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生物质能源——一种新型的绿色能源
古老的生物质 若把地球史看做一天,则 00:00 地球形成; 4:00出现生物质,而 23:58:44 秒人类出现,迄今有记载的人类历史不过几秒长,远远短于生物质。
生物质利用的历史 自然赠予人类,人类敬畏自然。
生物质能源是人类最早利用的能源,迄今已有数十万年历史。
利用方式:直接燃烧。“钻木取火,伐薪烧炭”。
今天的能源 煤、石油、天然气等化石能源被大规模利用。
化石能源给人类带来便利的同时,带来了能源与环境的双重困境。
水能、风能、太阳能等可再生能源进入人们视野。
生物质能源重获关注。
生物质的概念和特点 生物质是指通过光合作用产生的各种有机体,是以化学能形式贮存太阳能的天然能量载体,年产量约 1700 亿吨
资源丰富 (我国年产玉米秸: 2.2 亿吨、稻秸:2.3 亿吨、麦秸: 1.5 亿吨 )
分布分散 , 集中加工取用半径有限 氧含量高 (> 40%) 能量密度低 (~17 MJ/Kg)
生物质:绿色能源 自然界碳循环的组成部分,不额外产生二氧化碳
生物质的组成 生物质由纤维素、半纤维素、木质素组成。如:
HO OHO
OHOH
OH
玉米秸秆
纤维素 半纤维素 木素
木糖 阿拉伯糖甘露糖 葡萄糖半乳糖 糖酸葡萄糖
(40%) (25%) (17%)纤维素酶 木聚糖酶
生物质能源的利用方式
热转化
催化转化
燃料
下游化学品
水解发酵
厌氧发酵
酶法合成
光合
乙醇
甲烷、氢气
生物柴油
氢气
压缩成型 固体燃料物理转化
生物转化
化学转化
生物质利用举例:生物热解油 生物热解油:一种水分和复杂含氧有机物的混合物,即纤维素、半纤维素和木质素的各种降解物所组成的一种混合物。
初步市场定位是替代重油、柴油和煤焦油等。 生物热解油生产设备
生物质利用举例:生物柴油
生物质
生物质利用举例:生物乙醇 拉美:甘蔗制生物乙醇 美国:废弃林木制乙醇 我国:杂交甜高粱制乙醇
大多生物乙醇仍然用粮食生产
研究方向:非粮作物生产生物乙醇 使用生物乙醇的汽车
生物质利用:机遇与挑战
机遇:储量大、可再生、环境友好……
挑战:规模、工艺、成本……
前途光明,道路曲折
谢谢!