但目前绝大多数国家和地区使用生物质燃料都存在热能利用效率低、耗费量大的问题。据联合国粮农组织1995年的统计表明,世界上用于作为燃料的薪炭材消耗量占木材总产量的50%,主要是消耗在占世界人口绝大多数的发展中国家。联合国粮农组织1997年根据中等经济增长预测,2010年薪炭材的年消耗量将达到2.05亿立方米。而发展中国家薪炭材占总采伐量的83.4%,主要还是用于家庭炊事和取暖,燃烧灶具的热效率只有5%-10%。我国农村每年要消耗21339兆吨的柴草,,而绝大多数是使用传统的旧式炉灶直接燃烧干柴或农作物秸秆,浪费问题较为严重。
如何利用生物质能、怎样提高生物质燃料的燃烧效率、减少浪费是当前世界各国都在进行的研究课题。到目前为止,开发生物质作为燃料的研究主要集中在三个方面:物理转换技术、化学转换技术和生物转换技术,表1,l是几种主要转化技术所处的阶段。生物质物理转换技术是生物质能利用技术的一个重要方面,主要指生物质压缩成型技术,即将生物质粉碎至一定的粒度,在一定条件下,挤压成一定形状且密度较大的成型物的过程,从而解决生物质形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便、提高使用设备的有效容积燃烧强度、提高转换利用的热效率等问题。
生物质化学转换技术可分为传统化学转换技术和热化学转换技术。传统化学转换技术指以油料作物、野生油料植物等为原料油,通过酯交换工艺制成可代替柴油的甲醋或乙酯燃料技术。热化学转换技术主要包括直接燃烧、液化、气化、热解四个方面,生物质直接燃烧是生物质能最早被利用的传统方法,就是将生物质直接作为燃料燃烧转换成能量的过程。生物质液化是指通过化学方式将生物质转变成液体产品的过程,主要分为直接液化和间接液化两类:直接液化是在较高的压力下,添加适宜催化剂,在一定工艺条件下反应制成液化油,可作为汽车用燃料或进一步分离加工成化工产品;间接液化就是把生物质气化后,再进一步进行催化合成为液体产品。生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程,该过程是直接向生物质通入气化剂(空气、氧气或水蒸汽),生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气的过程,可燃气可进一步转变为甲醇或提炼得到氢气。生物质热解是指生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下加热分解,利用热能切断生物质大分子键,使之转变为小分子物质的加热分解过程,其热解产物分为气体、液体和固体三类。生物转换技术主要是通过厌氧发酵、生物质水解和生物光合制氢等技术来制取甲烷、乙醇等化工产品以及氢气等清洁能源的转变过程。