生物能源有哪些
一、生物能源是利用生物质的可再生 无公害获取能量 为我们的生活提供便利,生物质包括植物、动物及其排泄物、[2]垃圾及有机废水等几大类。
二、常见的生物能源有:
(1)燃料乙醇
概念:燃料乙醇一般是指提及浓度达到99.5%以上的无水乙醇。
特点:可作为新兴能源,减少石油消耗,保障国家能源安全;辛烷值高,抗爆性能好,可作为汽油添加剂,提高辛烷值,减少矿物燃料对大气污染;是可再生能源,利用农作物发酵生产乙醇,燃烧排放二氧化碳与作物在生长过程中消耗二氧化碳基本持平,可减少矿物燃料燃烧产生的二氧化碳。
(2)生物柴油
概念:生物柴油是清洁的可再生能源,它是一大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程薇藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石化柴油代替品。
特点:优良的环保性、较好的低温发动机启动性能、较好的安全性能、较好的安全性能、具有可再生性能、无需改动柴油发动机
(3)生物沼气
概念:生物沼气是指利用城市生活垃圾、农作物废料甚至污泥等分解产生的气体,主要成分为甲烷和二氧化碳,可用于发电和供热。
(4)生物丁醇
概念:生物丁醇是以生物为原料,通过与乙醇相似的发酵工艺制备而成的可再生能源。
特点:碳排放量较低、蒸汽压力较低、与汽油混合与水的宽容度较大,与汽油混合比较高
(5)微藻制油
概念:薇澡即指是生长在海中的藻类,是植物界的隐花植物,通过有效的利用太阳能,进行光合作用固定二氧化碳,将无机物转化为氢、高不饱和烷烃、油脂等能源物资。
特点:薇澡生物是可再生、速生生物、对大气二氧化碳没有净增加、人工培养资源占用小。
(6)生物质发电
概念:生物质发电是指利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋发电、沼气发电等。
生物能源既不同于常规的矿物能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一。
生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲,生物质是植物通过光合作用生成的有机物,它的能量最初来源于太阳能,所以生物质能是太阳能的一种,它的生成过程如下: 叶绿素 CO2+H2O+太阳能(CH2O)+O2
叶绿素
每个叶绿素都是一个神奇的化工厂,它以太阳光作动力,把CO2和水合成有机物,它的合成机理目前人类仍未清楚。研究并揭示光合作用的机理,模仿叶绿素的结构,生产出人工合成的叶 生物质和生物能源手册
绿素,建成工业化的光合作用工厂,是人类的梦想。如果这一梦想能实现,它将根本上改变人类的生产活动和生活方式,所以研究叶绿素的机理一直是激动人心的科学活动
生物质能
生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后,一部分转化为热能,一部分被植物吸收,转化为生物质能;由于转化为热能的太阳能能量密度很低,不容易收集,只有少量能被人类所利用,其他大部分存于大气和地球中的其他物质中;生物质通过光合作用,能够把太阳能富集起来,储存在有机物中,这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程,生物质能既不同于常规的矿物能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一。
生物质能的分类
生物质具体的种类很多,植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物(秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。
编辑本段可观的数目
由于地球上生物数量巨大,由这些生命物质排泄和代谢出许多有机质,这些物质所蕴藏的能量是相当惊人的。根据生物学家估算,地球上每年生长的生物能总量约1400—1800亿吨(干重),相当于目前世界总能耗的10倍。我国的生物质能也极为丰富,现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨,到2010年将达7.26亿吨,相当于5亿吨标煤。柴薪和林业废弃物数量也很大,林业废弃物(不包括炭薪林),每年约达3700万m3,相当于2000万吨标煤。
编辑本段地位
随着人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重,各国政府开始关心重视生物质能源的开发利用。虽然各国的自然条件和技术水平差别很大,对生物质能今后的利用情况将千差万别,但总的来说,生物质能今后的发展将不再像最近200多年来一样日渐萎缩,而是重新发挥重要作用,并在整个一次能源体系中占据稳定的比例和重要的地位。
编辑本段影响生物质能开发利用的因素
简述
影响生物质能开发利用的因素很多,所以不同的预测方法结果差别很大,从100到300EJ,但不论哪种预测方法都说明了生物质在未来的能源体系中有特别重要的意义,不论那个时 合肥金意公司生物柴油炼油平台
间,生物质能总是总能耗的10-30%之间。
化学角度看
从化学的角度上看,生物质的组成是C-H化合物,它与常规的矿物燃料,如石油、煤等是同类。由于煤和石油都是生物质经过长期转换而来的,所以生物质是矿物燃料的始祖,被喻为即时利用的绿色煤炭。正因为这样,生物质的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性,可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能。但与矿物燃料相比,它的挥发组分高,炭活性高,含硫量和灰分都比煤低,因此,生物质利用过程中SO2、NOx的排放较少,造成空气污染和酸雨现象会明显降低;这也是开发利用生物质能的主要优势之一。
色能源
生物能源又称绿色能源,是指从生物质得到的能源,它是人类最早利用的能源.古人钻木取火,伐薪烧炭,实际上就是在使用生物能源. “万物生长靠太阳”,生物能源是从太阳能转化而来的,只要太阳不熄灭,生物能源就取之不尽。其转化的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,生物能的使用过程又生成二氧化碳和水,形成一个物质的循环,理论上二氧化碳的净排放为零。生物能源是一种可再生的清洁能源,开发和使用生物能源,符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因此,利用高新技术手段开发生物能源,已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。 但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重. 张国宝会见美国能源部助理部长卡斯纳先生
哪些生物质能
因此,人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,意义十分重大:能大量利用农村的土地,提高农民收入.直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇. 沼气是微生物发酵秸秆,禽畜粪便等有机物产生的混合气体,主要成分是可燃的甲烷.生物氢可以通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,因此氢气是最洁净的能源.生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保.燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精,能以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁.虽然现在的主要能源还是化石能源,但是生物能源的前途无量.虽然生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小,但是其发展潜力不可估量.以我国为例,目前全国农村每年有7亿吨秸秆,可传化为1亿吨的酒精.南方有大量沼泽地,可以种植油料作物,发展生物柴油产业.加上禽畜粪便,森林加工剩余物等.我国现有可供开发用于生物能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤,相当于我国2000年全部一次能源消费的40%.
百度百科上的呵呵
生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。
生物质具体的种类很多,植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物(秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。
常见的生物能源有:(1)燃料乙醇(2)生物柴油(3)生物沼气(4)生物丁醇(5)微藻制油(6)生物质发电
(A核能、太阳能、地热能)是清洁能源。
清洁能源,即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和“可再生能源”。而B和C中生物能不是清洁能源,生物里的生物能作为生物燃料(生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等)进行燃烧的过程中,会排放污染物。
扩展资料:
核能(或称原子能)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我国已经建有的核电站分别有秦山核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站等。运行情况良好。目前是我国主要的发电来源之一,地位仅次于煤炭和水电。
可再生能源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)、地热能(包括地源和水源)海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能,因此,可再生能源的开发利用,日益受到许多国家的重视,尤其是能源短缺的国家。
参考资料来源:百度百科-生物能
参考资料来源:百度百科-清洁能源
正丁醇的用途:
1、主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂,它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中,也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。
2、作为油脂、药物(如抗生素、激素和维生素)和香料的萃取剂,醇酸树脂涂料的添加剂和有机染料和印刷油墨的溶剂,脱蜡剂。
3、用于生产三聚氰胺树脂、丙烯酸、环氧清漆,用于配制香蕉、奶油、威士忌和干酪等食用香精。
扩展资料
一、正丁醇的特性
正丁醇易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。在火场中,受热的容器有爆炸危险。
加氢可在气相用镍或铜作催化剂,也可在液相用镍作催化剂下进行。如果在高温高压下加氢,则一些副产物分解也可得丁醇,产品的纯度可提高。
二、正丁醇的储存运输
可用清洁干燥的铁路槽车或镀锌铁桶包装,包装容器应严格密封。应贮存在干燥、通风的仓库内,温度不超过35℃,并远离火源、易燃物、氧化剂、酸类。该产品可用汽车或火车运输。按危险物品运输规定执行。
参考资料来源:百度百科-正丁醇
(一)生物能源开发成为国家发展战略,得到政府的大力支持
2000年,美国通过了《生物质研究开发法案》,启动了生物质能源研究计划,吹响了进军生物能源的号角。美国总统布什在2007年的《国情咨文》中提出了“10年减20%”的目标,即用10年的时间使汽油消费下降20%,要达到这个目标,其生物燃料的产量在现有的基础上再增加七倍,达到350亿加仑(1.05亿吨)。目前,美国在生物能源的研发投入已超过10亿美元,白宫在2007年农业议案中提议为纤维素乙醇开发提供12亿美元的拨款和21亿美元的贷款。巴西、德国、英国、日本等国政府都大幅度增加对生物能源的研发投入,并提出了中长期发展的具体目标。不少国家在加快生物能源产业发展上推出了免税或补贴政策,如美国对燃料乙醇每升补贴51美分,德国通过税收调控,使生物柴油售价比普通柴油便宜15欧分。
(二)生物能源产业发展迅猛,吸引社会资金的竞相投入
2006年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到4050万吨和540万吨,比2001年增长了2倍和3倍。根据2007年3月Clean Edge资讯公司的研究报告,今后十年清洁能源的投资将增长三倍,使全球清洁能源技术市场达到2260亿美元。在矿物质燃料替代品市场中,生物燃料占很大市场份额,2006年全球生物燃料销售额达到205亿美元,预计2016年将增长到800亿美元以上。国际上对生物燃料的风险投资从2005年的6.47亿美元上升到2006年的28亿美元,大量资金流入美国的燃料乙醇产业。
(三)生物能源产学研联盟加速形成,石油巨头成为创新的主体
自2000年以来,雪佛龙公司(Chevron)在可再生能源研发方面投入超过15亿美元,它与美国可再生能源国家实验室、加州大学戴维斯分校、佐治亚大学联合成立战略研究联盟,开发纤维素乙醇制造技术。英国石油公司(BP)在2006年后10年内将投资5亿美元创建生物科学能源研发中心,将与美国和英国的主要大学合作,集中开发从作物和有机物质生产生物燃料。为了满足世界对可再生运输燃料增长的需求,BP公司与杜邦公司组建联盟,开发生产新一代生物燃料,该联盟的第一个产品就是生物丁醇,将于近期在英国面市。巴西、西班牙、澳大利亚、马来西亚等国的私有企业都大肆进军生物燃料市场,石油化工巨头成为生物能源技术发展的主体。
(四)生物质利用技术多元化,第二代生物能源开发成为重点。
考虑到全球粮食安全问题,以纤维素等非粮原料生产开发的第二代生物能源产品受到国际社会的高度重视。“第二代生物能源”不与粮油争地,直接利用农业秸秆、木材、木屑以及动物粪便等作为能源原料。对农业废料的循环利用保证了生物能源的可持续发展,解决了当前生物燃料生产过程耗费更多能源的问题。2007年3月,美国能源部投资3.85亿美元资助6家纤维素乙醇生产企业,计划在2011年使生产成本与玉米乙醇相当,实现纤维素乙醇生产技术的商业化。丁醇是一种优于乙醇的新型燃料,利用纤维素生产丁醇正引起越来越多的关注。为了进一步降低生物质成本,开发纤维素含量高的能源植物也是研究开发的热点。
二、我国生物能源发展的现状和潜力
(一)政府高度重视,生物能源开发迎来历史发展机遇
2006年出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和2007年出台的《生物产业发展规划纲要》都将生物能源的研究开发列为重点。“十一五”期间,国家支撑计划、高技术发展计划和高技术产业发展计划都纷纷加大对生物能源的研发投入,科技部、发改委、中科院、农业部都对生物质开发设立专项,累计研发投入在8亿元以上。2007年9月中国政府专门发布了《可再生能源中长期发展规划》,将生物能源确立为可再生能源的重要组成部分,制定了到2020年我国生物能源的具体发展目标。生物质资源丰富的地方政府,也将生物能源开发作为地方经济发展的重点,我国生物能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。
(二)产业巨头纷纷介入,民营企业异军突起。
2006年我国乙醇总产量约350万吨,其中燃料乙醇产量达到130万吨,位居世界第三。以废弃油脂为原料生产的生物柴油达到6万吨,农村沼气产量突破1.7亿立方米。中粮集团通过资本运作,控股参股了国家投资建设的3家乙醇企业。中国石化和中国石油也分别在广西、新疆、河北、四川等地建设生物燃料生产企业。民营企业以其敏锐的市场嗅觉和果断的决策机制已在占据国内生物燃料的半壁江山,从事生物能源开发的民营企业已有数十家。山东金沂蒙集团以木薯为原料生产20万吨乙醇并投资建设15万吨生物丁醇,成功探索了非粮原料制造化学品的循环经济模式,福建龙岩新能源公司利用餐饮废油生产生物柴油并成功在英国上市,成为世界上首家利用废弃油脂商业化生产生物柴油的上市企业。
(三)市场需求巨大,生物质资源潜力无限
2006年我国进口原油1.45亿吨,对外依存度44%,其中车用燃油占石油消费总量的35%,并以每年15-16%的速度增长。满足国内车用燃油的需要必须发展燃料乙醇。国家燃料乙醇发展规划确定到2010年燃料乙醇使用量达到300万吨,到2020年突破1000万吨,可见生物燃料在我国有巨大的市场需求。我国虽人多地少,但荒地面积约2.12亿公顷,若开发种植适宜的能源植物,每种植开发1000万公顷能源植物,相当于增加4500万吨石油(一个大庆油田)的年生产能力,潜力巨大。
三、我国生物能源发展的技术战略
(一)发展原则
我国生物能源发展必须贯彻科学发展观,大力加强技术创新,坚持有利于缓解我国“三农”、能源和环境问题,促进资源节约和循环利用;在原料开发利用上坚持不与民争粮,不与粮争地,立足农林废弃物和非粮原料,开拓非耕地种植;在产品开发上坚持以燃料乙醇和生物柴油为主,大力开发生物丁醇等生物基化学品,实现石油化工产品的部分替代;在国家政策扶持上坚持以提升企业技术创新能力为主,引入紧盯市场、灵活机动的财税补贴政策。
(二)发展重点
——依靠生物技术,大力培育新型能源植物。开发能源植物是生物能源长远发展的必然趋势。国外已开始培育种植耐旱耐寒耐盐碱、生长快、产量高的“能源草”。我国有着丰富的能源植物品种资源,通过生物技术,培育适合我国非耕地种植的能源植物,将从根本上解决生物质原料的供应不足问题。
——大力加强薯类发酵生产燃料乙醇、丁醇等产品的技术攻关,发展中国特色的生物能源产业。木薯是生产生物能源产品的优质原料,我国广西、云南、海南等地有发展木薯产业优越条件。我国是世界红薯生产大国,占世界产量的90%。充分利用好木薯、红薯资源,加强薯类开发乙醇、丁醇等产品的综合配套技术攻关,进一步降低成本,提高全利用的技术水平,形成中国特色和优势的生物能源产业。
——建立生物质加工转化技术平台,加速纤维素利用领域的技术创新。纤维素利用问题是世界难题,也是当前高技术领域竞争的焦点。我国应把它作为战略高技术进行重点布局,建立综合性的生物质加工转化技术平台,系统研究纤维素预处理技术、酶解技术、发酵技术和分离技术以及气化、液化技术,应用现代化工技术,开发系列生物基产品,力争在此领域进入国际先进行列。
(三)发展措施
——设立国家重点科技专项,整合现有资源,集成技术攻关。生物能源将打造千亿元的新兴产业、促进万亿元传统化工产业的持续发展,其产业链从农村延伸到城市,涉及农业、化工、能源、环保等行业,具有跨学科、跨行业、跨地区的特点。通过设立国家重点科技专项的方式,集成各部门、各行业和各学科的优势力量,通过联合攻关,才能有效解决各环节的关键技术问题,加速推进我国生物能源技术的产业化。
——成立产学研战略联盟,把技术创新要素集中向龙头企业集聚,迅速提升产业的国际竞争力。我国在生物能源领域研究开发已有较好的技术基础,巨大的市场需求正吸引了中国石化、中国石油、中国海洋石油天然气公司、中粮集团等大型企业集团的投入生物能源产业,通过国家政策引导,建立产学研战略联盟,将加速该领域的技术突破,提升企业的技术创新能力和产业的国际竞争力。
——加强技术创新能力建设,搭建生物能源开发的长效平台。我国在生物能源开发领域,缺乏专业研究机构,美国、欧盟都设有专门的研究中心。选择有条件的科研院所建立生物能源重点实验室、在优势企业建立工程技术研究中心和企业技术中心。
——加强国际技术交流和合作,尽快实施可再生能源国际科技合作计划。发达国家希望发展中大国在能源供给上自立,减少市场竞争并承担更多减少温室气体排放义务,因此非常愿意在生物能源开发方面合作并愿意转让该领域的最新技术,国际组织和机构也非常愿意资助该领域的合作。科技部和发改委近期发布了《可再生能源国际科技合作计划》,应重点部署生物能源的国际合作并尽快使该计划落到实处。
生物丁醇可以替代汽油,目前在美国和几所大学如OHIO大学姓杨的教授就能利用丁酸梭菌生产生物丁醇,并100%替代汽油,发动机不用做任何改装。
至于是否能替代航空煤油还未见报道。(注,航空用的是煤油)。