陳雪

摘要：能源問題已經(jīng)成為世界各國(guó)面臨的共同難題。隨著能源供應(yīng)的不斷緊張以及日益增大的生態(tài)環(huán)境和節(jié)能減排壓力，發(fā)展生物質(zhì)能成為世界的重要選擇。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看生物質(zhì)能源也必將取代傳統(tǒng)性能源，成為區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在這重要的轉(zhuǎn)型時(shí)期，如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)化解生物質(zhì)能源利用中遇到的各種問題，必將成為一個(gè)新的研究方向。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；生物質(zhì)能；應(yīng)用

1 互聯(lián)網(wǎng)定義

互聯(lián)網(wǎng)，即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機(jī)按照一定的通訊協(xié)議組成的國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)是指將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或者是兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)終端、客戶端、服務(wù)端通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的手段互相聯(lián)系起來的結(jié)果，人們可以與遠(yuǎn)在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項(xiàng)工作、共同娛樂。

2 互聯(lián)網(wǎng)的社會(huì)影響

互聯(lián)網(wǎng)是全球性的。這就意味著這個(gè)網(wǎng)絡(luò)不管是誰發(fā)明了它，是屬于全人類的?；ヂ?lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是按照“包交換”的方式連接的分布式網(wǎng)絡(luò)。因此，在技術(shù)的層面上，互聯(lián)網(wǎng)絕對(duì)不存在中央控制的問題。也就是說，不可能存在某一個(gè)國(guó)家或者某一個(gè)利益集團(tuán)通過某種技術(shù)手段來控制互聯(lián)網(wǎng)的問題。相反，也無法把互聯(lián)網(wǎng)封閉在一個(gè)國(guó)家之內(nèi)-除非建立的不是互聯(lián)網(wǎng)。然而，與此同時(shí)，這樣一個(gè)全球性的網(wǎng)絡(luò)，必須要有某種方式來確定聯(lián)入其中的每一臺(tái)主機(jī)。在互聯(lián)網(wǎng)上絕對(duì)不能出現(xiàn)類似兩個(gè)人同名的現(xiàn)象。這樣，就要有一個(gè)固定的機(jī)構(gòu)來為每一臺(tái)主機(jī)確定名字，由此確定這臺(tái)主機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上的“地址”。然而，這僅僅是“命名權(quán)”，這種確定地址的權(quán)力并不意味著控制的權(quán)力。負(fù)責(zé)命名的機(jī)構(gòu)除了命名之外，并不能做更多的事情?；ヂ?lián)網(wǎng)互通互聯(lián)網(wǎng)互通。同樣，這個(gè)全球性的網(wǎng)絡(luò)也需要有一個(gè)機(jī)構(gòu)來制定所有主機(jī)都必須遵守的交往規(guī)則（協(xié)議），否則就不可能建立起全球所有不同的電腦、不同的操作系統(tǒng)都能夠通用的互聯(lián)網(wǎng)。

3 生物質(zhì)能

生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能（biomass脂肪燃生物質(zhì)能生物質(zhì)能料快艇energy），就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能的原始能量來源于太陽，所以從廣義上講，生物質(zhì)能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。目前，很多國(guó)家都在積極研究和開發(fā)利用生物質(zhì)能。生物質(zhì)能蘊(yùn)藏在植物、動(dòng)物和微生物等可以生長(zhǎng)的有機(jī)物中，它是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的。

4 生物質(zhì)能的特點(diǎn)

4.1 可再生性

生物質(zhì)能屬可再生資源，生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生，與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源，資源豐富，可保證能源的永續(xù)利用。

4.2 低污染性

生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少；生物質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)。

4.3 廣泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能。

4.4 總量十分豐富

生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學(xué)家估算，地球陸地每年生產(chǎn)1000～1250億噸生物質(zhì)；海洋年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總能源需求量，相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。我國(guó)可開發(fā)為能源的生物質(zhì)資源到2010年可達(dá)3億噸。隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，特別是炭薪林的推廣，生物質(zhì)資源還將越來越多。

4.5 廣泛應(yīng)用性

生物質(zhì)能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產(chǎn)燃?xì)?、氣化發(fā)電、生產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等形式存在，應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

5 互聯(lián)網(wǎng)在生物質(zhì)能源領(lǐng)域的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)概念引入生物質(zhì)能源領(lǐng)域，改變了傳統(tǒng)思維模式。之前的思路一直是將能源開發(fā)利用和IT設(shè)施分開：一方面是能源作物、城市固體廢物等實(shí)體，而另一方面是寬帶、個(gè)人電腦、數(shù)據(jù)庫(kù)IT設(shè)施。而在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，是將各種能源作物的種植、開發(fā)、利用納入“網(wǎng)”進(jìn)行準(zhǔn)確感知，并實(shí)時(shí)監(jiān)控[9]。在此意義上，生物質(zhì)能源的開發(fā)利用更像是一臺(tái)高速前進(jìn)的火車，互聯(lián)網(wǎng)是保持火車能高速前行的軌道。

5.1 智能化管控系統(tǒng)

設(shè)計(jì)1個(gè)或多個(gè)智能控制柜控制柜內(nèi)使用PLC模板進(jìn)行邏輯編程與軟件平臺(tái)結(jié)合使模板具有控制設(shè)備（如進(jìn)出料泵、潛水?dāng)嚢杵鳌l(fā)酵罐增溫裝置和沼氣排空火炬等）的功能。采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，自動(dòng)方式包含定時(shí)智能：控制和智能自動(dòng)控制兩種方式；智能自動(dòng)控制是設(shè)置沼氣工程處理單元的參數(shù)閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)參數(shù)超過閾值時(shí)軟件平臺(tái)將自動(dòng)開啟或關(guān)閉相應(yīng)的設(shè)備。通過對(duì)設(shè)備的控制從而實(shí)現(xiàn)沼氣工程智能化運(yùn)行。

5.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)沼氣工程各運(yùn)行單元和整個(gè)沼氣站進(jìn)行視頻圖像監(jiān)測(cè)，一方面滿足日常監(jiān)控需要，管理人員可通過視頻圖像對(duì)沼氣站安防處理單元狀態(tài)、作業(yè)規(guī)范等進(jìn)行監(jiān)管；另一方面能夠?qū)舆h(yuǎn)程指揮系統(tǒng)管理人員和專家可實(shí)時(shí)在線查看沼氣工程的運(yùn)行情況為專家咨詢.故障處理提供輔助支撐。

5.3 智能預(yù)警系統(tǒng)

沼氣工程智能預(yù)警系統(tǒng)可分為：運(yùn)行參數(shù)預(yù)警、設(shè)備預(yù)警.操作違規(guī)預(yù)警和災(zāi)害天氣預(yù)警。系統(tǒng)操作人員可根據(jù)專家指導(dǎo)在系統(tǒng)中設(shè)置處理單元的參數(shù)預(yù)警值，當(dāng)沼氣工程運(yùn)行過程中出現(xiàn)參數(shù)異常時(shí)，可提供多種方式（如短信、廣播等方式）對(duì)管理人員或生產(chǎn)人員進(jìn)行告警并提示生產(chǎn)人員進(jìn)行下一步操作。

5.4 數(shù)據(jù)庫(kù)及故障處理系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫(kù)將所收集到的沼氣工程運(yùn)行數(shù)據(jù)；匯集到系統(tǒng)大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一管理。管理人員可利用系統(tǒng)將沼氣工程按照發(fā)酵規(guī)模、工藝流程和工程類型等進(jìn)行分類管理，以文字、統(tǒng)計(jì)圖和表格等形式供第三方系統(tǒng)或人員調(diào)用、查閱為生產(chǎn)人員、管理人員和專家提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，為沼氣工程故障處理提供可靠依據(jù)為政府決策提供技術(shù)支撐。系統(tǒng)根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)處理糞污量和發(fā)酵工藝的差異結(jié)合不同的環(huán)境條件抽象出沼氣工程生產(chǎn)模型形成以經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)為主的專家系統(tǒng)并建立在運(yùn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上按照管理人員的要求進(jìn)行生產(chǎn)分析和決策分析。

6 結(jié)論

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是全球性的一次經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的生態(tài)友好產(chǎn)業(yè)，世界各國(guó)起步時(shí)間不長(zhǎng)，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家處在相近的起跑線上，這對(duì)我國(guó)實(shí)行區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展是重要的機(jī)遇。面對(duì)這一日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)如何將生物質(zhì)資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為能源優(yōu)勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入生物質(zhì)能源領(lǐng)域?qū)⑦@種轉(zhuǎn)化變?yōu)榭赡堋Ｎ锫?lián)網(wǎng)為生物質(zhì)能源的高效開發(fā)、降低消耗、安全生產(chǎn)、減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率和管理水平等提供了可靠的保障。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將增強(qiáng)我國(guó)更廣泛利用生物質(zhì)能源的能力，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]曹蕾，衣蘭智，孫娟，生物質(zhì)能源在燃料生產(chǎn)與發(fā)電方面的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景[J]. 草業(yè)科學(xué)，2009，26

[2]翟玲玲，潘瑩玉淺析生物質(zhì)能[J]. 決策探索，2010，7（下半月）：45.

（作者單位：中國(guó)海洋大學(xué)）