生物质能的利用现况及展望

doi:10.3969/j.issn0253󰀁9608.2010.04.002

ChineseJournalofNature󰀁Vol.32No.4󰀁

生物质能的利用现况及展望

林宗虎

中国工程院院士,西安交通大学多相流国家重点实验室,西安710049

关键词󰀁生物质能󰀁生物质能利用

󰀁󰀁生物质能是一种储存于生物质内的能源,是一种清洁、可持续发展、且资源丰富的可再生能源。生物质能在使用过程中产生的CO2量与植物生长过程中吸收的CO2量相近,同时植物自身还起到保护和改善生态环境的重要作用。因而在能源紧迫和力求减少温室气体的今天,其开发利用备受全球各国重视,发展前景宽广。本文着重介绍其利用技术、现况和前景。

1.3生物质能储量及特点

1生物质能源的类别及储量

1.1何谓生物质能

如所周知,生物质是植物赖以生长的主要物质,是由植物的叶绿体利用太阳光进行光合作用后形成的有机物质,植物吸收CO2和水分后与太阳光发生的光合作用过程可用下式表示:

6CO2+12H2O

叶绿体

C6H12O6+6H2O+6O2

太阳能

经光合作用生成的生物质中含固定碳,全球植物因光合作用可固定的太阳能每年可达950亿吨碳,相当于全球耗能的十多倍。因而其储量十分丰富,是可持续发展的再生能源的重要组成部分。在当前全球能源消耗中,生物质能约占总量的14%,到21世纪后期,预计可达40%。

中国生物质能储量也很丰富,单就农林废弃物、能源林业和其他能源作物的储量就相当于每年9亿吨标准煤。可替代石油的生物质原料,如薯类、甜高粱、甘蔗、木本油料、秸秆和各种植物纤维素原料的储量可相当于年产2.7亿吨石油。

生物质能源与其他可再生能源如风能、水能、太阳能等相比,具有可存储和运输的优点;可转换成固体燃料、液体燃料和气体燃料,其成分和利用方式也与相应的化石燃料类似。因而常规化石能源的利用技术不需作大的变动就可用于生物质能。此外,生物质能在再生过程中,由于光合作用能释放出大量氧气,可显著改善大气和生态环境。

生物质能与化石能源相比较,具有易燃烧、相对污染少等优点。尤其值得称道的是生物质能使用过程中产生的CO2气体与植物生长过程中需要吸收的CO2气体在数量可保持平衡。这点在当今急需大量减排温室气体CO2的形势下显得特别重要。生物质能源的热值比化石能源的低,体积较大,运输不便。此外,由于生物质种类多,各具特性,因而其利用技术要比化石燃料的复杂。

生物质能源的开发利用受到许多国家的高度重视,联合国开发计划署、世界能源委员会都将其列为可再生

由上式见,植物光合作用后形成的生物质中含碳,是一种来源于太阳能的能源,称之谓生物质能。同时在生物质形成过程中能释放O2,可改善大气环境。因而,地球上的生物,包括植物和由其养活的动物都具有生物质能。

1.2生物质能的类别

生物质能按生物质资源可分为如下6个类别:(1)木材及林业废弃物(如白杨、桉树等速生林种及其他林种、苜蓿、芦苇等草木类、木材废料、树皮、锯木等)。

(2)农作物及其废弃物(如可产生淀粉或糖类的玉米、薯类、甘蔗、甜菜等以及秸秆、谷壳等)。

(3)水生藻类(如马尾藻、海带等海藻和浮萍等淡水藻)。(4)油料植物(如黄豆、向日葵和油菜等)。(5)城市及工业有机废弃物(如城市垃圾、造纸工业

的黑液、食品工业废弃物等)。

(6)动物粪便。

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特约专稿󰀁

国在2004年曾批准建立4个以玉米和陈粮制取燃料乙醇的工厂,生产乙醇汽油以代替汽油。2006年销售量为160万t。2006年底,国家发文不再新批用粮食制乙醇的项目,鼓励发展非粮生物燃料,尤其是发展用纤维素原料制取乙醇的技术,现在清华大学主持的甜高粱秆固体发酵制乙醇项目已得到有关菌种并初试成功,已在内蒙五原县建立中试厂。中粮集团在吉林肇东也建立了木质纤维素制乙醇中试厂,年产乙醇500t。在国外,美国学者也找到了一种以玉米秸秆纤维素为食的土壤真菌,这种真菌能分泌出一种分解秸秆的新酶,可使纤维素发酵并产生乙醇。日本本田公司也开发了利用植物非食用部分(叶、茎等)制乙醇的技术。在2008年,中国与美国开展了!生物燃料合作行动∀计划,两国将进一步合作研究发酵菌种及可持续低成本将纤维素转化为生物质液体燃料及化工产品等技术。当前,中国应利用不宜种粮的土地种植非粮能源作物(如甜高粱等),到2020年预计可年产乙醇2000万t。乙醇价格已与汽油、柴油接近,可用作内燃机代用燃料。2.2.2制取生物质裂解油

用木质纤维素在热解反应器中,在无氧条件下快速加热到500~600#,使纤维热裂解,生成CO、CO2、H2、甲烷、木焦油和甲醇等。然后速冷(0.5s中冷却到350#)可产生生物质裂解油。这种油为中等热值燃料,高位发热量为17~25MJ/kg,可供中、小型锅炉代煤燃用。其硫和氮较石油产品少,因而对环境污染相对较小。2.2.3制取生物质柴油

生物质柴油可以用各种油脂为原料制成,诸如各种植物油、动物油、废餐油、油料林木和水生油料植物等均可作为原料。将油脂用甲醇或乙醇作催化剂进行酯化处理、降低粘度后可分离生成生物质柴油,分离时的副产品为甘油。生物质柴油可作为优质石油和柴油的代用品。中国当前生物质柴油的产量不足20万t/a,预计到2020年应达到200万t/a。为了发展生物质柴油,必须先解决发展油料作物问题,中国河北武安种植11万亩黄连木,所收油果可生产3000多吨生物质柴油,海南和贵州也已建成万吨级生物质柴油油料林业生产基地。如结合退耕还林和在不能种粮土地上大量种植油料林木(如油桐、油菜、黄连木等),预计可使中国生物质柴油产量达到1000万t/a。

在水生油料生物方面,微藻的发展前景良好。微藻是一种个体小的单细胞藻类。由于细胞结构简单,其光合作用比高等植物强,单位面积产油量比陆生植物高得多。美国开发的硅藻,含油率达60%以上,每亩可年产生物质柴油2t,比同面积种植油椰子高16倍,比种黄连

󰀂197󰀂能源的首选。联合国粮农组织认为,生物质能有可能成为未来可持续能源系统的主要能源,扩大其利用是减排CO2的最重要途径,应大规模植树造林和种植能源作物,使生物质能源通过利用技术变成高品位的现代能源。

2生物质能源的利用技术与发展现况

生物质能源的利用技术可分为两类。一类是将生物质直接燃烧,获取热量以供生活应用,但一般利用效率不高。另一类是利用物理、化学及生物技术将生物质加工成液体、气体或固体形式的各种燃料供生活、车辆

或发电应用。

2.1制取成型的生物质固体燃料

为了便于运输、储存和改进燃烧工况(改善送风控制和稳定燃烧)可利用各类压缩成型机械(如螺旋式、活塞式、油压式、水压式等成型设备)将生物质(如锯末、木屑、稻壳、秸秆等)压缩成直径为4~20mm,长度<100mm的颗料燃料或尺寸为20~120mm,长度<400mm的块状燃料供用户燃用。其工艺过程一般为:干燥、制粉、调湿和压缩机成型造粒。对秸秆、干草等也可压缩成捆,尺寸取决于打捆机,方捆一般边长为50~120cm。欧美和日本对此已产业化生产。中国已自比利时、日本等引进20多条生物质压缩成型生产线。中国 新能源和可再生能源发展纲要中规定,到2010年成型固体生物质燃料年利用量应为100万t,发电装机容量为550万kW;到2020年应为5000万t/a(t/a:吨/年),发电装机容量达3000万kW。

2.2制取生物质液体燃料

2.2.1制取乙醇

生物质原料经发酵法可制取乙醇。常用生物质原料有三类,即糖质原料(如甘蔗、甜菜等),淀粉质原料(如玉米、甘薯、木薯、大麦、高粱等)和纤维素原料(如秸秆、柴草、木材加工剩余物等)。发酵法利用微生物作用使固体或半固体原料在发酵罐中发酵再蒸馏出乙醇。这种方法在中国主要用于生产白酒,产量小,周期长。现都采用液体发酵,例如将甘蔗榨取糖汁,经液体发酵,生成乙醇。国际上第一代用生物质制乙醇的方法主要应用糖质原料和淀粉质原料。这存在与人争粮和与粮争地的矛盾。美国原来用玉米等粮食作物制乙醇,巴西本来采用甘蔗等糖质原料制乙醇,现在都在开发第二代用生物质制乙醇的方法,即采用纤维素原料制取乙醇,此法的难点在于找到可使纤维素分解发酵的菌种。中

󰀁InvitedSpecialPaper

木高70倍,比种大豆高200倍。西班牙利用绿藻生产生物质柴油也取得了良好的效果。微藻能在海水,农业或动物、人类生活废水中生长,可吸收大量CO2气体(如电厂排出烟气中含有的大量CO2气体),有益于环境和CO2减排。

中国有5000万亩可开垦的海岸滩涂和大量内陆水域,可种植微藻。青岛海洋大学等单位已有十多年藻类研究和开发经验。2009年6月河北廊坊新奥集团已在试验用微藻制备生物质柴油,并取得中试成功;国际上也处于研发和中试阶段。所以中国应组织支持规模化培育和发展藻类石油生产事业。中国在2007年进口石油已近2亿t,因而必须大力发展生物质制油工业以减少对进口石油的依赖性和保障中国国民经济的持续发展。

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发电厂,容量为2000kW,每年供电1400万度和相当于4500t标煤的余热供暖。蒙牛集团也在内蒙建成牛粪发电厂,日供电3万度。预计到2020年,中国沼气年利用量将达440亿m3。沼气生产过程中产生的沼渣和沼液均为优质农肥,可使农业增产。因而在发展新能源的同时可取得农业经济的发展和环境生态效益的显著改善。

3生物质燃料的燃料特性及应用现况

3.1生物质燃料的特性及应用

由生物质加工成的固体、液体和气体燃料最终都要替代化石燃料供民生、运输和发电应用。生物质液体燃料主要供车辆应用代替汽油和柴油。生物质气体燃料主要用于农村民生,少量用于发电。前者的燃料特性与汽油或柴油接近,后者的燃料特性与天然气相近。至今,由于生物质液体燃料第一代的原料存在与人争粮及与粮争地问题,第二代用纤维质制取技术尚在研发中以及价格尚较贵,因而在中国产量有限,主要在局部地区用于替代部分石油产品供车辆应用。生物质气体燃料如沼气在中国农村得到日益广泛的应用。生物质固体

燃料价格略高于煤炭,其应用发展较快,主要用于民用炉灶、工业锅炉和电站锅炉以替代煤炭。生物质固体燃料由于种类较多及预处理技术不同,其燃料特性与燃煤有较大差别。

生物质固体燃料未经干燥处理时,水分含量很高,一般在25%~55%之间,干燥处理后,其水分通常低于10%。不同种类的生物质固体燃料,发热量差别较大,但均低于煤炭。以秸秆为例,各种秸秆的低位发热量在14~16MJ/kg之间,约为标煤发热量29.3MJ/kg的一半。其挥发分高,可达70%,其含氧量高,但含碳量及含硫量少。其挥发分在250~350#时已大部分析出。析出燃烧后疏松的焦炭会随烟气流入烟道。所以通风不能太强以增长燃尽时间。其灰分烧结温度不高,一般在800~1000#范围内。生物质固体燃料的氯含量和碱金属含量高于化石燃料,燃烧时氯和钾可直接与灰中硅酸盐反应生成低熔点灰,粘在受热面上造成过热器等结渣与腐蚀并影响传热。在燃用生物质固体燃料时,如层燃炉中燃烧温度高于灰熔点会在炉中形成易碎渣块。在循环流化床锅炉中,生物质燃料中的钠和钾元素可与床料石英砂反应形成低温共熔混合物K2O󰀂4SiO2和Na2󰀂2SiO2(熔点分别为870#和760#),易形成炉内结渣。生物质固体燃料灰分少,烟气中有害的氮氧化物和硫氧

2.3制取生物质气体燃料

2.3.1制取生物质燃气

生物质燃气的制备方法与煤炭气化成城市煤气的方法类似。将生物质原料,诸如木屑等林木废弃物、秸秆、稻壳、玉米芯等,进行干燥和机械加工处理后置入气化炉。在空气不足的不完全燃烧条件下使生物质加热。在气化剂(空气、氧气、水蒸汽)作用下使碳氢化合物裂解成CO,H2,CH4等可燃气体。除去其中的焦油、灰和水分后,生物质燃气的成分与天然气的相近,可用于交通发动机、电站锅炉、民用炊事和供暖。2.3.2制取沼气

在自然界,沼气是沼泽中冒出的气体,是有机物质在隔绝空气和一定温度、湿度下经厌氧微生物厌氧发酵后产生的可燃气体,其主要成分为甲烷(占60%~80%)。沼气也可利用生物质在沼气池中人工制造,其法为将秸秆、农业有机废弃物、畜禽粪便、工业废弃物、城市污水和垃圾为原料置于沼气池中,在密封条件下,以污泥作接种物与水混合后进行厌氧发酵。一般最佳发酵温度为35#左右。在水压式沼气池中沼气产生后储气室压力升高,将发酵液自发酵室压到水压室。使用沼气时,发酵室压力下降,发酵液再自水压室流回发酵室。小型号沼气池一般容积为8~10m,每年产沼气300m,可供一户农家8~10个月生活燃用。2008年底,中国共有3050万户农民使用沼气,可节省天然气120亿m/a,约为全国天然气总耗量的1/6,可见沼气对中国天然气节省量的贡献。今后随着农村用户的增多,对国家能源安全保障意义将更加重大。中型沼气池容积>50m;大型沼气池容积>1000m。沼气也可用于发电。中国目前较大的沼气发电厂有北京德青源鸡粪

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特约专稿󰀁

层燃炉中较少使用链条炉排燃烧生物质固体燃料。这是因为生物质固体燃料由燃料斗送到炉排上会形成燃料层疏密不均现象,会造成布风不均,影响燃料燃烧完全,使热效率降低。图2所示为中国研制的层燃与室燃相结合的链条炉排型秸秆锅炉。固体成型秸秆燃料,经破碎后在燃料入口由二次风送入炉膛,在炉排下面送入的一次风配合下在炉膛内悬浮燃烧,未燃尽的秸秆落在链条炉排上继续燃烧。锅炉炉膛设计得较高从而延长燃料和烟气在炉膛停留时间,使燃烧效率提高,该锅炉为中压电站锅炉,压力为3.82MPa,过热蒸汽温度为450#,锅炉热效率86%,已在2007年投入运行。

化物低于燃煤时,但生物质中的氯与钾会形成HCl气溶胶,在排烟中形成污染。这些燃料特点均需在设计燃用生物质固体燃料锅炉时考虑解决。

生物质固体燃料用于民用炉灶时热效率很低,一般为10%~15%。用于节能炉灶时热效率也只有30%左右。因而主要用于工业锅炉和电站锅炉,其热效率可达85%以上,与燃煤锅炉的相当。

生物质固体燃料在工业锅炉和电站锅炉中一般采用层燃和流化床燃烧,室燃(悬浮燃烧)因燃料尺寸小,严而较少采用。在层燃方式中,一般采用往复式炉排炉和振动炉排炉,也有采用下饲式炉排炉的。层燃炉适用于含水多、燃料尺寸变化大和含灰相对较高的生物质固体燃料。流化床燃烧锅炉具有低NOx排放、燃料适应性好、热效率较高等优点,但烟气含尘多,需增加燃料处理和烟气除尘系统等的投资和运行费用,所以适用于额定出力为20~30MW以上的电站锅炉。

图1为中国设计制造的一台燃用秸秆颗粒燃料的中压循环流化床锅炉的结构示意图。颗粒燃料由燃料入口1进入锅炉后,在助燃空气作用下在炉膛2中作流化燃烧。未燃尽燃料和灰粒由烟气带入旋风分离器3进行气固分离。分离后的烟气和细灰流经尾部受热面后再经除尘设备和烟囱排入大气。未燃尽燃料和粗灰则由分离器下部管道回入炉膛循环燃烧,以提高燃烧效率。这台锅炉容量为75t/h,炉膛温度为850#左右,氮氧化物NOx排量少,硫氧化物SOx可在炉膛中加药除去,热效率可达90%。

图2󰀁75t/h室燃∃层燃结合型秸秆锅炉1∃燃料入口;2∃链条炉排;3∃炉膛;4∃受热面

3.2生物质固体燃料在电站中的应用方案

生物质固体燃料在原来燃煤电站中的应用方案主要有两种,即直接混燃和并联混燃,在直接混燃方案中煤与生物质在同一台锅炉中混合燃烧。其优点为可利用燃煤锅炉的现有烟气净化设备,可减少燃煤量、SOx和NOx等污染物及CO2的排放量。此方案不需新建一台燃用生物质的锅炉,所以投资少。其缺点为燃用生物质的量较少,生物质加入混燃的比例一般<10%(按热值比),否则会出现受热面积灰和腐蚀。混燃后的灰不能

像单独燃煤的灰可用于水泥行业(因为含钾等元素)或像单独烧生物质的灰可用作农肥。在并联混燃方案中,生物质在专用的生物质锅炉中燃烧,产生的蒸汽与燃煤

图1󰀁75t/h中压循环流化床秸秆锅炉

1∃燃料入口;2∃炉膛;3∃旋风分离器;4∃尾部受热面

锅炉产生的蒸汽合在一起供汽轮发电机组发电。其优点为生物质燃用不影响其他燃煤锅炉的运行,两种锅炉

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产生的灰均可利用。生物质燃料在电站中的混燃比例(热值比)可达80%以上。其缺点为需建专用的生物质锅炉,增大了初投资费。东南大学曾对两个各有三台75t/h锅炉的电站经济性进行调研比较。一家电站采用直接混燃,生物质混燃比例为10%(按热值比)。另一家电站采用并联混燃,新建一台75t/h锅炉,专烧生物质。比较结果,直接混燃的发电成本为0.51CNY/kWh(CNY:元),并联混燃的为0.5CNY/kWh,两者发电成本均高于纯燃煤电站的0.366CNY/kWh。直接混燃虽比并联混燃经济,但并联混燃因大比例掺烧生物质燃料,可享受补贴0.25CNY/kWh,所以经济效益反而好。国外混燃电站采用经济效益较好的直接混燃方案的较多。所以中国对生物质发电电价补助中应结合各地燃煤电价的不同制定能使直接混燃电站也能盈利的具体措施,以推动燃用生物质燃料工作的进一步发展。2009年中国秸秆已有80%得到利用。

国外直接混燃电站有荷兰的635MW煤粉炉中煤粉与木材颗粒燃料混燃的例子,木材掺混比为3%~4%总热值,混燃后对锅炉运行和环境均无影响。因木材灰少,所以每年可减少4000t飞灰排出。

丹麦Studstrup电站用秸秆和煤粉在一台150MW煤粉炉中直接混燃。秸秆掺混比为10%~20%总热值。未出现运行、腐蚀和环保问题,但锅炉灰量不能再用作水泥原料或肥料。

丹麦Avedore电站的430MW超临界煤粉炉采用秸秆与煤粉并联混燃。另建的生物质锅炉压力为310bar(1bar=0.1MPa)、蒸汽温度583#、出力105MW,每年燃用15万t秸秆,生物质灰和煤灰可分别用作肥料及水泥原料。

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3.3城市垃圾及其利用

中国城镇垃圾的年产生量约为1.3亿t,如加以利用可相当于节煤5000~6000万t/a,此外还能改善环境。中国垃圾原来主要采用填埋堆放,但至今可填埋场地已经不多,且填埋和堆放会浸染土壤、地下水和空气。如采用垃圾焚烧锅炉则不仅可以焚烧发电而且可使垃圾重量和体积减少80%以上。垃圾焚烧可采用流化床

焚烧、炉排型焚烧、回转窑焚烧和热解气化焚烧等四种方式,流化床和回转窑方法对垃圾类别、尺寸均有。且前者还需预处理造成环境污染,后者不适用低热值多水分垃圾。热解气化法不适合高水分垃圾且排出的高温烟气只能用余热锅炉回收热量。所以一般采用技术较成熟的炉排锅炉焚烧,这种方法燃料适应性较广,燃尽率高。垃圾焚烧时烟气中会出现二噁英物质,但如设计合理,也可使二噁英大为降低,设计锅炉时应使炉膛温度高于800#,烟气在炉膛内停留时间应大于2s,此外,炉膛内燃气应有一定湍流度以扰动燃气充分混合,使燃烧完全。减少CO气体生成可抑制二噁英物质生成。日本一垃圾焚烧厂采用上述设计原则后使烟气中二噁英含量从33.1ng/m降到6.1ng/m。图3为一个装有倾斜炉排型锅炉的垃圾焚烧电厂的示意图。由图可见,垃圾由进料口进到倾斜炉排上燃烧,烟气经锅炉受热面使之产生蒸汽后经除尘设备后由烟囱排出,蒸汽则流入汽轮发电机使之转动发电。在设计良好的垃圾焚烧锅炉中如再对烟气进行石灰浆喷雾、活性炭吸附和布袋除尘后,有望将烟气中的二噁英含量降到国际标准1ng/m3以下。

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图3󰀁垃圾焚烧发电厂

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站。虽然中国已制定生物质发电上网电价等优惠补贴,但仍需进一步细化完善以推动生物质能源的快速发展和利用。

(2010年5月11日收到)

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󰀁󰀁现在上海已建垃圾发电厂1.2万kW,供电1亿kWh/a。天津双港建立2.4万kW垃圾发电厂,年发电1.3亿kWh及供热,福建已经建1万kW垃圾发电厂,到2015年全省预计要有12万kW装机容量。

4结󰀁论

(1)生物质能源储量在全球十分丰富,是一种重要的可持续发展的可再生能源。

(2)中国成型生物质固体燃料到2020年按规划将达5000万t/a(装机容量3000万kW)。当前要重点发展致密固体成型技术和高效直燃技术。

(3)在乙醇制备方面,应在不与人争粮和不与粮争地原则下,大力发展非粮原料生产基地和解决纤维素原料制乙醇关键技术问题。

(4)在生物质柴油制备方面,应结合退耕还林,大量种植油料林木和重点支持规模化培育和发展国际研发热点藻类石油生产技术。

(5)因地制宜加快发展农业废弃生物质等低劣生物质原料的生物质燃气(沼气)生产并可将沼渣、沼液用作优质农肥。可在发展新能源同时获得农业增收和生态

环境改善。

(6)固体生物质直接燃烧发电是当前一种重要的生物质能源利用方法,应根据生物质燃料特性确定锅炉型式和燃烧方法。采用直接混燃时,生物质掺烧比(热值比)应低于10%以保证锅炉正常运行。采用并联混燃时生物质掺烧比可达80%以上,采用何种混燃方案应根据当地情况经技术经济比较后确定。

(7)当前生物质燃料发电成本总体上高于燃煤电

StatusandProspectofBiomassEnergyUtilizationLINZong󰀁hu

CAEMember,StateKeyLaboratoryofMultiphaseFlow,Xi'anJiaotongUniversity,Xian'710049,China

Abstract󰀁Biomassenergyisakindofenergyexistinginbiomass.Itiscleansustanableandrenewableanditsresourceisabundant.TheCO2gasproducedintheprocessofitsutilizationisnearlyequaltotheCO2gasabsorbedinthegrowingprocessofplants.Atthesametime,plantscanplayanimportantroleofprotectingandimprovingtheenvironment.Thereforethedevelopmentandutilizationofbio󰀁massenergyaregreatlyattendedbythewholeworld.Inthispaper,statusandprospectofbiomassenergyarepresented.Keywords󰀁biomassenergy,utilizationofbiomassenergy

(责任编辑:温文)

(上接第195页)轴(axisofevil)。邪轴的存在意味着宇宙的一个方向较另一方向为长,不是各向同性的。希望Planck对此做出判断:是真有邪轴,还是WMAP的观测仪器有缺陷,邪轴是一假像;其次,最简单的暴涨模型预期天空中温度变化的幅度应遵循一钟形对称的曲线,即高斯分布,但WMAP的数据显示实际的分布是非高斯式的,与高斯分布的偏离比最简单模型所允许的大得多。然而,重要的是这对于寻找CMB之温度变化的演变是一个很敏感的测量。这也是一个分辨真假的问题,若Planck澄清了非高斯式分布的内涵,林德认为就是一项重要的成果。

此外,Planck还有可能提供验证弦论所预言的剧情:我们的宇宙只不过是10500个多重宇宙中的一个。当暴涨与弦论结合,最简单的模型预见我们的宇宙不是绝对平坦的,而有非常轻微的弯曲,Planck能足够准确地测出时空的曲率,从而支持或扬弃上述概念。

若一切进行得顺利,从现在起一年间Planck将对天空积累3千亿(3&10)次的测量,而WMAP在9年间只累积2千亿次。探查CMB的先驱,因主持COBE而获得诺贝尔奖的施穆特(G.Smoot)有一次说道, Planck是从未来回探过去%。

[许呆呆据NewScientist,2009󰀁05󰀁09]

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宇宙学家们还希望探知宇宙在暴涨瞬间的 能量尺度%或能量密度。能量密度越高,引力波的振幅越大,CMB光子的B模偏振也应越强。美国斯坦福大学的林德(A.Linde)说, 若Planck卫星真的发现了引力波,则人们将会把所有各种高能量的暴涨模型置于优先考虑的地位%。他还企盼Planck能证明或反驳WMAP观测到的CMB的两个现象:一个是英国皇家学院的马盖若(J.Magueijo)等人2005年审视WMAP所拍摄的天图时发现CMB中热斑与冷斑的分布不是随机的,而是有排列成行的倾向,他们将此现象称为CMB中的邪

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