為何說“生物質(zhì)能”是人類未來發(fā)展的重要能源？

 （一）生物質(zhì)燃料的特性      

       生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以分為物理方法、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方法、生物轉(zhuǎn)化方法。物理方法只是改變生物質(zhì)的形狀、致密度，以便于應(yīng)用和儲藏；熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法是通過熱化學(xué)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備得到一氧化碳、氫氣、小分子烴或生物質(zhì)油等物質(zhì)；生物轉(zhuǎn)化是通過微生物或酶把生物質(zhì)進行生化反應(yīng)的過程。

       生物質(zhì)燃料的特性，如下：

      1、含碳量少，生物質(zhì)燃料的含碳量最高不會超過50%，相當(dāng)于褐煤的含碳量。特別是固定碳的含量明顯比煤少，所以該燃料燃燒的時間短，而且能量密度比較低。

       2、揮發(fā)分多，該燃料中的碳多數(shù)和氫結(jié)合成分子量較低的碳氫化合物，遇熱易分解析出揮發(fā)物，揮發(fā)分里所含能量占其所有能量的一半以上，若燃燒不充分會產(chǎn)生黑煙污染環(huán)境。

       3、含氧量多，使得生物質(zhì)易燃，且不需要太多的氧氣供應(yīng)。

       4、生物質(zhì)燃料密度小，比較容易燃燒盡，灰渣中殘留的碳少，但對燃料的運輸不利。與煤的燃燒類似，生物質(zhì)燃料的燃燒過程可以分為預(yù)熱、干燥、揮發(fā)分析出和焦炭燃燒四個階段。在250℃時熱分解開始，在325℃時揮發(fā)分可以析出近80%。

（二）生物質(zhì)壓縮成型

       生物質(zhì)燃料在直接燃燒時存在揮發(fā)分逸出過快、空氣供給難以控制等問題，這些問題在一般的爐灶中不易解決，村民使用時也控制不好。為了改善此類問題，將分布散、形體輕、儲運困難、使用不便的生物質(zhì)燃料壓縮成型后使用，能提高燃料的熱值，改善燃燒性能，此項技術(shù)稱為生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)。

      20世紀(jì)80年代，此項技術(shù)得到較大規(guī)模的發(fā)展。農(nóng)村以秸稈、稻殼等為主的生物質(zhì)資源豐富，在收集過程中盡可能減少夾帶泥土，防止燃燒時結(jié)渣，條件允許宜采用機械化收集。壓縮成型過程中的加熱一方面可以使原料中含的木質(zhì)素軟化，起到粘結(jié)的作用；另一方面還可以使原料本身變軟，容易壓縮?；蛘呒尤胝辰Y(jié)劑，例如加入10%—20%的煤粉或炭粉可以達到增加壓塊熱值的作用，再者加入粘結(jié)劑可增加粘結(jié)力便于成型。

      保型是在生物質(zhì)成型后的一段套筒內(nèi)進行的，其內(nèi)徑略大于壓縮成型的最小部位直徑，以便使已成型的物料消除部分應(yīng)力，隨著溫度的降低固定形狀。生物質(zhì)壓縮成型燃料可廣泛應(yīng)用于各種類型的家庭取暖爐、熱水鍋爐、熱風(fēng)爐和小型發(fā)電設(shè)備，是煤料的一種很好的替代品。

（三）生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)

      隨著人類的進步和社會的發(fā)展，人們對能源的需求數(shù)量越來越多，品位越來越高，對生物質(zhì)能的利用也改變了傳統(tǒng)的直接燃燒方式，先將其轉(zhuǎn)化為高品位能源，然后再進行利用。在轉(zhuǎn)換技術(shù)方面最近大力發(fā)展的新技術(shù)主要有氣化技術(shù)和干餾技術(shù)。

      1、氣化技術(shù)

      生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換的一種技術(shù)，是在不完全燃燒條件下，將原料加熱，使較高分子量的有機碳氫化合物鏈裂解，變成較低分子量的CO、H2、CH4等可燃氣體，在轉(zhuǎn)換過程中要加氣化劑。

      目前氣化技術(shù)是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)中最具實用性的一種。氣化反應(yīng)過程同時包括固體燃料的干燥、熱分解反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)。

      秸稈、稻殼、柴草等農(nóng)業(yè)廢棄物氣化利用熱值高。據(jù)測算，直接燃燒只能利用其熱值的20%，這不但造成了資源的極大浪費，而且焚燒的煙霧也對大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染；若將其放到氣化爐灶內(nèi)燃燒，則可使熱值的利用率提高到80%以上，機械統(tǒng)一控制空氣的供給量，可使燃燒充分，煙塵排放量少，殘余的灰燼也很少（小于7%），比一般農(nóng)家直接燃燒熱值利用率可提高60%以上。

       2、生物質(zhì)干餾制氣

       生物質(zhì)干餾技術(shù)以其燃氣熱值高、產(chǎn)能大等優(yōu)勢，成為生物質(zhì)能利用的一個重要方向。生物秸稈經(jīng)破碎后連續(xù)裝入干餾爐頂，靠輸料機擠壓和秸稈自重落入干餾室內(nèi)，實現(xiàn)連續(xù)干餾制氣過程。干餾爐為立式箱形結(jié)構(gòu)，外熱式。干餾爐由干餾室和燃燒室組成，干餾室兩側(cè)各有一個燃燒室，燃燒室又分為加熱段和空氣預(yù)熱段。

      采用干餾方法生產(chǎn)的生物質(zhì)燃氣符合城市燃氣質(zhì)量要求，可用于發(fā)電或作為城市燃氣氣源。

      以上兩種制氣方法，若應(yīng)用壓縮成型后的生物質(zhì)燃料為原料，其轉(zhuǎn)化效率要遠遠高于秸稈等生物質(zhì)原料直接粉碎后應(yīng)用的效率，產(chǎn)氣熱值也會大大提高。

（四）生物質(zhì)能合理應(yīng)用   

     1、沼氣利用技術(shù)

      生物質(zhì)汽化：將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料，稱為生物質(zhì)汽化。其基本原理是含碳物質(zhì)在不充分氧化（燃燒）的情況下，會產(chǎn)生出可燃的一氧化碳氣體，即煤氣。制造煤氣的設(shè)備稱為汽化爐，人們故意不給足氧氣，讓含碳物質(zhì)在沒有足夠空氣的情況下燃燒，“燜”出一氧化碳來。

      2、生物質(zhì)液化

      將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料，稱為生物質(zhì)液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過微生物作用或化學(xué)合成方法生成液體燃料，如乙醇（酒精）、甲醇；直接液化則是采用機械方法，用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品，如棉籽油等植物油，經(jīng)提煉成為可替代柴油的燃料。

      3、生物質(zhì)熱分解

      這是一項很有潛力的技術(shù)，用于制取人造石油。一些生物質(zhì)通過熱分解，可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體，使生物質(zhì)得到充分利用。

      4、能源農(nóng)場

      即建立以獲取能源為目的的生物質(zhì)生產(chǎn)基地，以能源農(nóng)場的形式大規(guī)模培育生物質(zhì)，并加工成可利用的能源。要對土地進行合理規(guī)劃，盡可能利用山地、非耕荒地和水域，選擇適合當(dāng)?shù)厣L條件的生物質(zhì)品種進行培育、繁殖，以獲得足夠數(shù)量的高產(chǎn)能植物。在海洋、江河，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源農(nóng)場或江河能源農(nóng)場。同時，將基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源農(nóng)場中，以提高能源轉(zhuǎn)化率。