废弃秸秆转化为生物质能源再利用的研究

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摘?要 能源开发对我国的国家经济建设以及社会的进步具有十分重要的意义。当前，随着环保意识的加强以及绿色能源口号的提出，用废弃秸秆转化为生物质能源再利用的研究受到了人们越来越多的关注。我国的秸秆资源十分丰富，将废弃的秸秆转化为生物质能源可以有效缓解我国能源紧缺的问题，但是由于技术因素以及经济因素的影响，我国的秸秆能源化的利用率不高。本文根据秸秆能源化利用存在的现状、问题以及未来发展方向，对废弃秸秆转化为生物质能源再利用的课题进行深入的研究与分析。

关键词 秸秆；能源；再利用

中图分类号 TQ352 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0188-01

能源发展是国家国民经济的基础，面对日益紧缺的石油、煤炭等能源，寻找绿色、环保、可再生的能源已经成为各国普遍关注的课题。秸秆是一种具有多种用途的可再生的生物质资源。研究发现，农作物光合作用的产物一半以上都存储于秸秆之中，每两吨废弃秸秆产生的热值相当于一吨标准煤产生的热值，并且其再利用的过程中能够达到二氧化碳的零排放。生物质秸秆作为一种环保可再生的绿色能源，已经成为当今世界上仅次于石油、煤炭、天然气的第四大能源。因此，废弃秸秆转化为生物质能源的市场前景十分广阔，对其再利用的研究势必为能源利用行业带来重大变革。

在我国，秸秆资源十分丰富，进行废弃秸秆转化为生物质能源再利用的研究，一方面可以减少人们燃烧秸秆所造成的环境污染，保护环境，使秸秆能够得到很好的利用，提高资源利用效率；另一方面，不仅能够变废为宝，提高秸秆的经济效益，同时还可以缓解我国能源紧张的问题，从而促进我国社会经济的发展。

1 废弃秸秆再利用的发展现状

当前，我国的秸秆资源很丰富，但是由于技术和经济等因素的影响，秸秆再利用的效率并不是很高。在农村，人们一般将部分秸秆用于垫圈、喂养牲畜以及堆沤肥，其它大部分秸秆都作燃料烧掉。随着科学技术的不断发展以及省柴节煤技术的推广，再加上燃煤和液化气的广泛普及，用作燃料的秸秆也大大减少。据统计，我国农作物秸秆年产量有七亿吨左右，用作炊事燃料、造纸原料、饲料肥料、秸秆还田以及其它用途的不足10%，大量富余的秸秆资源中，可作为生物质能源原料的秸秆大约有四亿吨，这就为我国的废弃秸秆转化为生物质能源再利用提供了基本原料保证。所以说，我国农业秸秆转化为生物质能源具有巨大的发展前景。

从二十世纪八十年代开始，我国秸秆转化为生物质能源再利用技术发展迅速，秸秆生物质能源发电的从无到有，燃料乙醇产量迅速增长，沼气建设的加快以及生物柴油困境的突破，都为废弃秸秆再利用指明了发展方向。

2 秸秆能源再利用存在的问题

当前，我国的秸秆转化为生物质能源再利用过程中存在着许多问题。根据对秸秆资源再利用现状的研究发现，影响秸秆资源再利用的主要因素来自技术和经济两个方面，秸秆资源再利用的效率不高，经济效益低下已经成为秸秆转化为生物质能源再利用的阻碍。

一方面是秸秆转化为生物质能源再利用的技术存在不足。由于秸秆堆积密度和能量密度比较低，使得运输以及储存的费用比较高，成为了大型电厂等工业企业对秸秆能源有效利用的阻碍。此外，由于秸秆的纤维素含量比较高，不易粉碎，容易使加料设备造成阻塞，也增加了秸秆资源再利用的难度。另一方面是来自经济因素方面的影响。我国的秸秆资源分布比较分散，难以进行集中处理，而分散处理效率较低且成本较高，这是当前秸秆资源难以实现大规模推广使用的主要问题。同时由于秸秆转化为生物质能源的技术复杂且发展程度比较低，使得秸秆再利用的成本比较高。例如秸秆资源转化制成的汽油、柴油等生物油，虽然它具有可再生、低污染等诸多优点，但是其成本比矿物油要高许多，并且还需要专用的燃料设备进行处理。这些技术和经济因素的制约都阻碍了秸秆资源的再利用 。

3 未来废弃秸秆转化为生物质能源再利用的发展方向或途径

用废弃秸秆转化为生物质能源具有十分广阔的发展前景。根据对其再利用 问题及现状的研究，未来废弃秸秆转为生物质能源再利用的发展方向或途径主要有以下三个方面：

3.1 秸秆转化为生物质能源——燃气

废弃秸秆转化为生物质能源再利用中的一个重要方向就是将秸秆转化为燃气进行的再利用。秸秆燃气就是指通过密闭缺氧，利用沼气技术以及热解气化技术将废弃秸秆转化成的一种可燃气体，这种气体是一种绿色环保的清洁能源。在这个转化过程中用到的沼气技术和热解气化技术对秸秆资源转化再利用具有十分重要的意义。其中沼气技术可以分为干法和湿法两种发酵工艺，它能够将秸秆转化为沼气能源，从而减少煤炭的使用。同时秸秆产生沼气的残渣可以当成有机肥进行使用，减少化学肥料的使用，有效的保护环境。而热解气化技术就是所谓的秸秆气化技术。它的主要原理就是秸秆在气化反应器中，通过氧气不足条件下发生的部分燃烧为气化吸热提供能量，产生热解气化反应，以此来促进可燃气体的转化形成。我们要对其不断进行优化，以此来降低秸秆燃气的造价，使秸秆燃气得以推广。这两种技术对秸秆燃气的发展具有十分重要的意义。

3.2 秸秆能源再利用——发电

利用废弃秸秆进行发电，就是一种将农作物秸秆资源作为主要燃料进行发电的方式，它包括秸秆燃烧发电和秸秆气化发电两个方面。

秸秆燃烧发电就是指在不产生二次污染的前提下，通过秸秆处理系统对其进行集中焚烧处理，利用秸秆燃烧产生的热能进行发电的一种形式。秸秆燃烧发电能够有效的对我国煤炭燃烧发电的结构进行调整，从而缓解我国煤炭资源紧缺的局面，减少煤炭燃烧发电造成的环境污染。同时通过对秸秆的回收发电，可以提高农民的收入，使秸秆变废为宝。而秸秆气化发电就是将其转化为高品位的燃料气，通过这些燃料气推动燃气轮机或者内燃机进行发电。在进行秸秆气化发电的过程中，要注意气体的净化。秸秆在气化炉中转化的气体燃料存在一定杂质，将这些杂质去除可以有效保证燃气发电设备的正常运行。秸秆气化发电不仅可以有效解决秸秆燃烧效率低以及分布比较分散的问题，同时可以降低环境污染，使燃气发电设备结构紧凑的优点得以充分发挥。

3.3 废弃秸秆转化制造汽油、柴油

石油资源的日益紧缺导致国际原油价格不断上升，人们迫切寻找可进行替代的能源。因此，废弃秸秆转化的生物质汽油和柴油受到了人们越来越多的研究与关注。在催化剂的作用下，利用秸秆碳水化合物以及木质素原有化学结构的特点，通过对反应条件的调控，可以使其形成高活性的自由基，从而使高分子得以重新组合，实现汽油以及柴油馏分的制备。这种技术使得秸秆转化为生物质汽油、柴油得以实现，为石油和化工行业的发展注入了新的动力。所以废弃秸秆转化为生物质汽油、柴油对我国社会经济的发展具有十分重要的意义，能够实现我国可持续发展的战略思想。

总而言之，我国必须要加强对秸秆高效利用技术，包括直接燃烧技术与设备的研究，进行集约化综合新技术的开发，以此来降低秸秆资源再利用的技术难度和成本，提高其利用的效率和经济效益，实现秸秆资源再利用的可持续发展。用废弃秸秆转化的生物质能源是一种可再生的清洁环保能源，通过对秸秆能源化再利用的研究，可以有效的对我国的能源结构进行调整，从而减轻我国能源紧缺的压力，降低二氧化碳等温室气体的排放，提高环境质量，使秸秆资源再利用能够为我国的国民经济发展做出突出贡献。

参考文献

[1]娄芸.秸秆生物质能源的应用现状与前景[J].化学与生物工程，2010.

[2]徐峰林.探求生物质秸秆能源化利用出路[J].科技与生活，2010.

[3]苏德华.我国秸秆能源化利用问题与发展方向[J].城市建设理论研究（电子版），2012.