生物质能的独特特点

世界能源消耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。生物质能的优点是容易燃烧,污染少,灰分较低；缺点是热值及热效率低,体积大不易运输。随着现代科学技术的发展,人们已有能力继续挖掘生物质能的潜力,有效合理地开发利用生物质能。

4.1.2.1　生物质能的特征

生物质能作为煤炭和石油的替代能源,进入21世纪以后,发展空间巨大,为缓解地球环境压力做出了突出贡献,它具有以下特征。

1.可再生性

生物质能属可再生资源,它是在光和水作用下可以再生的唯一有机资源。生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,为能源的永续利用提供了保障。

2.低污染性

生物质的含硫量、含氮量低；由于生物质在生长时需要的二氧化碳相当于它燃烧时排放的二氧化碳的量,因而作为燃料时对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应。

3.广泛分布性

生物质能具有广泛的分布性,空间巨大。在缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能替代传统能源使用。

4.可存储性与替代性

生物质能是有机资源,可以对于原料本身或其液体或气体燃料产品进行存储。

5.巨大的存储量

由于森林树木的年生长量十分巨大,相当于全世界一次性能源的7～8倍,实际可以利用的量按该数据的10%推算,可以满足能源供给的要求。

6.碳平衡

生物质燃烧释放出来的二氧化碳可以在再生时重新固定和吸收,所以不会破坏地球的二氧化碳平衡。近年来,政府间气候变化委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)、联合国气候变化框架公约缔约大会(Conferenceof the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate,FCCC—COP,通称COP x,x=3～7)所提倡的减轻气候变暖的对策大量利用生物质,其根据就在于此。(www.xing528.com)

7.多样性

生物质能具有产品上的多样性,其能源产品既有物理态的热与电,又有液态的生物乙醇和生物柴油、固态的成型燃料、气态的沼气等,还有非能的生物塑料等材料以及系列生物化工产品：

4.1.2.2　生物质能的地位

世界各国在调整本国能源发展战略中,已把高效利用生物质能放在技术开发的一个重要位置。生物质能源将成为21世纪的主要能源之一。20世纪70年代以来,人们对石油、煤炭、天然气的储量和可开采时限做过种种的估算与推测,尽管人们目前还在探讨石油开始匮乏的时间,见表4.3,但是,不可再生的化石燃料终将耗尽却是无可争辩的事实。居安思危,开发替代能源非常必要。

表4.3　不可再生能源占全球能耗比例及可用年限

生物质能作为一种能源物资,相对于化石等能源,具有突出的特性：

1.时空无限性

生物质的产生不受地域的限制,在符合光照条件的前提下,也不受时间的限制。生物质的时空无限性是化石能源所无法比拟的,因而现在人类将目标瞄准了生物质能。地球生命活动为人类提供了巨大的生物质资源,这是生物质特性的直接反映。初步估计,每年地球上由植物光合作用固定的碳约为2×1011 t,含有的能量约为3×1021 J,相当于人类每年消耗能量的10倍。

2.可再生性与减少二氧化碳排放的特性

在太阳能转化生物质能的过程中,二氧化碳与水是光合作用的反应物。在生物质能消耗的同时,二氧化碳与水又是过程的最终产物。生物质的可再生性表明,利用生物质能可实现温室气体二氧化碳的零排放,化石能源的使用,会大量排放二氧化碳,造成温室效应。每增加1t生物质能源的消费可以减少相当于化石能源2t温室气体的排放。面对当前世界性的能源危机和环境危机,尤其是温室气体日益增多时,生物质能源的开发利用得到了普遍重视,许多国家和地区都制定了生物质能源开发利用规划及技术开发路线图,使生物质能源每年都以10%递增,发展迅速。

3.洁净性

生物质资源是一类清洁的低碳燃料,由于其含硫量和含氢量都比较低,同时灰分含量也很小,因此燃烧后,硫氧化物、氮氧化物和灰尘排放量都比化石燃料得的多,是一种清洁的燃料。以秸秆为例,1万t秸秆与能量相当的煤炭比较,在其使用过程中,二氧化碳排放量减少1.4万t,二氧化硫排放量减少40t,烟尘减少100t。

4.分散性

除了规模化种植的作物及大型工厂、农场的废弃生物质原料外,生物质的分布极为分散。生物质的分散处理与利用既不利于生物质转化成本的降低,也很难使生物质能源成为能源资源系统的主流能源。生物质的集中处理必然加大运输成本比例。这是目前生物质能在能源系统中所占比例不高的重要原因。