生物質(zhì)
處理和利用
生物質(zhì)能不單只用來當(dāng)燃料使用,也有其他用途,例如玉米。
利用植物的生質(zhì)能電池
生質(zhì)柴油的加油站
低技術(shù)處理包括:
堆肥(調(diào)整和增肥土壤)
厭氧消化(使生物質(zhì)能腐爛以生產(chǎn)沼氣或?qū)⑽勰噢D(zhuǎn)成肥料)
發(fā)酵和蒸餾(都用來制造乙醇)
更高技術(shù)的處理包括:
高溫裂解(在空氣不足或缺乏空氣的狀態(tài)下加熱有機(jī)廢棄物以制造像是瓦斯或是煤炭等易燃物)
加氫氣化 (生產(chǎn)甲烷和乙烷)
氫化(在高溫高壓下用一氧化碳和蒸氣將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為石油)
破壞性蒸餾 (用高纖維有機(jī)廢棄物中生產(chǎn)甲醇)
酸水解 (用廢木材生產(chǎn)可蒸餾的糖類)
燃燒生物質(zhì)能或是其所生產(chǎn)的燃料,可以用來生產(chǎn)熱能或是電能。
生物質(zhì)能的其他用途,除燃料和堆肥包括:
建材
生物可降解塑膠和紙張(用纖維素)
環(huán)境影響
生物質(zhì)能是碳循環(huán)的一個環(huán)節(jié)。光合作用將大氣中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物質(zhì),而有機(jī)物質(zhì)在死亡或被氧化后會再以二氧化碳(CO 2 )的形式回歸大氣。這循環(huán)相對的所需的時間較短,而用作燃料的植物可以很快地不斷地重復(fù)種植替代。因此使用生物質(zhì)能作為燃料依然可以維持大氣中碳含量的水平。按重量計算,干燥木材普遍的碳儲量大約在50%左右。
雖然生物質(zhì)能是一種可再生能源,有時也被稱為"碳中性"的能源,但還是可能會助長全球暖化。這情況會發(fā)生在碳中性平衡被破壞時,例如森林開伐或都市化。使用生質(zhì)燃料替代化石燃料仍會排放一樣多的CO 2 至大氣中。但用作燃料的生物質(zhì)能還是被視為是碳中性的,或者是溫室氣體的凈消耗者,因為可以抵銷甲烷進(jìn)入大氣。干燥的生物質(zhì)能中含量約50%的碳早已經(jīng)進(jìn)入碳循環(huán)中。在生物質(zhì)能的生命中會從大氣吸收CO 2 ,結(jié)束后再以CO 2 和甲烷(CH 4 )的形式回歸大氣,而這取決于它最后的結(jié)果。CH 4 最后會再轉(zhuǎn)化成CO 2 并完成碳循環(huán)的周期。而化石燃料會將碳帶離循環(huán)并儲存起來,直到再回歸大氣中,增加大氣碳循環(huán)的碳含量。
生物剩余物的產(chǎn)生的能源會取代化石燃料而讓化石燃料的碳繼續(xù)被留著,也交換循環(huán)中包括生物殘留的CO 2 和CH 4 的混和氣體還有大部分的碳的組成。但因為缺乏借由生物剩余物產(chǎn)生能量的應(yīng)用,大部分剩余物的碳還是以腐爛或燃燒的方式回歸大氣。腐爛過程中大約會產(chǎn)生50%的CH 4 ,而燃燒會產(chǎn)生5-10%的CH 4 。發(fā)電廠會控制燃燒將大部分的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換成CO 2 ,因為CH 4 是比CO 2 更強大的溫室氣體。借由利用生物質(zhì)能產(chǎn)生能量的處理過程中將CH 4 轉(zhuǎn)換成CO 2 能夠大幅的減緩溫室效應(yīng)。
美國現(xiàn)有的生物質(zhì)能發(fā)電廠供應(yīng)1700百萬瓦,占全部約0.5%的電力。減少了約1100萬噸的CO 2 和200萬噸的CH 4 排放量。而減少排放的CH 4 量所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)威力是減少排放的CO 2 的20倍。生物質(zhì)能生產(chǎn)能量所減少的排放溫室氣體的效率是其他碳中性能源生產(chǎn)技術(shù)的5倍。
目前Florida Crystals Corporation的New Hope Power Partnership是美國最大的生物質(zhì)能發(fā)電廠。借由回收甘蔗渣和廢棄木材所產(chǎn)生的140百萬瓦電力足夠提供它的大型研磨廠和提煉廠運作還有超過40000家庭的供電。每年約省下了80萬桶的石油,減少使用了許多在佛羅里達(dá)的垃圾掩埋地。
人類生質(zhì)能產(chǎn)量及消費
這表顯示的是人類會生物質(zhì)能的消費和利用,并不包括未收成和利用的。
來源: Whittaker, R. H.; Likens, G. E. The Biosphere and Man. (編) Leith, H. & Whittaker, R. H. Primary Productivity of the Biosphere. Springer-Verlag. 1975: 305–328. ISBN 978-0-387-07083-4. ; Ecological Studies Vol 14 (Berlin)
參見
生質(zhì)燃料(生物燃料)
碳足印
碳(Carbon)
柴(Firewood)-傳統(tǒng)的木質(zhì)生質(zhì)燃料
纖維素乙醇商業(yè)化 ( 英語 : Cellulosic ethanol commercialization )
參考資料
EISFELDER, C., KUENZER, C. and DECH, S., 2011: Derivation of biomass information for semi-arid areas using remote-sensing data, International Journal of Remote Sensing, DOI:10.1080/01431161.2011.620034
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