1、引言
未來(lái)科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)首先是資源的競(jìng)爭(zhēng)。人類能夠長(zhǎng)久依賴的未來(lái)能源必須儲(chǔ)量豐富、可再生利用且無(wú)環(huán)境污染。以植物為主，每年以近2000億t的速度不斷再生的生物質(zhì)資源將是人類未來(lái)的理想選擇。大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源，對(duì)于改善我國(guó)以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)化石燃料使用時(shí)間，改變能源的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善具有重大意義。因此，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用得到了人們廣泛的關(guān)注和世界各國(guó)政府的重視，但生物質(zhì)能源的種類很多，有必要對(duì)其進(jìn)行概要而又綜合的分析。
目前正在應(yīng)用或研究中的生物質(zhì)能源主要有沼氣、生物質(zhì)燃?xì)猓ń斩挌饣⑸锇l(fā)酵制取氫氣等氣體燃料；燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解液化等液體燃料；炭棒、木炭磚、顆粒燃料等固體燃料。現(xiàn)就生物質(zhì)能源的種類以及生產(chǎn)各種生物質(zhì)能源的相應(yīng)技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、存在問(wèn)題等進(jìn)行分析和論述。
2、固體燃料
固體燃料是以木材屑末下腳料、植物秸稈、各種糠渣谷殼等為原料，經(jīng)成型機(jī)擠壓成型制成薪棒或顆粒等，然后脫煙炭化成清潔炭或直接燃用，從而達(dá)到了很高的CO，排放標(biāo)準(zhǔn)，是一種比較簡(jiǎn)潔的生物質(zhì)能源生產(chǎn)方法。現(xiàn)在，遼寧省能源研究所、西北農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院、陜西武功輕工機(jī)械廠、江蘇東海縣糧食機(jī)械廠等10余家單位研究和開(kāi)發(fā)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)和設(shè)備。其中環(huán)模滾壓成型方式生產(chǎn)的顆粒燃料主要用作鍋爐燃料…，其工藝流程需要消耗大量能量，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒。為了達(dá)到這個(gè)濕度，很多原料要烘干以后才能用于制粒，而且壓制出來(lái)的熱顆粒（顆粒溫度可達(dá)95～110℃）要冷卻才能進(jìn)行包裝。其中烘干和冷卻兩項(xiàng)工藝消耗的能量在制粒全過(guò)程中占25%~35%，加之成型過(guò)程中機(jī)器的磨損比較大，致使顆粒成型機(jī)的產(chǎn)品制造成本較高。所以，降低整個(gè)制粒生產(chǎn)過(guò)程的成本，是生物質(zhì)顆粒燃料推廣應(yīng)用的關(guān)鍵，富通新能源銷(xiāo)售生產(chǎn)
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還大量銷(xiāo)售楊木木屑顆粒燃料。
意大利研制開(kāi)發(fā)的ETS( Eco Tre System)新型木質(zhì)顆粒制粒生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)原料的濕度適應(yīng)性強(qiáng)，大部分原料不需要干燥即可直接用于制粒，成粒以后的升溫只有10~15℃，壓制出來(lái)的顆粒溫度較低，無(wú)須冷卻即可直接進(jìn)行包裝，通常可以去掉干燥和冷卻2道工序，但是這套系統(tǒng)價(jià)格昂貴。
3、液體燃料
3.1燃料乙醇
10%的燃料乙醇與汽油混合的乙醇汽油已經(jīng)在使用，但目前以淀粉為原料的燃料乙醇生產(chǎn)從其生產(chǎn)成本來(lái)講不具有經(jīng)濟(jì)意義，是純粹的政策產(chǎn)物。因此以包括植物纖維在內(nèi)的生物質(zhì)為原料，不是采用傳統(tǒng)意義上的酵母而是采用工業(yè)微生物，創(chuàng)建現(xiàn)代生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)意義的燃料乙醇商品是人們所期待的。
美國(guó)能源部根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的組合以及今后的研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)纖維乙醇生產(chǎn)成本進(jìn)行了預(yù)測(cè)，認(rèn)為2015年燃料乙醇生產(chǎn)成本與現(xiàn)在相比將降低36%，達(dá)到與石油競(jìng)爭(zhēng)的成本水平。但美國(guó)的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)并不是等待這一天的到來(lái)，而是積極將現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行最佳組合，盡可能地降低成本，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。美國(guó)具有代表性的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目是BIC公司的以蔗糖渣為原料的燃料乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目，它是采用兩段稀硫酸加水分解法對(duì)纖維進(jìn)行糖化，其特點(diǎn)是可以將C5、C6糖有效分離，并采用轉(zhuǎn)基因大腸桿菌對(duì)C5糖發(fā)酵，這個(gè)項(xiàng)目2002年末建成投產(chǎn)，每年生產(chǎn)能力為8.7萬(wàn)m3。另外還有MASA-DA公司的以纖維類城市垃圾為原料，以及Arkenol公司的以稻殼為原料的燃料乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目，二者均是采用濃硫酸法對(duì)纖維進(jìn)行糖化，利用交換樹(shù)脂回收硫酸。同時(shí)，歐洲、加拿大等也都在進(jìn)行大體相同的研究開(kāi)發(fā)。
2000年我國(guó)政府初步規(guī)劃了燃料乙醇發(fā)展戰(zhàn)略，制定了財(cái)政支持政策等。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行了生物質(zhì)（秸稈）纖維燃料乙醇生產(chǎn)工藝試驗(yàn)研究；華東理工大學(xué)開(kāi)展了生物質(zhì)酸水解制取乙醇的試驗(yàn)研究，但尚未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)水平。
纖維酸解糖化以及C5糖和C6糖不能同步發(fā)酵等造成纖維乙醇生產(chǎn)工藝復(fù)雜，因此目前產(chǎn)業(yè)化規(guī)模都不是很大，基本上處于生產(chǎn)試驗(yàn)階段，還需進(jìn)一步解決C5糖和C6糖同步發(fā)酵，燃料酒精制備過(guò)程中木質(zhì)素利用，利用纖維降解微生物進(jìn)行纖維乙醇直接發(fā)酵等技術(shù)問(wèn)題。特別是利用纖維降解微生物的纖維糖化技術(shù)如果能有所突破，將對(duì)纖維乙醇的產(chǎn)業(yè)化起到巨大的推動(dòng)作用。
3.2生物柴油
目前生物柴油的生產(chǎn)主要來(lái)自兩種原料，一是食用油（大豆油、菜籽油）或其廢棄油，二是其它油脂和野生油料作物。
以食用油為原料利用化學(xué)方法生產(chǎn)生物柴油技術(shù)比較成熟。美國(guó)能源部2001年新建了國(guó)家生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)中心，強(qiáng)化推廣生物柴油，加里福尼亞州成為美國(guó)首先使用生物柴油的州。美國(guó)已有多家生物柴油生產(chǎn)廠商，如NOPEC公司每年具有3.8萬(wàn)mi的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，夏威夷的太平洋生物柴油公司規(guī)模也很大，美國(guó)通用汽車(chē)公司也竭力鼓勵(lì)職工使用生物柴油。而生物柴油運(yùn)用最多的是歐洲，因?yàn)闅W洲國(guó)家對(duì)替代燃料的立法支持、差別稅收以及對(duì)油籽生產(chǎn)的補(bǔ)貼共同促進(jìn)了生物柴油的價(jià)格對(duì)其它柴油燃料價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)性．而且歐洲會(huì)議免除了生物柴油90%的稅收。目前日本生物柴油發(fā)展也很快，每年生產(chǎn)能力己達(dá)40萬(wàn)t。在歐盟各國(guó)，以前通常被用來(lái)做飼料油的廢食用油脂現(xiàn)在也正轉(zhuǎn)向生產(chǎn)生物柴油。與國(guó)外相比，我國(guó)在發(fā)展生物柴油方面還有相當(dāng)大的差距。但是以食用油為原料制備生物柴油關(guān)鍵是在降低生產(chǎn)成本以及跟人類爭(zhēng)嘴等方面的問(wèn)題，還需進(jìn)一步探討和研究。
利用廢棄油以及野生油料作物生產(chǎn)生物柴油是有前途的。隨著生產(chǎn)生物柴油所需的工業(yè)油籽需求量的不斷增長(zhǎng)，出于工業(yè)目的種植油籽的預(yù)留地面積也迅速增長(zhǎng)。但在我國(guó)人多地少的情況下，不宜過(guò)多占用耕地種植菜籽等生物柴油的原料，應(yīng)因地制宜，利用山區(qū)種植油料植物或者利用廢油、動(dòng)物脂肪等為原料用于生物柴油的生產(chǎn)，而且必須在種植上解決相應(yīng)問(wèn)題，如優(yōu)良品種的選擇、耕地的合理使用等。生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性，是柴油的最佳替代品，但它僅限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油車(chē)的使用。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，制取生物柴油普遍采用的方法是利用酯交換反應(yīng)進(jìn)行，整個(gè)過(guò)程復(fù)雜，同時(shí)也存在很多技術(shù)問(wèn)題。如：①催化劑的研制；②酶的選擇性、壽命及反應(yīng)時(shí)間；③生物柴油的凝點(diǎn)高，影響低溫起動(dòng)性；④反應(yīng)的接觸界面問(wèn)題；⑤甘油皂對(duì)油品質(zhì)量的影響；⑥殘留甲醇與甘油的腐蝕性問(wèn)題；⑦生物柴油的品質(zhì)等。
3.3生物質(zhì)裂解
目前生物質(zhì)裂解的方法很多，但主流是生物質(zhì)快速熱裂解和高壓液化技術(shù)。在近10年中，北美在裂解過(guò)程的研究方面進(jìn)展迅速，建立了處理量為1360kg/h的示范裝置。比利時(shí)有250kg/h的流化床裂解裝置。在美國(guó)、加拿大、歐洲和澳大利亞，50kg/h的快速裂解示范裝置正在運(yùn)行。例如：意大利Alten公司生物質(zhì)熱解裝置；加拿大ENSYN公司研制的熱解裝置采用上流式循環(huán)流化床反應(yīng)器；荷蘭Twente大學(xué)研制的熱解裝置采用了旋轉(zhuǎn)錐形生物熱解反應(yīng)器，該裝置己引進(jìn)安裝在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)綜合能源示范基地；美國(guó)太陽(yáng)能研究所(SERI)研制了漩渦式生物熱解反應(yīng)器，據(jù)估計(jì)用該裝置要實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，生物質(zhì)微粒大約需要循環(huán)15次。所以說(shuō)，不論什么方法其生產(chǎn)過(guò)程都是耗能巨大的。就目前的情況看，如果不解決生產(chǎn)過(guò)程能耗問(wèn)題，生物質(zhì)裂解生產(chǎn)液體燃料就沒(méi)有發(fā)展前途。另外，裂解生產(chǎn)出的生物質(zhì)油是一種復(fù)雜的有機(jī)混合物，包含成百上千的從屬于數(shù)個(gè)化學(xué)類別的物質(zhì)，至今對(duì)其相關(guān)的分析還處于探討研究中，其生物油的性質(zhì)也比較獨(dú)特，其應(yīng)用范圍受到了一定的限制。我國(guó)在這方面的工作開(kāi)展得較晚，研究中運(yùn)用的熱解工藝基本上是參照了以上國(guó)外技術(shù)。
4、氣體燃料
4.1秸稈氣化
秸稈氣化生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)庵饕越斩挕⒌練ぁ從┑葹樵希诟邷厝毖醯臒峤鉅t中生成以一氧化碳、氫氣等為主的燃?xì)狻?br />
美國(guó)Davy Mckee公司開(kāi)發(fā)的上流式固定床生物質(zhì)氣化爐，木材處理能力為200 t/d，從爐的頂部通過(guò)重疊開(kāi)閉料斗進(jìn)料，熱空氣從下至上吹入。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于上升熱空氣的偏流等原因影響物料預(yù)熱的均勻性，并且熱空氣在上升過(guò)程中冷卻形成焦油，易造成燃?xì)獬隹诙氯葐?wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，法國(guó)Entropie公司開(kāi)發(fā)了并行流式固定床氣化爐，其特點(diǎn)是有一個(gè)獨(dú)立的氧化爐，在氣化爐內(nèi)生成的含有焦油的燃?xì)獗凰腿胙趸癄t，使焦油在氧化爐內(nèi)燃燒掉，減少燃?xì)鈨?nèi)的焦油成分；美國(guó)IGT公司開(kāi)發(fā)的循環(huán)式流動(dòng)床生物質(zhì)氣化爐，木材處理能力為90 t/d，它克服了上流式固定床物料預(yù)熱均勻性問(wèn)題，但物料如沸騰一樣被攪拌，低溫狀態(tài)下未燃粉末容易隨氣流排出，為此大多采用從反應(yīng)層底部喂入的方法，目前流動(dòng)床氣化爐占主流地位：美國(guó)FERCO公司的采用間接加熱方式的二塔式循環(huán)流動(dòng)床氣化爐，氧化和氣化分別在各自的爐內(nèi)進(jìn)行，增加了氣化速度，減小了爐的體積，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
我國(guó)在生物質(zhì)氣化技術(shù)方面前幾年有較大的發(fā)展，裝置主要有中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院能源動(dòng)力所研制的ND - 900型農(nóng)殘余物生物質(zhì)氣化裝置；中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所在廣東湛江為一家木料廠設(shè)計(jì)并運(yùn)行了一套循環(huán)流化床式生物質(zhì)氣化裝置，目的是要回收能源并防止木粉對(duì)環(huán)境造成污染；山東省能源研究所在膠州市前石龍村建立了一個(gè)生物質(zhì)氣化系統(tǒng)；中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行了生物質(zhì)催化氣化技術(shù)研究等。但是在實(shí)際應(yīng)用方面這幾年有所回落，峰值大約在20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初。原因在于從生產(chǎn)到使用的整套技術(shù)體系、管理體系、相應(yīng)政策法規(guī)都不健全的情況下匆匆上馬，國(guó)家投資支持力度一旦減弱，其推廣和應(yīng)用馬上步履艱難。例如在山東濟(jì)青高速公路沿線以及全國(guó)其它一些地方，不少早些時(shí)期建成的氣化工程幾乎處于停產(chǎn)狀態(tài)；造成幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)的工程設(shè)備閑置被銹蝕。因此必須解決生產(chǎn)過(guò)程的污染、安全、焦油凈化，燃?xì)獾陌踩玫燃夹g(shù)問(wèn)題。因?yàn)闅饣蟮囊谎趸际怯卸練怏w，把有毒氣體直接提供給家庭使用是有問(wèn)題的，必須有相應(yīng)的安全使用措施，因此可以探討生物質(zhì)氣化燃?xì)馄渌猛緩剑ㄈ缱鳛樵牧线M(jìn)行其它材料的生產(chǎn)，低熱值燃?xì)獾母咝Оl(fā)電等）。
4.2生物制氫
生物質(zhì)制氫技術(shù)有生物質(zhì)氣化制氫和利用高濃度有機(jī)廢水或固體有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵進(jìn)行生物制氫。后者可提高有機(jī)污染物的處理能力，但目前產(chǎn)氫率不高，利用產(chǎn)酸相反應(yīng)器并不一定均能獲得可觀的氫氣。因此在產(chǎn)酸相反應(yīng)器中如何提高產(chǎn)氫速率、消除產(chǎn)氫抑制因素、實(shí)現(xiàn)規(guī)模化產(chǎn)氫等方面有待進(jìn)一步的突破。
在國(guó)外，1997年SparlingE報(bào)道了通過(guò)加入1%（體積分?jǐn)?shù)）的乙炔或者25 mmol/L的溴乙烯( BES)抑制甲烷菌的生長(zhǎng)；1999年Lay等人報(bào)道了經(jīng)熱處理的消化污泥和富集培養(yǎng)的產(chǎn)氫細(xì)菌的產(chǎn)氫氣率為140mL/g TVS.( Total Volatile Solids)；2000年Okamoto等人研究了城市固體垃圾中不同有機(jī)廢物的產(chǎn)氫特性，研究結(jié)果表明碳水化合物具有最好的產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，其次是脂類，最后是蛋白質(zhì)；2000年MIZUITIO報(bào)道了厭氧微生物間歇處理豆制品廠廢水的產(chǎn)氫情況，H。含量達(dá)63%，氫氣產(chǎn)率為
2. 54mol/mol(己糖)；同年Nolke的研究表明，利用豆制品廢水、稻米糠、小麥米糠的產(chǎn)氫率可分別達(dá)到14~ 21mL/gVS( Volatile Solids)、31~61mL/gVS、10~ 43mL/gVS。
我國(guó)也有相關(guān)的研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌B49生理特性及其固定化應(yīng)用進(jìn)行了研究；華南環(huán)境科學(xué)研究所進(jìn)行了自固定強(qiáng)化高效菌種活性保持的研究。在生物制氫研究及應(yīng)用過(guò)程中，菌種的篩選及培育優(yōu)良菌種是厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)的關(guān)鍵因素之一，但是在微生物發(fā)酵制氫領(lǐng)域，菌種選育幾乎還是空白。國(guó)外對(duì)產(chǎn)氫機(jī)理進(jìn)行了大量的研究，但至今對(duì)生成氫氣的具體步驟仍沒(méi)有定論。另外，國(guó)內(nèi)外對(duì)不同氣、液相條件下對(duì)發(fā)酵產(chǎn)氫的影響機(jī)理和效果的研究也較少。可見(jiàn)生物制氫起步比較晚，技術(shù)不是很成熟，為了推進(jìn)發(fā)酵法生物制氫的產(chǎn)業(yè)化，關(guān)鍵因素是培育高效產(chǎn)氫發(fā)酵菌種，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的產(chǎn)氫能力，降低生產(chǎn)成本。
4.3 厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣
厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣是比較成熟的技術(shù)，并且在生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有能源消耗。實(shí)際上人們認(rèn)為地球上存在的化石能源就是生物質(zhì)在厭氧條件下形成的，因此認(rèn)為利用厭氧微生物生產(chǎn)沼氣是最有希望的可持續(xù)的能源生產(chǎn)。20世紀(jì)80年代以前，發(fā)展中國(guó)家主要發(fā)展沼氣池技術(shù)，以農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便為原料生產(chǎn)沼氣作為生活炊事燃料，而發(fā)達(dá)國(guó)家則主要處理禽畜糞便和高濃度有機(jī)廢水。20世紀(jì)80年代以后，大型沼氣工程相繼出現(xiàn)，開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化和商品化階段。
4. 3.1 厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，日本、丹麥、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。荷蘭IC公司己使啤酒廢水處理的產(chǎn)氣率達(dá)到lOm3／(m3d)的水平；美國(guó)、英國(guó)、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家將沼氣技術(shù)主要用于處理垃圾；英國(guó)以垃圾為原料實(shí)現(xiàn)沼氣發(fā)電18MW，今后10年內(nèi)還將投資1.5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發(fā)電廠。
目前，在我國(guó)南方某些省份農(nóng)村戶用沼氣池已經(jīng)相當(dāng)普及，并建造了一大批較為大型的沼氣工程。經(jīng)過(guò)10多年的研究開(kāi)發(fā)，厭氧發(fā)酵工藝技術(shù)有一定進(jìn)展，例如豬糞中溫厭氧發(fā)酵USR裝置產(chǎn)氣率達(dá)到2.2m3／(m3 d)，并且已有相當(dāng)多的設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)以及經(jīng)營(yíng)服務(wù)企業(yè)參與沼氣工程建設(shè)。但是農(nóng)村戶用沼氣池普遍存在產(chǎn)氣率不高等問(wèn)題。另外，家庭模式自然發(fā)酵是不可能使沼氣成為商品的，必須進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，提高沼氣發(fā)酵速率，解決受氣候條件限制等問(wèn)題。
4. 3.2厭氧技術(shù)的研究現(xiàn)狀
在厭氧技術(shù)的基礎(chǔ)研究上主要體現(xiàn)在3個(gè)方面，一是菌體對(duì)物料的適應(yīng)能力及競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的探討（AW Lawrence，1969年；WL Chou等，1978年；SKBhatta Charya等，1986年）；二是產(chǎn)甲烷動(dòng)態(tài)過(guò)程生化監(jiān)測(cè)方法的研究（T Edwarda，1975年；RA Bionot，1981年）；三是探討水解步驟降解高分子物質(zhì)降解機(jī)制及生物調(diào)控機(jī)理（BD. Faison等，1985年；JABuswell等，1987年；D Cuullen．1997年）。從世界范圍看，利用各種微生物協(xié)同作用生產(chǎn)甲烷的研究和應(yīng)用，正處于方興未艾的階段。
在厭氧發(fā)酵應(yīng)用研究方面，目前僅限于農(nóng)村的發(fā)酵池（俗稱沼氣池）的研究，而對(duì)于工業(yè)中應(yīng)用的厭氧反應(yīng)器，歷史上研究較多并發(fā)展比較成熟的是以環(huán)保為目的、用于有機(jī)廢水處理的厭氧反應(yīng)器。如Schroepfer在20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)的厭氧接觸反應(yīng)器，它增大了厭氧反應(yīng)器中的污泥濃度，處理負(fù)荷和效率顯著提高，人們稱其為第一代厭氧反應(yīng)器。20世紀(jì)60年代以后出現(xiàn)了厭氧濾池(AF)、上流式厭氧污泥床( UASB)、下行式固定膜反應(yīng)器(DSFF)、厭氧附著膜脹床反應(yīng)器( AAFEB)、厭氧流化床( AFB)等第二代反應(yīng)器。但第二代厭氧反應(yīng)器的混合強(qiáng)度比較低，特別是在低負(fù)荷條件下生產(chǎn)效率不高。為此，在20世紀(jì)90年代初以厭氧膨脹顆粒污泥床( EGSB)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)、升流式厭氧污泥床過(guò)濾器( UBF)為典型代表的第三代厭氧反應(yīng)器相繼出現(xiàn)30-33 3。
4.3.3 厭氧發(fā)酵存在的問(wèn)題
用于處理工業(yè)有機(jī)廢水的厭氧發(fā)酵技術(shù)發(fā)展較快，其處理方式基本達(dá)到工業(yè)化水平，但在以能源生產(chǎn)為目的、處理各種固體有機(jī)廢棄物方面還沒(méi)有達(dá)到工業(yè)化水平。雖然沼氣池的發(fā)展對(duì)解決農(nóng)村能源問(wèn)題起到了巨大作用，但仍局限于自產(chǎn)自用的家庭模式，沼氣沒(méi)有成為商品，因此受季節(jié)和地域限制，不能普遍推廣和應(yīng)用。與國(guó)外相比，我國(guó)在處理固體有機(jī)物方面的厭氧技術(shù)還有較大差距。主要表現(xiàn)在：①厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率低，系統(tǒng)運(yùn)行和管理自動(dòng)化水平不高；②厭氧發(fā)酵和綜合利用配套技術(shù)和設(shè)備還不成熟；③厭氧發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢，不便于大規(guī)模市場(chǎng)推進(jìn)。特別是在北方寒冷地區(qū)，沼氣生產(chǎn)和利用受到很大的限制。
綜上所述，生物質(zhì)能源的種類多、處理方法各異，但目前技術(shù)比較成熟、馬上可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的并不多，大多停留在研究階段。固體燃料因其特殊的用途而有發(fā)展空間，但其應(yīng)用領(lǐng)域有限；液體燃料中的燃料乙醇目前已經(jīng)在使用，但僅以淀粉為原料生產(chǎn)的話其產(chǎn)量不會(huì)有大的突破，以纖維生產(chǎn)燃料乙醇和以動(dòng)植物油或其廢棄油生產(chǎn)生物柴油雖然還存在許多技術(shù)以及成本等問(wèn)題，但在國(guó)外有產(chǎn)業(yè)化實(shí)例，隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，相信相關(guān)問(wèn)題會(huì)得到解決進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；生物質(zhì)裂解由于耗能巨大，目前在全球范圍內(nèi)還未見(jiàn)產(chǎn)業(yè)化實(shí)例；氣體燃料中的沼氣生產(chǎn)過(guò)程不但沒(méi)有環(huán)境污染、而且可降解如農(nóng)業(yè)秸稈、牲畜糞便、廚房垃圾等有機(jī)廢棄物，并且生產(chǎn)過(guò)程不消耗其它能源，因此，是目前最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的生物質(zhì)能源之一，推動(dòng)沼氣的產(chǎn)業(yè)化和商品化進(jìn)程，對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
