秸秆发电的意义
秸秆发电是党和国家惠民政策的具体体现
我国广大的农村，特别是平原地区的农村，主要还是靠种粮，每年每季都产生出大量秸秆。过去农村烧火做饭全靠秸秆，烧地锅，烟熏火燎，农民的厨房都是熏得黑黢黢的；随着农村生活水平的逐渐提高，农民烧火做饭不再完全依赖秸秆，因此农村秸秆大量废弃。农民种地为省事，干脆收获粮食后，一把火将秸秆就地焚烧。这样在高速公路沿线或飞机场附近的农田，因为焚烧秸秆每每造成交通事故或飞行事故，造成很大的人身及财产损失。于是当地政府就出台政策，不准烧秸秆，烧一亩罚一万。但这终究不是长远之计，关键是得给秸秆找个出路。
2005年以来，国家相继出台一系列政策，《中华人民共和国可再生资源法》，《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》，《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等，大力推行可再生能源的开发利用。好啦，秸秆发电项目有了，农民的秸秆再也不愁没有出路了。而且农民本来废弃的秸秆，可以变成一项可靠的经济收入。 建国后的30年，我们国家政策是以农辅工，我国农民为工业的发展作出了巨大的贡献；1980年后，我国大搞经济建设，工业得到了快速发展。进入二十一世纪，我国的工业发展已经大大超过了农业的发展，农民外出打工的收入已远远超过种地的收入。有人做过计算，一亩地种粮一年的净收入不顶外出打工一个月的收入。国家提出，工业反哺农业。并出台一系列政策：减免农业税，种粮补贴、农机具购置补贴等。使种粮农民确确实实得到实惠。农民们真是打心眼里感激党和国家这一届领导人，甚至有农民自己出资铸“免赋鼎”以做永世纪念。可见党和国家的政策是深得人心。人们逐渐认识到：现搞秸秆发电项目也应该从“工业反哺农业”的角度去看待，也是党和国家惠农政策的一方面体现。
秸秆发电是节约矿物资源的有力举措
人们生活水平的提高，必然加剧对矿物资源的大量消耗。国际石油价格的大幅飙升就是一个很好的例证。短短3年时间，2004年从40$多/桶 上涨到90$/桶，曾一度超过100$/桶 大关。别以为我国地大物博，地下的石油和煤炭就取之不尽、用之不竭，我国已经成为石油进口第三大国。而煤炭我国还自给有余，好像无后顾之忧，但是，且不可掉以轻心，仅从火力发电一项来说，2007年一年新增装机容量达8158万KW。我国火电装机总容量是5.656亿KW，如果全部满负荷运转，每天消耗的煤炭近500万吨标媒。地球母亲能够提供给我们的矿物资源毕竟是有限的，我们不能在我们这一代就把资源采干挖净，是否应该给我们的子孙留下点？
聪明的美国人对能源危机的认识要比我们早。在二次世界大战后，各国都在大力发展经济，中东海湾国家更是大量开采地下石油出口换汇。美国人却反其道而行之，他们不再开采本土的石油和煤炭（阿拉斯加州除外，因为这个州与美国本土不连接），而是把油田和煤矿都封存起来，大量进口中东阿拉伯国家廉价的石油和煤炭。试想到了中东石油采完的那一天，美国的石油可就弥足珍贵了。 煤炭看还不短缺，但是电煤价格从2004年的不足200元/T，已经上涨到超过400元/T（这是官方价格，但是这个价格买不到煤）；实际市场价格700元/T，火电厂发一度电亏一度电。看来煤炭价格超过1000元/T 已是指日可待了。而秸秆（以玉米为例），每公斤干燥的玉米秸秆热值可达3700大卡以上，每二吨秸秆就顶一吨煤炭。我国东部的平原农业县，如果一个县有200万亩土地，每亩地一年产一吨秸秆计算，每年就是200万吨秸秆。相当于一座年产100万吨煤的煤矿。这么大的一部分资源如果废弃掉岂不太可惜？！所以泰华就把农作物秸秆，以及各种可再生利用的生物资源充分利用起来，是大力节约我国矿物资源的有效途径。
为推动生物质发电技术的发展，2003年以来，国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目，拉开了中国秸秆发电建设的序幕。颁布了《可再生能源法》，并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质发电，特别是秸秆发电迅速发展。据不完全统计，到2006年底，全国在建农作物秸秆发电项目34个，分布在山东、吉林、江苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等省（区），总装机容量约120万千瓦；山东单县、江苏宿迁和河北威县三座发电站已投产发电，总装机容量8万千瓦。
2008年前后几年间，国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营。截至2007年底，国家和各省发改委已核准项目87个，总装机规模220万千瓦。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。可以看出，中国生物质发电产业的发展正在渐入佳境。
根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设生物质发电550万千瓦装机容量，已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。此外，国家已经决定，将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务体系建设。总的说来，生物质能发电行业有着广阔的发展前景。
中国秸秆发电迈出实质性步伐。 大力发展秸秆发电，不仅可以减少由于在田间地头大量焚烧、废弃所造成的污染，变废为宝，化害为利，而且对解决“三农”问题，促进当地经济发展具有重要作用。据估算，建设一个2.5万千瓦的秸秆发电厂，每年需要消耗秸秆20万吨，按每吨秸秆收购价200元计算，可为当地农民增加约4000万元收入，惠及的农户数量将近5万户，是发展农村经济，增加农民收入的重要举措。
中国对秸秆发电实行优惠电价政策，上网电价高出燃煤发电0.25元/千瓦时，并且还可以享受税收减免等一系列政策。随着中国有关配套政策的不断完善，以及秸秆发电技术的进步和原料收储运体系的形成，中国秸秆发电产业必将取得更快发展，为解决“三农”问题，建设社会主义新农村做出应有的贡献。
中国利用秸秆发电的市场广阔
生物质能秸秆发电技术的开发和应用，已引起世界各国政府和科学家的关注。许多国家都制定了相应的计划，如日本的“阳光计划”，美国的“能源农场”，印度的“绿色能源工厂”等，它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，中国生物质能发电装机容量要超过：300万kw。因此，从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展，加快了技术商业化的进程。随着中国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高，既有经济、社会效益，又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。
中国农村的秸秆资源相当丰富，主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类油料作物、棉花和甘蔗。根据中国地理分布和气候条件，南方地区水域多、气温高，适合水稻、甘蔗、油料等农作物生产，北方地区四季温差大，适合玉米、豆类和薯类作物生长，故播种面积大于其他地区。小麦在中国各地区都普遍种植，播种面积以华中、华东地区最多；棉花产地主要是华东和华中地区，其次是华北和西部地区。预计在2000年到2010年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为3.5亿～3.7亿t，相当于1.7亿tce。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h，年发电量为4500亿kWh。
中国开始引进世界先进技术，启动生物质能发电工程示范项目的实施
农作物秸秆直接燃烧供热发电的利用方式，是一条将秸秆转化为生物质能源可行的工艺技术路线。如果秸秆直接燃烧供热发电示范成功，将成为中国最大的支农项目、最大的节能、环保项目，是我国最可能迅速大面积推广的可再生能源项目。正是由于秸秆直燃发电项目拥有以上特点，同时它又可能解决许多企业面临的煤炭供应趋紧，价格持续上升的问题，中国启动实施秸秆发电的示范工程引起了国内外业界的极大关注。
中国大型企业与丹麦BME公司合资合作蓄势待发
由中国龙基电力科技有限公司与北京德源投资有限公司共同合作经营的龙基电力有限公司，是BWE公司“超超临界锅炉”和“生物质能发电”等核心技术、锅炉设备相关技术及其更新技术进入中国的唯一平台。作为BWE公司在中国电力领域的项目发展公司和窗口公司，龙基电力有限公司将在中国境内投资生产世界先进的发电厂设备，逐步把BWE公司的生物质能发电技术引入中国，在国内生产BWE公司的生物质能发电锅炉及全部配套设备。
生物质能发电工程已列入国家级示范项目
国家发展和改革委员会已正式批准将河北晋州和山东单县的生物质能秸秆发电工程列为国家级示范项目（发改能源[2004]2017号文件和发改能源[2004]2018号文件），旨在示范中完善技术，规范和培育市场，形成新的产业。这正式将秸秆发电技术在国内的推广驶上了一条农村能源全新利用的快车道。
河北晋州（1×25MW）和山东单县（1×24MW）两个示范项目都将引进丹麦BWE公司的世界先进秸秆发电技术，龙基电力有限公司作为项目投资和项目实施单位，在当地做了大量的前期调研，力争在吸收丹麦BWE先进技术的基础上，开创出一条符合中国国情的新路。两个示范项目如能成功，将给我国广袤的农村带来前所未有的新能源革命和巨大的经济效益，如河北晋州项目每年燃烧秸秆20多万t，发电1.38亿kWh。按照每吨秸秆100元的收购价测算，将带动农户增收2000多万元/年；与同等规模的燃煤火电厂相比，一年可节约l0万多tce。
除上述两个示范项目外，江苏如东县、黑龙江庆安县、北京平谷区等生物质能丰富的县（区）都在积极与龙基电力有限公司洽谈，着手筹建秸秆发电厂。
目前农作物秸秆综合利用主要有5种途径：一是作为农用肥料；二是作为饲料；三是作为农村新型能源；四是作为工业原料；五是作为基料。
1、秸秆还田。 （1）作用。农作物秸秆还田是补充和平衡土壤养分，改良土壤的有效方法，是高产田建设的基本措施之一，秸秆还田后，平均每亩增产幅度在10%以上 （2）弊端。秸秆还田最大的问题在于难以将秸秆梨耕到土壤中。即使秸秆被成功地梨耕到土壤中，在犁沟中的秸秆股形成过程中也可能引发问题，即不能以足够速度进行分解，而在下一次耕作时露出地表。此外，犁沟中的秸秆股也将会阻碍作物的根系向土壤深层生长。 （3）秸秆还田方法包括：① 秸秆覆盖或粉碎直接还田；② 利用高温发酵原理进行秸秆堆沤还田；③ 秸秆养畜，过腹还田；④ 利用催腐剂快速腐熟秸秆还田，在秸秆中添加一定量的生物菌剂及适量的氮肥和水，再经高温堆沤，可使秸秆腐熟时间提早15～20天。实践证明，机械化粉碎秸秆还田是秸秆综合利用的主要技术措施和手段。
2、秸秆饲料。 （1）秸秆富含纤维素、木质素、半纤维素等非淀粉类大分子物质。作为粗饲料营养价值低，必须对其进行加工处理。处理方法有物理法、化学法和微生物发酵法。经过物理法和化学法处理的秸秆，其适口性和营养价值都大大改善，但仍不能为单胃动物所利用。秸秆只有经过微生物发酵，通过微生物代谢产生的特殊酶的降解作用，将其纤维素、木质素、半纤维素等大分子物质分解为低分子的单糖或低聚糖，才能提高营养价值，提高利用率、采食率、采食速度，增强口感性，增加采食量。如生物有机肥，秸秆可以作为培养土使用，同一些饲料细菌培养后，作为花草、蔬菜的肥料。 （2）秸秆饲料的主要加工技术主要包括：① 直接粉碎饲喂技术；② 青储饲料机械化技术；③ 秸秆微生物发酵技术；④ 秸秆高效生化蛋白全价饲料技术；⑤秸秆氨化技术；⑥ 秸秆热喷技术。
3、秸秆能源 。 （1）生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在世界能源总消费量中占14%。我国每年农作物秸杆资源量约占生物质能资源量的近一半。安徽省好多县就建有火力发电厂，主要是武汉的凯迪电力公司投资建设。 （2）农作物秸秆能源转化的主要方式是秸秆气化。除秸秆气化以外，秸秆还可以用来加工压块燃料、制取煤气。
4、建材、轻工和纺织原料。 秸秆是高效、长远的轻工、纺织和建材原料，既可以部分代替砖、木等材料，还可有效保护耕地和森林资源。秸秆墙板的保温性、装饰性和耐久性均属上乘，许多发达国家已把“秸秆板”当作木板和瓷砖的替代品广泛应用于建筑行业。此外，经过技术方法处理加工秸秆还可以制造人造丝和人造棉，生产糠醛、饴糖、酒和木醣醇，加工纤维板等等。
5、秸秆基质。秸秆用作食用菌基料是一项与食品有关的技术。食用菌具有较高的营养和药用价值，利用秸秆作为生产基质，大大增加了生产食用菌的原料来源，降低了生产成本。目前利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇等技术已较为成熟，但存在技术条件要求较高的问题，用玉米秸和小麦秸培育食用菌的产出率较低。
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，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，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，到下世纪中叶，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。
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。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1440～1800亿吨( 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。
生物质能的分类
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源：农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
B、分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品，即生成甲烷，故B不符合；
C、利用植物的光合作用生成葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素是光合作用的原理和产物，不是生物质能的利用，故C符合；
D、在汽化炉内加热固态生物质，同时加入空气，使之发生反应生成可燃气体属于生物质能的利用，故D不符合；
故选C．
秸秆还田
秸秆是一种营养价值很高的肥料资源。秸秆还田不仅可以增加土壤有机质和养分含量，改善土壤物理性质，促进土壤团聚体结构的形成，调节土壤氮、磷、钾和微量元素的供应，提高土壤微生物和土壤酶的活性，提高农田保水抗旱能力，改善农田生态环境，减少化肥用量，保护生态环境，提高农作物产量，还可以减少秸秆直接焚烧造成的环境污染，有利于资源的循环利用和可持续发展。
秸秆能源
生物质是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。农作物秸秆资源每年占我国生物质能资源的近一半。农作物秸秆能量转化的主要途径是秸秆炭化或气化。秸秆炭化是近年来比较流行的一种方法，具有较高的经济效益。秸秆被制成秸秆碳出售，将废物变废为宝。同时，也有助于解决秸秆焚烧屡禁不止的问题。
秸秆发电
农作物秸秆是一种良好的清洁可再生能源。它可以直接燃烧或与垃圾混合发电，燃烧后的灰烬可以作为肥料返回田间。
沼气生产
秸秆属于有机质，是生产沼气的良好原料。它可以在中国北方和南方使用，特别是在南方。气温高，沼气利用季节长。沼气可以通过厌氧发酵产生。该方法将种植业、养殖业和沼气池有机结合，利用秸秆产生的沼气做饭、照明，将沼渣喂给猪，并将猪粪和沼液作为肥料返回田间。这是生态农业良性循环的良好模式。
作为饲料
目前，利用农作物秸秆制备饲料的方法主要有两种：第一种是通过改变秸秆的长度和硬度来提高消化效率。第二种是制备常用秸秆饲料，包括秸秆氨化饲料、秸秆绿色贮藏饲料和秸秆微贮藏饲料
| A．生物质能源取之不尽、用之不竭，是可再生能源，故A正确； B．生物质能不污染环境，相反能减少污染，故B错误； C．使用沼气作能源可以保护森林，减少森林的砍伐，故C正确； D．生物质能可用来发电，故D正确． 故选B． |
农作物秸秆的化学成分：纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、低分子碳水化合物、无机盐等为农作物秸秆的主要化学成分。其中纤维素是植物中最丰富的物质，又是细胞壁的主要结构成分，在作物秸秆中的含量达40-50%，化学性能稳定，不溶于稀酸，在高温、高压和酸性条件下，可以水解成为葡萄糖。
农作物秸秆综合利用技术有哪些？
1、秸秆还田。 粮食作物秸秆综合利用是补给和均衡土壤养分，改良土壤的有效方法，是高产田基本建设的主要方法之一，秸秆综合利用后，均值1亩提高产量力度在10%之上 ，秸秆综合利用最大的问题取决于无法将秸杆梨耕到土壤中。即便秸杆被取得成功地梨耕到土壤中，在犁沟里的秸杆股产生情况下也有可能引起难题，即不可以充足速率开展溶解，但在下一次耕种时外露地面。除此之外，犁沟里的秸杆股也可能阻拦农作物的根部向土壤层深层次生长发育。 秸杆遮盖或破碎立即还田；运用高温发酵基本原理开展秸杆堆沤还田；运用催腐剂迅速沤肥秸秆综合利用，在秸杆中加入一定量的生物菌剂及适当的基肥和水，再经持续高温堆沤，可让秸杆沤肥时长提前15～20天。
2、秸秆饲料。 秸杆含有纤维、木质纤维素、木质纤维素等非淀粉类食物大分子物质。做为青饲料营养成分低，务必对它进行生产加工解决。处理办法有物理法、化学方法和生物发酵法。通过物理法和化学方法解决的秸杆，其适口性和食用价值都极大的改进，但仍不可以为单胃动物所运用。秸杆仅有通过生物发酵，根据微生物代谢造成的独特酶的溶解功效，将其纤维、木质纤维素、木质纤维素等大分子物质转化为低分子的糖类或低聚木糖，才可以提升营养成分，提升使用率、吃料率、吃料速率，提高口理性，提升采食量。如生物菌肥，秸杆能够做为营养土应用，同一些精饲料尿培养后，做为花草植物、蔬菜水果的化肥。
3、秸杆电力能源 。 生物质能是仅次煤碳、原油、天然气的第四大电力能源，在全球电力能源总消耗量中占14%。中国每一年粮食作物秸秆类资源储存量约占生物能源资源储存量的近一半。安徽许多县就建了火电厂，通常是武汉市的凯迪电力公司投资基本建设。 农作物秸秆电力能源转换的关键方法是秸秆气化。除秸秆气化之外，秸杆还能够用于生产加工钢削然料、制得液化气。
4、秸杆栽培基质。 秸杆作为食用菌菌种原料是一项与食物相关的技术性。食用菌菌种具备较强的营养成分和药用功效，运用秸杆做为生产制造栽培基质，大大增加了生产制造食用菌菌种的原材料由来，减少了产品成本。现阶段运用秸杆生产制造香菇、平菇、金针蘑、鸡腿菇等技术性已相对成熟稳重，但存有技术条件规定较高的难题，用玉米秸秆和小秸秆培养食用菌菌种的生产率极低。
1．我国的生物质能资源情况
我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论生物质能资源50×108t左右，是我国目前总能耗的4倍。生物质能资源按原料的化学性质分，主要为糖类、淀粉和木质纤维素类。按原料来源分，则主要包括以下几类：（1）农业生产废弃物，主要为作物秸秆。（2）薪柴、枝丫柴和柴草。（3）农林加工废弃物，木屑、谷壳和果壳。（4）人畜粪便和生活有机垃圾等。（5）工业有机废弃物、有机废水和废渣等。（6）能源植物，包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源等。其中来源最广、储量最大、利用前景最可观的是农业生物质和林业生物质这两大类。
1）农业生物质
农业生物质资源包括农产品加工废弃物和农作物秸秆，如图7.13所示。农产品加工废弃物有花生壳、玉米芯、稻壳和甘蔗渣等；农作物秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆等。据统计，我国各地区主要农业生物质的可利用总量约为5.6×108t，排名前三的地区分别是山东、河南、河北，而秸秆类农业生物质资源利用的主要方向为24%用于饲用，15%用于还田，2.3%用于工业，剩余的约60%用于露地燃烧或薪柴。因此，我国的农业生物质资源的应用潜力非常大。
图7.13 农业生物质
2）林业生物质
我国现有森林面积约1.95×108hm2，林业生物质总量超过180×108t，其中可利用的林业生物质资源有以下三类：一类是木本淀粉类资源，如栎类、果实、橡子等；二类是木本油料资源，如油桐、油茶、黄连木、文冠果、麻疯树等；三类是木质燃料资源，如灌木林、薪炭林、林业“三剩物”等。而且，我国还有近4000×104hm2的宜林荒山、荒地可用于种植能源林，还有近600×104hm2疏林地和5000×104hm2郁闭度（指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度）低于0.4的低产林地可用于改造。
目前世界上已有20多个国家在种植“柴油树”。我国河北省武安市马家庄乡连绵起伏的青山上，满山遍野生长着枝繁叶茂的黄连木树，这种树木的果实可以提炼柴油，当地群众将它称为“柴油树”。现在武安市共有这样的“柴油树”10万亩，年提炼柴油产量可达1000×104kg。据介绍，到2012年，武安市计划将“柴油树”发展到20万亩，年产柴油量达到2000×104kg。
2．生物质能资源的利用
主要应用在生物乙醇、生物柴油、生物质固体成型燃料和生物质能发电行业。
1）生物乙醇的应用
生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。我国生产生物乙醇的原料有甘蔗、甜高粱、木薯等高能品种，并建立了年产能力达5000t的甜高粱茎秆生产乙醇的工业示范装置。因传统粮食生产乙醇价格昂贵，为降低生产成本，我国已转向对微生物混合发酵法的研发。国家发展和改革委员会称，到2020年，我国15%生物质燃料将应用在汽车、轮船等行业。
2）生物柴油的应用
可从动植物油，如大豆、油菜、动物油脂以及餐饮垃圾中提炼生物柴油，因其环保性、润滑性、安全性能良好，可与石化柴油混合作为燃料。2005年6月，我国使用自主研发的生物酶法生产生物柴油，技术指标达到欧美生物柴油标准，标志着我国生物柴油研究取得了突破性进展。2010年生物柴油产能达300×104t/年，主要用于交通运输行业。我国提出了在2020年，生物柴油产能达200×104t的目标，已在海南建立了6×104t/年装置，产量居我国首位。
3）生物质固体成型燃料的应用
生物质固体成型燃料是将城市垃圾或农林废弃物，通过外力作用，压缩成型来增加其密度的可燃物质，具有高效、清洁、无污染等优点。图7.14为生物质捆装压缩示意图。我国的生物质成型燃料生产设备有螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式，燃料形状主要有块状、棒状、颗粒状三种。北京奥科瑞丰公司生物质固体成型燃料年产量为60×104t，居全国首位，主要应用在直接燃烧取暖与工业锅炉等方面。
图7.14 生物质捆装压缩
4）生物质能发电的应用
生物质能发电是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、垃圾填埋气发电、沼气发电。为推动生物质能发电技术的发展，2003年以来，国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东三个秸秆发电示范项目，颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，并实施了生物质能发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质能发电，特别是秸秆发电迅速发展。
2008年，蒙牛建成全球最大的生物质能沼气发电厂，得到联合国开发计划署环保基金的大力支持。图7.15为蒙牛生物质能沼气发电厂。
图7.15 蒙牛的全球最大生物质能沼气发电厂
3．生物质能开发利用的主要技术
生物质能开发利用在目前阶段的主要技术有三大类：物理转化、化学转化和生物转化。涉及压缩成型、气化、液化、热解、发酵、水解等具体技术，具体情况如图7.16所示。
1）物理转化
生物质的物理转化是将农林废弃物，如秸秆、锯屑、稻壳、蔗渣等，干燥后在一定压力的作用下，压制成棒状、粒状、块状的成型燃料或饲料。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素构成，生物质压缩成型主要是靠木质素的胶结作用。木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%～30%。当温度达到70～100℃时，木质素开始软化并具有一定的黏度，当温度达到200～300℃时，木质素呈熔融状态，黏度变高，此时施加一定压力就能使木质素与纤维素黏结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，大大降低农林废弃物的体积，便于运输和储存。
图7.16 生物质能开发利用的主要技术
2）化学转化
生物质的化学转化涉及气化、液化和热解等三个方面。
（1）气化：
生物质气化是指在一定的温度条件下，借助氧气或水蒸气的作用，使高聚合的生物质发生热解、氧化、还原等反应，最终转化为CO，H2和低分子烃类等可燃气体的过程。在我国，应用生物质气化技术最广的领域是生物质气化发电（BGPG）。生物质气化发电的成本约为0.2～0.3元/（kW·h），已经接近或优于常规发电，其单位投资约为3500～4000元/kW，仅为煤电的60%～70%，具备进入市场竞争的条件，发展前景非常广阔。
（2）液化：
生物质液化技术是指在高温高压的条件下，进行生物质热化学转化的过程。通过液化，可将生物质转化成高热值的液体产物，即将固态的大分子有机聚合物转化成液态的小分子有机物，生物柴油就是利用生物质液化技术生产出的可再生燃料。油料作物如大豆、油菜、棕榈等在酸性或碱性催化剂和高温的作用下发生酯交换反应，生产相应脂肪酸甲酯或乙酯，再经过洗涤干燥后得到生物柴油。与传统的石化能源相比，其硫和芳烃含量低，十六烷值高，闪点高，具有良好的润滑性，可添加到化石柴油中。
（3）热解：
生物质热解是指利用热能将生物质的大分子打断，从而转化为含碳原子数目较少的低分子化合物的过程，即生物质在完全缺氧条件下，经加热或不完全燃烧后，最终转化成高能量密度的气体、液体和固体产物的过程，而木炭就是利用生物质热解技术生产出的重要产物。木炭产品包括白炭、黑炭、活性炭、机制炭四大类，其中应用范围最广的是活性炭。活性炭是具有发达孔隙结构、强吸附力、比表面积巨大等一系列优点的木炭。在我国，活性炭广泛应用于葡萄糖、味精和医药等产业的生产。
3）生物转化
生物转化技术是指依靠微生物发酵或者酶法水解作用，对生物质进行生物转化，生产出乙醇、氢、甲烷等液体或气体燃料的技术。生物转化的生物质原料包括淀粉和木质纤维素两大类。玉米、木薯、小麦等淀粉类粮食作物是生物转化的主体，但是以农作物为原料转化的产品成本较高，且易受土地和人口的因素限制，产量无法大幅度增加。因此以廉价的农作物废料等木质纤维素为原料的生物转化技术才是解决能源危机的有效途径。然而，木质纤维素的结构和组分与淀粉类原料有很大的不同，解决高效、低成本降解木质纤维素原料的问题是木质纤维素转化产物取代化石燃料的根本途径。
