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能源草发酵产沼气的研究进展

2014-08-20高凤芹等

山东农业科学 2014年3期

高凤芹等

摘要:针对当前世界能源的利用情况,分析了能源草经厌氧发酵生产生物质能——沼气的可行性,并从能源草的资源收集及培育、原料草种植及收获、原料预处理、微生物接种物类别、发酵条件控制以及气体成分分析等6个方面综述了国内外的研究进展,并对其发展前景做出展望。

关键词:能源草;生物质能;沼气

中图分类号:S216.4 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2014)03-0135-05

AbstractAccording to the current utilization situation of energy in the world, the feasibility of producing biomass energy, biogas, from energy grasses through anaerobic fermentation was analyzed. And related research progresses at home and abroad were overviewed from 6 aspects of collection and breeding of energy grass resources, cultivation and harvest of energy grasses, pretreatment of raw materials, category of inoculated microorganism, controlling of fermentation condition and analysis of gas composition. The development prospects were forecasted.

Key wordsEnergy grass; Biomass energy; Biogas

能源是人类社会生存的必要资源和重要战略物资,是国民经济的命脉。但是,按照目前的储存量和开采能力测算,世界上的煤炭、石油、天然气的可采年限分别是230、45、61年[1]。随着常规能源的日益枯竭以及大量利用化石能源所排放的二氧化硫和二氧化碳对人类生存环境的严重威胁,必须寻找可持续的能源道路,开发利用新能源无疑是出路之一。生物质能具有资源量大、无污染以及可再生等优点,有望解决世界能源短缺、环境污染等重大问题。能源植物是一种可再生的生物质资源,物种丰富,绿色清洁,种植面积大[2]。其中,草本能源植物被认为是最有发展前景的生物质原料之一[3]。

沼气热值高,是生物质能源中较具开发和利用前景的一类可再生能源。沼气是生物质在适宜的温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而最终产生的一种可燃的混合气体,其主要成分是甲烷(50%~70%)和二氧化碳(30%~40%),其余气体为氢气、氮气、硫化氢等。沼气燃烧时释放出大量热量,热值为23 027~25 123 kJ/m3。

能源草生物量大并且含有丰富的木质纤维素,如柳枝稷(Panicum virgatum)生物产量可达20 t/hm2以上[4],细胞壁含纤维素37.1%、半纤维素32.1%、木质素17.2%[5]。……

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