1 生物質(zhì)能簡介
植物
水 + 二氧化碳 -----> 有機體 + 氧
太陽能
生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式,一種以生物質(zhì)為載體的能量,它直接或間接地來源于植物的光合作用,在各種可再生能源中,生物質(zhì)是獨特的,它是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質(zhì)所含能量的多少與下列諸因素有密切的關(guān)系:品種、生長周期、繁殖與種值方法、收獲方法、抗病抗災(zāi)性能、日照的時間與強度、環(huán)境的溫度與濕度、雨量、土壤條件等,在太陽能直接轉(zhuǎn)換的各種過程中,光合作用是效率最低的,光合作用的轉(zhuǎn)化率約為0.5%-5%,據(jù)估計溫帶地區(qū)植物光合作用的轉(zhuǎn)化率按全年平均計算約為太陽全部輻射能的0.5%-2.5%,整個生物圈的平均轉(zhuǎn)化率可達3%-5%。生物質(zhì)能潛力很大,世界上約有250000種生物,在提供理想的環(huán)境與條件下,光合作用的最高效率可達8~15%,一般情況下平均效率為0.5%左右。
據(jù)估計地球上每年植物光合作用固定的碳達2x1011t,含能量達3x1021J,因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能,相當于全世界每年耗能量的10倍。生物質(zhì)遍布世界各地,其蘊藏量極大,僅地球上的植物,每年生產(chǎn)量就像當于目前人類消耗礦物能的20倍,或相當于世界現(xiàn)有人口食物能量的160倍。雖然不同國家單位面積生物質(zhì)的產(chǎn)量差異很大,但地球上每個國家都有某種形式的生物質(zhì),生物質(zhì)能是熱能的來源,為人類提供了基本燃料。
生物能具備下列優(yōu)點:
* 提供低硫燃料;
* 提供廉價能源(於某些條件下);
* 將有機物轉(zhuǎn)化成燃料可減少環(huán)境公害(例如,垃圾燃料);
* 與其他非傳統(tǒng)性能源相比較,技術(shù)上的難題較少。
至於其缺點有:
*小規(guī)模利用;
*植物僅能將極少量的太陽能轉(zhuǎn)化成有機物;
*單位土地面的有機物能量偏低;
*缺乏適合栽種植物的土地;
*有機物的水分偏多(50%~95%)。
生物能大致可以分為兩類——傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的。現(xiàn)代生物能是指那些可以大規(guī)模用于代替常規(guī)能源亦即礦物類固體、液體和氣體燃料的各種生物能。巴西、瑞典、美國的生物能計劃便是這類生物能的例子。現(xiàn)代生物質(zhì)包括:1、木質(zhì)廢棄物(工業(yè)性的);2、甘蔗渣(工業(yè)性的);2、城市廢物;3、生物燃料(包括沼氣和能源型作物)。傳統(tǒng)生物能主要限于發(fā)展中國家、廣義來說它包括所有小規(guī)模使用的生物能,但它們也并不總是置于市場之外。第三世界農(nóng)村燒飯用的薪柴便是其中的典型例子。傳統(tǒng)生物質(zhì)包括:1、家庭使用的薪柴和木炭;2、稻草,也包括稻殼;3、其他的植物性廢棄物;4、動物的糞便。