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生物質(zhì)
來源:互聯(lián)網(wǎng)

根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)的定義,生物質(zhì)(biomass)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)能則是太陽能化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式,它一直是人類賴以生存的重要能源之一,是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。

簡(jiǎn)介及特點(diǎn)

在各種可再生能源中,由于核能、大型水電具有潛在的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)能和地?zé)岬葏^(qū)域性資源制約,大力發(fā)展遭到限制和質(zhì)疑,而生物質(zhì)能卻以遍在性、豐富性、可再生性等特點(diǎn)得到人們認(rèn)可。生物質(zhì)的獨(dú)特性,不僅在于能貯存太陽能,還是一種可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,煤、石油、天然氣等能源實(shí)質(zhì)上也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。

生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體,即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。

特點(diǎn):可再生性。低污染性。廣泛分布性。資源豐富。碳中性。

生物質(zhì)包括植物、動(dòng)物和微生物。

廣義概念:生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。狹義概念:生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡(jiǎn)稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。

生物質(zhì)能是可再生能源的重要組成部分。生物質(zhì)能的高效開發(fā)利用,對(duì)解決能源、生態(tài)環(huán)境問題將起到十分積極的作用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來,世界各國(guó)尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)此高度重視,積極開展生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)的研究,并取得許多研究成果,達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用規(guī)模。本文概述了國(guó)內(nèi)外研究和開發(fā)進(jìn)展,涉及到生物質(zhì)能固化、液化、氣化和直接燃燒等研究技術(shù)

含成分

糖類

常見的糖類有纖維素、淀粉、麥芽糖和葡萄糖。兩個(gè)葡萄糖分子之間脫水后,它們的分子就會(huì)連到一起,成為淀粉,有利于貯存;更多的葡萄糖分子脫水后聚集起來就形成了一個(gè)更大的集團(tuán)——纖維素,這個(gè)物質(zhì)就相對(duì)比較穩(wěn)定了,自然界中只有某些細(xì)菌類(如沼氣菌)能把它分解成為淀粉或葡萄糖。有的葡萄糖則被細(xì)胞轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),參與各種生命活動(dòng),在不同的條件下與不同的物質(zhì)組成為不同的碳框架物質(zhì)。

纖維素是分子量最大的糖類,人的消化系統(tǒng)不能將它分解,所以它不能為人體提供能量,但是現(xiàn)代人們研究發(fā)現(xiàn),它有利于腸內(nèi)有益細(xì)菌的生存,能促進(jìn)腸胃的蠕動(dòng),對(duì)人體健康有利。自然界中有的細(xì)菌能夠?qū)⑺纸獬蔀楹?jiǎn)單的葡萄糖。

淀粉是比纖維素簡(jiǎn)單的糖類,是人類重要的食物和原材料,它在人的口腔里在唾液淀粉酶的作用下,被分解為麥芽糖,所以人在多次咀嚼米粉時(shí),感覺有點(diǎn)甜。它可分解為簡(jiǎn)單的葡萄糖供人體吸收利用。

麥芽糖在我們常見的啤酒中含有,它是淀粉分解后的比葡萄糖復(fù)雜一些的糖類。

葡萄糖是最簡(jiǎn)單的糖類,能夠直接為人體細(xì)胞所用,在生物體內(nèi),和氧反應(yīng)生成二氧化碳和水,同時(shí)釋放出能量,為生命活動(dòng)提供能量。同時(shí),也參與構(gòu)成細(xì)胞,如核糖

醛類

一個(gè)羰基(C=O)基團(tuán)和一個(gè)氫基(-H)基團(tuán),可以組合成為一個(gè)新的基團(tuán),叫醛基(CHO)基團(tuán),有這個(gè)基團(tuán)的物質(zhì)叫醛,我們相當(dāng)熟悉的甲醛,碳框架中只有一個(gè)碳的醛類,甲醛的重要特點(diǎn)就是它能使蛋白質(zhì)穩(wěn)定,具有防腐作用。又是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)和化妝品行業(yè),同時(shí),過量的非天然甲醛可以致癌。自然界中的甲醛對(duì)人體是有益的,如西紅柿是很好的抗衰老食品,它里面就含有微量甲醛,這個(gè)含量就決定了它清除自由基的特性。植物燃燒不充分時(shí)發(fā)出的煙中也有甲醛,所以用煙熏過的肉,能夠長(zhǎng)久保存。在人工心臟瓣膜移植手術(shù)中,把牛的心臟瓣膜經(jīng)過一種醛(叫戊二醛)的處理后,再移植到人的心臟中,可以使人獲得健康。甲醛給人類帶來的傷害也不少。據(jù)美國(guó)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),全世界每年生產(chǎn)了五十億磅甲醛。裝修材料中超標(biāo),化妝品中超標(biāo),非法用于食品防腐等事件也常有報(bào)導(dǎo)。

酸:

一個(gè)羰基(C=O)基團(tuán)和一個(gè)羥基(-OH)基團(tuán),可以組合成為羧基(COOH)基團(tuán),有這個(gè)基團(tuán)的物質(zhì)叫酸,甲酸、乙酸、丙酸脂肪酸、氨基酸都是與我們的生活有密切關(guān)系的“酸”。甲酸又稱蟻酸,蜜蜂屬蜇人時(shí),會(huì)向人體注入了一點(diǎn)蟻酸,會(huì)引起局部皮膚紅腫和疼痛。乙酸就是醋酸,用糧食做的,因?yàn)榧Z食中的淀粉可分解成為葡萄糖,再在一定的條件下轉(zhuǎn)化成食醋。它連在一起的碳框架碳的個(gè)數(shù)是兩個(gè),所以食醋學(xué)名叫乙酸;如果連在一起的碳框架碳的個(gè)數(shù)為三個(gè),叫丙酸,人們熟悉的DL-乳酸就是一種丙酸,葡萄糖在一定條件下還可轉(zhuǎn)化為乳酸,如人體運(yùn)動(dòng)時(shí),由于供氧不足,葡萄糖分解不完全,肌肉處會(huì)產(chǎn)生大量乳酸,使肌肉感到酸痛;人體對(duì)酸都是比較敏感的,會(huì)產(chǎn)生不舒服的反映。只有胃中有鹽酸,保持強(qiáng)酸性。如果碳框架中的碳的個(gè)數(shù)是多個(gè),并且是首尾相接的排成一列的,就統(tǒng)稱為脂肪酸;如果再結(jié)合一個(gè)氨基,就成為大家熟悉的氨基酸。這些酸是人體不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。從人體對(duì)酸的反應(yīng)可以知道,現(xiàn)代人們通過高脂肪高蛋白食物,人體攝入了大量的脂肪酸和氨基酸,就形成了酸性體質(zhì)。

葡萄糖在一定的條件下還可以變成醇,醇是碳框架中含有羥基(-OH)的物質(zhì),如乙醇,就是酒精,在自然界中,熟透的水果可能有酒精的味道,就是葡萄糖變成了乙醇的原因,釀酒就是利用了這一變化。自然界中很多醇都有特殊的香味,現(xiàn)在人們常說的植物芳香油,有些就是醇。

陸地上的動(dòng)植物都要保持水分,保持水分離不開一種物質(zhì),叫“丙三醇”,它與酒精乙醇是同一個(gè)家族的,叫丙三醇,都有(OH)集團(tuán),只是甘油碳框架的每個(gè)碳原子上都有(OH)基團(tuán),所以才叫“丙三醇”。甘油是食品加工業(yè)中通常使用的甜味劑和保濕劑,大多出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)食品和代乳品中。由于甘油可以增加人體組織中的水分含量,所以可以增加高熱環(huán)境下人體的運(yùn)動(dòng)能力。也是一種重要的化工原料,它和硝酸可以變成“硝酸甘油”,是一種烈性能炸藥,同時(shí),也是一種良藥,硝酸甘油還常用作強(qiáng)心劑和抗心絞痛藥。

曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)的齊二藥事件中,就涉及了一種醇,叫二甘醇,它與丙三醇(甘油)一樣能保持水份,曾在牙膏和化妝品和工業(yè)中廣泛代替甘油使用,齊二藥事件后,說明這兩種醇在人體內(nèi)的代謝結(jié)果是完全不同的,國(guó)家也禁止了在牙膏中用“二甘醇”代替“丙三醇”。那些腎衰竭而去世的受害者,是他們的犧牲,讓更多的人們免受了“二甘醇”的危害。

生物體內(nèi)的酸和醇會(huì)生成酯,廣泛存在于自然界,例如乙酸和乙醇可以生成乙酸乙酯,在酒、食醋和某些水果中就有這種特殊的香味的物質(zhì),所以陳年的老酒和老醋都十分香;乙酸異戊酯存在于香蕉、梨等水果中;苯甲酸甲酯存在于丁香油中;鄰羥基苯甲酸甲酯存在于冬青油中。脂肪酸的甘油酯是動(dòng)植物油脂的主要成分;酯是蠟的主要成分。

三條脂肪酸鏈與丙三醇組合,形成三酸甘油脂,就是一種脂肪類物質(zhì),我們平時(shí)食用的油,它們的成份都是甘油三酸脂,它們經(jīng)人體消化后,被分解成為甘油和脂肪酸,被人體吸收。膽固醇、維生素D和生物體內(nèi)的很多激素如性激素都是脂肪類物質(zhì)。

人體的皮膚分泌的皮脂,也是一種酯,它能保護(hù)和滋潤(rùn)我們的皮膚,并具有一種獨(dú)特的體香味;有些動(dòng)物能分泌特殊的酯類,如麝能分泌的麝香。天然的酯類大多對(duì)人體有益,并具有特殊的香味,人們從中提取出的植物芳香油和香精,大多都是酯。

構(gòu)成酯的脂肪酸鏈越長(zhǎng),這種酯就不再是液體油了,而成了固體蠟;脂肪鏈越長(zhǎng),分子量越大,就成了樹脂,如脂松香、桐油和天然橡膠等,這些都是天然樹脂。人類根據(jù)這個(gè)自然規(guī)律,做出了各種各樣的人工樹脂和高分子材料,如人們熟悉的聚氨脂樹脂和丙烯酸樹脂,做成了各種塑料制品。它們都無法或很難被大自然中的生物所分解,給生態(tài)環(huán)境造成了巨大的影響,如二噁英,白色污染。

還有一種叫“苯”的物質(zhì)也廣泛存在于生物體內(nèi),它的碳框架結(jié)構(gòu)為六個(gè)碳圍成一個(gè)環(huán),叫“苯環(huán)”,含有這種“苯環(huán)”的物質(zhì),大多有特殊的香味,被稱為“芳香族”物質(zhì),在脂肪酸一類物質(zhì)中,碳沒有形成環(huán)狀,被稱為“脂肪族”物質(zhì)。大多數(shù)圍成了環(huán)的碳框架物質(zhì)對(duì)人體都是有害的,它能使蛋白質(zhì)沉淀變性,如甲苯,三聚氰胺這些都是有“環(huán)”的物質(zhì)。

我們已經(jīng)知道有些酯也有香味,有些醇也有香味,有香味的酯和醇一般對(duì)人體是有益的。所有芳香族物質(zhì),雖然也有香味,可由于“苯環(huán)”的存在,一般對(duì)人體都是有害的。這兩類不同的香味物質(zhì),價(jià)格和作用都相差很大,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的今天,肯定有人用便宜的有害的芳香族人工香料混到昂貴的有害的天然香料中,這提醒人們?cè)谙M(fèi)時(shí)注意。

酚:

植物體內(nèi)的“苯環(huán)”如果和一個(gè)羥基(-OH)集團(tuán)組合起來,那就不是醇,而是“酚”了,在自然界中廣泛存在于植物的樹皮和果實(shí),是單寧的主要組分,它能使植物的花和果實(shí)顯示各種不同的顏色,也是許多染料的主要組成成份。酚類物質(zhì)能和氨基結(jié)合,使蛋白質(zhì)穩(wěn)定,適量的酚類物質(zhì)對(duì)人體有利。如現(xiàn)代人們常提到的“茶多酚”“花青素”等有抗氧化作用能清除“自由基”的物質(zhì),就是這類物質(zhì)。自然界中存在的天然的酚,對(duì)人體是有益的。

通過化學(xué)方法從石油中提煉的松香、苯類酚類等物質(zhì),多半能使人致病,如絕大多數(shù)染料中有這個(gè)苯環(huán),前幾年歐美提出某些染料可以致癌,列出一些禁用的染料,他們的人不能用這些致癌物質(zhì)。所以有些專家提出不染色的內(nèi)衣對(duì)健康有利,各種彩棉制品也開始流行,反映出人們對(duì)環(huán)保和健康的重視。

胺:

胺在自然界中分布很廣,其中大多數(shù)是由氨基酸脫羧生成的。工業(yè)制備胺類的方法多是由氨與醇或鹵代烷反應(yīng)制得,產(chǎn)物為各級(jí)胺的混合物分餾后得到純品。由醛、酮在氨存在下催化還原也可得到相應(yīng)的胺。工業(yè)上也常由硝基化合物、腈、酰胺或含氮雜環(huán)化合物催化還原制取胺類化合物。

胺的用途很廣。最早發(fā)展起來的染料工業(yè)就是以苯胺為基礎(chǔ)的。有些胺是維持生命活動(dòng)所必需的,但也有些對(duì)生命十分有害,不少胺類化合物有致癌作用,尤其是芳香胺,如萘胺聯(lián)苯胺等。

胺中的結(jié)構(gòu),很像氨分子中的氮原子,是以三個(gè)sp雜化軌道與氫或烴基相連接,組成一個(gè)棱錐體,留下一個(gè)sp3雜化軌道由孤電子對(duì)占據(jù)。

利用技術(shù)

種類繁多,分別具有不同特點(diǎn)和屬性,利用技術(shù)復(fù)雜、多樣,縱觀國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)利用技術(shù),均是將其轉(zhuǎn)換為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料加以高效利用,主要途徑有:

1、直接燃燒技術(shù)包括戶用爐灶燃燒技術(shù),鍋爐燃燒技術(shù)、生物質(zhì)與煤的混合燃燒技術(shù),以及與之相關(guān)的壓縮成型和烘焙技術(shù)。

2、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)小型戶用沼氣池、大中型厭氧消化

3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)包括生物質(zhì)氣化、碳化、快速熱解液化技術(shù)。

4、液化技術(shù)包括提煉植物油技術(shù)、制取乙醇、甲醇等技術(shù)

5、有機(jī)垃圾能源化處理技術(shù)。

利用現(xiàn)狀

中國(guó)對(duì)生物質(zhì)能源利用極為重視,己連續(xù)在四個(gè)國(guó)家五年計(jì)劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā),如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等,取得了多項(xiàng)優(yōu)秀成果。政策方面,2005年2月28日,第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議通過了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》,2006年1月1日起已經(jīng)正式實(shí)施,并于2006年陸續(xù)出臺(tái)了相應(yīng)的配套措施。這表明中國(guó)政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位,并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持。2007年,國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)制訂的《中國(guó)對(duì)應(yīng)氣候變化國(guó)家方案》確認(rèn),2010年后每年將通過發(fā)展生物質(zhì)能源減少溫室氣體排放0.3億噸CO2當(dāng)量。因此,中國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展前景和投資前景極為廣闊。

中國(guó)已經(jīng)開發(fā)出多種固態(tài)填充床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?006年用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺(tái),村鎮(zhèn)級(jí)秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,000萬立方米。

近年來,中國(guó)生物油技術(shù)的開發(fā)取得較大進(jìn)展。2013年4月24日,中國(guó)成功地進(jìn)行了首次1號(hào)生物航空煤油飛機(jī)試飛。這使中國(guó)成為繼美國(guó)法國(guó)芬蘭之后,第四個(gè)擁有這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。該技術(shù)以生物質(zhì)或廢棄食用油為原料,通過轉(zhuǎn)化和提純制造航空煤油等高附加值產(chǎn)品。它不僅在技術(shù)上可行,也為解決所謂“地溝油”回流餐桌的問題提供了新的技術(shù)途徑。目前面臨的成本問題有望在大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)逐步解決。

總體而言,中國(guó)生物質(zhì)能源技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)發(fā)育還不夠完善,生物質(zhì)能利用技術(shù)的整體技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距,市場(chǎng)亟需規(guī)范。但隨著環(huán)保立法的加強(qiáng)和技術(shù)進(jìn)步,生物質(zhì)能源行業(yè)將會(huì)得到快速發(fā)展。

種類

生物質(zhì)包括植物通過光合作用生成的有機(jī)化合物(如植物、動(dòng)物及其排泄物)、垃圾及有機(jī)廢水等幾大類。生物質(zhì)的能源來源于太陽,所以生物質(zhì)能是太陽能的一種。生物質(zhì)是是太陽能最主要的吸收器和儲(chǔ)存器,生物質(zhì)通過光合作用能夠把太陽能積聚起來,儲(chǔ)存于有機(jī)物中,這些能量是人類發(fā)展所需能源的源泉和基礎(chǔ)。

生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì),它包括所有動(dòng)物、植物和微生物以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機(jī)質(zhì)。各種生物質(zhì)都具有一定能量。以生物質(zhì)為載體、由生物質(zhì)產(chǎn)生的能量便是生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式,直接或間接來源于植物的光合作用地球上的植物進(jìn)行光合作用所消費(fèi)的能量,占太陽照射到地球總輻射量的0.2%。這個(gè)比例雖不大,但絕對(duì)值很驚人:經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)化的太陽能是目前人類能源消費(fèi)總量的40倍。可見,生物質(zhì)能是一個(gè)巨大的能源。生物質(zhì)能的主要來源有薪柴、木質(zhì)廢棄物、農(nóng)業(yè)秸稈、牲畜糞便、制糖作物廢渣、城市垃圾和污水、水生植物等。

生物質(zhì)——取之不盡的資源寶庫(kù)

我們知道綠色植物利用葉綠素通過光合作用,把CO2和H2O轉(zhuǎn)化為葡萄糖,并把光能儲(chǔ)存在其中,然后進(jìn)一步把葡萄糖聚合淀粉、纖維素半纖維素木質(zhì)素等構(gòu)成植物本身的物質(zhì)。所謂生物質(zhì)可以理解為,由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱,包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物、海產(chǎn)物(各種海草)和城市垃圾(紙張、天然纖維)等。據(jù)估計(jì),作為植物生物質(zhì)的主要成份——木質(zhì)素和纖維素每年以約1640億噸的速度再生,如以能量換算相當(dāng)于石油產(chǎn)量的15-20倍。如果這部份資源得到好的利用,人類相當(dāng)于擁有一個(gè)取之不盡的資源寶庫(kù)。而且,由生物質(zhì)來源于空氣中的CO2,燃燒后再生成CO2,所以不會(huì)增加空氣中的CO2的含量。CO2是最主要的溫室效應(yīng)氣體(Greenhouse Effect Gas),它對(duì)全部溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)為26%,對(duì)大氣中除水蒸氣外各種氣體引起的溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)約為65%。鑒于利用生物質(zhì)作為能源不會(huì)增加大氣中CO2的含量,即碳中性(carbon neutral),生物質(zhì)與礦物質(zhì)能源相比更為清潔。

國(guó)家政策

可再生能源發(fā)電價(jià)格確定生物質(zhì)發(fā)電每千瓦時(shí)可補(bǔ)貼0.25元

新華網(wǎng)北京1月12日電(記者呂諾)我國(guó)可再生能源發(fā)電價(jià)格實(shí)行政府定價(jià)和政府指導(dǎo)價(jià)兩種形式。其中生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià)的,電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各省(自治區(qū)、直轄市)2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加每千瓦時(shí)0.25元補(bǔ)貼電價(jià)組成。

這是近日發(fā)布的《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》中規(guī)定的。

中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于1日起施行,中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政部、建設(shè)部、質(zhì)檢總局等部門制定的配套法規(guī)和技術(shù)規(guī)范也陸續(xù)發(fā)布。社會(huì)各界十分關(guān)注的有關(guān)可再生能源發(fā)電價(jià)格與費(fèi)用分?jǐn)偂⒖稍偕茉窗l(fā)電管理等制度有了可操作的規(guī)定。

作為配套法規(guī)之一的《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》規(guī)定,生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià),在項(xiàng)目運(yùn)行滿15年后取消。自2010年起,每年新批準(zhǔn)和核準(zhǔn)建設(shè)的發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià)比上年批準(zhǔn)項(xiàng)目遞減2%。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項(xiàng)目,不享受補(bǔ)貼電價(jià)。通過招標(biāo)確定投資人的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,上網(wǎng)電價(jià)按中標(biāo)確定的價(jià)格執(zhí)行,但不得高于所在地區(qū)的標(biāo)桿電價(jià)。

根據(jù)同一規(guī)定,水力發(fā)電價(jià)格暫按現(xiàn)行規(guī)定執(zhí)行;風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府指導(dǎo)價(jià),電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)務(wù)院價(jià)格主管部門按照招標(biāo)形成的價(jià)格確定;太陽能發(fā)電、海洋能發(fā)電和地?zé)崮馨l(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià),其電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)務(wù)院價(jià)格主管部門按照合理成本加合理利潤(rùn)的原則制定。可再生能源發(fā)電價(jià)格高于當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的差額部分,在全國(guó)省級(jí)及以上電網(wǎng)銷售電量中分?jǐn)偂?/p>

另一部配套法規(guī)《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》中明確:發(fā)電企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極投資建設(shè)可再生能源發(fā)電項(xiàng)目,并承擔(dān)國(guó)家規(guī)定的可再生能源發(fā)電配額義務(wù)。大型發(fā)電企業(yè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先投資可再生能源發(fā)電項(xiàng)目。

中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)副主任張國(guó)寶12日在《中華人民共和國(guó)可再生能源法》實(shí)施新聞發(fā)布會(huì)上說,“可再生能源法”要求的配套行政法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),具備條件的都已落實(shí)。全國(guó)風(fēng)能源的調(diào)查和風(fēng)電場(chǎng)選址工作將力爭(zhēng)在今年內(nèi)完成,關(guān)于生物質(zhì)能源資源評(píng)價(jià)工作正在準(zhǔn)備,相關(guān)財(cái)政貼息和稅收優(yōu)惠政策正在制定。

案例

現(xiàn)在生物質(zhì)可以應(yīng)用到建筑體列如:門窗和地板。如以下案例:

·中國(guó)政府援老撾國(guó)際會(huì)議中心

·武功·南湖幸福灣水公園

·中國(guó)·湖北九宮山旅游度假村

·成都西嶺滑雪度假村

·武漢凌志4S店

·南湖半島高檔別墅區(qū)。

工藝流程

木質(zhì)纖維植物原料制取乙醇的工藝流程主要包括預(yù)處理、酶解、發(fā)酵和精餾等。

(1)預(yù)處理

天然的木質(zhì)纖維素很難被纖維素酶降解,故必須首先對(duì)天然木質(zhì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理。

傳統(tǒng)預(yù)處理方法有酸法、堿法和生物法等。酸法可以有效地將半纖維素降解,但是無法將纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行分離,且酸對(duì)設(shè)備的材料存在腐蝕問題,后面需要加堿中和而產(chǎn)生大量鹽,增加了廢水處理的負(fù)擔(dān)。堿法可以破壞木質(zhì)素,但無法將纖維素和半纖維素分離,且產(chǎn)生大量的黑液,造成環(huán)境污染。堿也難以回收利用,生物法目前仍主要處在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段,離工業(yè)化要求還有很大差距。

與以上傳統(tǒng)預(yù)處理方法相比,蒸汽爆破法的特點(diǎn)是處理成本低、污染小、能耗少,因此成為最常用的預(yù)處理方法。蒸汽爆破是利用高溫高壓的蒸汽,使得木質(zhì)纖維素原料中的半纖維素部分水解,并軟化木質(zhì)素,從而降低纖維素、半纖維素、木質(zhì)素三者聚合度,然后通過瞬間減壓,使得木質(zhì)纖維素內(nèi)部的氣體急速膨脹,產(chǎn)生爆碎作用,進(jìn)一步破壞木質(zhì)纖維素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。蒸汽爆破的一般流程是木質(zhì)纖維素首先經(jīng)過切制粗碎,并除塵除雜,然后與水浸漬后輸送至預(yù)處理反應(yīng)器,在預(yù)處理反應(yīng)器內(nèi)的一定溫度(170~200℃)和壓力(0.8~1.0MPa)的蒸汽中維持一定的時(shí)間(5~25min),然后瞬間泄壓鑤碎,得到預(yù)處理物料。

(2)酶解

木質(zhì)纖維素經(jīng)過預(yù)處理后,需要進(jìn)一步水解成可發(fā)酵糖。

傳統(tǒng)的酸水解技術(shù)較為成熟,但酸的腐蝕性對(duì)人體有害,所需工藝條件苛刻,且增加了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。

與酸水解相比,酶解的特點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和、無污染,因此成為普遍采用的木質(zhì)纖維素水解工藝。

纖維素酶是酶解過程的催化劑,是一組能夠?qū)⒛举|(zhì)纖維素中的纖維素和半纖維素水解生成單糖的酶,纖維素酶可以通過木霉曲霉屬根霉青霉等菌種發(fā)酵自行制備,也可以使用商品酶制劑。

酶解的一般流程是首先將預(yù)處理物料和水配制成一定底物濃度,然后加入纖維素酶開始酶解,酶解過程需控制在一定溫度和pH,達(dá)到一定酶解時(shí)間后,得到酶解液。酶解工藝的主要操作條件是底物濃度、酶量、酶解時(shí)間、酶解溫度、酶解pH。底物濃度的增大會(huì)影響酶解反應(yīng)的傳熱傳質(zhì)和均勻性,且產(chǎn)生高濃度酶解產(chǎn)物對(duì)酶有反饋抑制作用,所以底物濃度一般控制在15%~30%;酶解溫度和pH是由酶制劑的最佳活性確定的,一般酶解溫度是50℃,酶解pH是5.0;酶解時(shí)間控制在2~3天為宜,酶解時(shí)間太長(zhǎng),可能會(huì)導(dǎo)致部分可發(fā)酵糖發(fā)生降解。

酶解液可以通過水洗,分離出木質(zhì)素,也可不水洗直接發(fā)酵制得乙醇。

(3)發(fā)酵

乙醇發(fā)酵工藝已比較成熟,采用釀酒酵母已能較容易完成己糖發(fā)酵,但傳統(tǒng)的釀酒酵母只能將己糖轉(zhuǎn)化成乙酵,卻不能利用戊糖

采用基因和代謝工程技術(shù)篩選出戊糖發(fā)酵菌種,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)己糖和戊糖全利用。

己糖和戊糖全利用工藝可分為己糖和戊糖分開發(fā)酵和己糖、戊糖同步發(fā)酵兩種流程,己糖和戊糖分開發(fā)酵需要首先對(duì)預(yù)處理物料進(jìn)行水洗分離出戊糖,此過程需要消耗大量的水,所以一般采用己糖、戊糖同步發(fā)酵流程。

己糖、戊糖同步發(fā)酵的一般流程是在酶解液中接種共發(fā)酵菌種,發(fā)酵過程需控制在一定溫度(35℃)和pH(6.0)達(dá)到一定發(fā)酵時(shí)間(約1~2天)后,得到發(fā)酵醪[láo]。

發(fā)酵醪可通過離心回收其中的菌種,發(fā)酵尾氣中的乙醇可回收后進(jìn)入精餾。

(4)精餾

發(fā)酵液中的低濃度乙醇需經(jīng)過精餾進(jìn)行濃縮。

乙醇的精餾可采用三塔兩效差壓蒸餾的生產(chǎn)方法,此方法的特點(diǎn)是采用多級(jí)熱偶合術(shù),分級(jí)利用系統(tǒng)熱量,使熱量的利用盡可能達(dá)到最佳狀態(tài)的功能,同時(shí)還節(jié)約了蒸汽消耗。發(fā)酵液中的低濃度乙醇經(jīng)過精餾后,可得到95%(體積分?jǐn)?shù))的共沸乙醇。

參考資料 >

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