生物質(zhì)能利用技術(shù)課件

生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究及發(fā)展

生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究及發(fā)展11生物質(zhì)能及其利用過程1.1生物質(zhì)能資源1.2生物質(zhì)能利用方式1.3生物質(zhì)能利用技術(shù)2未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)2.2生物質(zhì)發(fā)電2.3燃料乙醇2.4生物柴油2.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化3我國近期的發(fā)展重點(diǎn)3.1國家可再生能源的發(fā)展目標(biāo)3.2我國的技術(shù)基礎(chǔ)3.3發(fā)展的主要瓶頸3.4研究發(fā)展的切入點(diǎn)3.5建立技術(shù)支撐體系3.6明確階段目標(biāo)1生物質(zhì)能及其利用過程21.1生物質(zhì)能資源世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)大約有1200億t,其中僅1%用作能源,但它已為全世界提供了14%的能源,并成為世界上15億人口賴以生存的主要能源。在我國,生物質(zhì)在能源消耗中占有舉足輕重的地位,它僅次于煤而成為第二大能源,在全部能源消耗中約占20%,特別是在農(nóng)村能源消費(fèi)中,生物質(zhì)能約占生活用能的70%,占整個(gè)用能的50%,總量約有6億t用作能源。1.1生物質(zhì)能資源世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)大約有13我國的生物質(zhì)能資源主要來源于以下幾個(gè)方面:(1)農(nóng)業(yè)廢棄物,如各類秸稈、稻殼、蔗渣等(2)林業(yè)廢棄物,如廢木材、枝椏材、樹皮、木屑等(3)工業(yè)廢棄物,如造紙廠、家具廠、碾米廠等廢料(4)生活垃圾,如城市生活垃圾等(5)有機(jī)廢水,如人畜糞便、城市污水、工業(yè)有機(jī)廢水等(6)能源作物,如甘蔗、木薯、油菜、甜高粱等(7)能源植物,如速生林、芒草等我國的生物質(zhì)能資源主要來源于以下幾個(gè)方面:4我國理論生物質(zhì)能資源量每年4.87億t油當(dāng)量,其中有約3.7億t可用于發(fā)電和供熱,占總量的76%。目前可供利用開發(fā)的資源主要為生物質(zhì)廢棄物,包括農(nóng)作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、工業(yè)有機(jī)廢棄物和城市固體有機(jī)垃圾等。圖1標(biāo)出了我國生物質(zhì)資源的結(jié)構(gòu)。從圖1可以看出,我國生物質(zhì)能源中一大半是農(nóng)業(yè)廢棄物；其次是禽畜排泄物；再其次是林業(yè)廢棄物等。圖1我國生物質(zhì)資源量我國理論生物質(zhì)能資源量每年4.87億t油當(dāng)量,其中有約3.51.1.1農(nóng)業(yè)廢棄物我國每年產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物約7.15億t,折合能源約2.5億t油當(dāng)量。其中,農(nóng)作物秸稈占70%。秸稈中有40%作為飼料、肥料和工業(yè)原料,尚有60%可用于能源用途(圖2)。1.1.1農(nóng)業(yè)廢棄物我國每年產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物約7.15億t,61.1.2林業(yè)廢棄物我國林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵地區(qū)。據(jù)2000年完成的第5次國家森林資源調(diào)查(1994—1998年),木材存量為124.9億m3,比第4次調(diào)查時(shí)增長了4%。1998年,薪柴及木材廢棄物估計(jì)約1.57億t,折合0.67億t油當(dāng)量。然而,由于過度采伐,實(shí)際消費(fèi)量要大得多。木材的消耗主要為三部分:1.1.2林業(yè)廢棄物我國林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南71.1.3禽畜排泄物2000年,我國禽畜的組成為:1.515億頭大型動物,如馬、牛、驢、騾和駱駝等,4.47億頭豬,2.9億頭羊,52.8億頭家禽。由此產(chǎn)生的排泄物總量干重達(dá)3.2億t,折合1.1億t油當(dāng)量(見圖3)。1.1.3禽畜排泄物2000年,我國禽畜的組成為:1.5181.1.4城市生活垃圾我國城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億t,約合1500萬t油當(dāng)量,并以10%左右的增長率遞增。垃圾成分和產(chǎn)量受很多因素的影響,如城市人口、居民收入、燃料結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣、城市建設(shè)以及季節(jié)變化等。發(fā)達(dá)城市的垃圾有機(jī)成分高,南方城市的垃圾有機(jī)成分普遍高于北方城市。北京、廣州、上海、深圳等發(fā)達(dá)城市城市生活垃圾熱值為4500kJ/kg以上,其他多數(shù)地區(qū)為3400kJ/kg左右。1.1.4城市生活垃圾我國城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億t91.1.5工業(yè)廢棄物工業(yè)廢棄物包括糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠等的工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。每年估計(jì)達(dá)4800萬t油當(dāng)量。(1)農(nóng)作物谷殼。我國大米和小麥加工中大約可產(chǎn)生8100萬t谷殼?？勺鳛槟茉蠢玫募s5500萬t,相當(dāng)于1800萬t油當(dāng)量。(2)造紙廢棄物。我國造紙廢棄物產(chǎn)生的生物質(zhì)估計(jì)為320萬t,折合110萬t油當(dāng)量(其中有103萬t生物質(zhì)由木材紙漿產(chǎn)生,折合30萬t油當(dāng)量)。(3)木材廢棄物。1999年,我國木材廠廢棄物產(chǎn)量為0.37億m3,折合600萬t油當(dāng)量。1.1.5工業(yè)廢棄物工業(yè)廢棄物包括糧食加工廠、造紙廠、木材10我國的生物質(zhì)資源主要分布在東部地區(qū)和華南地區(qū)。西部生物質(zhì)資源量相對比較少。稻草產(chǎn)量主要分布在長江流域及其以南的大部分地區(qū),約占全國的77%;黃河中下游地區(qū)的河北、河南、山東三省麥稈產(chǎn)量約占全國的54%;玉米稈主要分布在北方春播玉米區(qū)的東北三省和內(nèi)蒙古,占全國的35%,以及黃淮海平原夏播玉米區(qū)的河北、河南和山東,占全國的30%;木材(含薪材)分布在東中部地區(qū)。我國的生物質(zhì)資源主要分布在東部地區(qū)和華南地區(qū)。西部生物質(zhì)資源111.2生物質(zhì)能利用方式生物質(zhì)利用方式有5種:1、熱利用,主要是用于農(nóng)村柴灶提供生活能源和生物質(zhì)工業(yè)鍋爐提供蒸汽2、燃?xì)饫?主要是利用生物質(zhì)能源產(chǎn)生沼氣、生物質(zhì)氣化集中供氣,主要是農(nóng)村用,進(jìn)一步的發(fā)展方向是生物質(zhì)制氫3、生物質(zhì)發(fā)電,主要包括沼氣發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電和直接燃燒發(fā)電4、液體燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油,進(jìn)一步的發(fā)展方向是通過熱化學(xué)的方式氣化生產(chǎn)合成氣,再用合成氣合成柴油或含氧燃料(甲醇和DME等)5、固體燃料,因?yàn)樯镔|(zhì)能的能量密度比較低,不便于運(yùn)輸。提高其密度具有現(xiàn)實(shí)意義。作生物質(zhì)固體燃料、生物質(zhì)固化、燃料炭也是一個(gè)發(fā)展的方向。1.2生物質(zhì)能利用方式生物質(zhì)利用方式有5種:121.3.1生物質(zhì)燃?xì)饫蒙镔|(zhì)燃?xì)饫玫闹饕绞绞钦託狻⑷細(xì)?圖4中的合成氣也是燃?xì)獾囊环N。今后發(fā)展的方向是氫氣。氫氣可以通過生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)轉(zhuǎn)化兩種方式制成。1.3.1生物質(zhì)燃?xì)饫蒙镔|(zhì)燃?xì)饫玫闹饕绞绞钦託?、?3(1)沼氣技術(shù)。其基本原理是利用微生物厭氧消化過程,將污水和禽畜糞便中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2和CH4氣體。其主要利用形式是農(nóng)村沼氣。另外,我國也將進(jìn)一步支持大規(guī)模的工業(yè)沼氣的推廣利用。沼氣技術(shù)比較成熟,綜合效益較好,但是單位投資較高,能源效益較差,它主要的效益是環(huán)境效益和社會效益。(2)氣化供氣。將固體的生物質(zhì)利用固定床、流化床氣化裝置氣化成燃?xì)?通過管道輸送到分散的最終用戶。氣化供氣技術(shù)已基本成熟,但投資較大,經(jīng)濟(jì)效益較差,推廣困難。我國建立的數(shù)百個(gè)農(nóng)用沼氣站氣化供氣的裝置中,正常運(yùn)轉(zhuǎn)的并不多。(3)生物質(zhì)制氫。這是一個(gè)高效和高附加值利用的方向。該技術(shù)主要是利用生物或化學(xué)過程,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氣;主要形式是生物制氫、氣化制氫。生物質(zhì)制氫技術(shù)尚未成熟,還處于探索性階段,其發(fā)展前景決定于氫能的發(fā)展情況。(1)沼氣技術(shù)。其基本原理是利用微生物厭氧消化過程,將污141.3.2生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要有氣化發(fā)電、混燃發(fā)電和直燃發(fā)電三種類型。這三種技術(shù)針對不同的情況,具有各自的優(yōu)勢。例如,我國生物質(zhì)資源的總量是非常大的,但是非常分散。如果把這些分散的資源大規(guī)模的集中起來運(yùn)用,運(yùn)輸成本可能非常高,經(jīng)濟(jì)效益不會很好。中小型的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目會比較有前途。中小型的發(fā)電項(xiàng)目主要是利用氣化發(fā)電為主。氣化發(fā)電比較小型化,配置比較靈活,投資也比較低。直燃發(fā)電就比較適合原料容易收集的地區(qū)或者集中的大規(guī)模的生物質(zhì)能利用,它的經(jīng)濟(jì)的規(guī)模通常都在20MW以上。1.3.2生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要有氣化發(fā)電、混燃發(fā)電和直151.3.3生物質(zhì)液化生物質(zhì)液化主要包括轉(zhuǎn)化成燃料乙醇、生物柴油、合成燃料和生物質(zhì)直接液化。(1)燃料乙醇?；驹硎抢蒙镔|(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精。利用的主要形式有糖與淀粉發(fā)酵制酒精和纖維素發(fā)酵制酒精。燃料乙醇技術(shù)的主要特點(diǎn)是糖與淀粉發(fā)酵制酒精技術(shù)已成熟,國內(nèi)外已大量使用。但必須大規(guī)模才經(jīng)濟(jì)(投資較大),由于原料供應(yīng)有問題,生產(chǎn)成本較高,大概在1300元/t以上,目前需要國家的補(bǔ)貼。纖維素發(fā)酵制酒精技術(shù)未成熟,目前成本仍然很高。1.3.3生物質(zhì)液化生物質(zhì)液化主要包括轉(zhuǎn)化成燃料乙醇、生物161.3.3生物質(zhì)液化(2)生物柴油?；驹硎抢貌俗延?、黃豆油、棕櫚油改性為汽車能用的生物柴油。主要有酸堿法和酶法兩種工藝。這兩種工藝都有應(yīng)用的事例。其中酸堿法技術(shù)已成熟,國外已大量使用,但污染比較嚴(yán)重。酶法技術(shù)未成熟,成本也較高。由于原料緊張、生物柴油生產(chǎn)成本較高,如果作為燃料使用需要國家的補(bǔ)貼。1.3.3生物質(zhì)液化(2)生物柴油?；驹硎抢貌俗延?71.3.3生物質(zhì)液化(3)生物質(zhì)直接液化技術(shù)。我國有很多單位也作了不少的研究,但目前還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。它的基本原理是利用快速加熱、高溫高壓和催化、生物轉(zhuǎn)化等方法把生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為液體燃料。主要形式有熱解液化、催化液化、加壓加氫液化等。生物質(zhì)液化的關(guān)鍵技術(shù)雖有所突破,但應(yīng)用技術(shù)正在研究之中。由于系統(tǒng)技術(shù)未解決、產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān),目前還不能進(jìn)入應(yīng)用。1.3.3生物質(zhì)液化(3)生物質(zhì)直接液化技術(shù)。我國有很多181.3.3生物質(zhì)液化(4)合成燃料?；驹硎菍⑸镔|(zhì)氣化為燃?xì)夂?通過高壓催化,合成二甲醚、甲醇、柴油、汽油等液體燃料。主要形式為合成碳?xì)淙剂匣蚝跞剂?。合成燃料的單?xiàng)技術(shù)已基本成熟,但系統(tǒng)集成存在一定問題,且由于投資較大、成本較高,國內(nèi)外還未真正投入使用,需進(jìn)一步驗(yàn)證示范。1.3.3生物質(zhì)液化(4)合成燃料?；驹硎菍⑸镔|(zhì)氣192未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)2.2生物質(zhì)發(fā)電2.3燃料乙醇2.4生物柴油2.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化2未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)202.1生物質(zhì)資源供應(yīng)無論是哪種能源利用方式,原料供應(yīng)都是首先要關(guān)注的問題。原料供應(yīng)在生物質(zhì)能利用方面已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的問題。我國能源的供應(yīng)主要是靠農(nóng)業(yè)能源植物的種植,才能保證大規(guī)模的生物質(zhì)能的利用。其資源供應(yīng)的發(fā)展目標(biāo)是要開發(fā)多種多樣的能源植物新品種,利用非農(nóng)業(yè)土地,提供穩(wěn)定的生物質(zhì)資源;加強(qiáng)對野生油料植物、高產(chǎn)糖與淀粉植物、速生纖維素類能源植物、高轉(zhuǎn)化效率藻類培育。生物質(zhì)資源供應(yīng)需要面對的關(guān)鍵問題包括:資源分布特點(diǎn);生態(tài)影響研究;細(xì)胞學(xué)和繁殖生物學(xué)研究;基因改造技術(shù);高效能源植物進(jìn)行能源可用性評價(jià)等。2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)無論是哪種能源利用方式,原料供應(yīng)都是212.2生物質(zhì)發(fā)電根據(jù)我國生物質(zhì)資源的分布狀況和特點(diǎn),發(fā)展中小型的高效的發(fā)電技術(shù)是一個(gè)重要的發(fā)展方向。生物質(zhì)發(fā)電主要是要發(fā)展高效分布式生物質(zhì)發(fā)電技術(shù),建立生物質(zhì)分散發(fā)電應(yīng)用模式。其發(fā)展趨勢是發(fā)展高效中小型發(fā)電技術(shù);高效潔凈微型發(fā)電技術(shù)(氣化燃料電池、斯特林循環(huán)發(fā)電技術(shù)等);大規(guī)模B/IGCC系統(tǒng)。生物質(zhì)發(fā)電需要解決的關(guān)鍵問題有:生物質(zhì)潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù);高效小型發(fā)電裝置;燃?xì)鈨艋靶⌒腿細(xì)廨啓C(jī)改造等。2.2生物質(zhì)發(fā)電根據(jù)我國生物質(zhì)資源的分布狀況和特點(diǎn),發(fā)展222.3燃料乙醇我國已明確提出:在燃料乙醇方面,利用非糧食原料,生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)上具有競爭力的燃料乙醇,部分代替汽油。主要是利用甘蔗、木薯、甜高粱生產(chǎn)酒精。北方適合種植甜高粱;南方可能適合種植甘蔗、木薯。其關(guān)鍵問題是:非糧食原料的穩(wěn)定供應(yīng);高效低成本的發(fā)酵菌種;高效低無污染的生產(chǎn)工藝;纖維素的酶解及其綜合利用等。2.3燃料乙醇我國已明確提出:在燃料乙醇方面,利用非糧232.4生物柴油生物柴油將來的發(fā)展方向主要是野生油料(麻風(fēng)樹、黃連木、牛耳楓)利用、固體堿連續(xù)法脂化反應(yīng)、生物酶法脂化反應(yīng)。利用非食用油原料,生產(chǎn)具有競爭力的生物柴油,部分代替石油基柴油。其關(guān)鍵問題是:野生油料種植及收集;高效固體堿催化劑及生物酶開發(fā);生產(chǎn)過程污染防治及副產(chǎn)物的綜合利用等。我國目前已建成的生物柴油廠屬萬噸級規(guī)模,目前來說,我國能找到的唯一比較經(jīng)濟(jì)的就是餐飲廢油,(就是地溝油)。由于需求越來越多,價(jià)錢也會漲,有的已接近生物柴油的生產(chǎn)價(jià)格了,也有類似于燃料乙醇的狀況,需要政策補(bǔ)貼。在國家的優(yōu)惠政策出臺之前,生物柴油的市場化有一定的難度。2.4生物柴油生物柴油將來的發(fā)展方向主要是野生油料(麻風(fēng)242.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化開發(fā)工業(yè)化定向液化技術(shù),實(shí)現(xiàn)把固體生物質(zhì)規(guī)模化轉(zhuǎn)化為液體燃料的目標(biāo),從根本上拓寬生物質(zhì)體燃料的原料來源,發(fā)展前景非常廣闊。它的發(fā)展趨勢是快速熱解液化、選擇性催化液化和含氧燃料合成、柴油及汽油合成。需要面對的關(guān)鍵問題是:生物制定向催化及定向轉(zhuǎn)化;設(shè)備放大及系統(tǒng)優(yōu)化和油品提質(zhì)及加工利用。2.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化開發(fā)工業(yè)化定向液化技術(shù),25生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究及發(fā)展

生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究及發(fā)展261生物質(zhì)能及其利用過程1.1生物質(zhì)能資源1.2生物質(zhì)能利用方式1.3生物質(zhì)能利用技術(shù)2未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)2.2生物質(zhì)發(fā)電2.3燃料乙醇2.4生物柴油2.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化3我國近期的發(fā)展重點(diǎn)3.1國家可再生能源的發(fā)展目標(biāo)3.2我國的技術(shù)基礎(chǔ)3.3發(fā)展的主要瓶頸3.4研究發(fā)展的切入點(diǎn)3.5建立技術(shù)支撐體系3.6明確階段目標(biāo)1生物質(zhì)能及其利用過程271.1生物質(zhì)能資源世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)大約有1200億t,其中僅1%用作能源,但它已為全世界提供了14%的能源,并成為世界上15億人口賴以生存的主要能源。在我國,生物質(zhì)在能源消耗中占有舉足輕重的地位,它僅次于煤而成為第二大能源,在全部能源消耗中約占20%,特別是在農(nóng)村能源消費(fèi)中,生物質(zhì)能約占生活用能的70%,占整個(gè)用能的50%,總量約有6億t用作能源。1.1生物質(zhì)能資源世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)大約有128我國的生物質(zhì)能資源主要來源于以下幾個(gè)方面:(1)農(nóng)業(yè)廢棄物,如各類秸稈、稻殼、蔗渣等(2)林業(yè)廢棄物,如廢木材、枝椏材、樹皮、木屑等(3)工業(yè)廢棄物,如造紙廠、家具廠、碾米廠等廢料(4)生活垃圾,如城市生活垃圾等(5)有機(jī)廢水,如人畜糞便、城市污水、工業(yè)有機(jī)廢水等(6)能源作物,如甘蔗、木薯、油菜、甜高粱等(7)能源植物,如速生林、芒草等我國的生物質(zhì)能資源主要來源于以下幾個(gè)方面:29我國理論生物質(zhì)能資源量每年4.87億t油當(dāng)量,其中有約3.7億t可用于發(fā)電和供熱,占總量的76%。目前可供利用開發(fā)的資源主要為生物質(zhì)廢棄物,包括農(nóng)作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、工業(yè)有機(jī)廢棄物和城市固體有機(jī)垃圾等。圖1標(biāo)出了我國生物質(zhì)資源的結(jié)構(gòu)。從圖1可以看出,我國生物質(zhì)能源中一大半是農(nóng)業(yè)廢棄物；其次是禽畜排泄物；再其次是林業(yè)廢棄物等。圖1我國生物質(zhì)資源量我國理論生物質(zhì)能資源量每年4.87億t油當(dāng)量,其中有約3.301.1.1農(nóng)業(yè)廢棄物我國每年產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物約7.15億t,折合能源約2.5億t油當(dāng)量。其中,農(nóng)作物秸稈占70%。秸稈中有40%作為飼料、肥料和工業(yè)原料,尚有60%可用于能源用途(圖2)。1.1.1農(nóng)業(yè)廢棄物我國每年產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物約7.15億t,311.1.2林業(yè)廢棄物我國林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵地區(qū)。據(jù)2000年完成的第5次國家森林資源調(diào)查(1994—1998年),木材存量為124.9億m3,比第4次調(diào)查時(shí)增長了4%。1998年,薪柴及木材廢棄物估計(jì)約1.57億t,折合0.67億t油當(dāng)量。然而,由于過度采伐,實(shí)際消費(fèi)量要大得多。木材的消耗主要為三部分:1.1.2林業(yè)廢棄物我國林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南321.1.3禽畜排泄物2000年,我國禽畜的組成為:1.515億頭大型動物,如馬、牛、驢、騾和駱駝等,4.47億頭豬,2.9億頭羊,52.8億頭家禽。由此產(chǎn)生的排泄物總量干重達(dá)3.2億t,折合1.1億t油當(dāng)量(見圖3)。1.1.3禽畜排泄物2000年,我國禽畜的組成為:1.51331.1.4城市生活垃圾我國城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億t,約合1500萬t油當(dāng)量,并以10%左右的增長率遞增。垃圾成分和產(chǎn)量受很多因素的影響,如城市人口、居民收入、燃料結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣、城市建設(shè)以及季節(jié)變化等。發(fā)達(dá)城市的垃圾有機(jī)成分高,南方城市的垃圾有機(jī)成分普遍高于北方城市。北京、廣州、上海、深圳等發(fā)達(dá)城市城市生活垃圾熱值為4500kJ/kg以上,其他多數(shù)地區(qū)為3400kJ/kg左右。1.1.4城市生活垃圾我國城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億t341.1.5工業(yè)廢棄物工業(yè)廢棄物包括糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠等的工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。每年估計(jì)達(dá)4800萬t油當(dāng)量。(1)農(nóng)作物谷殼。我國大米和小麥加工中大約可產(chǎn)生8100萬t谷殼?？勺鳛槟茉蠢玫募s5500萬t,相當(dāng)于1800萬t油當(dāng)量。(2)造紙廢棄物。我國造紙廢棄物產(chǎn)生的生物質(zhì)估計(jì)為320萬t,折合110萬t油當(dāng)量(其中有103萬t生物質(zhì)由木材紙漿產(chǎn)生,折合30萬t油當(dāng)量)。(3)木材廢棄物。1999年,我國木材廠廢棄物產(chǎn)量為0.37億m3,折合600萬t油當(dāng)量。1.1.5工業(yè)廢棄物工業(yè)廢棄物包括糧食加工廠、造紙廠、木材35我國的生物質(zhì)資源主要分布在東部地區(qū)和華南地區(qū)。西部生物質(zhì)資源量相對比較少。稻草產(chǎn)量主要分布在長江流域及其以南的大部分地區(qū),約占全國的77%;黃河中下游地區(qū)的河北、河南、山東三省麥稈產(chǎn)量約占全國的54%;玉米稈主要分布在北方春播玉米區(qū)的東北三省和內(nèi)蒙古,占全國的35%,以及黃淮海平原夏播玉米區(qū)的河北、河南和山東,占全國的30%;木材(含薪材)分布在東中部地區(qū)。我國的生物質(zhì)資源主要分布在東部地區(qū)和華南地區(qū)。西部生物質(zhì)資源361.2生物質(zhì)能利用方式生物質(zhì)利用方式有5種:1、熱利用,主要是用于農(nóng)村柴灶提供生活能源和生物質(zhì)工業(yè)鍋爐提供蒸汽2、燃?xì)饫?主要是利用生物質(zhì)能源產(chǎn)生沼氣、生物質(zhì)氣化集中供氣,主要是農(nóng)村用,進(jìn)一步的發(fā)展方向是生物質(zhì)制氫3、生物質(zhì)發(fā)電,主要包括沼氣發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電和直接燃燒發(fā)電4、液體燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油,進(jìn)一步的發(fā)展方向是通過熱化學(xué)的方式氣化生產(chǎn)合成氣,再用合成氣合成柴油或含氧燃料(甲醇和DME等)5、固體燃料,因?yàn)樯镔|(zhì)能的能量密度比較低,不便于運(yùn)輸。提高其密度具有現(xiàn)實(shí)意義。作生物質(zhì)固體燃料、生物質(zhì)固化、燃料炭也是一個(gè)發(fā)展的方向。1.2生物質(zhì)能利用方式生物質(zhì)利用方式有5種:371.3.1生物質(zhì)燃?xì)饫蒙镔|(zhì)燃?xì)饫玫闹饕绞绞钦託?、燃?xì)?圖4中的合成氣也是燃?xì)獾囊环N。今后發(fā)展的方向是氫氣。氫氣可以通過生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)轉(zhuǎn)化兩種方式制成。1.3.1生物質(zhì)燃?xì)饫蒙镔|(zhì)燃?xì)饫玫闹饕绞绞钦託?、?8(1)沼氣技術(shù)。其基本原理是利用微生物厭氧消化過程,將污水和禽畜糞便中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2和CH4氣體。其主要利用形式是農(nóng)村沼氣。另外,我國也將進(jìn)一步支持大規(guī)模的工業(yè)沼氣的推廣利用。沼氣技術(shù)比較成熟,綜合效益較好,但是單位投資較高,能源效益較差,它主要的效益是環(huán)境效益和社會效益。(2)氣化供氣。將固體的生物質(zhì)利用固定床、流化床氣化裝置氣化成燃?xì)?通過管道輸送到分散的最終用戶。氣化供氣技術(shù)已基本成熟,但投資較大,經(jīng)濟(jì)效益較差,推廣困難。我國建立的數(shù)百個(gè)農(nóng)用沼氣站氣化供氣的裝置中,正常運(yùn)轉(zhuǎn)的并不多。(3)生物質(zhì)制氫。這是一個(gè)高效和高附加值利用的方向。該技術(shù)主要是利用生物或化學(xué)過程,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氣;主要形式是生物制氫、氣化制氫。生物質(zhì)制氫技術(shù)尚未成熟,還處于探索性階段,其發(fā)展前景決定于氫能的發(fā)展情況。(1)沼氣技術(shù)。其基本原理是利用微生物厭氧消化過程,將污391.3.2生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要有氣化發(fā)電、混燃發(fā)電和直燃發(fā)電三種類型。這三種技術(shù)針對不同的情況,具有各自的優(yōu)勢。例如,我國生物質(zhì)資源的總量是非常大的,但是非常分散。如果把這些分散的資源大規(guī)模的集中起來運(yùn)用,運(yùn)輸成本可能非常高,經(jīng)濟(jì)效益不會很好。中小型的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目會比較有前途。中小型的發(fā)電項(xiàng)目主要是利用氣化發(fā)電為主。氣化發(fā)電比較小型化,配置比較靈活,投資也比較低。直燃發(fā)電就比較適合原料容易收集的地區(qū)或者集中的大規(guī)模的生物質(zhì)能利用,它的經(jīng)濟(jì)的規(guī)模通常都在20MW以上。1.3.2生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要有氣化發(fā)電、混燃發(fā)電和直401.3.3生物質(zhì)液化生物質(zhì)液化主要包括轉(zhuǎn)化成燃料乙醇、生物柴油、合成燃料和生物質(zhì)直接液化。(1)燃料乙醇?；驹硎抢蒙镔|(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精。利用的主要形式有糖與淀粉發(fā)酵制酒精和纖維素發(fā)酵制酒精。燃料乙醇技術(shù)的主要特點(diǎn)是糖與淀粉發(fā)酵制酒精技術(shù)已成熟,國內(nèi)外已大量使用。但必須大規(guī)模才經(jīng)濟(jì)(投資較大),由于原料供應(yīng)有問題,生產(chǎn)成本較高,大概在1300元/t以上,目前需要國家的補(bǔ)貼。纖維素發(fā)酵制酒精技術(shù)未成熟,目前成本仍然很高。1.3.3生物質(zhì)液化生物質(zhì)液化主要包括轉(zhuǎn)化成燃料乙醇、生物411.3.3生物質(zhì)液化(2)生物柴油。基本原理是利用菜籽油、黃豆油、棕櫚油改性為汽車能用的生物柴油。主要有酸堿法和酶法兩種工藝。這兩種工藝都有應(yīng)用的事例。其中酸堿法技術(shù)已成熟,國外已大量使用,但污染比較嚴(yán)重。酶法技術(shù)未成熟,成本也較高。由于原料緊張、生物柴油生產(chǎn)成本較高,如果作為燃料使用需要國家的補(bǔ)貼。1.3.3生物質(zhì)液化(2)生物柴油?；驹硎抢貌俗延?21.3.3生物質(zhì)液化(3)生物質(zhì)直接液化技術(shù)。我國有很多單位也作了不少的研究,但目前還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。它的基本原理是利用快速加熱、高溫高壓和催化、生物轉(zhuǎn)化等方法把生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為液體燃料。主要形式有熱解液化、催化液化、加壓加氫液化等。生物質(zhì)液化的關(guān)鍵技術(shù)雖有所突破,但應(yīng)用技術(shù)正在研究之中。由于系統(tǒng)技術(shù)未解決、產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān),目前還不能進(jìn)入應(yīng)用。1.3.3生物質(zhì)液化(3)生物質(zhì)直接液化技術(shù)。我國有很多431.3.3生物質(zhì)液化(4)合成燃料?；驹硎菍⑸镔|(zhì)氣化為燃?xì)夂?通過高壓催化,合成二甲醚、甲醇、柴油、汽油等液體燃料。主要形式為合成碳?xì)淙剂匣蚝跞剂?。合成燃料的單?xiàng)技術(shù)已基本成熟,但系統(tǒng)集成存在一定問題,且由于投資較大、成本較高,國內(nèi)外還未真正投入使用,需進(jìn)一步驗(yàn)證示范。1.3.3生物質(zhì)液化(4)合成燃料。基本原理是將生物質(zhì)氣442未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)2.2生物質(zhì)發(fā)電2.3燃料乙醇2.4生物柴油2.5固體生物質(zhì)直接液化及間接液化2未來重點(diǎn)發(fā)展方向2.1生物質(zhì)資源供應(yīng)452.1生物質(zhì)資源供應(yīng)無論是哪種能源利用方式,原料供應(yīng)都是首先要關(guān)注的問題。原料供應(yīng)在生物質(zhì)能利用方面已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的問題。我國能源的供應(yīng)主要是靠農(nóng)業(yè)能源植物的種植,才能保證大規(guī)模的生物質(zhì)能的利用。其資源供應(yīng)的發(fā)展目標(biāo)是要開發(fā)多種多樣的能源植物新品種,利用非農(nóng)業(yè)土地,