第28卷第2期農(nóng)業(yè)與技術(shù)Vol 28 No. 22008年4月Agriculture&Techno生物質(zhì)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展董天峰李君興張蕾蕾?gòu)堉?吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院,吉林長(zhǎng)春13002【摘要】童傳生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源領(lǐng)城里不可瞽代的熏要性。尋求生物質(zhì)能資源利用的新模式,推廣改進(jìn)農(nóng)襯燃料結(jié)構(gòu),改變農(nóng)民炊事方式,保護(hù)農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,提高農(nóng)民的生活質(zhì)量【關(guān)鍵詞】生物質(zhì);可再生能源中圖分類號(hào);S188文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A我國(guó)每年的社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)都要產(chǎn)生大量的工農(nóng)業(yè)廢棄物,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展人們認(rèn)定這些1國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能技術(shù)現(xiàn)狀廢棄物是寶貴的可再生能源。在石油價(jià)格高居不下以及大量使用石化能源對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞越來(lái)越目前,國(guó)內(nèi)外城市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物的生大的今天,各發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家對(duì)工農(nóng)物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)和裝置很多已達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程業(yè)廢棄物正在進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用,特別是發(fā)達(dá)度,實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)。以吉林省為例,根國(guó)家工農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用后產(chǎn)生的能源資源在據(jù)吉林省科技廳提供的數(shù)據(jù)到20年全省已經(jīng)建國(guó)家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重逐年增大。據(jù)美國(guó)成小型戶用沼氣池360多個(gè),年總產(chǎn)氣量約歷年來(lái)能源利用情況統(tǒng)計(jì),在美國(guó),200年可再07萬(wàn)立方米。大型沼氣工程8座,逐步發(fā)展了生能源利用總量已達(dá)到2.16億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占生物質(zhì)氣化、液化和發(fā)電技術(shù)、秸稈成型技術(shù)等。氣化以厭氧發(fā)酵技術(shù)、利用厭氧——好氧化處理美總能源消耗量的6%,已成為能源替代品開(kāi)發(fā)的主要領(lǐng)域。美國(guó)能源部現(xiàn)在大力發(fā)展的生物質(zhì)高濃度有機(jī)廢水生產(chǎn)沼氣的技術(shù)推廣和應(yīng)用為主,轉(zhuǎn)化技術(shù),主要是乙醇、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、同時(shí)發(fā)展生物質(zhì)能源的直接氣化技術(shù)。在生物能源液化技術(shù)方面中國(guó)尚處于探索和試驗(yàn)的階段。工業(yè)生物技術(shù)制氫等,以減少對(duì)常規(guī)能源的依賴。目前能夠進(jìn)行商業(yè)化開(kāi)發(fā)和利用的主要是乙醇燃世界各國(guó)也制定了生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)研究計(jì)劃,如料技術(shù)和秸稈氣化發(fā)電技術(shù)、沼氣發(fā)電技術(shù)、沼中國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、日本的陽(yáng)光氣集中供氣技術(shù)、秸稈成型技術(shù)等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)和計(jì),到2006年底,我國(guó)可再生能源的年利用力量巴西的酒精能源計(jì)劃。這些政府的倡導(dǎo)行為為推總計(jì)為2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約占我國(guó)一次能源消費(fèi)總動(dòng)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)一步打下了堅(jiān)實(shí)的基量的8%。其中城市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)高效、低成本的纖維素燃料乙醇生產(chǎn)技能源術(shù)、生物質(zhì)熱解液化技術(shù)、生物質(zhì)合成燃料等技于數(shù)中國(guó)煤化工工業(yè)廢棄物由CNMHG理的利用。城術(shù),對(duì)我國(guó)推進(jìn)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物雖然量很大,但以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢棄物為主的生物質(zhì)資源分布太分散v.28N.2農(nóng)業(yè)與技術(shù)2008年4月:10而且物料松散不利于運(yùn)輸,成本往往很高,根據(jù)件對(duì)熱解氣化產(chǎn)物的影響和熱解氣化裝置的工藝目前所了解的在建項(xiàng)目和完工已投入使用的項(xiàng)目參數(shù)。以及已經(jīng)使用了一段時(shí)期的項(xiàng)目情況通過(guò)技術(shù)經(jīng)生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的,涉及濟(jì)分析發(fā)現(xiàn)所投資金回收期過(guò)長(zhǎng)是制約發(fā)展生物到我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活的方方面面。例如生物質(zhì)質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)和裝置的關(guān)鍵因素。以沼氣集中供氣化供熱技術(shù)、工農(nóng)業(yè)中的烘干技術(shù)、生物質(zhì)氣氣系統(tǒng)為例不利的原因如下:一是集中供氣系統(tǒng)化發(fā)電和集中供氣技術(shù)等等。造價(jià)昂貴,一動(dòng)就幾十萬(wàn)元,戶均數(shù)千元,一次2.2生物發(fā)酵技術(shù)性投入較大。二是必須整村連片推廣,居民較分在我國(guó)已經(jīng)形成工業(yè)化,技術(shù)亦趨成熟,利散,系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用高。三是統(tǒng)一的供氣時(shí)間,用用的原料主要是城市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物(動(dòng)物戶在非供氣時(shí)間無(wú)法使用。因此可再生能源在我糞便和高濃度的有機(jī)廢水)。采用微生物在密閉空國(guó)的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用還存在很多問(wèn)題。據(jù)有關(guān)資間厭氧發(fā)酵,生成沼氣,酒精等能源產(chǎn)品。到料介紹在吉林省大安市每建一個(gè)8m3的沼氣池要006目前我國(guó)酒精年產(chǎn)量為300多萬(wàn)噸,僅次于投入2400多元吉林省樺甸市到200年3月底共建巴西(每年以甘蔗渣作為原料,生產(chǎn)30億加侖酒沼氣池560個(gè),總投資額近200萬(wàn)元。又如山東精)、美國(guó)(15億加侖的燃料酒精),列世界第南關(guān)沼氣工程用于購(gòu)買發(fā)酵罐、貯氣罐、脫硫設(shè)三。其中發(fā)酵法酒精占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)備、通電設(shè)備和鋪排管道等的費(fèi)用共達(dá)307萬(wàn)元,80%左右的酒精用玉米原料,10%的酒精用廢糖而且按目前的技術(shù)水平,這一工程的設(shè)計(jì)壽命只蜜生產(chǎn),以纖維素原料生成的酒精約占2%左右。有15年左右。按預(yù)計(jì)的年產(chǎn)沼氣25萬(wàn)立方米算,我國(guó)生物召氣技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。客觀上它具有如果項(xiàng)目完全按市場(chǎng)規(guī)律運(yùn)作,把成本、人員工極易利用分布相對(duì)分散的養(yǎng)殖廠、秸稈等資源的資等都算在內(nèi),每方氣賣5元都不掙錢。多以降優(yōu)勢(shì)。主要有農(nóng)村家用沼氣池、大中型沼氣工程低可再生能源成本即需要國(guó)家法規(guī)政策的支持,和生活污水凈化、城市廢棄物處理沼氣池等。有需要依托科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新。2.3生物質(zhì)壓制成型技術(shù)把生物質(zhì)壓制成塊狀燃料(如塊型、棒型燃2當(dāng)代生物質(zhì)能源利用的主要技術(shù)料),以便集中利用、提高熱效率,降低運(yùn)輸成本。生物質(zhì)的間接燃燒與固化成型技術(shù)的高能耗、2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)高成本、低產(chǎn)出的老大難問(wèn)題。目前,已開(kāi)發(fā)的作為生物質(zhì)氣化原料的城市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢技術(shù)有很多,例如秸稈氣化發(fā)電機(jī)組、使用林產(chǎn)棄物必須滿足物質(zhì)燃燒三要素:(1)具有可燃燒業(yè)、造紙廠的廢棄物、家具廠的邊角料為原料的的物質(zhì)成分,(2)有高于可燃燒物質(zhì)燃點(diǎn)的溫度,專業(yè)蒸汽鍋爐等。(3)不間斷的氧氣供應(yīng)。在人工特定的熱力學(xué)條24工業(yè)生物技術(shù)件下滿足物質(zhì)燃燒三要素的城市廢棄物和農(nóng)業(yè)廢工業(yè)生物技術(shù)是當(dāng)代能源利用的重要部分,棄物能經(jīng)過(guò)熱解反應(yīng)、氧化反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)以微中國(guó)煤化化,大規(guī)模生等轉(zhuǎn)化成含一氧化碳、氫和低分子烴類的可燃?xì)猱a(chǎn)人CNMHG、材料等,是體。我國(guó)山東省能源研究所創(chuàng)立了目前世界上最解決人類自前面臨的資源、能源及環(huán)境危機(jī)的有先進(jìn)的“二步法”氣化技術(shù)。取得了不同反應(yīng)條效手段。目前酶催化的最佳溫度為室溫,但是微:2008年4月農(nóng)業(yè)與技術(shù)Vol 28 No. 2生物或酶的篩選往往是十分困難的,它直接涉及省白城市進(jìn)行秸稈液化技術(shù)的中試,目前還沒(méi)實(shí)到項(xiàng)目的成敗。耐熱、耐酸堿鹽和耐有機(jī)溶劑的現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。特種微生物在工業(yè)生物催化應(yīng)用是科學(xué)研究的重3.3干法沼氣發(fā)酵工藝的研究點(diǎn)。如能提高生物催化反應(yīng)溫度就能大大提高反目前沼氣發(fā)酵均采用的濕法技術(shù),具有能耗應(yīng)效率,縮短反應(yīng)時(shí)間,將會(huì)使目前的生物催化高、處理干物質(zhì)的成本高、北方地區(qū)冬季不產(chǎn)氣工藝反應(yīng)效率提高很多倍,從而大大降低成本?；虍a(chǎn)氣困難等一系列缺點(diǎn),限制了其適用的范圍和地域。但干法沼氣發(fā)酵如何在發(fā)酵期防爆,怎3生物質(zhì)能源利用技術(shù)的發(fā)展方向樣用高度安全可靠的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制,發(fā)酵菌群在發(fā)酵物重的快速繁殖技術(shù)等等都是進(jìn)31根據(jù)需要對(duì)微生物或天然酶進(jìn)行改良,提高步研究的重點(diǎn)。其耐熱、耐酸堿鹽及耐高濃度有機(jī)溶劑的性能34積極在農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)推廣戶用型燃?xì)鉅t技加強(qiáng)微生物或酶在工業(yè)生產(chǎn)中的活性和穩(wěn)定術(shù)性,獲得能充分滿足工業(yè)生產(chǎn)性能的生物催化劑。戶用型燃?xì)鉅t是一種新型環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品,以3.2生物質(zhì)能的液化轉(zhuǎn)換技術(shù)農(nóng)作物秸稈、農(nóng)林廢棄物為主要?dú)饣?采用隨著我國(guó)利用陳化糧生產(chǎn)乙醇技術(shù)成功的推直接燃燒技術(shù),取消了系統(tǒng)所有聯(lián)接管路除焦油向市場(chǎng),這種以陳化玉米為原料生產(chǎn)的清潔燃料裝置,使結(jié)構(gòu)更加緊湊,運(yùn)行更加安?？煽俊Ｒ灾苯犹娲偷募夹g(shù)十分令人關(guān)注。政府下大力向農(nóng)戶供應(yīng)炊事燃?xì)?取替煤氣罐)、冬季取暖度推廣乙醇汽油,以有效的減少對(duì)石油的依賴及(取替煤)為主要目的。以農(nóng)村量大面廣的農(nóng)、林有害氣體的排放。有條件的地方紛紛上馬建廠,廢棄物等生物質(zhì);以分散的用戶對(duì)應(yīng)分散的資源這從根本上解決了農(nóng)民賣糧難,進(jìn)一步增加農(nóng)民為方法。在改變農(nóng)村傳統(tǒng)炊事習(xí)慣,減少農(nóng)民開(kāi)的經(jīng)濟(jì)收人。但是產(chǎn)能擴(kuò)大后,陳化糧已不夠用支,提高農(nóng)民生活質(zhì)量等方面具有較大的推廣價(jià)了,只好用商品糧,使我國(guó)和美國(guó)今年的畜牧產(chǎn)值。每個(gè)家庭每天只需要幾公斤植物原料,就可品價(jià)格從雞蛋到牛肉全面上揚(yáng)。所以發(fā)展生物質(zhì)解決全天的生活用能,完全可以取代農(nóng)村傳統(tǒng)能源不能過(guò)分依賴糧食,必須開(kāi)發(fā)木質(zhì)纖維素類柴煤灶,替代液化氣。而且每個(gè)戶用型燃?xì)鉅t的資源,才能可持續(xù)地支撐生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,投資僅400~600元,若采用磚砌燃?xì)鉅t投資會(huì)更滿足國(guó)家未來(lái)對(duì)液體燃料的需求已成為共識(shí)。開(kāi)少、燃料用費(fèi)可不計(jì)。遠(yuǎn)低于戶用沼氣的投資額、發(fā)高效、低成本的木質(zhì)纖維素燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)、使用費(fèi)用。可謂投資少、見(jiàn)效快,節(jié)能環(huán)保效益生物質(zhì)熱解液化技術(shù)、生物質(zhì)合成燃料技術(shù),對(duì)高。大力推廣戶用型燃?xì)鉅t,有可能取代沼氣、于我國(guó)推進(jìn)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。將秸稈氣化集中向用戶供氣的模式。生物質(zhì)經(jīng)預(yù)處理后在反應(yīng)設(shè)備中,添加催化劑經(jīng)化學(xué)反應(yīng)裂解農(nóng)業(yè)廢棄物的纖維素、半纖維素參考文獻(xiàn)和木質(zhì)素(玉米秸稈等)生成液化油或生物質(zhì)燃嗎用[M].化學(xué)工業(yè)出版LL中國(guó)煤化工氣的技術(shù),美國(guó)、新西蘭、日本、德國(guó)、加拿大CNMH國(guó)家都先后開(kāi)展了研究開(kāi)發(fā)工作。我國(guó)正在吉林2張門]化學(xué)工業(yè)出版社農(nóng)業(yè)科技出版中心,2002