生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量,是人类由来已久的能源资源,见表1-18,目前作为一次能源供给已经占了世界整体的一次能源的10%,发达国家为3%,发展中国家达到了17%。有很多国家正在积极推进生物质能的利用。如何通过一定的途径将生物质能高效转化为人类直接利用或者可存储的能量成为生物质能利用的关键问题。
表1-18 世界各地区生物质能利用状况[42]
(1)生物酒精
2000年以后,世界生物酒精生产量剧增,2007年达到5000万kL,在巴西和美国的增长尤为迅速。在巴西法定必须在汽油中混入20%~25%酒精。美国2005年的能源政策法规定运输用燃料要使用可再生能源,生物酒精的使用会逐步普及。不过受到原油的暴跌和金融危机的出现,生物酒精和汽油的混合生产制造计划受到很大影响,出现了不少停工、停产、倒闭现象。
(2)生物柴油(www.daowen.com)
德国、法国、意大利等欧洲国家在积极推进生物柴油计划。2003年欧洲为了促进生物燃料的使用颁发了《促进车用生物燃料法令》,2008年颁发了《促进可再生能源利用法令》,并计划到2020年生物燃料占运输用燃料总量的10%。现改为生物质燃料与包括氢能在内的非生物质能的可再生能源的和占运输燃料总量的10%以上。美国把利用大豆油制备生物柴油混入轻油中使用,其比例为20%。亚洲的马来西亚、印度尼西亚等东南亚国家也在发展利用棕榈油和椰子油制备生物质柴油的产业。图1-48是作为运输用燃料的生物柴油世界生产量。不过这些产业也都受到了金融危机的影响,目前这些国家通过国家补贴维持这些产业。
(3)生物质制氢
生物质中含有大量的氢,利用生物质制氢的研究,受到国内外的广泛关注。生物质生物制氢原料又可分为含有单糖、二糖、多糖等的有机废水为原料以及固体废弃物,包括城市垃圾、粪便、林业废弃生物质、农业废弃生物等两类生物质原料。利用生物质制氢可分为热化工转化和微生物制氢两类。从节能环保和降低制氢成本来看,获取氢能最理想的途径是用可再生能源如生物质能、风能等来生产。用垃圾、粪便和各种农作物秸秆,通过发酵等生物工艺技术,产生沼气和氢气,甚至城市污水等,也可生产氢气,这是典型的真正意义上的良性循环[44]。
图1-48 世界运输用生物柴油的生产量年增长[43]
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