认识“新能源”

郑凯鹏

当前全世界的主要能源仍然是石油、天然气和煤。石油、天然气资源将在2050 年前被罄尽的看法已被公认。世界上煤的资源尚能满足100 ～ 200 年的需求，但其低碳排放的清洁利用技术还需花力气开发[1]。这些事实表明，人类将面临着矿物资源枯竭的严重威胁。为缓解世界能源供给的紧张，世界各国的科学家在不断地寻找新能源。未来的新能源主要有风能、太阳能、波能、氢能、核能、生物质能等等，在这些能源中我认为生物质能是一种相对优越的能源。

一、生物质能具有的优点

（一）取之不尽用之不竭

生物质能是指任何可再生的或可循环的有机物质，包括所有的动物、植物微生物，以及由这些生命体排泄和代谢的所有有机物质。所以，地球上只要有生物在，就会有生物质能。但是从上面的数据可以发现地球上供给的化石能源已经不多了。所以生物质能的第一个优点就是取之不尽用之不竭的。

（二）可再生的能源

生物质能源是蕴藏在生物质中的能量，是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量[2]。所以生物质能是可再生能源。石油、煤炭等化石能源也是动植物的遗体经过千万年的时间转变而来的，这些能源是不可再生。

（三）低污染的清洁能源

生物质能源的硫含量、氮含量低，作为燃料时，对大气的二氧化碳的净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；剩余部分可以还田，改良土壤，并且产生极少量的有害气体，属于洁净能源。虽然生物质能不能像氢能源一样做到无污染，但是，相对于地球上现在在用的能源来说，生物质能是一种非常理想的能源了。

（四）储存量大、分布广

生物质资源十分丰富，目前全球每年水、陆生物质产量约为全球总能耗量的6～10倍左右。地球上光合作用每年生产约2.2×10^11t干生物质，相当于全球能源消费总量的10倍左右。另外生物质能分布广泛。

（五）生物质能利用技术发展较快

目前，生物质能利用技术已成为最受欧盟国家重视的可再生能源技术。在各国支持可再生能源发展的政策推动下，生物质能利用技术发展很快，生物质能在能源中比例迅速提高，特别是生物质颗粒成型技术和直燃发电技术应用已非常广泛。

二、生物质能主要应用技术

（一）沼气技术

沼气技术主要是利用厌氧法处理禽畜粪便和高浓度的有机废水，是发展较早的生物质能利用技术。发达国家一直以来则主要发展厌氧技术，以处理禽畜粪便、垃圾和高浓度有机废水。目前，印度、菲律宾等发展中国家也建设了处理禽畜粪便的大中型沼气应用示范工程[3]。

（二）热裂解气化技术

目前，生物质热裂解液化技术在美国、加拿大、意大利、瑞士、英国、荷兰等国的研究开发居世界领先地位，已经研究出来了常规、快速、真空、闪速等十几种热裂解装置，有一部分已经达到商业化阶段。

（三）气体生物质燃料

气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢基本处于个体小厌氧消化池的水平。

（四）液体生物质燃料

液体生物质燃料是通过生物质资源生产的乙醇燃料和生物柴油，替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的发展方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初具规模。

（五）液体燃料技术

生物质液体燃料开发是一项备受关注的技术，因为生物质液体燃料包括燃料乙醇、生物质液化油、生物柴油等，可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。

（六）固体生物质燃料

固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。

（七）压缩技术

生物质压缩技术将固体农林废弃物压缩成型，制成可代替煤炭的压块燃料。成型燃料主要应用于以下两方面：一是炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；二是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。

三、生物质能主要存在的问题

（一）生态环境问题

通常认为生物质能源的利用只是把吸收于大气的温室气体重新排放到大气中，整个循环过程未对环境造成影响。事实上，现在应对温室气体效应主要依赖的就是生物质能够更多地固存CO2。为了发展，人类必须消耗能源，生物质能作为化石能源的理想替代能源，必将会大规模应用。

（二）生物质转化利用技术

当前，由于化石能源应用设备体系比较成熟，生物质能专用设备的技术研究较多的是如何将生物质转化能源转换到可适用于化石能源应用设备的状态，或者对这些设备稍加改变和部分掺加到化石能源中使用[4]。这样的生物质利用转化技术尚未非常成熟。完整的生物能源应用体系必须发展专用设备。但是，在技术发展过程中还必须考虑到生物质资源的多样性，因此生物质转化利用技术成为当前的问题。

四、结语

“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生”，唐代诗人白居易早在一千多年前就为我们描绘出了生物质能取之不尽用之不竭的美好前景。生物质能源远流长生生不息，作为一种古老而又新型的能源形式，现代科技为它的深度开发和使用开辟了非常广阔的空间，我有理由相信，生物质能源将成为未来主要的能源，也将为人类贡献一个更加友善和可持续发展的生存空间。

【注释】

[1] 樊东黎.世界能源现状和未来[J].金属热处理.2011（11）：119-131

[2] 刘静，李璨.生物质能发电综述[J].中国科技信息.2011（08）：24

[3] 王福生.生物质能的应用进展[J].科技信息.2011（15）：46

[4] 万忠东.生物质能利用发展方向探讨[J].能源与节能.2011（07）：20-21

【作者单位：浙江师范大学地理与环境科学学院】