生物质燃料定义篇1
关键词：生物质燃料小型火力发电机组改造技术可行性研究
中图分类号：tK223文献标识码：a文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0117-01
随着社会经济的发展，能源需求不断增加，同时能源使用生态化理念也应运而生，节能减耗清洁生产已经成为企业生产与政府研究的重要课题。在国家生态经济战略推进落实过程中，众多的小型燃煤火电因耗能与污染生产而关停，电力企业也在不断开展能源研发与资源利用技术创新工作，以求实现资源利用最大化。这种情况下，众多火电企业将目光投向了生物质改造利用，因此小型燃煤火电机组转换生物质燃料技术的可行性研究提上日程。笔者在本文中着重分析了小火电生物质改造转化技术的必要性与系统性，并就其应用风险进行了阐述。
1小火电机组进行生物质改造的意义分析
近年来，一些小型火电电力生产运营过程中存在着污染严重、耗能过多等弊端，这与当今生态和谐社会建设要求严重不符，因此小型燃煤火电发电机组进行生物质燃料改造具有必要性。此外，生物质改造能够降低生产成本，还能提升企业生产生态效益，具有明显的推广优势。
1.1小火电进行生物质改造的紧迫性
与大型发电机组生产运营情况相比，小火电具有高耗煤、低产量、高污染、低经济效益的“两高两低”特征，因而被冠以“能源消耗与环境污染大户”的专称。随着近年来国家经济结构调整措施的落实，小型火电已经成为经济结构调整的重点整顿对象，并对一批严重耗能与污染的小火电实施了关停政策，迫于形势压力，小火电必须进行生产结构调整，并着重进行能源改造，加大新能源创新与应用研发。
生物质燃料具体表现为柴薪等有形物质，区别于太阳能与风能等清洁可再生能源，生物质燃料的情节性主要取决于燃料改造技术，但是生物质具有一项明显的能源优势便是可再生并且可运输，这就为生物质开发应用提供了便利，也为小型火电进行生物质气燃料改造提供了条件。
1.2小火电生物质改造技术及其应用意义
现阶段，国家不断提倡进行能源改造与清洁能源研发，这为生物质能源转化应用提供了政策支持，国家还对生物质能源转化应用进行经济政策规定，为生物质能源转化应用提供了良好的外部环境。小型火电进行生物质能源转化主要是进行就地取材，既节省了煤耗，还降低了污染，而且企业发展还享有国家基金与经济倾斜，能为企业经济效益的实现提供保证。
2小型燃煤火电发电机组生物质改造的可行性与风险性分析
2.1小火电生物质改造技术可行性分析
小型燃煤发电机组进行生物质燃料转换具有明显的可能性。进行生物质能源改造需要资金少，而且还可以进行生物质燃料混燃，其中的各种改造方案都具有明显的可能性。小型燃煤发电机组改造活动集合理化设计、整合技术、试验验证等各环节于一体，因而生物质能源改造具有系统性。生物质能源改造技术的可能性与系统性决定了该技术具有可行性。
2.1.1生物质能源改造的可能性
现阶段，我国小型火电发电机组进行生物质能源改造主要有三类设计，每种方案设计都具有可能性。
小型火电生物质燃烧利用主要分为生物质纯燃与生物质混燃两种，这两种应用技术都具有可能性。所谓生物质纯燃即指生物质直燃，该种技术应用不存在难点，但是具有一定的应用弊端。生物质直燃技术的应用首先要进行燃料机改进，以使燃料设备能应用于生物质燃烧，还要在生物质燃烧过程中进行纯燃弊端克服。生物质混燃技术在现阶段应用比较广泛，主要是将生物质与煤等碳化燃料进行混合燃烧应用，该技术能够有效降低氮氧化物的排放，而且在混燃过程中还能有效降低生物质的活性指数，有效降低温室气体的排放，具有良好的生态效益。
小型燃煤发电机组生物质燃料改造还包含流化床燃烧技术设计与层燃炉燃烧技术设计，这两方面技术主要是根据生物质燃烧进行的技术设计。其中流化床燃烧技术主要是进行生物质的流态化燃烧，该技术能够保证生物质的充分燃烧，而且能满足生物质多元燃料混合燃烧需求，燃料普适性较高。流化床燃烧技术因为这些优势具有广泛的应用前景。而生物质层燃炉燃烧技术主要是应用层燃炉排进行生物质燃烧，该种燃烧技术应用时间较长，流化床燃烧技术便是基于该种燃烧技术进行的燃烧技术创新，相比于层燃技术，流化床技术能够有效降低火电运行成本，且操作设备简单，易于推广。
小型火电生物质改造主要是针对生物质燃烧进行设备改造，基于此小型电厂进行了燃烧设备与系统改造处理，还进行了发电机组锅炉低成本设计改良。此间的设计与改造主要根据企业经济条件、设备运行情况实际情况进行的改良，具有明显的可行性。
2.1.2小火电生物质改造系统性分析
小型火电生物质改造作为一项系统化的技术，其技术要点从设计环节到技术可行性预测再到技术方案的确定都经过科学论证，有效提升了改造技术的可行性。
在生物质改造技术中着重进行了燃料供应量设计与工艺系统改良，并基于小型火电设备运行与需求情况进行了锅炉参数设计。小型火电生物质改造转化中还进行了燃料可供性与入炉形式预测分析。生物质供应是影响企业生产运营成本的重要因素，确定合理化的生物质供应也能影响项目成败；而生物质入炉形式是影响生物质能否全面燃烧的关键因素，还能影响到燃烧设备的使用性能，不科学的入炉形式会缩短设备的使用寿命，还能影响企业生产运营的安全可靠性。
2.2小火电生物质改造转换技术风险性分析
小型火电生物质转换改造技术在应用中尚存在一定风险，主要表现为技术风险、市场风险、实施与投资风险等，这些风险的存在主要影响技术管理水平，需要进行有效的技术管理措施加强。小型火电生物质技术的技术风险主要表现为锅炉改造与生物质燃烧技术。我国的生物质改造技术尚未发展成熟，也并未形成与国际技术的接轨，因此技术设计与应用中管理措施的不到位引发风险不由必然性。此外，生物质改良转换技术还具有一定的市场风险与投资风险。该种风险主要是由于生物质的供应与生产回报具有众多的不确定因素，以致风险指数较高。
3结语
小型火电生物质燃料改造与转换技术具有十分明显的可行性，但是也具有一定的风险性，虽然风险的存在并不会影响技术的实施与应用，但是我们仍应该加大技术的风险管理，以全面提升转换技术的科学化与可行性水平。
参考文献
生物质燃料定义篇2
【关键词】船用残渣燃料油检测指标指导意义
船舶燃料油分为馏分油型和残渣型两大类，同时又根据残炭、粘度、密度以及水分等指标的不同，将船用残渣燃料油分成不同牌号。对于现阶段的船用残渣燃料油而言，其总体质量已基本满足燃烧需求。但随着人们质量意识、环保意识的不断提升，提升船用残渣燃料油的综合质量，并降低硫含量已成为现阶段的首要任务。同时，船用残渣燃料油的质量问题不仅关系到船舶航行的安全与运输成本，还会影响到离心机、过滤器等设备的运行安全，严重时甚至会导致发动机的磨损。为此，在今后的工作过程中，应加强对于船用残渣燃料油指标的检测，严格控制燃料参数，按照检测规范要求，在充分认识到船用残渣燃料油检测指标对用油的指导意义的同时，加强指标检测工作的开展，为提升船用残渣燃料油质量打下坚实的基础。
1船用残渣燃料油的研制与材料特征
船用残渣燃料油是由轻质馏份油与重质馏份油调和而成。对于重质馏份油而言，主要由催化油浆与减压渣油组成。同时，催化油浆含有大量的芳烃组份，适当加入催化油浆能有效降低成本并提升调和体系的整体稳定性。但与此同时，因催化油浆中催化剂颗粒的存在会造成“铝+硅”、灰分等成分的增加。而轻质馏份油的选择，也应根据各个生产企业的具体生产状况而决定，如掺比过高，也会降低产品生产的技术经济合理性。为此，应在满足产品技术要求的同时，尽可能地降低具有较高附加值的轻质馏份油的用量。
对于船用残渣燃料油而言，是以运动粘度为产品牌号，受到运动粘度、灰分、倾点、总潜在沉淀物以及“硅+铝”等参数制约的材料。在船用残渣燃料油指标的测定过程中，应对这些参数进行认真分析，并严格按照船用燃料油（iSo8217：2010）要求，加强钠指标的检测与控制，为提升船用残渣燃料油的整体质量打下坚实的基础。
2船用残渣燃料油指标检测标准
1996年，国际标准化组织了第二版船舶燃料油标准iSo8217-1996，在2005年又对其进行了修订，并颁布了第三版的iSo8217-2005。同时，在2010年颁布了最新的船舶燃料油标准，即（iSo8217：2010），增加钠控制指标，调整了钒、铝加硅的最大限值的意义等内容。对于我国国内的船舶燃料油标准而言，同时也将船舶燃料油分成残渣型与分馏型两种，与国际标准iSo8217-1996等效，新制定的GB/t17411-2012将于2013年7月1日实施，与iSo8217：2010（e）等效。
3船用残渣燃料油检测指标对用油的指导意义
3.1指标检测是确保燃油质量的前提
在客户确定燃油品种之后，我们应对所提供的产品进行燃油指标检测，使燃油质量得到有效保证，避免燃料燃烧质量、船舶设备等受到相应损害。为此，应加强船用残渣燃料油指标的重视，严格按照国际与国内船舶燃料油标准进行相应的产品抽查检测，认真检验燃油的质量是否满足设备要求。在此过程中，还应认真统计收集船舶的反馈信息，根据反馈信息指导下一步对燃油指标的抽查与检测。
3.2指标检测是提升燃料发火质量的基础
船用残渣燃料油品质劣化会导致燃油滞燃期延长、燃烧不良等发火质量不良等问题的发生，同时还会造成相应的沉积物以及排放问题。与此同时，如果主机使用了发火质量不良的船用残渣燃料油，还会导致以下几种问题的发生：
（1）难以启动，甚至无法启动；
（2）缸内压力失稳、出现敲缸现象，很容易导致活塞环漏气或断裂现象的发生；
（3）运作不稳定，排气温度较高，耗油率升高；
（4）转速不稳定，给辅机运行造成不良影响；
（5）烟度增加，结碳严重，造成燃烧室与废气系统内沉积物的增加，使系统不能正常运转；
（6）氮氧化物排放量增加。针对船用残渣燃料油品质劣化所导致上述问题的出现，应强化燃料油指标检测工作的开展，为提升燃料发火质量打下坚实的基础。3.3指标检测能主动掌握燃油质量情况
指标检测与报告生成能直接反映出燃料的各项指标，从而直观反映出船用残渣燃料油的综合质量，为燃料的选择、使用提供科学依据。国外的一些大型集装箱公司规定，船舶在添加残渣燃料油之后，应将燃油抽样送至规定的化验室进行化验，只有在化验合格后才能允许船舶使用。为了提升船用残渣质量，对于供油商单位质检部门而言，应组织力量，定期与不定期对所提供给客户的燃油按照国际与国家各项规定进行各项指标的检测，以发挥良好的预控作用。
4加强船舶残渣油管理，认真落实燃油进机前的预处理
燃油上船前的储存与预处理对确保船舶设备的安全运行发挥着非常重要的作用，为此应认真按照（iSo8217：2010）要求，分舱存放，船舶加油时应给予并舱，并严格控制并仓比例。在此过程中，还应发挥出沉淀柜的重要作用，把好船用残渣燃油净化的第一关，确保燃油在沉淀柜要停留24小时以上，并适当升温以降低燃油的粘度，提升油水分离与沉淀效果。在沉淀过程中，还应定时排渣与排水。在此过程中，还应合理使用分油机，选用合适的比重环，以做到对温度与流量的有效控制。与此同时，还可根据燃油的实际情况，必要时串联使用分油机，以进一步强化分离效果。
5结语
总之，船用残渣燃料油指标检测是一项系统性工程，对提升燃油的整体质量发挥着非常重要的作用。为了确保船舶的正常航行，提升船舶设备运作水平，我们燃油供应商应从基础做起，强化船用残渣燃料油各项指标检测与燃油质量管理等各项工作的开展，在为海运提供必要燃料供应的同时，提升供油企业的综合效益。
参考文献
生物质燃料定义篇3
一、台湾生物质能产业发展的政策目标
1997年台湾为加强环境保护、促进经济发展，设立了“永续发展委员会”。2000年该会以“永续环境、永续社会、永续经济”为发展愿景，拟定了“二十一世纪议程一台湾永续发展策略纲领”和“永续发展行动计划”，确立了台湾发展可再生能源的政策，其中对生物质能的发展制定了具体的执行目标和计划。
首先是生物柴油的开发应用。台湾使用的生物柴油主要是从废弃的食用油中提取，它与传统柴油的性质相似，所提供的能量与传统柴油相当，安全性、润滑性较传统柴油好，而且生物柴油燃烧后排放的污染物较传统柴油少，有利于改善空气质量和减少温室效应。将生物柴油按一定比例添加进传统柴油中可相应减少柴油使用量。2004年台湾开始在部分车辆中使用添加比例为1％(e1)的生物柴油；直到2010年，台湾相关部门才规定所有出售的传统柴油中必须添加2％(e2)的生物柴油，数量为l亿升；并计划在2011年至2015年间将这一比例提高至5％(e5)，达3亿公升；2016年至2025年再提高到20％(e20)，达到12亿公升。
其次是生物燃料乙醇的推广应用。生物燃料乙醇是指以生物质为原料，通过发酵、蒸馏及脱水等工艺而制成的乙醇，俗称酒精。将这种生物燃料乙醇按一定比例添加到传统的汽油中，可以逐步减少对传统汽油的依赖，以及二氧化碳的排放。台湾生物燃料乙醇的发展较晚，直到2007年才开始量产，2010年至2011年按3％(e3)的比例在传统汽油中添加生物燃料乙醇1亿公升，2011年到2015间计划使用添加比例为5％(e5)的生物燃料乙醇5亿升，2016至2025年达到添加20％(e20)的目标，共计20亿公升。
再次是生物质能发电。生物质直接燃烧产生的能量可用来发电，台湾目前有多座垃圾发电厂采用直接燃烧发电，但这种方法燃烧效率低。台湾“能源局”规划在2011到2015年将燃煤发电厂的煤与生物质燃料混合燃烧，既能提高发电量，又能充分利用农工废弃物，并逐渐扩大混烧比例，发电量达到85万千瓦；2016至2025年，计划采用垃圾气化发电技术，将垃圾转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电机进行发电，发电量达140万千瓦。
二、台湾生物质能产业的发展现状
台湾生物质能的推广应用主要是由台湾“能源局”、“农委会”与“环保署”合作进行，目前台湾对生物质能的推广应用主要是以废弃物焚化发电、生物柴油和生物燃料乙醇的生产为主。无论是在生物质能的开发还是在推广应用方面，台湾尚处于起步阶段。
1、废弃物焚化发电
台湾早期利用生物质能主要是以垃圾焚化发电为主，但规模较小。目前台湾约有24座垃圾焚化发电厂，发电的装机容量累计为56万千瓦，其中大型垃圾焚化发电厂21座，总装机容量约47.3万千瓦。近年台湾“能源局”开始在全岛推广实行“垃圾全分类、零废弃”计划，在澎湖、花莲、南投兴建了“全分类、零废弃”的资源回收厂，将收集到的垃圾加工成型，再进行焚化发电。为提高燃料效率，台湾相关部门在花莲县丰滨乡配套兴建了岛内第一座废弃物固态衍生燃料(RDF-5)示范厂，每小时可处理1吨垃圾。台湾利用生物质燃烧发电技术，在燃料成型、燃烧设备以及燃烧工艺方面都较为落后，燃烧热效率低，发电量较小，无法形成规模效益。
另外台湾还有小规模的沼气发电。沼气来源主要是以废弃物为主，包括畜牧废水、家庭污水、城镇垃圾及各行业废水废物等四大类，其中畜牧废水主要来自养猪厂；家庭污水来自城市污水处理场；城镇垃圾主要以垃圾掩埋场为主；其他各行业废水废物则包括食品业、纺织业、橡胶业以及纸业产生的废弃物，利用燃煤混烧技术发电，总设计容量约6.53万千瓦，规模较小。
2、生物柴油生产和推广
台湾的生物质能产业中，生物柴油的生产与推广应用已初具规模。2001年台“经济部”颁布了关于生物柴油产销管理办法，委托“工研院”进行技术研发，鼓励民间投资设厂。在生物质原料选取方面，台湾“农委会”选择了大豆、向日葵、油菜等作为能源作物，同时在云林、嘉义及台南等地实施“能源作物试种推广计划”，协助农民与生产商进行合作，提供给农民每公顷4.5万元(新台币，下同)的环境补助及1.5万元的材料费补助，将休耕地转为种植大豆、向日葵和油菜。但是，由于台湾地处亚热带，这些温带作物的收成并不理想，随即就停止了能源作物的环境补助，能源作物的种植计划中止。之后，台湾“能源局”在嘉义大林试种白油桐树作为生物柴油的原料，但尚未大面积推广。因此目前台湾生物柴油的原料较为单一，以废弃食用油为主，不足部分使用进口棕榈油进行掺配。
生物质燃料定义篇4
[关键词]生物质热解气化经济评价社会、环境效益
生物质，一切有生命的可以生长的有机物质的通称。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量。现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注。
生物质热解气化技术是使生物质在控制氧含量条件下，通过高温热解气化将固体生物质转化成为主要含Co，H2，CH4，CnHm等可燃气体，用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。将各种生物质能转化成为高品位气体燃料、电力或蒸汽，已经受到国内外政府和专家的广泛重视。
一、我国生物质热解气化技术概况
从80年代初开始，经过近20年的努力，我国生物质气化技术也日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。目前，我国已进入实用阶段的生物质气化装置种类较多，用途广泛。取得了良好的社会、经济效益。我国已应用或商品化的生物质热解气化炉主要有以下几类：
1.中国农业机械化科学研究院能源动力所的nD系列、HQ～280型生物质气化炉,以及10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组;
2.山东能源研究所的XFL系列生物质气化炉系统;
3.中科院广州能源研究所的GSQ～1100大型生物质气化系统和木粉循环流化床装置等。
近年来，已将煤气化技术引入到生物质气化方面来，如沸腾流化床技术可用在细粒状的生物质气化，克服了此类原料在固定床连续加料的困难，同时开发生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备，也被很多研究单位和高校重视，有关该项技术的实验研究也在进行中。
二、经济、社会和环境效益
采用新技术新工艺充分而合理的利用了生物质能这一清洁、可再生能源，改变了传统的能源生产和消费方式，具有重要的能源经济意义和突出的环境效益，能逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构，特别是为农村地区因地制宜地提供清洁方便的能源，产生重要的影响。
1.经济评价
nD-600型生物质热解气化炉已批量生产，用于木材烘干。北京顺义京成木材厂使用三台气化炉，每台每窑可节省6400kg的木材，增收640元，全年烘干30窑，可节省(增收)19200元，提高劳动生产率2~3倍，缩短烘干周期一半以上，取得明显经济效益。10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组，节油率70%，全年节油5.7t，合8000多元，扣除成本，年节油效益6000余元，同时降低发电成本50%。GSQ-1100大型上吸式气化炉以及木粉循环流化床装置，投资回收期仅3个月左右，具有较大的实用价值。在民用燃气方面，若开展生物质热解气化集中供气，户均投资仅相当于城市煤气的三分之一，为户用沼气建设投资的2倍左右。
随着生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备的开发、实施和推广应用，以秸秆、枝桠、木屑等为原料，利用农林废弃物制备生物燃气并联产生物质炭，主要产品为生物燃气，同时获得副产品生物质炭。如果将生物质燃气用于发电考虑，目前生物质资源价格情况，按照250元/t计算，生物质原料发电消耗为2kg/kwh，原料成本达到0.50元/kwh，发电成本较高，考虑人工工资、自身电力消耗、维修费用、管理费用、设备折旧费等，发电成本达到了0.62元/kwh，在国家可再生能源政策的支持下，江苏省生物质电力上网价格为0.63元/kwh，因此将生物燃气用于发电运行利润微薄。然而，通过综合利用技术，发电所带来的副产品蒸汽和生物质炭，为企业带来更好的经济收益。在发电保本运行的情况下，按照规模5.0mw/h的实验工程计算，每年运行6000h，消耗原料10000t，可得到1500t生物质炭，按照目前的市场价格，炭售价为1000元/t，共收入150万元/a，具有较好的经济效益，以弥补发电的利润不足。
2.社会、环境效益
我国丰富的生物质资源，为生物质热解气化发电和热电联供，提供了资源保证。可以充分利用能量品位较低的生物质，减少能量品位较高的煤、油等的消耗，从而缓解化石资源带来的能源短缺的压力。从环境角度看，它能有效地减少环境污染和温室效应。
生物质能可广泛地用来生产电力，确保了国家电网电力供应安全。要实现2020年国民经济翻两番的目标，保障可靠的电力供应是必备的，但目前我国在电力供应方面还存在着较大的缺口。因而因地制宜的利用当地的生物质资源（秸秆、薪柴、谷壳和木屑等），建立分散、独立的离网或并网电站显得尤为重要。洁净的生物燃气还能合成多种化学燃料，在一定程度上减少我国对化石燃料的依赖程度。
生物质能属于清洁能源，有助于国家的环境建设和Co2与So2的减排。生物质的有害物质（硫和灰分等）含量仅为中质烟煤的十分之一左右，另外，生物质产生和能源利用过程所排放的Co2可纳入自然界碳循环，实现Co2零排放，是减少Co2的重要的途径。
生物质热解气化的研究符合国家中长期科技发展规划和国家能源战略需求，有助于提升我国生物质能源领域的技术研究水平，推动生物质产业的发展，对缓解我国石油资源短缺、实现循环经济良性发展、解决“三农”问题起到十分积极的推动作用。
我国在21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力，今后的能源发展格局，应该借鉴发达国家的经验，重视环境保护与可持续发展，改变能源生产和消费中的掠夺式粗放模式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源，对促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
三、结论
我国生物质资源丰富，生物质气化技术对充分利用这些资源、缓解能源紧张、提高能源品位、改善环境质量、提高人民生活水平等诸多方面具有重要意义，故大力开发生物质气化技术有着广阔的前景。
随着气化技术的成熟和完善，生物质气化的产业化和规模化应用，不仅具有较好的经济效益，而且产生很好的社会效益。对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等具有十分重要的意义。
参考文献:
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[3]钟浩谢建杨宗涛张无敌宋洪川:生物质热解气化技术的研究现状及其发展[J]．云南师范大学学报．2001，21(1)
生物质燃料定义篇5
关键词：生物质能源；利用现状；技术开发；政策建议
中图分类号：p754.1文献标识码：a文章编号：
自20世纪70年代以来，全球气候变暖和日益突出的能源危机为生物质能源发展提供了契机。现代生物质能利用是指借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。现代生物质能源利用技术的开发对替代或部分替代化石能源、保护生态环境、实现人类社会的可持续发展具有非常重要的现实意义。
一、我国生物质能源开发利用现状
生物质能指秸秆、杂草、林木和动植物体及其排泄物等含有的能量。生物质能的利用有多种方法，如直接燃烧发电、微生物发酵产生沼气、生物发酵制取燃料乙醇，油料作物直接利用和制取生物柴油等。我国有丰富的生物质资源，近两年，生物质能源在我国受到越来越多的关注，生物质能源利用也取得很大成绩，生物质能源利用技术体系和生物质能源产业体系逐步形成。
1.沼气产业初具规模
沼气利用是我国发展历史最长、产业最为成熟的生物质能利用产业。经过多年的研发和推广，户用沼气已形成较完善的产业链，沼气池不仅寿命达到20年，且形成了具有地域特色的沼气综合利用模式.我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，充分实践了“资源—废弃物—再生资源”的循环利用模式，已成为农村经济新的增长点，符合建立资源节约型和环境友好型社会的标准。
2．生物液体燃料已经起步
通过生物质资源生产的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液体燃料的主要品种。1998年以来，以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。由于玉米价格不断攀升以及陈化粮逐步消耗，本着生物质液体燃料的发展需要严格遵循“不与人争粮，不与粮争地”的原则，2007年国家开始禁止发展粮食乙醇项目，将燃料乙醇生产转为以薯类、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技术上，强调以边际性土地生产生物质能源原料，以纤维素为原料的第二代乙醇生物燃料技术，已开始初步商业化。
二、我国生物质能源技术开发的主要进展
1.生物质发电技术
生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体,从战略需求出发,各国都加大投资力度进行开发利用。生物质发电技术主要包括:直接燃烧发电、与煤混燃发电、气化发电以及沼气填埋气发电等。大规模的生物质直燃发电技术效率较高,但要求生物质集中、数量巨大,因此大规模进行收集或运输,电站运行管理成本较高。小规模直燃发电技术则效率较低。直燃发电技术在国外已进入推广应用阶段,大部分用于林业废弃物的处理。生物质直燃发电技术在我国尚未形成系统性研究,许多问题亟待解决,如秸秆中含有较高的氯及钾、钠等成分,其灰熔点较低,容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面,严重影响生物质燃烧锅炉的换热,甚至造成腐蚀。目前国内在建的生物质直燃电厂主要依靠国外引进技术,关键设备基本是直接进口或在国内委托生产,既没有自主知识产权,设备价格也很高,电站建设成本达1.2万元/kw,发电成本太高已成为我国秸秆直燃发电产业化的主要障碍。生物质直燃的另一种方式是生物质和煤混合燃烧发电技术,该技术规模灵活,经济性较好。
2.生物质液体燃料技术
生物质液体燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物质裂解油和生物质合成燃料等。近20年来,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉类原料制取燃料乙醇,利用动植物油脂制取生物柴油的技术已经逐步实现商业化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液体生物燃料已经逐步应用于国内外工农业生产,成为石油燃料的有力补充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以粮食、油料种子为原料,须占用大量耕地,与国家粮食安全存在矛盾,不可能在我国进行大规模生产,因此,近年来生物质液体燃料的原料开始从粮食作物向非粮作物以及农林废弃物转变。美国和欧洲开始大量投入,开展以纤维素和木质素等为原料生产生物质液体燃料的技术路线和工业实践,预计在6~10年内将有重大突破。从资源可持续供给和取得根本性技术突破的角度看,生物质热解液化、生物质气化合成燃料具有更加宽泛的资源基础和广阔的发展应用前景,与纤维素燃料乙醇一起通称为第二代生物质液体燃料。我国的第二代生物质液体燃料技术尚处于实验研究阶段,加大其研发示范力度,对尽快实现我国中远期规模化替代石油资源具有重要的科学和现实意义。
三、制约我国生物质能源产业发展的主要问题
1.资源“瓶颈”
目前，我国生物质能源产业面临着极大的原料供应问题。如，发酵原料来源单一，限制了沼气工程的规模化；非粮原料无法全年供应，影响了非粮乙醇生产全年均衡生产；而陈化粮等糖类原料产量有限，难以支撑庞大的乙醇燃料工业体系；生物柴油也面临缺乏适宜非粮边际土地及相适应植物新品种，尚无提供大量原料能力的尴尬境地。要根据技术发展分阶段、分等级实现生物质资源的多元化利用，近期以废弃物综合利用为主，中期以废弃物和能源作物为主，远期以能源植物或藻类资源为主，使其开发利用达到最大化。
2.产业模式
一是管理模式存在缺陷，缺乏科学的原料评价体系以及技术规范，生物柴油无法进入运输燃料系统；二是项目模式有待改进，对小型项目配套政策没有跟上，使其操作成本高，立项过程复杂；三是经营模式不够完善，民间资本难以进入，投资风险比较高。
四、推动我国生物质能源产业发展的政策建议
1.将生物质能源置于保障国家能源安全的高度给予支持
生物质对我国能源和资源供应战略安全有着重要意义，应将其放在保障国家安全的战略高度给予支持，并在政策上给予一定的倾斜。此外，建议根据生物质能源产业发展的需要，对相关激励政策进行完善和修改，把与能源生产有关的环境成本和社会成本全部考虑进去，实行全成本定价办法，制定合理的生物质能源产品价格补贴政策、强制性生物质液体燃料收购政策、鼓励生物质液体燃料消费的政策。
2.着力于加强生物质能源科技创新
生物质能是我国未来可持续发展的重要可再生能源之一，产业化过程是长期持久的，因此，拥有相关自主知识产权的核心技术是稳步可持续发展的关键。政府应鼓励国产化技术的推广，对采用国产化技术的单位进行补助，调动其自主技术研发和应用的积极性，建议设立专项资金支持生物质能源的技术创新，从根本上奠定生物质能源大规模替代的基础工作；建立专项资金为中小型生物质能企业提供政策性担保，支持生物质能源的产业化进程，推动分散式生物质能源产业体系的形成。
结束语
我国生物质资源开发以有机废弃物和利用边际性土地种植的能源植物作为主要原料来源,从长远看,能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础。生物质能源产业作为一个正在兴起并富有巨大前途的新型产业。发展生物质能源产业有利于破解能源危机，更有利于环境的保护。
参考文献
[1]潘高颖,郭玉志.生物质能受追捧政策与资金力挺沼气产业[n].上海证券报,2012．
[2]方行明．生物能源与农村产业革命[J]．中国农村经济，2005．
生物质燃料定义篇6
关键词:新能源;生物质;生物质能;可再生能源
中图分类号:tK6文献标识码:a文章编号:1005-569X(2009)10-0031-02
1引言
现代社会,人类每天都在大量消耗着煤炭、石油、天然气,而这些能源具有不可再生性。因而,能源的巨大需求与供给的严重不足形成尖锐矛盾,并成为人类社会向前发展的巨大障碍。开发新能源,成为人们普遍关心的重大课题。风能、太阳能、核能、生物质能等新能源的开发以及节能环保技术的研发,成为世界各国政府发展能源的主要方向。基于我国的基本国情,发展生物新能源,具有广阔的前景。
2关于生物质新能源
顾名思义,生物质指所有的动、植物和微生物,是通过光合作用而形成的各种生命有机体。生物质能源,就是贮存在生物质中的、以其为载体的能量。它直接或间接来源于植物的光合作用,可转化为固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭、可再生。生物质能来源于太阳,所以,从广义上讲,生物质能是太阳能的一种存在形式。
自古以来,生物质能就是人类赖以生存的重要能源,进入现代社会,依然是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气,在整个能源系统中占有重要地位,极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分。根据生物学家测算,地球每年产生1800多亿吨生物质,其中陆地每年产生1000～1250亿吨生物质,海洋每年产生500～600亿吨生物质。生物质能源的年生产量,远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍,人类只利用了其中的不到二十分之一。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林牧业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的,有农作物的秸秆、木屑、薪柴等;间接作为燃料的,有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的1800多亿吨生物质储藏的能量,约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是远远未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低下,影响生态环境,我们必须对过去的种种生物质能使用方式进行改造,用现代高科技手段,更加有效地利用生物质能,如通过生物质的厌氧发酵制取甲烷、用热解法生成燃料气、生物油和生物炭、用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物等等。
有关专家估计,到下世纪中,采用新技术生产的各种生物质替代燃料,将占全球总能耗的百分之五十。目前,生物质能技术的研究与开发,已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”、美国的“能源农场”和巴西的“酒精能源计划”等,其中生物质能源的开发利用,占有相当的比重。目前,国外的生物质能技术和装置,大多已达到商业化应用程度,实现了规模化、产业化经营。以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美国,生物质能发电的总装机容量已超过10000mw,单机容量达10～25mw;美国纽约的斯塔藤垃圾处理站,投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,回收沼气,用于发电,同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的百分之五十以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,建立了1mw的稻壳发电示范工程,年产酒精2500t。
3我国发展生物质新能源的意义与展望
近年来,我国许多地方投资兴建城市垃圾焚烧发电场、乙醇汽油、生物柴油、速生热效(能源)草发电项目并取得成功,标志着生物质新能源的开发已经进入实质性阶段。
中国是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的国家,尤其是近30年的快速发展,付出了能源过度消耗和环境破坏的巨大代价,进入21世纪,将面临着经济增长、能源短缺和环境保护的多重压力,而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约,限制二氧化碳等温室气体排放,这对以煤炭为主要能源的中国是很不利的,因此,改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源,对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
我国农村地区广大,是生物质的主要分布区域,开发利用生物质能,对中国具特殊意义。中国百分之八十的人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有主要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标准煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标准煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。到2008年底,我国用上沼气的农户不到3000万,而同期农村使用液化天然气和电炊具的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长率达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见,随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式,已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能高新转换技术,不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程,满足农民富裕后对优质能源的迫切需求,同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用,甚至向城市工业生产、居民生活供应能源。由于中国地广人多、生物资源丰富,常规能源不可能满足广大农村日益增长的能源需求,立足于农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。如果沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等生物质能在我国得到广泛应用,将产生巨大的能源效益。
4结语
自20世纪末以来,能源危机困扰各国政府,可再生能源和节能技术成为了各国积极发展的优先选择,对于发展中的中国,解决能源问题更显迫切,而发展生物质新能源,应是解决我国能源难题的刻不容缓的行动策略!
参考文献:
生物质燃料定义篇7
关键词：热点事件；认知冲突；数据佐证
苏教版《化学2》“燃料燃烧释放的热量”教学内容描写简洁，文字浅显。选择何种教学情境，能蛞痪扯嘤茫既能吸引学生积极参与对话，又能将有关热值、能源选择的学科知识融合其中，达到情理相融，寓理于境，取得良好的教学效果。正是基于这样的思考，笔者在本节内容的教学中选择“学校迁建过程中食堂、宿舍中能源物质确定为教学载体”，组织实施教学，不仅把极易忽视的考点知识教活了，而且还充分让学生做了一回能源工程师。
一、教学分析
（一）教学内容的理解
化学是研究物质组成、结构和性质的学科，其教学意义有二：一是研究物质之间的转化关系，合成制备新物质；二是研究化学反应中的能量变化，解决生产生活中的能源选择问题。“燃料燃烧释放的热量”就是这样一节内容，让学生了解化学能转化为热能供生产和生活使用，和我们的生活息息相关。文本内容可以分解为三点：①热值的概念；②从化学键的断裂与形成认识化学反应中能量的变化；③化石燃料使用时利用率低、环境污染问题及其解决方法。基于教学内容和教学意义的分析，遇到两个困惑：一是找什么教学情境，设计教学主线，把知识点有机地串联在一起，以便学生能够更好地理解和应用；二是能源物质的选择问题，各种燃料本身和使用有哪些优点和缺点，如何选择合适的燃料供热？适逢泰河中学搬迁，于是笔者以解决新校舍食堂和宿舍的供热问题为明线，以知识、方法和情感价值观为暗线，二者相互结合，既达到吸引学生的效果，又通过解决生活中实际存在的问题，让学生得到学以致用的实践。
（二）教学目标的确定
新课程标准以知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观为三维目标。根据这节课的特点，应弱化知识与技能这一目标，凸显后二维目标的培养。在学习过程中要通过多种手段，使学生学会从环保、成本、科技等角度综合考虑[1]，逐步树立环保意识、优选意识、成本意识和研发意识。基于课程标准和教学构想，确定以下教学目标：一是通过各种燃料的比较了解热值的概念及表示的意义，并与前面学习的反应热相比较；二是以氢气的燃烧为例从化学键的断裂与形成理解化学反应中的能量变化；三是提高化石燃料利用率和解决环境污染问题的方法；四是从能源的选择感受科学、技术、经济与循环应用对社会发展的意义；五是了解新能源及开发中关注的视角。
（三）教学过程中的明线与暗线设计
科学的教学明线与暗线设计，能准确地将知识、方法和情感价值观融入到情境明线之中，学生和老师在解决某一情境问题过程中，获取对化学知识和原理的理解与运用[2]。正是基于这样的理解，在“燃料燃烧释放的热量”教学设计时，设计了表1的四条交融的教学线。
二、教学过程与课堂实证
（一）方案提出
良好的开端是成功的一半，能否快速把学生引入课堂情境，激发学生思考是教学成功与否的关键之一。本节课，笔者选用了新校舍迁建过程中食堂与宿舍供热能源选择为情境，请学生为工程师提宝贵建议。每一位学生都对新学校感兴趣，也都了解一些生活中常见的能源物质，能说出几种，但到底选择哪一种？为什么选择这种？还可以选择什么替代能源？每一位学生都愿意陈述自己的选择，而且还努力证明自己的选择是合理的。此时的外在（氛围）参与度和内在（思维）参与度同时得到激发，我们期望的学习正在发生。下面是课堂中师生在引课环节的对话。
师：同学们，你们知道泰河中学要搬迁吗？
生：知道，要搬到春晓去……（议论纷纷，很热闹）
师：（ppt展示图片）这是泰河中学新校舍的设计效果图，这是我们的食堂，这是我们的宿舍（图片特写）。吃住都有一个很重要的问题要解决――供热（ppt展示烧饭、炒菜、洗衣服图片），那么工程师们要选择哪种物质供热呢？请同学们为工程师提宝贵建议。
生：燃煤，石油，天然气，电，太阳能……（很热闹）
师：很好，能源种类很多，选用哪种能源比较合适呢？为什么？
（ppt投影）困惑：选用哪种能源比较合适呢？
通过上面几个问题，学生的注意力迅速聚焦在能源物质的选择上，快速地进入教学主题，开始积极地进行思考。
由此我们可以看到，学生对热点事件比较关注，尤其是与自己生活相近或相关的问题。我们可以让这些事件进入课堂，轻松地开启他们的话匣子。
（二）方案设计
美国著名教育心理学家奥苏贝尔在他的《教育心理学・认知观》一书的扉页上写道：“假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话，那么我将一言以蔽之，影响学习的唯一最重要的因素就是学习者知道了什么，要探明这一点，并据此教学。”就是说在教学新的知识之前，教师要尊重学生的已有认知和生活经验，找准学生认知的起点，在教学中顺应学生的认识需求。基于这一点，笔者对热值概念的教学进行了以下的设计。
提出问题：选用哪种能源比较合适呢？学生都说是氢气。当问学生选择依据时，学生说是氢气的热值最大，自然引到热值的话题，还有学生翻开教材37页的表格数据佐证。那么和我们前面学习过的用来表示燃烧反应的反应热有什么不同呢？学生回答是单位不同，反应热单位是kJ・mol-1，而热值的单位是kJ・g-1，单位不同就显示出所代表的意义是不一样的，顺利地得到热值的概念，而且通过比较我们还知道了两者之间的联系，相互之间可以转化。热值概念的学习并没有到此结束，如果说此前是概念记忆，那么其后在以氢气的燃烧为例从本质上去认识化学反应释放的能量这一环节便是对概念的理解和运用。通过键能计算反应放热，让学生书写热化学方程式，得到反应热，再进行转化得到每克氢气燃烧能放出多少热量，通过实例加深了质量与热量关系的理解，使学生对热值概念的理解得到巩固。而且在这一环节，学生要明确吸、放热，能正确计算化学键的数量才能正确计算反应热，与已经学习过断键吸热和成键放热的知识基础，质量与物质的量之间的转化计算密切相关。
如果说教学进行到这里学生已对热值和反应热之间的关系有了很好的了解，那么接下来学生计算出来的热值与教材中给定值不一样时，引来质疑眼光，更是利用冲突引发对概念学习的再思考，重新审视热值概念，确认反应热与物质状态的关系。
（三）方案比较
课堂教学中有预设的冲突和生成的冲突，当知识冲突发生时，往往会促进不同类型知识之间的碰撞和互动，使那些原本分散的差异化知识得以重组和整合，同时冲突也会在学生之间产生一个契机，促进大家必须转换已有视角，才有可能理解对方意见或缩小彼此的差距，这种视角的切换孕育了构建新知识的可能性[3]。所以利用好知识冲突，可以激发学生的思维活力，建立新的知识结构，将思维引向深入。
例如：让同学们计算“2H2（g）+o2（g）=2H2o（g）”反应过程中吸收和放出的能量与反应热的关系。
生：吸收能量1370.8kJ・mol-1，释放能量1851.2kJ・mol-1，最后得到反应放出能量480.4kJ・mol-1。
师：请大家根据刚才计算的情况，书写热化学反应方程式。
生：板演：2H2（g）+o2（g）=2H2o（g）ΔH=-480.4kJ・mol-1。
：那我们能根据这个热化学方程式得出每克氢气燃烧释放的热量吗？
生：120.1kJ・g-1。
（学生议论：计算结果与《化学2》第37页表2-4中氢气热值143kJ・g-1数据矛盾）
师：为什么？
生：（议论）状态不一样，这里生成的是气态水，表格中生成的是液态水，所以放出更多的热量。
师：完善热值概念，完全燃烧生成稳定物质所释放的热量。
这里的知识冲突一来可以让学生认识到物质状态不同，反应热是不一样的，说明反应热与温度、压强、物质状态和反应程度有关；二来认识到热值中氢气完全燃烧释放的热量应是生成液态水，对热值概念进行了完善。在冲突中既引发了学生思考，又在解决问题中理解知识和原理。
如果说关于“2H2（g）+o2（g）=2H2o（g）”反应放出热量的计算是科学原理的学习，那么关于燃料的比较与选择则又回到生活世界，将科学原理应用到生活之中，解决现实问题。下面就是和学生一起接着讨论生活世界的能源选择问题。
例如，我们从热值上得到了氢气是最理想的能源，那么在实际生活中，我们选用氢气吗？课堂上异口同声地回答不选，那是为什么？从中认识到氢气的制备、储存和使用时的优缺点，看到了事物的两面性，学会全面思考问题，自然踏上了继续寻找能源之旅。那么不用氢气用什么呢？用天然气！班上又是异口同声。因为同学们看到天然气热值排在氢气后，而且现在（当地）大部分家庭都用天然气作燃料，此时老师引导学生比较一下我国能源构成现状（图2），其他化石燃料是否也可以呢？燃料使用还需要考虑哪些问题？自然过渡到综合成本的比较（表2）。选用直观的数据佐证，一目了然，发现煤炭费用更低，此时再问选择燃料时，班上的同学就有了分歧，一部分说是煤炭，一部分说是天然气，利用这个做选择问题，学习自然过渡到化石燃料的使用时带来的污染和解决方案设计，一气呵成。
（四）方案确定
教师在教学中要注重培养学生终身的学习动力和能力。教导学生，不能只停留在此地、此刻，万事万物都在不断的变化之中。教师应该给学生发展的眼光去看待问题，这是终身受用的思维方式。在本堂课中我们通过各种方案比较，综合考虑解决实际问题――用天然气作为新校舍食堂的能源供应，用太阳能和电能组合作为新校舍宿舍的能源供应，那么未来呢？是否还可以用天然气、太阳能、电能？让学生看到新能源的发展趋势，看到技术的不断改进，看到实验室的成果经过技术突破不断应用到生活中，成为我们生活的一部分，所以我们要敢想，要敢创造，说不准天马行空的想象在未来的某一天就变成了现实。
三、教学体会
江苏教育科学研究院的研究员倪娟老师曾经就教学情境的创设问题发表过这样的观点：衡量一个教学情境好坏的重要指标是，这一情境是否得到了多次而巧妙地使用[4]。在此课堂中，我们始终围绕着新校舍食堂的能源选择问题，从问题的提出、方案的提出、方案的比较到最后方案的确定，师生都沉浸在工程师的角色体验当中，课堂气氛活跃，体验科学知识在生产生活中的意义。
课堂上学生思维和行动都参与进来，积极主动地向老师和同学表达了自己的选择与理由，如同一群工程师正在为学校食堂和宿舍能源的选择进行论证，美中不足之处是教师对讨论的组织不足，如果教师的作用更加隐蔽且富有创意，学生或许会发挥得更加淋漓尽致。
参考文献：
[1]施丽华.精心进行学习设计将环保意识渗透课堂――“燃料燃烧对环境的影响”教学设计[J].化学教与学，2012（10）：74-77.
[2]王国峥.例谈化学课堂教学设计的“主线”与“暗线”[J].中学化学教学参考，2014（3）：12-14.
生物质燃料定义篇8
而在生物质能这个行当中，燃料乙醇又算得上最默默无闻的一个。当生物质发电项目陆续上马，企业出现大面积亏损与政府出台补贴政策交相辉映之时，因商业化过程中存在技术、经济性风险以及原材料“与民争粮”的桎梏，燃料乙醇被迫沉寂了多年。
而今，跨越技术性和经济性这两道鸿沟后，新一代燃料乙醇（纤维素乙醇）技术粉墨登场。与第一代燃料乙醇（粮食乙醇）相比，除了减少对化石燃料依赖和温室气体的排放方面能锦上添花，纤维素乙醇更解决了原料来源难题，其生产成本也将有更强的竞争力。
燃料乙醇递变史
作为燃料，乙醇（俗称酒精）历史悠久当仁不让。鲜为人知的是：早在1896年，亨利・福特HenryFord便制造了第一辆使用纯乙醇作为燃料的汽车“Quadricycle”，并在其后的第12年即1908年制造了著名的t型轿车，该车实际上可使用乙醇、汽油以及用两者以任意比例混合而成的燃料，是名副其实的最早的灵活燃料汽车FFC（Flex-FuelCar）。现在的美国硬地赛车也是100%使用乙醇燃料。在中国，乙醇作为车用燃料同样历史悠久：解放前，在汽油匮乏的时候，乙醇更是成为不可或缺的替代品。
世界乙醇燃料行业经历了几个发展阶段：第一次大规模使用是在第二次世界大战期间。二战结束以后，由于乙醇燃料的生产成本大大超出来自石油的燃料，应用大幅度下滑，直到七十年代由于opeC石油禁运引发的全球性经济危机开始后，以巴西、美国为首的燃料乙醇工业开始复苏，尤其是巴西开始大规模地使用乙醇作为车用燃料，并将发展燃料乙醇作为一项基本国策。
上世纪末本世纪初，由于在地表水中发现mtBe，而且mtBe开始被认为是一种长期存在于地表水中潜在的致癌物，美国的一些州开始禁止使用mtBe。2000年，美国联邦环保局建议禁止使用mtBe。2003年，美国的加利福尼亚州、纽约州和康涅的格州等开始使用乙醇替代mtBe作为抗爆剂，进一步促进了乙醇的需求和生产。
同期，由于公众对空气质量和健康越来越关注，世界对减少温室气体排放的呼声日益渐高。美国的汽油和柴油消耗占其温室气体排放总量的41%，燃料乙醇作为迄今为止惟一一种可大规模生产的替代交通燃料的可再生能源再一次得到了美国政府和公众的关注。
2004年，美国就业机会法案推出联邦营业税减免办法，乙醇的混配可得到乙醇营业税减免。2005年，美国总统布什8月签署了新的能源政策法案（epaCt05），制订了可再生燃料标准（RFS）要求使用乙醇和其它生物燃料，并且对e85加油的基础设施给予税收鼓励。从法律高度激励可更新能源的开发利用。该法案规定到2007年，美国总供给可再生燃料的供应量应达到47亿加仑/年（约1400万吨/年）；到2012年应达到75亿加仑（2200万吨/年）。这几项政策的出台给美国的以玉米为原料的乙醇工业的发展带来了非常好的发展契机，同时也引发了以美国为首的世界燃料乙醇发展的又一次高潮。
尽管乙醇作为燃料的大发展是美国带动的，但中国同样不落其后。随着中国经济的持续高速发展，对环境保护的关注以及对原油进口依赖的担心越来越深入人心，利用可再生能源又上升为国家战略。因为关系到国家的长期可持续发展，利用可再生能源不仅成为以美国、欧洲为代表的发达国家的基本国策，也成为中国的基本国策。
而基本与美国在同一时期，中国开始关注燃料乙醇产业，并且中国与西方国家也是基本相同的出发点：一方面减少对进口原油的依赖，另外一方面来探索低碳，减少污染。但在当时，中国还有一个特殊性。因为当时乙醇都是从粮食生产而来，中国通过使用燃料乙醇，增加农民收入，将农业与工业很好地衔接起来。
2000年9月，根据国务院领导批示精神，由原国家计委为组长单位，牵头组建了原国家经贸委、中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司为副组长单位以及有关部门和相关单位参加的推广使用车用乙醇汽油工作领导小组，建立了联席会议制度。遵循“定点生产、定向流通”的原则按系统工程推进燃料乙醇的生产和应用。
“十五”期间，国家批准建设了4个生物燃料乙醇生产试点项目，形成生产能力102万吨/年，其中黑龙江华润酒精有限公司（现为中粮生化肇东有限公司）10万吨/年、吉林燃料乙醇有限公司30万吨/年、河南天冠燃料乙醇有限公司30万吨/年和安徽丰原生化股份有限公司32万吨/年。2004年2月，经国务院批准，在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省及河北、山东、江苏、湖北4个省的27个地市开展车用乙醇汽油扩大试点工作。此举被评价为“中国可再生能源发展的一个里程碑事件”，中国也一跃成为当时世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国。
2006年1月，国家颁布实施《可再生能源法》；2007年6月，《中国应对气候变化国家方案》正式颁布。《方案》决定优先发展太阳能、风能以及生物质能在内的可再生能源。2007年9月，国家发改委又在的《可再生能源中长期发展规划》中指出，要逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例，力争到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%左右，到2020年达到15%左右。这是各种可再生能源发展的一个量化目标。根据此规划，燃料乙醇的生产和使用在2010年要达到200万吨/年，到2020年将达到1000万吨/年。
跌跌撞撞的产业化
然而，发展燃料乙醇并非一帆风顺。2007年前后，因为气候变化等种种原因，粮食价格一度飞涨，尤其是东南亚出现的粮食危机更加举世瞩目。粮价的上涨，造成了乙醇的价格飙升，更引起了大家的担心：用粮食生产燃料乙醇会不会出现问题？
据了解，除了巴西的乙醇使用甘蔗作为原料之外，世界上主要的燃料乙醇生产国，美国、中国、加拿大均使用粮食作为主要原料。美国90%以上的燃料乙醇装置都是使用玉米作为原料；加拿大主要使用玉米和小麦。中国与加拿大相同，在第一批试点的四个燃料乙醇项目中，有三个（黑龙江华润、吉林燃料乙醇、安徽丰原生化）用玉米生产燃料乙醇，而河南天冠则是用小麦作为主要原料。尽管按照国家当时的规划，考虑到利用部分陈化粮，因为陈化粮每年都需要轮转，但在粮食危机的重压之下，利好已被大大削弱。
粮食乙醇的叫停，却使以纤维素乙醇（第2代乙醇）得到了空前的关注。实际上，利用纤维素来转化乙醇并不是一个新课题。早在1898年，德国出现了世界上第一套纤维素乙醇生产装置，该装置以废木料为原料，稀酸水解纤维素生成葡萄糖，糖发酵生产乙醇。
中国早期也进行过纤维素乙醇的生产，20世纪50年代，林业部门从前苏联引进植物纤维水解技术及设备，开展了木材稀酸、浓硫酸水解以及机械化学法水解等多种工艺研究。本世纪初以美国带动的二次乙醇燃料建设掀起高潮后，纤维素乙醇技术的开发又重新被提上紧迫的议事日程。
以美国为首的发达国家清楚地认识到：燃料乙醇的将来是纤维素乙醇。美国前总统小布什多次强调要大力开发纤维素乙醇技术，采用农业废弃物、林业废弃物以及能源作物生产纤维素乙醇逐渐替代粮食乙醇。美国政府制定了专门针对纤维素乙醇的政策，并大量投入资金支持该产业的发展。2007年美国国会通过《能源独立和安全法》，以立法形式规定了纤维素乙醇的使用目标，2022年可再生燃料的使用量要达到360亿加仑（1.1亿吨），其中纤维素乙醇160亿加仑（4800万吨）。
欧盟要求到2020年生物燃料要占全欧洲的运输能源的10%。同时，作为哥本哈根大会的签约方，欧洲各成员国政府也有义务实现大会提出的新目标，即到2020年实现减排10%。欧洲在其促进可再生能源使用的指导（renewableenergydirective，ReD）中虽然没有制定第二代生物燃料的使用目标，但规定到2013年生物燃料在交通运输中相比于化石燃料温室气体减排35%，2017年减排50%，2018年减排60%，并且规定生物燃料原料不能来源于自然保护区、生物多样性地区等生态脆弱地区，同时要求生物燃料发展不能对环境产生新的影响。要达到这些目标，利用粮食基生物燃料远远不能满足其要求，因此以纤维素乙醇为代表的第二代生物燃料也是欧盟的必然选择。
2005年前后，全世界掀起了纤维素乙醇开发的高潮。一时间仅在美国，就有20多家高科技公司在进行纤维素质生物材料转化的研究。美国政府2007年投资10余亿美元，其中3.75亿美元用于建立3个生物能源研究中心，吸引一流大学和研究机构参与相关的基础研究，另外利用3.85亿美元吸引企业参与此项产业发展，并建立6个万吨级以上的纤维素生物炼制厂建设。包括Shell,Bp等在内的世界上主要的石油公司也纷纷直接或间接地参与，投入了大量的资金。
2008年美国粮食、资源、能源法案（Food，Conservationandenergyactof2008）中规定将提供10亿美元资助生物燃料和生物能源项目，专门针对第二代生物燃料的条款，其中包括对纤维素生物燃料提供0.27美元/升的税务补贴，为生物燃料项目提供贷款等优惠政策。
2009年以来，尽管美国面临严重的经济危机，新任能源部长朱棣文仍宣布从经济复苏计划中追加近8000万美元用于先进生物燃料研发和产业化。
西方的其他发达国家也不甘落美国之后，加拿大提供4.3亿美元建立nextGenBiofuel基金以促进新技术的开发。澳大利亚拿出1200万美元资助第二代生物燃料开发。欧盟在其Fp7（SeventhResearchFrameworkprogrammeofeuropenCommission）建立了25亿美元的专项资金以资助包括纤维素乙醇的10个第二代生物燃料项目。
福岛“核震”后的机遇
中国的燃料乙醇生产企业、科研院所等，也先后开始了对纤维素乙醇生产技术的开发。产业界看到的首先是纤维素乙醇的广阔前景。根据我国《可再生能源中长期发展规划》，到2010年年底，燃料乙醇的生产和利用要达到200万吨，2020年要达到1000万吨。这就意味着，未来10年中国还需要生产800万吨燃料乙醇。结合2007年的乙醇产业新政，这800万吨的纤维素乙醇都必须用非粮作物生产，而中国恰又具有非常丰富的农业废弃物资源。行业数据显示：到2020年，中国可用来转化成燃料乙醇的农业废弃物可达到2亿吨，可以支持5000万吨燃料乙醇的生产。如此，纤维素乙醇的出现不仅对于国家能源安全、环境保护非常有利，对农民增收也大有裨益。
生物质燃料定义篇9
如何破解这一难题，中国能源出路在哪？发展新能源成为共识，这对于发展新能源的企业无疑也是新的掘金机遇。
能源紧缺
去年，能源的紧要性在湖南演绎到了极致。
年初因冰雪灾害造成南大门郴州大面积断电，引发“电慌”。年中省会长沙又陷入了严重的“电荒”，屋漏偏逢连阴雨，火电又有燃“煤”之急。
为破解能源困局，湖南省省长亲任调煤保电工作领导小组组长。
据悉，湖北、江西、山东等其他省份同样存在类似情况，省长、市长亲自带队到山西、河南等产煤大省求煤、抢煤的故事比比皆是。
事实上，电煤紧张的局面从2003年起就一直消长不断。
尤其是在2008年的夏天，需电高峰期。全国各地纷纷拉闸限电，就连产煤大省山西也不例外。
在一些地方，“煤电”问题突出，能源紧缺严重制约了当地经济发展。
资料显示，我国的石油资源量占世界的3.5%，人口却占世界的22%：我国水资源总量占世界水资源总量的7%，人均水资源拥有量仅为2200立方米，只及世界平均水平的1/4，被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一；我国工业用水浪费十分严重，万元工业增加值取水量达90立方米左右，是世界平均取水量的2.5倍，为发达国家的3-7倍；土地资源占世界的6.8%，却养活了占世界22%的人口。
恰好我国正处在工业化、城镇化加快的重要阶段，国际经验表明，这一阶段恰恰又是能源的强消耗阶段。
与世界的差距
鉴于能源的重要性，研究与规划新能源也在全世界紧张地进行中，各能源需求大国想方设法研究新能源来解困，用新能源逐步取代传统能源。
资料显示，欧盟2007年年初提出了生物燃料不得少于运输燃料10%的目标。美国2007年底提出到2022年以1.08亿吨生物燃料替代20%运输燃料的目标及逐年计划。印度也于2008年10月将乙醇在汽油中添加比例由5%提高到10%，预计到2017年这个比例要达到20%。
对比各国规划，我国规划2020年以液体生物燃料替代运输用石油只占2%，只是欧盟的1/5，美国的1/10。
而相比而言，中国石油能源比欧美国家更趋紧张。
让人深思的是，中国生产生物燃料的原料并不比欧美国家贫乏，发展技术也并不存在实质性的障碍，在新能源研究这块，经过多年的沉淀，中国已经拥有了比较成熟的技术。
原因究竟在哪？
“两会”期间，全国工商联在其上交的《关于促进我国生物燃料产业发展的提案》里认为，除了国家规划严重滞后以外，还存在原材料供应问题严重，转化技术比较落后和资金投入明显不足息息相关。
据他们调研得知，目前生物燃料的原材料生产的投入基本都是企业行为，由于缺乏基础设施配套，成本很难控制。而生物燃料的原料生产主要在“三农”，产值的六成在“三农”，发展能源农业在促进农业发展、农村城镇化、农民增收致富和解决剩余劳动力方面具有很大现实意义。然而，目前生物燃料产业似乎与农业关系并不大。没有把握建设新农村这一机遇将生物燃料产业植入农业。
再者，目前我国的燃料乙醇主要是利用糖和淀粉发酵来制取，技术比较成熟，但被誉为“第二代燃料乙醇技术”的纤维素发酵制乙醇技术进展缓慢，与国外差距较大。国外在利用环境非常友好的酶催化技术制取生物柴油方面进展迅速，并且在通过基因工程促进原料高产方面也有长足进展，相较而言，我国的生物柴油技术进展缓慢。
其次，生物燃料的生产属于高新技术和新兴产业，其技术研发和市场培育需要大量资金投入，但目前投融资渠道较为单一，国家及地方政府财政投入严重不足，部分领域研发能力弱，技术水平较低，制约了技术创新和产业化发展。另外，原材料的种植是一项很大的系统工程，单个企业很难实现，这就需要国家相关部门、地方政府、企业等形成一个合作机制，共同推动产业发展。上述存在的主要问题，也成了业内人士和民间的共识。
一业内资深人士表示，目前的现状是专家手里掌握大量的技术，但难以转化。
其实，近年来，市场对于新能源技述的渴求特别大。湖南一知名企业家在得知葛根可以产汽油后，马上告知本报记者，并表示在当地含有丰富的葛根，如果技述转化成熟的话，效益与对社会的贡献可想而知。
破局
一方面，在工业化进程中，对能源的需求越来越大；另一方面，中国现有的类似于煤、石油等传统能源有限。
如何破解这一困扰多年的难题成了当下各界关注的焦点。
发展太阳能和风能等新能源，已经取得了不俗的成绩，像皇明太阳能，这些给跟其它新能源的发展提供了参考。
全国人大代表、武汉凯迪控股投资公司董事长陈义龙一直非常关注生物质能这一新能源。
据悉，本届两会他上交了两份议案，其中一份就是关于生物质能的，在提案中他建议国家拿出3000亿资金把我们国家目前农业和林业的废弃物每年3亿吨的秸秆利用起来进行能源开发。
他认为，生物质能源在低碳经济中是其他任何可再生资源无法替代的资源。“它是高科技，从种植到转化，未来都是我们其他的风能、太阳能、地热能所有这些再生资源都无法替代的，只有它未来可以作为替代石油的主要产品。”
同时，他认为生物质能在实施起来非常方便。
生物质能源可以建到每一个县，每一个县都可以有相应的接入系统，同时每一个县域经济都有一个巨大的电量消耗，这就对我们整个国家的节能意义十分重大。
社会各界把目光转向了新能源，且中国在发展生物质能源方面条件也较为成熟，那如何更快更有效的发展新能源？
全国工商联在其提交的提案中给出了建议，他们认为当前最紧迫需要做的是将生物燃料产业纳入基础产业的范畴，科学制定发展规划并建立产业发展体系，从根本上解决原材料的供应问题；大力促进生物燃料的研发与利用；积极完善财税扶持政策。
将粮食种植和能源种植这两种相关度极高的产业进行整合，统一进行育种、栽培、收购、调配、销售、技术等综合服务，以最大可能地降低原材料供应成本。
同时，将生物燃料技术研究纳入国家重大科技专项之中，应从原料生产、收集、储存、运输、加工转换、市场流通、终端使用等全产业链考虑，系统地制定技术促进方案。首要解决原料供应、生物燃料制取以及副产物深加工等核心难题。
生物质燃料定义篇10
【关键词】柴油机；微粒排放；微粒污染
【中图分类号】tK【文献标识码】a
【文章编号】1007-4309（2012）06-0126-1.5
柴油机自十九世纪末诞生以来，因其较汽油机燃烧热效率高、输出功率大等优点，被广泛应用于船舶、铁路、汽车、农业机械、工程机械、军事车辆和发电机组等领域，特别是在车用动力方面的优势最为明显，几乎独占重型汽车领域。柴油机目前也被认为是产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的动力机械装置之一，已经成为世界上的主流动力机械。世界各国，尤其是发达国家政府高度重视轻型柴油机的发展，采取多种措施促进乘用柴油车的应用与普及。轻型柴油车在我国存在着广阔的拓展空间，但是微粒排放问题一直是制约轿车柴油机在我国进一步发展的瓶颈。有效解决柴油机微粒排放问题，推动轿车柴油机在我国的蓬勃发展，对于减少单位功的能源消耗、降低能源耗费，削弱石油资源矛盾、保证我国的能源安全，确保国民经济持续、健康、稳定地可持续发展具有十分重要的意义。
柴油机微粒组成。尽管柴油机的HC和Co排放均小于汽油机，但微粒排放却阻碍着柴油机被更为广泛地应用，且柴油机的缸内燃烧过程中nox和pm的生成条件存在背反关系，即便通过缸内技术降低其中之一，另外一者必然升高，如图1.1所示。随着eGR技术在柴油机上的广泛应用和不断发展，nox的排放已经得到了有效地抑制。但是柴油机微粒排放的降低在目前仍然具有较大难度，柴油机的微粒排放仍是城市空气的主要污染源之一。
目前，国际上多采用美国环保局（epa）制定的微粒稀释质量法规作为评价柴油机微粒排放水平的标准，epa对柴油机排放微粒的定义是：“柴油机的排气经干净室温空气稀释后冷却至51.7℃，稀释气体流过聚四氟乙烯树脂滤纸，经滤纸过滤收集到的除非化合形态凝聚水外其他所有固体状和液体状的物质”。
柴油机排放微粒包括燃烧过程产生的颗粒，以及柴油机排气中的气态、液态和固态化学成分之间在大气条件下发生化学和物理变化产生的颗粒。柴油机排放的微粒是一种复杂聚合物，主要由四种基本物质组成：（1）固体物质（C），即干碳颗粒、俗称碳烟（soot），它是微粒聚集物的核心；（2）可溶性有机物（SoF），主要成分是缸内燃烧过程中未燃的HC（主要来源于未燃燃料和未燃油），其吸附在碳颗粒的表面，可以被有机溶剂溶解、萃取，故也被称为可溶性有机物（SoF的组成物质有近百种，多为烷烃和多环芳香烃系列）；（3）硫酸盐物质（So4），亦称为硫酸盐水合物，是柴油中的硫成分在燃烧过程中经氧化生成的；（4）灰分（aSH），是油中金属成分在缸内燃烧后的产物，主要有Ca、pS、Zn、mg、等物质。
英国Ricardo公司利用气相色谱仪研究了柴油机排放的微粒，结果表明微粒中各组分的含量为：碳41%、未燃烃7%、未燃油25%、硫化物和水14%，其他物质13%。利用电子显微镜观察柴油机排放的微粒发现：微粒外表面并不是理想的球状，而是由更微小的颗粒（0.01-0.05μm）以凝聚的形式组成链或絮状的聚合物。微粒的直径绝大多数都小于1μm，远小于一般的空气中悬浮颗粒，其危害较空气中悬浮颗粒更大。图1、图2分别为柴油机排气微粒的实际形态和结构示意图。
柴油机微粒的生成机理。柴油机微粒排放的生成机理非常复杂，其重要组成部分碳烟生成的主要原因是：缸内燃烧过程的相对高温和缺氧。柴油机的燃烧过程中，缸内状态总体上是富氧，但是整个燃烧过程为扩散燃烧，活塞上行至压缩上止点附近时，柴油以微小油滴的形式被喷入气缸内，在极短的时间内与缸内气体混合、燃烧，这一过程中缸内局部混合、燃烧的不均匀，形成局部缺氧、高温的条件，导致了碳烟生成。一般认为：最初是烃类燃料在燃烧过程中，受到气缸内的高温缺氧的影响，少量烃类燃料裂解生成碳颗粒，之后形成烧结物，同时聚合了其他多种有机物和无机物（其中的主要聚合物为SoF）。
SoF由燃料和油的未燃成分组成，这些成分大体上是在燃料难以氧化的条件下生成的，包括熄火区、燃气温度和燃烧室壁面温度较低的部位、燃气过分稀薄区域、以及在膨胀行程中燃气浓度过高的区域等。研究表明：柴油机微粒的产生原因不仅是缸内燃烧的不充分，同时还有相当部分的机油消耗和柴油品质不佳等因素影响，即微粒中包含的灰质和硫酸盐成分。
柴油机微粒的危害。微粒颗粒物的浓度、粒径大小和在空气中的悬浮时间，是衡量其对人体健康的影响重要因素。微粒直径越小，其沉积速度越低、在空气中漂浮时间就越长。由于柴油机排放的微粒直径大多在0.01μm～1.0μm之间，有些微粒的直径甚至更小的，其沉积速度会进一步减弱。英国环境保护部门的研究结果表明：直径为2.5μm的微粒在大气中的停留时间为7-30天。可见，小直径微粒在气流的作用下可能进行远距离传输、污染更远的地方、造成更大的危害。
柴油机微粒可以引起多种疾病。长期漂浮在空气中的微粒，能够通过人体的呼吸轻易地进入体内，刺激肺壁、进入血液，造成慢性肺炎、哮喘和心脏病，更小的微粒甚至可以进入人体影响内分泌系统，并对人的Dna造成损伤。微粒直径越小，对人体健康的威胁越大。美国联邦环保局进行的病毒试验证实：柴油机微粒中SoF的毒性比汽油机的大得多，吸附在碳粒表面的挥发性和可溶性物质具有诱变作用，这些诱变物质的90%以上是致癌物质。
柴油机排放的微粒除了对人体有害外，还会降低大气的能见度。微小颗粒具有很强的散光效果，还会产生消光效应，降低了物体和环境之间的对比度。研究结果表明：能见度的高低与大气中pm10和pm2.5的性质密切相关，多数微粒的消光系数是透明颗粒物的2-3倍，有些微粒甚至可以导致某些地方的能见度降低一半。此外，柴油机排放的微粒还具有腐蚀性，覆盖在材料上的微粒同其他污染物共同作用，影响材料的使用性能、造成建筑物表面污损、腐蚀暴露在外界的材料等等[38]。特别是柴油轿车多在市区或城郊行驶，城市建筑物对空气流的阻碍作用使得微粒排放消散难度加大，间接增加了柴油机微粒排放的危害程度。
【参考文献】
[1]刘巽俊.内燃机的排放与控制[m].北京：机械工业出版社，2005.