生物质能的主要利用形式包括哪些

生物质是指利用大气、 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。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。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。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。

2013年中国 生物质能源的特点分析

①可再生性，生物质能源是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。

②清洁、低碳。生物质能源中的有害物质含量很低，属于清洁 能源。同时，生物质能源的转化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，生物质能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

③替代优势。利用现代技术可以将生物质能源转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。在热转化方面，生物质能源可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。国际自然基金会2011年2 月发布的《能源报告》认为，到2050 年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能源。

④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%）。根据我国《可再生能源中长期发展规划》统计，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5 亿吨标准煤，随着造林面积的扩大和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10 亿吨标准煤。在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。

有四种新能源:风能、太阳能、沼气和燃料电池。新能源的基本介绍和主要特点如下:新能源基本介绍:也被称为非常规能源。指传统能源以外的各种能源形式。指刚刚开始开发利用或正在积极研究和推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、核聚变能等。新能源的主要特点:丰富的资源，一般具有可再生的特点，可用于人类的可持续发展；能量密度低，开发利用需要更大空；无碳或含碳量低，对环境影响小；分布广，有利于小规模分散利用；间歇性供应，波动性大，不利于持续的能源供应；目前，除水电外，可再生能源的开发利用成本高于化石能源。

①阳光（太阳能）转化为电能的过程中没有新物质生成，属于物理变化．

②风能转化为电能的过程中没有新物质生成，属于物理变化．

③氢能转化为电能的过程中有新物质生成，属于化学变化．

③生物质能转化为电能的过程中有新物质生成，属于化学变化．

故选A．

回答摘自：中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1672-9064(2009)06－0059－03

生物质发电技术发展探讨

陆智（广西电力工业勘察设计研究院广西南宁530023）

李双江（河北省电力勘测设计研究院）

郑威（ 中南电力设计院）

生物质能是一种颇具产业化和规模化利用前景的可再生能源，对我国能源结构的优化意义重大。发展生物质发电，是构筑稳定、经济、清洁、安全能源供应体系，突破经济社会发展资源环境制约的重要途径。秸秆发电变无序焚烧为集中燃烧并发电、造肥，节省了大量煤炭资源，并增加农民收入。秸秆在生长和燃烧中不增加大气中CO2量，且含硫量极低，仅为0.1%。发展生物质发电，替代煤炭，可显著减少CO2等温室气体和SO2的排放，有巨大的环境效益。

1 生物质直接燃烧发电利用技术

生物质直燃发电就是将生物质直接作为燃料进行燃烧，用于发电或者热电联产。生物质直接燃烧具有以下特点：（1）生物质燃烧所放出的CO2大体相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2， 因此可以认为是CO2的零排放，有助于缓解温室效应；（2）生物质的燃烧产物用途广泛，灰渣可加以综合利用；（3）生物质燃料可与矿物质燃料混合燃烧，既可以减少

运行成本，提高燃烧效率，又可以降低SO2、NOx 等有害气体的排放浓度；（4）采用生物质燃烧设备可以最快速度实现各种生物质资源的大规模减量化、无害化、资源化利用，而且成本较低，因而生物质直接燃烧技术具有良好的经济性和开发潜力。

1.1 单燃生物直燃技术

在欧美发达国家主要燃烧的生物质是木本植物， 在我国，由于特殊的国情使得我们用于燃烧的物质基本局限于秸秆等草本类植物。据有关文献对秸秆的燃烧机理进行的研究，秸秆等生物质与常规燃料的区别主要有以下几点：（1）秸秆的含水量较大，约20％，是常规燃料的8～10 倍。因此，在锅炉相同出力的情况下，其烟气量约是常规燃料的1.5～2 倍。在锅炉受热面布置时，要充分考虑这一情况。（2）秸秆的堆积密度较小。秸秆投入炉内燃烧时，先落在炉床上，随着水分蒸发，开始漂浮在炉内进行燃烧。因此，在这类锅炉设计时， 一定要考虑到燃烧室的体积要大一些，使得燃料在炉内有足够的停留时间，得以完全燃烬。（3）从燃料的燃烧过程来看，大多数秸秆（除甘蔗渣外）在干燥后，挥发份快速脱离母体迅猛燃烧，挥发份不附着在秸秆表面燃烧，这与煤的燃烧机理是完全不同的。（4）逸出挥发份后的秸秆变黑成为暗红色焦炭粒子，未见明显的火焰，而且在炉膛高温火焰的辐射下，缓慢地燃烧，燃烬时间也较长。

1.1.1 层燃炉燃烧技术

层燃炉燃烧技术主要以炉排炉为代表，燃料在固定或者移动的炉排上实现燃烧，空气从下方透过炉排供应上部的燃料，燃料处于相对静止的状态，燃料入炉后的燃烧时间可由炉排的移动或者振动来控制，以灰渣落入炉排下或者炉排后端的灰坑为结束。

1.1.2 循环流化床燃烧技术

循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备很多独特的优点，如燃料适应性广，低温燃烧，燃烧效率高，负荷调节性能好等。瑞典、丹麦、德国等发达国家在流化床燃用生物质燃料技术方面具有较高的水平。美国爱达荷能源产品公司已经开发生产出燃生物质流化床锅炉， 锅炉蒸汽出力为4.5～50t/h，供热锅炉出力为36.67MW；美国CE 公司利用鲁奇技术研制的大型燃废木循环流化床发电锅炉出力为100t/h，蒸汽压力为8.7MPa； 美国B&W 公司制造的燃木柴流化床锅炉也于20 世纪80～90 年代初投入商业运行。此外，瑞典以树枝、树叶等林业废弃物作为大型流化床锅炉的燃料加以利用，锅炉热效率可达到80％；瑞典和丹麦正在实行利用生物质热电联产的计划，使生物质能在提供高品位电能的同时，满足供热的要求。

1.2 生物质与煤混合直燃技术

混合燃烧的技术优势：（1）生物质是可再生能源，煤粉炉中生物质共燃，可以利用现役电厂提供一种快速而低成本的生物质发电技术，也是一种最好（廉价而低风险）的利用可再生能源发电的技术。（2）煤粉燃烧发电效率高，可达35％以上，生物质共燃正是借用其高效率的优点，这是现阶段其它生物质发电技术难以比拟的。（3）生物质燃烧低硫低氮，在与煤粉共燃时可以降低电厂的SO2和NOx 排放。（4）对于煤粉燃烧电厂，共燃生物质意味着CO2排放的降低， 被公认为是现役燃煤电厂降低CO2排放的最有效措施。（5）我国生物质资源丰富，可利用未被利用的生物质折合近4 亿t 标准煤，且分布广泛，可就地利用；另一方面，大量利用生物质发电可增加农民收入，促进农业和农村经济的可持续发展。（6）生物质共燃技术简单，投资和运行费用低。生物质相对较便宜，对燃煤电厂而言还可增加燃料的选择范围和燃料适应性，降低燃料成本。丹麦哥本哈根AVEDORE 电厂，2002 年增加了热功率为105MW 的生物质发电设备，采用天然气（油）与麦秸混合燃烧工艺， 每小时秸秆消耗25t， 秸秆主要来源于芬兰和丹麦。生物质的水分含量用超声波测定，控制在25％左右。

2 生物质气化发电技术

生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。该过程是直接向生物质通气化剂（空气、氧气或水蒸汽），使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。目前， 生物质气化技术大体上可按2 大类进行分类：①按气化剂分类，②按设备运行方式分类。

2.1 按气化剂类型分类

生物质气化技术按气化剂类型分类。其中，干馏气化其实是热解气化的一种特例。且由于干馏是吸热反应，应在工艺中提供外部热源以使反应进行。氧气气化则不需要提供外部热源，产品为热值为15000kJ/m3 的中热值气化气。空气气化由于N2的加入，使其可燃气成分含量降低，热值也随之降低在5000kJ/m3 左右，为低热值气体。氢气气化反应条件苛刻，需要在高温高压且具有氢源的条件下进行， 其气化气为热值高达22260～26040kJ/m3 的高热值气化气。

2.2 按气化装置运行方式分类

生物质气化技术按气化装置的运行方式分类。国内外已投入商业运行的气化方法主要有：固定床气化炉、流化床气化炉。固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸式和开心式。其中下吸式气化炉应用最广。

生物质原料由炉顶的加料口投入炉内，气化剂（空气、氧气）可以由顶部进入，也可以在喉部加入。气化剂与物料混合向下流动， 在高温喉管区发生气化反应。下吸式气化炉主要特点是气化强度高（相对于上吸式），工作稳定性好，可随时加料；由于燃烧区在热解区与还原区之间，因而干馏和热解的产物都要经过燃烧区，在高温下裂解H2和CO，使得气化中焦油含量大为减少。流化床气化炉按气化炉结构和气化过程，可将流化床气化炉分为循环流化床、双流化床和携带床四种类型。按吹入气化剂的压力大小，流化床气化炉又可分为常压流化床和加压流化床。其中循环流化床由于其众多优点，适用于大型商业化运行。循环流化床是唯一在恒温床上反应的气化炉。气化反应在床内进行，焦油也在床内裂解。流化介质一般选用惰性材料（沙子）或非惰性材料（石灰或催化剂），可增加传热及清洗可燃气，适合水分含量大、热值低、着火困难的生物质燃料。循环流化床气化炉的主要缺点是入料需要预处理，产气中灰分需要很好的净化处理和部件磨损严重。

典型操作条件为温度600℃，加工能力100kg/h，以杨木为原料时产气率可达65％。优点在于结构紧凑、传热速率高、气相停留时间短、有效抑制裂化，但是载气需求量大。气化产生的可燃气主要用来发电。生物质气化的发电技术有以下3 种方法：带有气体透平的生物质加压气化、带有透平或者引擎的常压生物质气化、带有朗肯循环的传统生物质燃烧系统。传统的生物质气化联合发电技术（BIGCC）包括生物质气化、气体净化、燃气轮机发电及蒸汽轮机发电。生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，可利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。气化发电工艺包括3 个过程：①生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；②气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需要经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；③燃气发电。目前，国际上有很多发达国家开展提高生物质发电效率方面的研究， 如美国Battelle（63MW）项目，欧洲英国（8MW）和芬兰（6MW）的示范工程。

3 生物质直接燃烧技术与生物质气化技术的比较

生物质直接用来燃烧简化了环节和设备， 减少了投资，但利用率还比较低，利用的范围还不是很广。由于中国生物质分布分散，成为大规模利用生物质直接燃烧技术发电较大障碍。然而秸秆类生物质因为含有较多的K、Cl 等无机物质，在燃烧过程中很容易出现严重的积灰、结渣、聚团和受热面腐蚀等碱金属问题，碱金属问题是秸秆大规模燃烧利用面临的严峻挑战，这些还需要进一步研究解决问题的方法。生物质气化技术能够一定程度上缓解中国对气体燃料的需求， 生物质被气化后利用的途径也得到相应的扩展，提高了利用效率。

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答

农业废弃物包括植物类废弃物（农林生产过 程中产生的残余物）、动物类废弃物（牧、渔业生产 过程中产生的残余物）、加工类废弃物（农林牧渔 业加工过程中产生的残余物）和农村城镇生活垃 圾等四大类。通常农业废弃物主要指农作物秸秆 和畜禽粪便。我国的农业废弃物呈现出四大特点， 即数量大、品质差、价格低、危害多的污染特点。每 年产生的废弃物数以亿计，同时发生的污染事件也 在逐年增加。农业废弃物由于有益成分含量低，即 可利用物品位不高，而有害成分含量高，利用中必 收稿日期：2006－01讲。 须进行无害化处理，因此成本提高。虽然农业废弃 物资源化与农村生物质能源利用已经开展多年，也 取得了一些成效。但目前我国农业废弃物的利用 率和前几年相比不仅未提高，反而有所降低，秸秆 焚烧和集约化养殖带来的畜禽粪污对环境的污染 日趋严重，农民大多不把它作为一种资源利用，随 意丢弃或者排放到环境中，使本来的“资源”变为 “污染源”，对生态环境造成了很大的影响。 在我国未来20年内实现GDP翻两番和全面 实现小康社会的目标下，如何处理和利用成倍增加 作者简介：孙振钧（1956一），男，教授，博士生导师；研究方向：农业废弃物生物转化与综合利用，农牧生态工程。 基金项目：国家“十五”科技攻关计划研究课题（2004BA516A03）；国家863计划研究课题（2001AA46092）。 万 　 方数据 1期 我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展 7 的有机废弃物是目前“三农”中面临的现实问题， 有必要通过对国内外农业废弃物处理和资源化现 状和发展趋势的分析，找出影响我国农业废弃物资 源化的主要限制因素和技术瓶颈，提出未来20年 农业废弃物资源化和农村生物质能源的发展战略 和重点技术领域，这对真正实现农业废弃物变 “废”为“宝”，消除环境污染，改善农村生态环境， 促进农业的可持续发展具有现实和深远的意义。 分库储存太少，土壤质量下降，导致只能靠大量施 用化肥提高作物产量，化肥施用量越高，其利用率 越低。实现农业废弃物的肥料化利用，生产有机肥 料可以补充土壤养分，并提高土壤中微量元素的有 效性。增加有机肥的施用比例，一方面可减少或缓 解化肥用量，另一方面可提高和保持土壤地力，促 进农业的可持续发展。 1．3解决农村的能源短缺和保护生态环境 我国农村人口占全国总人口的70％以上，生 物质一直是农村的主要能源之一，农村生活用能源 仍有57％依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理 采伐量的15％，导致大面积森林植被破坏，水土流 失加剧和生态平衡破坏。农村的生物质能利用大 多以直接燃烧为主，不仅热效率低（低于10％），而 且大量烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环 境日益恶化，损伤了农民的身体健康。采用生物质 能转化技术可使热效率提高35％一40％，节约资 源，改善农民的居住环境，提高生活水平。“九五” 以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经 证明，有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物，发 展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效地 促进生态良性循环，减轻对森林资源的破坏，减少 土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。 1．4生物质能为国家能源和电力紧张做贡献 我国已由石油出口国转变为石油进口国，2000 年，净进口量已达到7 000万t。生物质可通过各 种工艺转化为液体燃料，直接代替汽油、柴油等石 油燃料，作为民用燃料或内燃机燃料。而同期我国 含农业废弃物在内的生物质资源量达7亿t标准 煤，2020年的生物质资源量至少可达到15亿t标 准煤。如果将其中的50％用于生产液体燃料，即 可为我国石油市场提供2亿t液体燃料。另外，如 果能采取种植能源植物（能源作物和能源林）等措 施发展我国的生物质资源，可促进农业结构的调 整，增加农村就业机会和农村居民收人，对振兴农 村经济具有重要意义。 农林废弃物生物质能可以在填补农村电力供 应缺口方面做出贡献。1999年，我国电力生产总 量为12 600亿kW?h，人均用电不到1 000 ， 1我国农业废弃物资源化利用的意义 1．1消除日益严重的环境污染 目前，我国是世界上农业废弃物产出量最大的 国家，每年大约有40多亿t，其中畜禽粪便排放量 26．1亿t，农作物秸秆7．0亿t，废弃农膜等塑料 2．5万t，蔬菜废弃物1亿～1．5亿t，乡镇生活垃圾 和人粪便2．5亿t，肉类加工厂（包括肉联厂、皮革 厂和屠宰场）废弃物0．5亿～0．65亿t，饼粕类 0．25亿t，林业废弃物（不包括炭薪林），每年约达 3 700万m3，相当于1 000万t标准煤。过去，我国农 民将农业废弃物作为有机肥使用，在促进物质能量 循环和培肥地力方面发挥了巨大的作用。但是，随 着市场经济的发展，农业废弃物转化为有机肥料面 临一系列新的问题和严峻的挑战。一方面废弃物 成分发生了很大变化，同时，种植业逐渐转向省工、 省力、高效、清洁的栽培方式，传统的有机肥料积、 制、存、用技术已不能适应现代农业的发展。因此， 农业废弃物不再受欢迎，成为严重污染生态环境的 污染源。主要表现在：①臭气、秸秆焚烧、温室气体 排放，加剧了空气污染；②重金属和农药、兽药残留 污染土壤，增加环境生物的耐药性；③农业“白色 污染”严重影响土壤正常功能；④污水横流增加面 源污染和水体富营养化；⑤病毒传播，疾病蔓延，尤 其是人畜共患病等方面。 1．2保持和提高耕地土壤质量 我国用占世界10％的耕地面积养活占世界 22％的人口，并保持地力不衰，在某种意义上应归 功于有机肥料的施用。但是，随着农业生产日益集 约化，生产资料投入的增加，农业生产有了飞跃的 发展，传统的有机肥料面临被抛弃的境地。同时根 据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤 肥力与肥料效益监测资料显示，近年来，耕地土壤 有机质含量有下降趋势，土壤缓冲能力减弱，抗灾 能力衰退；化肥利用率低；土壤肥力降低。土壤养 kW?h／ 人?a，只有韩国的1／5左右，而人均生活用电更 低，只有110 kW?h／人?a左右。尤其农村电力 供应缺口更大。要实现2020年国民经济翻两翻的 目标，保障电力供应是必备条件。因地制宜地利用 当地生物质能资源，秸秆、薪柴、谷壳和木屑等，建 万 　 方数据 8 中国农业科技导报 8卷 立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前 景。如果用当前农林废弃物产量的50％作为电站 燃料，可发电4 000亿kW?h，占目前我国总耗电 量的30％左右。 杜绝它的产生，随着农业的发展，其总量只能增加。 在20世纪80年代以前，我国农业废弃物量少而分 散，几乎不存在农业废弃物污染环境的问题。当今 的农业废弃物污染主要是集约化农业使废弃物大 量集中，超过环境消纳能力的结果。按照环保部门 的“末端治理”方法，治理效果不佳，要达到排放标 准，治理费用很高，农业成本提高，不利于农业的发 展。国外的养殖场建设规模已经向中小型发展，并 且必须和一定的消纳土地或处理设施相配套才能 批准。源头控制就是控制养殖规模。全程治理包 括产前的饲料、产中的养殖工艺和方法、产后的粪 污处置与处理。提高饲料利用率，改革养殖工艺， 减少固体废弃物中氮磷含量，减少污水的产生量、 化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）的排放量。 做到既有利于养殖业的发展，又消除粪污对环境的 污染。 2国内外现状和发展趋势 2．1循环经济理念正在催生“废弃物”为新的 产业 废弃物产生于一、二、三产业，但不依属于任何 产业。资源的最优化配置和废弃物的循环利用是 循环经济技术体系的核心。废弃物需要上升到一 个产业地位才能与之相适应。本报告明确提出废 弃物为“第四产业”的概念。农业废弃物的资源化 作为农村循环经济的重要组成，将会成为农业与农 村持续发展的基础乃至农村小康社会建设的重要 环节。农业废弃物的资源化从一项污染治理和环 境保护技术和策略提升为循环农业和循环经济的 高度。这直接关系到农业的可持续发展和农村小 康社会的建设。废弃物循环利用一循环农业一循 环经济是废弃物产业发展的方向与目标。 2．2 2．4农牧结合、生态循环是最简单有效的办法 欧美国家的种植制度多为一年一季，收获时， 在联合收割机后面悬挂秸秆粉碎机或直接悬挂深 翻犁翻入土壤内，直接还田。美国从20世纪40年 代开始研究覆盖免耕技术，现有70％的耕地实行 农作物秸秆免耕覆盖种植。也有的农场将秸秆青 贮发酵，用作饲料，过腹还田。在西欧各国对农作 物秸秆的利用情况较好，大约有20％的秸秆被用 作饲料。据联合国粮农组织统计资料表明，美国约 有73％的肉类是由草转化而来的，澳大利亚约 90％，新西兰高达100％。由此可见，“秸秆一畜牧 业”的农牧结合方式是最简单而有效的农作物秸 秆资源利用方式。从养殖业发展看，发达国家的畜 禽饲养多以个体农场的生产方式进行，规模以中小 型为主。废弃物处理的方式主要是干清粪和水冲 式，利用方式主要是通过堆肥和厌氧发酵无害化处 理后，直接用于农田和草地。 2．5食品安全使农业废弃物资源化面临新的机遇 和挑战 食品安全已经成为农业与人类生存、经济发展 和社会稳定息息相关的世界性问题。除了农药残 留和动物抗生素残留问题外，近年来，欧洲被疯牛 病、口蹄疫、猪瘟和二恶英以及亚洲被禽流感等严 重的动物疫病及食品安全等问题困扰。食品安全 危机终于使无公害农业和绿色食品生产变为农牧 业生产的主流。清洁的动植物生产方式使农业废 弃物的“清洁度”提高，所含的有毒有害物质明显 降低，为农业废弃物的深度开发创造了条件。同时 生态农业的实践指明了变“废”为“宝”的 途径 农业废弃物造成的污染主要是在“生产者一 消费者一分解者”组成的生态链上，分解环节形成 瓶颈，不能形成良性的物质循环和能量流动，过量 堆积而造成污染。我国自20世纪40年代初开展 的生态农业，按生态学和生态工程学的原理，把农 业废弃物的资源化技术作为一种接口技术构建出 了包括“猪一沼一果”、“四位一体”在内的许多生 态农业工程模式，促进了区域环境质量的提高和经 济的发展。实践证明，农业废弃物的资源化技术只 有与生态农业模式结合才能起到事半功倍的功能。 农业废弃物资源化的发展趋势之一就是提升或研 发新的农业废弃物生态技术，按生态循环原理和循 环经济的要求，和其他技术一道优化组装成新的生 态农业工程和区域发展模式，并按不同的区域和生 态类型建立相应的示范基地，在确保资源的可持续 利用、保持生态平衡和改善环境质量的同时，全面 促进农村的经济与社会发展。 2．3 由“末端治理”到源头控制，全程治理方向 发展 农业废弃物，特别是养殖业废弃物是生物代谢． 的产物，和工业废弃物不同，是一种自然产物，无法 万 　 方数据 1期 我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展 9 绿色食品和有机食品生产中对农用化学品（化肥） 的限用或禁用，为以农业废弃物为原料的商品有机 肥等打开市场提供了机遇；但同时，对农业废弃物 的处理和资源化提出了更高的技术要求和质量 标准。 2．6废弃物资源化产品向多元化、材料化和高值 化方向发展 我国农业有机废弃物的产生量大，分散在广大 农村、不易贮运，处理加工利用技术层面低，目前仍 然是以农用为主。预计近5—10年农业废弃物肥 料化、饲料化和燃料化仍然是主要发展方向。但必 须用新的技术和经营理念，克服利用价值低、生产 的肥料和饲料等产品质量差、商品价值低的症结。 农业废弃物综合利用的问题，是世界各国普遍 需要解决的大课题。特别是随着自然资源日趋短 缺和废弃物数量剧增，农业废弃物越来越受到人们 的重视，在市场经济和产业化经营的今天，“老三 样”（还田、青贮、堆肥）已经不适应发展的需要。 以高值化产品开发为目标，对农业废弃物资源综合 利用是其发展趋势之一。利用农业废弃物开发新 型的生物材料、生化产品及替代石化产品和紧缺资 源替代物的研究日益受到重视，极大地拓展了农业 废弃物的资源化领域。

绿色植物直接利用太阳能，即将太阳能转化为生物质能；

太阳能被海洋吸收，使得其温度升高，即将太阳能转化为内能；

太阳能被植物、微生物吸收，温度升高，即将太阳能转化为内能；

太阳能使得大气、水升腾循环，即将太阳能转化为空气的动能；

故答案为：太阳能转化为生物质能； 太阳能转化为内能； 太阳能转化为内能；太阳能转化为空气动能．

我们未来的能源

我们每天都离不开能源，在大街上跑的汽车绝大部分是以汽油或柴油为动力的，而汽油和柴油是以地下开采的石油提炼出来的；在家里煮饭大部分用的是煤气与天然气。

据测算，月球上的氦-3储量大约有100万吨到500万吨，甚至有人估算有5亿吨。

如果哪一天地下的石油、煤、天然气都开采完了，怎么办？也许，用不着100年，地球上的地下能源就会枯竭。到那时，因为没有电，电视机开不了、空调无法启动、电脑成废物、甚至到晚上连电灯也无法开亮；因为没有石油和煤的资源，飞机、火车、轮船、汽车通通都开不动了。这样一来，我们就只能坐马车或骑自行车去学校上课啦，而且晚上大是部分

都一片漆黑，晚上在家做作业就只能烧柴火来照明了。

人类早就千方百计地从太阳能、水能、风能、生物能中寻找新的替代能源。这些能源都很重要，但专家们认为，它们都有自身的局限性。太阳能的能流密度太低，随昼夜、晴雨、季节的变化很大，难以成为大规模的工业能源，只能满足家庭以及一些特殊需要；水能增长的速度跟不上能耗增长速度，并对生态、生物链产生难以估量的影响；风能、地热能、潮汐能的资源和利用也各有局限，在未来的能源开发中作用不大；生物能倒是一种可以大规模使用的再生能源，但再生速度也难以赶不能源消耗增长的需要

科学家们近年来发现在我们并不陌生的月球上，竟有一笔相当可观的资源——月球上有相当可观的氦-3！

我们可以在月球上建造一座开采矿产的基地，派航天飞机运送。

据专家们测算，如果在10―15平方公里范围内挖掘并加工深度为3米的月球岩土，就可以提取约1吨的氦-3，足以保证一个功率1000万千瓦的发电机组工作1年。每燃烧1公斤氦-3就可产生19兆瓦的能量，足够供莫斯科市照明用6年多。用美国的航天飞机往返运输，一次可运回20吨液化氦-3，可供美国一年的电力。我国每年大约只需要10吨氦-3，就可以满足全年能源的需要。按照全球目前的能源需求水平，一年有100吨氦-3就能满足全世界的消耗，这些氦-3一年用航天飞机运输三五次就够了。按照这样的推算，月球上的氦-3可以供地球用上几千年甚至上万年。这是多么庞大的资源啊！

也许未来的一天，月球上真的会建起一座基地，源源不断地向我们输送能源，让我们向那个目标奋斗吧

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，人类对氢能应用自200年前就产生了兴趣，到20世纪70年代以来，世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。

氢能利用方面很多，有的已经实现，有的人们正在努力追求。为了达到清洁新能源的目标，氢的利用将充满人类生活的方方面面，我们不妨从古到今，把氢能的主要用途简要叙述一下。

至1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ—127齐柏林”号飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。大约经过了十年的运行，航程16万多公里，使1.3万人领受了上天的滋味，这是氢气的奇迹。

然而，更先进的是本世纪50年代，美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料，使B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。特别是1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举。这一切都依靠着氢燃料的功劳 利用氢能可开车

以氢气代替汽油作汽车发动机的燃料，已经过日本、美国、德国等许多汽世公司的试验，技术是可行的，目前主要是廉价氢的来源问题。氢是一种高效燃料，每公斤氢燃烧所产生的能量为33.6千瓦小时，几乎等于汽车燃烧的2.8倍。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速度快，点火能量低（容易点着），所以氢能汽车比汽油汽车总的燃料利用效率可高20％。当然，氢的燃烧主要生成物是水，只有极少的氮氧化物，绝对没有汽油燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等污染环境的有害成分。氢能汽车是最清洁的理想交通工具。

燃烧氢气能发电

大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但是各种用电户的负荷不同，电网有时是高峰，有时是低谷。为了调节峰荷、电网中常需要启动快和比较灵活的发电站，氢能发电就最适合抢演这个角色。

更新的氢能发电方式是氢燃料电池。这是利用氢和氧（成空气）直接经过电化学反应而产生电能的装置。换言之，也是水电解槽产生氢和氧的逆反应。70年代以来，日美等国加紧研究各种燃料电池，现已进入商业性开发，日本已建立万千瓦级燃料电池发电站，美国有30多家厂商在开发燃料电池.德、英、法、荷、丹、意和奥地利等国也有20多家公司投入了燃料电池的研究，这种新型的发电方式已引起世界的关注。

燃料电池的简单原最巧是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能源转换效率可达60%—80%，而且污染少，噪声小，装置可大可小，非常灵活。最早，这种发电装置很小，造价很高，主要用于宇航作电源。现在已大幅度降价，逐步转向地面应用。发电效率可超过60%，目前不少国家在研究，它适于建造大型发电站，美国西屋公司正在进行开发，可望发电成本每千瓦小时低于20美分。

此外，还有几种类型的燃料电池，如碱性燃料电池，运行温度约200℃，发电效率也可高达60%，且不用贵金属作催化剂，瑞典已开发200千瓦的一个装置用于潜艇。美国最早用于阿波罗飞船的一种小型燃料电池称为美国型，实为离子交换膜燃料电池，它的发电效率高达75%，运行温度低于100℃，但是必需以纯氧作氧化剂。后来，美国又研制一种用于氢能汽车的燃料电池，充一次氢可行300公里，时速可达100公里，这是一种可逆式质子交换膜燃料电池，发电效率最高达80％。

燃料电池理想的燃料是氢气，因为它是电解制氢的逆反应。燃料电池的主要用途除建立固定电站外，特别适合作移动电源和车船的动力，因此也是今后氢能利用的孪生兄弟。

家庭用氢真方便

随着制氢技术的发展和化石能源的缺少，氢能利用迟早将进入家庭，首先是发达的大城市，它可以像输送城市煤气一样，通过氢气管道送往千家万户。每个用户则采用金属氢化物贮罐将氢气贮存，然后分别接通厨房灶具、浴室、氢气冰箱、空调机等等，并且在车库内与汽车充氢设备连接。人们的生活靠一条氢能管道，可以代替煤气、暖气甚至电力管线，连汽车的加油站也省掉了。这样清洁方便的氢能系统，将给人们创造舒适的生活环境，减轻许多繁杂事务

在全球资源环境压力下，发达国家早已全力发展新能源和循环经济。我曾在《可持续发展与文明转型》一文中说，发达国家新能源的开发（氢能、太阳能、风能等清洁丰裕能源）和循环经济的发展（资源的循环可再生利用，零垃圾与零排放）正将人类文明推向一个新的转型阶段。谁最早转型成功，谁就是未来的主人。转型的关键在于探索“生态科技之路”。新能源和循环经济即是生态科技之路的核心。中国本来就是在传统工业文明的迟到者。迟到就要挨打。1840年到1949年之间，中国受尽列强欺凌，内部也混乱不已。如今，我们不能在生态工业文明的路上再次落后，否则那心酸的大刀对火炮的历史仍会重演。试想，如果别人用的是太阳能飞机与氢能汽车，我们的飞机与汽车仍是用日趋枯竭而污染环境的石油，这样的国力如何与人家竞争？发达国家如果在能源结构和循环经济科技上取得根本性突破，从而决定放弃旧的工业经济科技转向全新的生态经济科技，那我们多年以极高环境成本所取得的经济成就统统将成为笑话。有人将传统工业文明称之为“从摇篮到坟墓的文明”，因为传统工业文明把自然这个生命摇篮变成了生命的坟墓。又有人将新出现的生态工业文明称之为“从坟墓到摇篮的文明”，因为它抛弃了与自然对抗的科技形式，采取了与自然和谐的科技形式，从而打开了更丰裕更和谐的时代。一定的科技系统，指向一定的资源范围。传统工业文明科技指向了稀缺、污染、不可持续的资源范围，而生态工业文明科技则指向丰裕、清洁、可永续利用的资源范围。围绕循环经济与新能源开发，构建中国的新伦理、新制度、新文化，使中国的生产方式、生活方式和社会管理方式日趋生态化，这才是我们中国未来真正可持续的现代化。为了对中华民族负责，为了对人类负责，为了环境保护与可持续发展，人类科技必须超越传统工业文明的科技模式，人类科技必须发展生态工业文明的科技模式。这是一项共同的事业，这是一项艰难的事业，我们这代人不得不承担起来。

人类可能利用的资源：

核能、太阳能、潮汐能、地热、风能等等！

现在还在实验中的还有人类自己造的太阳！新能源汽车是未来汽车业的发展方向。新能源汽车近几年发展的速度较快，但目前占整个汽车消费市场份额依然相对较小，且主要集中在欧美等发达国家与地区，若发展中国家市场能被有效开发，新能源汽车行业将迎来更为广阔的发展空间。

核能作为一种利用高科技手段获取的新型能源，具有得天独厚后的优越性，也有望成为化石能源的替代品，未来人类解决能源危机的出路之一就是利用核能。随着总投资955亿元的广东阳江核电工程和浙江秦山核电厂扩建工程陆续开工，核电站建设进入一个新时期。

风力发电是目前中国最具有大规模产业化前景的可再生能源。我国风力发电十几年来迅速发展，但总体规模仍不大，对国家能源供应的贡献很小。目前，国家正在推进大型风电设备的国产化，以降低风电成本，提升产业竞争力。太阳能-氢能转换

氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能，即太阳能制氢，其主要方法如下：阳能是维持地球发展繁衍最主要的能源

利用有很多方面

比如太阳能热水器、太阳能汽车。太阳能电池，为地球提供热能、光能啊，还有植物的光合作用大家知道，太阳能是取之不尽、用之不竭的巨大能源。利用太阳光给人类提供能源，将能解决地球上日益紧张的能源危机。

人类对太阳能的利用，可以通过各种途径和方法。最基本的则是实现光——热和光——电的转换。

光热转换是人类直接采集太阳光能量的方法。转换装置，基本上分为平板式集热器和聚光式集热器两类。前者是阳光直接射在黑色粗糙表面上变热，后者是用反射镜或透镜聚光产生热，后者是用反射镜或透镜聚光产生热，如太阳能住宅。在屋顶上装上太阳能到用薄铁皮制成的集热板上，集热板被晒热，光变成了热。当空气从集热板下面流过，就可以把热量带走。需要时可通过风道，送到房间里取暖。

另一途径是光电转换。就是通过光电器材，将太阳能直接变为电能。最通常的光电器材是硅电池。其原理是硅晶材料在光的照射下释放电子，这就是光电效应。计算器、收音机、汽车，甚至人造卫星上，都用上了这种硅太阳能电池。太阳能资源。太阳能是地球最重要的能源。但是，其绝大部分能源不能透过地球大气层到达地表。如何最大限度地利用太阳能，是摆在科学家面前的科研课题 宇宙空间最丰富的能源是取之不竭的太阳能，空间太阳能发电站就是想最大限度地利用太阳能。图中左上方的宽大物体是把太阳能直接转变为电能的装置。这种装置一般是在N型硅单晶的小片上用扩散法渗进一薄层硼，以得到PN结，再加上电极而成。当太阳光直射到薄层面的电极上时，两极间就产生电动势。太阳能发电的基本途径有两种，一种是光电转移，即将太阳光直接转换成电能，称为“光发电”；一种是聚集太阳能，产生高温，再将热能转换为电能，称为“热发电”。目前，“光发电”使用较广的装置是“太阳电池板”，这种“太阳电池板”已广泛的使用在人造卫星等空间物体上 太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用 的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源 带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。当前， 太阳能开发利用技术及其推广应用突飞猛进，1997年，全球太阳能电池的销售量增加了40% ，成为全球发展最快的能源。太阳能热水器已形成行业，正以其优良的性能价格比不断地 冲击燃气、电热水器市场；太阳能热电站也已商业化，是大型太阳能电站的希望所在；光电 技术发展更快，表现在光电转换效率的不断提高和光电池制造成本的不断下降以及各种新型 太阳能电池的问世。 太阳能发电潜力巨大 太阳能电池产业将大有所为 在太阳能发电系统中，技术最复杂的组成部分应属太阳能电池。可以说，太阳能电池是太阳能发电系统的核心，其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展

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，包括太阳能、风能、生物质能、核能、地热能、氢能、海洋能等我国在南海北部成功钻获“可燃冰”，为石油、天然气又有最佳替代能源，初步预测远景资源量可达上百亿吨油当量；富足“可燃冰”在南海被钻获，1立方可释放164立方米天然气，将作为我国一种重要新型后备能源