国内外生物质能源开发利用技术-北极星固废网

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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。

1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。

1.1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。

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。

巴西是世界上最大的由甘蔗杆制乙醇的生产国和消费国。生物质特别是甘蔗废弃物或甘蔗渣，在巴西能源中占有举足轻重的作用。2006年，巴西的乙醇总产量达到1。75×1010L，占全球总产量的38%，其44%的交通燃料为乙醇。目前看来，物理化学转化和生物技术的交叉，融合将是生物质应用技术的发展趋势。

1.2国内研究现状

我国对生物质能源利用极为重视，已连续在四个五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究与开发，取得了较大的进展。

生物质气化方面，近年来国内科研单位取得了明显进展。中国科学院广州能源研究所在循环流化床气化发电方面取得了一系列进展，已经建设并运行了多套气化发电系统;中国林业科学院林产化学工业研究所在生物质流态化气化技术、内循环锥形流化床富氧气化技术方面取得了成果;西安交通大学近年来一直致力于生物质超临界催化气化制氢方面的基础研究;中国科技大学进行了生物质等离子体气化、生物质气化合成等技术的研究;山东大学研究了固定床气化技术。目前气化技术已进入应用阶段，特别是生物质气化集中供气技术和中小型生物质气化发电技术，由于投资较少，比较适合农村地区分散利用，具有较好的经济性和社会效益。

生物质固化成型方面，从20世纪80年代中期起我国开始了成型燃料的开发研究，通过引进、消化国外先进机型，研制出各种类型的适合我国国情的生物质成型机，用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。河南农业大学开发了HPB2Ⅲ型液压驱动式双向挤压秸秆成型机，并进行了市场化的积极探索。总体来看，目前我国的生物质固化成型装备距国际先进水平还有不小的差距。我国生物质热解液化技术的研究尚处于起步阶段。1997年，沈阳农业大学的董良杰，采用Kissinger法和Dzawai法对动力学参数进行了验证，开展了木屑及其组分热裂解反应动力学的研究。中国科技大学研制了一种电热式快速流化床生物质热解液化设备，可以用于各种固体生物质的液化。

我国是世界上沼气利用开展的较好的国家，生物质沼气技术已进入商业化应用阶段，污水处理的大型沼气工程技术也进入了商业示范和初步推广阶段。目前已建成农村户用沼气池近1.7×107个，建成大中型沼气工程2400多处，形成了年产超过8×109m3沼气的生产能力。

2生物质能现代化利用技术概述

生物质能现代化利用技术主要包括生物质气化技术，生物质固化成型技术、生物质热解液化技术和沼气技术。其主要涉及到物理、化学、生物等多学科领域的交叉、渗透。

2.1生物质气化技术

生物质气化是在不完全燃烧条件下，利用空气中的氧气或含氧物质作气化剂，将生物质转化为含CO，H2，CH4等可燃气体的过程。目前气化技术是生物质热化学转化技术中最具实用性的一种。气化反应过程同时包括固体燃料的干燥、热分解反应、还原反应和氧化反应。

原标题：国内外生物质能源开发利用技术

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