电动汽车:纯电动汽车顾名思义就是纯粹靠电能驱动的车辆。它必须使用专用充电桩或者特定的充电场所进行充电才能行驶。典型的例子是特斯拉。它的优点是结构简单,保养项目少,使用成本低;缺点是电池的续航里程和电池寿命较短,温度对电池容量的影响非常大,充电的便利性也不好。由于电能的来源广泛,在未来还会有更清洁的电能产生,因此纯电动车是未来的最终发展趋势。
2、混合动力混合动力汽车指的是至少拥有两种动力源,使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。一般动力源采用汽油机和电动机混合驱动,它能够在纯电动模式、纯油模式以及油电混合模式三种状态下下行驶。
混合动力汽车可以分为普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及增程式混合动力汽车。
(1)普通混合动力普通混动汽车在正常行驶过程中,主要依靠发动机驱动。只有在车辆起动或者低速行驶时,才靠电动机驱动,当遇到坡道或者急加速时,发动机和电动机共同驱动车辆行驶。它是利用车辆在行驶时发动机的多余功率给电瓶充电,所以这种车不需要外接电源。但是它的纯电续航里程极短,一般不会超过5公里。典型的例子是丰田的卡罗拉(参数|图片)等混动车型。这种普通的混合动力汽车,本质上还是汽油车,只是让汽油机更多的时间工作在高效区间而已。
(2)插电式混合动力汽车插电式混合动力与普通混合动力相比,多了一个插电口,能够外接充电。并且电池容量也更大,纯电续航里程更长。这种车型是中国目前大力推荐的,能够享受到高额的补贴,并且不受限行和牌照的限制。典型的例子是比亚迪新能源系列车型。它在纯电状态下还是很节能的,但是在纯油状态下油耗也是很大的。有些人投机取巧,钻国家政策的空子,购买这种新能源车的目的就是获得一张牌照,日常使用中只加油不充电,其实就是一台纯燃油车。
(3)增程式混合动力汽车增程式混合动力汽车就是用发动机进行发电,电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时采用纯电动模式行驶,而当电量不足时,车内发动机启动,带动发电机为动力电池充电,提供电动机运行的电力(即增程模式)。增程无论什么情况下,都不能由发动机直接驱动车轮行驶,仅能通过电动机驱动。但它也能够像插电式混合动力汽车—样,通过外接电源进行充电。纯电续航里程比较长,一般可达100公里以上,最高可达300公里左右。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
需要注意的是,油电混动车型不属于新能源汽车范畴,这类车型就是我们常说的“弱混”,代表车型有吉利博瑞GE MHEV、本田CRV 2.0L混动版、丰田凯美瑞2.5L混动版、本田雅阁2.0L混动版,油电混动汽车虽然是混动车型,但是没有外接充电口,只能依赖发动机给内部电池供电,所以油电混合动力车型仍然属于传统燃油汽车范畴,不能上绿牌。
目前市面上的新能源汽车可以大体分为插电式混合动力汽车和纯电动汽车,而新能源车型没有强制上绿牌的规定,依旧可以选择上蓝牌。
而当你在大街上看到绿色车牌的车型时,可以断定这一定是一辆新能源车型,那么怎么判断这是一辆插电式混动还是纯电动汽车呢?目前,小型新能源汽车专用号牌的第一位字母是D、F(D代表纯电动新能源汽车,F代表插电式混合动力新能源汽车),大型新能源汽车专用号牌的第六位字母是D、F(D代表纯电动新能源汽车,F代表插电式混合动力新能源汽车)。其中小型新能源汽车专用车牌采用“渐变绿色”底色,大型新能源客车专用车牌则采用“黄绿双拼色”底色。
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。 地热能---地球内部是炽热的,地表水渗透到地球内部就会变成蒸汽,用管道把这些蒸汽引出来,可用来发电或供热。 太阳能----即太阳辐射能,可用来取暖,供应热水,发电等。在国外已研制成太阳能发电站直接向家庭供电。 风能----由风车带动小型发电机发电,现正研制大型风机。 垃圾能----垃圾和废物通过处理能变成气体和油,或通过燃烧产生热用来发电。 生物质能----指生物质内包含的能量,又叫"绿色能源"。 潮汐能----利用潮水涨落来发电。 海洋热能----利用海水温差来发电,海洋表面和深处海水温度可相差25℃。这种电厂可建在海上船坞上,也可建在海滨附近,可供工业用电。 波浪能----利用波浪力取得的能量来发电。 核聚变能----处于探溯阶段。 新能源对环保影响小,值得研究开发、推广。
1.纯电动汽车(Blade Electric Vehicles,BEV)是一种采用bai单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。
2.混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,混合动力汽车有多种形式。
3.燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。aqui te amo。