生物质液体燃料前景一片光明

   能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。我国目前能源供需矛盾尖锐，结构不合理；
能源利用效率低；一次能源消费以煤为主，化石能源的大量消费造成严重的环境污染。今
后 15 年，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，对能源科技发展提出重
大挑战。
       

 

生物质能利用技术的三大类

       生物质主要包括薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆、林业加工残余物和各类有机垃
圾等。我国生物质资源十分丰富，资源总量不低于 30 亿吨干物质/年，相当于 10 亿多吨油
当量，约为我国目前石油消耗量的 3 倍。世界各国在调整能源发展战略时，都把高效利用
生物质能摆在优先地位，列为能源利用中的重要课题。我国商品化的生物质能仅占一次能
源消费的 0.5%

 

左右，与发达国家相比还有很大差距。

       目前，生物质能利用技术主要有直接燃烧、生物化学转化和热化学转化三大类。直接
燃烧包括炉灶燃烧、锅炉燃烧和成型燃料燃烧等方式。目前许多农村地区普遍采用炉灶燃
烧，热效率低于 15%；锅炉燃烧热效率较高，热电联产时可达 90%以上；成型燃料燃烧

 

是把生物质固化成型后再用于传统的燃烧设备，电耗较高。
       生物化学转化主要以厌氧发酵和生物酶技术为主。厌氧发酵主要适合于将工业有机
废液和人畜粪便等非固体生物质分解为沼气；生物酶技术是把生物质生化转化为乙醇，
但目前生物酶大规模生产还存在难度，且用于木质纤维素还存在转化速度慢和废液需要
二次处理等问题。
        热化学转化主要有热解干馏、热解气化和热解液化三种。热解干馏技术可将木质生物
质转化为炭、燃气和多种化学品，但缺点是利用率较低，原料适应性不强；热解气化可将
生物质主要转化为可燃气体，既可用作生活煤气，也可用作制氢或合成气的原料，还可
以通过锅炉或内燃机等转化为热能或电能；热解液化是在中温闪速加热条件下使生物质
迅速热解，然后对热解产物迅速冷凝获得一种称为生物油的初级液体燃料，提质后可替

 

代柴油汽油用于内燃机。
        

 

突破大规模利用的瓶颈

        鉴于生物质资源分散、原料组分复杂，以及热值低、不易运输和贮存等特点，必须将
其经济高效地转化为高热值的液体燃料（如醇类、汽油和柴油等），才能实现大规模利用
的目的。
       中国科学技术大学生物质洁净能源实验室根据多年研究经验获得的最佳技术路线是：
首先在原料产地将生物质（秸秆）规模适度地（原料收集半径控制在 10～20 公里）分散

——

热解，转化为便于运输和储存的初级液体燃料

生物油，然后将各地热解得到的生物

油收集、集中后进行再加工（精制提炼，制富氢合成气和氢气，合成甲醇和混合醇，合成
汽油和柴油）。这样可从根本上解决生物质资源分散和受季节限制等大规模应用的瓶颈问

 

题。
        中国科学技术大学生物质洁净能源实验室是一个专门从事生物质能研究与开发的科
研实体。2004 年 8 月该实验室成功研制出每小时处理 15 公斤物料的电热式热解液化工业
小试装置，经过对热源进行自热式（以热解副产物焦炭和不凝性气体燃烧释放的热量为
热解提供热源）改造后，自热式的热解装置已于 2005 年 11 月通过安徽省科技厅组织的
专家鉴定。2006 年 1 月又成功研制出每小时可处理 150 公斤物料的自热式热解液化工业中
试装置。从运行情况来看，热解焦炭和不凝性气体燃烧释放的热量足以为热解提供热源。
采用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行的热解液化试验表明，木屑产油率 60%
以上、秸秆产油率 50%以上。生物油热值 18～20 兆焦/千克。不同原料制取的生物油在组成

 

上虽然存在差异，但主要成分的相对含量十分接近，因而可以容易地混合使用。