互联网在生物质能领域的应用

陈雪

摘要：能源问题已经成为世界各国面临的共同难题。随着能源供应的不断紧张以及日益增大的生态环境和节能减排压力，发展生物质能成为世界的重要选择。从长远看生物质能源也必将取代传统性能源，成为区域生态经济可持续发展的关键。在这重要的转型时期，如何利用物联网技术化解生物质能源利用中遇到的各种问题，必将成为一个新的研究方向。

关键词：互联网；生物质能；应用

1 互联网定义

互联网，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果，人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。

2 互联网的社会影响

互联网是全球性的。这就意味着这个网络不管是谁发明了它，是属于全人类的。互联网的结构是按照“包交换”的方式连接的分布式网络。因此，在技术的层面上，互联网绝对不存在中央控制的问题。也就是说，不可能存在某一个国家或者某一个利益集团通过某种技术手段来控制互联网的问题。相反，也无法把互联网封闭在一个国家之内-除非建立的不是互联网。然而，与此同时，这样一个全球性的网络，必须要有某种方式来确定联入其中的每一台主机。在互联网上绝对不能出现类似两个人同名的现象。这样，就要有一个固定的机构来为每一台主机确定名字，由此确定这台主机在互联网上的“地址”。然而，这仅仅是“命名权”，这种确定地址的权力并不意味着控制的权力。负责命名的机构除了命名之外，并不能做更多的事情。互联网互通互联网互通。同样，这个全球性的网络也需要有一个机构来制定所有主机都必须遵守的交往规则（协议），否则就不可能建立起全球所有不同的电脑、不同的操作系统都能够通用的互联网。

3 生物质能

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass脂肪燃生物质能生物质能料快艇energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。

4 生物质能的特点

4.1 可再生性

生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。

4.2 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。

4.3 广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。

4.4 总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。

4.5 广泛应用性

生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。

5 互联网在生物质能源领域的应用

互联网概念引入生物质能源领域，改变了传统思维模式。之前的思路一直是将能源开发利用和IT设施分开：一方面是能源作物、城市固体废物等实体，而另一方面是宽带、个人电脑、数据库IT设施。而在互联网时代，是将各种能源作物的种植、开发、利用纳入“网”进行准确感知，并实时监控[9]。在此意义上，生物质能源的开发利用更像是一台高速前进的火车，互联网是保持火車能高速前行的轨道。

5.1 智能化管控系统

设计1个或多个智能控制柜控制柜内使用PLC模板进行逻辑编程与软件平台结合使模板具有控制设备（如进出料泵、潜水搅拌器、发酵罐增温装置和沼气排空火炬等）的功能。采用手动和自动两种方式对设备进行控制，自动方式包含定时智能：控制和智能自动控制两种方式；智能自动控制是设置沼气工程处理单元的参数阈值，当实时参数超过阈值时软件平台将自动开启或关闭相应的设备。通过对设备的控制从而实现沼气工程智能化运行。

5.2 视频监控系统

视频监控系统主要是对沼气工程各运行单元和整个沼气站进行视频图像监测，一方面满足日常监控需要，管理人员可通过视频图像对沼气站安防处理单元状态、作业规范等进行监管；另一方面能够对接远程指挥系统管理人员和专家可实时在线查看沼气工程的运行情况为专家咨询.故障处理提供辅助支撑。

5.3 智能预警系统

沼气工程智能预警系统可分为：运行参数预警、设备预警.操作违规预警和灾害天气预警。系统操作人员可根据专家指导在系统中设置处理单元的参数预警值，当沼气工程运行过程中出现参数异常时，可提供多种方式（如短信、广播等方式）对管理人员或生产人员进行告警并提示生产人员进行下一步操作。

5.4 数据库及故障处理系统

建立数据库将所收集到的沼气工程运行数据；汇集到系统大数据中心进行统一管理。管理人员可利用系统将沼气工程按照发酵规模、工艺流程和工程类型等进行分类管理，以文字、统计图和表格等形式供第三方系统或人员调用、查阅为生产人员、管理人员和专家提供强有力的数据支持，为沼气工程故障处理提供可靠依据为政府决策提供技术支撑。系统根据养殖场处理粪污量和发酵工艺的差异结合不同的环境条件抽象出沼气工程生产模型形成以经验生产为主的专家系统并建立在运行数据基础上按照管理人员的要求进行生产分析和决策分析。

6 结论

生物质能源产业是全球性的一次经济转型，是实现低碳经济的生态友好产业，世界各国起步时间不长，我国与发达国家处在相近的起跑线上，这对我国实行区域生态经济的协调可持续发展是重要的机遇。面对这一日益激烈的竞争，我国如何将生物质资源优势转化为能源优势，物联网技术进入生物质能源领域将这种转化变为可能。物联网为生物质能源的高效开发、降低消耗、安全生产、减轻员工劳动强度、提高工作效率和管理水平等提供了可靠的保障。物联网技术的发展必将增强我国更广泛利用生物质能源的能力，提高国际竞争力，促进我国生态经济的持续健康发展。

参考文献

[1]曹蕾，衣兰智，孙娟，生物质能源在燃料生产与发电方面的应用现状与前景[J]. 草业科学，2009，26

[2]翟玲玲，潘莹玉浅析生物质能[J]. 决策探索，2010，7（下半月）：45.

（作者单位：中国海洋大学）