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什么是生物质能?

什么是生物质能?

随着人们越来越意识到化石燃料在建筑物中的通用性,及其对自然环境的影响,越来越多的建筑师要求建筑师在设计方法中选用指定替代能源。这种先进的能源组合中包括生物量,是一种拥有可扩散系统的使用较低的二氧化碳排放量的原始的可持续材料。那么问题来了,作为一种常被认为是天然气和煤炭的替代能源,什么是生物质能?

Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto
Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto

生物质是由有机原料(最常见的是木片和碎木渣)生产的一种能源。 虽然它经常被誉为能源的未来,但实际上它是我们最古老的能源生产形式之一,从史前的猎人用来制造柴火来做饭或取暖。 如今,它产自于燃烧中吸收二氧化碳的木材的燃尽后的产物,生物质燃烧后会释放出二氧化碳,最终产生热量和电能。

生物质(例如原始木片和颗粒)通过多种方式转化为能量。 最常见的方法之一是热转换,将生物质压缩成团块,然后燃烧产生蒸汽,然后向涡轮提供动力。 热解的另一种方法涉及将生物质加热到200-300摄氏度(390-570华氏度)以产生一种称为热解油的深色液体,可以燃烧以产生能量,并且在将来也可能替代石油。

Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © Centerbrook Architects & Planners
Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © Centerbrook Architects & Planners

生物质也可以加热到700摄氏度(1300华氏度)以气化过程产生大量能量。 当与一定量的氧气结合时,发生化学反应,产生氢气和一氧化碳的组合,可作为生物燃料用于热电系统并可运输。 生物质能是唯一可以转化为液体生物燃料的可再生能源,可以作为未来运输用汽油的替代品,也可以作为家用壁炉中化石燃料的替代品,燃烧时它释放出水蒸气而不是烟雾。

Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto
Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto

生物质注定在建筑环境的能源供应中起着越来越重要的作用,许多建筑师已大量考虑到了生物质基础设施本身的设计。 最为著名的例子之一是Centerbrook 建筑事务所Hotchkiss生物质发电厂,该植物植被屋顶下占地16,500平方英尺,燃烧可持续的木屑来加热85座建筑物和600位居民。 设计人员估计,该生产方法每年可替代15万加仑的进口燃料油,减少90%的二氧化硫的排放。

Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto
Hotchkiss Biomass Power Plant / Centerbrook Architects & Planners. Image © David Sundberg/Esto

同时,由UD Urban Design AB和Gottlieb Paludan 建筑事务所设计的Värtan生物能源CHP工厂是世界上最大的城市生物燃料CHP工厂,其主要目标是显着减少斯德哥尔摩的生态足迹,并提供安全,可靠的热量和电力。 外立面面板的弯曲外观与附近历史悠久的工业立面的砖块相呼应,而弯曲的鳍片则提供了十足的通透性,隐隐约约的地展现出内部的活动。

Värtan Bioenergy CHP-plant / UD Urban Design AB + Gottlieb Paludan Architects. Image © Robin Hayes
Värtan Bioenergy CHP-plant / UD Urban Design AB + Gottlieb Paludan Architects. Image © Robin Hayes

Matteo Thun&Partners还通过其在德国Schwendi的方案,为经过考虑的生物质发电厂设计提供了展示。 席林电站的基本精神是与附近的锯木厂建立良好的相互依存关系,将树皮和木屑送入可燃生物质发电机。 然后,工厂产生热量来为锯木厂自身的能源提供燃料,从而完成了整个周期,并为附近的医院提供服务。 该建筑是生态学之一:透明,轻便和风格清晰,以立方体形的玻璃和钢芯以及落叶松木板的圆柱形涂层表示。

Bio Mass Power Plant / Matteo Thun & Partners. Image © Jens Weber
Bio Mass Power Plant / Matteo Thun & Partners. Image © Jens Weber

对于建筑师和公众而言,生物质作为可再生能源的优势在于其十分便于管理。 提供生物质原料的树木和农作物可以通过可持续管理和繁殖,同时通过呼吸作用抵消碳排放,当然 生物质原料也可以在不适合粮食作物或建筑物的土地上生产。 生物质相对于其他可再生资源(例如风能或太阳能)也具有强大的优势,因为生物质可以轻松存储和储存以供将来需求和使用。

但是,生物质并不是解决我们的能源或气候危机的最佳方案。 对生物质原料的管理不当会导致森林乱砍乱伐和土壤退化,而许多生物质工厂仍需要依靠化石燃料实现经济可行性。 生物质的燃烧还会产生温室气体,例如一氧化碳和二氧化碳,如果要使生物质成为有说服力的石油和天然气替代品,在目前和现在及 未来建筑物和城市能源需求的核心组成部分,则必须将其收集并回收。

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新闻来源《国家地理》

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关于这位作者
引用: Walsh, Niall. "什么是生物质能?" [What is Biomass Energy? ] 13 2月 2020. ArchDaily. (Trans. 舒岳康) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/933460/shi-yao-shi-sheng-wu-zhi-neng>

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