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职位：硕士研究生
单位：华南农业大学
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性、低污染性、广泛分布性。
餐具架
生物质能是一种可大规模利用的清洁可再生能源。生物质的来源十分广泛，作为开发利用研究对象的生物质，一般指农作物、油料作物、林木、木材生产的废弃物、木材加工的余物、动物粪便、农副产品加工的废渣、城市的生活垃圾中的生物废弃物。生物质能主要分为： ①城市垃圾工业、生活和商业垃圾，全球每年排放约100亿吨；
②有机废水工业废水和生活污水，全球每年排放约4500亿吨辐照灭菌设备；
③粪便类牲畜、家禽、人的粪便等，全球每年排放数百亿吨以上；
④林农生物质薪柴、枝枝、树皮、树根、落叶、木屑、刨花等；
⑤农业废弃物秸秆、果壳、果核、玉米芯、甜菜渣、甘蔗等；
⑥水生植物藻类、海草、浮萍、水葫芦、芦苇、水风信子等；
⑦能源植物生长迅速，轮伐期短的乔木、灌木和草本植物，如棉籽、芝麻、花生、大豆等。
生物质燃料中可燃部分主要是纤维素、半纤维素、木质素。按质量计算，纤维素占生物质的40% ~50%，半纤维素占生物质的20%~40%，木质素占生物质的10%~25%。
生物质是一种清洁的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，同时灰分份额也很小，所以燃烧后SO2， NOx和灰尘排放量比化石燃料要小得多，同时，生物质对生态环境的最大贡献还在于其具有CO2零排放的特点。生物质热裂解以连续的工艺和工业化的生产方式将木屑等农林加工废弃物为主的生物质原料转化为易储存、易运输、能量密度高的液体燃料成为目前世界上生物质能研究开发的前沿技术。
2 项目建设背景意义
当今世界面临巨大的能源危机和环境问题。目前能源的主要来源为化石能源，这样的能源结构促进了人类发展的同时，又造成全球气候变暖，酸雨，大气污染等严重的环境问题；另一方面化石能源属于不可再生能源，又使人类面临能源枯竭的危机。生物质能与其他新能源，如太阳能，风能，核能等，一同构成了第三次能源革命的发展方向。 长期以来人们依赖化石能源，年耗量不断增加，造成日益严重的环境问题。而且预计到2050年左右，化石能源将濒临耗竭。生物质能源由于其可再生性和利用时不产生大量的二氧化
碳而越来越得到重视，开发利用生物质被称为第三次能源转变，20世纪80年代末90年代初，许多国家尤其是西欧及北美的一些发达国家投入大量人力物力进行技术开发。虚拟传真表1为生物质能与化石能源环境能效参数，可以看到利用生物质能在环境保护方面的优势。
竖流式沉淀池
表1为生物质能与化石能源环境能效参数
由于生物质能再生长过程中可吸收二氧化碳，又利于废物利用，故欧美国家多将其作为可再生能源大力发展。
生物质转换技术的研发生物质能的有效利用在于其技术的提高。生物质直接燃烧是最简单的转换方式，但普通炉灶的热效率仅为15%左右。生物质经微生物发酵处理，可转换为沼气、酒精等优质气体和流体燃料。在高温和催化剂作用下，可使生物质能转换为可燃气体;热分解法将木材干馏，可制取气体和液体然料。在美国、日本、加拿大等国，气化技术已
经大规模生产水煤气：巴西、美国等国用甘蔗、玉米等制取乙醇，作汽车燃料；美国加州己有50多万千瓦的木柴发电厂。不少国家都开始研究垃圾发电，技术己经成熟。日本就有100座垃圾电站，到2000年己装机400万千瓦。奥地利成功地推行简易燃烧木质能源的区域供热计划，目前己有八九十个容量为1000 ~2000kW的区域供热站，年供热l0x l O9MJ。加拿大有12个试验室和大学开展了生物质的气化技术研究。日本从20世纪40年代开始了生物质成型技术研究，开发出单头、多头螺杆积压成型机，生产棒状成型燃料，其年生产量达25万吨左右。欧洲各国开发了活塞式挤压制圆柱及块状成型技术。美国、新西兰、日本、德国、加拿大等国先后开展了从生物质制取液化油的研究工作。欧美等发达国家的科研人员在催化气化方面也做了大量的研究开发工作。
世界各国的研究开发计划从20世纪70年代开始，生物质能的开发利用研究己成为世界性的热门研究课题。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、印度的绿能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等。
美国计划2010年将使生物质能的利用量扩大到现有水平的3倍，由此农业将可创收200亿美元，减少进口石油消费20亿桶，减排1亿吨CO发热涂料2。2000年，，能源部还组织了扩大燃料
乙醇生产、降低乙醇成本和发酵菌种转基因等技术的开发。政府规划到2010年生物质能在总能中的比例提高到20%的水平。
欧盟以前可再生能源所占比例约为6%~7%，其中生物质能占六成。欧盟规划2010年可再生能源比例达12%，每年可替代2000万吨石油，其中80%为成本较低的生物质能。在欧盟加强发展可再生能源的立法后，欧盟各国的生物质能利用工作因地制宜各有特，德国除了狠抓风电外还十分重视人工沼气，对垃圾填埋场沼气加以充分利用；法国将生物质能甲醋化后和柴油并用以替代石油；芬兰充分利用本国森林资源优势大力发展木质系能源，目前占总能耗的比例己达16%的水平；瑞典通过对重油、煤炭征收CO2税和硫化物税，扶持木质系生物质能的利用工作，使它占总能耗的比例达到19%；生物质能是丹麦主要的可再生能源，2000年丹麦生物质能约占全国可再生能源的85%，作为世界风力机主要的供应者，其风能只占10% 。
定型布
京都会议后，日本因CO2减排指标的压力于2000年开始学习欧美经验，将生物质能利用列入新能源发展规划中，要求它的利用量从1999年的8万千瓦发展到2010年的44万千瓦，并通过制定食品废物再生法法案促进利用食品废弃物生产沼气、利用废弃食油生产生物柴
油工作的开展，2001年实施的《建筑废物再生法》又促进了用废木屑代煤供锅炉燃烧和发电的技术发展。
英国计划到2010年，再生能源发电占总发电量的10%，要实现这一目标，必须大幅度提高生物质能发电的能力。重点将开发用于适合生物质能发电的燃气轮机技术和高效气化技术，并改进设计工艺和环境评估等。
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