生物质颗粒燃料和木材有什么区别
生物质燃料颗粒是以玉米秸秆稻壳,棉柴花生壳,花生秧木屑竹屑等农作物秸秆为原材料经过秸秆颗粒机的压制成型变成小的颗粒,用于代替煤炭的燃烧。生物质颗粒燃料经过加工变成了质地坚硬外表光滑的,热值高耐燃烧,不易结焦,产生的污染较小等优点。完全可以代替煤炭的做为原料燃烧。
而木材是可以用作生物质颗粒的原料来进行加工,制作成颗粒,木材如果想要作为原料生产的话就需要利用粉碎机粉碎在进行加工制造,但要考虑木屑的水分如果水分过大就会造成颗粒不易成型和出现裂纹,影响质量和外表。
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生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量,这些植物以生物质作为媒介储存太阳能,属再生能源。据计算,生物质储存的能量比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有: (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便,通过厌氧消化产生可燃气体甲烷,供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中,生物质能所占比重微乎其微。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomassenergy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,利用率不到3%。
生物质燃料:是指将生物质材料燃烧作为燃料,一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)。主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中,直接燃烧生物质属于高污染燃料,只在农村的大灶中使用,不允许在城市中使用。生物质燃料的套用,实际主要是生物质成型燃料(BiomassMouldingFuel,简称"BMF"),是将农林废物作为原材料,经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺,制成各种成型(如块状、颗粒状等)的,可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,生物质燃料(主要是木材),家用燃料燃烧的室内排放在2A类致癌物清单中。
基本介绍中文名 :生物质燃料 外文名 :BiomassMouldingFuel 解释 :生物质材料燃烧作为燃料 过程 :粉碎、混合、挤压、烘干等工艺 主要区别 :化石燃料 经济燃料 :生物质成型燃料 来源 :农业废弃物、家畜粪便等简介,生物燃烧,生物转化制能,沼气,乙醇,生物柴油,氢气,生物制电,优势, 简介 生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。生物质,除去其在地球生态环境中所起的美学价值外,对人类还是便利的经济的可再生能源。 生物质通过光合作用将 CO 2 和水结合形成碳氢化合物(糖)以构件生物质的骨架,并在此过程中将太阳能储存在生物体内结构化合物的化学键中。 在这一过程中伴随着大量植被的繁衍生息为人类的发展建设提供了可长期利用的能量材料。 而当它们被利用时,构成生物的基本元素 (C、O、H、N 等) 又为新生生物所用,而储存在其化学键中的能量被释放出来或转化成其他形式的能量。 光合作用 人类发现了煤、石油— —石化了的生物质,这类化石能源是生物质 (主要是糖聚合物) 向类木质素片断化合物的缓慢转化过程的产物。 而这一过程历经上亿年,所以他们普遍被作为非可再生能源。 化学键 在生物质和石化资源被利用的过程中,它们最突出的区别是它们对环境的影响不同 :当生物降解,它释放的大多数化学物质返回环境被生物体再利用 ;然而,石化资源长期深埋地下,在未被开采及利用前,能较稳定的存在,且对环境的影响较小,但是当它燃烧时,大量的石化过程中沉积的如硫、重金属等物质被释放出来且很难为生物体利用,由此造成严重的环境污染,如酸雨等。 所以,相对于石化能源,生物质燃料具有许多特有的环境价值。 它能减少气候变化,土壤侵蚀、水污染和垃圾堆积的压力、提供野生生物居住环境和帮助维持更好的生态健康等 在生物利用和再生的碳循环中,生物燃烧不会产生净 CO 2 的释放,所以对温室效应的影响也比较小 ;燃料后产生较少生物残滞,且还可以用作生物化肥。 表 1 罗列了生物资源的一些基本数据。巨大生物潜能的开发可以通过提高已存资源的利用率和增加植物的生产率来实现。 尤其是前者,由于当今热机能量利用率低,大量的生物潜能被浪费。 为了解决这一问题,原始生物燃料被转化为其它的符合现代需要的、高效的、容易利用和运输储藏的能量形式,如电能,液体或气体燃料,或者经过处理的固体燃料。这样更多的能量从生物质中抽提出来 ,从而大大提高城乡及乡村的物质经济生活。 这也成为今天生物能源研究的核心。 简单的生物质燃料使用(燃烧木材产生热) 生物质燃料中较为经济的是生物质成型燃料,多为茎状农作物、花生壳、树皮、锯末以及固体废弃物(糠醛渣、食用菌渣等)经过加工产生的块状燃料,其直径一般为6~8毫米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,乾基含水量小于10%~15%,灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。 生物燃烧 直接燃烧是一种最常用的、直接的和商业可行的从生物质中提取能量的方式。 从供能植物到农业渣滓和废弃材料,燃烧系统几乎利用了各种形式的生物燃料。 而它们的燃烧过程相当,一般分为 4 个过程 : 生物燃料 (1) 生物质中水的蒸发过程,即使经过数年干燥的木材,其细胞结构中仍含有 15 %~20 %的水; (2) 生物质中气/ 汽化成分的释放,这不仅仅是烟囱中释放的气体,还包括部分可供燃烧的蒸汽混合物和蒸发的焦油; (3) 释放的气体与空气中的氧在高温下燃烧,并产生高温分解物的喷射 ; (4) 木材中的剩余物 (主要是碳) 燃烧,在完全燃烧条件下,木材中的能量完全释放,木材完全转变为灰烬。 这一过程的主要问题是低效率。 如上所述,溢出的火苗和可燃烧气体使绝大多数的热无法利用而白白浪费。 以木材燃烧制沸水过程而言,1m 3 干木材含10G J 能量,而使 1L 水提高 1 ℃需要 412K J 的热能,所以煮沸 1L 水需要少于 400K J 的能量,数值上仅相当于 40cm 3 的木材 — — — 仅仅是一根小树枝而已。 可实际上在一个小的火炉上,我们大概需要至少 50 倍的木材,即效率不超过 2 %。 火炉 而提高燃烧效率的方法主要有: (1) 足够高的温度; (2) 足够的氧; (3) 充分的燃烧时间; (4) 较少的能量逃逸。 设计一个高效的火炉或锅炉,为此提供了保证。 在过去的十几年里,锅炉设计取得了长足的发展,以满足更高的效率和更少的释放量 (灰尘和 CO)的需要。 特别在燃烧室的设计,燃烧的空气供给和燃烧自动控制过程等方面都取得较大的进步。 手动锅炉,燃机效率已经从 50 %提高到 75 %~90 %,而自动锅炉,从 60 %上升到了 85 %~92 %。 锅炉 但是由于各种原始的生物燃料都极易降解,所以它们不易用于长时间的储存。 而且由于它们相对较低的能量密度,所以长距离的运输也显得极不经济。再则虽然锅炉在热能利用率上取得一定的进展,但是总的能量利用率仍然很低。 所以通过其他形式从生物质中获取能源,以提高能量的利用率,满足长距离的能量供给和储备在 20 世纪 80 年代后成为了研究的热点。 生物转化制能 沼气 沼气的生产和使用是最早的通过生物转化提供能量的过程。 沼气,主要成分甲烷(CH 4 ) 是由甲烷产气菌在厌氧条件下将有机物分解转化而成。 甲烷产生菌由于其细胞中不含触酶和过氧化歧化酶,所以它是严格的厌氧细菌 — — — 氧对其有致死作用。 另外,它们对碳 - 能源的类型有特殊的要求,可利用的基质分为三类: 沼气 (1) 含有 1~6 个炭原子的短链脂肪酸; (2)含 1~5 个碳原子的正或异醇类; (3) 三种气体:H 2 、CO和 CO 2 。 由于这种特殊的底物要求给甲烷的大规模生产提出了技术和经济上的问题。 乙醇 乙醇是最重要的醇类燃料。 乙醇作为能源具有诸多优良的特性 ,如发酵底物范围广 ,几乎包括各种原始生物材料;优良的燃烧特性;燃料无残滞和高的辛烷比;有益于环境的无污染燃料 ,特别是无铅、CO 2 、CO、SO 2 、粒子和其它碳氢化合物;可以直接与石油天然气混合 (最优条件下 ,乙醇占 20 %~30 %) 作为内燃机的液体燃料,从而改良燃料性能 ,减少三废的排放。 乙醇 乙醇的发酵过程与酿酒过程非常相似 ,一般涉及以下 4 个步骤: (1) 制醇植物的生长、收割和运输; (2) 预处理 ,将原始的生物材料转化为适合发酵过程的底物; (3) 发酵过程将底物转化为乙醇 ,并分离提取; (4) 发酵废渣的处理 ,以减少污染和回收副产物。 可用作乙醇发酵的原料 ,范围很广。 最近利用木质纤维素作为碳源和发酵系统成为了研究的热点[7 ] 。木质纤维素是自然界中广泛存在价格低廉的可再生自然资源 ,它的主要成分是聚多糖 (主要为纤维素和半纤维素) 和木质素。 可以用作制醇原料的是聚多糖,但必须先通过酸和酶水解等前处理手段将其转化成糖才能直接被细胞利用。 而该过程是降低醇制造工业成本的关键步骤。木质素不能被生物转化为乙醇 ,但它同其他发酵废渣可以作为锅炉燃料或用作生物化肥。 乙醇发酵 传统的乙醇发酵过程是利用酵母,特别是酿酒酵母( S . cerevisiae ) ,通过EMP途径将葡萄糖降解为丙酮酸,接着由丙酮酸脱羧酶脱羧和乙醇脱氢酶还原生成乙醇。 现在常用的是利用基因工程技术 ,在大肠杆菌( E. coli ) 中整合运用酵单孢菌 ( Z. mobilis ) 的丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶基因 ,发酵制备乙醇。 在过去的几十年里乙醇发酵技术和效率得到了迅速的提高 ,新技术新工艺不断涌现 ,生产规模也越来越大。 今天 ,在美国每年平均通过发酵制取乙醇2 百亿加仑,提供全美汽车燃油总量的 1 %以上。拉丁美洲,尤其是巴西,是世界上最大的进行乙醇发酵的地区。 在巴西 ,自从 1975 年国家醇储备计画 (theNational Alcohol Programmer , ProAlcool) 后 ,巴西已经通过甘蔗发酵制取了近 900 亿升的乙醇 ,大量的石化能源被乙醇所代替 ,为石化能源的进口节省了巨额开支。 生物柴油 生物柴油是指植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲酯,是一种洁净的生物燃料。 由於乙醇在柴油机套用中的缺陷 (不能和柴油互溶,无法直接引燃等) ,以及生物柴油自身优良的燃烧特性 ,生物柴油在今天也是生物燃料研究中的热点。 生物柴油的生产 ,一般有如下方法: 生物柴油 (1) 植物油酶法 ,即借助脂酶对废食用油进行酯交换反应 ,生产生物柴油。 最近有报导 ,采用固定化酶技术并在反应过程中分段添加甲醇,使生产效率得到大幅提高并大大增加了酶的使用寿命。 (2) 利用甘蔗渣发酵生产柴油。 (3) 控制脂质累积水平使乙酰辅酶A 羧化酶基因在微藻细胞中的高效表达 ,由此通过培养的微藻来生产柴油。 氢气 氢气是另一种 21 世纪的重要能源。 今天氢气主要从石化工业中生产 ,但由于其过程高能耗、高成本以及污染环境等特性 ,使得生物制氢过程成为研究的热点。 生物制氢主要靠蓝细菌和绿藻的光裂解水制氢 ,或厌氧发酵制氢 ,但是这些过程高额的成本 ,以及氢气作为能源储存运输的难题 ,使得氢气走向实用还为时过早。 生物制氢 另外 ,传统的石化工业中 ,将微生物发酵运用到现代的石油开采技术中来提高原油的回收率也屡有报导,并已经在一些油田中推广使用 ,如胜利油田。 这也表明即使在传统的石化能源中也有生物制能的影子。 生物制电 将生物质中的化学能转变为电能的生物制电过程 ,主要分成两种 :传统的通过燃烧发电和生物电池。传统的燃烧发电 ,在前文中已有提及 ,可以细分为两种形式 : 生物质 (1) 通过生物质在锅炉中燃烧 ,制蒸汽,再由蒸汽发电 ; (2) 生物质气化产物燃烧制电。 而生物电池不同 ,其制电过程是在温和条件下 ,通过生物催化直接将化学能转变为电能的过程。 传统的生物发电是通过生物质在锅炉中燃烧产生高密度蒸气 ,再由蒸汽驱动涡轮机发电。 该技术在今天已经获得了很好的发展 ,并且可以利用广泛的可燃原料 ,但是由于其相对的低能量利用率和低操作效率 (而且就长远的角度看两者的提高的潜力极为有限) ,以及由于高蒸汽压力( >1200atm ,以提高蒸汽温度增加能量利用率) 的需要所带来的操作高危险性 ,这一技术的进一步发展受到限制。 生物气化是一种从生物质中获取电能的新方法。 代替直接的燃烧 ,生物质在首先转变为可燃蒸汽的过程中利用了大约65 % — 70 %的生物质所含能量。 制备的气体 ,和天然气一样 ,可以用于发电、汽车驱动以及被广泛的工业使用。 可以说 ,这种新技术,发展潜力很大。生物电池的发电机制主要有两种 : (1) 在反应器中 ,利用微生物发酵将原材料转变为燃料产品 ,如 H 2 ,再由它在串联的发电设备中氧化生电 ,见图 1A 或者将微生物发酵和制电过程合为一体 ,微生物的代谢产物直接通过电极上的电子传递媒介物同氧化物 (O 2 或H 2 O 2 ) 发生电子传递 ,产生电 ,图 1B 。 (2) 利用固定在电极氧化还原酶,氧化还原专一性的燃料物质和氧化底物 ,从而产生电。 这一过程的基本原理见图 2。 由于大多数的氧化还原酶无法与导电支持物直接发生电子转移,因此一系列的电子传递媒介物被研最近一些新颖的覆盖了单层或多层生物催化酶的功能电极被报导。 组合了具有生物活性的单膜电极 ,在保证生物催化速率的同时 ,大大加快界面电子转移速率 ,减小了电池内阻,为生物电池小巧化、稳定化的发展提供了保证。小巧便携 ,高效稳定和长寿命是生物电池发展的方向。 一种理想的状态是插入式的电池能够利用人体内天然的燃料物质 (如葡萄糖等) 高效持续的产生电能为医疗诊断等目的所用 ,如支持心脏起搏器、体内探针等长期正常的运行。 电极氧化还原酶 优势 随着化石能源价格的不断攀升,生物质能的利用价值越来越高,除传统的薪柴、秸秆、蔗渣外,专门作为燃料的高产植物也不断培育成功。 木质废料或植物燃料作为锅炉燃料,替代燃煤或燃油,不仅节约不可再生的化石能源和企业能耗成本,而且由于木质废料中几乎不含硫,对环境的污染更小。它具有以下优势: 生物质燃料 (1)生物质燃料发热量大,发热量在3900~4800千卡/kg左右,经炭化后的发热量高达7000—8000千卡/kg。 (2) 生物质燃料纯度高,不含其他不产生热量的杂物,其含炭量75—85%,灰份3—6%,含水量1—3% (3)绝对不含煤矸石,石头等不发热反而耗热的杂质,将直接为企业降低成本。 (4) 生物质燃料不含硫磷,不腐蚀锅炉,可延长锅炉的使用寿命,企业将受益匪浅。 (5) 由于生物质燃料不含硫磷,燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷,因而不会导致酸雨产生,不污染大气,不污染环境。 (6) 生物质燃料清洁卫生,投料方便,减少工人的劳动强度,极大地改善了劳动环境,企业将减少用于劳动力方面的成本。 (7)生物质燃料燃烧后灰碴极少,极大地减少堆放煤碴的场地,降低出碴费用。 (8) 生物质燃料燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥,可回收创利。 (9) 生物质燃料是大自然恩赐于我们的可再生的能源,它是回响中央号召,创造节约性社会,工业反哺农业的急先锋。
生物质能的主要利用形式包括直接燃烧和发电、生物质裂解与干馏、生物质致密成型、生物质气化及发电、生物质热解液化、燃料乙醇、生物柴油 、能源作物。
1、直接燃烧和发电:直接燃烧大致可分炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧和致密成型燃料燃烧四种情况。我国小型生物质燃烧发电也已商业化,南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东、广西两地共有小型发电机组380台,总装机容量达800兆瓦,云南省也有一些此类电厂。
2、生物柴油:目前我国生物柴油研究开发尚处于起步阶段。先后有上海内燃机研究所和贵州山地农机所、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、河南科学院化学所、华东理工大学、云南师范大学农村能源工程重点实验室等单位都对生物柴油作了不同程度的研究,并取得可喜的成绩。
3、生物质致密成型:致密成型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用,主要优点是将分散和疏松的生物燃料进行集中和加密,以便于储存和运输,使之成为便捷和清洁高效的能源。主要缺点是生产成本偏高。
4、生物质气化及发电:我国已开发出多种固定床和流化床小型气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料生产燃气,热值为4~10兆焦/立方米。
目前用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处。兆瓦级生物质气化发电系统已推广应用20多套。“十五”期间,按照国家高科技发展计划(863计划)已建成4兆瓦规模生物质气化发电的示范工程。
5、能源作物:能源作物种植是近期发展起来的新型产业,是随着生物质能开发与利用的不断深入和扩大逐步形成的。能源作物是指各种用以提供能源的植物,通常包括速生薪炭林、能榨油或产油的植物、可供厌氧发酵用的藻类和其它植物等。
许多能源作物是自然生长的,收集比较困难。现在人们有意识地培育一些能源作物,经过嫁接、驯化、繁殖,不断提高产量,以满足对能源不断增长的需要。甜高粱就是一种很好的能源作物。
生物质能的来源有以下几点:
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。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物.而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量.它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源.生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式.
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。
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。