[00111607]秸杆生物质热解制氢技术

　　一、引言 　　人类的生存与生活离不开能源，目前全世界80%的一次性能源消费为化石能源，14%为可再生能源（其中生物质占9。5%），6%为核能。随着社会经济的发展，对能源的需求日益增加，而化石能源储量减少，寻求新的替代能源是当务之急。就目前所知，可替代的能源有氢能、核能和太阳能等。氢能是一种理想的新能源，具有资源丰富、燃烧热值高、清洁无污染和适用范围广等特点。据专家预测，今后数十年内最有可能广泛被应用的未来能源是氢能。 　　氢本身无毒、无味，能量可转化形式多，储存运输较方便，是一种理想的清洁能源。近年来氢能的开发与利用技术得到许多国家的高度重视，并投入大量财务开展研究工作。氢还是理想的载能体，它在燃烧时只产生水，不产生任何污染物，与传统的能源物质相比，还具有能量密度高、热转化效率高、输送成本低等诸多突出优点。氢能的应用领域不断广大，从过去的宇航领域扩展到现在民用、工业领域，特别是氢燃料电池，其高效性（效率可达80%）带来的良好经济前景和环保优势，更加促进了人们对氢能的广泛重视。与化石能源相比，氢能不是一次能源，自然界中不存在纯氢，它只能从其他物质中通过分离、分解等方法得到。 　　目前，96%的氢产量是由天然的碳氢化合物——煤、石油或天然气产品中提取的，4%是采用水电解法制取的。传统的制氢过程要消耗大量的矿物资源和能源，而且在生产过程中产生的污染物对环境会造成污染，已不适应社会发展的要求。更为重要的是，作为氢能主要来源的化石能源正在迅速减少，因此必须寻求新的氢能来源、开发新的制氢方法才能使氢能有广阔的发展前景。从长远看，制氢应该立足于可再生能源，其中生物质由于其储量丰富，对环境的CO2净排放量为零等优点成为了全世界能源界研究的重点。 　　生物质资源是一种重要的可再生能源，分布广，储量大，地球上每年生长的生物质总量约1400亿～1800亿吨，相当于目前世界总能源的10倍。生物质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，所以其自身也是氢的载体，其中氢元素的质量组分为6%，相当于每千克生物质可产生0。672m3的气态氢，占生物质总能量的40%以上。与矿物燃料相比，具有挥发分高，硫、氮含量低等优点，无论是从能源角度还是从环境角度，发展生物质制氢技术都具有重要的意义。 　　二、生物质热解制氢技术 　　生物质制氢方法主要有生物法和热解转化法。但是，由于生物质的主要成分之一——木质纤维素难以在低温下被纤维素降解酶降解，因而生物制氢技术目前还难以进行商业化应用，仅处于研究阶段。生物质热化学转化法可利用生物质热裂解和气化等过程产氢，具有成本低、效率高的特点，是大规模制氢可行的方式。 　　三、生物质制氢技术经济可行性分析 　　氢是理想的“绿色”能源，但是现阶段仍被认为是一种相对昂贵的能源，这主要是因为燃料电源还处于研发阶段，距离商品化应用尚远。然而，作为一种燃料，各种经济分析都指出，生物质气化制取的氢气在价格上是可以与其他液体燃料竞争的。 　　目前中国市场上汽油和柴油的价格分别为约5000元/t和4300元/t，折算成等值能量，分别为225元/GJ和194元/GJ。可以看出，在规模化生产条件下，由生物质制取的氢能价格只相当汽油、柴油的一半以下。当然由于氢的特性，使它的储存和运输成本都比较高，终端用户的氢气价格会比制氢成本明显提高，但综合考虑生物质的可获得性和可再生性，特别是从可持续发展角度考虑，生物质制氢的竞争力是肯定的。