生物質(zhì)能源技術(shù)就是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源并加以利用的技術(shù)，按照生物質(zhì)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)化方式可分為固體燃料生產(chǎn)技術(shù)、液體燃料生產(chǎn)技術(shù)、氣體燃料生產(chǎn)技術(shù)。固體生物燃料技術(shù)包括生物質(zhì)成型技術(shù)、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)和生物質(zhì)與煤混燒技術(shù)，是廣泛應(yīng)用且非常成熟的技術(shù)，生物質(zhì)常溫成型技術(shù)代表著固體生物質(zhì)燃料的發(fā)展趨勢(shì)；生物液體燃料可以替代石油作為運(yùn)輸燃料，不僅能解決能源安全問題，還有利于減少溫室氣體排放，還可以作為基本有機(jī)化工原料，代表著生物能源的發(fā)展方向，液體生物燃料包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)經(jīng)氣化或液化過程再竟化學(xué)合成得到的生物燃油BtL（Biomass to Liquid Fuel）；氣體生物燃料包括沼氣、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)制氫等技術(shù)，工業(yè)化生產(chǎn)沼氣以及沼氣凈化后作為運(yùn)輸燃料GtL（Gas to Liquid Fuel）是近期內(nèi)發(fā)展氣體生物燃料的現(xiàn)實(shí)可行技術(shù)。

　　1、固體生物質(zhì)燃料

　　生物質(zhì)成型燃料燃燒是把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進(jìn)后的傳統(tǒng)燃煤設(shè)備燃用，該技術(shù)將低品味的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品味的易儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、能量密度高的生物質(zhì)顆粒（pellets）狀或狀（briquettes）燃料，熱利用效率顯著提高，能效可達(dá)45%（如瑞典的Kcraft熱電工廠），超過一般煤的能效。歐洲在生物質(zhì)成型燃料方面起步較早，900萬人口的瑞典年顆粒燃料使用量為120萬噸，瑞典20%集中供熱是生物質(zhì)顆粒燃料完成的；600萬人口的丹麥年消費(fèi)成型燃料70萬噸。瑞典還開發(fā)了生物質(zhì)與固體垃圾共成型燃燒技術(shù)，解決了垃圾燃燒有害氣體二惡英（dioxin）超標(biāo)問題。

　　直接燃燒作為能源轉(zhuǎn)化形式是一項(xiàng)傳統(tǒng)的技術(shù)，具有低成本、低風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)越性，但效率相對(duì)較低，還會(huì)因燃燒不充分而污染環(huán)境。鍋爐燃燒采用現(xiàn)代化的鍋爐技術(shù)，適用于大規(guī)模利用生物質(zhì)；垃圾焚燒也采用鍋爐燃燒技術(shù)，但由于垃圾的品味低及腐蝕性強(qiáng)等原因，對(duì)技術(shù)水平和投資的要求高于鍋爐燃燒。通過技術(shù)改進(jìn)，生物質(zhì)直接燃燒的能效已顯著提高，直接燃燒的能效已達(dá)30%（如丹麥的Energy 2秸桿發(fā)電廠，瑞典的Umea Energy垃圾熱電廠）。美國生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電約占可再生能源發(fā)電量的70％，2004年美國生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量為9799MW，發(fā)電370億Kwh。

　　1)生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)技術(shù)

　　目前國內(nèi)外普遍使用的生物質(zhì)成型工藝流程如圖1-1所示。壓縮技術(shù)主要包括螺旋擠壓式成型技術(shù)、活塞沖壓成型技術(shù)和壓輥式成型技術(shù)，其中前兩種技術(shù)發(fā)展較快，技術(shù)比較成熟，應(yīng)用較廣。但一般的成型技術(shù)需要將生物質(zhì)加熱到80°C以上才能使其成型，所以能耗較高，增加了生物制成型燃料的成本。

　　現(xiàn)有的生物質(zhì)成型技術(shù)必須在加熱條件下進(jìn)行，常溫成型技術(shù)則打破了這一傳統(tǒng)概念。目前，中國（清華大學(xué)）和意大利（比薩大學(xué)）兩國分別開發(fā)出生物質(zhì)常溫（<40°C）成型技術(shù)，使生物質(zhì)成型燃料的成本顯著降低，為生物質(zhì)成型燃料的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。生物質(zhì)材料的力傳導(dǎo)性極差，但通過縮短力傳導(dǎo)距離，給其一個(gè)剪切力，可使被木質(zhì)素包裹的纖維素分子團(tuán)錯(cuò)位、變形、延展，在較小的壓力下，可使其相鄰相嵌、重新組合而成型。利用這一理論制造的機(jī)械設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)自然含水率生物質(zhì)不用任何添加劑、粘結(jié)劑的常溫壓縮成型。常溫成型技術(shù)為生物質(zhì)低成本地高效利用打開了方便之門，不僅可以生產(chǎn)高效固體清潔燃料，而且提高了生物質(zhì)的能量密度，方便運(yùn)輸，可以作為液體燃料和生物化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。成型燃料還解決了直接燃燒能效低的問題，使顆粒燃料可以在千家萬戶作為炊事、取暖燃料，而以往的生物質(zhì)直燃技術(shù)只適用于大型鍋爐系統(tǒng)，小型直燃系統(tǒng)能效僅為10-15%，且因燃燒不完全造成環(huán)境污染。但是，在原料脫水預(yù)處理、提高單機(jī)生產(chǎn)能力方面尚需做大量的工作。

　　瑞典的Stockholm Energy公司1970年代末首先將3座100MW燃油鍋爐改為使用生物質(zhì)顆粒燃料；Kraft熱電工廠在世界上首先開發(fā)熱、電、顆粒燃料聯(lián)產(chǎn)技術(shù)并投入商業(yè)化生產(chǎn)，能效高達(dá)86%。瑞典的生物質(zhì)成型燃料已廣泛應(yīng)用于供熱和工業(yè)鍋爐，其中集中供熱的20%是由顆粒燃料提供。瑞典的人均燃料占有量為130kg，居世界第一位。

　　2)生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)

　　生物質(zhì)水分較高(有的高達(dá)60％左右)，熱值較低，燃燒過程還要考慮結(jié)渣和腐蝕問題。芬蘭從1970年就開始開發(fā)流化床鍋爐技術(shù)，現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟，并成為生物質(zhì)燃燒供熱發(fā)電工藝的基本技術(shù)。這種技術(shù)大規(guī)模條件下效率較高，單位投資也較合理。但它要求生物質(zhì)集中，數(shù)量巨大。如果考慮生物質(zhì)大規(guī)模收集或運(yùn)輸，成本也較高，適于現(xiàn)代化大農(nóng)場或大型加工廠的廢物處理，對(duì)生物質(zhì)較分散的發(fā)展中國家可能不適合。

　　一般生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的過程包括：生物質(zhì)與過量空氣在鍋爐中燃燒，產(chǎn)生的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產(chǎn)生出的高溫高壓蒸汽在蒸汽輪機(jī)中膨脹做功發(fā)出電能根據(jù)不同的技術(shù)路線，分為氣輪機(jī)、蒸氣機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。意大利開發(fā)了適合村鎮(zhèn)使用的小型生物質(zhì)發(fā)電（Village power plant）技術(shù)，燃燒秸桿或木屑生熱，鍋爐中的介質(zhì)是油而不是通常的水，再通過油加熱有機(jī)硅油產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)透平機(jī)發(fā)電，該系統(tǒng)熱能利用率比普通系統(tǒng)高5%以上，已在德國使用。

　　3)生物質(zhì)與煤混燒技術(shù)

　　現(xiàn)有電廠利用木材或農(nóng)作物的殘余物與煤的混合燃燒是比較現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，除了能夠提高農(nóng)林廢物利用率外，還可以降低燃煤電廠NOx的排放。從20世紀(jì)90年代起，丹麥、奧地利等歐洲國家開始對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究。經(jīng)過多年的努力，已研制出用于木屑、秸稈、谷殼等發(fā)電的鍋爐。在美國，有300多家發(fā)電廠采用生物質(zhì)能與煤炭混合燃燒技術(shù)，裝機(jī)容量達(dá)6000ＭＷ。國內(nèi)已有多家鍋爐廠家生產(chǎn)生物質(zhì)和煤混燒的鏈條爐和流化床爐，分別在東南亞國家和我國廣東等省運(yùn)行。

　　2、液體生物燃料

　　1973年第一次石油危機(jī)后，人類就在尋找可以替代石油的燃料。而生物液體燃料正是理想的選擇-來源于可再生資源、溫室氣體凈排放幾乎為零、還可以替代石油生產(chǎn)人類所需的化學(xué)品。目前液體生物燃料主要被用于替代化石然油作為運(yùn)輸燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。而生物柴油又分從植物油得到生物柴油，和通過氣化或液化得到的BtL。BtL技術(shù)被認(rèn)為是最有前途的生物液體燃料技術(shù)。歐盟委員會(huì)積極推進(jìn)生物燃料發(fā)展，制定了到2010年生物燃料占運(yùn)輸燃料5%的目標(biāo)；美國正在運(yùn)籌通過法律手段強(qiáng)制在運(yùn)輸燃料中添加生物燃料，具體比例是柴油中添加2%生物柴油，汽油中添加5%燃料乙醇；英國政府計(jì)劃從2006年起要求生產(chǎn)運(yùn)輸燃油的能源企業(yè)必須有3%的原料是來自可再生資源，并且比例將逐年提高。

　　1) 燃料乙醇

　　從1970年代起，巴西首先開始用燃料乙醇部分替代汽油，已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)國，也是唯一不使用純汽油燃料的國家。美國在20世紀(jì)70年代末，制定了“乙醇發(fā)展計(jì)劃”，開始大力推廣車用乙醇汽油，2004年美國的燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到35億加侖，還進(jìn)口了1.3億加侖；到2005年全國已有500萬輛以燃料乙醇為燃料的靈活燃料汽車（Flexible Fuel Vehicles，VFFs）。目前，中國的燃料乙醇產(chǎn)量僅次于巴西、美國，居世界第3位，為102萬噸/年。2004年世界乙醇產(chǎn)量已達(dá)到2760萬噸，大部分作為燃料乙醇使用。燃料乙醇是目前最現(xiàn)實(shí)可行的替代石油燃料，進(jìn)入新世紀(jì)以來各國都積極發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)。在美國2005年8月頒布的《能源法案》中宣布，美國計(jì)劃到2012年生產(chǎn)2200萬噸燃料乙醇，到2025年以減少從中東地區(qū)進(jìn)口石油的75%。