[科普中国]-生物能源技术

生物能源技术是指利用微生物及其附属物的分解作用获取替代石油的新能源技术。生物能源技术主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物燃气等，在所有种类的生物质能源中，燃料乙醇是目前应用最广泛的、比较理想的汽油替代生物燃料；近几年，生物燃料的优势已逐渐显现，生物燃料研究力度加强，未来将成为传统能源的重要补充。联合国粮农组织认为，生物燃料有可能成为未来可持续能源系统的主要能源。

生物能源生物能源，是通过种植含有大量能源的植物，并对这些植物进行加工转换而生产出的电力、气体或液体燃料等二次能源。它既是可再生能源，又是绿色能源。在生物学领域中，生物能源是表征生物体量的各词。生物能源包括种植物能源、废弃物能源，主要产品有燃料酒精、生物柴油和生物氢能。

（1）燃料酒精(燃料乙醇)

以淀粉质、糖质为原料，经微生物发酵、蒸馏制得酒精，脱水后添加变性剂变性的酒精称为变性燃料酒精，俗称燃料酒精。燃料酒精便于储存、输送，并与现有的加油站设施相容；与汽油相比，其燃烧时产生的大气污染大大减轻；由于光合作用所固定的二氧化碳量与酒精发酵及其燃烧所释放的二氧化碳量相等，因此使用燃料酒精不会增加大气中的二氧化碳。由此可见，燃料酒精是一种高效清洁的可再生能源。目前世界上已有近20个国家推广使用燃料酒精，推广使用状况最好的国家是巴西和美国。我国燃料酒精起步较晚，但是发展迅速，已成为继巴西、美国之后第三大燃料酒精生产国。

（2）生物柴油：油菜籽、油桐、食用废油

生物柴油由再生资源(如菜油和动物脂肪)制得，它具有生物可降解性、无毒、污染排放少等优点，是一种可再生清洁能源。生物柴油研究始于19世纪末，1893年德国工程师Rudolf Diesel提出该概念，1900年在巴黎博览会上他展示了花生油作燃料的发动机。1983年G．Quick将亚麻棉籽油进行酯交换甲酯化反应后，在发动机上做了燃烧1000 h的试验，此后长链脂肪酸甲脂被称为生物柴油(biodiesel)。目前，美国、欧盟成员国、阿根廷、马来西亚、南联盟、印度、日本等十几个国家和地区已生产、销售生物柴油，显示出巨大的环境和社会效益。生物柴油的制备通常采用物理处理法、化学催化法和生物酶催化法等技术(邱明华，2007)。1

最早的生物能源技术沼气与沼气发酵

沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，其余为二氧化碳、氮气和硫化氢。其中甲烷含量为55%～70%，二氧化碳含量为30%～4 5%。因为这种气体最早足在沼泽中发现的，所以被称为沼气[注：沼气发酵又叫厌氧消化是指利用人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内．在厌氧条件下(没有氧气)，被微生物发酵分解转化．最终产生沼气的过程]。

沼气发酵在我国的应用已有上千年的历史，可以说是最早得到应用的生物能源技术。通过沼气发酵把农户家中的人畜粪便和秸秆等转化为沼气。不但可以解决人畜粪便对环境的污染．还可以为农户带来清洁能源，沼气发酵产生的沼渣和沼液还可以用作农业生产所需的肥料。

随着农业的发展和产业集约化程度的提高，开始出现大中型沼气发酵系统。与好氧降解技术相比，厌氧沼气发酵具有耗能低的优点，而且还可以产生清洁能源。因此是我国生物质能的优先发展方向之一，对于改善我国的能源结构，减少工农业生产的污染都有着重要的意义。2

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学