認識“新能源”

鄭凱鵬

當前全世界的主要能源仍然是石油、天然氣和煤。石油、天然氣資源將在2050 年前被罄盡的看法已被公認。世界上煤的資源尚能滿足100 ～ 200 年的需求，但其低碳排放的清潔利用技術還需花力氣開發[1]。這些事實表明，人類將面臨著礦物資源枯竭的嚴重威脅。為緩解世界能源供給的緊張，世界各國的科學家在不斷地尋找新能源。未來的新能源主要有風能、太陽能、波能、氫能、核能、生物質能等等，在這些能源中我認為生物質能是一種相對優越的能源。

一、生物質能具有的優點

（一）取之不盡用之不竭

生物質能是指任何可再生的或可循環的有機物質，包括所有的動物、植物微生物，以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機物質。所以，地球上只要有生物在，就會有生物質能。但是從上面的數據可以發現地球上供給的化石能源已經不多了。所以生物質能的第一個優點就是取之不盡用之不竭的。

（二）可再生的能源

生物質能源是蘊藏在生物質中的能量，是指直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉化為化學能后固定和貯藏在生物體內的能量[2]。所以生物質能是可再生能源。石油、煤炭等化石能源也是動植物的遺體經過千萬年的時間轉變而來的，這些能源是不可再生。

（三）低污染的清潔能源

生物質能源的硫含量、氮含量低，作為燃料時，對大氣的二氧化碳的凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應；剩余部分可以還田，改良土壤，并且產生極少量的有害氣體，屬于潔凈能源。雖然生物質能不能像氫能源一樣做到無污染，但是，相對于地球上現在在用的能源來說，生物質能是一種非常理想的能源了。

（四）儲存量大、分布廣

生物質資源十分豐富，目前全球每年水、陸生物質產量約為全球總能耗量的6～10倍左右。地球上光合作用每年生產約2.2×10^11t干生物質，相當于全球能源消費總量的10倍左右。另外生物質能分布廣泛。

（五）生物質能利用技術發展較快

目前，生物質能利用技術已成為最受歐盟國家重視的可再生能源技術。在各國支持可再生能源發展的政策推動下，生物質能利用技術發展很快，生物質能在能源中比例迅速提高，特別是生物質顆粒成型技術和直燃發電技術應用已非常廣泛。

二、生物質能主要應用技術

（一）沼氣技術

沼氣技術主要是利用厭氧法處理禽畜糞便和高濃度的有機廢水，是發展較早的生物質能利用技術。發達國家一直以來則主要發展厭氧技術，以處理禽畜糞便、垃圾和高濃度有機廢水。目前，印度、菲律賓等發展中國家也建設了處理禽畜糞便的大中型沼氣應用示范工程[3]。

（二）熱裂解氣化技術

目前，生物質熱裂解液化技術在美國、加拿大、意大利、瑞士、英國、荷蘭等國的研究開發居世界領先地位，已經研究出來了常規、快速、真空、閃速等十幾種熱裂解裝置，有一部分已經達到商業化階段。

（三）氣體生物質燃料

氣體生物質燃料包括沼氣、生物質氣化制氣等。中國沼氣開發歷史悠久，但大中型沼氣工程發展較慢基本處于個體小厭氧消化池的水平。

（四）液體生物質燃料

液體生物質燃料是通過生物質資源生產的乙醇燃料和生物柴油，替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發利用的發展方向。近年來，中國的生物質燃料發展取得了很大的成績，特別是以糧食為原料的燃料乙醇生產已初具規模。

（五）液體燃料技術

生物質液體燃料開發是一項備受關注的技術，因為生物質液體燃料包括燃料乙醇、生物質液化油、生物柴油等，可以作為清潔燃料直接代替汽油等石油燃料。

（六）固體生物質燃料

固體生物質燃料分生物質直接燃燒或壓縮成型燃料及生物質與煤混合燃燒為原料的燃料。生物質燃燒技術是傳統的能源轉化形式。生物質成型燃料是把生物質固化成型后采用略加改進后的傳統設備燃用，這種燃料可提高能源密度，但由于壓縮技術環節的問題，成型燃料的壓縮成本較高。

（七）壓縮技術

生物質壓縮技術將固體農林廢棄物壓縮成型，制成可代替煤炭的壓塊燃料。成型燃料主要應用于以下兩方面：一是炭化加工制成木炭棒或木炭塊，作為民用燒栲木炭或工業用木炭原料；二是作為燃料直接燃燒，用于家庭或曖房取曖用燃料。

三、生物質能主要存在的問題

（一）生態環境問題

通常認為生物質能源的利用只是把吸收于大氣的溫室氣體重新排放到大氣中，整個循環過程未對環境造成影響。事實上，現在應對溫室氣體效應主要依賴的就是生物質能夠更多地固存CO2。為了發展，人類必須消耗能源，生物質能作為化石能源的理想替代能源，必將會大規模應用。

（二）生物質轉化利用技術

當前，由于化石能源應用設備體系比較成熟，生物質能專用設備的技術研究較多的是如何將生物質轉化能源轉換到可適用于化石能源應用設備的狀態，或者對這些設備稍加改變和部分摻加到化石能源中使用[4]。這樣的生物質利用轉化技術尚未非常成熟。完整的生物能源應用體系必須發展專用設備。但是，在技術發展過程中還必須考慮到生物質資源的多樣性，因此生物質轉化利用技術成為當前的問題。

四、結語

“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生”，唐代詩人白居易早在一千多年前就為我們描繪出了生物質能取之不盡用之不竭的美好前景。生物質能源遠流長生生不息，作為一種古老而又新型的能源形式，現代科技為它的深度開發和使用開辟了非常廣闊的空間，我有理由相信，生物質能源將成為未來主要的能源，也將為人類貢獻一個更加友善和可持續發展的生存空間。

【注釋】

[1] 樊東黎.世界能源現狀和未來[J].金屬熱處理.2011（11）：119-131

[2] 劉靜，李璨.生物質能發電綜述[J].中國科技信息.2011（08）：24

[3] 王福生.生物質能的應用進展[J].科技信息.2011（15）：46

[4] 萬忠東.生物質能利用發展方向探討[J].能源與節能.2011（07）：20-21

【作者單位：浙江師范大學地理與環境科學學院】