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生物质能源应用研究现状与发展前景 蒋剑春 生物质能源应用研究现状与发展前景lowbar;蒋剑春 第22卷第2期 2002年6月林　产　化　学　与　工　业ChemistryandIndustryofForestProductsVol.22No.2 June2002 生物质能源应用研究现状与发展前景 (中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏南京210042) JIANGJC 摘　要:　生物质能是可再生能源的重要组成部分。生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将 起到十分积极的作用。进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展 生物质能应用技术的研究,并取得许多研究成果,达到工业化应用规模。本文概述了国内外研究和开发进展, 涉及到生物质能固化、液化、气化和直接燃烧等研究技术。从我国实际情况出发,提出研究开发前景和建议。 关键词:　生物质能源;研究与发展 中图分类号:TK6　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:0253-2417(2002)02-0075-06 1　生物质能源的地位 生物质能源是人类用火以来,最早直接应用的能源。随着人类文明的进步,生物质能源的应用研究开发几经波折,在第二次世界大战前后,欧洲的木质能源应用研究达到高峰,然后随着石油化工和煤化工的发展,生物质能源的应用逐渐趋于低谷。到20世纪70年代中期,由于中东战争引发的全球性能源危机,可再生能源,包括木质能源在内的开发利用研究,重新引起了人们的重视。人们深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题。有关资料介绍[1],根据现已探明的储量和需求推算,到21世纪中叶,世界石油、天然气资源可能枯竭,而煤炭的大量使用,不仅自身贮量有限,而且由于燃烧产生大量的SO2、CO2等气体,严重污染环境。日益严重的环境问题,已引起国际社会的共同关注,环境问题与能源问题密切相关,成为当今世界共同关注的焦点之一。有资料表明,化石燃料的使用是大气污染的主要原因。“酸雨”、“温室效应”等等都已给人们赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物质能,几乎不产生污染,使用过程中几乎没有SO2产生,产生的CO2气体与植物生长过程中需要吸收大量CO2在数量上保持平衡,被称之为CO2中性的燃料。生物质能源可再生而不会枯竭,同时起着保护和改善生态环境的重要作用,是理想的可再生能源之一。 林业薪炭林和农作物秸杆同属于生物质能源。在目前世界的能源消耗中,生物质能耗占世界总能耗的14%,仅次于石油、煤炭和天然气,位居第4位[2]。而在发展中国家,生物质能耗占有较大比重,达到50%以上。 我国是一个农业大国,农业人口占总人口70%以上,农村生活用能主要是依靠秸杆和薪材。据统计资料介绍,农村总能耗的65%以上为生物质能,其中薪材消耗量约占总能耗的29%。为了解决农村用能紧缺的问题,我国正在大力发展薪炭林,目前薪炭林总面积已达429万hm2,年产生物量达到2.2亿t左右[3]。生物质是一种可以与环境协调发展的能源,具有巨大的发展潜力。用包括生物质能在内 收稿日期:2001-04-11-,男,,, 76林　产　化　学　与　工　业第22卷的可再生能源,用现代技术开发利用,对于建立可持续发展的能源体系,促进社会和经济的发展以及改善生态环境具有重大意义。如何高效开发利用,包括薪炭林在内的生物质能,已经历史地摆在我们面前。 2　生物质能应用技术研究现状 2.1　研究开发技术概况 生物质能的研究开发,主要有物理转换、化学转换、生物转换3大类。涉及到气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术。生物质能转换技术及产品如图1所示 图1　生物质能转换技术及产品 Fig.1　Biomassenergyconversiontechnologyandproducts 2.1.1　气化　生物质能气化是指固体物质在高温条件下,与气化剂(空气、氧气和水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。所用气化剂不同,得到的气体燃料种类也不同,如空气煤气、小煤气、混合煤气以及蒸汽———氧气煤气等。目前使用最广泛的是空气作为气化剂。产生的气体主要作为燃料,用于锅炉、民用炉灶、发电等场合,也可作为合成甲醇的化工原料。 2.1.2　液化　液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。液化技术主要有间接液化和直接液化2类。间接液化就是把生物质气化成气体后,再进一步合成反应成为液体产品;或者采用水解法,把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成为酒精。直接液化是把生物质放