新能源技术及其应用.doc

1 新能源技术及其应用------ 生物质能、海洋能前言:能源、材料、信息、生物技术是现代文明的四大支柱,能源是人类生存及发展的物质基础,也是人类从事各种经济活动的原动力。新能源与常规能源是一个相对的概念,新能源包括太阳能、氢能、核能、生物质能、化学电源、风能、海洋能和地热能等。(一)生物质能生物质能简介生物质( biomass )是指有机物中除了化石燃料以外的所有来源于动、植物能再生的物质。生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定贮藏在生物体内的能量。生物质能源是人类用火以来,最早直接应用的能源。随着人类文明的进步, 生物质能源的应用研究开发几经波折,在第二次世界大战前后,欧洲的木质能源应用研究达到高峰,然后随着石油化工和煤化工的发展,生物质能源的逐渐趋于低谷。到20世纪 70年代中期,由于中东战争引发大的全球性能源危机,可再生能源,包括木质能源在内的开发利用研究,重新引起人们的重视。人类深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题。日益严重的环境问题,已引起国际社会共同关注,环境问题与能源问题密切相关,成为当今社会共同关注的焦点之一。化石燃料的使用是大气污染的主要原因。“酸雨”、“温室效应”等都已给人类赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物质能,几乎不产生污染,使用过程中几乎没有二氧化硫的产生,产生的二氧化碳气体与植物生长过程中需要吸收的大量二氧化碳在数量上保持平衡,被称之为二氧化碳中性的燃料。生物质能将成为未来可持续能源系统的组成部分,预计到本世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总耗能的 40% 以上。生物质能开发利用在许多国家得到高度重视,联合国开发计划署、世界能源委员会、美国能源部都把它当作可再生能源的首要选择。联合国粮农组织热门为, 生物质能有可能成为未来可持续能系统的主要能源,扩大其利用是减排二氧化碳的最主要的途径,应大规模植树造林和种植能源作物,并是生物质能从“穷人的燃料”变成高品位现代能源。生物质能的特点生物质由 C、H、O、N、S 等元素组成, 是空气中二氧化碳、水、和太阳光通过光合作用的产物。其挥发性高,碳活性高,硫、氮含量低(S: % ~ % , N: % ~ % ),灰分低( % ~ % )。 1) 可再生性生物质能属可再生资源生物质能由于通过植物的光合作用可以再生, 与风能、太阳能等同属可再生能源, 资源丰富, 可保证能源的永续利用; 据统计, 全球可再生能源资源可以转换为二次能源约 亿 tce, 相当于全球、气和煤等化石燃料年消费量的 2倍,其中生物质能占 35% ,位居首位。 2) 低污染性, 节能、环保效果好用生物质能代替化石燃料, 由于生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的 SO X、 NO X 较少,不仅可以永续使用,而且环保和生态效果突出,对 2 改善大气酸雨环境;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零, 可有效地减轻温室效应; 3) 广泛分布性,便于就地利用,利用形式多样缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能; 4) 生物质燃料总量十分丰富生物质能是世界第四大能源, 仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学