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能源植物打造清洁能源

生物质资源是21世纪最具开发潜力的可再生清洁能源资源,其开发利用已被我国政府列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中的优先发展主题。

纤维素类能源草本植物(简称:能源草。下同)是目前最有发展前途的生物质资源之一,欧洲和美国把它作为首选的生物质能源植物。能源草一般为禾本科多年生高大的丛生草本植物,富含纤维素和半纤维素,灰分含量低,热值高,干物质产量高,根系发达,抗性较强(抗虫、热、寒、旱、盐、碱),适应性很广,是优良的水土保持和荒滩地治理植物,生长早期也可充当饲料。与能源矮林相比,种植能源草又具有每年都出产品的独具优点,一般每年可出2~4茬草,使加工设备得以充分利用。

能源草作为生物质能源资源,有如下优点:(1)有助于开发利用边际土地,改善生态环境,增加农民收入;(2)有利于克服利用作物秸杆发展生物质能源存在的生态风险和利用谷物生产燃料乙醇所造成的粮食和饲料原料短缺等问题;(3)一次种植,可长期(10年以上)受益,一般每年可出1~2茬草,使加工设备得以充分利用;(4)有利于形成清洁能源产业,通过建立能源农场为广大的农村提供新的就业岗位;(5)没有核能的危险性以及风能、潮汐能和地热能的局限性。

此外,能源草用途广泛,不仅可制备纤维素乙醇,还可以广泛应用于生物质直燃或气化发电厂、气化炉、固化成型和热解等各种生物质能源转化与利用装置。

主要的能源草转化利用技术有;

沼气。将能源草粉碎加入带有沼气菌种的沼气池,在一定温度下厌氧发酵,沼气细菌从有机物质里吸收碳素、氮素和无机盐等养料来生长和繁殖后代,进行新陈代谢,产生沼气。沼气可供工业用或民用,代谢后的产物还可作为肥料还田。

能源草气化。生物质燃气已被国家定为“绿色能源”之一,生物质气化技术正逐步在京郊各区县推广应用。生物质原料在缺氧状态下加热,其碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,除去其中的灰尘和油,冷却到常温,即可作为燃料使用。

能源草纤维素乙醇。乙醇被认为是最有可能替代汽油等化石能源的可再生能源之一。通过对纤维素的有效降解来生产乙醇,优于依靠粮食产乙醇。能源草的可降解纤维素、半纤维素含量最高,总含量在60%以上,而且木质素含量不到10%,最适于生产燃料乙醇。

能源草生物质型煤。这是将破碎成一定粒度、干燥到一定程度的煤和能源草原料,按一定比例混合,可以加入少量固硫剂,在高压力下压制成生物质型煤。生物质型煤的燃烧性能比单一煤有所改善,具有燃点低、燃尽率和燃烧效率高、烟尘及SO2等有害气体排放量低、可燃农业废物和灰渣综合利用等优点。

责任编辑:晓宇
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    生物质资源是21世纪最具开发潜力的可再生清洁能源资源,其开发利用已被我国政府列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中的优先发展主题。
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