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    我國(guó)生物質(zhì)能源技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

    時(shí)間:2009-11-13閱讀:1341
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        人口增加帶來的問題首先表現(xiàn)在消費(fèi)環(huán)節(jié)。我國(guó)農(nóng)村人口比重很大,能源消耗問題*。近些年來,關(guān)于農(nóng)村能源的軟、硬課題研究比較普遍、也很充分,并在農(nóng)村應(yīng)用實(shí)踐中取得了成效。本文采用文獻(xiàn)調(diào)研和分析的方法,對(duì)近期和今后這個(gè)研究領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新狀況作了初步的探索。

      1 文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果與分析

      利用中文科技期刊數(shù)據(jù)庫,檢索到2000~2006年生物質(zhì)能源研究方面的相關(guān)文獻(xiàn)2 358篇,進(jìn)一步篩選后,選出緊密相關(guān)文獻(xiàn)121篇。現(xiàn)將文獻(xiàn)綜述如下:

      1.1 概念

      所謂生物質(zhì)能,是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)內(nèi)的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物體內(nèi)的能量。通常包括:木材及森林工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市生活垃圾和工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便。生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn):數(shù)量多、可再生;無污染;利用成本低。

      1.2 生物質(zhì)能利用技術(shù)

     ?、贌峄瘜W(xué)轉(zhuǎn)換法,獲得木炭、焦油、可燃?xì)怏w等高品位能源產(chǎn)品。再細(xì)分為:高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法。

     ?、谏锘瘜W(xué)轉(zhuǎn)換法,生物質(zhì)在微生物作用下生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品。

      ③利用油料植物所產(chǎn)生的生物油。

     ?、苌镔|(zhì)壓制成型以便集中利用并提高熱效率。

      1.3 生物質(zhì)能利用技術(shù)狀況

      第1階段技術(shù):已經(jīng)普及的節(jié)能灶、小沼氣等。

      第2階段技術(shù):處于示范、推廣階段,如厭氧處理糞便和秸稈氣化集中供氣技術(shù)。

      第3階段技術(shù):處于中試階段的生物質(zhì)能壓制成型及其配套技術(shù)。

      關(guān)鍵詞語:生物質(zhì)能

      本文摘要:利用中文科技期刊數(shù)據(jù)庫,檢索到2000~2006年生物質(zhì)能源研究方面的相關(guān)文獻(xiàn)2 358篇,進(jìn)一步篩選后,選出緊密相關(guān)文獻(xiàn)121篇。

      第4階段技術(shù):研究中的纖維素原料制取酒精、熱化學(xué)液化技術(shù)、燃?xì)獯呋迫錃狻?strong>1.4 發(fā)展預(yù)測(cè)

     

      據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能利用技術(shù)研究與開發(fā)現(xiàn)狀分析,結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際情況,今后我國(guó)生物質(zhì)能利用技術(shù)將在以下方面發(fā)展:

     ?、僦苯尤紵夹g(shù)與設(shè)備。

     ?、诩s化綜合開發(fā)利用。

      ③新技術(shù)開發(fā)。

     ?、艹鞘猩罾拈_發(fā)利用。

     ?、菽茉粗参锏拈_發(fā)。

      2 檢索與分析

      利用*“數(shù)據(jù)庫”(光盤),對(duì)1985~2006年間有關(guān)農(nóng)村能源方面的做了全面檢索,結(jié)果是:圍繞生物質(zhì)能主題,檢出相關(guān)195項(xiàng),以沼氣為主題的774項(xiàng),以秸稈利用為主題的128項(xiàng)。

      2.1 “生物質(zhì)能”分析

      2.1.1 類型、發(fā)明人和區(qū)域分布情況

      從“光盤數(shù)據(jù)庫”中檢索到生物質(zhì)能方面的196項(xiàng)。其中,發(fā)明41項(xiàng)、實(shí)用新型15項(xiàng);196項(xiàng)的68%為南方發(fā)明人所有,屬于北方發(fā)明人的占32%(東北地區(qū)占其中的32%,又以遼寧申請(qǐng)量的60%為首);職務(wù)發(fā)明112項(xiàng)、非職務(wù)發(fā)明84項(xiàng)。

      2.1.2 具體技術(shù)領(lǐng)域分析

      生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)的主要方向包括生物質(zhì)能源炭化、氣化、液化的方法與設(shè)備。具體技術(shù)如下:

      ①生物質(zhì)能源氣化轉(zhuǎn)換為熱能。

      ②生物質(zhì)能源提取特異性能的生物質(zhì)。

     ?、凵镔|(zhì)能源轉(zhuǎn)換為電能。

      進(jìn)一步分析上述196項(xiàng),有兩個(gè)趨勢(shì)應(yīng)引起注意:首先,2000年之后申請(qǐng)的有190項(xiàng),這表明學(xué)科發(fā)展動(dòng)向;第二,職務(wù)發(fā)明占59%;第三,失效為28%,生效比例高達(dá)72%,且其中多為近3年的。為了詳細(xì)了解生物質(zhì)能源開發(fā)利用具體技術(shù)領(lǐng)域的狀況,我們?cè)O(shè)計(jì)以沼氣生產(chǎn)及其利用和秸稈利用兩個(gè)主題線索做深度分析。

      2.2 沼氣生產(chǎn)及其利用分析

      鑒于目前農(nóng)村能源開發(fā)技術(shù)熱點(diǎn)為沼氣生產(chǎn)及其利用,我們對(duì)774項(xiàng)關(guān)于沼氣的技術(shù)進(jìn)一步篩選,對(duì)人選的302項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的分析,結(jié)果如下:

      2.2.1 類型、發(fā)明人和區(qū)域分布情況

      在沼氣生產(chǎn)與利用的302項(xiàng)技術(shù)中,實(shí)用新型占80%,發(fā)明僅為20%。在302項(xiàng)沼氣生產(chǎn)與利用中,非職務(wù)發(fā)明占71%,職務(wù)發(fā)明為29%。

     

      在302項(xiàng)沼氣生產(chǎn)與利用中,南方地區(qū)(黃河以南)的省份合計(jì)申請(qǐng)量占66%,北方地區(qū)(黃河以北)的沼氣生產(chǎn)與利用在128項(xiàng)中占34%;北方地區(qū)所占有的34%的沼氣中,東北與內(nèi)蒙古合計(jì)申請(qǐng)量占32件(占北方地區(qū)的34.78%),其中,遼寧省申請(qǐng)量占50%(均為非職務(wù)發(fā)明)、吉林省申請(qǐng)量占21.9%(均為非職務(wù)發(fā)明)、黑龍江省申請(qǐng)量占18.7%(其中非職務(wù)發(fā)明占88%)、內(nèi)蒙古申請(qǐng)量占9.4%(均為非職務(wù)發(fā)明)。

      2.2.2 沼氣研究與開發(fā)的區(qū)域優(yōu)勢(shì)分析

      在302項(xiàng)沼氣生產(chǎn)與利用中,沼氣生產(chǎn)與利用量國(guó)內(nèi)*位的省(市)依次是:江蘇、四川、云南、廣西、北京、河北、湖北、遼寧、湖南、河南;吉林省排位第15。

      值得注意的是:北京的沼氣生產(chǎn)與利用中,職務(wù)發(fā)明42.9%,在所有省份中,這一比例是zui高的,并且均為2003年以后的有效。

      吉林省的沼氣生產(chǎn)與利用中,85.7%為2002年之后的有效;遼寧省的沼氣生產(chǎn)與利用中,38%已經(jīng)失效(因費(fèi)用終止或視為撤回);黑龍江省的沼氣生產(chǎn)與利用全部有效。

      2.2.3 具體技術(shù)領(lǐng)域分析

      東北地區(qū)的沼氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域主要包括:

     ?、僬託獬亟ㄔ觳牧希壕唧w選材如鋼塑、橡膠、玻璃鋼。

     ?、谏a(chǎn)沼氣的材料類型;液體或固體的有機(jī)廢料。

     ?、壅託獬剡M(jìn)料方法:主要是連續(xù)進(jìn)、排料。

     ?、苷託馍a(chǎn)規(guī)模:?jiǎn)螒粜秃图行汀?/font>

     ?、菡託鈶?yīng)用技術(shù):如防止泄漏、防止揮發(fā)、凈化處理、加熱。

      ⑥沼氣生產(chǎn)裝置的配件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。

      2.3 秸稈利用

      2.3.1 類型、發(fā)明人和區(qū)域分布情況128項(xiàng)秸稈利用中,發(fā)明15.6%、實(shí)用新型85.4%;16.4%為職務(wù)發(fā)明,83.6%為非職務(wù)發(fā)明;59%為北方地區(qū)(黃河以北)的?。ㄊ校┧?,其中東北地區(qū)申請(qǐng)量占44.6%。

     

      為避免重復(fù)統(tǒng)計(jì),將秸稈利用與沼氣生產(chǎn)與利用進(jìn)行詳細(xì)比對(duì),僅檢出2項(xiàng)秸稈利用在沼氣生產(chǎn)與利用中有重復(fù)。

      2.3.2 具體技術(shù)領(lǐng)域分析

      秸稈利用研究的主要方向包括以下方面:

      ①秸稈燃料:如植物型煤、秸稈炭化的方法及設(shè)備(或裝置)。

      ②氣化燃料:以秸稈為原料生產(chǎn)氣體燃料的方法、工藝和設(shè)備。

     ?、垡夯剂希阂越斩挒樵仙a(chǎn)液體燃料的方法、工藝和設(shè)備,如酒精、汽油等。其中,以玉米秸稈、高梁秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法與產(chǎn)品技術(shù)是2005年的非職務(wù)發(fā)明。

     ?、苤茪浼皻淠馨l(fā)電:以秸稈為原料制氫及氫能發(fā)電的方法、工藝和設(shè)備。

     ?、蒿暳希悍椒?、工藝和設(shè)備。

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