如何有效利用中国农村生物质资源

生物质这个词大家都不熟悉，先解释一下这个术语。生物质是指利用大气、水、土地等进行光合作用产生的各种生物。，即所有有生命和生长的有机物统称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有植物、微生物、以植物和微生物为食的动物及其废物。代表性的生物质，例如农作物、农业废弃物、木材、木材废料和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林生产过程中的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)，农产品加工的下脚料，农林废弃物以及畜牧业生产过程中的畜禽粪便和废弃物。特点:可再生，低污染，分布广泛。因为生物质含有能量，所以引入了生物质能这个词。生物质能是太阳能以化学能的形式储存在生物质中的能源形式，即以生物质为载体的能源。它直接或间接来源于绿色植物的光合作用，可以转化为常规的固体、液体和气体燃料，取之不尽，用之不竭。它是一种可再生能源，也是唯一的可再生碳源。我国生物质资源分布情况由于生物质包括植物、动物和微生物，所以我们在分析生物质资源分布情况时，只考虑植物的分布情况。我国农林生物质资源丰富，常见的有秸秆、稻壳、薪材、锯末、甘蔗渣等。据统计，我国可收集的农作物秸秆约为4.5亿t/年，折合标准煤654.38+0.8亿t，稻壳5000万t，折合标准煤2000万t。林业加工产生的木材废弃物约2400万m3，相当于65438+50万t标准煤；各类天然薪材的合理供应量为654.38+0.4亿t，相当于0.7亿t标准煤。农业生物质资源中国是农业生产大国，拥有丰富的农业生物质资源。农业生产废弃物年产量约为6.5亿t，到2010，产量可达7.3亿t，可产生能量12EJ。农业生物质资源主要包括农作物秸秆和农产品加工废弃物。农作物秸秆是我国农村的传统能源消耗，其中水稻、玉米和小麦秸秆占84.3%；农产品加工废弃物包括稻壳、玉米芯、花生壳和甘蔗渣。65438-0999年，我国各地区农业可利用生物质总量达到5.6亿t，排名前10的地区有:山东、河南、河北、江苏、黑龙江、吉林、四川、湖北、安徽、内蒙古。其中，秸秆生物质的主要流向为15%还田，24%饲喂，2.3%工业利用，近60%烧柴或露天焚烧。因此，我国农业生物质资源具有巨大的应用潜力。林业生物质资源中国现有森林面积654.38+7.5亿hm2，森林蓄积量654.38+2.456亿m3。2002年，全国造林面积777.65438万hm2，比上年增长56.8%。我国陆地林木生物质资源总量超过1800亿t，主要生物质能源是薪炭林、林业废弃物和残茬灌木。林业生物质能源在中国农村能源中占有重要地位。2002年，中国农村地区消耗的林业生物质能资源约为6543.8±660亿tce，占农村能源总消耗量的2654.38±0.2%。在丘陵、山区和林区，农民50%以上的生活能量依赖于林业资源。1999年，我国林业生物质产量排名前10的地区有:黑龙江、内蒙古、四川、云南、吉林、江西、湖南、广西、广东、山西。此外，我国宜林荒山荒地约有4692338+0，000 hm2，可用于开发种植高产能源植物。(资料来自百度百科)我国生物质能利用现状我国生物质能资源丰富。然而，我国生物质能的开发利用起步较晚。随着近年来的研究和发展，已经取得了明显的成果。但总的来说，主要是作为燃料提供热能或发电，农田有机肥和各种化工产品。生物质作为燃料或发电(1)直接燃烧我国9亿多农村人口，大部分依靠生物质能。而直接燃烧热效率低，前驱体直接燃烧利用侧重于提高燃烧热效率和减少有害物质排放的研发，如各种锅炉等用能设备的研发。国外商业发电用的是生物质燃烧，中国在这方面还需要进一步完善。直接燃烧主要有炉灶燃烧、压缩成型燃料燃烧、联合燃烧和垃圾焚烧。炉灶燃烧是农村人传统的能源消耗方式，因效率低而逐渐被淘汰。压缩成型燃料燃烧是将生物质压缩成型，使其密度增加，性能接近煤，相当于锅炉直接燃煤技术。而且尾气排放污染小，发电前景广阔，其中颗粒成型燃烧特别适合家庭或温室取暖。联合燃烧是将煤与生物质混合燃烧，可以减少二氧化硫和氮氧化物的排放。垃圾焚烧是指锅炉在800-1000℃的高温下燃烧垃圾中的可燃成分，释放热量用于取暖或发电。目前我国现代生物质能直接燃烧的高效燃烧锅炉有200多台，效率可达80%。有几十个垃圾焚烧炉正常运行。顾名思义，垃圾是环境污染物，但实际上是“错位的财富”。许多国家和地区已经形成了垃圾产业，回收垃圾不仅可以减少环境污染，还可以缓解资源短缺。近年来，国外不断开发新的发电技术，如城市固体废物发电。据实验，燃烧500吨垃圾可发电1000千瓦？时间。匈牙利建的一个大型垃圾发电厂，有四个垃圾燃烧室，每个可以燃烧15t垃圾？发电站不仅发电，还向附近用户提供高达250℃的蒸汽。垃圾发电在丹麦、瑞典、德国、法国、日本、英国等国家也得到了重视和应用。污泥发电，日本东京大学发明了一种固化污泥的方法。经测试，固化后的污泥每公斤有4000卡热量，相当于低质煤的热值。用它来发电，不仅可以节约能源，还可以保护环境和卫生。然而，我国垃圾资源的产业化尚未形成。我国生物质直燃发电还处于起步阶段，仍有很大的发展潜力。美国燃烧废木材、农业废弃物等生物质的技术已经成熟，其发电设备装机容量为736MW。(2)转化技术开发利用生物质能按转化产物的形式可分为生物质液化和气化，液化和气化通常采用生物技术和热化学。生物质液化和热解液化技术在国内尚处于实验研究阶段。浙江大学等国内高校已对生物质废弃物在回转窑中的热解特性以及生物质热解中各种碱金属和相关无机元素的析出行为进行了研究。上海理工大学和东南大学也在从不同角度研究生物质液化技术。研究生物质液化的目的是提高液体产品的产率，减少固体残渣和气体产品的量，以获得更高质量的液体产品。生物质热解液化得到的液体燃料习惯上称为生物柴油，可以直接作为燃料使用，也可以转化为更高等级的液体燃料或更高价值的化工产品。生物柴油的研发起步较晚，有望在未来几十年内快速发展，形成生物柴油产业。统计显示，中国1/3的乙醇产量是以木薯为原料的。2004年，广西乙醇产量为30万t，其中木薯生产的乙醇总量达到65438+万t，巴西和美国在利用生物质生产乙醇方面成绩突出。结果表明，木薯作为燃料乙醇的原料具有第二综合效益，是生产生物乙醇的首选原料。目前，科技人员已开发出可与玉米乙醇生产相媲美的连续发酵、差压蒸馏等技术。黑龙江、吉林、河南三省建设了陈化粮转化为燃料乙醇生产项目，以玉米、红薯为主要原料，在全国十多个城市开展了掺烧10%乙醇的汽油乙醇燃料应用示范工作。生物质气化，生物质制沼气的研究工作在我国开展得很好。秸秆和粪便通过发酵产生沼气，用于照明和家庭燃料。目前，沼气池在我国农村，特别是在四川，已经得到了广泛的应用。沼气的开发利用主要包括农业沼气、工业沼气、城市污水沼气和城市垃圾沼气。生物质气化产品主要包括甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等。这些产品可用作家用气体或工业气体。生物质气化是生物质热转化技术中最古老、最实用的技术，但生物质气化气最大的弱点是H2/一氧化碳比低。自20世纪60年代以来，中国在技术和设备发展方面取得了一系列成就。例如，它主要侧重于通过生物法和热化学转化法从生物质制氢。中科院广州能源研究所研制的各种气化炉可用于清洁供热、供电、供气，部分产品已出口东南亚国家。目前二甲醚主要由煤气化、天然气气化和重质残渣气化得到的合成气合成。据悉，该研究所开发了生物质间接液化合成二甲醚的一步法。本发明专利是一种利用沼气重整生物质气化气合成二甲醚的新方法，涉及生物质高效清洁利用领域，提供了一种完全利用生物质高效清洁利用合成燃料二甲醚的绿色合成方法。？上海大学环境与化学工程学院固体废物研究中心利用水热技术处理蔗渣、树叶和蔬菜皮。对生物质废弃物的转化产物和转化机理进行了研究。结果表明，生物质转化产物中含有大量的腐殖酸。这种腐植酸可作为生态肥料，腐植酸含量可达45%左右，具有良好的肥效和经济价值。经过两年的攻关，广西大学生物技术学科的研究人员成功开发了一种利用污泥制造高效无污染生态有机肥的技术。生产出的肥料不仅能大幅度提高农作物产量，还能大幅度提高果蔬品质，广受农民青睐。2000年，该技术转让给上市公司桂林戚迹集团，并于当年实现产业化。我国农村在沼气生产过程中，同时获得发酵液、炉渣等厌氧发酵残渣，用作农田有机肥，效果很好，充分利用了生物质能。中国木薯生产乙醇的技术趋于成熟。乙醇除了可以替代汽油作为运输燃料，还可以生产冰醋酸、乙烯及其下游产品。发达国家如美国、日本、英国、法国、德国、俄罗斯等，早在10年前就已经进行了技术研究。朱灵枫等开展了这项研究工作，填补了我国在这一研究领域的空白。结果表明，该方法解决了催化剂失活的问题，秸秆生物质热化学法制备的低热值燃气经适当处理后可直接催化合成甲醇。生物质能的研究工作逐渐转向热解产品的深加工和开发，如活性炭、木醋液等应用研究领域。木焦油是国际紧俏产品，木醋液可以形成多种化工产品。(来源:《江西林业科技报》2006年第5期)开发利用生物质能已成为世界许多国家开源节流、化害为利、保护环境的重要举措。根据联合国环境保护署发表的一份调查报告，至少有几个工业化国家在开发利用“绿色能源”方面取得了显著成就，其中一些国家通过实施“绿色能源”计划，在很大程度上缓解了本国能源短缺的矛盾？同时环境得到有效改善。我国生物质资源丰富的同时，应合理开发利用，提高生物质能利用技术，提高能源利用效率，使我国生物质能利用更加完善，最终使生物质能成为我国重要的能源之一。