生物能源技术的发展现状及趋势VIP专享VIP免费

生物能源技术的发展现状及趋势摘要:加强对生物质能的利用已经成为各国解决目前所面临的能源危机和环境污染问题的一项重要的解决办法。本文简述了发展生物质能源的战略地位，以及目前国内外生物能源技术的研究进展和利用现状，并进一步分析了生物能源技术面临的挑战和未来的发展趋势。1生物质能源的重要战略地位随着世界人口的快速增长，各国经济突飞猛进，工业化进程不断深入，能源危机已经成为世界性的问题。传统的化石能源储量不断下降，同时使用化石能源所造成的严重的环境污染以及治理污染所需的不菲的成本，都使得人们迫切得需要一种新型的、环境友好的、可再生的绿色能源。目前已经进入人们视线的新能源有太阳能、风能、水能以及新兴的生物质能源。生物质能源是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料。从而减少对传统矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。生物质能源通常包括：各种速生的能源林、薪炭林、经济林、用材林灌木林，木材及森林工业废弃物；农业生产和加工剩余物；水生植物；油料植物；城市和工业有机废弃物；动物粪便等[1]。从能源的消费变化来看，人类最终会过度到可再生能源的持久利用，生物质能通常被认为是世界上最大可再生能源资源，其研究和开发成为世界各国可再生能源发展的热点和焦点。美国计划到2020年使生物质能源和生物质基产品较2000年增加20倍，达到能源总消费量的25%，2050年达到50%。2000年，欧盟委员会在其发布的“欧盟能源发展战略白皮书”中指出，2015年生物质能将由目前占总能源消费量的2%左右提高到15%，其中大部分来自生物沼气、农林废弃物及能源作物的利用；到2020年生物质燃料将替代20%的化石燃料。德国生物质能源的发展处世界前列，生物质能源占一次性能源消费的2.3%（电力占0.6%，供热1.4%，动力燃料0.3%），占可再生能源市场的份额超过60%。2004年，交通领域能源消费中生物质能源所占份额为1.6%。2010年所占市场份额将从2004年的1.6%升到4%，2020年和2030年将分别达到10%和18%。加拿大计划到2020年使再生能源（不计水电）特别是生物质能增加56%。预计2010年，生物质能的利用将增加14%。日本通产省已启动一项名为“新阳光工程”的新能源研究计划，主要研究植物生物量的高效转化利用；巴西实施了“乙醇能源计划”，主要是促进甘蔗燃料乙醇的生产和研究开发。多年来我国政府非常重视新能源，把生物质能源等可再生能源的发展提高到了能源战略的高度，先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约，在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》，确定了可再生能源的发展目标（其中生物质能源为重要组成部分），即到2020年可再生能源（不包括传统生物质）占到能源总消费比例由2006年的8%提高到15%，要实现这一目标，开展生物质能源产业化开发是必由之路2生物质能源主要转化技术各种生物质能源在利用时均需转化，由于不同生物质资源在物理化学方面的差异，转化途径各不相同，除人畜粪便的厌氧处理以及油料与含糖作物的直接提取外，多数生物质能要经过转化过程。生物质能源转换技术的研究开发工作主要包括物理、化学和生物等三大类转换技术，将可再生的生物质能源转化为洁净的高品位气体或者液体燃料，作为化石燃料的替代能源用于电力、交通运输、城市煤气等方面。生物质能源转换的方式涉及到固化、直接燃烧、气化、液化和热解等技术。其中，直接燃烧是生物质能源最早获得应用的方式。生物质的热解气化是热化学转化中最主要的一种方式。在这里我们主要讨论生物化学方法转化生物质能源技术的发展现状。2.1生物质水解技术生物质制取乙醇最主要的原料是：糖液、淀粉和木质纤维素等。生物技术制备乙醇的生产过程为先将生物质碾碎，通过化学水解（一般为硫酸）或者催化酶作用将淀粉（或者纤维素、半纤维素）转化为多糖,再用发酵剂将糖转化为乙醇，得到的乙醇体积分数较低5%～15%的产品，蒸馏除去水分和其他一些杂质，最后浓缩的乙醇（一步蒸馏过程可得到体积分数为95%的乙醇...