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清洁能源之生物质能 随着世界经济的发展，以石油为代表的化石燃料支撑的产业体系已显出许多弊端。首先是化石燃料的不可再生性导致其必然枯竭的命运，其次是化石燃料使用时大量的环境不友好物质的释放为其发展设置了障碍。再加上如今世界人口膨胀，各国间能源争夺愈演愈烈，大有为能源进行第三次世界大战之势。为保证世界经济的快速发展，保证世界和平，寻找新的可再生资源替代化石能源，解决其使用时的高成本问题成为21世纪的头等大事。清洁能源的开发与利用应运而生，而以材料科学为代表的技术革新必将给世界带来一次新的产业革命。 清洁能源顾名思义就是环境友好型的能源，其碳排放量低于一般化石能源，对环境污染小，又被称作绿色能源。目前常见的清洁能源包括太阳能，风能，地热能，波浪／潮汐能，生物质能，燃料电池等。核能作为一种比较有争议的能源，在此不予讨论。 众多清洁能源各有优劣，但就我个人而言，经过一番比较，认为生物质能这种清洁能源前景最广阔。下面我将对生物质能重点分析—— 生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来自太阳能。生物质是地球上存在最广泛的物质，包括所有的植物，动物，微生物以及这些生命体排泄和代谢的所有有机物质。从能源利用的角度来看，凡能够被利用的生物质能资源统称为生物质能资源，这也是生物质能被看重的最主要的原因之一。按原料的化学性质分，生物质能资源主要为糖类，淀粉和木质纤维素物质；按来源分，则主要包括：（1）农业生产废弃物，主要为农作物秸秆；（2）薪柴，枝柴和柴草；（3）农林加工废弃物，如木屑，谷壳，果壳等；（4）人畜粪便及生活有机垃圾等；（5）工业有机废弃物，如有机废水废渣；（6）能源植物，包括所有可作为能源用途的农作物，林木，水生植物资源等【1】。从这一系列的分类我们也已经可以看出生物质能简直无处不在。废弃不用，这些东西就被定义为垃圾，而利用好这些“垃圾”就可以变废为宝，解决人类赖以生存的能源危机。可谓意义重大。 生物质能是由植物光合作用而来，而其利用主要是类燃烧反应，生成二氧化碳。如果这一过程能有机结合，形成 如图的循环体系，则地球上一日有太阳存在，就有取之不尽用之不竭的能源。 目前对生物质能的利用主要有以下几种方法：（1）直接燃烧和发电；（2）燃料乙醇；（3）沼气；（4）生物柴油；（5）其他技术，包括生物制氢；生物质气化发电；汽化合成液体燃料；热分解液化；高压液化和气化等。生物质能动力工业是仅次于水利的第二大可再生能源工业，相关发电装置装机容量750万千瓦。 基于生物质能的特殊性，它拥有其它新能源所没有的一些特性。其特点主要有： 生物质能资源的大量性和普遍性 生物质能资源不分地界，随处都有。包括我们的生活垃圾，工业废水废渣，农村的作物秸秆，谷壳果壳都可作为原材料，且量大，加工简单。不像风能，若该地区风力达不到要求，则无法建立风场；地热能源也有全球分布点，有些地区拥有这种资源而有些地区无法利用这种天然的能源。可以说生物质能资源是一种平民化的资源，对全球所有公民公平开放。这是其最突出的特点。况且我国是农业大国，有多少人吃饭，就相应有多少作物秸秆。每年我国仅农作物秸秆就有7亿吨之多，可获得系数为85%，相当于3.1亿吨标准煤。这些秸秆平时主要以焚烧为主，农村有限的技术条件无法对其进行高效利用，只能让能量白白嫁与东风，实在是一大浪费。其次，经调查表明，我国年均产薪量约为1.27亿吨，折合标准煤0.74亿吨；据估算2000年全国禽畜粪便可获得实物量为3.2亿吨，折合1.1亿吨当量油。据1995年统计，全国工业废水年排放量达22亿吨，含有近50万吨有机物质；城镇垃圾也以每年8%-10%的速度递增。下表为中国从2003年到2050年各类生物质能资源产生情况。 而这些惊人的数据都显示出生物质能巨大的开发空间和能源潜力。 生物质能资源是一种理想的可再生资源 按照上图中的循环看，只要有太阳存在，就有生物质能资源产生。况且全球的各种生活及工业消费可加快这一循环的进行，只要管理得当，开发有效，一定可以得到优质低廉的清洁能源。 生物质能的清洁安全性 众所周知我国能源消费结构以煤炭为主，是世界第一大煤炭生产和消费国。但由于煤炭燃烧放出大量有害气体，二氧化硫污染已成为主要的大气污染源，有1／3的国土面积受到酸雨污染，极大的影响居民生活质量和经济社会发展。清洁能源的发展是众望所归。但是由于技术有限，很多清洁能源在开发及使用中都会对环境产生一定的影响。有些是在生产过程中产生有毒物质，有些在使用时破坏了生态平衡。比如太阳能电池在生产时，硅片的制作就会对环境产生不好的影响，也对工人的健康造成极大的破坏；而风能的利用会影响到周边地区野生物的生存环境，造成物种灭亡或生态失衡等问题；地热厂的建立会对周边地区土地的稳定性产生不利影响，当老井温度降低，地面沉降可能会发生；而燃