生物质是指储存化学能和太阳能的植物或动物材料,传统上被广泛应用于产热和各种工业过程。生物质中含有大量的氢元素,是制氢的极好原材料。因此,生物质是发电或制氢的可持续来源。利用生物质液体燃料电池技术将生物质直接转化为电能和在低温下通过电解将生物质转化为氢气的技术是近年来人们关注的两个新兴的研究领域。
中文名生物质
外文名Biomass
概述自古以来,钻木取火、薪火相传的生物质能源一直是人类赖以生存、文明得以延续最主要能源。生物质能源是具有天然储能功能的可再生能源。近代,伴随着三次工业革命的发展,农林生物质能源与煤炭、石油、天然气互济共存,成为推动社会进步的重要能源。当代,以直燃发电、供热形式消纳农林剩余物,仍然是优化自然生态与改善城乡人居环境,兑现碳达峰与碳中和承诺,惠农富民与精准脱贫,助力农村能源生产与消费革命,保持资源化高效利用的最便捷、最经济、最有效的手段,在终端应用领域可实现对化石能源的完全替代。[1]
生物质定位目前我国人均耕地面积1.38亩,不足世界人均水平的40%,且人均水资源量只有世界人均水平的25%。为保障粮食安全,不与人争粮,不与粮争地,不能完全走某些欧美国家主要以能源作物为原料的生物质能发展模式。
我国发展生物质能首先还是为了解决城乡各类有机废弃物的无害化、减量化处置问题,其次才是资源化和能源化利用。生物质能是典型的生态能源,其环境、民生、三农和零碳价值远大于其能源价值。为充分发挥生物质能减污降碳、发展现代农业和保障能源安全等综合效益,未来产业将需长周期发展,走一条“农业-环境-能源-农业”闭合循环、绿色低碳、可持续发展之路。
相较风电等可再生能源,以上定位决定了生物质能在短时间内不会成为当前能源转型的主力能源。相反,在县域能源转型过程中,特别是在现代农村低碳能源系统中,生物质能将发挥举足轻重作用。[3]
生物质能生物质能是一种重要的可再生能源,直接或间接来自植物的光合作用,一般取材于农林废弃物、生活垃圾及畜禽粪便等,可通过物理转换(固体成型燃料)、化学转换(直接燃烧、气化、液化)、生物转换(如发酵转换成甲烷)等形式转化为固态、液态和气态燃料。[4]
生物质发电常用技术利用生物质发电可以通过不同的方法来实现。直接燃烧生物质是最常用的方法。气化、热解和厌氧消化也被用于产生可作为汽轮机能源的生物质燃料。在气化过程中,生物质在氧气少于完全燃烧所需氧气的情况下被加热,从而产生合成气。在热解过程中,生物质在没有氧气的情况下被快速加热产生生物油。生物质的厌氧消化依靠细菌在缺氧条件下分解有机物质产生可再生天然气。
生物质发电面临的一个关键挑战是生物质能量密度低所导致的收集和运输困难问题。大多数生物质发电厂实际上都是亏损运行的。众所周知,普通的生物质发电厂是以气化或热解后燃烧为基础的,燃烧为汽轮机和发电机提供能量。由于操作单元多,生物质发电厂一般规模较大。为了维持日常的稳定运行,生物质发电厂往往需要大量的生物质原料。
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