与其他生物原料比较,利用微藻生产生物液体燃料有哪些优势
微藻具有成为制备生物柴油新型原料的优势。
原因:
1 、已有油料植物作为生物柴油原料的成本劣势。绿色植物中草本油料作物的含油量较高, 收获的种子存储和加工较简便, 但我国现在还要从国外进口大量食用油, 不能依靠大豆、油菜等来大量生产生物柴油。其他非食用油料作物也可以作为生物柴油的生产原料, 但也会与粮油棉等作物争地、争水、争肥。木本油料植物可利用荒山野岭来种植, 不与农作物争地, 还可以绿化环境、改良生态, 在我国已有企业实施的成功范例。但这些树木的含油果实一般一年只收获一次, 而且存储的成本较高, 以此为原料进行生物柴油生产会受到季节限制。
2 、用藻类作为生物柴油原料与其他原料的比较 。藻类是最原始的生物之一, 通常呈单细胞、丝状体或片状体, 结构简单, 整个生物体都能进行光合作用, 所以光合作用效率高, 生长周期短,速度快。藻类按大小常常为大藻( 如海带、紫菜、裙带菜等) 和微藻( 为单细胞或丝状体, 直径于1 mm) 。微藻可利用微生物发酵技术, 在光反应器中高密度、高速率培养。在同样条件下, 微藻细胞生长加倍时间通常在24 h内, 对数生长期内细胞物质加倍时间缩短至3.5 h。作为低等植物的微藻大多分布在江海湖泊中, 不与农作物争地, 可以整年生长。其中原核的蓝藻( 也称蓝细菌)营自养生活, 无需另外添加C N 源。从海洋和湖泊中分离到真核的硅藻、绿藻和褐藻等藻种, 驯化, 其中一些藻类的光合生产率已经达到50 g 其油脂组成与一般油料植物相似, 以C16 、C18 系脂肪酸为主。高等植物种子的脂肪酸含量仅为干重的15%~20%左右, 而藻类的脂肪酸含量在氮元素缺乏时可达细胞干重的80%。我国18 000 km 海岸线上有着大片滩涂和湿地, 非常适合微藻的大规模养殖和循环利用。由于微藻易养易收, 群体众多, 所含脂肪酸等生物质能巨大, 因此微藻是新型生物柴油原料油源之一, 也是未来生物柴油发展的趋势之一。
我只说我觉得和我认知的,也许不对,勿念。
生物质能就是所谓的破枝烂叶秸秆等等植物经过压缩而成的燃料。
优点:可持续性高,因为就是树枝树叶枯草秸秆,这些本来都是要烧荒烧掉的,现在做成燃料。
本来还有一个优点是成本低,但是,现在看来也不是很低。
燃烧可以更充分,简单来说就是产生更少的烟和粉尘。
缺点:燃烧设备比较贵。
含氢氧比重还是略大,简单来说就是燃值不太高,相对煤和油等化石能源来说。如果能把生物质能燃料做成机制炭反而变废为宝,极大的减少烧炭带来的污染问题,也能大大降低炭的价格,如果再进一步,就可以把制成的炭经过压合变成煤,极大降低煤炭污染问题,当然,成本比较高。
其实,生物质能燃料是折中办法
生物质能是指利用大气、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。它包括植物、动物和微生物。
生物质能的广义概念: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。有代表性的如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。
生物质能的狭义概念: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(简称木质素)、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。特点:可再生、低污染、分布广泛。
生物质能的优点可分为以下几点
①生物质能可再生,生物质能根本就是来源于太阳能,而太阳能是无穷无尽的,并且通过植物的光合作用,将太阳能转化成化学能,然后储存在生物体内,因此只要确保植物光合作用顺畅进行,就能生产出源源不断的能量。所以说生物质能是可以再生的。
②环境污染小,通常生物质能中含有对环境有害物质的含量非常低,而在植物光合作用过程中,又吸收了大量的二氧化碳,减少了温室气体,并且释放氧气,因此,提倡生物质能的应用,一定程度上促进了大自然的碳循环,对自然界就要很大的益处。
③原料丰富。生物质能源资源丰富,分布广泛。根据世界自然基金会的预计,全球生物质能源潜在可利用量达350EJ/年(约合82.12 亿吨标准油,相当于2009年全球能源消耗量的73%)。
虽然说生物质能的优点如此突出,但是缺点也不是说没有的。
首先,生物质能的生产周期很长,依靠生物自己来获取能源,这个时间本来就不短,而且在后期加工处理中,经常是通过发酵提取等耗时耗力的手段来最终生成能源物质。样的生产效率远远比不上挖掘石油和采集天然气。
其次,生物质能的生产过程复杂,为什么这么说呢,就比如像生产乙醇,使用的是废弃的农作物进行发酵,首先要收购(最好是已经超过了保质期的)农作物,然后再将其放置于发酵罐中进行发酵,在这期间要实时监控发酵罐中的温湿度,发酵出来的原液还需进行多次过滤,提纯,最终才得到目标产物,这样看来,生产过程比单纯的采集天然气等传统的能源生产更加复杂。所以相应的资金投入就会大大增长。
还有,生物质能受地域限制,像一些农业并不太发达的地区,所能利用起来的生物质能就很少,相应的在该地区推广使用生物质能就困难重重,而且又想要在该地区用上生物质能,所需的运输成本也会大大提高。
总的来说,现在大面积推广生物质能还是有很大的困难,但相信在以后 科技 日益发展的情况下,像生物质能这类清洁能源一定会普及到千家万户的。
生物质能是可再生能源,并且最大的优势是变废为宝。如果不处理,秸秆废弃物和畜禽粪污会污染环境,处理好了,可以变成清洁能源以及有机肥。有机肥还田之后实现循环经济。缺点方面就是从经济性角度,如果没有补贴,还不足以实现盈利。当然主要还是因为环保意识以及环保处罚力度不足导致的。
作为生物质能源,水生植物的使用,除蓝藻外,其他许多藻类也具有很大潜力。专家们在进行海藻种植研究中发现,藻类生物质可厌氧发酵成甲醇,其转化率可达50%~70%,因此证明,通过藻类可将太阳能转化成化学能(甲醇)。还有人在将海藻研碎后进行发酵过程中发现,这些藻类能释放出大量近似甲烷的可燃性气体。据估算,一公顷海藻,一年内可排出4万立方米的可燃性气体。还有一种海藻,它能在高盐碱的水中产生大量有价值的烃类(其中也含有甘油)。小球藻也能提供大量热能,每克可提供22千焦耳的能量。水风信子是沼气发酵的极好原料,它繁殖速度极快,一株水风信子经过3个月后可产生248181个后代。
1) 可再生性
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿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总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
应用: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。
价格每吨分别提高290元和180元。这是自 环境,不管是海水、淡水、室内、室外,还 等植物和微藻生产生物质能源,其能量都来
今年1月15日成品油定价机制改革以来,根 是一些荒芜的滩涂盐碱地、废弃的沼泽、鱼 自于太阳光。地球上单位面积、单位时间内
据“原油成本定价法”实施的首次油价调整。 塘、盐池等都可以实现种植;微藻产量非常 接受到的太阳光能是在限定范围内的,要生
对此,国家发改委给出的解释是:油价调整高,一般陆地能源植物一年只能收获一到两 产大量的生物燃料,必须依赖于大规模的植
鉴于近期国际油价持续上涨。 季,而微藻几天就可收获一代,而且不因收 物或微藻生产面积。此外还要把这些微藻从
尽管金融危机爆发以后,全球原油价格 获而破坏生态系统,就单位面积产量来说广大面积上收集起来,再进行工业加工。因
不断下跌,但是石化能源消耗的不可持续性比玉米高几十倍;不占用可耕地,藻类可以 此,生产、收集和运输所耗费的能量与其可
是不可能改变的,人们早就把眼光投向了生种植在海洋或露天的池塘,因而可利用不同 产出的能量之间的比例,是决定生物能源产
物质能源领域。生物质能源是地球上最普遍 类型的水土资源,具有不与传统农业争地 业发展的关键。也就是说,微藻只有在单位
的一种可再生能源,它是通过植物光合作用, 的优势;产油率极高,微藻含有很高的脂类 面积上高密度产出,才是相对于其他高等植
将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的(20% ~70%)、可溶性多糖等,1公顷土地 物产油的优势关键所在。
一种能量形式,被称为绿色能源。但是如果的年油脂产量是油菜籽的80 倍;微藻加工 但以目前的技术水平,微藻培养也存在
用玉米、高粱等粮食来制作乙醇等生物质能工艺相对简单,微藻没有叶、茎、根,不产 单位面积生产能耗大、投入成本高的问题,
源,将威胁全球的粮食安全。因此,对于生生无用生物量,易于被粉碎和干燥,预处理 因此,要使微藻生物柴油成为真正的替代能
物质能源的原料,人们的目光一直集中在传成本比较低微;微藻热解所得生物质燃油热 源,降低微藻的生产能耗和成本至关重要。
统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域,然 值高,平均高达 33MJ/kg(兆焦尔/千克), 徐旭东说,微藻的大规模培养主要有开
而对于生物质能源的重要来源、开发前景同是木材或农作物秸秆的1.6 倍;最后,有利 放池和密闭反应器两类方式。开放池培养成
样广阔、属水生植物的藻类却认识不足。 于环境保护,藻类植物能捕获空气中的二氧 本相对较低,但是藻类生长所达到的细胞密
作为一种重要的可再生资源,藻类具有 化碳,有助于控制温室气体排放。 度较低,某些情况下容易被当地其他微藻侵
分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环 微藻种植可与二氧化碳这样的温室气体 染,水蒸发量大;密闭培养可达到较高的藻
境适应能力强、生长周期短、产量高等突出地处理和减排相结合,据统计,占地1平方 细胞密度,不易被杂藻侵染,水蒸发量小,
特点。而藻类中的微藻,更是遍布全球的浮公里的养藻场可年处理5万吨二氧化碳,而 但反应器造价和运转成本较高。因此,前途
游植物,它在海洋、淡水湖泊等水域或是潮且微藻不含硫,燃烧时不排放有毒有害气体, 是需要发展出集二者优点,而回避各自缺点
湿的土壤、树干处,在任何有光照且潮湿的整个产油过程非常清洁。 的新型培养方式。此外,微藻培养液中细胞
地方都能生存。而每年由微藻光合作用固定 据估算,我国盐碱地面积达1.5 亿亩, 只占很小一部分,绝大部分是水,还需要发
的二氧化碳,竟达全球二氧化碳固定量的假如用14% 的盐碱地培养种植微藻,在技 展出低能耗的收集细胞,并循环使用培养液
40%以上。微型藻生物技术的开发,将为我 术成熟的条件下,生产的柴油量可满足全国 的技术。
国提供新的能源途径。 50%的用油需求。尽管利用微藻生产生物质能源困难重
第一,生物燃料中代表性的生物醇油是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品,而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。
第二,生物燃料是产品上的多样性。能源产品有液态的生物乙醇和柴油,固态的原型和成型燃料,气态的沼气等多种能源产品。既可以替代石油、煤炭和天然气,也可以供热和发电。
第三,生物燃料是原料上的多样性。生物燃料可以利用作物秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾,还可利用低质土地种植各种各样的能源植物。
第四,是生物燃料的“物质性”,可以像石油和煤炭那样生产塑料、纤维等各种材料以及化工原料等物质性的产品,形成庞大的生物化工生产体系。这是其他可再生能源和新能源不可能做到的。
第五,生物燃料的“可循环性”和“环保性”。生物燃料是在农林和城乡有机废弃物的无害化和资源化过程中生产出来的产品;生物燃料的全部生命物质均能进入地球的生物学循环,连释放的二氧化碳也会重新被植物吸收而参与地球的循环,做到零排放。物质上的永续性、资源上的可循环性是一种现代的先进生产模式。
第六,生物燃料的“带动性”。生物燃料可以拓展农业生产领域,带动农村经济发展,增加农民收入;还能促进制造业、建筑业、汽车等行业发展。在中国等发展生物燃料,还可推进农业工业化和中小城镇发展,缩小工农差别,具有重要的政治、经济和社会意义。
第七,生物燃料具有对原油价格的“抑制性”。生物燃料将使“原油”生产国从目前的20个增加到200个,通过自主生产燃料,抑制进口石油价格,并减少进口石油花费,使更多的资金能用于改善人民生活,从根本上解决粮食危机。
第八,生物燃料是创造就业机会和建立内需市场。巴西的经验表明,在石化行业1个就业岗位,可以在乙醇行业创造152个就业岗位;石化行业产生1个就业岗位的投资是22万美元,燃料行业仅为1.1万美元。联合国环境计划署发布的“绿色职业”报告中指出,“到2030年可再生能源产业将创造2040万个就业机会,其中生物燃料1200万个”。
生物质能源的“美”还在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。它不仅具有资源再生、技术可靠的特点,而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。
生物质能源的“美”还在于它可以有效促进能源农业的发展,能够助推社会主义新农村建设的发展。能源作物的大面积种植可以开发利用闲置的荒漠地、盐碱地,有利于这些质地差的土壤逐渐改良,更有利于农业产业结构调整,还可以培育出致力于可再生能源利用领域的新型农民。不仅如此,它还可以吸纳农村剩余劳动力,增加农民收入,农民的收入来源也变得更加多元化。
绿色能源
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。