论文题目：
生物能源的利用
学院：经济管理学院
专业：农业经济管理
年级：2010级
学号：222010303260018
姓名：黄晓举
生物能源的利用
【内容摘要】：随着人类生产力的迅速发展，人们对于能源的需求就愈加强烈。

在过去许多年里，人们一直在使用以矿物质能源为主的能源。

矿物能源是并不可再生能源，这就使得人们要在矿物资源枯竭前寻找到一种更加清洁的，符合可持续发展的能源。

生物能源在二十一世纪显然符合了这些要求，因此，大力研究生物能源和发展生物能源是大势所趋。

【关键词】：生物能源（bioenergy）利用（use）技术（technology）
【正文】：
一、生物能源的背景
自远古时代及至近代，人们在生活生产中广泛使用矿物能源，如煤、石油、天然气等资源，也因此使人们步入现代化的进程之中。

但是，随着世界人口的增多，工业化的进一步发展，人类虽然比以往任何时代都发展的迅速，但是这种进步也不可避免的伴随着环境的破坏以及资源的枯竭。

特别是资源方面的枯竭更为迅速，其导致的结果页更为可怕。

所以，能否在这些矿产资源耗尽之前找到用以替代他们的新能源，成了人类能否在地球上继续生存的关键问题。

一直以来，人们倾向于风能、潮汐能、核能等这些能源。

但是，人们也认识到这些能源有靠不住的时候。

切诺贝尔核电站以及日本的福岛核电站的爆炸，期间核泄漏至今仍使人们心有余悸。

而风能、潮汐能等又不稳定，因此，人们想到了生物能源。

对生物能源的开发利用与研究，越来越得到人们的高度重视。

二、生物能源的定义
生物能源是一种绿色能源,是指从生物质得到的能源,它是人类最早利用的能源.古人钻木取火,伐薪烧炭,实际上就是在使用生物能源.
“万物生长靠太阳”，生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。

其转化的过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物能的使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零。

生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。

因此，利用高新技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。

但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及
化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重。

三、生物能源的分类
(1)、农林废弃物包括农业废弃物和林业废弃物。

农业废弃物指的是农作物收获时农田中产生的残余物，，可以利用的有谷物、根茎作物和甘蔗残余物等。

林业废弃物指的是木材加工部门从原材料制造各种木质一次制品时产生的废物，以及木材利用部门以一次制品为原料形成建筑物等二次产品时产生的废物。

(2)、有机污水：有机污水指的是丰富有机物质的排放废水，其中包括工业污水、农业污水以及生活污水等。

由于清洁、高效、可再生等突出特点，氢气作为能源日益受到人们的重视。

目前制取氢气的的方法有：水电解法、热化学法、光电化学法、等离子化学法、生物制氢法。

从生物制氢的的成本角度考虑，利用这些单一基质制取氢气的费用比较高，而利用工农业有机废水等廉价的复杂基质来制取氢气，能使废物质得到资源化处理，降低它的生产成本。

利用混合菌种产氢技术逐步成熟，并取得了较大成果。

(3)、禽畜粪便：禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。

除在牧区有少量的直接燃烧外，禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。

中国主要的禽畜是鸡、猪和牛，根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素，可以估算出粪便资源量。

(4)、生活垃圾：城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物，成分比较复杂，其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。

中国大城市的垃圾构成已呈现向现代化城市过渡的趋势，有以下特点：一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高；二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分；三是易降解有机物含量高。

目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。

四、生物能源的技术
生物质能源技术就是把生物质转化为能源并加以利用的技术，按照生物质的特点及转化方式可分为固体燃料生产技术、液体燃料生产技术、气体燃料生产技术。

固体生物燃料技术包括生物质成型技术、生物质直接燃烧技术和生物质与煤混烧技术，是广泛应用且非常成熟的技术，生物质常温成型技术代表着固体生物质燃料的发展趋势；生物液体燃料可以替代石油作为运输燃料，不仅能解决能源安全问题，还有利于减少温室气体排放，还可以作为基本有机化工原料，代表着生物能源的发展方向，液体生物燃料包括燃料乙醇、生物柴油、生物质经气化或液化过程再竟化学合成得到的生物燃油BtL（Biomass to Liquid Fuel）；气体生物燃料包括沼气、生物质气化、生物质制氢等技术，工业化生产沼气以及沼气净化后作为运输燃料GtL（Gas to Liquid Fuel）是近期内发展气体生物燃料的现实可行技术。

五、生物能源意义及前景
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。

有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。

生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。

据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重)，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能
耗的3～8倍。

但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。

现代生物质能的利用是通过生物的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。

生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。

当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。

生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。

生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。

沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。

最新的应用方法是：炭化得到木炭，可形成的产品如：木炭粉、木炭棒极其它形炭，深加工无烟佛香，活性炭，炭雕。

目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。

许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。

目前，国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度，实现了规模化产业经营，以美国、瑞典和奥地利三国为例，生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模，分别占该国一次能源消耗量的4％、16％和10％。

在美国，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达10～25兆瓦；美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料。

巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50％以上。

【参考文献】
《生物质能源利用技术》（2009年03月版）作者：张建安出版社：化学工业出版社
《生物质能源清洁转化利用技术》作者：姚向军、田宜水出版社：化学化工出版社
《BP世界能源统计》报告出版物。