生物質和生物燃料能源的利與弊

在本指南中,我們列出了生物質能和生物燃料能源的優點和缺點。

本指南是我們整理的一係列指南的一部分不同能源和能源生產方法的優缺點

生物質能和生物燃料能源的利與弊

優點

可以再生不像化石燃料是有限的

在某些方麵可以做到碳中和嗎

與煤炭和石油相比,它是否具有成本效益

在大多數地理位置都可以獲得生物質

作為能源和生物燃料有多種用途

第三代生物燃料可能提供第一代和第二代生物燃料所沒有的好處

生物能源的其他新發展正在進行中

缺點

與太陽能、風能和其他可再生能源相比,作為可再生能源並不理想

可以是資源密集型的(水、土地、化肥等),有些人認為資源可以比生物燃料更好地分配

專用生物質有時會有更高的碳足跡,僅低於一些化石燃料

會不會不必要地導致環境問題,如森林砍伐和土地清理、棲息地喪失、對當地物種產生負麵影響、土地退化和空氣汙染

可能比某些其他類型的能源生產需要更多的時間和成本

提取生物質可能不具有成本效益

是否需要大量的土地和存儲空間

會導致缺水和缺水嗎

會涉及到能量的低效轉換嗎

還是一些地方正在開發的能源嗎

一般的總結

有不同類型的生物能源,生物質和生物燃料產品。

不同的世代和類型的生物能源可以決定一係列的優點和缺點。

專門的生物質能會有一係列的缺點,比如能量轉換效率低,以及生產生物質能所需的資源(水、土地等)。

在衡量一些可持續性和環境指標時,種植像農作物這樣的有機物質隻是為了生物燃料,可能比化石燃料更糟糕。

即使是從非作物生物質中提取的第二代生物能源也可能存在成本和經濟可行性問題。

隨著第三代藻類和以藻類為基礎的生物燃料以及新型生物燃料生產的進一步發展,生物燃料可能具有更大的潛力。一個例子可能是藻類未來將被用作可持續航空燃料

但目前,它們可能是資源密集型的、低效的,有時還很昂貴。

這取決於國家和使用的生物能源過程——一些國家從生物質能中獲得了合理百分比的能源。

即便如此,目前世界上許多主要國家的大部分能源都來自化石燃料,而不是生物能源。

*注意-以上的優點和缺點是廣泛的概括。

顯然,每個特定的能源項目都有不同的變量影響最終的利弊(比如減少燃煤電廠排放的新技術隻是眾多例子之一)。

每個能源項目和情況(在不同的國家和城市)應該單獨分析。

話雖如此,關於不同能源的利弊的一些廣泛的原則和模式也趨於一致。

什麼是生物質能和生物燃料能源,它的用途是什麼?

生物質是來自植物和微生物的有機物

生物質一般分為五類:工業廢物和副產品、食物廢物、農業殘留物、能源作物和原始木材(維基百科)。

糞便和垃圾等其他類型的廢物有時也會被使用。垃圾能源的主要來源是城市固體廢物、製造廢物和填埋氣體。

生物能是利用生物質能中所包含的能量(來自植物的光合作用,以及來自微生物所吃/消耗的食物)。

生物質轉化為生物燃料可以通過熱法、化學法和生物化學法來實現。

生物能源可以直接作為熱能使用,或者用蒸汽渦輪機發電。

生物質(通過生物能源)也可以用來製造沼氣、生物柴油和其他生物燃料。

第一代vs第二代vs第三代生物燃料

第一代

是專門由糖和小麥等糧食作物(或甘蔗和玉米澱粉等植物)製成的

其中一些用途是生物乙醇或酒精燃料,可直接用於燃料電池發電或作為汽油(乙烷)的添加劑。

第二代

第二代生物燃料利用非糧食作物,如木材、有機廢物、糧食作物廢物和其他農業和城市廢物。

第三代

專門利用藻類作為生物能源。

藻類的優點被認為是低成本,高能量和高產量的能源,而且更可再生。

生物質和生物燃料能源

可再生

總有有機物和廢物需要轉化為能量

更新所需的時間與每種有機物質的發展所需的時間一樣長,或與廢物產生所需的時間一樣長

這是與化石燃料相比的,例如,化石燃料被認為是不可再生的

生物質可以是碳中性的

在生物能源來自植物的情況下,植物從大氣中吸收二氧化碳,當它們腐爛或燃燒能量時,二氧化碳被釋放回大氣中

所以,唯一被釋放的二氧化碳,是最初被吸收的

生物質能源具有成本效益

與煤和石油相比,從生物質能中提取的某些類型的生物能源更便宜(在煤和石油中,你必須鑽探石油或建造天然氣管道來輸送天然氣)。

做同樣的工作,某些類型的生物能源的成本比化石燃料低1/3左右,有時這種成本節省會通過更便宜的能源價格轉嫁給消費者

豐富的

世界各地都有大量的生物質

在欠發達國家和地區,幾個世紀以來他們主要燃燒木材和其他生物質,因為沒有其他類型的能源或電力

能用於一係列用途嗎

生物質能被加工成汽車用的生物柴油,但它也能用來生產沼氣和一係列其他生物燃料。

木材可以用來產生熱量,而某些形式的生物質(如來自垃圾填埋場)產生的蒸汽也可以驅動渦輪機產生能量。

一些生物燃料產品甚至可以用於燃料電池。

第一代、第二代和第三代生物能源,以及生物質的不同來源,都可能被用於不同的用途。

第三代生物燃料可能提供額外的好處

還有第三代生物燃料正在開發中,生物質來源是藻類。

以藻類為基礎的燃料可能具有前幾代生物燃料所沒有的新優點,例如更具有成本效益,更可再生,產量更高,有更高的增長速度和產量,不影響糧食生產,以及其他優點

從efficientgreenpower.com:

藻類生物質能的生產速度比其他陸基農業,如玉米和大豆,快5到10倍,而且它可以發酵生產生物燃料,如乙醇、丁醇和甲烷,以及生物柴油和氫氣

生物能源的其他新發展正在進行中

截至2015年,一種針對發展中國家的新型生物能源汙水處理工藝正在試驗中;Omni處理器是一個自給自足的過程,它使用汙水固體作為燃料,在一個過程中將廢水轉化為飲用水,並產生多餘的電能用於出口。

——efficientgreenpower.com

生物質和生物燃料能源的缺點

一些生物質的生長具有資源和環境足跡

種植生物燃料作物需要土地、水和化肥。

所以,這是一個資源占用。

一些人認為,這些資源可以更好地分配到其他地方。

還可能以碳排放的形式對環境造成影響(化肥本身的場外生產),森林砍伐&土地清理,以及土地和土壤退化

像乙醇這樣的生物質燃料會釋放黑碳。

此外,如果木材沒有完全燃燒,它會散發氣體一氧化碳和微粒物質是常見的空氣汙染物

還有用於提取和運輸排放二氧化碳和溫室氣體的生物質的機械。

一些生物燃料原料可能有不同的可持續性的優點和缺點wikipedia.org對此進行了討論,並給出了不同原料類型的例子,它們使用的土地類型,最終排放的減少或增加,等等

有時會比其他能源有更高的碳足跡

一些資料表明專用生物質在排放清單上的排名接近首位,僅次於某些類型的化石燃料發電

在運行過程中,可能比其他能源需要更多的時間和成本

對於為生物能源而種植的有機物來說,種植、收獲,當然還有用於這些過程的資源,都涉及到時間和成本。

與太陽能或風能相比,太陽能或風能一旦建立,可能隻需要基本的維護、清潔和有時維修費用。

一些生物能源可能不具有成本效益

考慮到提取它們的成本,一些第一代生物物質在商業上是不可行的。對於某些生物質的收獲和儲存來說,情況就是如此。

一些第二代生物質來源(廢物和其他類型的生物質)也可能存在經濟可行性問題。

需要大量的土地、空間儲存和生長嗎

生物質儲存可能需要較大的物理區域。

此外,樹木和作物的生長需要空間和土壤。

Wikipedia.org指出,一些生物燃料原料可能不會與其他土地用途競爭土地,但其他報告認為這一點,並說他們會。這可能取決於正在種植的原料和單個生物燃料原料生產商

需要水資源

用於灌溉種植作物和樹木。

在缺水地區,將水用於低效率的能源形式可能是一個問題。

勢能轉換效率低嗎

與石油和汽油等化石燃料相比。

與直接轉化為電能的太陽能和風能等可再生能源相比,生物質能需要兩個階段的能量轉換——第一個階段是用於種植生物質能的資源,第二個階段是種植和收獲的生物質能的燃燒。

是否仍在開發和改進中

生物能源的一些主要缺點還沒有被解決。

第三代生物能源也尚未建立

不是可再生能源的領導者

與太陽能和水資源相比,生物質能效率低,研究不足。

生物能源的現在和潛在的未來

現在

[以美國為例:]

2017年,生物質燃料提供了美國一次能源使用總量的約5%。的5%:

47%來自生物燃料(主要是乙醇)

44%來自木材和木材衍生的生物質

還有10%來自城市垃圾中的生物質

——eia.gov

未來

未來的發展方向是藻類,或藻類衍生的生物質……

來源

1.http://energyinformative.org/biomass-energy-pros-and-cons/

2.http://efficientgreenpower.com/biomass-energy

3.https://www.renewableresourcescoalition.org/biomass-energy-advantages-disadvantages/

4.https://www.renewableresourcescoalition.org/alternative-energy-sources/

5.https://www.eia.gov/energyexplained/?page=biomass_home

6.http://www.alternative-energy-geek.com/problems-with-biomass.shtml

7.https://en.wikipedia.org/wiki/Pellet_fuel

8.http://energyfromwasteandwood.weebly.com/generations-of-biofuels.html

9.https://en.wikipedia.org/wiki/Aviation_biofuel

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