生物质是指直接或间接地来源于绿色植物的光合作用所形成的有机质,包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。生物质能,是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量,是排在煤、石油、天然气之后的第四位能源。
生物质能作为唯一可以转化为气、液、固三相燃烧的含碳可再生能源,具有绿色、低碳、环保等特点,其规模化应用可实现有机废弃物的循环利用,减少化石能源燃烧的污染排放,对于传统能源替代、节能减排、发展循环经济、改善农村生态环境、增加农民收入、建设美丽乡村等具有重要意义,发展潜力巨大。
生物质能按产品形态可分为气体燃料、液体燃料、固体燃料、生物质发电等,根据不同的原料特性及用能需求选择不同的能源转化形式。
(1)气体燃料
生物质燃气:指以生物质为原料通过厌氧发酵或热化学转化得到的可燃气体,及其经过净化提纯或进步转化得到的可燃气体。
生物燃气:俗称沼气,是指生物质在厌氧条件下被甲烷菌等多种微生物分解利用所产生的气体,主要成分是甲烷和二氧化碳。
生物天然气:指生物燃气经净化提纯后得到的与天然气成分相似的可燃气体。
生物质合成天然气:指生物质经过热化学气化、净化、调质、甲烷化等工艺制备得到的与天然气成分相似的可燃气体。
(2)液体燃料
生物质液体燃料:指以生物质资源为原料,通过物理、化学和生物等技术手段转化产生的液体燃料,是生物质能源利用的主要形式之一,产品包括燃料乙醇/丁醇、生物柴油、生物质热解油和合成燃料等。
燃料乙醇:是指纯度达到99.5%以上的无水乙醇。
粮食乙醇:以玉米、小麦等粮食作物为原料生产的乙醇。
非粮乙醇:以木薯、甘薯、葛根、芭蕉芋、甜高粱等未被划分为粮食的作物为原料生产的乙醇。
纤维素乙醇:以秸秆、玉米芯、能源草、木材等木质纤维素原料生产的乙醇。
(3)固体燃料
生物质成型燃料:由松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压而成,其能源密度相当于中质烟煤,与生物质气体或液体燃料相比,是能量转化效率最高的利用方式,可用作家庭生活燃料和电厂发电、窑炉等工业燃料。
(4)生物质发电
生物质发电:是利用生物质燃烧或转化为可燃气体燃烧发电的技术,是目前技术最成熟、发展规模最大的上物质利用技术。从技术途径来分,生物质发电主要分为生物质直燃发电、生物质与煤混燃发电及生物质气化发电三种方式。
生物质直燃发电:是通过将生物质直接燃烧,产生热量进行发电的技术,具有绿色环保、电能质量好、可靠性高技术比较成熟、综合效益较好的特点。
生物质与煤混燃发电:是将生物质原料应用于燃煤电厂中,使用生物质和煤两种原料进行发电,主要有生物质与煤混燃发电、生物质气化与燃煤耦合发电两种形式。
生物质气化发电:是指生物质在气化炉中转化为气体燃料,经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化,气化出来的燃气都含有一定的杂质,包括灰分、焦炭和焦油等,需经过净化系统把杂质除去,以保证发电设备的正常运行。 (张成泉 范兴驰 整理)
