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生物質燃料的缺點范文第1篇

關鍵詞：生物質 生物質電廠 秸稈 收集

一、生物質能源概述

生物質能是動植物和微生物通過光合作用形成的。它歸根結底還是太陽能的一種表現形式。因此從理論上講這種能量和太陽能一樣是取之不盡用之不竭的，并且可以再生。生物質能目前在國內外已經得到了廣泛的利用，并且將逐步發展壯大下去。生物質是全球的第四大能源，前三個能源分別為炭、石油和天然氣。而生物質能的燃料主要包括有小麥、玉米、棉花和高粱等農作物的秸稈，也有的用木材加工的廢料。生物質是可再生能源，這種能源既環保又很清潔。雖然生物質在地球上的總量是很多的，分布也非常廣泛，但得到利用的卻很少很少，具有著非常大的潛力。

生物質能源中的碳和硫含量是很少的，因此燃燒產生的有害氣體也是很少的，并且由于生物質在生長中也會吸收很多二氧化碳，因此不會影響溫室效應的加劇。生物質能源的另一個重大好處便是方便運輸和儲存，由于一般的可再生能源例如風能和太陽能等都是不可運輸不便存儲的。生物質能中所占比例最大的要數農作物的秸稈了，我國農作物秸稈資源是非常豐富的。不過雖然豐富，但農作物秸稈卻也有著儲運不方便、資源分散、和能源密度低等缺點。由于這些缺點導致到目前為止利用率依舊不高。

二、目前國內外生物質電廠發展狀況

目前世界上都在竭力將生物質能源運用到各個領域中，其中非常成功的領域要數生物質發電技術了，以高效直燃形式發電，以這種方式用于電廠的技術在國外已經非常成熟了。由丹麥率先提出了農林生物質進行高效直燃發電技術，并且提出后立刻被聯合國列為了重點項目。雖然我國的生物質發電才起步不久，不過也已經有一些以生物質發電為主的電廠相繼建成并且投入使用了。

1.國外生物質秸稈發電現狀

發達國家一直竭力于開發可再生能源，其中丹麥國家的BWE公司率先研發了生物質發電技術，并且取得了非常大的成功..到目前為止，丹麥全國已經有將近140家的秸稈發電廠了。這種發電技術為丹麥國家帶來了非常高的收益，也使得丹麥的石油年消費量下降了好多。隨著丹麥國家的成功案例，使得接下來荷蘭等歐洲國家相繼開始投入到生物質發電研究中。

2.國內生物質秸稈發電現狀

我國是農業發展大國，秸稈的資源可以說是非常豐富的，如果不能很好的利用的話就實在太可惜了。目前農民都把大部分的秸稈直接在田里燃燒掉，這樣是非常浪費資源的，同時對于環境的污染也是不容忽視的。如果這些秸稈資源都能夠投入使用的話，結果一定很不一樣，農民既可以得到另一份的收入，也可以為生物質發電廠提供更多的能源，同時對于環境的保護也是有一定的影響的。

我國是從2003年開始有生物質發電廠項目的。截止到2007年底，一項不完全統計顯示我國已經批準有87個生物質發電項目，總的裝機容量也是達到了220萬千瓦，示范項目地點總體分布于我國的北部，例如山東、黑龍江、遼寧、吉林、新疆等等。但我國的生物質秸稈發電卻也存在著一些問題，這些問題導致我國的生物質發電技術難以以更快的速度發展壯大。首先是秸稈收購上存在著相應的困難。由于秸稈收集的勞動量是很大的，因此很多農民選擇進城打工獲取更高的收益，有的在廠地周邊的人又本身生活很富裕，也不在乎收秸稈的一點收入。現如今農民選擇的收割方式也是非常不利于秸稈收集的，農民基本上都是直接取走玉米，將秸稈留在原地。還有一個問題就是運輸方面很困難，秸稈本身是很輕的，體積又非常大，因此非常不利于長距離的運輸。同時生物質發電電廠的投資量都是非常大的，設備基本上都需要進口，基本上生物質發電廠都處于虧本狀態。

我國發展生物質電廠是非常必要的，因為首先我國的生物質能源的資源是非常豐富的，我國的農作物秸稈大約有3億頓可以作為燃料，加上其他生物質資源如林木廢棄物等大約有6億噸的生物質可以作為燃料使用，這個總量可以說是非常大的。發展生物質能同時也起到了保護環境的作用，我國由于燃燒秸稈等造成的環境污染還是非常嚴重的，將秸稈進行統一收集統一處理是一個非常好的環保手段。另一方面農民也可以因此而獲得更高的收益。

三、生物質電廠燃料秸稈收集情況

由于燃料的難以供應，導致我國的很多生物質電廠都面臨著虧損狀態，甚至面臨著破產的困境。生物質發電廠一直以來是那么的受眾人恩寵，但現如今卻全部虧損，最主要的原因就是秸稈的收集狀況非常困難。

生物質電廠找不到秸稈資源的最主要的原因就是秸稈的收集非常難，很多發電廠都不得不使用樹皮、木屑等作為替代原料。一家生物質發電廠的負責人指出，按原先的計劃，他們需要用30多萬噸的秸稈作為燃料用于發電，現如今卻只有五分之一。他們只好通過其他燃料代替，例如一些樹皮、稻殼等等，可謂是“生活非常艱難”。

據相關部門的了解，生物質發電廠的收購費用已經占據了生產成本的百分之八十左右，可謂基本上都放在了燃料的收集上。許多專家認為，政府應該考慮到秸稈的利用情況，使規劃布局變得更加合理，并且提出相應方案對生物質發電廠給予相應的扶持和幫助。這樣我們的生物質電廠才能發展的更加好。

總的來說，隨著地球上能源的逐漸短缺，生物質能源這種可再生能源的利用是勢在必行的，一個國家要想持續發展，一定到想辦法利用起生物質能源來。生物質發電廠現如今處在了非常艱難的時刻，希望能夠通過政府和社會解決秸稈收集難的問題，幫助生物質電廠不斷發展壯大下去。

參考文獻

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[2]張衛杰.關海濱.姜建國.李曉霞.閆桂煥.孫榮峰.許敏.孫立.我國秸稈發電技術的應用及前景[J]；農機化研究；2009年05期

生物質燃料的缺點范文第2篇

生物質能的分類及其發展

生物質包括植物光合作用直接或間接轉化產生的所有產物，從這個概念出發，生物質能就是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質主要有4類：農作物秸稈及其他殘余物、林產品和木材加工殘余物、動物糞便、能源植物。但是，從作為可以產生能源的資源角度看，城市和工業有機廢棄物和有機廢水也是生物質能資源。

生物質能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性等特點。根據技術手段可分為直接燃燒技術、熱化學轉換技術、生物轉換技術、液化技術和有機垃圾處理技術等。依據這些技術手段，生物質能可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。

直接燃燒和發電

直接燃燒發電的過程是：生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒后，得到的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產生出的高溫高壓蒸氣在蒸汽輪機中膨脹做功發電。

直接燃燒是使用最廣泛的生物質能源轉化方式，技術成熟。在發達國家，生物質直接燃燒發電站可再生能源發電量的70％。與燃煤發電相比，生物質直接燃燒發電的規模較小，鍋爐負荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系統發電效率大多為20％～30％。目前，美國生物質發電裝機容量已達10500兆瓦，70％為生物質一煤混合燃燒工藝，單機容量10兆瓦～30兆瓦，發電成本3～6美分／千瓦時，預計到2015年，裝機容量將達16300兆瓦。

國外生物質直接燃燒發電技術已基本成熟，進入推廣應用階段。該技術規模效率較高，單位投資也較合理，但它要求生物質資源集中，數量巨大，如果考慮生物質大規模收集或運輸的支出，則成本較高，比較適合現代化大農場或大型加工廠的廢物處理等，不適合生物質較分散的發展中國家。我國目前農業現代化程度較低，生物質分布分散，采用大規模直接燃燒發電技術有一定困難。

生物質氣化及發電

生物質氣化的基本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質原料加熱，使較高分子量的有機化合物裂解為低分子量的CO、CH4等可燃氣體。轉化過程的氣化劑有空氣、氧氣、水蒸氣等，但以空氣為主。氣化原料是農作物秸稈或林產加工廢棄物。生物質氣化產出氣的熱值根據氣化劑的不同存在很大差異，當以空氣為氣化劑時，產出氣的熱值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之間，該氣體可以作為農村居民的生活能源，也可以通過內燃機發電機組發電。

生物質氣化發電技術在國際上已受到廣泛重視。國外小型固定床生物質氣化發電已商業化，容量為60千瓦～240千瓦，氣化效率70％，發電效率為20％，以印度農村地區的應用比較成功。發達國家如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等，比較關注的是生物質氣化聯合循環發電技術(BIGCC)。該技術的系統效率可達40％，有可能成為生物質能轉化的主導技術之一。這一技術存在的問題是單位投資額非常高，并且技術穩定性不夠。

我國有著良好的生物質氣化發電基礎，在上世紀60年代就開發了60千瓦的谷殼氣化發電系統。目前已開發出多種固定床和流化床小型氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料，生產燃料氣，主要用于村鎮級集中供氣。

生物質致密(壓縮)成型燃料技術

將生物質粉碎至一定的粒度，不添加粘接劑，在高壓條件下，可以得到具有一定形狀的固體燃料。成型燃料可再進一步炭化制成木炭。根據擠壓過程是否加熱，生物質致密(壓縮)成型燃料有加熱成型和常溫成型兩種；根據最后成型的燃料形狀可以分為棒狀燃料、顆粒燃料和塊狀燃料三種。生物質致密(壓縮)成型技術解決了生物質能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點，提高了使用效率。

成型燃料在國外很受重視，開始研究時的著眼點以代替化石能源為目標。上世紀90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領域大量應用生物質致密成型燃料。后來，以丹麥為首開展了規模化利用的研究工作。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質致密成型燃料發電廠。隨后，瑞典、德國、奧地利先后開展了利用生物質致密成型燃料發電和作為鍋爐燃料等的研究。美國也已經在25個州興建了樹皮成型燃料加工廠，每天生產的燃料超過300噸。但生物質成型燃料仍以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發展最快。

我國生物質成型燃料技術基礎好，設備水平與世界先進水平差別不很大，不足的是我國成型燃料的應用水平還不高。

沼氣技術

有機物在厭氧及其他適宜條件下，經過微生物分解代謝，產生以甲烷為主要氣體的混合氣體，即沼氣。一般沼氣中甲烷含量為50％～70％，每立方米沼氣的熱值為17900千焦～25100千焦。生產沼氣的原料可以是高濃度的有機廢水，也可以是畜禽糞便、有機垃圾和農作物秸稈等。

在發達國家，主要發展厭氧技術處理畜禽糞便和高濃度有機廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國等發達國家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。美國、英國、意大利等發達國家的沼氣技術主要用于處理垃圾。美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，日產26萬立方米沼氣，用于發電、回收肥料，效益可觀，預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18兆瓦，今后10年內還將投資1.5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發電廠。

在發展中國家，沼氣池技術主要使用農作物秸稈和畜禽糞便生產沼氣作為生活炊事燃料，如印度和中國的家用沼氣池。同時，印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程和處理禽畜糞便的應用示范工程。我國是利用生物質生產沼氣最多的國家。

燃料乙醇

生物質可以通過生物轉化的方法生產乙醇。目前在生物能源產品產業規模方面，發展最快的就是燃料乙醇。生產燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三種，燃料乙醇的消耗量已超過世界乙醇產量的60％以上。

巴西是世界上最早利用甘蔗生產燃料乙醇的國家。以甘蔗為原料，工藝相對簡單，既節能又節省投資，生產成本較低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生產廠，年產燃料乙醇1200萬噸，有1550萬輛汽車以乙醇汽油作為燃料。

美國從上世紀70年代末開始用玉米生產燃料乙醇，到2005

年產量已經超過1200萬噸。盡管目前乙醇的生產成本較高，但在美國，玉米燃料乙醇已成為一種成熟的石油替代品。

我國從2002年開始用陳化糧生產燃料乙醇，生產規模達102萬噸，主要以玉米和小麥為原料。其背景是在1996年～1999年連續4年糧食總產量穩定5億噸左右，糧食供過于求，糧食階段性過剩并出現大量積壓的情況下提出的。實踐證明，糧食燃料乙醇生產技術成熟、工藝完善，是目前比較現實的石油替代燃料。

但面對我國人多地少的實際，大規模推廣應用糧食燃料乙醇顯然存在著原料供應的瓶頸問題，長遠來說必須開發非糧食為原料的乙醇燃料。“十五”期間，國家開展了非糧食能源作物――甜高粱培育等關鍵技術的研究與開發，包括利用甜高粱莖稈汁液和纖維素廢棄物等生物質制取乙醇的技術工藝。對第一種技術工藝，我國初步具備了規模化開發的基礎，但纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術還存在技術不成熟、諸多關鍵技術尚未解決等問題。

生物柴油

生物柴油是利用動植物油脂生產的一種脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各種廢棄的動植物，也可以是含油量比較高的油料植物。實踐證明，生物柴油不僅具有良好的燃燒性能，還有良好的理化特性和動力特性。

國外通常采用大豆和油菜籽生產生物柴油，但成本稍高。為降低成本，一些國家開始用廢棄食用油和專門的木本油料植物生產生物柴油。目前，生物柴油在歐盟已經大量使用，進入商業化發展階段。2004年歐盟生物柴油產量為224萬噸，并計劃到2010年達到800萬噸～1000萬噸。

我國人多地少，發展生物柴油只能靠非食用油料資源。因此，我國目前生產生物柴油的原料主要是餐飲廢油、工業廢油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下腳料等。利用這些原料既回收利用了資源，又解決了環境污染問題。我國生物柴油的生產起步晚，但發展較快。目前已有30多家生物柴油生產廠。

除了上述生物質能利用技術外，還有生物制氫技術、熱裂解技術等，基本處于研究階段。

我國發展生物質能的必要性

開發生物質能具有能源與環境雙重效益，有可能成為未來可持續發展能源系統的主要能源之一。因此，許多國家都高度重視生物質能源開發，并制定了相應的開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的乙醇能源發展計劃等。聯合國開發計劃署(UNDP)、歐盟和美國(DOE)的可再生能源開發計劃中也都把生物質能列為重點發展方向。

目前，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據估算，地球陸地每年生產1000億噸～1250億噸干生物質；海洋年生產500億噸干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的10倍。

我國的生物質資源也相當豐富。目前我國生物質能年獲得量達到3.14億噸標準煤，到2050年資源潛力可達到9.04億噸標煤且潛力巨大。

根據發達國家的經驗可知，現今正是我國實現工業化的關鍵時期。大部分發達國家在此期間(此時人均GDP在3000美元左右)都經歷了人均能源、資源消費量快速增長和能源、資源結構快速變化的過程。這對能源安全等問題提出了更高的要求。據預測，2020年中國一次能源的需求為25億噸～33億噸標準煤，最少將是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估計將在50億噸標準煤左右。根據我國現在的能源需求增長趨勢推算，到2020年，我國僅石油的缺口就將達1.3億噸～1.5億噸。能源供應不足問題已成為我國經濟社會發展的主要矛盾之一。因此，要從根本上解決我國能源供應不足的問題，必須實施多元化能源發展戰略，積極開發生物質能源是出路之一。

從保護環境角度看，我國SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量僅次于美國居第二位。2006年，SO2排放量達2550萬噸，其中約85％是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的1／3。SO2和酸雨造成的經濟損失約占GDP的2％。生物質能屬于清潔能源，生物質中有害物質(硫和灰分等)的含量僅為中質煙煤的1／10左右。同時，生物質二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環，其能源利用可實現二氧化碳零排放，擴大生物質能利用是減排CO2,最重要的途徑。

另外，生物質一直是我國農村的主要能源之一。因地制宜開展生物質能利用技術及產品的研究、推廣和使用，可以把農民從煙熏火燎中徹底解放出來，既節約資源，又可以改善農民的居住環境，減少水土流失，提高其生活水平。

我國發展生物質能存在的問題

生物質燃料的缺點范文第3篇

全球石油化工巨頭埃克森美孚近日的《全球能源展望2012》報告中提到，受經濟增長和人口因素影響，到2040年全球能源需求將比2010年高出30％。今年3月20日，國內成品油價格又進行了上調，93號汽油從7.85元／升上調至8.33元／升，這是自2010年4月以來，國內成品油價格上調幅度創了新高。

能源危機已經觸動每個人的神經，也激起了人們尋找可替代能源的強烈愿望。

很多東西能替代汽油

閔恩澤院士介紹，目前國內外研究、應用較多的幾種生物質燃料主要有秸稈乙醇汽油、甜菜生物質汽油、纖維素生物質汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等，很多東西可以替代汽油，我國發展生物質燃料的前景非常廣闊。

含10％乙醇的秸稈乙醇汽油已在我國推廣應用。與傳統汽油相比，它優勢明顯。比如辛烷值提高了、含氧多、燃燒充分，減少汽車尾氣一氧化碳排放35％以上、碳氫化合物排放15％以上。生物質生長過程，還能吸收二氧化碳。目前，我國已建有20萬噸／年以上、以非糧作物木薯為原料的工廠。在國外，美國能源部投資10億美元，發展秸稈乙醇工藝。計劃到2030年，秸稈乙醇供應達到美國汽油總量的30％，約1.9億立方米，生產成本也將低于石油汽油。閔恩澤院士說，要立足我們的基礎，與國外合作，先實現工業化，再把規模擴大至10萬噸／年以上。而大規模發展，酶制劑是基礎，原料是關鍵，要調研了解國內的原料供應情況，研發具有自己特色的酶制劑。

以甜菜為原料的生物質汽油——最新一代生物質車用汽油，比乙醇汽油能量更高，使用更經濟；不需要更新銷售系統和加油站，不需要調整發動機。國外2010年開始建設工業生產裝置。生產工藝包括原料預處理、水相重整、堿催化聚合、加氫脫氧。

同時，國外也在大力研究以纖維素為原料的生物質汽油。纖維素比甜菜等原料來源廣泛、價廉。采用纖維素為原料，我國更有可能形成具有自主知識產權的技術。國內對纖維素生產生物質汽油的研發已經開展，并取得一定進展。應重點突破，占領這一高科技發展前沿制高點。

生物柴油大有可為

閔恩澤院士介紹，生物柴油是21世紀崛起的新興產業，世界生物柴油產能已在3000萬噸／年以上。目前，美國產能已發展到1093萬噸／年、歐盟為1300萬噸／年。國際上已經制定完善的生物柴油標準。

我國生物柴油總產能約150萬噸／年，近幾年產量30萬～50萬噸／年，大多以廢棄油脂為原料。中國海油建設在海南東方的6萬噸／年生物柴油裝置，采用中國石化的SRCA工藝，實現了清潔生產，并已在海南的加油站銷售。

閔恩澤院士說，中國石化發展生物柴油產業有基礎。中國石化擁有完整的從小型到2000噸／年生物柴油中型試驗裝置；擁有生物柴油質量分析、模擬評定、臺架試驗裝置以及行車試驗的經驗；擁有世界一流的、處理廢棄油脂原料的生物柴油成套技術，以及處理木本植物油和微藻油原料的堿催化蒸餾工藝。此外，中國石化向科技部申請了“十二五”國家生物柴油重大支撐項目，中國石化咨詢公司受國家能源局委托，正編制我國生物柴油行業發展的指導意見。這些，對中國石化發展生物柴油提供了有力支持。

期望微藻“點綠成金”

微藻是地球上最簡單的一種生物。微藻生物柴油可以減排二氧化碳，減少溫室效應，減少對石油的依賴，還能處理廢氣廢水，保護環境。微藻生物柴油技術被譽為“一石三鳥”的技術，各國政府均大力支持研發，如美國制定了微藻生物柴油路線圖，埃克森美孚2009年投資6億美元研發微藻生物柴油。人們對這一技術，抱有熱切期望。

生物質燃料的缺點范文第4篇

【關鍵詞】可再生能源；存在問題；解決措施

1.能源資源狀況

（1）小水電：全縣有大小河流7條，大多數屬平原季節性人工河流，主要作用是抗旱排漬，自然落差不大，水能理論蘊藏量不大，只有2100kw，可開發量1700kw。

（2）太陽能：全縣年日照1995小時左右，日照率為46%，太陽能年總輻射量0.45MJ/cm

（3）風能：年平均風速2.3米/秒，相當于2級風，開發利用價值不高。

（4）生物質能：農作物秸稈仍是吉水縣農民生活用能的主要來源，每年用作生活用能的農作物秸稈16.8萬t，占總量的68.7%，返田作肥料占31.3%；薪柴是農村廣泛使用的傳統生物質能，薪柴資源包括薪炭林、防護林、速生用材林、灌木林、疏林和“四旁”樹等，全縣薪柴開發總量為3.99萬t，隨著國家封山育林及林業加工業的發展，薪柴可用作農村生活用能量日趨減少；全縣生豬存欄9.35萬頭，雞10.6萬羽，年產生畜禽糞便9.1萬t，可利用量為15.1萬t。

從以上可以看出，吉水縣能源資源構成特點是：煤炭等化石能源極度缺乏，生物質能、太陽能等可再生能源資源豐富，新能源開發潛力大。

2.農村能源消費特點

生活用能的需求與生活水平密切相關，長期以來，農村地區生活用能主要靠當地秸稈和薪柴，采取直接燃燒方式，能源有效轉換率僅有10～30%，造成能源利用的低效和浪費，能源缺乏與浪費之間矛盾突出。隨著農村社會經濟發展，吉水縣農村生活能源使用出現了新趨勢，呈現出“三減三增”特點：一是自及自足能源消費減少，商品能源消費增加；二是秸稈能源消費比例減少，液化氣、煤等化石能源消費比例增加；三是高能耗用能方式逐步減少，可再生能源利用不斷增加。

3.可再生能源開發利用現狀

我國農村地區生物質能、太陽能資源豐富，蘊含著發展新能源的巨大潛力。經過多年發展，可再生能源開發利用已經取得了很大的進展，太陽能和沼氣等可再生能源在吉水縣農村已經得到廣泛應用。

3.1生物質能開發

（1）沼氣。沼氣是我國廣大農村地區開發應用的一種技術成熟的可再生能源，到2010年底，全國已經累計建成戶用沼氣超過4000萬戶，受益人口達1.55億人。沼氣是有機物在缺氧條件下通過厭氧微生物的發酵作用產生的混合氣體，其中甲烷約占55～75%，1m3沼氣相當于0.7～0.8kg標煤，熱值較高，燃燒后只產生和CO2和H2O，是一種高品位的清潔能源。

二氧化碳和甲烷是產生溫室效應的主要氣體，每年可減少二氧化碳排放1.07萬t，甲烷0.102萬t。

沼渣中含有豐富的有機質、腐殖酸和礦物質灰分，改良土壤功效十分明顯，其中有機質含量36.9%～49.9%，腐殖酸10%～24%，粗蛋白5%～9%，全N0.8%～1.5%，全P0.4%～0.6%，全K0.5%～1.2%；沼液含有多種速效營養成分。

沼渣沼液可廣泛用于作物浸種、葉面噴肥、基肥或用于防治作物病蟲害，也可作為家畜添加劑和魚鉺料，具有較高經濟價值。用沼液浸種，水稻增產9.4%，玉米增產9.35%；沼液作葉面噴肥，密柑單株增產20.2公斤，茶葉噴施沼液能夠促進茶葉株高增長，增加茶葉的百芽重和單葉重，促進茶樹增產，增產率為9.0%。沼液、沼渣綜合利用已成為農業增收、農民增效的一個新亮點。

（2）農作物秸稈及薪柴。

秸稈及薪柴具有體積大、密度小、熱值不高的缺點，遠距離輸運成本大，堆放在房前屋后影響村容村貌，將其進行氣化或壓縮處理做為燃料是提高利用效率可行辦法。

①秸稈氣化。秸稈氣化是采用一種生物質熱解技術，先將農作物秸稈等生物質原料切碎，在缺氧條件下，使秸稈不充分燃燒，產生大量的氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃氣體。一個4口之家每月需要燃燒秸稈130kg，每100kg燃料費用為13～15元，每農戶月燃料費16.9～19.5元，秸稈氣化成本明顯低于其他常規燃料。秸稈的平均含硫量只有0.38%，遠低于煤的含硫量（約1%），秸稈氣化使用方便，清潔衛生，可以部分代替高品位商品能源。

②固化成型。將秸稈或薪柴干燥粉碎后，經過成型機械擠壓成密度為0.8～1.2t的柱狀或顆粒狀燃料，1t成型燃料相當于0.429～0.571t標煤。是一種能代替燃煤的新型低碳、節能、環保燃料，具有燃燒熱效率高、使用安全、清潔環保、節省空間等優點。

3.2太陽能利用

①太陽能熱水器。在太陽能利用方面，應用最廣泛、技術最成熟的是太陽能熱水器，已經實現了產業化和市場化。每平方米太陽能熱水器年可替代標煤150～180kg，2009年全國農村太陽能熱水器保有量2955.56萬臺，面積已達4997.06萬m2， 嘉魚縣農村太陽能熱水器普 及率已達11%。一臺太陽能熱水器全年可節電1.8GJ（約512kwh），按本地農村電價0.6元/度計，每臺熱水器全年可節約307.2元，農戶6～7年就可收回投資，而太陽能熱水器使用壽命可達15a。

②太陽能路燈。太陽能路燈主要是通過太陽能板的光生伏特效應原理，白天吸收太陽能光子能量產生電能儲存，夜幕降臨時產生照明。太陽能路燈不需要架設輸電線路，不用專人管理和控制，技術和經濟效益上可行，一次性成本回收較快，節能效果顯著。

③太陽能溫室大棚。不僅在瓜果蔬菜、花木苗圃等種植業上廣為應用，在水產養殖、畜禽飼養等方面的應用也不斷擴大，對提高農牧業產量、增加農民收入起了很大作用。

4.新農村發展可再生能源的現實意義

在新農村建設中，因地制宜，合理開發利用農村可再生能源，對促進農村經濟社會發展有重要意義。

4.1有利于構建資源節約型環境友好型社會，促進生態文明建設

以沼氣為紐帶的農業生態建設，使農業廢棄物得到循環利用，延長了農業生態鏈，既生產了清潔能源，又提高了農業經濟效益；開發利用太陽能，既能有效提供安全、無污染的清潔能源，又能促進農業生產，改善生態環境，因此發展包括太陽能、生物質能等在內的可再生能源，不僅使農村資源得到有效利用，而且促進了生產、生活、生態協調發展。

4.2有利于優化農村用能結構，促進節能減排

農村廣泛使用沼氣、秸稈氣、太陽能等清潔能源，是農民現代文明生活的一個縮影。目前形勢下，越來越多的國家面臨著減排問題，逐步會將減排成本納入考量的范疇，傳統能源的成本將顯著上升，發展可再生能源，符合減排趨勢。

4.3有利于發展農業循環經濟，轉變農業增長方式

大力推廣豬—沼—菜（糧、魚、果）生態利用模式，以沼氣為紐帶，把養殖業和種植業有機結合起來，把養殖業產生的廢棄物轉換成清潔能源和高效有機肥料，既解決農村燃料問題，又減少了農藥使用，培肥了地力，還提高了農產品品質，增加了農民收入。

生物質燃料的缺點范文第5篇

生物質熱解液化制取液體燃料

成果介紹及技術指標：生物質主要指秸稈、谷殼、速生林和林業加工廢棄物等，據估計我國資源總量不低于10億噸/年，其中各類秸稈和谷殼的年產量不低于7億噸，約合2～3億噸石油當量。生物質能源的特點是可再生和與環境友好，它除了直接使用之外，還可以采用熱降解和生物降解的措施轉化為液體燃料。

生物質熱解液化是在完全缺氧或有限供氧的情況下使生物質受熱主要降解為液體產物生物油的一種技術。影響生物質熱解液化四個主要參數分別是加熱速率、反應溫度、氣相滯留時間和冷凝收集。

該項目采用快速流化的方式使生物質與熱載體在反應器內實現良好的熱量交換，并通過特殊的結構設計和自制的催化劑，使生物質能夠高效潔凈地轉化為生物油，生物油產率按質量計算最高可達70%。

該生物油呈棕褐色，是含氧量很高的復雜有機混合物，其有機物種類有數百種之多，從屬于數個化學類別，幾乎包括了所有種類的含氧有機物諸如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。不同生物質制取的生物油在主要成分的含量上大都比較相近，因而可以容易地混合在一起。生物油的密度比水大，約為1.2×103kg/m3。生物油的粘性與熱值與其含水率的高低有很大關系，當含水率為25%時，其動力粘性系數和高位熱值分別約為60cP和18MJ/kg。

生物質氣氣化合成二甲醚液體燃料

項目簡介：在固定床或循環流化床中將生物質氣化，變成H2、 CO、 CO2等組分，然后經過氣體凈化，在重整反應器中和沼氣一起在催化劑的作用下進行重整來調整H2、 CO的比例，同時降低二氧化碳的比例，使之適合于合成二甲醚。然后氣體經過壓縮進入二甲醚反應器。在催化劑的作用下合成二甲醚。該套技術已經申請了國家發明專利。

二甲醚（簡稱DME,CH3OCH3）是一種清潔的燃料與化工產品，有很大的市場。液化二甲醚可以完全替代液化石油氣（LPG），與LPG相比具有無毒無臭、不易爆炸、熱效率高、燃燒徹底、無污染等特點，因此，DME作為LPG的替代品在中國特別是農村有巨大的潛在市場。作為清潔燃料DME可以替代柴油用作發動機燃料，十六烷值達55，與柴油熱效率相同，DME不會產生黑煙和固體顆粒，NOx排出量大大減少，是很有前途的綠色環保型發動機燃料。

該項目采用的以生物質廢棄物（包括木粉、秸稈、谷殼等）作為原料，通過催化裂解造氣作為氣頭的新工藝，目前還未見報道。DME的合成也采用先進的一步法合成工藝，該方法作為應用基礎研究最近幾年才在國際上展開。廣州能源研究所在世界上首先實現了在小型裝置上由生物質一步法合成綠色燃料二甲醚的連續運行。將該技術進行產業化推廣可以解決緩解廣東省液化氣日益緊張的形勢。

生物柴油

技術(產品)用途介紹：生物柴油，又稱燃料甲酯，是由甲醇或乙醇等醇類物質與天然植物油或動物脂肪中主要成分甘油三酸酯發生酯交換反應，利用甲氧基取代長鏈脂肪酸上的甘油基，將甘油基斷裂為三個長鏈脂肪酸甲酯，從而減短碳鏈長度，降低油料的粘度，改善油料的流動性和汽化性能，達到作為燃料使用的要求。生物柴油的主要成分是軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸等長鏈飽和與不飽和脂及酸同甲醇或乙醇所形成的酯類化合物。由于可再生，無污染，因此生物柴油是典型“綠色能源”。其性能與0#柴油相近，可以替代0#柴油，用于各種型號的拖拉機、內河船及車用柴油機。其熱值約1萬大卡/Kg，能以任意比例與0#柴油混合，且無需對現有柴油機進行改動。

目前，生物柴油的主要加工方法為化學法，即采用植物油（或動物油）與甲醇或乙醇在酸、堿性催化劑作用下酯交換，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。但化學法合成生物柴油有以下缺點：

（1）工藝復雜，醇必須過量8倍以上，后續必須有相應的醇回收裝置，能耗高；

（2）色澤深，由于脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下，容易變質；酯化產物難于回收，成本高；

（3）生成過程有廢堿液排放；

（4）不能處理廢油脂,因為廢油脂含有大量的游離脂肪酸，容易和催化劑堿形成皂角，很難分離皂角。

為解決上述問題，人們開始研究用生物酶法合成生物柴油，即動植物油脂和低碳醇通過脂肪酶進行轉酯化反應，制備相應的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和、醇用量小，無污染物排放等優點。目前酶法主要問題：

（1）脂肪酶成本較高，酶使用壽命短；

（2）副產物甘油和水難于回收，不但形成產物抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。

生物質制取液體燃料技術

技術簡介:生物質是一種CO2零排放的可再生能源。傳統的生物質利用方式不僅低效而且排放的未完全燃燒碳氫化合物有害健康，例如秸稈就地焚燒嚴重污染環境。開發高效清潔的生物質利用技術至關迫切。生物質的特點為能量密度低、揮發分含量高、氧含量高。從生物質制備液體燃料可緩解中國日趨緊張的汽車油料。由于組成生物質的纖維素、半纖維素和木質素轉化特性不同，單純的生化或熱轉化工藝均難以高效利用生物質。將這兩種方法結合在一起的工藝可望得到良好效果。根據生物質的組成和成分特點，利用分級轉化原理，我所已開發出生物質生化－熱轉化綜合工藝。

生物質生化－熱轉化綜合工藝思路為：秸稈經過汽爆先得到木糖，汽爆殘余再經固體發酵轉化為乙醇，發酵殘渣在循環流化床中快速熱解制取生物油，半焦燃燒供熱。本課題組與本所生化國家重點實驗室合作，利用快速熱解從生物質發酵渣獲得生物質熱解油品。由于生物質發酵過程中脫掉了大量的成灰元素，生物油的產率明顯提高。本項目利用小試裝置和5kg/h循環流化床快速熱解反應器，進行了不同生物質、發酵渣、脫灰生物質的快速熱解制備生物油的試驗；利用TG-FTIR進行灰分對熱解動力學影響的實驗。

該項目研究了生物質種類、成灰元素對生物油產率、性能的影響；研究了循環流化床熱解生物質的流體動力學；利用能量最小和多尺度模型研究了生物質熱解反應器的流動結構；在5kg/h 規模的循環流化床中進行了生物質快速熱解實驗。結果表明，生物熱解油的產率隨灰分減少而增加；利用生物質綜合處理工藝可大幅度提高生物油產率，產率達65%左右。

未來應用領域的初步預測：

生物質熱解油可與化石柴油混合作燃料油；生物質熱解油可和氨反應生產緩釋肥料；生物質熱解油可和石灰反應生成生物石灰，用于脫硫脫硝；生物質熱解油可和醇反應生產燃料助劑或風味化學品；此外，生物質熱解油可制成粘結劑，可制氫和氣化生成合成氣。

生物質能高效利用

項目研究內容介紹：中國科學院百人計劃項目。從生物質制備清潔燃料為目標，從生物質的組成與結構分析到研究生物質制備清潔燃料的工藝和催化劑，進行生物質能高效利用的應用基礎研究，為進一步開發提供理論指導。

具體包括以下幾個方面：1．生物質組成與結構的研究；2．生物質制差工藝與催化劑的研究與開發；3．生物質組分分離方法研究；4．生物質直接液化工藝及產物分離方法的研究；5．生物質間接液化制甲醇、二甲醛及燃類的工藝與催化劑研究；6．以上過程涉及性的反應工程分離過程的研究。

生物質制取液體燃料技術

研究內容:生物質是一種CO2零排放的可再生能源。傳統的生物質利用方式不僅低效而且排放的未完全燃燒碳氫化合物有害健康，例如秸稈就地焚燒嚴重污染環境。開發高效清潔的生物質利用技術至關迫切。生物質的特點為能量密度低、揮發分含量高、氧含量高。從生物質制備液體燃料可緩解中國日趨緊張的汽車油料。由于組成生物質的纖維素、半纖維素和木質素轉化特性不同，單純的生化或熱轉化工藝均難以高效利用生物質。將這兩種方法結合在一起的工藝可望得到良好效果。根據生物質的組成和成分特點，利用分級轉化原理，我所已開發出生物質生化－熱轉化綜合工藝。

生物質生化－熱轉化綜合工藝思路為：秸稈經過汽爆先得到木糖，汽爆殘余再經固體發酵轉化為乙醇，發酵殘渣在循環流化床中快速熱解制取生物油，半焦燃燒供熱。本課題組與本所生化國家重點實驗室合作，利用快速熱解從生物質發酵渣獲得生物質熱解油品。由于生物質發酵過程中脫掉了大量的成灰元素，生物油的產率明顯提高。本項目利用小試裝置和5kg/h循環流化床快速熱解反應器，進行了不同生物質、發酵渣、脫灰生物質的快速熱解制備生物油的試驗；利用TG-FTIR進行灰分對熱解動力學影響的實驗。

延伸閱讀

太陽能風能光能助陣奧體中心做節能文章

據介紹，濟南奧體中心“一場三館”采用獨具特色的東荷西柳造型，“柳葉、荷花”的建筑理念在讓奧體中心美觀獨特的同時，也形成獨具特色的外遮陽系統，遮陽系數約為0.4―0.7，不僅能夠大大減少空調能耗，還可防止眩光的產生。

此外，充分應用自然采光也是奧體中心節能的主要方式之一。通過圍護結構控制進入內部光線的強度，達到理想的照明效果，并有效防止眩光。在各場館立面、屋頂設置了大量采光窗，并根據地勢設置了大量通風采光天井，盡量增大自然采光的面積。

游泳館的淋浴用水由太陽能熱水系統供應，在屋頂設有約670平方米的承壓式熱管太陽能集熱器，通過高位冷、熱水箱保證熱水的穩定供給。太陽能光電技術也融入景觀設計中。路燈、景觀照明的庭院燈、草坪燈利用太陽能光伏發電技術提供電源，安全、環保，節省電力資源。

與此同時，節能專家建議采用CFD（流體力學分支）的數值分析，確定合理的通風口位置及開口大小，有利于形成較好的自然通風效果。在天氣適宜的時候，利用自然通風把場館內的熱負荷帶走，從而提高室內舒適度，有效減少能源消耗。

過渡季節奧體中心可盡量利用新風，進行全新風運行，減少空調的運行。冬季內區的消除余熱，可采用室外免費能源――新風，減少能源的浪費。

分層空調置換通風大空間冷熱兩重天

奧體中心內“一場三館”承擔多項室內比賽任務，如籃球、游泳等。如何讓這些大空間室內場館既溫度適宜，又不會過于消耗能源，專家也提出了針對性方案。

所有空調設備采用中央自動控制技術，根據設定的溫度控制、濕度控制、壓差控制、流量控制來使設備達到最佳的匹配運行效果，使設備在最高效區域運行，以利于能源的綜合利用，最大化地實現節能。

水蓄冷技術也在考慮之中，采用水蓄冷的集中能源中心方式，可在用電低谷期利用水作為介質制冷儲存能量，然后在用電高峰期釋放能量，緩解用電緊張，提高能源利用效率，充分利用峰谷電價，節省運行費用。經測算，水蓄冷運行費比常規制冷可節約203.45萬元／年。

在大空間的節能上，專家也有高招，采用分層空調和置換通風，盡量減少無效空間區域的能量消耗，只滿足有效區域的舒適度。

譬如，專家通過CFD方法對大空間的空調氣流組織進行了分析，游泳館空調比賽區空間溫度可以被控制在28℃到29℃之間。室內的溫度分層非常明顯，屋頂最高點溫度達到40℃以上，“冷熱兩重天”。

三種方式取暖首選集中供暖

濟南奧體中心在設計時，就考慮到了建筑的節能。由于冬天有很多比賽，奧體中心用集中供暖、太陽能和地熱三種方式來取暖。其中，集中供暖將是最主要的取暖方式。

根據計劃，濟南市將在燕山新區A地塊，建設奧體中心的配套服務中心，來為整個奧體中心服務。這里將安裝大型的采暖設備，該設備將接收市區供來的蒸汽，轉換成熱水，集中送到濟南奧體中心各場館內。各場館也將全部采用地板供熱，暖氣設備都安裝在地板下面，這種取暖方式不僅節能，而且節約建筑空間，節省采暖成本。

為了節能，濟南奧體中心“一場三館”的供暖都是單獨控制的，用時打開閥門，不用時就可關掉。目前，濟南市正在對奧體中心地板供熱系統進行招標，待確定施工單位后，就可隨著內外裝飾進行全面施工。

在體育館、游泳館內，還安裝了太陽能，這些太陽能可直接轉換成熱量，供給兩大場館，游泳館的部分熱水也可以用太陽能來轉換。在體育場內還設計了地熱取暖，這種方式造價比較高，主要是用來保證草皮的生長。

新型能源布滿奧運場館

據悉,奧運工程采用新型能源項目共有34項,先進熱回收空調技術13項,先進能源利用技術22項。奧運工程采用新型清潔能源利用項目共69項,包括光電、光熱、各種地熱能、污水熱能,風能等可再生能源的利用。

網球中心、北京大學體育館等9項工程均采用了地熱、地源或水源熱泵系統。僅在奧運村,熱泵技術的應用就將比普通中央空調節約電能15％至20％,每年節電34萬度；國家體育場、五棵松籃球館、奧林匹克森林公園中心區等7個工程采用了太陽能光伏發電技術；北京射擊館、老山自行車館、奧運村和媒體村等10個工程采用了太陽能光熱技術。

北京是水資源嚴重緊缺的城市。充分利用中水(污水經處理后獲取的非飲用水)、高水平處理污水、盡量收集雨水……北京市在場館建設中通過一系列工程措施和技術手段節約水資源。北京市"2008"工程建設指揮部負責人介紹,所有奧運場館都采用了中水利用技術,國家游泳中心、奧運村、奧林匹克森林公園等5項工程建設了高水平的污水處理系統,國家體育場、豐臺壘球場、國家會議中心等15項新建工程建設了高水平的雨洪利用系統,將充分利用雨洪水資源回灌和涵養地下水。

奧運村太陽能熱水系統在奧運會期間可以為16800名運動員提供洗浴熱水,奧運會后,將供應全區1868戶6000名居民的生活熱水需求,年節電達到1000萬度、節煤2400噸。

奧運工程采用的61項先進空氣處理技術,涵蓋了熱回收空調、自然通風、室內空氣節能處理與凈化等；綠色節能照明技術48項、節能建筑維護結構38項。這些都將在一定程度上節約能源,體現了"綠色奧運"的理念。

清潔能源包括地熱能、風能、太陽能、生物質能、水能、海洋能等多種能源,北京市目前主要利用的是太陽能和地熱能。其中地熱能更是以其具有清潔環保、高效節能、可再生、技術成熟等優點,成為了北京2008年奧運會大力發展能源之一。在北京市出臺的一系列規劃、計劃、發展綱要和補貼政策中,均重點提出了大力發展地熱能,根據《北京奧運行動規劃》提出的目標和任務,為實現"綠色奧運"的理念,提高城市可持續發展能力,北京市政府制訂的《生態環境保護專項規劃》中提出:要大力發展可再生能源,開發地熱資源,2007年全市地熱、地溫供暖制冷面積達到500萬平方米。《北京城市總體規劃(2004年~2020年)》中第124條提出:因地制宜地發展新能源和可再生能源；積極發展新能源,推廣熱泵技術,推進淺層地熱、風力發電、太陽能發電等能源新技術產業化進程；鼓勵利用垃圾、污泥進行發電和制氣。

北京08年奧運會將用上風電綠色能源

截止2007年年底，張家口市風電裝機容量將新增20萬千瓦。張家口市風電總裝機容量達到42萬千瓦，成為全國最大風力發電市，為北京奧運會提供充足的綠色能源。

張家口市位于華北平原與內蒙古高原之間，常年勁風不斷，是全國少有的風能集中區，具有建設700至800萬千瓦的風電場資源，壩上可建2至3個百萬千瓦的風電場。在當地人印象里，壩上的風一直是一大公害。如今，張家口市變劣勢為發展優勢，緊緊抓住北京辦綠色奧運的時機，把開發風電資源作為建設北方能源基地和增強縣域經濟實力的重要舉措，科學充分利用風力資源，大力開發綠色清潔能源。

據悉，全國各地的客商也看到了風電的發展前景，紛紛搶灘“風電”資源項目，目前，北京、天津、河北、山東、湖北等19家客商累計簽約的風電項目總裝機容量達1200多萬千瓦，占全國2020遠景規劃的60％多。到2010年，張家口市將累計投資180億元，新增風電裝機容量200萬千瓦。這些項目建成后，不僅將大大緩解華北地區用電緊張的局面，而且將為北京輸送大量綠色能源。

我國研制出系列燃料電池車服務08北京奧運會

在科技部的支持下，我國燃料電池車取得長足進展，已研制出具有自主知識產權的燃料電池大客車、小轎車、自行車和助力車等。

據中國可再生能源學會氫能專業委員會主任委員毛宗強教授介紹，我國最新的燃料電池大客車造價已經下降到300萬元人民幣，不到國外同類產品價格的五分之一，初具競爭力；我國自行研制的“超越3號”氫燃料電池小轎車，去年在巴黎舉行的“清潔能源汽車挑戰賽”中，取得了4“A”、1“B”的優異成績，并完成了120公里的拉力賽；2008年北京奧運會期間，我國自制的燃料電池汽車將參與服務運營。

大力發展氫能燃料電池汽車是我國汽車工業不可多得的機遇。目前，國際汽車界投入氫燃料汽車的資金已超過100億美元。

太陽能技術為青島奧帆中心供能

青島奧林匹克帆船中心根據青島地區的光源、光輻射特點，結合帆船中心建筑特點和建筑使用功能要求，充分考慮太陽能與建筑的完美結合，將國際上先進高效的太陽能技術與區域市政熱力管相結合，將板式集熱器分別與弧形屋面、平面屋頂相結合，運用可靠的控制系統，在后勤保障中心和運動員中心設計應用了兩套太陽能系統。

后勤保障中心建筑面積5800平方米，采用太陽能吸收式空調系統，使用集熱器面積638平方米，成功實現了夏季制冷、冬季采暖和全年提供生活熱水，系統預計每年可節電47.3萬度。運動員中心建筑面積16613平方米，使用集熱器面積666平米，利用太陽能為其所擁有的300平方米游泳池和洗浴提供熱水。預計節電每年44萬度。同時，由于集熱器為后勤保障中心屋頂提供了陰涼，也減少對制冷量的需求。兩套太陽能系統建設投資約1100萬元，一年節電約90萬度，按每度電0.78元計，一年可節省70萬元，十五年即可收回投資。這在全國也屬于領先位置。

太陽能景觀燈和風能路燈是奧帆中心的又一大景觀。這里共安裝了168盞太陽能燈和41盞風能路燈，不僅綠色環保，到了夜間更是青島海岸線上一道耀眼的風景。在風能資源豐富、獨特的主防波堤建設安裝了41盞風能燈，每盞燈14000元，總投資57400元，每盞可供55瓦鈉燈每天照明8小時，每年節電6570度。以上項目建設完成后，在取得顯著的節能效益的同時，還具有良好的環保效益。有趣的是，按照設計，風速達到每秒3米時，風能路燈頂部的風車就會轉起來，而開展帆船比賽的風速下限也是每秒3米，當風車轉起來的時候，觀眾就知道可以進行比賽了。

生物質廢棄物催化氣化制取富氫燃料氣

近年來，關于生物質廢棄物的熱化學處理已引起了越來越廣泛的注意。氫氣是生物質熱化學處理中得到的高品位的潔凈能源。由于氫在燃料電池及作為運輸燃料在內燃機中的廣泛應用，從生物質氣化中制取氫氣已引起了很多國家的研究興趣.在生物質氣化制氫過程中，低溫下焦油的生成是影響燃氣質量和氫含量的一個重要因素，因此高溫、水蒸氣氣化以及加催化劑等氣化工藝是改善燃氣質量的有效措施.生物質氣化技術在國內外已得到了相當廣泛的研究，而對生物質氣化過程中使用催化劑的研究還比較少.在生物質氣化過程中使用催化劑，可以有效改善氣體品質，促進焦油裂解，本文就目前生物質催化氣化在國內外的研究情況作一些討論。

1. 生物質催化氣化制氫概況

從總體上來說，生物質催化氣化制氫的研究在國內外還處于實驗室研究階段，我國在這方面的研究比較薄弱，國外的研究主要集中在美國、西班牙、意大利等國家。

意大利L'Aquila大學的Rapagna等利用二級反應器(一級為流化床氣化反應器，一級為固定床催化變換反應器)進行了杏仁殼的鎳基催化劑催化氣化實驗，其制得的產品氣中氫氣體積含量可高達60%。美國夏威夷大學和天然氣能源研究所合作建立的一套流化床氣化制氫裝置在水蒸氣/生物質的摩爾比為1.7的情況下，可產生128g氫氣/kg生物質(去濕、除灰)，達到了該生物質最大理論產氫量的78%。

2. 生物質催化氣化典型流程

生物質催化氣化系統主要包括兩大部分，一是生物質氣化部分，在流化床氣化爐(或其它形式的氣化爐)內進行;一是氣化氣催化交換部分，在裝有催化劑的固定床內進行。生物質廢棄物由螺旋進料器進入預熱過的流化床，在流化床內發生熱解反應產生熱解氣和焦炭等，熱解產物再與從底部進來的空氣或水蒸氣等發生化學反應產生氣化氣，氣化氣從流化床上部進入旋風分離器，將炭粒分離，然后進入焦油裂解床(通常為白云石)，進行焦油的初步催化裂解，經焦油裂解后的氣化氣再進入通常裝有鎳基催化的固定床內進行進一步的催化裂解及變換反應。

3. 生物質氣化過程中發生的主要化學反應

生物質在氣化過程中發生熱解反應、燃燒反應及氣化反應，在熱解反應中，生物質被裂解為焦炭、焦油和燃氣，部分焦油在高溫條件下繼續裂解為燃氣.在燃燒反應中主要發生碳氫化合物和CO的氧化反應。在氣化反應中主要發生碳氫化合物和CO的水蒸氣氣化反應，顯而易見，這是增加燃氣中氫氣含量的一個重要途徑。

可以看到，在生物質氣化過程中發生的化學反應復雜，研究其中每個化學反應的發生程度及其相互影響關系，進而設計催化劑，促進目的產物的產生是比較困難的，目前國內外大多是采用商業蒸汽重整催化劑及天然礦石等。

4. 影響燃料氣組成和焦油含量的主要因素

（1）氣化介質生物質。氣化介質一般為空氣(氧氣)、水蒸氣或氧氣和水蒸氣的混合氣。氣化介質的選擇可以影響燃料氣的組成和焦油處理的難易。Corella等認為在其它條件相同且采用白云石作催化劑時，以水蒸氣或水蒸氣和純氧的混合物作為氣化介質與以空氣作為氣化介質相比，前者在氣化過程中產生的焦油更容易裂解。

焦油的成分非常復雜，可以分析出的成分有100多種，還有很多成分難以確定;主要成分不少于20種，大部分是苯的衍生物及多環芳烴;其中含量大于5%的大約有7種，它們是:苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚，其它成分的含量一般都小于5%，而且在高溫下很多成分會分解。對大部分焦油成分來說，水蒸氣在其裂解過程中起到關鍵的作用，因為它能和某些焦油成分發生反應，生成CO和H2等氣體，既減少炭黑的產生，又提高可燃氣的產量。

（2）催化劑應用及催化轉化反應機理研究。將催化劑用于生物質熱解氣化主要有三個作用:一是可以降低熱解氣化反應溫度，減少能耗;二是可以減少氣化介質，如水蒸氣的投入;三是可以進行定向催化裂解，促進反應達到平衡，得到更多的目的產物.在催化劑應用過程中，考慮到催化劑的機械強度及使用壽命等問題，一般將生物質氣化和催化交換設在不同的反應器。但另設一固定床催化反應器，既增加了系統阻力，又增加了投資成本;如將生物質氣化和催化交換設在同一反應器，就對催化劑的活性、耐溫性能、機械強度及使用壽命等提出了比較高的要求.同時由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要很低才有實際意義，因此人們除利用石油工業的催化劑外，主要使用一些天然產物。

目前用于生物質催化氣化的催化劑有白云石、鎳基催化劑、高碳烴或低碳烴水蒸氣重整催化劑、方解石和菱鎂礦等。

Delgado通過實驗對白云石、方解石、菱鎂礦的催化活性進行了比較，從實驗結果分析，在裂解焦油方面，這三種礦石的活性順序為:白云石(CaO-MgO)>方解石(MgO)>菱鎂礦(CaO)。Delgado等認為這是由于在白云石中，兩種氧化物的混合改變了Ca和Mg原子的排列順序所致.關于焦油的催化裂解機理，Corella等認為在水蒸氣重整生物質氣化氣消除焦油的反應過程中，同時可以發生CO2干重整反應，即CO2會與焦油及部分低碳烴發生反應，促進焦油的分解。

（3）氣化爐。用于生物質氣化的反應器主要有上吸式氣化爐、下吸式氣化爐及循環流化床(CFBG)等，上吸式氣化爐結構簡單，操作可行性強，但濕物料從頂部下降時，物料中的部分水分被上升的熱氣流帶走，使產品氣中H2的含量減少.下吸式氣化爐在提高產品氣的H2含量方面具有其優越性，但其結構復雜，可操作性差；CFBG具有細顆粒物料、高流化速度以及炭的不斷循環等優點，因而相對于其它氣化爐來說，無論是在產品氣的氫氣含量方面還是操作性方面，都是一種較理想的氣化制氫形式。

5. 結論

（1）生物質定向催化氣化制氫的研究在國內外還處于實驗室研究階段，在我國的研究尤其薄弱。

（2）對生物質催化氣化及焦油裂解的機理的研究還遠遠不夠。