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清洁的生物能源——生物质能
高一十九班谢源
生物质能是一种新能源,生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。也包括以生物可降解的废弃物制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。
许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品,但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长,生物质能的工业也随着水涨船高。
虽然化石燃料原本为古老的生化质能,但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了,所以并不被认为是种生物质能。燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。
像是一些最近刚发展出来的生物质能制造的塑胶可以在海水中降解,生产方式也和一般化石制造塑胶相同,而且相较之下生产成本还更便宜,也符合大部分的最低品质标准。但使用寿命比一般的耐水塑胶还要短。
生物质能不单只用来当燃料使用,也有其他用途,例如玉米。
利用植物的生质能电池
生质柴油的加油站
低技术处理包括:
堆肥(调整和增肥土壤)
厌氧消化(使生物质能腐烂以生产沼气或将污泥转成肥料)
发酵和蒸馏(都用来制造乙醇)
更高技术的处理包括:
高温裂解(在空气不足或缺乏空气的状态下加热有机废弃物以制造像是瓦斯或是煤炭等易燃物)
加氢气化(生产甲烷和乙烷)
氢化(在高温高压下用一氧化碳和蒸气将生物质能转化为石油)
破坏性蒸馏(用高纤维有机废弃物中生产甲醇)
酸水解(用废木材生产可蒸馏的糖类)
燃烧生物质能或是其所生产的燃料,可以用来生产热能或是电能。
生物质能的其他用途,除燃料和堆肥包括:
建材
生物可降解塑胶和纸张(用纤维素)
物质能是碳循环的一个环节。光合作用将大气中的碳转化成有机物质,而有机物质在死亡或被氧化后会再以二氧化碳(CO2)的形式回归大气。这循环相对的所需的时间较短,而用作燃料的植物可以很快地不断地重复种植替代。因此使用生物质能作为燃料依然可以维持大气中碳含量的水平。按重量计算,干燥木材普遍的碳储量大约在50%左右。
虽然生物质能是一种可再生能源,有时也被称为"碳中性"的能源,但还是可能会助长全球暖化。这情况会发生在碳中性平衡被破坏时,例如森林开伐或都市化。使用生质燃料替代化石燃料仍会排放一样多的CO2至大气中。但用作燃料的生物质能还是被视为是碳中性的,或者是温室气体的净消耗者,因为可以抵销甲烷进入大气。干燥的生物质能中含量约50%的碳早已经进入碳循环中。在生物质能的生命中会从大气吸收CO2,结束后再以CO2和甲烷(CH4)的形式回归大气,而这取决于它最后的结果。CH4最后会再转化成CO2并完成碳循环的周期。而化石燃料会将碳带离循环并储存起来,直到再回归大气中,增加大气碳循环的碳含量。
生物剩余物的产生的能源会取代化石燃料而让化石燃料的碳继续被留着,也交换循环中包括生物残留的CO2和CH4的混和气体还有大部分的碳的组成。但因为缺乏借由生物剩余物产生能量的应用,大部分剩余物的碳还是以腐烂或燃烧的方式回归大气。腐烂过程中大约会产生50%的CH4,而燃烧会产生5-10%的CH4。发电厂会控制燃烧将大部分的生物质能转换成CO2,因为CH4是比CO