生物质能源的应用技术研究

青岛农业大学学报(自然科学版)32(3):215~221,2015Journal of Qingdao Agricultural University(Natural Science)文章编号:1674-148X(2015)03-0215-07生物质能源的应用技术研究王雨生,傅建祥(青岛农业大学学报编辑部,山东青岛266109)摘要:化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。生物质能源的开发和应用,以其可再生性和环保性,越来越受到人们的重视。就目前的应用现状来看,其应用形态,主要分为固态生物质能源、液态生物质能源和气态生物质能源三种。采用物理方法的生物质固态成型技术的优势在于设备简单,生产工艺简便,利用方式简洁,但也同样存在着加工方式粗放,能源转换效率低下等劣势。液态生物质能源能够直接替代现在化石能源的可能性最大,但是它的生产工艺复杂,专业化集成度较高,推广有一定的限制。气态生物质能源利用最广泛,主要有气化发电和农用沼气等方式。存在的主要利用瓶颈就是气态生物质当中含有多种杂质,去除杂质的方法缺乏。经过研究发现,虽然生物质能源的发展受到一些限制,但是随着其利用技术的进步和现代经济社会的发展,生物质能源的开发和利用前景很广阔关键词:固态生物质能源;液态生物质能源;气态生物质能源中图分类号:TK6文献标识码:ADOI:10.3969/J.ISSN.1674-148X.2015.03.012Research on the application of biomass energyWANG Yusheng, Fu JianxiangEditorial Department of Journal of Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)Abstract: It was more and more serious for the increasingly shortage of fossil and its derivative of the environmental pollution. More attentions were paid on the development and application of biomass energy forits renewable and environmental protection. According to the current application status, the applicationforms of biomass energy could be divided into solid, liquid and gaseous. The advantages of solid biomassenergy produced by physical method were of simple equipments, processing technology and utility patternwhile the shortages were of low energy conversion efficiency and processing pattern. The fossil energy wasmost likely to be replaced by liquid biomass energy, while the application of the latter was limited for itcomplex processing pattern and high professional integration. Gaseous biomass energy was used mostwidely as gasification power generation and agricultural biogas. The main problem was that there weremany impurities in gaseous biomass energy and lack of impurities removing methods. According to the investigation, although the development of biomass energy is limited in some aspects, the prospects for ex-ploitation and utilization of biomass energy are great with the progress of the utility technology and development of modern economic society.Key words: solid biomass energy; liquid biomass energy; gaseous biomass energy随着经济的迅速发展,人们对能源的依赖程度源。近百年来,全球各国不同程度的对化石能源进越来越高。但人们也越来越清醒的认识到,以煤、石行了过渡性开采,化石能源的枯竭已是迟早之事,已油、天然气为主的化石能源储量有限,是不可再生能不能满足人类飞速发展的需求。而且化石能源的集收稿日期:2014-09-20基金项目:青岛市农村生物质能源产业化发展现状与对策(13-1-3-139-12-(3)-H中国煤化工作者简介:王雨生(1979-),男,山东即墨人,硕士,讲师,研究方向为生物质能源的应用CNMHG通讯作者:傅建祥,E-mail:jxf2239@163.com216青岛农业大学学报(自然科学版)32卷中大量消耗,对人类居住的环境造成严重的污染,引先进的流化床反应器、循环流化床反应器、真空热裂发全球气温升高,从而影响了生态环境。因此能源解反应器等生物质制备设备。3-4美国在生物质气紧缺问题、环境污染问题已成为当今世界必须面对化发电方面处于世界领先地位,发电量已超过其利解决的重要问题,开发新的可再生绿色能源便成为用风能、太阳能、地热能发电的总和。1980年,美各国面临的重要课题。世界能源发展已进入新一轮国提出以生物柴油代替化石柴油战略,2005年成为战略调整期。生物质能源是目前人类可利用绿色世界第一燃料乙醇生产大国。。巴西长期以来将推可再生能源之一,世界能源委员会将生物质能源列广乙醇燃料作为国家重要能源政策之一。美国和巴为可再生能源的首选。生物质能源分布广泛,几乎西是世界上最大的燃料乙醇生产国。处处都有,各国对生物质能源的开发与利用早已如1.2.2国内研究现状火如茶的展开了,有些技术已经产业化我国生物质直燃发电和气化发电已逐步实现了产业化燃料乙醇技术正在起步应用,已建成燃料乙1生物质能源概述醇示范厂;生物柴油技术已进入产业示范阶段;大中1.1生物质能源的生成机理型制气工程工艺技术已日趋成熟。生物质的直接、生物质能源是地球上最普遍的一种可再生能间接液化生产液体燃料技术准备进行工业示范源,它是通过植物光合作用,将太阳能以化学能的形据估算,地球上每年光合作用产生的生物质能量是式贮存在生物体内的一种能量形式,被称为绿色世界主要燃料消耗的10倍,而其利用量还不到能源。1%。7我国是一个农业大国,具有丰富的农林生物狭义的生物质一般是指植物体在生长过程中质资源,因此,开发生物质能源具有深远的意义,应将太阳能转化为化学能,并存储在植物体各个器官用前景广阔。内的能源物质形式。广义的生物质还包括以植物体1.3生物质能源的几个主要来源途径或某器官为食物而转化至动物、微生物等生命体获目前,用于生物质能源开发的主要是非粮生物得的能源物质形式,包括利用现代技术加工生物体质,如作物秸秆、林场枝叶废弃物畜牧粪便、动物产或器官后剩余的废弃物等。因此,生物质能源从根品下脚料生活垃圾,城市有机废水和污泥等。长期本上说,来源于太阳能使所存储的能量转移至生物以来,人们对生物质资源中的固体废弃物常用的处质依赖于光合作用,作用如下理方法为堆肥、填埋、焚烧等。堆肥法和填埋法周期H2(O_植物光合作用长,且容易对土壤和水资源造成二次污染;焚烧法可→Cx(HO)y+xO2以利用其热值,但投资巨大,成本高,容易造成大气因此生物质主要为含碳氢有机物,具有含硫、污染。因此,这些废弃物的有效利用不仅可以增值氮少,CO2排放几乎为零的优点,另外一般还含有形成新能源,还可以解决环境污染问题少量的钾、钠等金属元素。1.3.1作物秸秆1.2生物质能源开发研究的国内外现状农作物秸秆是非常丰富的可再生生物质资源,人类对生物质能源的利用不是刚刚开始,100包括小麦、玉米、高粱、棉花、大豆、水稻等农作物收多年前,人们对化石能源的依赖程度还不高,能源便获后的废弃部分,还包括农产品加工后的废弃部分主要来自于生物质。19世纪末20世纪初,对能源如甘蔗渣。我国每年产秸秆量相当于3.5亿t标准的需求急剧增加随着煤炭开采业的发展,煤炭迅速煤],去除工业使用、粉碎还田、饲料、培养食用菌、替代生物质,成为人类主要能源来源,生物质能源在农户炊事及取暖焚烧等使用外,至少剩余30%,常人类消耗的能源中的比例逐步缩小。直接被焚烧,不仅造成大量能源资源浪费,而且导致1.2.1国外研究现状环境污染。因此,将废弃的秸秆充分利用,既可以提目前,许多国家对生物质能源开发利用已进行取所含能量,又可以改善农村环境,减少空气污染,了大量研究和实践。生物质固化成型技术在欧美、利用后的秸秆灰还可以直接返田增加土壤无机日韩等国家已比较成熟,生物质固化燃料在日、美等肥料。国家已经商品化,工业生产、家庭采暖等均有使用。1.3.2畜中国煤化工日本和欧美等国家的小型生物质燃料设备已经产业我国畜CNMHG禽主要为牛化,在供暖、发电领域得到普遍推广。2国外已有较猪、鸡。家庭圈乔、散养的畜离粪使搜集不便,且很3期王雨生,等:生物质能源的应用技术研究多养殖户直接将粪便沤肥用于肥田;但规模化畜禽源主要为生物质颗粒;液态能源有生物乙醇、生物柴养殖场,每年产生大量养殖粪便和污水,有机物的闲油、裂解油等;气态能源有沼气、氢气、生物质燃置对环境和地下水造成了极大污染。我国每年有气等。25亿t畜牧粪便和大量有机废弃物闲置或浪费,其2.1固态生物质能源的应用技术热值相当于3亿t标准煤,理论上可生产约7502.1.1固态生物质能源的成型机理亿m23沼气。据统计,2007年我国畜牧粪便实物生物质原材料一般质地松散,含水量大,空间占量为12.47亿t,其中可开发部分总量为8.84亿用量大,不易仓储和运输燃烧效率低,因此,大部分t1,预计2015年规模化粪便实物量将达到32.5生物质原材料使用前需要处理。一般将生物质原材亿t。备牧粪便资源巨大,而且逐年增加,是沼气产料进行干燥、粉碎或切断,或首先经过炭化工艺,再业重要的原料来源。压缩,靠原料内部的粘结力互相啮合在一起而成型,1.3.3园林、林业废弃物从而使松散、多水分的生物质原材料变为松弛密度为改善城市生态环境我国非常重视城市绿化和强度均较高的固体成型燃料或颗粒状材料,便于质量。据资料显示出,2011年,我国城市建成区绿运输,燃烧效率高。通常,生物质材料中纤维素和木化覆盖面积已达到161.2万hm2,绿化覆盖率为质素的含量影响常温下颗粒成型的难易13,成型燃38.62%。随着城市园林绿化业的繁荣,每年都有大料的松弛密度和耐久性可反映其性能。用于成量残枝落叶和草坪修剪废弃物。我国林地、林厂木型的生物质原材料多为秸秆、林场废弃物等,也有将材加工残余料及树林废弃物每年约有2亿万t未被畜禽粪便加工为生物质颗粒物的。齐菁等研究利用,不进行妥善处理,极易构成火灾隐患。林业了稻壳生物质颗粒的成型机理,用电子显微镜观察废弃物、木材加工剩余物、园林绿化剩余物资源集了颗粒内部结构,成型效果好,认为可以作为生物质中,收集方便,是可有效开发的重要生物质资源颗粒。魏伟1研究了以油茶果壳为原料的固体燃1.3.4其他生物质资源料成型规律,并设计了一条理论上年产4万t的颗工业生产有机废弃物、污水及城市生活餐厨垃粒燃料加工生产线。钱新锋提出,将园林修剪物圾等蕴藏着大量的生物质能源。城市生活垃圾中约等炭化处理制备生物碳,还可用于改善土壤环境。有30%为有机垃圾,我国生活垃圾年产量达2亿t,2.1.2固态生物质能源的生产设备且每年以10%速度增长,对环境产生了严重危用于生物质原材料成型的设备0有螺旋挤压害121。食品加工、畜禽屠杀、水产养殖和渔业、制式、活塞冲压式和模压式3类。国内大部分采用模糖、酿酒、造纸等行业每年产生的有机废弃物非常可压式生产工艺,主要有冷压成型、热压成型和炭化成观。据不完全统计,仅农产品加工行业每年产生的型21。模压成型的优点是生产效率高,原料适应性废弃物可产500亿m3沼气口。城市垃圾、工业生强。霍丽丽2等的研究为生物质颗粒燃料成型机产有机废弃物相对比较集中,非常利于搜集具的设计提供了理论依据,目前,我国自主研发的成另外,我国粮食主产区的陈化粮也是非常可观型设备已达国际先进水平,2013年,江苏新能源技的生物质资源,除工业生产外,必要时也可以作为能术有限公司将3.3×10t固体成型燃料出口至日源资源使用,但要注意防止“与人争粮”。其他的还本{23,表明我国固体成型燃料已实现规模化生产,有甘蔗、木薯、菊芋、高粱等。在贫瘠土地上可茂盛实现商品化。生长的各种植物,均为丰富可开发的生物质资源。2.1.3固态生物质能源的缺点吴志庄等还提出,可以利用我国资源丰富、分布缺点主要有:常用成型设备生产效率低下,原料广泛的竹类资源,以竹类加工剩余物(约占60%)为适应性低,能耗高,设备关键部件(如模具)磨损原料可以生产生物乙醇,还可以进行发电快,因而发展速度相对缓慢。另外,产品标准化2生物质能源的主要应用技术程度低,应尽快完善相应生产标准,使产品标准化,同时发展相应的配套设备,如提供部件统一的燃烧生物质能源的利用主要通过物理法、化学法和炉,以供标准化的成型生物质燃料得以高效率地生物法等技术手段,将生物质材料转化为工农业生燃烧中国煤化工产中可直接使用的能源物质。从转化产品的状态来2.2液态生CNMHG看,可以有固态能源、液态能源、气态能源。固态能根据联合国能源组织的评估,地球的石油储量218青岛农业大学学报(自然科学版)32卷正在急剧减少,寻找新型液体燃料已日益受到世界解等方法。这些方法或条件要求苛刻,或效率低、速各国的重视。可再生能源有太阳能、风能、水能、地度慢,或高能耗、不绿色,所以第二代生物乙醇目前热能和生物质能,生物质是可再生能源中唯一可以还停留在技术研究中试阶段。可替代第一代生物乙制得液态能源的材料,因此生物质液态能源的发展醇原材料—玉米的甜高粱、木薯等非粮能源作物,应是能源战略发展的重点。利用生物技术,在酶等可以较好的生成生物乙醇,又称为1.5代生物乙醇。微生物的作用下,可将某些生物质转化为生物质乙甜高粱和木薯等可在盐碱地、沙地等低质土地生长,醇及其他化工原料,也可以利用化学方法制得生物产量较高,是当前发展燃料乙醇的较好原料。目前,柴油等燃料,可广泛应用于工农业生产我国生物乙醇生产原料主要依赖陈化粮,成本过高,2.2.1生物乙醇的形成机理需要依赖国家补贴。而我国沿海等地区尚有大量低经欧美等国家的长期实践证明,生物乙醇是替质土地未开发利用,可以发展种植甜高粱等能源作代石油的主要选择。植物通过光合作用,将太阳能物。清华大学研发的甜高粱连续固体发酵生产乙醇储存于植物体内,形成生物质能。利用生物技术,将技术具有国际领先水平将推动中国生物乙醇能源生物质能转化为生物乙醇,作为能源使用。其循环的发展。因此,大力开发盐碱地、沙地等荒地,研究如图1所示。理论上,光合作用合成1分子葡萄糖种植甜高粱等非粮能源作物,将可以有效降低1.5需要6分子CO2,酒精发酵和燃烧共释放6分子代生物乙醇生产成本,促进产业早日商业化发展。CO2,所以,酒精燃烧并不增加大气中CO2浓生物乙醇的迅猛发展,使得作为原料的农产品度。32工业生产中,首先将糖类降解为酸,并在各的价格与能源价格紧密相连。能源作物价格优势甚种酶的作用下转变为乙醛及CO2,进而再转变为乙至会使森林草地逐渐变为能源作物的种植地,从而醇。作为燃料用乙醇,乙醇含量要求达到9.5%,对环境产生不利影响。倪红艳等研究发现,当乙所以生物乙醇的生产过程中对脱水处理要求严格醇玉米需求占产量比重达到15%时,玉米价格会大阳光6H,O幅上涨,同时饲料、工业及食用玉米需求下降幅度也比较大,此时会对我国的粮食安全形成较大压力。CHO.植物光合作用若乙醇玉米占用耕地过多,必将影响粮食安全,因此必须寻找其他生物质原料。目前,我国已经形成了提取生物乙醇;…+2C:HOH60不与人争粮,不与粮争地”的基本共识发展生物乙醇开始向“非粮”原料转移,充分利用农副产品或其2C0加工剩余物2)。牟晓红等以花生壳为原料,用混4CO·生物质燃料的燃烧利用合菌种发酵法提取生物乙醇,发酵得到的乙醇转化率为46.06%,乙醇得率为14.65%。于洪久等图1光合作用与燃料乙醇的物质循环过程以不同的处理方式和反应条件提高菊芋生产生物乙醇的生产率。与此同时,以海洋藻类为原料的第三2.2.2生物乙醇的生产材料代生物乙醇技术的研发也正在成为能源领域关注的生产生物乙醇的材料主要有糖类、淀粉类和纤热点。-3张志奇等采用发酵法,以海带为原维木质素类。在原料方面,美国主要采用玉米生产料,在实验室中提取了生物乙醇。钱龙3]等认为,生物乙醇;巴西是全球第二大生物乙醇生产国,几乎筛选厌氧海藻酸降解菌,并进行基因工程改造,强化所有生物乙醇都是用甘蔗生产;欧盟以小麦和甜菜乙醇生成途径,是一种颇有前景的方案。另外刘政为主,中国则以玉米、小麦、木薯为主。35坤3通过对甘蔗渣的酶解液进行发酵显示,浒苔酶根据《国家能源科技“十二五”规划》,2010解液在还原糖利用率、葡萄糖利用率、乙醇产率方面年,我国燃料乙醇产量为1.69×10t,2015年将再都比甘蔗渣高。以浒苔为原料发酵生产乙醇展现了增加3.0×106t。我国人多地少,基本国情决定了良好应用前景。利用玉米进行醇化加工生成生物乙醇(又称为第一2.2.3生物乙醇的应用代生物乙醇)必将陷入“与人争粮、与粮争地”的困生物中国煤化工不可以用于工业境。第二代生物乙醇是将秸秆、木材中的纤维素降生产。乙CNMH己,需求量很大解进行转化,目前有浓酸水解、稀酸水解、酶催化水长期以来,乙婦时生广广里积丁化石能源。化石3期王雨生,等:生物质能源的应用技术研究219能源危机迫使乙烯的生产选择新的生产原料,而利气态生物质能源生产方法包括生物发酵法、生用生物乙醇制备乙烯则是一个很好的方向。生昌国物质气化法。生物质在厌氧或缺氧的条件下,添加等3认为生物乙醇制作乙烯条件温和,具有势不合适的酶、菌等,便可发酵为沼气。沼气的主要成分可挡的优势,成本低,绿色环保,是一条可持续发展是甲烷,沼气的产生是微生物新陈代谢的结果,微生的化工路线31物从生物质材料中吸收能量,生成甲烷、二氧化碳。2.2.4生物柴油的生产技术生产沼气的原材料主要为秸秆、畜禽粪便等。尹艺生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯。工业上冉2等对生物能源产生的热值进行了分析,表明厌生产生物柴油主要有物理法和化学法。物理法又有氧产甲烷过程更适于水生植物的资源化。混合法和乳化法之分,化学法主要有酯交换反应、高对生物质进行高温热解,即生物质在常压或加温热裂解及酶催化等方法。酯交换反应所需生物质压的条件下,温度在700℃甚至更高时,通入适量的原料要求不高,生产成本相对较低,应用广泛,工业氧气或空气介质,生物质可热裂解,生成含有一氧化生产多采用这种方式。但酯交换反应过程存在副产碳、氢气、甲烷、CmHn等可燃混合气体和二氧化物复杂、可造成二次污染等问題,生物柴油替代燃料碳、氮气等不可燃气体。这种气体称为生物质燃气模型和反应机理尚不明确,是生物柴油发展的一个纯化后可以供车辆驱动使用。生物质气化制氢是由瓶颈。但生物柴油在很多方面具有化石柴油所不低品位的一次能源(生物质能)向高品位的二次能源及的优势,如润滑性能,燃烧性能等,是一种可再生(氢能)的高效转化。清洁能源。另外还有等离子体热解气化生物质s3)、熔融金2.2.5生物柴油的生物质材料属气化生物质等新技术,制得的可燃气体不含焦油,起初的生物柴油是以油料植物的果实、种子、植质量优良,但有的能耗很高,或部分生产技术问题未物导管乳汁油酯(如大豆、菜籽、棉籽等)及部分含油解决,目前仍在研发阶段,未规模推广量较高的野生植物和餐厨垃圾、动物油脂等为原料,2.3.2气态生物质能源的生产设备与工艺通过酯交换反应工艺制成。生物柴油的原料可来自目前,生物质气化装置主要有固定床气化炉、流于动、植物油脂,也可来自于各种废弃食用油、化床气化炉和气流床气化炉54,热解气化炉技术成地沟油、化石柴油的回收再利用45-7。我国工业化熟的主要有固定床和流化床2种,工艺分单床工艺生产生物柴油主要以菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、和双床工艺5-56,单床工艺较为简单,成本低,能耗茶油和地沟油为原料制备。6南方地区是我国非粮低,但生成气体在气化炉内停留时间过短,焦油裂解生物柴油能源植物的分布中心,83.9%以上生物柴不充分,使得生成气体中所含焦油量大。焦油通常油能源植物分布在此。1在800℃以上2~3s内即可裂解,因此,提高气化近些年又提出了微藻生物柴油0,利用海水培炉温度、增加含焦油气体在气化炉内停留时间,可进养的微藻含油量很高,产量大,生产绿色无污染,已一步减少所得气体的焦油含量。双床工艺则增加了成为生物柴油产业技术研究的热点。美国是开发微一个气化炉,延长焦油在气化炉停留时间,使得焦油藻生物柴油起步最早的国家。微藻为原料制备生物进一步裂解,但增加的气化炉需要单独加热升温,由柴油具有培养周期短、产油效率高、油脂质量好、环此也增加了能耗,使成本上升。保、节省土地,改造空间大等优点。31微藻易养易2.3.3气态生物质能源的应用于推广收,不与粮食作物、经济作物争地,含脂肪酸等生物沼气和天然气的主要成分都是甲烷,不同在于质能巨大,是新型生物柴油原料油源之一,也是未来甲烷含量。沼气一般含甲烷60%,天然气为90%,生物柴油发展的趋势之一。国内外微藻生物柴油大纯化至97%即为车用天然气,因此沼气纯化后可同多处于试验阶段,制约微藻生产生物柴油工业化的天然气相媲美,又称为生物天然气,用途广泛。在国个重要原因是原料成本高,生物柴油生产成本的外,生物天然气用于热电联产、汽车燃料均已多年75%来自于原料成本,在价格上,利用微藻生产的生我国生物质气化产业在应用方面主要为气化发电农物柴油与化石柴油相比没有优势。因此,降低微藻村气化供气。沼气生产工艺简单,原材料广泛,因其产油成本仍是重要的研究方向。生产成本低嘀田干甘产生活。我国多2.3气态生物质能源的应用技术地农村都建中国煤化工莱西、胶州等2.3.1气态生物质能源的生成机理地,通过管道CNMH妞战取暖。另外,220青岛农业大学学报(自然科学版)卷沼气池中的沼渣还可以肥田,沼液可以用作饲料添建设,因此,寻找取代化石能源的清洁的、可再生能加剂等,由此,在增加了农民收入的情况下,又有效源刻不容缓,发展生物质能源也是我国促进克霾减减少了农民化肥等的支出。生物质气化集中供气技排、保护生态环境的有效手段。术在我国也被广泛应用,我国第一个生物质气化集发展生物质能源,不仅可以部分替代化石能源,中供气项目位于山东省桓台县东潘村,1994年建成改善生态环境,更在于生物质能源产业的发展可以并投产。工业用大型沼气厂可用于发电、规模供形成很长的产业链。生物质通常分散于各地,不集暖,效益可观。另外,2011年,广西南宁已进行了车中,且与季节、气候有关,这些因素给生物质原料的用天然气的商业化运行。曾中华5还探索了将生集中带来了不少麻烦。因此,生物质能源的开发与物质气化技术应用在工业窑炉中。利用,涉及到农业、交通运输、工业、通信、环保、能源2.3.4气态生物质能源的缺点等多行业,使得生物质源材料的种植与养殖、收集在气化过程中,因生物质材料中含有少量的氮运输、仓储、管理等相关行业得以相应发展,各环节(气化炉中通入空气作为介质时也会增加含氮量)、都是生物质能源开发利用中必不可少的。因此,生硫及部分金属元素,使气化产生焦油,从而导致气化物质能源开发利用必将带动各产业协同统一发展炉或者使用气态资源的设备管道易被焦油堵塞。虽原材料大量来源于农林畜牧业,生物质资源的利用然可通过提高热解温度的方式减少焦油,但又会造将是农业经济一个新的经济增长点,必将直接带动成高能耗,增加成本。农村经济迅速发展,推动新农村建设的进程。因此发展生物质液态能源和气态能源是化石能源替积极发展生物质能源既可以解决国家能源安全问代的战略重点。气态能源和液态能源产品中常题,又可以有效改善生态环境还可以为农林畜牧业含有杂质,不利于工农业生产中能源的利用,如焦油废弃物增值,增加经济收入,催生新的产业链,是等,增加了生物质能源使用成本。目前已有很多研个一举多得的国家战略。究来提高生物质产品的利用率,如对生物质进行预处理,改变其物理化学性质从而使各种反应向着有参考文献利方向进行,以逐步提高气态、液态能源的利用1]国家能源局国家能源科技“十二五”规划[EB/OL].[2012-02效率10]http://www.gov,cn/gzdt/2012-02/10/content2063324,htm总结与展望[2]罗冰何芳张永建,等,小型生物质直燃供热技术研究进展[J]生物质化学工程,2013(4):37-40将生物质材料转化为工农业生产中可直接使用[3] BRIDGWATER A V. Review of fast pyrolysis of biomass and的能源物质,方法主要有物理法、化学法和生物法。product upgrading[J]. Biomass and Bioenergy, 2012(38): 68-94物理法主要为粉碎和加热,工艺简单,但耗能较高,[4易维明柳善建,毕冬梅等温度及流化床床料对生物质热裂解生物法是进行微生物降解,处理时间相对较长,化学产物分布的影响[J].太阳能学报,2011,32(1):26-29[5]王俊宏生物质热解气化产物应用研究现状与前景[J].广州化法主要通过与酸或碱的化学反应,相对耗能低,反应工,2013,41(18):7-9快,但工艺相对复杂,副产物复杂。[6]张嵎喆,王君,林中萍.美国生物质能产业发展现状和相关政策生物质能源是绿色、可再生能源,蕴藏量巨大,研究[].全球科技经济瞭望,2008(12):5-8分布广泛。只要有阳光照射,绿色植物光合作用就7 simon J, Moller h p, Koch R,eta. Thermoplastic and biode不会停止,生物质能则不会枯竭。生物质能源又是gradable polymers of cellulose[J]. Polymer Degradation and Sta可再生能源中唯一可以储存与运输的能源,这给能bility,199859(1/3):107[8]石元春.发展生物质产业[门].中国农业科技导报,2006,8(1):源转换和连续利用带来方便。我国生物质资源储量丰富,但有效利用率还很低。[9]王久臣,戴林,田宜水,等.中国生物质能产业发展现状及趋势化石能源正一步步走向枯竭,而我国的能源消分析[.农业工程学报,2007,23(9):276费又逐年递增,2010年中国煤炭消费量已占到全球101石元春,中国生物质原料资源.中国工程科学,20112):2消费总量的48.3%,能源安全问题已经迫在眉[1]全国绿化委员会办公室.2011年中国国土绿化状况公报[ROl].[2012-03-12]http://www.forestrygov.cn/portal/睫。化石能源的集中大量使用给环境和生态带来了中国煤化工巨大的影响,近几年雾霾天气逐年增多,日益严重,[12]余才鼎CNMHG吉林农业20113)十八大报告也已明确提出,要求大力推进生态文明196-193期王雨生,等:生物质能源的应用技术研究221[13]刘英,沼气发展的现状、潜力与建议[R].北京:香山会议,200537]生昌国,李树彬,赵纳纳.生物乙醇制取乙烯的探究[J].化学[14]吴志庄,夏恩龙,王树东,等.中国竹类生物质能源开发利用及工程与装备,2013(8):39-41前景展望[J].世界林业研究,2013,26(2):60-64[38]王延飞贾宝莹,杜平,生物乙醇制备乙烯的发展状况及展望15]张彦民,于振文,王冠,生物质颗粒成型机理与环模性能研究].四川化工,2015,18(1):28-30刀].农机化研究,2013(10):210-2[39]李法社,倪梓皓,杜威,等.生物柴油氧化前后成分分析的研究[16]盛奎川,吴杰.生物质成型燃料的物理品质和成型机理的研究[].中国油脂,2015,40(1):6进展[J.农业工程学报,2004,20(2):242-24[40]禹进,王卫,苟小龙.一种新型生物柴油替代燃料模型[J].工[17]齐菁,于洪亮,林海,等.稻壳生物质颗粒成型机理的显微观察程热物理学报,2014,35(5):1003-10[J].辽宁农业科学,2009(6):49-50[41]李明廓.葵花籽油制备生物柴油工艺的研究[D].长春:吉林[18]魏伟.油茶果壳颗粒燃料压缩成型机理及成套设备研究[D].农业大学,2012南昌:南昌航空大学,2013[42]彭忠瑾.茶叶籽油的提取及制备生物柴油研究[D].吉首:吉[19]钱新锋,赏国锋,沈国清园林绿化废弃物生物质炭化与应用技首大学,2012术研究进展[J,中国园林,2012(11):101-104[43]吴占华.花椒籽油生物柴油制备工艺及排放特性试验研究[20]刘军伟,雷廷宙,何晓峰,等.秸秆制粒机调试试验研究[J.可[D].泰安:山东农业大学,2011再生能源,2009,27(2):85-87[44]李波.棉籽油生物柴油制备工艺及燃烧排放特性研究[D].石[21]李保谦,牛振华,张百良.生物质成型燃料技术的现状与前景河子:石河子大学,2013分析[J.农业工程技术(新能源产业),2009(5):31[45]郑金明,刘慧,苏玲燕,等.桐油一地沟油生物柴油混合燃料性[22]霍丽丽,田宜水,孟海波,等.生物质颗粒燃料徵观成型机理能改善研究[冂].环境科学与技术,2012,35(2):30-33].农业工程学报,2011,27(S1):21-25[46]付宏权.功能化季铵盐离子液体催化地沟油一步法制备生物[23]吴今姬宋卫东,王明友,等.农林生物质综合利用现状[].中柴油的研究[D].泉州:华侨大学,2014国农机化学报,2013,34(6):32-35[47]侯谦奋.固体碱催化剂的制备、表征及其在餐饮废油制备生物24]夏先飞,武凯,孙宇,等.生物质(秸秆)致密成型技术研究进展柴油中的应用[D].青岛:中国海洋大学,2014J].中国农机化学报,2013,34(6):36-42[48]高春芳,余世实,吴庆余.微藻生物柴油的发展[J].生物学通25]张志奇.海带提取生物乙醇及其环境意义[D杭州:浙江大报,201l,46(6):1-5学,2010[49]叶心芬.中国非粮生物柴油能源植物的资源调查化学成分分[26]倪红艳,鲁靖.发展生物乙醇对我国玉米需求结构的影响分析及评价筛选[D].广州:仲恺农业工程学院,2014析:基于情景模拟分析[J.价格月刊,2011(8):15[50]姜进举,苗风萍,冯大伟,等.微藻生物柴油技术的研究现状及[27]刘俊红,王福梅,赵彩霞,等.预处理条件对麸皮糖化率的影响展望[].中国生物工程杂志,2010,30(2):134-140[].食品研究与开发,2014,35(15):1-3[51]高春芳余世实,吴庆余.微藻生物柴油的发展[].生物学通[28]牟晓红,花生壳发酵生产生物乙醇可行性研究[.化学工程报,2011,46(6):1-5师,2012(1):49-51[52]尹艺冉,王进,彭书传,等.酸处理菹草制备生物乙醇和甲烷过[29]于洪久,郭炜,李玉梅,等.菊芋发酵提取生物乙醇研究[]程研究[J.合肥工业大学学报(自然科学版),2015,38(1)黑龙江农业科学,2013(2):102-103[30]杨楠楠牛鹏军,刘娟,等.以刚毛藻为原料制备生物乙醇的技[53]唐兰,黄海涛.生物质等离子体热解实验研究与技术经济分析术研究[几.酿酒科技,2013(9):11-13[J].广州大学学报(自然科学版),2011,10(6):19-24[31]夏天虹,莉焕新.海带发酵制取生物乙醇的影响因素与优化条[54]王晓明,肖显斌,刘吉,等.双流化床生物质气化炉研究进展件[.生物加工过程,2013,11(6):1-8[].化工进展,2015,34(1):26-31[32]温顺华陈姗姗李锋,等.马尾藻发酵生产生物乙醇的两步法55]李建芬.生物质催化热解和气化的应用基础研究[D].武汉:糖化预处理[J.食品与发酵工业,2013,39(1):112-117华中科技大学,2007[33蒋嫒嫒,包海军,曾淦宁,等.稀酸预处理铜藻制备生物乙醇工[56]吕鹏梅,常杰,熊祖鸿,等.生物质废弃物催化气化制取富氢燃艺[].环境科学研究,2014,27(7):804-812料气[冂.煤炭转化,2002,25(3):32-36[34]张志奇.海带提取生物乙醇及其环境意义[D].杭州:浙江大[57曾中华.生物质气化技术在工业窑炉上的应用[D].广州:华学,2010南理工大学,2014[35]钱龙唐丽薇,黄庶识,等.海藻酸转化生物乙醇研究进展[].[58]石元春.我国的能源忧思[J].陕西电力,2012(4);1-6中国生物工程杂志,2013,33(1):125[59]石元春.中国雾霾的产生机理及应对策略研究[门].陕西电力[36刘政坤低值海藻浒苔( Enteromorpha prolifera)生物乙醇转化2013(4):1-4工艺的研究[D].青岛:中国海洋大学,2011中国煤化工CNMHG