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按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,結束放映,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,生物質能開發利用技術展望,10.1一定時期生物質能仍是開發中國家主要能源,10.2生物質燃料將部分替换石化燃料,10.3生物質發電將在未來電力結構中佔有一定百分比,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,10.5最新技術發展與展望,1/32,10.1一定時期生物質能仍是開發中國家主要能源,在,年，世界初級能源總消費量為,10.038Gtoe,，其中石油占,35.0%,、煤炭占,23.4%,、天然氣占,21.2%,、生物質能占,10.4%,、核能占,6.9%,（見圖,10.1,）。,2/32,圖,10.1,年世界初級能源消費狀況,3/32,10.1一定時期生物質能仍是開發中國家主要能源,世界不一样區域,年可再生能源消費量見表,10.1,。当前，在發達國家中生物質能消耗量占初級能源,3%,；開發中國家大約,35%,初級能源來自生物質能，主要為傳統利用方式，,80%,生物質能用於炊事。在拉丁美洲薪柴占農村家庭生活用能,20%,，非洲占,50%,，印度占,30%,，不丹、柬埔寨、老撾和緬甸占,80%,以上。在開發中國家，對生物質能使用基本上不考慮它對環境影響。,4/32,區域,初級能源,/兆噸標準油,可再生能源,/兆噸標準油,占初級能,源百分比/%,占可再生能源百分比/%,水能,其它,生物質,非洲,514.3,257.5,50.1,2.6,0.2,97.2,南美洲,449.9,125.3,27.9,35.4,1.5,63.0,亞洲,1152.2,384.1,33.3,3.9,3.0,93.1,中國,1155.6,239.8,20.8,9.9,0.0,90.1,非OECD歐洲,99.2,8.8,8.9,46.5,0.7,52.8,獨聯體,944.6,29.6,3.1,69.0,0.3,30.7,中東,389.6,3.1,0.8,44.0,22.3,33.7,OECD,5332.8,303.7,5.7,34.8,11.6,53.6,世界,10038.3,1351.9,13.5,16.4,3.7,79.9,表,10.1,年世界不一样區域可再生能源消費量,5/32,10.1一定時期生物質能仍是開發中國家主要能源,生物質能現代化利用技術商業化利用進程中面臨著諸多障礙和問題。這些障礙和問題包括許多原因，主要來源於資源條件、技術產業化條件、技術經濟運行可行性、融資環境、市場潛力、政府政策、公眾環保意識和消息傳播等方面（見圖10.2）。,6/32,圖,10.2,生物質能現代化利用技術商業化主要障礙,7/32,10.1一定時期生物質能仍是開發中國家主要能源,当前，中國約有8.6億人口生活在農村地區，自1980年以來，中國經濟改革使農村經濟得到了快速發展，農村地區能源消費數量、品種和結構發生了巨大變化，具體參見表10.2。,8/32,項目,1991年,1996年,農村能源消費總量,568.32,639.62,670.47,726.03,782.80,人均標煤/tce,0.76,0.70,0.79,0.83,0.88,農村生產用能,208.18,298.93,300.47,311.75,329.33,煤炭,112.59,158.40,160.37,160.97,180.64,焦炭,7.64,14.84,14.91,14.85,15.18,成品油,38.01,45.55,54.47,58.06,電力,29.26,64.18,64.68,64.79,51.15,薪柴,20.62,16.34,14.96,16.67,24.30,農村生活用能,360.03,340.69,369.99,414.27,453.47,結桿,162.13,119.97,123.60,97.57,141.48,薪柴,103.03,82.99,80.52,130.81,114.01,煤炭,77.52,100.99,118.01,137.79,157.35,電力,11.63,29.14,34.44,28.64,24.76,成品油,1.33,4.71,7.57,13.04,8.48,沼氣,1.62,2.20,2.68,液石化油氣,3.97,3.88,4.36,天然氣,0.17,0.23,0.25,煤氣,0.10,0.11,0.08,表,10.2,9/32,10.2生物質燃料將部分替换石化燃料,10.2.1,能源供應展望,儘管地質學家和經濟學家還在激烈地爭論石油何時開始枯竭，但石化燃料最終將被完全耗盡卻是無可辯駁事實。以下，將分別簡要分析各種能源資源和可利用狀況。,1.,煤炭,2.石油,3.天然氣,4.核能,10/32,10.2生物質燃料將部分替换石化燃料,10.2.2,生態環境影響,首先需要解釋一下溫室效應。所謂溫室效應是指地球大氣層一種物理特征，溫室氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整體能量平衡。假若沒有大氣層，我們地球將會是一個黑體，地球表面平均溫度是非常低，約為,19,，而不是現在,15,。,11/32,10.2生物質燃料將部分替换石化燃料,太陽輻射在經過地球大氣層後，,47%,能量被地球表面吸收而使地球變暖，,34%,能量被雲彩和地表反射回去，,19%,能量被大氣層吸收。地表變暖後將釋放出紅外輻射，部分紅外輻射將被溫室氣體吸收和再次釋放出來，是使地球表面和大氣低層變暖原因。,10.2.3,能源安全問題,12/32,10.3生物質發電將在未來 電力結構中佔有一定百分比,生物質發電技術主要分為燃燒發電和氣化發電兩種技術。生物質燃燒發電（包含城市固體廢物棄發電）技術類似燃煤技術，已經基本達到成熟階段，且風險最小，已經進入商業化應用階段。氣化發電技術能獲得較高效率，当前尚處於商業化早期階段，也有將氣化裝置應用於混合燃燒中用於發電。生物質與煤混合燃燒發電技術十分簡單，含有很大發展潛力，並且能够快速減少二氧化碳排放量。,13/32,10.3生物質發電將在未來 電力結構中佔有一定百分比,表,10.3,為,OECD,國家,1990,年生物質能發電總量。表,10.4,列出了世界上生物質發電量前,10,位國家。,來源,1990年,1995年,1998年,1999年,工業垃圾,9290,13080,11329,14622,16416,可降解城市固體廢棄物,24946,31032,31445,31873,33379,4846,不可降解城市固體廢棄物,1671,2548,4467,5020,農業、林業廢棄物和木炭等,59479,73761,75840,81881,80187,79625,13617,沼氣,6106,8914,9716,12401,表,10.3,14/32,國家,發電量/TWh,占總發電總量百分比/%,美國,63.5,1.6,日本,16.2,1.5,德國,9.4,1.7,芬蘭,8.7,12.5,巴西,8.5,2.6,英國,7.7,2.1,加拿,7.1,1.2,荷蘭,4.0,4.6,澳大利亞,3.7,1.8,瑞典,3.4,2.2,表,10.4,1999,年生物質發電量,15/32,能源,小水電,32,45,太陽能光電,1.1,11,太陽能,0.4,2,生物質能,37,55,地熱能,8,14,風能,17,130,表,10.5,年可再生能源裝機容量預測,/GW,16/32,10.3生物質發電將在未來 電力結構中佔有一定百分比,生物質能發電成本取決於發電技術、燃料成本和燃料品質。经典生物質能電廠裝機容量小於,20MW,。與石化能源電廠相比，生物質能電廠單位安裝容量資本成本和單位發電量營業成本均較高，表,10.6,為生物質電廠資本成本。,17/32,國家,資本成本,發電技術,數據來源,美國,1,965,2,102,272,燃燒。,氣化。,混合燃燒。,EPRI和美國能源部(1997),美國,8001,500,8001,000,700900,熱電聯產，生物質氣、熱、電聯產,熱電聯產，汽輪機。,熱電聯產，燃氣輪機，生物質氣、熱、電聯產。,能源情報局(),德國,4,6327,629,熱電聯產，木材。,Nissch,J.(),丹麥,2,7193,708,2,1013,214,熱電聯產，汽輪機，木材和結桿,氣化，木材。,丹麥生物質中心,表,10.6,生物質電廠資本成本,/,（美元,/kW,）,18/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,能源植物包含薪炭林、草本能源作物、油料作物、製取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。,19/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,10.4.1,草本能源作物,能夠用來製取燃料乙醇草本能源作物包含高粱屬作物、甘蔗、耶路撒冷菜薊（artichoke）、薯類和玉米等。,1.高粱屬作物,2.甘蔗,3.木薯,4.耶路撒冷菜薊,20/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,10.4.2,油料作物,油料作物分佈廣泛，種類多達千種，主要包含大戟科、蔓摩科、夾竹桃科、桑科、菊科、桃金娘科和豆科等植物。,植物油幾乎不含硫，不會產生硫腐蝕。表10.7列出了一些植物油燃料特征。,21/32,類別,運動黏度/（mm,2,/s）,十六烷值,熱值/(kJ/kg),凝固點/,閃點/,密度/(kg/L),硫/%,蓖麻油,297,37,274,31.7,260,0.9537,0.01,玉米油,34.9,37.6,39,500,40.0,277,0.9095,0.01,棉籽油,33.5,41.8,39,468,15.0,234,0.9148,0.01,海甘藍油,53.6,44.6,40,482,12.2,274,0.9044,0.01,亞麻油,27.2,34.6,39,307,15.0,241,0.9236,0.01,花生油,39.6,41.8,39,782,6.7,271,0.9026,0.01,菜籽油,37.0,37.6,39,709,31.7,246,0.9115,0.01,紅花籽油,31.3,41.3,39,519,6.7,260,0.9144,0.01,高油酸紅,41.2,49.1,39,519,20.6,273,0.9210,0.02,花籽油,芝麻油,36.5,40.2,39,349,9.4,260,0.9133,0.01,大荳油,32.6,37.9,39,623,12.2,254,0.9138,0.01,向日葵油,33.9,37.1,39,575,15.0,274,0.9161,0.01,表,10.7,一些植物油燃料特征,22/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,10.4.3製取碳氫化合物植物,20,世紀,70,年代，諾貝爾化學獎獲得者卡爾文決定尋找可能生產出石油植物，從土地裏“種”出石油來。以卡爾文博士為代表研究小組足跡遍布世界各地，從尋找產生類似於石油成份樹種入手，集中研究了十字花科、菊科和大戟科等十幾個科大部分植物，分析了這些植物化學成份。,23/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,經過多年尋找，他們終於在巴西熱帶雨林裏發現了一種能產出“石油”奇樹，名為科帕伊巴樹。它是常綠喬木，品種繁多，普通可高達,20,25m,。每隔一年半或兩年開採一次，取油方法非常簡單，只要在樹幹上鑽一直徑約,5cm,小孔，,1,2h,內就能流出金黃色或淡黃色油狀樹液。一棵直徑在,1,1.5m,科帕伊巴樹，每次可產樹液,15,20L,。,24/32,10.4能源植物生產賦予農業新內涵,10.4.4,藻類,在能源植物中提煉石油最讓人鼓舞前景之一就是對藻類研究。藻類是最古老水生植物，大約二十五億年前到四億三千八百萬年前是藻類繁榮時期。它是元古代海洋中主要生物，大量藻類在淺海底一代又一代生活，逐漸形成巨大海藻礁，又稱疊層石。,25/32,10.5最新技術發展與展望,当前在生物質燃燒技術研究主要集中在高效燃燒、熱電聯產、過程控制、煙氣淨化、減少排放量與提升效率等技術領域；另外，對減少投資、降低運行費用等方面也進行了相關研究。,26/32,10.5最新技術發展與展望,在熱電聯產領域，出現了熱、電、冷聯產，以熱電廠為熱源，採用溴化鋰吸收式製冷技術提供冷水進行空調製冷，能够節省空調製冷用電量；熱、電、氣聯產則是以循環流化床分離出來800900C灰分作為乾餾爐中熱源，用乾餾爐中新燃料析出揮發分生產乾餾氣。,以下將簡單地介紹生物燃料電池和生物製氫技術。,27/32,10.5最新技術發展與展望,10.5.1,生物燃料電池,生物燃料電池(biofuel cell)是利用酶或者微生物組織作為催化劑，將燃料化學能轉化為電能。它工作原理與傳統燃料電池存在許多共通之處，如以葡萄糖作為底物燃料電池為例，在陽極和陰極將發生以下反應,陽極反應：C,6,H,12,O,6,6H,2,O6CO,2,24e,24H,陰極反應：6O,2,24e,24H,12H,2,O,28/32,10.5最新技術發展與展望,10.5.2,生物製氫技術,氫位於元素週期表之首，它原子序數為,1,，在常溫常壓下為氣態，在超低溫高壓下又可成為液態。氫能是一種二次能源，通過一定方法利用其它能源來製取。,29/32,10.5最新技術發展與展望,当前製氫方法很多，生物質製氫技術也有發展。,1.,水電解法,当前應用較廣且比較成熟方法之一，是將水電解為氫和氧，水為原料製氫工程是氫與氧燃燒生成水逆過程。提供電能使水分解製取氫氣效率普通在,75%,85%,。其工藝過程簡單，無污染，但消耗電量大，所以它應用受到一定限制。,30/32,10.5最新技術發展與展望,2.,熱化學法,当前工業製氫方法，主要是以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下與水蒸氣發生反應而製得。此類方法在技術上都比較成熟，但用石化能源和電能來換取氫能，在經濟上和資源利用上並不合算。,31/32,10.5最新技術發展與展望,3.,太陽能法,20,世紀,60,年代末，日本兩位科學家發現二氧化鈦經光（紫外線）照射可將水分解為氫和氧。,4.生物法,生物製氫是利用微生物在常溫常壓下進行催化反應製取氫氣。,32/32,
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