三、生物能的开发利用
生物能由太阳能转换而来,它蕴藏在植物、动物和微生物等有机体中, 是人类赖以生存的物质基础。生物质能有多种形式,可以是固体、气体和流体,可取代任何化石燃料。生物质能是可增殖和再生的。但在开发利用中也存在产地分散、密度小、体积大、热值低,不便于收集、运输和贮藏的特点。
生物质作为能源利用,在转换系统的每一个环节都可为人类造福,它具有全程良性循环的特征。人类的衣、食、住、行要靠它解决,其废弃物可作为能源提供、最终的残余物可作腐殖还田,排放的二氧化碳是绿色植物进行光合作用所必需的资源之一,而且扩大地球上的绿色面积会使由于过量排放二氧化碳已经恶化的环境得到改善。这个特征是任何其他能源所不具备的。世界生物能资源是很丰富的。目前大部分生物质能源是来自农林牧业废
弃物,单纯为了生产能源而栽培生物质的很少。不过,高光效能源植物的选育是开发生物质能的重要途径。如大量种植甘蔗、甜高粱、甜菜、甘薯⋯⋯
等良种高产作物,林业上营造速生、丰产、萌生力强的树木,如巴西的橡胶树、新西兰的杨树、美国宾州大学培育的杂交白杨,美国加州培育的红杉等都是极好能源资源。中国农村把作物秸秆,荒山、野坡、路旁、渠堤上营造的薪炭林看作是目前主要生物质能来源。中国南方的桉树、相思树,长江流域的赤杨、麻栎、刺槐,北方地区的火炬树、紫穗槐都是具有薪炭林特点的资源。
为了广泛有效利用生物能,世界各国都在开发、利用高效生物能转换技术,使生物能成为具有广泛用途的热能、电能和动力燃料。
从目前来看,生物能的应用有以下几方面的新动态。
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包括中国在内的一些国家研制效率达 85%以上的生物能燃烧炉,并已产业化。
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全世界农村地区有不断改进的户用沼气池 500 万个在运行,其中中国
和印度最多,分别为 450 万个和 25 万个。
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法国和日本使用并向国际市场推出了高效厌氧消化装置,采用高密度甲烷菌附着技术处理有机废水,效率比传统方法提高
10 倍。沼气发电系统也有新的发展。
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巴西 90%的小汽车用酒精作燃料,仅此项年节约外汇 15
亿美元,该技术系列设备已向国外出口。欧共体已建成 4 座木屑甲醇加工厂。计划本世纪末以生物能满足其成员国 5%的能源需求。
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种植“石油”,开发植物世界的石油资源。巴西的橡胶树,每株年产
50 公斤左右与石油成分相似的胶质,美国加州人工种植黄鼠草,每公顷可年
产 6000 公斤类石油物质。美国西海岸海域培育巨型海藻,一昼夜生长 60 厘米,可用以生产类似柴油的燃料油。美国佐治亚技术研究所的一座生物试验厂推出一项专利——生物质热解生产可燃气、木炭和燃料油,产油率达 40%。意大利也建立了这种试验厂。