biomass在化學(xué)中的術(shù)語(yǔ)是什么

【專家解說(shuō)】：n. (單位面積或體積內(nèi)的)[生態(tài)] 生物量 生物質(zhì)能 百科內(nèi)容來(lái)自于: 生物質(zhì)能是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能(biomass energy )，就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能的原始能量來(lái)源于太陽(yáng)，所以從廣義上講，生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式。很多國(guó)家都在積極研究和開發(fā)利用生物質(zhì)能。 簡(jiǎn)介生物質(zhì)能是太陽(yáng)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(lái)源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽(yáng)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(zhǎng)周期、繁殖與種值方法、收獲方法、抗病抗災(zāi)性能、日照的時(shí)間與強(qiáng)度、環(huán)境的溫度與濕度、雨量、土壤條件等，在太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換的各種過(guò)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(jì)溫帶地區(qū)植物光合作用的轉(zhuǎn)化率按全年平均計(jì)算約為太陽(yáng)全部輻射能的0.5%-2.5%，整個(gè)生物圈的平均轉(zhuǎn)化率可達(dá)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(dá)8~15%，一般情況下平均效率為0.5%左右。 據(jù)估計(jì)地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2x1011t，含能量達(dá)3x1021J，因此每年通過(guò)光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽(yáng)能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊(yùn)藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就像當(dāng)于目前人類消耗礦物能的20倍，或相當(dāng)于世界現(xiàn)有人口食物能量的160倍。雖然不同國(guó)家單位面積生物質(zhì)的產(chǎn)量差異很大，但地球上每個(gè)國(guó)家都有某種形式的生物質(zhì)，生物質(zhì)能是熱能的來(lái)源，為人類提供了基本燃料。 分類生物質(zhì)能依據(jù)來(lái)源的不同，可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。林業(yè)資源:林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長(zhǎng)和林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供的生物質(zhì)能源，包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運(yùn)和加工過(guò)程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物，如果殼和果核等。農(nóng)業(yè)資源:農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源是指農(nóng)業(yè)作物(包括能源作物);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物，如農(nóng)作物收獲時(shí)殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳?xì)浠衔镏参锖退参锏葞最悺? 生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水:生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成，如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機(jī)廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水等，其中都富含有機(jī)物。城市固體廢物:城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成。其組成成分比較復(fù)雜，受當(dāng)?shù)鼐用竦钠骄钏?、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)建設(shè)、自然條件、傳統(tǒng)習(xí)慣以及季節(jié)變化等因素影響。畜禽糞便:畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態(tài)生物質(zhì)(主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等)的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。 特點(diǎn)氣化燃燒鍋爐1) 可再生性 生物質(zhì)能屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過(guò)植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用; 2) 低污染性 生物質(zhì)能的硫含量、氮含量低、燃燒過(guò)程中生成的SOX、NOX較少;生物質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng); 3) 廣泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能; 4) 生物質(zhì)燃料總量十分豐富。 生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學(xué)家估算，地球陸地每年生產(chǎn)1000~1250億t干生物質(zhì);海洋年生產(chǎn)500億t干生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2007年全世界總能源需求量，相當(dāng)于2007年世界總能耗的10倍。中國(guó)可開發(fā)為能源的生物質(zhì)資源到2010年可達(dá)3億噸。隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展,特別是炭薪林的推廣，生物質(zhì)資源還將越來(lái)越多。 應(yīng)用生物質(zhì)能主要用于:沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產(chǎn)燃?xì)?、氣化發(fā)電、生產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等。 生物質(zhì)能的開發(fā)和利用具有巨大的潛力。下面的技術(shù)手段目前看來(lái)是最有前途: 直接燃燒生物質(zhì)來(lái)產(chǎn)生熱能、蒸汽或電能。 利用能源作物生產(chǎn)液體燃料。目前具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铮?快速成長(zhǎng)作物樹木、糖與淀粉作物(供制造乙醇)、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。 生產(chǎn)木炭和炭。 生物質(zhì)(熱解)氣化后用于電力生產(chǎn)，如集成式生物質(zhì)氣化器和噴氣式蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)(BIG/STIG)聯(lián)合發(fā)電裝置。 對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便、污水或城市固體廢物等進(jìn)行厭氧消化，以生產(chǎn)沼氣和避免用錯(cuò)誤的方法處置這些物質(zhì)，以免引起環(huán)境危害。 利用氣化燃燒鍋爐生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專家估計(jì)，生物質(zhì)能極有可能成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。到2007年止人類對(duì)生物質(zhì)能的利用，包括直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物、動(dòng)物糞便、垃圾及藻類等，它們通過(guò)微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計(jì)，每年地球上僅通過(guò)光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440~1800億噸( 干重 )，其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當(dāng)薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境?，F(xiàn)代生物質(zhì)能的利用是通過(guò)生物質(zhì)的厭氧發(fā)酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭 ，用生物質(zhì)制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術(shù)培育能源植物，發(fā)展能源農(nóng)場(chǎng)。 研究生物質(zhì)能的應(yīng)用到2007年，生物質(zhì)能技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國(guó)政府與科學(xué)家的關(guān)注。許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計(jì)劃，如日本的陽(yáng)光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)和巴西的酒精能源計(jì)劃等，其中生物質(zhì)能源的開發(fā)利用占有相當(dāng)?shù)谋戎亍５?007年，國(guó)外的生物質(zhì)能技術(shù)和裝置多已達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)，以美國(guó)、瑞典和奧地利三國(guó)為例，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位能源利用已具有相當(dāng)可觀的規(guī)模，分別占該國(guó)一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美國(guó)，生物質(zhì)能發(fā)電的總裝機(jī)容量已超過(guò)10000兆瓦，單機(jī)容量達(dá)10~25兆瓦;美國(guó)紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2000萬(wàn)美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發(fā)電，同時(shí)生產(chǎn)肥料。巴西是乙醇燃料開發(fā)應(yīng)用最有特色的國(guó)家，實(shí)施了世界上規(guī)模最大的乙醇開發(fā)計(jì)劃，到2007年乙醇燃料已占該國(guó)汽車燃料消費(fèi)量的50%以上。美國(guó)開發(fā)出利用纖維素廢料生產(chǎn)酒精的技術(shù)，建立了1兆瓦的稻殼發(fā)電示范工程，年產(chǎn)酒精2500噸。 意義生物質(zhì)能木質(zhì)壓縮顆粒中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，又是一個(gè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的國(guó)家，21世紀(jì)將面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。因此改變能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式，開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源對(duì)建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。開發(fā)利用生物質(zhì)能對(duì)中國(guó)農(nóng)村更具特殊意義。中國(guó)80%人口生活在農(nóng)村，秸稈和薪柴等生物質(zhì)能是農(nóng)村的主要生活燃料。盡管煤炭等商品能源在農(nóng)村的使用迅速增加，但生物質(zhì)能仍占有重要地位。1998年農(nóng)村生活用能總量3.65億噸標(biāo)煤，其中秸稈和薪柴為2.07億噸標(biāo)煤，占56.7%。因此發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)，為農(nóng)村地區(qū)提供生活和生產(chǎn)用能，是幫助這些地區(qū)脫貧致富，實(shí)現(xiàn)小康目標(biāo)的一項(xiàng)重要任務(wù)。 1991年至1998年，農(nóng)村能源消費(fèi)總量從5.68億噸標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)展到6.72億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增加了18.3%，年均增長(zhǎng)2.4%。而同期農(nóng)村使用液化石油氣和電炊的農(nóng)戶由1578萬(wàn)戶發(fā)展到4937萬(wàn)戶，增加了2倍多，年增長(zhǎng)達(dá)17.7%，增長(zhǎng)率是總量增長(zhǎng)率的6倍多?？梢婋S著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)村對(duì)于優(yōu)質(zhì)燃料的需求日益迫切。傳統(tǒng)能源利用方式已經(jīng)難以滿足農(nóng)村現(xiàn)代化需求，生物質(zhì)能優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢(shì)在必行。 生物質(zhì)能高新轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅能夠大大加快村鎮(zhèn)居民實(shí)現(xiàn)能源現(xiàn)代化進(jìn)程，滿足農(nóng)民富裕后對(duì)優(yōu)質(zhì)能源的迫切需求，同時(shí)也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。由于中國(guó)地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農(nóng)村日益增長(zhǎng)的需求，而且由于國(guó)際上正在制定各種有關(guān)環(huán)境問(wèn)題的公約，限制二氧化碳等溫室氣體排放，這對(duì)以煤炭為主的中國(guó)是很不利的。因此，立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源，研究新型轉(zhuǎn)換技術(shù)，開發(fā)新型裝備既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護(hù)環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。 新利用脂肪燃料快艇新西蘭業(yè)余航海家和環(huán)境保護(hù)家皮特·貝修恩宣布，他將駕駛以脂肪為動(dòng)力的快艇“地球競(jìng)賽”號(hào)，進(jìn)行一次環(huán)球航行。據(jù)悉，貝休恩將于2008年3月1日從西班牙的瓦倫西亞出發(fā)，開始全長(zhǎng)約4.5萬(wàn)公里的環(huán)球航行。貝休恩表示，他打算挑戰(zhàn)英國(guó)船只“有線和無(wú)線冒險(xiǎn)”號(hào)于1998年創(chuàng)造的75天環(huán)球航行的世界紀(jì)錄。脂肪當(dāng)燃料“地球競(jìng)賽”號(hào)被稱為世界上最快的生態(tài)船，造價(jià)240萬(wàn)美元，融合多項(xiàng)高科技?！暗厍蚋?jìng)賽”號(hào)長(zhǎng)約23.8米，形似一只展翅欲飛的天鵝。船身有三層外殼保護(hù)，內(nèi)有兩個(gè)功能先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，最高時(shí)速可達(dá)每小時(shí)40節(jié)(約74公里)，即使航行在巨浪中，速度也不會(huì)減慢。雖然動(dòng)物脂肪種類豐富，但貝修恩計(jì)劃只利用人類脂肪轉(zhuǎn)化成的生物燃料作為“地球競(jìng)賽號(hào)”的動(dòng)力來(lái)源，百分之百采用生物燃料完成一次環(huán)游世界的環(huán)保之旅。 為了能募集到足夠的脂肪生物燃料，貝修恩身先士卒，主動(dòng)躺到了手術(shù)臺(tái)上。然而整形醫(yī)生盡管做了很大努力，從他體內(nèi)抽出的脂肪也只夠制造100毫升的生物燃料。他的兩名助手抽出的10升脂肪能夠制成7升生物燃料，可供“地球競(jìng)賽”號(hào)航行15公里。而皮特進(jìn)行“綠色”環(huán)游世界之旅，以打破英國(guó)“有線和無(wú)線冒險(xiǎn)者”號(hào)于1998年創(chuàng)造的75天環(huán)游世界的紀(jì)錄，總共需要7萬(wàn)升的生物燃料，也就是說(shuō)，皮特需要胖子志愿者們捐贈(zèng)出大約7萬(wàn)公斤的脂肪。 生物質(zhì)能資源 一、森林能源 森林能源是森林生長(zhǎng)和林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供的生物質(zhì)能源，主要是薪材，也包括森林工業(yè)的一些殘留物等。森林能源在我國(guó)農(nóng)村能源中占有重要地位，1980年前后全國(guó)農(nóng)村消費(fèi)森林能源約1億噸標(biāo)煤，占農(nóng)村能源總消費(fèi)量的30%以上，而在丘陵、山區(qū)、林區(qū)，農(nóng)村生活用能的50%以上靠森林能源。 薪材來(lái)源于樹木生長(zhǎng)過(guò)程中修剪的枝杈，木材加工的邊角余料，以及專門提供薪材的薪炭林。 1979年全國(guó)合理提供薪材量8885萬(wàn)噸，實(shí)際消耗量18100萬(wàn)噸，薪材過(guò)樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9萬(wàn)噸，其中薪炭林可供薪材2000萬(wàn)噸以上，全國(guó)農(nóng)村消耗21339萬(wàn)噸，供需缺口約7000萬(wàn)噸。 二、農(nóng)作物秸稈 農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，也是我國(guó)農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農(nóng)業(yè)主要是種植業(yè)生產(chǎn)關(guān)系十分密切。根據(jù)1995年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)出量為6.04億噸，其中造肥還田及其收集損失約占15%，剩余5.134億噸?？色@得的農(nóng)作物秸稈5.134億噸除了作為飼料、工業(yè)原料之外，其余大部分還可作為農(nóng)戶炊事、取暖燃料，目前全國(guó)農(nóng)村作為能源的秸稈消費(fèi)量約2.862億噸，但大多處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒，其轉(zhuǎn)換效率僅為 10%一20%左右。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民收入的增加，地區(qū)差異正在逐步擴(kuò)大，農(nóng)村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加。事實(shí)上，農(nóng)民收入的增加與商品能源獲得的難易程度都能成為他們轉(zhuǎn)向使用商品能源的契機(jī)與動(dòng)力。在較為接近商品能源產(chǎn)區(qū)的農(nóng)村地區(qū)或富裕的農(nóng)村地區(qū)，商品能源(如煤、液化石油氣等)已成為其主要的炊事用能。以傳統(tǒng)方式利用的秸稈首先成為被替代的對(duì)象，致使被棄于地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大，許多地區(qū)廢棄秸稈量已占總秸稈量的60%以上，既危害環(huán)境，又浪費(fèi)資源。因此，加快秸稈的優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢(shì)在必行。 三、 禽畜糞便 禽畜糞便也是一種重要的生物質(zhì)能源。除在牧區(qū)有少量的直接燃燒外，禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原料。中國(guó)主要的禽畜是雞、豬和牛，根據(jù)這些禽畜品種、體重、糞便排泄量等因素，可以估算出糞便資源量。根據(jù)計(jì)算，目前我國(guó)禽畜糞便資源總量約8.5億噸，折合7840多萬(wàn)噸標(biāo)煤，其中牛糞5.78億噸，4890萬(wàn)噸標(biāo)煤，豬糞2.59億噸，2230萬(wàn)噸標(biāo)煤，雞糞0.14億噸，717萬(wàn)噸標(biāo)煤。 在糞便資源中，大中型養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便是更便于集中開發(fā)、規(guī)?；玫?。我國(guó)目前大中型牛、豬、雞場(chǎng)約6000多家，每天排出糞尿及沖洗污水80多萬(wàn)噸，全國(guó)每年糞便污水資源量1.6億噸，折合1157.5萬(wàn)噸標(biāo)煤。 四、 生活垃圾 隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加速，中國(guó)城鎮(zhèn)垃圾的產(chǎn)生量和堆積量逐年增加。1991和1995年，全國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分別為5.88億噸和 6.45億噸，同期城鎮(zhèn)生活垃圾量以每年10%左右的速度遞增。1995年中國(guó)城市總數(shù)達(dá)640座，垃圾清運(yùn)量10750萬(wàn)噸。 城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物，成分比較復(fù)雜，其構(gòu)成主要受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、綠化面積以及季節(jié)變化的影響。中國(guó)大城市的垃圾構(gòu)成已呈現(xiàn)向現(xiàn)代化城市過(guò)渡的趨勢(shì)，有以下特點(diǎn):一是垃圾中有機(jī)物含量接近1/3甚至更高;二是食品類廢棄物是有機(jī)物的主要組成部分;三是易降解有機(jī)物含量高。目前中國(guó)城鎮(zhèn)垃圾熱值在4.18兆焦 /千克(1000千卡/千克)左右。