我國生物質(zhì)研究現(xiàn)狀

我國生物質(zhì)研究現(xiàn)狀

生物質(zhì)能占世界一次能源消耗的14%,是繼主要的化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源。但目前仍主要以傳統(tǒng)的直接燃燒方式為發(fā)展中國家居民提供生活用能,能源利用率低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重?，F(xiàn)代生物質(zhì)能利用是指借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段,通過一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,為人類生產(chǎn)、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品?，F(xiàn)代生物質(zhì)能源利用技術(shù)的開發(fā)對(duì)替代或部分替代化石能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)意義。

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)集環(huán)保與可再生能源利用于一體,從戰(zhàn)略需求出發(fā),各國都加大投資力度進(jìn)行開發(fā)利用。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要包括:直接燃燒發(fā)電、與煤混燃發(fā)電、氣化發(fā)電以及沼氣/填埋氣發(fā)電等。

生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在我國尚未形成系統(tǒng)性研究,許多問題亟待解決,如:秸稈中含有較高的氯及鉀、鈉等成分,其灰熔點(diǎn)較低,容易在爐膛內(nèi)結(jié)渣、結(jié)焦或沉積于受熱面,嚴(yán)重影響生物質(zhì)燃燒鍋爐的換熱,甚至造成腐蝕。目前國內(nèi)在建的生物質(zhì)直燃電廠主要依靠國外引進(jìn)技術(shù)。

生物質(zhì)液體燃料技術(shù)

生物質(zhì)液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解油和生物質(zhì)合成燃料等。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經(jīng)逐步應(yīng)用于國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),成為石油燃料的有力補(bǔ)充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料,須占用大量耕地,與國家糧食安全存在矛盾,不可能在我國進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),因此,近年來生物質(zhì)液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)變。美國和歐洲開始大量投入,開展以纖維素和木質(zhì)素等為原料生產(chǎn)生物質(zhì)液體燃料的技術(shù)路線和工業(yè)實(shí)踐,預(yù)計(jì)在6～10年內(nèi)將有重大突破。

從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術(shù)突破的角度看,生物質(zhì)熱解液化、生物質(zhì)氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景,與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質(zhì)液體燃料。我國的第二代生物質(zhì)液體燃料技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段,加大其研發(fā)示范力度,對(duì)盡快實(shí)現(xiàn)我國中遠(yuǎn)期規(guī)?；娲唾Y源具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)展趨勢(shì)

目前,少數(shù)生物質(zhì)能利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟,具有一定的經(jīng)濟(jì)競爭力,初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用,如沼氣技術(shù);一批生物質(zhì)能利用技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化早期發(fā)展階段,目前需要通過補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策促進(jìn)商業(yè)化發(fā)展,如生物質(zhì)發(fā)電,生物質(zhì)致密成型燃料,以糧、糖、油類農(nóng)作物為原料的生物質(zhì)液體燃料等;還有許多新興生物質(zhì)能技術(shù)正處于研發(fā)示范未來20～30年,除了農(nóng)村戶用沼氣與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境相結(jié)合發(fā)展而成的綜合利用模式外,更趨向于發(fā)展生物質(zhì)分布式能源系統(tǒng),即向獨(dú)立分散的小型生物質(zhì)氣化發(fā)電、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電及熱電聯(lián)供方向發(fā)展。同時(shí)隨著石油危機(jī)及CO2減排呼聲的日益高漲,可實(shí)現(xiàn)清潔碳循環(huán)的生物質(zhì)液體燃料技術(shù)將會(huì)有更快的發(fā)展。

生物質(zhì)液體燃料近期的主要技術(shù)是生物質(zhì)基柴油、燃料乙醇;未來的主要技術(shù)是氣化合成含氧類液體燃料、纖維素制乙醇及直接熱解液化。生物質(zhì)液體燃料在石油替代中發(fā)揮重要作用已經(jīng)成為一種共識(shí)。從長遠(yuǎn)的技術(shù)發(fā)展方向和技術(shù)選擇來看,燃料乙醇