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為何說“生物質能（néng）”是人類未來發展的重要能（néng）源？
作者：好色先生APP爾 | 發布時（shí）間：2024-04-29
你知道嗎？人類正在陷入“能源危機”，“停油限電（diàn）”就是最好的證明。很多自然資源正在不斷枯竭，那麽人（rén）類又該如何破局呢？“新能源”一定是破解危機（jī）的重要手段。
“新能源”又稱非常規能源，是指傳統能源之外的各種能源形（xíng）式。很多人（rén）對新能源都僅限（xiàn）於“新（xīn）能源汽車”。今天（tiān）我們（men）就來說一說（shuō），能改變（biàn）人類未來發展的重要新能源—“生物質能”。
為何說“生物質能”是人類未（wèi）來發展的重要能源？
1、什麽是生物質能？
相信很多人都會覺得陌生，簡單來（lái）說，就是太陽（yáng）能以化學能形式貯存在生物質中（zhōng）的能量形式。生物質能是以“生物質”為載體的能量，生物質又大多源於綠色植物（wù）的光合作用，可轉化為（wéi）常規的固態、液態及氣態燃料，所以生物質能就成了取之不盡、用之不竭的一種可再（zài）生能源，也是唯一一種可再生的碳源。我們可以總結為（wéi）：綠色環保、無汙染的可再生（shēng）資源。
生物質包括植物通過光合作用生（shēng）成的有機物，例如植物動物的排泄物、垃圾以及有機廢水等，生物（wù）質的能（néng）源（yuán）就來源於（yú）太陽，所以生物質能也是太陽能的一種。
生物質是太陽能主要的吸收器和儲存器，生物能源通過光合作用，把太陽能聚集在一起，而（ér）這些能量就是人類發展不可獲缺的新能源。
2、生物質能的主要來（lái）源有（yǒu）哪些呢？它為什麽被稱作“零（líng）碳”能源？
生（shēng）物（wù）質是（shì）一個巨大的能源，它的來源主要有薪柴、木質廢棄物、農業秸稈、牲畜的糞（fèn）便、製糖作物廢料以及城市垃圾和汙水、水生植物（wù）等，由此可見（jiàn），相比於煤、石油、天然氣等不可再生能源，生物質的來（lái）源要更廣泛一些（xiē）。
所謂“零碳”，不是沒有二氧化碳排放，而是利用植樹等自然方式補充等量的氧氣，與人（rén）們排（pái）放的二氧化碳相（xiàng）抵，達到（dào）平（píng）衡。
生物質能主（zhǔ）要利用農業剩餘物、生（shēng）活汙水垃圾、有機廢渣廢料、以及畜禽類的糞便這（zhè）些物質在（zài）自然分解的情況下（xià），將釋放出甲烷等溫室效應更強的（de）氣體，可以實現一個循環再利用的過程。
在生物（wù）質能作為零碳能源的利用過程中，如果增加碳的收集和存儲過（guò）程，收（shōu）集產生（shēng）的（de）CO2，能（néng）夠創造（zào）負（fù）碳排放，這樣（yàng）就可以成為環（huán）境修複的方式之（zhī）一。
因此生物質能被廣泛認為是限製全球變暖、達到碳中和不可或（huò）缺的組成部分。生物質（zhì）能不僅具備了零碳能源的屬性，更將為負碳能源積極發揮作用。
3、“生物質能”能（néng）成為人類未來發展的重要能源嗎？
生物質能源是一種非常理想的可再生資源，你想想，人（rén）類每（měi）天生產生活，每年都有大量（liàng）的（de）工業、農業廢水、廢料產出，即使不被利用，廢氣處理也是非常頭疼的事情。
世界（jiè）上87%的能源需求目前都來源於石化燃料，而這些燃料在燃燒時會向空氣中排放大量的（de）CO2。而生物質能作為燃料的時候，生物質（zhì）在生長（zhǎng）時（shí）需要的CO2的量相當（dāng）於（yú）它燃燒的（de）CO2的量，因（yīn）此大氣中的CO2淨排量近似為零，並且生物（wù）質中硫的含量極低，所以利用生物質作為代替能源（yuán）對於改善環（huán）境減少大氣中的CO2含量以及（jí）減少溫室效應都有極大的好處。
在未來（lái），生物質也將作為石化燃料的“替代能源”向社會提供各方麵的可再生資源，生物質能也將成為人類未來發展的重要能源。
目前生物質能作為國際（jì）公認的零碳可再生資源（yuán），已經通過發電、供熱、供氣等方式應用於工（gōng）業、農業（yè）、交通生活等多個領域了，並（bìng）且是其他可再生能源無法替代的。
目前我國生物質能源化利用量約有4.61億噸，實現碳減排放約為2.18億噸。未來生物質能將結合生物能源與碳捕獲和存儲技術，創造負碳排放，並將在各個（gè）領域為（wéi）我國2030年碳達峰和2060年的（de）碳中和做出巨大貢獻。
我國是一個農業大國，生物質資源十分豐富，對生物質能源利用極為重視，已連續在（zài）四個五年計劃將生物質能利用技術的研究（jiū）與應用列為重點科技攻（gōng）關項目，並開展了生物質能利用新技術的研究與開發，取得了較大的進展。
生物質能利用技術有哪些？
（一）生物質（zhì）燃料的特性
生物質的轉（zhuǎn）化可以分為物理方法、熱化學轉化方（fāng）法、生物轉化方法。物理方法隻是改變生物質的形狀、致密度，以便於應用和儲藏；熱化學轉化法（fǎ）是通（tōng）過熱化學將生物質轉化製備得到一氧化碳、氫氣、小（xiǎo）分（fèn）子烴或生物質油等物質；生物轉化是通過微（wēi）生物（wù）或酶把生物質進（jìn）行（háng）生化反應的（de）過程。
生物質燃料的特性，如下：
1、含（hán）碳量少（shǎo），生物（wù）質燃（rán）料的含碳量（liàng）最高不會超過50%，相當於褐煤（méi）的含碳量。特別是固定碳的含量明顯比煤（méi）少（shǎo），所（suǒ）以該燃料燃燒的時間短，而且能量密度比較低（dī）。
2、揮發分多，該（gāi）燃料中的碳（tàn）多數和氫結合成分子量較低的碳氫化合物，遇熱易分解析出揮發物，揮發分裏所含能量占其所有能量的（de）一半以上，若燃燒不充分會產生黑煙汙染環境。
3、含（hán）氧量多，使得生物質易（yì）燃，且不需（xū）要太多的氧氣供應。
4、生物質燃料密度小，比較容易燃燒盡，灰渣中殘留的碳少（shǎo），但對燃料（liào）的運輸不利。與煤的燃燒類似，生物質燃料（liào）的燃燒過程可以分為預熱、幹燥、揮發分析出和焦炭燃燒四個階段。在（zài）250℃時熱分解開始，在325℃時（shí）揮發（fā）分可以析出近80%。
（二）生物質壓縮（suō）成型
生物（wù）質燃料在直接燃（rán）燒時存在揮發分逸出過快、空氣供給難以控製等問題，這（zhè）些問（wèn）題在一般的爐灶中不易解決（jué），村民使（shǐ）用時也控製不好。為了改善此類問題，將（jiāng）分布散、形（xíng）體輕、儲運困難（nán）、使用不便的生物質燃料壓縮成型後使用，能提高燃料的熱（rè）值，改善燃燒性能，此項技術稱（chēng）為（wéi）生物質壓縮成型（xíng）技術。
20世紀80年代，此項技術得（dé）到較大規模（mó）的（de）發展。農村以秸稈、稻殼等為主的生物質資源豐富，在收集過程中盡可能減少夾（jiá）帶泥土，防止燃燒（shāo）時結渣，條件允（yǔn）許（xǔ）宜采用機（jī）械化收集。壓縮成（chéng）型過程中的加熱一方麵可以使原料中含的（de）木質素軟化，起到粘結的作用；另一方麵還可以使原料本身變軟，容易壓縮。或（huò）者加入粘結劑，例如加入10%—20%的煤粉或炭粉（fěn）可以達到增加壓（yā）塊（kuài）熱值的作用，再者加入粘結（jié）劑可增加粘結力便於成型。
保型是在生物質成型（xíng）後的一段（duàn）套筒（tǒng）內進行的（de），其內徑略大於壓縮成型（xíng）的最小部（bù）位直徑（jìng），以便（biàn）使已成型的物料消除部分應力，隨著溫度的降低固定形狀。生物質壓縮成型燃料可廣泛應用於各種類型的家庭取暖爐、熱（rè）水鍋爐、熱風爐和小型發（fā）電設（shè）備，是煤料的一種很好的替代（dài）品。
（三）生物質能現代化利用技術
隨著人類的進步和（hé）社會的發展，人們對能源的需求數（shù）量（liàng）越來越多，品位越來越高，對生（shēng）物質能的利（lì）用也改變了傳統的直接燃燒方式，先將其轉化為高（gāo）品位能源，然後再進行利用。在轉換技術方麵最近大力發展的新技術主要有氣化技術和幹餾技術。
1、氣（qì）化技（jì）術
生物質氣化（huà）是生物質熱化學轉換的一種技術，是在不完全燃燒條件下，將原料（liào）加熱，使較（jiào）高分子量的有機碳氫化合物鏈（liàn）裂解，變成較低分子量的CO、H2、CH4等可燃（rán）氣體，在轉換過程中要加（jiā）氣化劑。
目前氣化技術是（shì）生物（wù）質熱化學轉化技術中最具（jù）實用性的一種。氣化（huà）反應過程同時包括固體燃（rán）料的幹燥、熱分解反應、還原反應和氧化反應。
秸稈、稻殼、柴草等（děng）農業廢棄物氣化利用熱值高。據測算，直接燃燒隻能（néng）利用其熱值（zhí）的20%，這不但造成了資源的極（jí）大浪費（fèi），而且焚燒的（de）煙霧也對（duì）大氣環境造成了嚴重汙染；若將其放到氣化（huà）爐灶內燃燒，則可使熱值的利用率提高到80%以上，機械統一控（kòng）製空氣的供給量（liàng），可使燃（rán）燒充分，煙塵排放量少，殘餘（yú）的灰燼也很（hěn）少（小於7%），比（bǐ）一般農家直接燃燒熱值利用率可提高60%以上。
2、生（shēng）物質幹餾製氣（qì）
生物質幹餾技術以其燃氣（qì）熱值高、產能大等優勢，成為生物質能利用（yòng）的（de）一個（gè）重要方向。生物秸（jiē）稈經破碎後連續（xù）裝入幹（gàn）餾爐頂，靠輸料機（jī）擠壓和秸稈自重（chóng）落入（rù）幹餾室內，實現（xiàn）連續幹餾製氣過程。幹餾爐（lú）為立（lì）式箱形結構，外熱式。幹（gàn）餾（liú）爐由幹餾（liú）室和燃燒（shāo）室組成，幹餾室兩側各有一個燃（rán）燒室，燃燒室（shì）又分為加熱段（duàn）和空氣預熱段。
采用幹餾方法生產的生物質（zhì）燃（rán）氣符合（hé）城市燃氣質量要求，可用於發電或作為城市燃氣氣（qì）源。
以上兩種（zhǒng）製氣方法，若應（yīng）用壓縮成型後（hòu）的生物質燃料為原料，其轉化效（xiào）率要遠遠高於秸稈等生物質原料直接（jiē）粉碎後應用的效率，產氣熱（rè）值也會（huì）大大提（tí）高（gāo）。
（四）生物質能（néng）合理應（yīng）用
1、沼氣利用技術（shù）
生物質汽（qì）化：將固體生物質轉化為氣體燃料，稱為生物質汽化。其基本原理是含碳物（wù）質在（zài）不充（chōng）分氧（yǎng）化（燃燒）的情況下，會產生出可燃的一氧化碳氣體，即煤氣。製造煤氣的設（shè）備稱為（wéi）汽化爐，人們故意不給足氧氣，讓（ràng）含碳物質（zhì）在沒有足夠（gòu）空氣的情況下燃燒，“燜”出一氧化碳來。
2、生物質液化
將固體生物質轉化（huà）為液（yè）體燃料，稱為生物（wù）質（zhì）液化。它包括間接液化和（hé）直（zhí）接液化兩種。間接液（yè）化是指通過微生物作（zuò）用或化學合成方法生成液體燃料，如乙醇（酒精）、甲醇；直接液化則是采用機械方法，用（yòng）壓榨或（huò）提取等工（gōng）藝獲得可燃燒的油品，如棉籽油等植物油，經提煉成為可（kě）替（tì）代柴油的燃料。
3、生物質熱分（fèn）解
這是一項很有潛力的技術，用於製取人造石油。一些生物質通過熱分（fèn）解，可製取生物油、生物炭和可燃燒氣體，使生物質得到充分利用。
4、能源農場
即建立（lì）以獲取能源為目的的生物質生產基地，以能源農場的形式大規模培育生物（wù）質，並加工成可利用的能源。要（yào）對土地進（jìn）行合理（lǐ）規劃，盡可能利用山地、非耕荒地和水域，選擇適合當地（dì）生長條件的生物質品種進行培育、繁殖，以獲（huò）得（dé）足夠數量的高產能植物。在海洋、江河，要充分利用海藻和水生物提（tí）取能源，建立海洋能源農（nóng）場或江河能源農場。同時，將基因工程等現代生物技術廣泛應用於能源農場中，以（yǐ）提高能源轉（zhuǎn）化率。