（一）概述
世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用，因而它是建立在化石能源基础之上的一种经济。然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。据估计，全球石油储量约可再使用25年，天然气75年，煤200年。未来能源模式将逐渐转变为生物质能、水电、风能、太阳能以及其它能源。其中，生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在整个能源系统占有重要地位。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质资源主要有: 1、农作物：产生淀粉的玉米和甘薯、产生糖类的甘蔗和甜菜等；2、林作物：白杨等;3、水生藻类：海带等;4、光合成微生物类：硫细菌，非硫细菌等；5、其他类：农产品废弃物（稻秸，谷壳），城市垃圾，林业废弃物，畜业废弃物（排泄物）等。
而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
（二）生物质能特点
1、可再生性
生物质能属可再生资源,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,可保证能源的永续利用。
2、低污染性
生物质的硫含量、氮含量低，燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而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
缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。
4、总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家
估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源
目前可达3亿吨。随着农林业的发展,生物质资源还将越来越多。 5、广泛应用性
生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精
、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。 （三）生物质能的开发和利用
1、直接燃烧生物质来产生热能、蒸汽或电能。
2、利用能源作物生产液体燃料。目前具有发展潜力的能源作物，包括：快速成长作物树木、糖与淀粉作物（供制造乙醇）、含有碳氧化合物作物、草本作物、水生植物。
3、生产木炭和炭。
4、生物质（热解）气化后用于电力生产，如集成式生物质气化器和喷气式蒸汽燃气轮机（BIG/STIG）联合发电装置。
5、对农业废弃物、粪便、污水或城市固体废物等进行厌氧消化，以生产沼气和避免用错误的方法处置这些物质，以免引起环境危害。
二、生物质气
生物质气(biogas)就是利用农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、禽畜粪便及一切可燃性物质作为原料转换为可燃性能源。生物质气化合成燃料是一种间接液化技术，通过热化学方
法将生物质气化产生粗燃气，再经燃气净化、组分调变获得高质量的合成气，进而增压后采用催化合成技术合成液体燃料的一整套集成技术。
生物质气有两种：一种是用生物质为原料的，在高温缺氧条件下使生物质发生不完全燃烧和热解，产生可燃气体，主要成分是CO、H2、N2等；另一种是用生物质为原料的，在厌氧条件下被厌氧菌利用产生的沼气，主要成分是CH4和CO2。
如果运营得当，生物质气则是一种取之不竭的燃料，不仅可再生，也达到了清理牲畜粪便和垃圾的目的。生物质气同样为农户提供了新的收入来源，减少了处理牲畜粪便的成本，如果将能源类作物当成饲料的话，会比生物乙醇和生物柴油有更高的能源产出。事实上，生物质气也有着更好的降低温室气体排放的功效。如果任由那些粪便放着不管的话，它们会在降解的过程中缓慢地释放甲烷到大气里面。如果通过生物质气的转化让甲烷成为燃料，那么最终只会排放出令温室效应更小的二氧化碳。除了减少排放以外，生物质气还有着多种多样的用途。除了家庭的供暖和做饭外，也可以将其中的甲烷提纯出来注入天然气管网中，与从地下获取的天然气一起使用;另外，为天然气汽车提供原料也是一个不错的利用方式。每吨生物质气相比等重的燃料乙醇和燃料柴油，可以支持汽车跑得更远。这种厌
氧消化方式生产生物质气的技术适用于各种规模——从几吨原料的农户到成万吨规模的大型工厂。
生物质气作为工业，还处在方兴未艾的阶段，但并非是一个新鲜的东西。世界上第一个处理并利用粪便的作坊建于1859年的印度孟买;英国的西南地区则在1895年利用生物质气为街道的路灯供电;而在3000多年前的古亚述帝国也发现了利用厌氧消化过程为澡堂烧热水的考古证据。现在，出于控制温室气体排放和减低化石能源消耗的目的，增加可再生能源的使用变得迫在眉睫，这为生物质气提供了大规模发展的机遇，不断增加的规模经济性也在帮助生物质气工业的成长。当然，此前只有那些不需要原料运输的小型厌氧消化设施得到了发展，不过现在随着一些粪便处理枢纽的建立，更大型的工厂建设成为可能。目前，这方面的榜样主要是欧洲，其中主要的推动力量来自欧盟的可再生能源消费目标：到2020年欧盟20%的终端能源消费要来自可再生能源。
三、沼气制天然气
沼气中成分较多较杂，有一些气体夹杂在沼气中在应用过程中对工艺、设备、环境都将造成一定的影响，如硫化氢、二氧化碳等。沼气中的硫化氢是一种可燃性无气体，常温下
为无有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，密度比空气大，溶于水后的水溶液为氢硫酸，氢硫酸对钢铁有较大的腐蚀作用，对与之接触的输送管道和使用机械的使用寿命具有较大影响。而且硫化氢在燃烧过程中产生二氧化硫对人的身体和环境的危害较大，因此沼气在使用过程中应除去硫化氢；沼气中的二氧化碳是一种无无味气体，溶于水形成碳酸，对金属有腐蚀作用。二氧化碳有灭火阻燃作用，常用作灭火剂，在以燃烧放热或以燃烧做功为目的的系统中，二氧化碳的存在通常会降低燃烧热的利用率、降低火焰温度、降低气缸容积利用率，导致放热或做功过程中成本增加。因此在这类气体的使用过程中，只有将二氧化碳降低到较低的含量，才能达到使用要求，提高设备效率，降低使用要求，因此在沼气提纯中须进行脱碳处理。通过对沼气的脱硫脱碳处理后，沼气的使用价值能在原有基础上提高20%左右，可给企业带来很好的经济效益和社会效益。
因此，可采用以生物质为原料，在厌氧条件下被厌氧菌利用产生沼气，通过脱硫、脱碳等工艺制取天然气。下图为沼气制天然气的其中一种工艺流程简图。
四、小结
根据中国质量监督检验站对生物质燃气的检测得知：可燃气体中含氢15.27%、氧3.12%生物质气化、氮56.22%、甲烷1.57%、一氧化碳9.76%、二氧化碳13.75%、乙烯0.10%、乙烷0.13%、丙烷0.03%、丙烯0.05%，合计100%。气化炉每小时可产生2.8m3燃烧气体，高效环保、节能，像液化气一样燃烧。每户每天只需植物资源3-5公斤，即可解决全天生活用能（炊事、取暖、沐浴）;广泛用于取暖，沐浴，企业餐厅，路边排档等场所,在所有能源中，唯独生物质燃气最现实、最经济、最方便、最节能、最适用，它不仅使用安全，而且清洁卫生。
由于该技术具有原料适应性广、产品纯度和洁净度高，在化石资源价格日益攀升的形势下，已经逐渐引起世界各国的高度重视。
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