生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有三種:直接燃料、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換。
生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)為合理有效利用生物質(zhì)能開拓了廣闊前景,對生物質(zhì)能的開發(fā)利用,是當(dāng)代人類新能源技術(shù)革新的重要任務(wù)。
直接燃燒
直接燃燒獲取熱量是最簡單的方法,但轉(zhuǎn)換效率很低,且污染環(huán)境。我國農(nóng)村傳統(tǒng)的燒柴灶熱效率5%~10%。大力推廣節(jié)柴灶可使熱效率提高到20%~30%,省柴30%~50%,是一種技術(shù)簡單、易推廣、效果明顯的節(jié)能措施。目前研制的生物質(zhì)壓塊燃料可以提高熱效率并能減少污染。
熱化學(xué)轉(zhuǎn)換
生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定溫度和條件下通過化學(xué)方法使生物質(zhì)氣化、炭化、熱解和催化液化,生產(chǎn)燃料(氣態(tài)、液態(tài))和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。其方法有氣化法、熱分解法和有機(jī)溶劑提取法等。
生物化學(xué)轉(zhuǎn)化
生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是通過微生物發(fā)酵方法將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換成液體或氣體燃料。它包括生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換技術(shù)和生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)。
生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換技術(shù)
20世紀(jì)90年代我國農(nóng)村廣泛推廣和使用的“沼氣”,就是通過這種生物轉(zhuǎn)化技術(shù)得到的。有機(jī)物質(zhì)在一定溫度和隔絕空氣的厭氧環(huán)境中,通過微生物-甲烷菌的發(fā)酵作用,產(chǎn)生以甲烷為主的可燃性混合氣體(沼氣)。產(chǎn)生沼氣的原料是秸稈、雜草、垃圾和糞便等。甲烷菌有嗜熱菌(45℃~ 60℃)、嗜溫菌(30℃~ 45℃)、喜冷菌(0℃~ 30℃)三種。產(chǎn)生沼氣的裝置主要是沼氣池。
沼氣可用作優(yōu)質(zhì)燃料、動力能源、烘干、養(yǎng)殖等。產(chǎn)生沼氣后的渣料還可用來種蘑菇,沼液、沼渣也是很好的有機(jī)肥料。沼氣的開發(fā),有利于農(nóng)村燃料、肥料和飼料的解決,也有利于垃圾的無害化處理。更促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡。
生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)
生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)是將生物原料在密閉容器內(nèi)經(jīng)高溫干餾分解制造乙醇等干凈的液體燃料。生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換技術(shù)所用的原料有糖質(zhì)、淀粉和纖維素等。
巴西采用甘蔗渣為原料,每年可生產(chǎn)乙醇120億升,占其全國汽車燃料的62%,有800萬輛汽車使用摻22%酒精的汽油。我國用甜高粱桿為原料,增殖細(xì)胞技術(shù)三段錐形流化床轉(zhuǎn)化技術(shù)已獲成功,年產(chǎn)3000t的工業(yè)化裝置即將建成。