biomass在化學中的術語是什么

【專家解說】：n. (單位面積或體積內的)[生態(tài)] 生物量 生物質能 百科內容來自于: 生物質能是指通過光合作用而形成的各種有機體，包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能(biomass energy )，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規(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，同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質能的原始能量來源于太陽，所以從廣義上講，生物質能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。很多國家都在積極研究和開發(fā)利用生物質能。 簡介生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，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，可轉化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質所含能量的多少與下列諸因素有密切的關系:品種、生長周期、繁殖與種值方法、收獲方法、抗病抗災性能、日照的時間與強度、環(huán)境的溫度與濕度、雨量、土壤條件等，在太陽能直接轉換的各種過程中，光合作用是效率最低的，光合作用的轉化率約為0.5%-5%，據(jù)估計溫帶地區(qū)植物光合作用的轉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化率可達3%-5%。生物質能潛力很大，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。生物質遍布世界各地，其蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產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的產量差異很大，但地球上每個國家都有某種形式的生物質，生物質能是熱能的來源，為人類提供了基本燃料。 分類生物質能依據(jù)來源的不同，可以將適合于能源利用的生物質分為林業(yè)資源、農業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。林業(yè)資源:林業(yè)生物質資源是指森林生長和林業(yè)生產過程提供的生物質能源，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;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業(yè)副產品的廢棄物，如果殼和果核等。農業(yè)資源:農業(yè)生物質能資源是指農業(yè)作物(包括能源作物);農業(yè)生產過程中的廢棄物，如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農業(yè)生產過程中剩余的稻殼等。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、制取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。 生活污水和工業(yè)有機廢水:生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務業(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)生產過程中排出的廢水等，其中都富含有機物。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)、服務業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜，受當?shù)鼐用竦钠骄钏?、能源消費結構、城鎮(zhèn)建設、自然條件、傳統(tǒng)習慣以及季節(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(主要是糧食、農作物秸稈和牧草等)的轉化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。 特點氣化燃燒鍋爐1) 可再生性 生物質能屬可再生資源,生物質能由于通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽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 生物質能的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質作為燃料時，由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對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; 3) 廣泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能; 4) 生物質燃料總量十分豐富。 生物質能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學家估算，地球陸地每年生產1000~1250億t干生物質;海洋年生產500億t干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過2007年全世界總能源需求量，相當于2007年世界總能耗的10倍。中國可開發(fā)為能源的生物質資源到2010年可達3億噸。隨著農林業(yè)的發(fā)展,特別是炭薪林的推廣，生物質資源還將越來越多。 應用生物質能主要用于:沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發(fā)電、生產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等。 生物質能的開發(fā)和利用具有巨大的潛力。下面的技術手段目前看來是最有前途: 直接燃燒生物質來產生熱能、蒸汽或電能。 利用能源作物生產液體燃料。目前具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铮?快速成長作物樹木、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。 生產木炭和炭。 生物質(熱解)氣化后用于電力生產，如集成式生物質氣化器和噴氣式蒸汽燃氣輪機(BIG/STIG)聯(lián)合發(fā)電裝置。 對農業(yè)廢棄物、糞便、污水或城市固體廢物等進行厭氧消化，以生產沼氣和避免用錯誤的方法處置這些物質，以免引起環(huán)境危害。 利用氣化燃燒鍋爐生物質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總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。到2007年止人類對生物質能的利用，包括直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等，它們通過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。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440~1800億噸( 干重 )，其能量約相當于20世紀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，多半直接當薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)代生物質能的利用是通過生物質的厭氧發(fā)酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭 ，用生物質制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術培育能源植物，發(fā)展能源農場。 研究生物質能的應用到2007年，生物質能技術的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等，其中生物質能源的開發(fā)利用占有相當?shù)谋戎?。?007年，國外的生物質能技術和裝置多已達到商業(yè)化應用程度，實現(xiàn)了規(guī)?；a業(yè)經(jīng)營，以美國、瑞典和奧地利三國為例，生物質轉化為高品位能源利用已具有相當可觀的規(guī)模，分別占該國一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美國，生物質能發(fā)電的總裝機容量已超過10000兆瓦，單機容量達10~25兆瓦;美國紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發(fā)電，同時生產肥料。巴西是乙醇燃料開發(fā)應用最有特色的國家，實施了世界上規(guī)模最大的乙醇開發(fā)計劃，到2007年乙醇燃料已占該國汽車燃料消費量的50%以上。美國開發(fā)出利用纖維素廢料生產酒精的技術，建立了1兆瓦的稻殼發(fā)電示范工程，年產酒精2500噸。 意義生物質能木質壓縮顆粒中國是一個人口大國，又是一個經(jīng)濟迅速發(fā)展的國家，21世紀將面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力。因此改變能源生產和消費方式，開發(fā)利用生物質能等可再生的清潔能源資源對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，促進國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重大意義。開發(fā)利用生物質能對中國農村更具特殊意義。中國80%人口生活在農村，秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭等商品能源在農村的使用迅速增加，但生物質能仍占有重要地位。1998年農村生活用能總量3.65億噸標煤，其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤，占56.7%。因此發(fā)展生物質能技術，為農村地區(qū)提供生活和生產用能，是幫助這些地區(qū)脫貧致富，實現(xiàn)小康目標的一項重要任務。 1991年至1998年，農村能源消費總量從5.68億噸標準煤發(fā)展到6.72億噸標準煤，增加了18.3%，年均增長2.4%。而同期農村使用液化石油氣和電炊的農戶由1578萬戶發(fā)展到4937萬戶，增加了2倍多，年增長達17.7%，增長率是總量增長率的6倍多。可見隨著農村經(jīng)濟發(fā)展和農民生活水平的提高，農村對于優(yōu)質燃料的需求日益迫切。傳統(tǒng)能源利用方式已經(jīng)難以滿足農村現(xiàn)代化需求，生物質能優(yōu)質化轉換利用勢在必行。 生物質能高新轉換技術不僅能夠大大加快村鎮(zhèn)居民實現(xiàn)能源現(xiàn)代化進程，滿足農民富裕后對優(yōu)質能源的迫切需求，同時也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等生產領域中得到應用。由于中國地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農村日益增長的需求，而且由于國際上正在制定各種有關環(huán)境問題的公約，限制二氧化碳等溫室氣體排放，這對以煤炭為主的中國是很不利的。因此，立足于農村現(xiàn)有的生物質資源，研究新型轉換技術，開發(fā)新型裝備既是農村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護環(huán)境、實施可持續(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)境保護家皮特·貝修恩宣布，他將駕駛以脂肪為動力的快艇“地球競賽”號，進行一次環(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)，開始全長約4.5萬公里的環(huán)球航行。貝休恩表示，他打算挑戰(zhàn)英國船只“有線和無線冒險”號于1998年創(chuàng)造的75天環(huán)球航行的世界紀錄。脂肪當燃料“地球競賽”號被稱為世界上最快的生態(tài)船，造價240萬美元，融合多項高科技?！暗厍蚋傎悺碧栭L約23.8米，形似一只展翅欲飛的天鵝。船身有三層外殼保護，內有兩個功能先進的發(fā)動機，最高時速可達每小時40節(jié)(約74公里)，即使航行在巨浪中，速度也不會減慢。雖然動物脂肪種類豐富，但貝修恩計劃只利用人類脂肪轉化成的生物燃料作為“地球競賽號”的動力來源，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，主動躺到了手術臺上。然而整形醫(yī)生盡管做了很大努力，從他體內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“地球競賽”號航行15公里。而皮特進行“綠色”環(huán)游世界之旅，以打破英國“有線和無線冒險者”號于1998年創(chuàng)造的75天環(huán)游世界的紀錄，總共需要7萬升的生物燃料，也就是說，皮特需要胖子志愿者們捐贈出大約7萬公斤的脂肪。 生物質能資源 一、森林能源 森林能源是森林生長和林業(yè)生產過程提供的生物質能源，主要是薪材，也包括森林工業(yè)的一些殘留物等。森林能源在我國農村能源中占有重要地位，1980年前后全國農村消費森林能源約1億噸標煤，占農村能源總消費量的30%以上，而在丘陵、山區(qū)、林區(qū)，農村生活用能的50%以上靠森林能源。 薪材來源于樹木生長過程中修剪的枝杈，木材加工的邊角余料，以及專門提供薪材的薪炭林。 1979年全國合理提供薪材量8885萬噸，實際消耗量18100萬噸，薪材過樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9萬噸，其中薪炭林可供薪材2000萬噸以上，全國農村消耗21339萬噸，供需缺口約7000萬噸。 二、農作物秸稈 農作物秸稈是農業(yè)生產的副產品，也是我國農村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農業(yè)主要是種植業(yè)生產關系十分密切。根據(jù)1995年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算，我國農作物秸稈年產出量為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戶炊事、取暖燃料，目前全國農村作為能源的秸稈消費量約2.862億噸，但大多處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒，其轉換效率僅為 10%一20%左右。隨著農村經(jīng)濟的發(fā)展，農民收入的增加，地區(qū)差異正在逐步擴大，農村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加。事實上，農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向使用商品能源的契機與動力。在較為接近商品能源產區(qū)的農村地區(qū)或富裕的農村地區(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，又浪費資源。因此，加快秸稈的優(yōu)質化轉換利用勢在必行。 三、 禽畜糞便 禽畜糞便也是一種重要的生物質能源。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)計算，目前我國禽畜糞便資源總量約8.5億噸，折合7840多萬噸標煤，其中牛糞5.78億噸，4890萬噸標煤，豬糞2.59億噸，2230萬噸標煤，雞糞0.14億噸，717萬噸標煤。 在糞便資源中，大中型養(yǎng)殖場的糞便是更便于集中開發(fā)、規(guī)?；玫?。我國目前大中型牛、豬、雞場約6000多家，每天排出糞尿及沖洗污水80多萬噸，全國每年糞便污水資源量1.6億噸，折合1157.5萬噸標煤。 四、 生活垃圾 隨著城市規(guī)模的擴大和城市化進程的加速，中國城鎮(zhèn)垃圾的產生量和堆積量逐年增加。1991和1995年，全國工業(yè)固體廢物產生量分別為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年中國城市總數(shù)達640座，垃圾清運量10750萬噸。 城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商業(yè)、服務業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構成的混合物，成分比較復雜，其構成主要受居民生活水平、能源結構、城市建設、綠化面積以及季節(jié)變化的影響。中國大城市的垃圾構成已呈現(xiàn)向現(xiàn)代化城市過渡的趨勢，有以下特點:一是垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高;二是食品類廢棄物是有機物的主要組成部分;三是易降解有機物含量高。目前中國城鎮(zhèn)垃圾熱值在4.18兆焦 /千克(1000千卡/千克)左右。