生物质能概述 二

1.2.            1生物质能源对温室气体的减排作用

矿物燃料是把原为固定的碳通过燃烧使其流动化，并以CO₂的形式累积于大气环境，造成温室效应。而从图1-4种可以看到，生物质中的碳来自空气中流动的CO₂，如果这两个速度有合适的匹配，CO₂甚至可以达到平衡，整个生物质能循环就能实现CO2零排放，从根本上解决矿物能源消耗带来的温室效应问题。以前，人们把减少烟尘、SO₂、NOx等的排放作为重点，而很少考虑CO₂的温室效应对环境的影响。随着全球环境问题的日益严重，1992年在里约热内卢召开了“地球首脑”会议，开始致力于减缓气候变化和削减CO₂排放的。目前，运输燃料和燃煤电厂是造成CO₂排放的主要因素，随着电力需求和交通运输的不断增长，其排放量也将不断增加。在没有切实可行的办法控制化石燃料使用过程中产生CO₂的情况下，减少化石燃料的使用是唯一的办法。在这种背景下，发达国家主要关心的是生物质能对减少CO₂排放上的作用，加上发展速生能源作物有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类社会的可持续发展有重要意义，所以国际上先进国家大都把生物质能利用技术作为一种重要的能源技术来发展，有的国家象瑞典等欧洲国家把生物质能作为替代核能的首要选择，对生物质能利用技术的研究和开发越来越重视。

生物质利用在减少CO2排放方面的作用，可以通过生命周期法进行定量分析。生物质的生命周期主要包括：植物种植，生长，收获，废弃物的收集、运输、预处理，回收利用（包括各种生物质转换技术），最终处理。由于生物质能量密度低，因此，收集、运输过程的能耗比石化燃料大，在整个利用过程中占有较大比重，不能忽视。预处理过程（包括粉碎、干燥）是实现工业化能源利用的前提，此过程的能耗也不可忽视。这样，生物质整个生命周期过程对环境的影响来自收集、运输和预处理中化石燃料利用造成的环境污染及CO2排放，以及各种生物质转换技术本身所致的二次污染，包括废水和废气等。

为了给出一个直观的概念，我们比较了几种生物质利用技术和化石燃料利用过程的CO2排放量，为了计算上的方便，忽略煤炭、石油开采、运输及预处理过程的能耗，而考虑生物质的运输、粉碎和干燥能耗。这种处理相当于将生物质作为集中的能源来研究，类似于煤矿和油田等。生物质运输、预处理过程的能源来自化石燃料，这些过程的能耗大小是决定生物质能整个利用过程CO₂排放量的关键。结果如表1-8所示，只要采用高效合理的利用方式，生物质总体利用过程中CO₂的排放比化石燃料小90%左右，从而证明生物质代替化石燃料是减少CO₂排放的有效措施之一，而气化技术是高效利用生物质的重要途径。另外，系统效率越高，相应的减少量也大。所以开发大型、高效率的生物质能利用系统是今后的发展方向。

表1-8 几种生物质和化石燃料利用过程中CO2排放量的比较

l         为参比物    *  供热和供电单位能量分别采用MJ和kWh   #  化石燃料之间的比较

1.2.2生物质能源对生态环境的保护作用

以生物质资源代替化石燃料，一方面减少了化石燃料的供应量，另一方面可以减少CO2、SO2、NOX等污染物排放，改善环境质量。例如：每利用一万吨秸杆替代煤炭，将减少二氧化碳排放1.4万吨，二氧化硫排放40吨，烟尘排放100吨。消化利用秸杆，已经成为改善环境的迫切需求。秸杆气化技术将与秸杆还田、饲料应用和其他技术一起，为保护农村生态环境贡献力量。

随着农村经济的发展和农民收入的增加，农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区，商品能源（煤、液化气、电）已成为其主要的炊事和生活用能，以传统方式燃烧的秸秆首先成为被替代的对象，致使被弃田间地头的秸秆量逐年增加。许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60%以上，既危害环境，又浪费能源。农村大量焚烧秸秆的现象已延续多年，屡禁不止，造成了严重的大气污染。特别是这种污染在收获季节集中排放，使得短时间内大气质量严重恶化，已经多次发生航空机场关闭和高速公路追尾撞车的事故，成为各级政府关切的一个严重社会问题。随着今后我国农村现代化水平的提高，这种浪费和污染的情况将越来越严重。所以利用高效的生物质转换技术，将废弃的生物质资源转换为高品位的电能和可燃气，不仅可以提高农业产出，增加农民收入，减轻农民劳动强度，又可减少污染促进生态的良性循环。