国内外生物质研究和利用现状

发表时间:2021-01-30 08:59

生物质能是一种重要的可再生能源,利用现代生物质能技术,转化为清洁、廉价、高品味的能源,对于缓解能源紧张和环境保护,具有重要的意义。介绍了国内外生物质能利用技术研究和应用现状,阐述了目前该领域的主要研究方向及其存在的问题,分析了我国生物质能的研究和开发中存在的障碍,并提出了相应的对策。


能源危机已成为世界性的问题,是制约当今社会经济发展的瓶颈,而且化石能源的使用也造成了严重的环境污染和生态破坏。生物质作为世界上的第四大能源,具有可再生性、资源丰富、环境友好等特点,可替代部分石油、煤炭等化石燃料,成为解决能源与环境问题的重要途径之一。因此,开发生物质能利用技术已成为各国竞相投入研发的热点。


国内外生物质研究和利用现状


生物质是人类利用最早的能源,包括所有动植物和微生物以及由这些生命体排泄和代谢的所有有机物质。由于生物质的可持续利用,不会增加二氧化碳的净排放,因此全球气候将受益于生物质的广泛应用,符合能源需求和环境保护的要求。生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注,许多国家都制定和实施了相应的开发研究计划,如美国的能源农场、巴西的酒精能源、日本的阳光计划等等。我国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视,开展了如薪炭林、沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等各类生物质能利用技术的研究与开发,为生物质能发展奠定了坚实的基础。


国外发展现状


生物质的转化可以分为物理方法,热化学转化方法,生物转化方法。物理方法只是改变生物质的形状、致密度,以便于应用和储藏;热化学转化法是通过热化学将生物质转化制备得到一氧化碳、氢气、小分子烃或生物质油等物质;而生物转化是通过微生物或酶把生物质进行生化反应的过程。

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美国目前生物质发电的总装机容量达到104MW,单机容量达10~25MW,生物质能利用占一次能源消耗总量的4%左右。其在沼气发电领域处于世界领先水平,总容量已达340MW。纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2×108美元,采用湿法处理垃圾,回收沼气,用于发电,同时生产肥料。美国西肯塔基大学开发了一种新型的生物质空气气化生产高热值低焦油燃气技术,焦油含量很低,碳转化率和气化效率较高。美国国家可再生能源实验室进行了煤生物质流化床高压联合气化的研究,获得了满意的结果;并对各种生物质能利用技术进行了一系列的分析和评价。加拿大西安大略大学开发的生物质直接超短接触液化技术大规模工业化生产成本仅为50加元/t,是生物质液化技术的重大突破。


欧洲是生物质能开发利用非常活跃的地区。目前德国政府对沼气发电入网进行补贴,以此来鼓励农户使用沼气技术,并拨专款对沼气技术进行开发和研究。根据德国沼气协会的计算,以德国目前的技术水准,每年可使用沼气发电6×1010kW,占全部用电量的11%。德国大学TUBINGEN开发了低温裂解装置处理城市垃圾,加料流量达2t/h。荷兰Twente大学开发了旋转锥式反应工艺。奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划,目前已有九十多个容量为1000~2000kW的区域供热站,年供热1000MJ。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划,使生物质能在提供高品位电能的同时,满足供热的要求。



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