摘要：
本文讨论的主题是生物质能。由于化石能源的有限性和对人类生存环境严重的破坏性，因此迫切需要寻新的能源。而生物质能作为一种新兴的能源，资源丰富，可以再生，是比较理想的能源。但由于其分散性和能源密度低，规模利用和高效利用都较困难。研究生物质能要结合各个学科、技术，才能实现生物质能产业的进步，使人类社会的可持续发展成为可能。虽然我国在生物质能源开发方面取得了一定的成绩，但其技术水平与发达国家相比仍然存在相当大的差距。因此作为大学生的我们要努力学习科学文化知识，为社会进步作出自己的贡献。 关键字：生物质能； 可持续发展； 能源
能源是人类社会生存与发展的重要保障，也是国民经济增长与发展的根本动力与基本保证，在人类社会实践和生产实践中扮演着重要的角。十三世纪以来，随着煤矿、石油和天然气的相继开采与利用，化石能源在人类社会的发展过程中作出了巨大的贡献；蒸汽机和内燃机
等的相继发明，使人类越来越多地依靠化石能源，直到今天，全世界能源消耗的75%依赖于化石能源。然而，化石能源的资源有限性和对人类生存环境的破坏作用，特别是20世纪70年代发生的石油危机促使世界各国不得不寻求各种替代化石能源的新能源以满足社会的可持续发展。并且，21世纪，随着社会经济的快速发展，人类面临着社会经济增长、环境保护、生存发展与能源消耗的多重矛盾与压力。于是我们联想到了生物质能。
一、什么是生物质
提到生物质，人们通常并不会想到生物质能，或许也没有想到生物质中会存在着能量。其实生物质中也蕴藏着巨大的能量。
钻井泥浆泵生物质是持续性的资源，同时也是唯一一种可再生的碳源，是一种通过大气、水、土地以及阳光产生的可再生的和可循环的有机质。包含所有动物、植物、微生物以及由这些生命体排泄和代谢所产生的有机物质，是地球上存在的最广泛的物质。生物质能是以生物质为载体的能量，即蕴藏在生物质中的能量，是绿植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物体内部的能量形式。因此，生物质能是直接或间接地来源于植物的光和作用。
二、生物质的种类
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
⑴林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位，1980年前后全国农村消费森林能源约1亿吨标煤，占农村能源总消费量的30％以上，而在丘陵、山区、林区，农村生活用能的50％以上靠森林能源。
⑵锅炉冷渣机农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
⑶生活污水和工业有机废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
⑷城市固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
⑸畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
此外，还有光合成微生物，以及城市污水等。
三、生物质能的特点
作为一种能源物质，与化石能源相比，主要具有以下几个重要特点：
①时空无限性。生物质的产生不受地域的限制；在符合光照条件前提下，也不受时间的限制。
锁接头②可再生性与减少二氧化碳排放的特性。生物质的可再生性表明，利用生物质能可实现温室气体CO2的零排放，而化石燃料在使用过程中会排放大量的COled天花灯电源2，导致地球温室效应。
③洁净性。生物质资源是一类清洁的低碳燃料，由于其含硫量和含氮量都较低，同时灰分含量也很小，因此燃烧后SOx和NOx和灰尘的排放量均比化石燃料少得多。
④低能源品位性。生物质的化学结构更多的属于碳水化合物类，能源密度低。此外，以生物体形式体现的生物质含水量高达90%。因此生物质在利用前需要经过预处理及提高能源品味等过程，从而增加了生物质能利用的实际成本。
⑤分散性。除了规模化种植的作物及大型工厂、农场的废弃生物质原料之外，生物质的分布极为分散。这也是目前生物质能在能源系统中所占比例不高的重要原因。
四、生物质能的利用方式
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。
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㈠直接燃烧
生物质能自古以来就是人类赖以生存的能源，在人类社会历史的发展进程中始终发挥着极其重要的作用。生物质燃料技术作为能量转换形式是一项相当古老的技术，人类对能源的最初利用是从木柴燃火开始的。木柴燃火为原始人在漫漫的长夜带来了光明，使原始人在严寒的冬日得到了温暖，品尝了熟食的美味，脱离了茹毛饮血的时代，并且成为原始人防御和围猎动物的工具，对于人类从动物中分化出来起到了重要的作用。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。
㈡热化学转换
生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、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。
生物质气化是将生物质通过热转化技术将固体燃料转化为可燃气的过程，气化反应中，需要限量供应氧气、空气、蒸汽或者三者的混合物作为氧化剂，主要获得一氧化碳和氧气等可燃气体；热解是指在隔绝空气或通入少量空气的条件下，利用热能切断生物大分子的化学键，使之转变成低分子物质的过程；生物质液化是通过热化学或生物化学方法将生物质部分或全部转化为液体燃料。生物质液化又可分为生物化学法和热化学法：生物化学法主要是指采用水解、发酵等手段将生物质转化为燃料乙醇；热化学法主要包括快速热解液化和加压催化液化等。
㈢生物化学转换
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一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，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。其主要优点是提供的能源形式非常洁净，有显著的环保效益，但能源产出低，投资大，所以比较适宜于以环保为目标的污水处理工程或以有机易腐物为主的垃圾堆肥法。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，主要优点是可以使生物质变为清洁燃料，拓宽用途，提高效率；主要缺点是转换速度太慢，投资较大，成本相对较高。
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五、生物质能转化为电力技术
电能是高品位能源，将生物质能转化为电能之后能提高生物质能的利用效率，拓宽应用领域。生物质能转化为电力技术即通常所说的生物质发电技术是指将生物质经过各种转化利用技术（如生物质能生物转化技术、热转化技术以及机械转化技术）后的产物进一步转化为电能的技术。以下是几种常用的生物质能发电技术： ㈠生物质直接燃烧发电
生物质直接燃烧发电是指利用生物质直接燃烧后的热能转化为蒸汽进行发电，在原理上，与燃煤火力发电没什么区别。从原料上分，生物质直接燃烧发电目前主要包括典型生物质（如农林废弃物、秸秆等）的直接燃烧发电和生活垃圾焚烧发电。
国外的生物质直接燃烧发电技术已基本成熟，并进入推广阶段。我国在生物直接燃烧利用方面，与国外相比差距很大。我国目前只有燃用甘蔗渣的锅炉，其他生物质还没有定型的锅炉产品。由于直接燃烧技术的限制，生物质直接燃烧用于发电或供热的应用较少，造成了农工业和林业废弃物的大量浪费。
㈡生物质气化发电技术
生物质气化发电技术的基本原理，是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。它既能解决生物质难于燃用而且分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点，所以是生物质能最有效最清洁的利用方法之一。
生物质气化发电技术是生物质能利用中有别于其他可再生能源的独特方式，具有三个方面的特点：一是技术有充分的灵活性，由于生物质气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以生物质气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率，这一技术的灵活性能很好的满足生物质分散利用的特点；二是具有较好的洁净性，生物质本身属于可再生能源，可以有效地减少CO2、SO2等有害气体的排放，而气化过程一般温度较低（大约在700~900℃），NOx的生成量很少，所以能有效地控制NOx的排放；三是经济性，生物质气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在小规模下有较好的经济性，同时燃气发电过程简单，设备紧凑，也使生物质气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资更小，所以总的来说，生物质气化发电技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术。
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