并且,在如今环境问题日益严重的情况下,鉴于人们对于生存环境要求的提高,“低碳经济”也成为了如今学者们热议的话题。
1。2 生物质能源
1。2。1 生物质能源概念
在目前已知的资源中,最受欢迎以及在地球上储量较为丰富的是生物质能源。生物质能源广泛上是全部通过光合作用所制造的有机物。从另一种意义上来说,生物质能源其实也是太阳能以另一种形式储存于生物之中的能量,也就是说其实生物质只是作为承载太阳能的另类容器。
生物质资源其元素组成更近似于矿石能源,并且具有矿石能源所不具有的可再生性,这是生物质能源相对矿石能源来说最具有优势的一个特性,因为生物质的能量其实来源于太阳,可以说实质上是太阳能的另一种形式,并且可以以常规的固、液、气三种形式存在,它是取之不尽、用之不竭的。
矿石能源由于氮、硫等元素丰富,燃烧起来对环境的影响非常的巨大,其所释放的氮氧化物及二氧化硫是造成酸雨的重要元凶之一,而生物质能源氮硫元素含量较少,主要由碳、氢和氧元素组成,灰分也比较少,这样就可以很大程度上缓解酸雨的形成,减少了环境的污染,也符合当前人们所提倡的绿色生活的概念,所以,生物质能源又被人们称作绿色资源[2—15]。
并且生物质能源并不是这个年代刚提出的新兴产物,其实从20世纪开始,生物质能源就已经进入了人们的视野当中,成为了全球范围研究的一个热门话题。
目前,生物质能源的储量在世界范围内排行第四,含量仅在煤、石油以及天然气之下。
1。2。2 生物质能源的优势
作为目前最受热议的新兴清洁能源,与石油等矿石能源比起来,生物质主要有四大优势:
(1)储存量丰富:从古至今,生物质能源对于人类来说,不仅是作为生存必须的食物的能量来源,也具有其他的利用方式,最古老的利用方式比如秸秆燃烧取火产热,秸秆灰烬用于肥料供应其他农作物等。但是这些利用方式利用率是相对比较低的。在21世纪初期,国外对于生物质能源的应用并不高,比如,生物质液体燃料产品只占总产品的百分之一至百分之二,但是生物质能源的高附加值产品占百分之十。并且有计划提出,到本世纪20年代,期望生物质能源的燃料应用能到达总能源的百分之十,预计30年后将要超过百分之五十,这在美国被人们称作“生物经济”。
(2)分布广泛:生物质能源的定义很广泛,包含了各类农作物如玉米、大豆、水稻等秸秆,还有各种林业产品如树枝树皮之类以及动物的尸体、分泌物和排泄产物等等。地球上地形地貌众多,适合生存栽种的土壤也极多,在不同的地域环境下,会有各类不同的动植物生活生长,并且种类丰富。以中国为例,我国最普遍种植的农作物有水稻、大麦等作物,其中,水稻主要集中在东北地区和南方降水量丰富的地区,可以重复利用的副产物主要是秸秆和稻壳,也叫做糠。不同的地区有不同的特色作物,比如北方的大麦,花生,棉花和坚果,南方的各类水果,果树,虽然统称为生物质,然而其成分和元素含量各有千秋。如果要做到生物质能源的最大优化利用,就要做到因地制宜,研发各地特色生物质材料。
(3)健康绿色:生物质的元素组成主要是碳、氢和氧,燃烧的主要方程式是和,由此可见,排放的产物主要的水和二氧化碳,但是生物质之中的碳元素其实来源于之前植物光合作用所吸收的CO2,所以,不会影响空气中二氧化碳的含量。但是矿石能源由于经过了地下数万年的沉积,蕴含了地下大量的碳、氮、硫以及各类重金属元素,一旦燃烧,会释放大量的有害酸性气体,如氮氧化物和硫氧化物等,形成酸雨,破坏环境,影响动植物的生存。而且生物质的灰分较矿石能源更低,且重金属含量少,可以作为肥料,不会造成二次污染。