導語：如何才能寫好一篇生物質(zhì)燃料能源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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20世紀70年代，國際上第一次石油危機使發(fā)達國家和貧油國家重視石油替代，開始大規(guī)模發(fā)展生物質(zhì)能源。生物質(zhì)能源是以農(nóng)林等有機廢棄物以及利用邊際土地種植的能源植物為主要原料進行能源生產(chǎn)的一種新興能源。生物質(zhì)能源按照生物質(zhì)的特點及轉(zhuǎn)化方式可分為固體生物質(zhì)燃料、液體生物質(zhì)燃料、氣體生物質(zhì)燃料。中國生物質(zhì)能源的發(fā)展一直是在“改善農(nóng)村能源”的觀念和框架下運作，較早地起步于農(nóng)村戶用沼氣，以后在秸稈氣化上部署了試點。近兩年，生物質(zhì)能源在中國受到越來越多的關(guān)注，生物質(zhì)能源利用取得了很大的成績。沼氣工程建設(shè)初見成效。截至2005年底，全國共建成3764座大中型沼氣池，形成了每年約3.4l億立方米沼氣的生產(chǎn)能力，年處理有機廢棄物和污水1.2億噸，沼氣利用量達到80億立方米。到2006年底，建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池的農(nóng)戶達2260萬戶，占總農(nóng)戶的9.2%，占適宜農(nóng)戶的15.3%，年產(chǎn)沼氣87.0億立方米，使7500多萬農(nóng)民受益，直接為農(nóng)民增收約180億元。生物質(zhì)能源發(fā)電邁出了重要步伐，發(fā)電裝機容量達到200萬千瓦。液體生物質(zhì)燃料生產(chǎn)取得明顯進展，全國燃料乙醇生產(chǎn)能力達到：102萬噸，已在河南等9個省的車用燃料中推廣使用乙醇汽油。

（一）固體生物質(zhì)燃料

固體生物質(zhì)燃料分生物質(zhì)直接燃燒或壓縮成型燃料及生物質(zhì)與煤混合燃燒為原料的燃料。生物質(zhì)燃燒技術(shù)是傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化形式，截止到2004年底，中國農(nóng)村地區(qū)已累計推廣省柴節(jié)煤爐灶1.89億戶，普及率達到70%以上。省柴節(jié)煤爐灶比普通爐灶的熱效率提高一倍以上，極大緩解了農(nóng)村能源短缺的局面。生物質(zhì)成型燃料是把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進后的傳統(tǒng)設(shè)備燃用，這種燃料可提高能源密度，但由于壓縮技術(shù)環(huán)節(jié)的問題，成型燃料的壓縮成本較高。目前，中國（清華大學、河南省能源研究所、北京美農(nóng)達科技有限公司）和意大利（比薩大學）兩國分別開發(fā)出生物質(zhì)直接成型技術(shù)，降低了生物質(zhì)成型燃料的成本，為生物質(zhì)成型燃料的廣泛應用奠定了基礎(chǔ)。此外，中國生物質(zhì)燃料發(fā)電也具有了一定的規(guī)模，主要集中在南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西兩?。▍^(qū)）共有小型發(fā)電機組300余臺，總裝機容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣電廠。中國第一批農(nóng)作物秸稈燃燒發(fā)電廠將在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設(shè)，裝機容量分別為2×12兆瓦和25兆瓦，發(fā)電量分別為1.2億千瓦時和1.56億千瓦時，年消耗秸稈20萬噸。

（二）氣體生物質(zhì)燃料

氣體生物質(zhì)燃料包括沼氣、生物質(zhì)氣化制氣等。中國沼氣開發(fā)歷史悠久，但大中型沼氣工程發(fā)展較慢，還停留在幾十年前的個體小厭氧消化池的水平，2004年，中國農(nóng)戶用沼氣池年末累計1500萬戶，北方能源生態(tài)模式應用農(nóng)戶達43.42萬戶，南方能源生態(tài)模式應用農(nóng)戶達391.27萬戶，總產(chǎn)氣量45.80億立方米，相當于300多萬噸標準煤。到2004年底，中國共建成2500座工業(yè)廢水和畜禽糞便沼氣池，總池容達到了88.29萬立方米，形成了每年約1.84億立方米沼氣的生產(chǎn)能力，年處理有機廢物污水5801萬噸，年發(fā)電量63萬千瓦時，可向13.09萬戶供氣。

在生物質(zhì)氣化技術(shù)開發(fā)方面，中國對農(nóng)林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源的氣化技術(shù)的深入研究始于20世紀70年代末、80年代初。截至2006年底，中國生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)的秸稈氣化站保有量539處，年產(chǎn)生物質(zhì)燃氣1.5億立方米；年發(fā)電量160千瓦時稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)已進入產(chǎn)業(yè)化階段。

（三）液體生物質(zhì)燃料

液體生物質(zhì)燃料是指通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。近年來，中國的生物質(zhì)燃料發(fā)展取得了很大的成績，特別是以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)已初步形成規(guī)模?！笆濉逼陂g，在河南、安徽、吉林和黑龍江分別建設(shè)了以陳化糧為原料的燃料乙醇生產(chǎn)廠，總產(chǎn)能達到每年102萬噸，現(xiàn)已在9個?。?個省全部，4個省的27個地（市））開展車用乙醇汽油銷售。到2005年，這些地方除軍隊特需和國家特種儲備外實現(xiàn)了車用乙醇汽油替代汽油。

但是，受糧食產(chǎn)量和生產(chǎn)成本制約，以糧食作物為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料大規(guī)模替代石油燃料時，也會產(chǎn)生如同當今面臨的石油問題一樣的原料短缺，因此，中國近期不再擴大以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)，轉(zhuǎn)而開發(fā)非糧食原料乙醇生產(chǎn)技術(shù)。目前開發(fā)的以木薯為代表的非食用薯類、甜高粱、木質(zhì)纖維素等為原料的生物質(zhì)燃料，既不與糧油競爭，又能降低乙醇成本。廣西是木薯的主要產(chǎn)地，種植面積和總產(chǎn)量均占全國總量的80%，2005年，木薯乙醇產(chǎn)量30萬噸。從生產(chǎn)潛力看，目前，木薯是替代糧食生產(chǎn)乙醇最現(xiàn)實可行的原料，全國具有年產(chǎn)500萬噸燃料乙醇的潛力。

此外，為了擴大生物質(zhì)燃料來源，中國已自主開發(fā)了以甜高粱莖稈為原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)（稱為甜高粱乙醇），目前，已經(jīng)達到年產(chǎn)5000噸燃料乙醇的生產(chǎn)規(guī)模。國內(nèi)已經(jīng)在黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆、遼寧和山東等地，建立了甜高粱種植、甜高梁莖稈制取燃料乙醇的基地。生產(chǎn)1噸燃料乙醇所需原料－－甜高粱莖稈收購成本2000元，加上加工費，燃料乙醇生產(chǎn)成本低于3500元，噸。由于現(xiàn)階段國家對燃料乙醇實行定點生產(chǎn)，這些甜高粱乙醇無法進入交通燃料市場，大多數(shù)摻入了低質(zhì)白酒中。另外，中國也在開展纖維素制取燃料乙醇技術(shù)的研究開發(fā)，現(xiàn)已在安徽豐原生化股份有限公司等企業(yè)形成年產(chǎn)600噸的試驗生產(chǎn)能力。目前，中國燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一種液體生物質(zhì)燃料。生物柴油的原料來源既可以是各種廢棄或回收的動植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻風樹（學名小桐子）、黃連木等。中國生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展率先在民營企業(yè)實現(xiàn)，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源發(fā)展公司等都建成了年生產(chǎn)能力l萬～2萬噸的生產(chǎn)裝置，主要以餐飲業(yè)廢油和皂化油下腳料為原料。此外，國外公司也進軍中國，奧地利一家公司在山東威海市建設(shè)年生產(chǎn)能力25萬噸的生物柴油廠，意大利一家公司在黑龍江佳木斯市建設(shè)年生產(chǎn)能力20萬噸的生物柴油廠。預計中國生物柴油產(chǎn)量2010年前約可達每年100萬噸。

二、中國生物質(zhì)能源發(fā)展政策

為了確保生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，中國政府出臺了一系列法律法規(guī)和政策措施，積極推動了生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用。

（一）行業(yè)標準規(guī)范生產(chǎn)，法律法規(guī)提供保障

本世紀初，為解決大量庫存糧積壓帶來的財政重負和發(fā)展石化替代能源，中國開始生產(chǎn)以陳化糧為主要原料的燃料乙醇。2001年，國家計劃委員會了示范推行車用汽油中添加燃料乙醇的通告。隨后，相關(guān)部委聯(lián)合出臺了試點方案與工作實施細則。2002年3月，國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會等8部委聯(lián)合制定頒布了《車用乙醇汽油使用試點方案》和《車用乙醇汽油使用試點工作實施細則》，明確試點范圍和方式，并制定試點期間的財政、稅收、價格等方面的相關(guān)方針政策和基本原則，對燃料乙醇的生產(chǎn)及使用實行優(yōu)惠和補貼的財政及價格政策。在初步試點的基礎(chǔ)上，2004年2月，國家發(fā)展和改革委員會等8部委聯(lián)合《車用乙醇汽油擴大試點方案》和《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》，在中國部分地區(qū)開展車用乙醇汽油擴大試點工作。同時，為了規(guī)范燃料乙醇的生產(chǎn)，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2001年4月和2004.年4月，分別GBl8350－2001《變性燃料乙醇》和GBl8351－2001《車用乙醇汽油》兩個國家標準及新車用乙醇汽油強制性國家標準（GBl835l一2004）。在國家出臺相關(guān)政策措施的同時，試點區(qū)域的省份均制定和頒布了地方性法規(guī)，地方各級政府機構(gòu)依照有關(guān)規(guī)定，加強組織領(lǐng)導和協(xié)調(diào)，嚴格市場準入，加大市場監(jiān)管力度，對中國生物質(zhì)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展和車用生物乙醇汽油推廣使用起到了重大作用。

此外，國家相關(guān)的法律法規(guī)也為生物質(zhì)能源的發(fā)展提供保障。2005年，《中華人民共和國可再生能源法》提出，“國家鼓勵清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料、鼓勵發(fā)展能源作物，將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系”。國家“十一五”規(guī)劃綱要也提出，“加快開發(fā)生物質(zhì)能源，支持發(fā)展秸稈、垃圾焚燒和垃圾填埋發(fā)電，建設(shè)一批秸稈發(fā)電站和林木質(zhì)發(fā)電站，擴大生物質(zhì)固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產(chǎn)能力”。

（二）運用經(jīng)濟手段和財政扶持政策推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展

除制定相應法律法規(guī)和標準外，2002年以來，中央財政也積極支持燃料乙醇的試點及推廣工作，主要措施包括投入國債資金、實施稅收優(yōu)惠政策、建立并優(yōu)化財政補貼機制等。一是投入國債資金4.8億元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企業(yè)建設(shè)；二是對國家批準的黑龍江華潤酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽豐原生化股份有限公司4家試點單位，免征燃料乙醇5%的消費稅，對生產(chǎn)燃料乙醇實現(xiàn)的增值稅實行先征后返；三是在試點初期，對生產(chǎn)企業(yè)按保本微利的原則據(jù)實補貼，在擴大試點規(guī)模階段，為促進企業(yè)降低生產(chǎn)成本，改為按照平均先進的原則定額補貼，補貼逐年遞減。

為進一步推動生物質(zhì)能源的穩(wěn)步發(fā)展，2006年9月，財政部、國家發(fā)展和改革委員會、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局聯(lián)合出臺了《關(guān)于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》，在風險規(guī)避與補償、原料基地補助、示范補助、稅收減免等方面對于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工制定了具體的財稅扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，醞釀中與之配套的各項行政法規(guī)和規(guī)章也開始陸續(xù)出臺。財政部2006年10月4日出臺了《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》，該辦法對專項資金的扶持重點、申報及審批、財務(wù)管理、考核監(jiān)督等方面做出全面規(guī)定。該《辦法》規(guī)定：發(fā)展專項資金由國務(wù)院財政部門依法設(shè)立，發(fā)展專項資金的使用方式包括無償資助和貸款貼息，通過中央財政預算安排。

三、中國生物質(zhì)能源發(fā)展中存在的主要問題

盡管中國在生物質(zhì)能源等可再生能源的開發(fā)利用方面取得了一些成效，但由于中國生物質(zhì)能源發(fā)展還處于起步階段，面臨許多困難和問題，歸納起來主要有以下幾個方面。

（一）原料資源短缺限制了生物質(zhì)能源的大規(guī)模生產(chǎn)

由于糧食資源不足的制約，目前，以糧食為原料的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)已不具備再擴大規(guī)模的資源條件。今后，生物質(zhì)燃料乙醇生產(chǎn)應轉(zhuǎn)為以甜高粱、木薯、紅薯等為原料，特別是以適宜在鹽堿地、荒地等劣質(zhì)地和氣候干旱地區(qū)種植的甜高粱為主要原料。雖然中國有大量的鹽堿地、荒地等劣質(zhì)土地可種植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以種植麻風樹和黃連木等油料植物，但目前缺乏對這些土地利用的合理評價和科學規(guī)劃。目前，雖然在西南地區(qū)已種植了一定數(shù)量的麻風樹等油料植物，但不足以支撐生物柴油的規(guī)?；a(chǎn)。因此，生物質(zhì)燃料資源不落實是制約生物質(zhì)燃料規(guī)?；l(fā)展的重要因素。

（二）還沒有建立起完備的生物質(zhì)能源工業(yè)體系，研究開發(fā)能力弱，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱

雖然中國已實現(xiàn)以糧食為原料的燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但以其他能源作物為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料尚處于技術(shù)試驗階段，要實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，還需要在生產(chǎn)工藝和產(chǎn)業(yè)組織等方面做大量工作。以廢動植物油生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)較為成熟，但發(fā)展?jié)摿τ邢蕖：髠滟Y源潛力大的纖維素生物質(zhì)燃料乙醇和生物合成柴油的生產(chǎn)技術(shù)還處于研究階段，一些相對成熟的技術(shù)尚缺乏標準體系和服務(wù)體系的保障，產(chǎn)業(yè)化程度低，大規(guī)模生物質(zhì)能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的格局尚未形成。

（三）生物燃油產(chǎn)品市場競爭力較弱

巴西以甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇1980年每噸價格為849美元，1998年降到300美元以下。中國受原料來源、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組織等多方面因素的影響，燃料乙醇的生產(chǎn)成本比較高，目前，以陳化糧為原料生產(chǎn)的燃料乙醇的成本約為每噸3500元左右，以甜高粱、木薯等為原料生產(chǎn)的燃料乙醇的成本約為每噸4000元。按等效熱值與汽油比較，汽油價格達到每升6元以上時，燃料乙醇才可能贏利。目前，國家每年對102萬噸燃料乙醇的財政補貼約為15億元，在目前的技術(shù)和市場條件下，擴大燃料乙醇生產(chǎn)需要大量的資金補貼。以甜高粱和麻風樹等非糧食作物為原料的燃料乙醇和生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)才剛剛開始產(chǎn)業(yè)化試點，產(chǎn)業(yè)化程度還很低，近期在成本方面的競爭力還比較弱。因此，生物質(zhì)燃料成本和石油價格是制約生物質(zhì)燃料發(fā)展的重要因素。

（四）政策和市場環(huán)境不完善，缺乏足夠的經(jīng)濟鼓勵政策和激勵機制

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是具有環(huán)境效益的弱勢產(chǎn)業(yè)。從國外的經(jīng)驗看，政府支持是生物質(zhì)能源市場發(fā)育初期的原始動力。不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，生物質(zhì)能源的發(fā)展均離不開政府的支持，例如投融資、稅收、補貼、市場開拓等一系列的優(yōu)惠政策。2000年以來，國家組織了燃料乙醇的試點生產(chǎn)和銷售，建立了包括燃料乙醇的技術(shù)標準、生產(chǎn)基地、銷售渠道、財政補貼和稅收優(yōu)惠等在內(nèi)的政策體系，積累了生產(chǎn)和推廣燃料乙醇的初步經(jīng)驗。但是，由于以糧食為原料的燃料乙醇發(fā)展?jié)摿τ邢?，為避免對糧食安全造成負面影響，國家對燃料乙醇的生產(chǎn)和銷售采取了嚴格的管制。近年來，雖有許多企業(yè)和個人試圖生產(chǎn)或銷售燃料乙醇，但由于受到現(xiàn)行政策的限制，不能普遍享受到財政補貼，也難以進入汽油現(xiàn)有的銷售渠道。對于生物柴油的生產(chǎn)，國家還沒有制定相關(guān)的政策，特別是還沒有生物柴油的國家標準，更沒有生物柴油正常的銷售渠道。此外，生物質(zhì)資源的其它利用項目，例如燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場大中型沼氣工程項目等，初始投資高，需要穩(wěn)定的投融資渠道給予支持，并通過優(yōu)惠的投融資政策降低成本。中國缺乏行之有效的投融資機制，在一定程度上制約了生物質(zhì)資源的開發(fā)利用。

四、中國生物質(zhì)能源未來的發(fā)展特點和趨勢

（一）逐步改善現(xiàn)有的能源消費結(jié)構(gòu)，降低石油的進口依存度

中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，必須構(gòu)筑在能源安全和有效供給的基礎(chǔ)之上。目前，中國能源的基本狀況是：資源短缺，消費結(jié)構(gòu)單一，石油的進口依存度高，形勢十分嚴峻。2004年，中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然氣占2.6%，水電等占7.0%；一次能源生產(chǎn)總量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然氣占3.O%，水電等占7.9%。這種能源結(jié)構(gòu)導致對環(huán)境的嚴重污染和不可持續(xù)性。中國石油儲量僅占世界總量的2%，消費量卻是世界第二，且需求持續(xù)高速增長，1990年的消費量剛突破1億噸，2000年達到2.3億噸，2004年達到3.2億噸。中國自1993年成為石油凈進口國后，2005年進口原油及成品油約1.3億噸，估計2010年將進口石油2.5億噸，進口依存度將超過50%。進口依存度越高，能源安全度就越低。中國進口石油的80%來自中東，且需經(jīng)馬六甲海峽，受國際形勢影響很大。

因此，今后在厲行能源節(jié)約和加強常規(guī)能源開發(fā)的同時，改變目前的能源消費結(jié)構(gòu)，向能源多元化和可再生清潔能源時代過渡，已是大勢所趨，而在眾多的可再生能源和新能源中，生物質(zhì)能源的規(guī)?；_發(fā)無疑是一項現(xiàn)實可行的選擇。

（二）生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的多功能性進一步推動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展

生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是以農(nóng)林產(chǎn)品及其加工生產(chǎn)的有機廢棄物，以及利用邊際土地種植的能源植物為原料進行生物能源和生物基產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)。中國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)原料生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一部分，生物質(zhì)能源的蘊藏量很大，每年可用總量折合約5億噸標準煤，僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈，就折合1.5億噸標準煤。中國有不宜種植糧食作物、但可以種植能源植物的土地約l億公頃，可人工造林土地有311萬公頃。按這些土地20%的利用率計算，每年約可生產(chǎn)10億噸生物質(zhì)，再加上木薯、甜高粱等能源作物，據(jù)專家測算，每年至少可生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油約5000萬噸，農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用潛力巨大。生物基產(chǎn)品和生物能源產(chǎn)品不僅附加值高，而且市場容量幾近無限，這為農(nóng)民增收提供了一條重要的途徑；生物質(zhì)能源生產(chǎn)可以使有機廢棄物和污染源無害化和資源化，從而有利于環(huán)保和資源的循環(huán)利用，可以顯著改善農(nóng)村能源的消費水平和質(zhì)量，凈化農(nóng)村的生產(chǎn)和生活環(huán)境。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的這種多功能性使它在眾多的可再生能源和新能源中脫穎而出和不可替代，這種多功能性對擁有8億農(nóng)村人口的中國和其他發(fā)展中國家具有特殊的重要性。

（三）凈化環(huán)境，進一步為環(huán)境“減壓”

隨著中國經(jīng)濟的高速增長，以石化能源為主的能源消費量劇增，在過去的20多年里，中國能源消費總量增長了2.6倍，對環(huán)境的壓力越來越大。2003年，中國二氧化碳排放量達到8.23億噸，居世界第二位。2025年前后，中國二氧化碳排放量可能超過美國而居首位。2003年，中國二氧化硫的排放量也超過了2000萬噸，居世界第一位，酸雨區(qū)已經(jīng)占到國土面積的30%以上。中國二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均來自燃煤。預計到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量將分別超過中國環(huán)境容量30%和46%?！毒┒甲h定書》已對發(fā)達國家分配了2012年前二氧化碳減排8%的指標，中國是《京都議定書》的簽約國，承擔此項任務(wù)只是時間早晚的問題。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和廢棄物排放也對生態(tài)環(huán)境帶來嚴重傷害。因此，發(fā)展生物質(zhì)能源，以生物質(zhì)燃料直接或成型燃燒發(fā)電替代煤炭以減少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以減少碳氫化物、氮氧化物等對大氣的污染，將對于改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、減輕環(huán)境壓力貢獻巨大。

（四）技術(shù)逐步完善，產(chǎn)業(yè)化空間廣闊

從生物質(zhì)能源的發(fā)展前景看，第一，生物乙醇是可以大規(guī)模替代石化液體燃料的最現(xiàn)實選擇；第二，對石油的替代，將由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，F(xiàn)FVs（靈活燃料汽車）促進了生物燃油生產(chǎn)和對石化燃料的替代，生物燃油的發(fā)展帶動了傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的更新改造；第四，沼氣將規(guī)?；a(chǎn)，用于供熱發(fā)電、（經(jīng)純化壓縮）車用燃料或罐裝管輸；第五，生物質(zhì)成型燃料的原料充足，技術(shù)成熟，投資少、見效快，可廣泛用于替代中小鍋爐用煤，熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）能效在90%以上，是生物質(zhì)能源家族中的重要成員；第六，以木質(zhì)纖維素生產(chǎn)的液體生物質(zhì)燃料（Bff。）被認為是第二代生物質(zhì)燃料，包括纖維素乙醇、氣化后經(jīng)費托合成生物柴油（FT柴油），以及經(jīng)熱裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通過技術(shù)研發(fā)還將開拓新的資源空間。工程藻類的生物量巨大，如果能將現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化育種條件，就有可能實現(xiàn)大規(guī)模養(yǎng)殖高產(chǎn)油藻。一旦高產(chǎn)油藻開發(fā)成功并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，由藻類制取生物柴油的規(guī)?？梢赃_到數(shù)千萬噸。

據(jù)專家預測估計，到2010年，中國年生產(chǎn)生物燃油約為600萬噸，其中，生物乙醇500萬噸、生物柴油100萬噸：到2020年，年生產(chǎn)生物燃油將達到1900萬噸，其中，生物乙醇1000萬噸，生物柴油900萬噸。

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關(guān)鍵詞：中國生物質(zhì)能源；發(fā)展現(xiàn)狀；問題；對策

伴隨著國家相關(guān)生物質(zhì)能源生產(chǎn)行業(yè)標準規(guī)范的逐步完善，目前我國生物質(zhì)能源生產(chǎn)開發(fā)已初具規(guī)模，在一系列法律法規(guī)的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發(fā)展。然而，中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)在實際發(fā)展過程當中，仍然存在著工業(yè)體系不完善、原料資源不足、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此，如何準確把握生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的影響因素，制定合理有效的應對策略，是當下的生物質(zhì)能源發(fā)展中迫切關(guān)注的重要課題。

1 世界能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與問題

1.1 節(jié)能減排舉措影響世界能源結(jié)構(gòu)

燃料的使用效率與能源結(jié)構(gòu)直接決定了二氧化碳的排放量，因而能源開發(fā)利用同自然環(huán)境之間的聯(lián)系緊密。近年來，煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加，引起了氣候的異常及失衡。有研究指出，生物質(zhì)燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右，若每年生產(chǎn)一億噸生物質(zhì)燃料，則能達成5.5%二氧化碳的減排，故生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的推進對世界能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有重要意義。

1.2 世界化石燃料危機嚴重

據(jù)統(tǒng)計，在全球能源的總用量中，化石能源所占比例高達85%，每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源，人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭，使得人類面臨愈發(fā)嚴峻的能源危機。

1.3 可持續(xù)發(fā)展理念促進生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展

如今，可持續(xù)發(fā)展思想已深入人心。作為一種可再生能源，生物質(zhì)能源在給人們提供生產(chǎn)原料與能量的同時實現(xiàn)了環(huán)境友好的目標，能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。

2 生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)的進展

2.1 生物液體燃料

包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當前采用液體催化劑的化學酯交換法是生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵技術(shù)，利用對原料油當中水分、游離酸的嚴格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產(chǎn)率的影響，但設(shè)備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離，且環(huán)境友好性較差。燃料乙醇的生產(chǎn)目前還在探索過程中，我國的燃料乙醇發(fā)展快，以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團等為代表的企業(yè)都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進展。此外，生物質(zhì)快速熱裂解液化等技術(shù)也是國際上的研究熱點。

2.2 生物燃氣

瑞典、丹麥和德國的生物燃氣技術(shù)發(fā)達，已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?；⒆詣踊c專業(yè)化，多使用高濃度糞草原料進行中溫發(fā)酵，其應用逐漸延伸到車用燃氣與天然氣管網(wǎng)領(lǐng)域。至2008年，我國的沼氣工程初步實現(xiàn)全面發(fā)展，厭氧擋板反應器、上流式厭氧污泥床等發(fā)酵工藝都有了示范應用。但受未熱電聯(lián)產(chǎn)和環(huán)境、溫度條件影響，大多沼氣工程穩(wěn)定性不足且高濃度發(fā)酵等工藝應用少。

2.3 固體成型燃料

歐美地區(qū)的生物質(zhì)固體成型燃料已走向規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化，瑞典、泰國等地區(qū)對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀80年代，我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發(fā)有限公司等企業(yè)為代表的燃料工廠。

2.4 微藻能源

微藻生物柴油技術(shù)的研發(fā)主要集中在含油量高且環(huán)境適應性強的微藻的選育、規(guī)模化產(chǎn)油光生物系統(tǒng)的研發(fā)以及收集微藻、提取油脂這幾個方面，所面臨的最大難題是油脂含量、細胞密度高的微藻細胞的培養(yǎng)。使用微藻對石油形成進行模擬是我國研究微藻的開端，此后微藻異養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)、微藻光合發(fā)酵模型等的創(chuàng)新都推動了我國微藻能源的研究開發(fā)。

3 影響生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素

3.1產(chǎn)業(yè)模式局限

我國的生物質(zhì)能源開發(fā)利用管理模式還有待健全，原料評價體系、技術(shù)規(guī)范等還不完善。項目模式也存在缺陷，例如，小型項目配套政策的缺失使得立項復雜且操作成本較高。

3.2 生產(chǎn)技術(shù)滯后

我國的沼氣工程大多應用的是濕發(fā)酵工藝，裝備與技術(shù)水平都比較滯后，不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術(shù)還存在障礙，受工藝復雜、酸濃度需求高、副產(chǎn)物多、設(shè)備要求高和成本高等因素制約，乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發(fā)酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外，五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術(shù)的落后和生物柴油使用性能低、經(jīng)濟性低等也是目前需要解決的難點。

3.3 資源供應不足

原料供應不足是我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸，單一的原料來源制約了沼氣工程規(guī)?；l(fā)展，非糧原料供應的間斷不利于其全年均衡生產(chǎn)，陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業(yè)發(fā)展進程，生物柴油技術(shù)也面臨著原料不足的狀況。

4 對策與建議

4.1 創(chuàng)新生物能源技術(shù)

生物質(zhì)能源是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展是重要能源保障，必須借助自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的創(chuàng)新來保證生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的持久。各級政府需積極推廣國產(chǎn)化計數(shù)，通過補助力度的加大來調(diào)動各單位研發(fā)應用自主技術(shù)的積極性，可通過專項資金的設(shè)立來支持生物質(zhì)能技術(shù)創(chuàng)新，逐步形成分散式的產(chǎn)業(yè)體系。

4.2 合理利用邊際土地

針對原料不足這一瓶頸，應當充分利用邊際土地來發(fā)展非糧生物質(zhì)能，逐步建設(shè)以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質(zhì)液體與氣體燃料生產(chǎn)基地。

4.3 加強國家政策支持

生物質(zhì)能源的開發(fā)利用對于我國資源、能源供應都具有重要意義，必須將其納入安全戰(zhàn)略的考慮范疇并給予相應的政策支持。國家可結(jié)合生物質(zhì)能源發(fā)展需求完善相關(guān)激勵體系，推行納入能源生產(chǎn)社會成本、環(huán)境成本的全成本定價方案，科學制定產(chǎn)品價格補貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強制收購等方面的政策，給生物質(zhì)能源發(fā)展提供強有力的體系支撐。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：黑龍江??；發(fā)展；生物質(zhì)能源；策略

中圖分類號：F062.1　文獻標志碼：A　文章編號：1673－291X(2008)03－0114－04

一、生物質(zhì)能源的認識

(一)生物質(zhì)能源的含義

提到能源，人們通常會想到煤炭、石油、天然氣，抑或是風能、水能和核能。可是，在人類所面臨的能源危機日益嚴峻之際，一種人們司空見慣卻并未過多留意的能源――生物質(zhì)能源，正悄然興起。生物質(zhì)能源是植物通過光合作用而固定于地球上的太陽能，通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料來替代礦物燃料，以減少人類對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，減輕能源消費對環(huán)境造成的污染。例如：用玉米、甘蔗、甜高粱、木薯生產(chǎn)燃料乙醇，用甜高粱、麻風樹生產(chǎn)生物柴油。

(二)生物質(zhì)能源的特性

1、可再生性。生物質(zhì)能源是以農(nóng)林等有機廢棄物和利用邊際性土地種植能源植物為原料，以及以農(nóng)作物淀粉油脂作為調(diào)劑，生產(chǎn)的可再生清潔能源及相關(guān)化工產(chǎn)品。是一種對環(huán)境友好，可再生的能源，如多種燃料乙醇、生物柴油和沼氣等。

2、環(huán)保性。生物質(zhì)能源是以農(nóng)林產(chǎn)品及其加工生產(chǎn)的有機廢氣物、畜禽糞便、生活垃圾等為原料，通過有機酶轉(zhuǎn)換技術(shù)生產(chǎn)的，可以使有機廢氣物和污染物無害化和資源化，從而有利于環(huán)保和資源的循環(huán)利用，可以顯著改善農(nóng)村能源的消費水平和質(zhì)量，凈化農(nóng)村生產(chǎn)和生活環(huán)境。

3、高科技性。生物質(zhì)能源在轉(zhuǎn)化的過程中，都要使用新技術(shù)，不論在玉米變?nèi)剂弦掖?，還是沼氣的生產(chǎn)等生物質(zhì)能源的生產(chǎn)過程中，都要經(jīng)過現(xiàn)代的酶裂變工程或現(xiàn)代的發(fā)酵工程，具有較高的技術(shù)要求。

(三)生物質(zhì)能源的作用

1、緩解能源短缺。隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，能源供求矛盾將長期存在，特別是油氣供求矛盾十分突出。據(jù)測算，2010年前我國擬開工建設(shè)的煤礦項目缺精查儲量500多億噸，2011～2020年缺1200多億噸。在考慮大力節(jié)能降耗、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和發(fā)展可替代品等因素下，2020年石油缺口仍將達2.5億噸。雖然我國物產(chǎn)豐富，但由于人口眾多，盡管能源資源總量比較大，但人均擁有量遠遠低于世界平均水平。煤炭、石油、天然氣人均剩余可采儲量分別只有世界平均水平的58.6％、7.69％和7.05％。能源需求的巨大缺口已成為中國乃至亞洲經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。在眾多的可再生能源和新能源中，生物質(zhì)能源的可再生性和生產(chǎn)原料的豐富性使其易于規(guī)模化生產(chǎn)，那么，加快生物質(zhì)能源發(fā)展，可最大地緩解資源與環(huán)境的壓力。

2、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。各國經(jīng)驗表明，發(fā)展清潔可再生的生物質(zhì)能源在經(jīng)濟上，可以擴大就業(yè)，增加收入，縮小區(qū)域間的收入差距。在社會發(fā)展上，可以扶持社會弱勢階層，提高低收入者收入水平。在環(huán)境上，通過使用生物柴油，減少廢氣和空氣污染，可以降低社會的醫(yī)療成本。在發(fā)展戰(zhàn)略上，可以減少對進口能源的依賴，降低國家能源安全風險?？v觀國際國內(nèi)，已經(jīng)進入生物質(zhì)能源發(fā)展的時代，在強勁有力的政府支持下將給生物質(zhì)能行業(yè)帶來廣闊的市場發(fā)展機遇。

3、發(fā)揮農(nóng)業(yè)物質(zhì)功能多樣性。多功能是農(nóng)業(yè)的客觀屬性，在現(xiàn)代社會中農(nóng)業(yè)一直以來發(fā)揮著食品安全、原料供給、市場、就業(yè)增收、勞動力輸出等多種功能。隨著社會的進步，環(huán)境的變化，科學技術(shù)的提高，農(nóng)業(yè)新的功能被不斷的開發(fā)和認識，生物質(zhì)能源就是賦予農(nóng)業(yè)的一個新的功能。

二、生物質(zhì)能源的發(fā)展狀況

(一)國外生物質(zhì)能源發(fā)展情況

現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，大規(guī)模開發(fā)利用作為清潔能源的可再生資源顯得日益重要，可再生能源進入能源市場，已成為世界各國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。生物質(zhì)能源的開發(fā)利用早已引起世界各國政府和科學家的關(guān)注。有許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃，在日本有陽光計劃、印度有綠色能源工程、美國有能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等發(fā)展計劃。其他諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國，多年來一直在進行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢。按照歐盟規(guī)定，其成員國的可再生能源在一次能源中的比例將于2010年達到12％，2020年達到20％。美國提出，到2020年生物燃料在交通燃料中的比例達到20％；瑞典提出，2020年之后利用纖維素生產(chǎn)的燃料乙醇全部替代石油燃料，徹底擺脫對石油的依賴。

(二)我國生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃

為降低能源供求矛盾，健康發(fā)展生物質(zhì)能源，我國于2006年先后頒布了《中華人民共和國可再生能源法》、《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》和《關(guān)于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物華工財稅扶持政策的實施意見》，國務(wù)院于2007年6月7日通過了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，確定了生物質(zhì)能源發(fā)展目標。

1、生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體思路。今后15年，中國在生物質(zhì)能方面將重點發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發(fā)電、生物固體成型燃料技術(shù)四大領(lǐng)域，開拓農(nóng)村發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)，為農(nóng)村提供高效清潔的生活燃料，并為替代石油開辟新的渠道。

2、生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標。到2010年，生物質(zhì)發(fā)電將達到550萬千瓦，生物液體燃料達到200萬噸，沼氣年利用達到190億立方米，生物固體成型燃料達到100萬噸，生物質(zhì)能年利用量占到一次能源消費量的10％(現(xiàn)為7.5％)；到2020年，達到16％，生物質(zhì)能發(fā)電裝機達到3000萬千瓦，生物液體燃料達到1000萬噸，沼氣年利用達到400億立方米，生物固體成型燃料達到5000萬噸，生物質(zhì)能年利用量占到一次能源消費量的4％。

我國國家發(fā)改委也就我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出三個階段的統(tǒng)籌安排：“十一五”實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，“十二五”實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?，2015年以后實現(xiàn)大發(fā)展。預計到2020年，我國生物燃料消費量將占到全部交通燃料的15％左右，建立起具有國際競爭力的生物燃料產(chǎn)業(yè)。

三、黑龍江省發(fā)展生物質(zhì)能源的優(yōu)勢分析

縱觀國際國內(nèi)，已經(jīng)進入生物質(zhì)能源發(fā)展的時代，在強勁有力的政府支持下將給生物質(zhì)能行業(yè)帶來廣闊的市場發(fā)展機遇。作為物產(chǎn)豐富的農(nóng)業(yè)大省黑龍江來說有著極其豐富的生物質(zhì)能源的生產(chǎn)資料和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)，在發(fā)展生物質(zhì)能源上有著別人無法比擬的優(yōu)勢。一定要抓住這個契機另辟蹊徑，以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，科學規(guī)劃在不與

人爭糧不與糧爭地的條件下，大力發(fā)展生物質(zhì)能源，振興我省經(jīng)濟，為我國減少對進口能源的依賴，降低國家能源安全風險作出貢獻。

(一)糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)廢棄物豐富

黑龍江省耕地面積、林地面積和石油儲量居全國首位，糧食綜合生產(chǎn)能力600億公斤左右，商品率60％以上，是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地。目前，可以作為能源利用的生物質(zhì)主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據(jù)調(diào)查，我省年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈5600萬噸，約2800萬噸標準煤，除約933萬噸作為飼料、生活用能源、造紙、紡織和建材等用途外其余4667萬噸可作為能源用途；薪柴的來源主要為林業(yè)采伐、育林修剪和薪炭林，我省年均薪柴產(chǎn)量約為900萬噸，折合標準煤525萬噸；畜禽排泄物3億噸，在加上大量的野生灌木、枝丫和枯草，在生物總量和人均占有量上其他省區(qū)是不可比的，可提供豐富的生物質(zhì)能源生產(chǎn)資料(農(nóng)林廢氣物轉(zhuǎn)換能源量是根據(jù)占國家的比例計算得出)。若建設(shè)一處300戶規(guī)模的秸稈氣化集中供氣工程，每年可節(jié)約秸稈燃料800噸，相當于保護林地400多畝。而目前我省農(nóng)村直接用作燃料的秸稈消耗量每年在3000萬噸以上，約占秸稈總量的60％，直接用于燃料的薪柴294萬噸，如此多的生物質(zhì)資源直接作為初級生活燃料消耗，其利用價值被大大降低，形成了“資源消耗－生態(tài)破壞－能源更加短缺”的惡性循環(huán)。

(二)多個先進基礎(chǔ)設(shè)施即將建成

近幾年，我省雖然出臺了一些發(fā)展新能源的政策法規(guī)，但沒有明確提出生物質(zhì)能源的概念，而國家2007年6月7日通過的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中明確提出生物質(zhì)能源的概念。我省對生物質(zhì)能源的概念還很模糊，但也取得了一些進展，投入了大量的資金建設(shè)了生物質(zhì)能源的生產(chǎn)基地?！笆濉逼陂g建設(shè)了以陳化糧為原料的燃料乙醇生產(chǎn)廠和已建立了甜高粱種植、甜高粱稈制取乙醇的基地。并有在建的技術(shù)比較先進的以木制纖維素為生產(chǎn)原料的生物質(zhì)能源項目。例如，有獲國家發(fā)改委立項批復，預計2008年10月投產(chǎn)由黑龍江帥億集團公司投資建設(shè)的年產(chǎn)15萬噸秸稈燃料乙醇、20萬噸生物油項目，2007年6月在肇源縣大慶新肇糧食產(chǎn)業(yè)園區(qū)奠基，該項目采用國際先進的酶裂解和微波技術(shù)，以玉米、高粱等農(nóng)作物秸稈為原料，加工生產(chǎn)乙醇燃料、生物油及其他副產(chǎn)品，是目前為止黑龍江省首個產(chǎn)業(yè)化生物能源項目。作為非糧食生物能源的開發(fā)，具有明顯的先進性，它不但具有巨大的市場價值，而且提升了農(nóng)產(chǎn)品的附加值，將增加周邊農(nóng)民收入。虎林清河泉米業(yè)有限責任公司生物質(zhì)熱電聯(lián)廠，是利用稻殼發(fā)電，余熱供暖的可再生能源利用的CDM項目[即清潔發(fā)展機制，是141個國家簽字同意的于2005年2月16日生效，世界上第一個帶有法律約束力的國際環(huán)保協(xié)議《聯(lián)合國氣候變化框架公約京都議定書》簡稱《京都議定書》第12條確定的一個基于市場的靈活機制，其核心內(nèi)容是允許附件一締約方(即發(fā)達國家)與非附件一國家(即發(fā)展中國家)合作，在發(fā)展中國家實施溫室氣體減排項目]。目前，該項目已經(jīng)完成前期投資8 000萬元，2007年10月份竣工后將年發(fā)電8000萬度，可支持供熱面積100萬平方米。利用稻殼作為生產(chǎn)資料不僅可以解決環(huán)境衛(wèi)生，更有利于環(huán)保。CDM項目的潛力大，是新型科技環(huán)保項目，具有很好的市場前景。

(三)具有生物質(zhì)能源發(fā)展的政策基礎(chǔ)

幾年來，黑龍江省相繼出臺了一些政策法規(guī)鼓勵生物質(zhì)能源的發(fā)展。制定了《黑龍江省“十一五”資源綜合利用專項規(guī)劃》，規(guī)劃年限為2006－2010年，展望到2020年。發(fā)展目標：到2010年，力爭實現(xiàn)全省資源綜合利用產(chǎn)值100億元，其中：農(nóng)林廢棄資源26億元，城市垃圾資源2億元，農(nóng)村畜禽糞便資源3.1億元；工業(yè)廢渣綜合利用率達到90％，其中：林區(qū)三剩物綜合利用率55％，秸稈和殼皮綜合利用率54％，畜禽糞便資源利用率達到2.3％，主要城市生活垃圾綜合利用率達到10％。到2020年，預計全省資源綜合利用實現(xiàn)產(chǎn)值380億元，其中，農(nóng)林廢棄資源100億元，城市垃圾資源10億元。林區(qū)三剩物綜合利用率85％，秸稈和殼皮綜合利用率達到50％。發(fā)展技術(shù)：重點發(fā)展農(nóng)林廢棄物綜合利用技術(shù)、農(nóng)村糞便處理及綜合利用技術(shù)、城市生活垃圾綜合利用技術(shù)等。要求重點發(fā)展機械化秸稈還田、秸稈生物快速腐熟、秸稈微貯和氨化、秸稈飼料、秸稈供熱、秸稈氣化、秸稈固化、秸稈和殼皮發(fā)電、秸稈包裝裝飾、秸稈造紙、草磚草板新型建材、林業(yè)“三?！蔽锵盗袘玫壬罴庸ぞC合利用技術(shù)。重點發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)和集約化養(yǎng)殖場糞便資源化利用技術(shù)，引導農(nóng)民和養(yǎng)殖企業(yè)利用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理畜禽糞便。重點發(fā)展推廣垃圾綜合利用(發(fā)電、堆肥等)系列技術(shù)。引導企業(yè)按照市場化運營的方式，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、國產(chǎn)化的垃圾處理技術(shù)、裝備，逐步實現(xiàn)垃圾處理的資源化、無害化和減量化。重大示范工程：鼓勵以企業(yè)為主體，優(yōu)選先進適用技術(shù)，建設(shè)一批在全省有較大帶動作用，在全國居領(lǐng)先水平的資源綜合利用示范項目，包括農(nóng)村秸稈、殼皮綜合利用示范工程、林業(yè)“三?！蔽锞C合利用示范工程、農(nóng)村糞便資源化利用示范工程。建設(shè)秸稈飼料加工、秸稈氣(固)化、秸稈(殼皮)發(fā)電、秸稈包裝裝飾、秸稈造紙等深精加工綜合利用項目，在秸稈綜合利用重點地區(qū)建立比較健全的管理和服務(wù)體系，加快秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化建設(shè)步伐。在林區(qū)和木材加工集中區(qū)建立林業(yè)“三剩”物綜合利用示范工程。加快推廣農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)和建設(shè)集約化養(yǎng)殖場大中型沼氣工程，積極開展沼氣綜合利用技術(shù)示范項目，推動農(nóng)牧生產(chǎn)清潔化、能源利用優(yōu)質(zhì)化進程。

(四)科技力量較強

黑龍江省現(xiàn)有數(shù)十家包括農(nóng)學院、農(nóng)科院、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)職業(yè)學院等農(nóng)業(yè)科技院所，有著較強的科研實力。在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化與利用方面，已建設(shè)有高水平的生物質(zhì)能源實驗室、綜合生化分析實驗室。具有承擔國家級大型項目、接納國內(nèi)外學者開展科學研究的能力。并取得了解決農(nóng)業(yè)廢棄物在轉(zhuǎn)化過程中的某些關(guān)鍵問題的成果，可降低生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化過程中的生產(chǎn)成本，提供實用化生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，這對推動我國生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化進程具有十分重要的意義。在沼氣生產(chǎn)工業(yè)化和沼氣商品化，利用厭氧發(fā)酵的原理有效地處理畜牧場廢棄物、生活垃圾以及農(nóng)業(yè)廢棄物研究方面也建有高水平的實驗室并有先進的成果。例如：農(nóng)學院完成的利用厭氧發(fā)酵技術(shù)研究開發(fā)高效全天候生物質(zhì)燃料的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，適用于高寒地區(qū)對各種有機廢棄物處理，解決了高寒地區(qū)冬季沼氣周年生產(chǎn)的問題?！笆晃濉逼陂g將在厭氧條件下的微生物篩選和優(yōu)良菌種培育；農(nóng)業(yè)秸稈、生活垃圾、牲畜糞便混合物的同時粉碎、篩選分離；高濃度酸化裝置中的料液分離和酸化液的輸送方法，微生物高密度保持反應器；太陽能和沼氣聯(lián)合加熱保溫系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)；沼液沼渣快速好氧制肥技術(shù)等方面取得突破進展。

四、黑龍江省生物質(zhì)能源發(fā)展的限制因素

(一)不能與食用糧爭地限制生物質(zhì)能源的發(fā)展

我省糧食產(chǎn)量雖然居全國首位，玉米產(chǎn)量也在全國居前，種植面積也在逐年增加，預計2007年比上年增加700萬畝達5000多萬畝。但我省是重要的商品糧基地，到2010年，我省除每年自用40億公斤粳稻外，每年向國家提供粳稻商品糧156.3億公斤，承擔著國家糧食安全的重任。因此，不可能拿出太多的土地來種植玉米等可轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源的作物，這樣在原料的供給上不能最大地滿足生物質(zhì)能源的大規(guī)模生產(chǎn)。

(二)資金短缺，生產(chǎn)水平低

雖然我省建立了一批生物質(zhì)能源建設(shè)基地，但多數(shù)是以糧食為原料的燃料乙醇的生產(chǎn)，以農(nóng)林廢棄物作為原料生產(chǎn)生物質(zhì)能源的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相對落后，不能實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。就糧食轉(zhuǎn)乙醇還存在技術(shù)水平落后，生產(chǎn)成本高，市場競爭力弱的問題。目前較成熟的燃料乙醇的生物轉(zhuǎn)化方法是以玉米為原料，但其原料成本高達總成本的70％～80％，生產(chǎn)成本每噸3500元左右，而巴西以甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇的成本1998年就降到300美元以下。在現(xiàn)有的技術(shù)和市場條件下，要擴大以農(nóng)林廢棄物為原料的生物質(zhì)能源的生產(chǎn)規(guī)模需要大量的資金投入，對于經(jīng)濟相對落后的黑龍江省來說難度比較大。因此，生物質(zhì)能源的生產(chǎn)成本和技術(shù)水平制約著我省生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(三)政策法規(guī)不完善，操做性差

在國家能源政策調(diào)控下，雖然出臺了包括黑龍江省實施國務(wù)院《節(jié)約能源管理暫行條例》細則及農(nóng)村能源管理辦法等一些發(fā)展新能源的法規(guī)，但沒有我省自己的可再生能源管理細則，也沒有明確提出生物質(zhì)能源的概念，而國家2007年6月7日通過的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中明確提出生物質(zhì)能源的概念，我省對生物質(zhì)能源的概念還處于模糊狀態(tài)，不能在政策上指導生物質(zhì)能源的發(fā)展。另外，國家對燃料乙醇的生產(chǎn)和銷售仍采取嚴格的管制，雖有許多企業(yè)和個人試圖生產(chǎn)或銷售燃料乙醇，但由于受到現(xiàn)行政策的限制，不能普遍享受到財政補貼，也難以進入汽油現(xiàn)有的銷售渠道。對于生物柴油的生產(chǎn)，國家還沒有制定相關(guān)的政策，特別是還沒有生物柴油的國際標準，更沒有生物柴油的正常的銷售渠道。

五、黑龍江省發(fā)展生物質(zhì)能源的對策建議

1、確立發(fā)展生物質(zhì)能源的戰(zhàn)略目標。要提高對發(fā)展生物質(zhì)能源重要性的認識，制定生物質(zhì)能源發(fā)展目標。我省在制定振興東北工業(yè)基地方案時確定的是能源工業(yè)基地，但仍然是以提高原煤和原油開采量為目標，不利于保護資源和環(huán)境，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，也不能從根本上改變能源危機，也不能達到長期的經(jīng)濟發(fā)展。我省應抓住綠色能源時代的契機，發(fā)揮農(nóng)林作物豐富地域遼闊的優(yōu)勢，建立以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)，以發(fā)展生物質(zhì)能源為目標的生物質(zhì)能源工業(yè)基地的振興計劃，促進龍江經(jīng)濟的騰飛。

2、積極進行技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。用糧食生產(chǎn)乙醇燃料，不但成本高，而且存在與食用糧爭地的風險，應鼓勵以木質(zhì)纖維素為原料的生物質(zhì)能源生產(chǎn)工藝的研究并擴大其生產(chǎn)規(guī)模。豐富而廉價的木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的可再生資源，主要來源于農(nóng)業(yè)廢棄物，如麥草、玉米秸稈、玉米芯、大豆渣、甘蔗渣等；工業(yè)廢棄物，如制漿和造紙廠的纖維渣、鋸末等；林業(yè)廢棄物和城市廢棄物，如廢紙、包裝紙等。改變沼氣一戶一建的模式，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的方式，可用于供熱發(fā)電、(經(jīng)存化壓縮)車用燃料或罐裝管輸。

3、結(jié)合區(qū)域特征，合理規(guī)劃布局。在發(fā)展生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)建設(shè)中，要搞好調(diào)研，結(jié)合省內(nèi)區(qū)域間糧食及農(nóng)林廢氣物產(chǎn)量的分布科學規(guī)劃。對于正處于轉(zhuǎn)型期的資源城市，可在荒地及塌陷地等不適宜糧食生產(chǎn)的地帶，種植秸桿等可用于生產(chǎn)乙醇燃料等生物質(zhì)能源的植物，對現(xiàn)有的能源加工企業(yè)進行改造，使其成為可生產(chǎn)生物質(zhì)能源型企業(yè)，安置下崗人員，提高收入。

篇4

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；燃料；液化；進展；

中圖分類號：TK6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-02

液體燃料的不足已嚴重威脅到我國的能源與經(jīng)濟安全。我國一次能源消費量僅次于美國成為世界第二大能源消費國， 2006年進口原油已達5000萬t，占總量40%。因此，國家提出了大力開發(fā)新能源和可再生能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃[1-2]。生物質(zhì)燃料是惟一可以轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生能源，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料不僅能夠彌補化石燃料的不足，而且有助于保護生態(tài)環(huán)境。生物質(zhì)燃料包括各種農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物以及各種有機垃圾等。我國生物質(zhì)資源豐富，理論年產(chǎn)量為50億t左右，發(fā)展生物質(zhì)液化替代化石燃料有巨大的資源潛力。

目前生物質(zhì)液化還處于研究、開發(fā)及示范階段。從工藝上，生物質(zhì)液化又可分為生化法和熱化學法。生化法主要是指采用水解、發(fā)酵等手段將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。熱化學法主要包括快速熱解液化和加壓催化液化等[3-8] 。本文主要介紹生物質(zhì)燃料液化制取液體燃料的技術(shù)與研究進展。

一、生化法生產(chǎn)燃料乙醇

生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇的原料主要有能源農(nóng)作物、剩余糧食和農(nóng)作物秸稈等。美國和巴西分別用本國生產(chǎn)的玉米和甘蔗大量生產(chǎn)乙醇作為車用燃料。從1975年以來，巴西為擺脫對石油的依賴，開展了世界最大規(guī)模的燃料乙醇開發(fā)計劃，到1991年燃料乙醇產(chǎn)量已達130億L。美國自1991年以來，為維持每年50億L的玉米制乙醇產(chǎn)量，政府每年要付出7億美元的巨額補貼[2，3，8]。利用糧食等淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇是工藝很成熟的傳統(tǒng)技術(shù)。用糧食生產(chǎn)燃料乙醇雖然成本高，價格上對石油燃料沒有競爭力。雖然我國政府于2002年制定了以陳化糧生產(chǎn)燃料乙醇的政策，將燃料乙醇按一定比例加到汽油中作為汽車燃料，已在河南和吉林兩省示范。然而我國剩余糧食即使按大豐收時的3000萬t全部轉(zhuǎn)化為乙醇來算，可生產(chǎn)1000萬t乙醇，也只有2000年原油缺口的1/10；而且隨著中國人口的持續(xù)增長，糧食很難出現(xiàn)大量剩余。2007年以來，糧食價格高漲，給國家的安定帶來威脅，因此，在我國非糧生物質(zhì)燃料才是唯一可靠的生物質(zhì)能源。

從原料供給及社會經(jīng)濟環(huán)境效益來看，用含纖維素較高的農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)乙醇是比較理想的工藝路線。生物質(zhì)制燃料乙醇即把木質(zhì)纖維素水解制取葡萄糖，然后將葡萄糖發(fā)酵生成燃料乙醇的技術(shù)。我國在這方面開展了許多研究工作，比如武漢理工大學開展了農(nóng)林廢棄物真菌分解-堿溶熱解-厭氧發(fā)酵工藝的研究，轉(zhuǎn)化率在70%以上[9]。中國科學院過程工程研究所在國家攻關(guān)項目的支持下，開展了纖維素生物酶分解固態(tài)發(fā)酵糖化乙醇的研究，為纖維素乙醇技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)[10]。以美國國家可再生能源實驗室（NREL）為代表的研究者，近年來也進行了大量的研究工作，如通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到了能發(fā)酵五碳糖的酵母菌種，開發(fā)了同時糖化發(fā)酵工藝，并建成了幾個具有一定規(guī)模的中試工廠，但由于關(guān)鍵技術(shù)未有突破，生產(chǎn)成本一直居高不下[11-13]。纖維素制乙醇技術(shù)如果能夠取得技術(shù)突破，在未來幾十年將有很好的發(fā)展前景。

二、生物質(zhì)燃料熱化學法生產(chǎn)生物質(zhì)油

生物質(zhì)燃料熱化學法生產(chǎn)生物質(zhì)油技術(shù)根據(jù)其原理主要可分為加壓液化和快速熱解液化。

（一）生物質(zhì)燃料快速熱解液化

生物質(zhì)燃料快速熱解液化是在傳統(tǒng)裂解基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種技術(shù)，相對與傳統(tǒng)裂解，它采用超高加熱速率（102-104K/s），超短產(chǎn)物停留時間（0.2-3s）及適中的裂解溫度，使生物質(zhì)中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子，使焦炭和產(chǎn)物氣降到最低限度，從而最大限度獲得液體產(chǎn)品。這種液體產(chǎn)品被稱為生物質(zhì)油（bio-oil），為棕黑色黏性液體，熱值達20-22MJ/kg，可直接作為燃料使用，也可經(jīng)精制成為化石燃料的替代物。因此，隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質(zhì)快速熱解液化的研究在國際上引起了廣泛的興趣。自1980年以來，生物質(zhì)快速熱解技術(shù)取得了很大進展，成為最有開發(fā)潛力的生物質(zhì)液化技術(shù)之一。國際能源署組織了美國、加拿大、芬蘭、意大利、瑞典、英國等國的10多個研究小組進行了10余年的研究與開發(fā)工作，重點對該過程的發(fā)展?jié)摿Α⒓夹g(shù)經(jīng)濟可行性以及參與國之間的技術(shù)交流進行了調(diào)研，認為生物質(zhì)快速熱解技術(shù)比其他技術(shù)可獲得更多的能源和更大的效益[14]。

世界各國通過反應器的設(shè)計、制造及工藝條件的控制，開發(fā)了各種類型的快速熱解工藝。幾種有代表性的工藝、各裝置的規(guī)模、液體產(chǎn)率等參數(shù)見文獻 [14]。

（1）旋轉(zhuǎn)錐式反應工藝（Twente rotating cone process），荷蘭Twente大學開發(fā)。生物質(zhì)顆粒與惰性熱載體一起加入旋轉(zhuǎn)錐底部，沿著錐壁螺旋上升過程中發(fā)生快速熱解反應，但其最大的缺點是生產(chǎn)規(guī)模小，能耗較高。以德國松木粉為原料，反應溫度600℃，進料速率34.8kg/h的條件下，液體產(chǎn)率為58.6%。

（2）攜帶床反應器（Entrained flow reactor），美國Georgia 工學院（GIT）開發(fā)。以丙烷和空氣按照化學計量比引入反應管下部的燃燒區(qū)，高溫燃燒氣將生物質(zhì)快速加熱分解，當進料量為15kg/h，反應溫度745℃時，可得到58%的液體產(chǎn)物，但需要大量高溫燃燒氣并產(chǎn)生大量低熱值的不凝氣是該裝置的缺點。

（3）循環(huán)流化床工藝（Circulating fluid bed reactor），加拿大Ensyn工程師協(xié)會開發(fā)研制。在意大利的Bastardo建成了650kg/h規(guī)模的示范裝置，在反應溫度550℃時，以楊木粉作為原料可產(chǎn)生65%的液體產(chǎn)品。該裝置的優(yōu)點是設(shè)備小巧，氣相停留時間短，防止熱解蒸汽的二次裂解，從而獲得較高的液體產(chǎn)率。但其主要缺點是需要載氣對設(shè)備內(nèi)的熱載體及生物質(zhì)進行流化，最高液體產(chǎn)率可達75%。

（4）渦旋反應器（Vortex reactor），美國國家可再生能源實驗室（NREL）開發(fā)。反應管長0.7m，管徑0.13 m，生物質(zhì)顆粒由氮氣加速到1 200m/s，由切線進入反應管，在管壁產(chǎn)生一層生物油并被迅速蒸發(fā)。目前建成的最大規(guī)模的裝置為20kg/h，在管壁溫度625℃時，液體產(chǎn)率可達55%。

總之，生物質(zhì)快速裂解技術(shù)具有很高的加熱和傳熱速率，且處理量可以達到較高的規(guī)模，目前來看，該工藝取得的液體產(chǎn)率最高。熱等離子體快速熱解液化是最近出現(xiàn)的生物質(zhì)液化新方法，它采用熱等離子體加熱生物質(zhì)顆粒，使其快速升溫，然后迅速分離、冷凝，得到液體產(chǎn)物，我國的開展了這方面的試驗研究。

（二）加壓液化

生物質(zhì)加壓液化是在較高壓力下的熱轉(zhuǎn)化過程，溫度一般低于快速熱解。最著名是PERC法。該法始于20世紀60年代，當時美國的Appell等人將木片、木屑放入Na2CO3溶液中，用CO加壓至28MPa，使原料在350℃下反應，結(jié)果得到40%-50%的液體產(chǎn)物。近年來，人們不斷嘗試采用H2加壓，使用溶劑及催化劑（如Co-Mo、Ni-Mo系加氫催化劑）等手段，使液體產(chǎn)率大幅度提高，甚至可以達80%以上，液體產(chǎn)物的高位熱值可達25-30MJ/kg，明顯高于快速熱解液化。超臨界液化是利用超臨界流體良好的滲透能力、溶解能力和傳遞特性而進行的生物質(zhì)液化，最近歐美等國正積極開展這方面的研究工作[15-17]。和快速熱解液化相比，目前加壓液化還處在實驗室階段，但由于其反應條件相對溫和，對設(shè)備要求不很苛刻，在規(guī)模化開發(fā)上有很大潛力。

生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為液體后，能量密度大大提高，可直接作為燃料用于內(nèi)燃機，熱效率是直接燃燒的4倍以上。但是，由于生物油含氧量高（約35wt%），精煉成本較高，因而降低了生物質(zhì)裂解油與化石燃料的競爭力。這也是長期以來沒有很好解決的技術(shù)難題。

三、結(jié)論與建議

隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質(zhì)燃料液化技術(shù)的研究在國際上引起了廣泛的興趣。經(jīng)過近30年的研究與開發(fā)，車用燃料乙醇的生產(chǎn)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，快速熱解液化已達到工業(yè)示范階段，加壓液化還處于實驗研究階段。我國生物質(zhì)資源豐富，每年可利用的資源量達50億t，僅農(nóng)作物秸稈就有7億t，但目前大部分作為廢棄物沒有合理利用，造成資源浪費和環(huán)境污染。如果將其中的50%采用生物質(zhì)液化技術(shù)轉(zhuǎn)化為燃料乙醇和生物質(zhì)油，可以得到5億-10億t油當量的液體燃料，基本能夠滿足我國的能源需求。因此，發(fā)展生物質(zhì)液化在我國有著廣闊的前景。

我國在生物質(zhì)快速熱解液化及加壓液化方面的研究工作還很少，與國際先進水平有較大差距，需要加強此項研究。開發(fā)生物質(zhì)油精制與品位提升新工藝，降低生產(chǎn)成本是生物質(zhì)熱化學法液化進一步發(fā)展，提高與化石燃料競爭力的關(guān)鍵。

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篇5

    千百年來,人類的需求不斷膨脹,但剛性需求始終沒有發(fā)生根本性的變化,溫飽問題仍是世界上大多數(shù)人的生計追求。食物與能源一直困擾著窮國與富國,成為未來全球10大問題中的難解之題。

    在新能源產(chǎn)業(yè)興起的浪潮中,能源專家們想到了“生物質(zhì)能”這一古老能源,賦予其“替代”的特殊使命,希冀依靠生物質(zhì)能來解決未來的能源危機與環(huán)境危機。中國在這一領(lǐng)域聞風而動,風風火火地建了一些乙醇加工廠、生物質(zhì)直燃發(fā)電廠等,但相關(guān)的燃料、技術(shù)、財務(wù)等諸多問題接踵而至,使生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)投資受挫,陷入困境,令人憂慮。

    田園風光的懷想

    生物質(zhì)能是通過植物的光合作用固定于地球上的太陽能。其特點一是具有自我生成性。不論是木本植物還是草本植物,只要有適度的雨水和充裕的陽光,每年都生生不息。據(jù)測算,植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍。二是自我循環(huán),不用即逝。人類未加以利用的生物質(zhì),要遵循自然規(guī)律完成其碳循環(huán),絕大部分由自然腐解將能量和碳素釋放回自然界中。三是生物質(zhì)能是人類利用最早、最多、最直接的能源,它支撐著人類由遠古走到現(xiàn)在,至今世界上還有15億多的人口以生物質(zhì)作為生活能源。

    回望過去,田園牧歌式的生物質(zhì)能時代難免引人發(fā)懷古之情:作為太陽系藍色星球上的萬物之靈,人類以其智慧與勤勞在地球上源源不斷地獲取食物和能源維系了世世代代的生存與發(fā)展——通過作物種植和畜禽養(yǎng)殖,延長、拓寬、豐富了食物鏈,并占據(jù)了地球食物鏈的高端,現(xiàn)在我們每年從地球上獲取的食物多達55億噸。

    在煤炭、石油等化石能源發(fā)現(xiàn)和開發(fā)利用之前的漫長歲月里,祖先們持續(xù)有效地利用地表的“生物質(zhì)能源”,如柴薪、木炭、植物油、動物脂等物質(zhì),以燒水煮飯、燃燈照明、御寒取暖,使光明溫暖,薪火相傳。

    當時的遠足、澆灌、負荷、載重,不外乎是肩挑人背、車載船運,借靠的是人力、畜力、風力、水力。葉綠植物、人畜糞便等都作為寶貴的肥料而重歸田原,加入下一輪的生物質(zhì)循環(huán),從而為后人保留了綠水青山、碧海藍天的自然環(huán)境。

    化石能源的功與過

    人類進入工業(yè)時代,能源消費模式發(fā)生了巨大的變革,由依靠木炭轉(zhuǎn)為依靠煤炭、石油與天然氣等化石能源,火車、汽車、飛機等現(xiàn)代交通工具得以盛興,這使得地球變小,生活變快,讓人們的視野變寬,欲望變強。通過煤炭、原油、天然氣的直燃發(fā)電,電能應用于生產(chǎn)生活的方方面面,我們每個人都在分享著化石能源和電能帶來的便捷、舒適與安逸。

    與此同時,能耗巨大的環(huán)境代價產(chǎn)生的憂患意識也在全球彌散開來,現(xiàn)直接引用一段相關(guān)文獻,以供我們思考,“人類正面臨著發(fā)展與環(huán)境的雙重壓力。經(jīng)濟社會的發(fā)展以能源為重要動力,經(jīng)濟越發(fā)展,能源消耗越多,尤其是化石燃料消費的增加,就有兩個突出問題擺在我們面前:一是造成環(huán)境污染日益嚴重,二是地球上現(xiàn)存的化石燃料總有一天要掘空。按消費量推算,世界石油資源在今后50年到80年間將最終消耗殆盡。到2059年,也就是世界上第一口油井開鉆200周年之際,世界石油資源大概所剩無幾。

    另一方面,由于過度消費化石燃料,過快、過早地消耗了這些有限的資源,釋放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧層破壞,全球氣候變暖,酸雨等災難性后果的直接因素。這就是說,如果不發(fā)展出新的能源來取代化石常規(guī)能源在能源結(jié)構(gòu)中的主導地位,在21世紀必將發(fā)生嚴重的、災難性的能源和環(huán)境危機,是人類在下一世紀所面臨的三大最可能發(fā)生的災難之一。”

    化石能源對環(huán)境的影響就是負面的嗎?這取決于人類活動的頻繁程度。有了煤炭,使森林得以保護,多少個賣炭翁不再“伐薪燒炭南山中”;有了石油與鋼鐵,就有了新型建材,橋梁與房屋修建大量消耗的木材被新型建材替代,使森林的損失得以減緩,“蜀山兀、阿房出”的毀林悲劇不再重演。目前地球上的荒漠化,正是人類過去對生物質(zhì)能過度依賴與消耗造成的!由此看,解決能源與環(huán)境問題,人類必須對其生產(chǎn)、生活行為加以反思與節(jié)制,否則任何能源都無法解除未來危機。

    正視生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)

    專家認為,地球上的生物質(zhì)是十分豐富的。通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源,產(chǎn)生各種清潔能源,以替代煤炭、石油和天然氣等化石燃料,保護國家有限的能源資源,減輕能源消費給環(huán)境帶來的污染。生物質(zhì)能源將成為未來可持續(xù)能源的重要部分,預計到2020年,全球總能源將有40%來自生物質(zhì)能源。

    在技術(shù)路線方面,通過一系列轉(zhuǎn)換技術(shù),可以生產(chǎn)出不同品種的替代能源,如固化和炭化,可以生產(chǎn)固體燃料,氣化可以生產(chǎn)汽體燃料,液化和植物油提取技術(shù)可以獲得液體燃料,還可以將桔桿和枝杈材等直接燃燒產(chǎn)生蒸汽進行發(fā)電?？傊镔|(zhì)種植、收集、儲運、轉(zhuǎn)化等各個環(huán)節(jié),可以形成一個龐大的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)群體。

    中國生物質(zhì)能源目前尚未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,只有分散的沼氣生產(chǎn)、乙醇加工廠和生物質(zhì)直燃發(fā)電廠。沼氣生產(chǎn)分布在農(nóng)村的種養(yǎng)殖戶中,推廣的并不理想,離工業(yè)規(guī)?；褂镁嚯x遙遠。以消化陳化糧為目的興建的乙醇廠,也因原料短缺、與人爭糧,缺乏經(jīng)濟性而歇業(yè)。

    生物質(zhì)直燃電廠,則因設(shè)備無專門化生產(chǎn)、燃料質(zhì)次價高量不夠而無法達到設(shè)計產(chǎn)能,全部陷入虧損狀態(tài),有的已經(jīng)資不抵債。筆者調(diào)研了一家以棉桿為燃料的兩臺1.2萬千瓦的生物質(zhì)直燃發(fā)電廠,總投資2億元,資本金0.5億元。到去年底累積虧損已達0.42億元。其主要原因既是燃料質(zhì)次價高量不足,全年開機時間不到六個月。原設(shè)計燃料收集半徑為30公里,10萬噸,實際上收集半徑已超過70公里,燃料采購量卻達不到設(shè)計水平的65%。

    燃料來自千家萬戶,運費高、水份多、雜質(zhì)多,造成多次停機。在國外,生物質(zhì)直燃發(fā)電是建立在現(xiàn)代化大農(nóng)場基礎(chǔ)上的燃料集約,而不是分散地加以收購,這才會保證原料的質(zhì)、價、量穩(wěn)定。中國要求每個縣都上一個生物質(zhì)直燃電廠,實際上造成了燃料收集半徑的交叉,電廠之間的燃料收購競爭慘烈,在高成本的負面拉動下,生物質(zhì)電廠無一獲利。

    以小農(nóng)生產(chǎn)方式獲取的分散燃料與集中的工業(yè)化發(fā)電之間,要解決的主要是燃料的集結(jié)成本問題。有人建議采用分散加工的方式,將桔桿毛料變?yōu)楣腆w燃料,以達到規(guī)?；褂?但固體燃料高昂的加工、儲運成本,在現(xiàn)有的電價約束之下,卻使電廠難以達到財務(wù)平衡。

    生物質(zhì)能前景廣闊,現(xiàn)況艱難。解決之道的著力點一是忌浮躁。不能輕易炒作與忽悠生物質(zhì)能發(fā)展,理論上的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為未來主要依靠的替代能源之一生物質(zhì)能尚要突破制度、比價體系、技術(shù)進步、商業(yè)模式創(chuàng)新等諸多約束。二是著眼長遠。現(xiàn)有的生物質(zhì)能企業(yè)應著力構(gòu)建自己的供應鏈系統(tǒng),采購散料只是一種特別脆弱的渠道,應建立生物質(zhì)速生燃料基地,拓寬燃料供應視野。三是慎投資。

篇6

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；化工產(chǎn)品；開發(fā)；應用

中圖分類號：F42 文獻標識碼：A

生物質(zhì)是能源領(lǐng)域常用的術(shù)語，是由光合作用而產(chǎn)生的各種有機體。生物能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。在各種可再生能源中，生物質(zhì)能是獨持的，它是貯存的太陽能，也是惟—一種可再生的碳源。它可以轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料?；瘜W工業(yè)耗用烴類少于整個烴類消費量的 5%，但不遠的未來仍需要這些原材料。預計石油和天然氣生產(chǎn)在 2020 年后某一時期將達到峰值。假設(shè)化學加工仍優(yōu)先需用烴類，能源公司為滿足這一需求將面臨新的挑戰(zhàn)。在本世紀初葉，可再生的生物資源將為化學工業(yè)提供大多數(shù)原材料。這將包括林業(yè)、漁業(yè)、動物飼養(yǎng)業(yè)和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物。從某種意義來說，增加對這類原材料的依賴將成為必然。從長期看， 生物煉油廠可生產(chǎn)寬范圍的下游化學品、 燃料和其他產(chǎn)品。據(jù)催化劑集團資源公司（CGR）分析，從生物質(zhì)制取的化學品現(xiàn)已占化學品總銷售額約 5%，現(xiàn)約 200 種產(chǎn)品由發(fā)酵制取，其中前4種產(chǎn)品為乙醇、檸檬酸、葡糖酸和乳酸。

1開發(fā)生物質(zhì)能對中國的重要意義

1.1促進社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境

生物質(zhì)是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在整個能源系統(tǒng)占有重要地位。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源之一，在世界能源消耗小，生物質(zhì)能具有可再生性。據(jù)有關(guān)專家預測，生物質(zhì)能在未來能源結(jié)構(gòu)中具有舉足輕重的地位．采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料，主要用于生活、供熱和發(fā)電等方面。我國生物質(zhì)能資源相當豐富，人類正面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力，因而改變能源的生產(chǎn)方式和消費方式，用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)利用包括生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生能源資源，對于建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進生態(tài)環(huán)境的改善具有重大意義。

1.2 改變我國以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)

我國的能源生產(chǎn)及消費結(jié)構(gòu)的共同特點是：煤炭在能源結(jié)構(gòu)中長期占絕對主導地位，一般占70％以上；石油、天然氣、水電等優(yōu)質(zhì)能源在一次能源中的比重—直在25％左右，而且隨著能源供應量的增長優(yōu)質(zhì)能源比重近年來還有所下降；從不同地區(qū)的能源消費結(jié)構(gòu)來看，由于沿海與內(nèi)地經(jīng)濟發(fā)展水平的差異，且受運輸和環(huán)境保護的制約，其能源結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化。生物質(zhì)既是低碳燃料，在其生長過程中又大量吸收。而成為溫室氣體的匯(sink)，隨著國際社會對溫室氣體減排聯(lián)合行動付諸實施。大力開發(fā)生物質(zhì)能源資源，對于改善我國以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，特別是為農(nóng)村地區(qū)因地制宜地提供方便能源，具有十分重要的意義。

1.3發(fā)展生物基產(chǎn)品可減少排放

它擁有生產(chǎn)低排放燃料的潛力，而且可削減運輸行業(yè)的 CO2排放。 除了發(fā)展生物乙醇和其他生物燃料以減少汽油消耗外，一些公司也采用生物質(zhì)為原材料生產(chǎn)各種其他產(chǎn)品，包括紡織品、塑料和清洗液等，以減少碳足跡。從事生物技術(shù)開發(fā)的 Novozymes 公司在開發(fā)生物基產(chǎn)品用酶方面頗有作為， 該公司生產(chǎn)的酶類用作有機物化學反應的催化劑， 酶類在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起到關(guān)鍵作用，并且使用酶可大大降低排放。據(jù)稱，每生產(chǎn)一份酶，可相當于減少 100～200份的CO2排放。Novozymes公司 2007 年生產(chǎn)了20萬噸酶，從而使CO2排放減少了 2000 萬噸。

2作為能源利用的生物質(zhì)能資源量時影響因素

首先，生物質(zhì)能資源量是受多種因素影響的是隨時間變化，生物質(zhì)能資源是可再生的，通過種植、增加畜禽飼養(yǎng)等措施，資源量可以增加，而不合理的過量消費，又會造成資源量的減少，而且這種消費對資源量的影響又有滯后性，往往在消費時并不馬上表現(xiàn)出來；作為重要生物質(zhì)能資源的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)業(yè)加工剩余物資源量又接受農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，而畜禽飼養(yǎng)量也受到農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，因而相應的資源量也就必然受到氣候等多種自然因素及市場價格等多種社會因素的影響；各種生物質(zhì)能資源剩余物及其可利用成分是受人民生活水平等多種變化因素影響的，因此說，每年的生物質(zhì)能資源量都受到當年各種具體因素影響的，是變化的，而不是一成不變的。

其次，生物質(zhì)能資源是—種自然資源，其本身可以有多種用途作為一種重要生物質(zhì)能資源的農(nóng)作物秸稈：它既可以當作燃料，也可以作為飼料、肥料和工業(yè)原料，所以在研究各種生物質(zhì)可作為能源使用的資源量時，就必然會涉及其在各種不同用途之間的分配比例問題，也就必然會涉及將一種生物質(zhì)能資源作為能源使用的成本問題。在考慮資源量時，應該對各種成本進行比較，選擇合理的用途。

最后，如同其他可再生能源一樣，生物質(zhì)能可利用資源量取決于各種生物質(zhì)能利用和轉(zhuǎn)換技術(shù)水平，評價生物質(zhì)能資源可利用量必須充分考慮各種生物質(zhì)能利用和轉(zhuǎn)換技術(shù)的經(jīng)濟、技術(shù)可行性等出素：以畜禽糞便為例，除了收集上的困難外，還應充分考慮利用的可能性問題。日前主要是通過厭氧發(fā)酵工藝對其進行處理應用的，因而其可作為能源利用的部分就受到沼氣池容量、效率等的限制；如果應用致密成型技術(shù)對大量被廢棄的農(nóng)作物秸稈進行轉(zhuǎn)換，可以產(chǎn)生大量的高品位能源，但這些轉(zhuǎn)換技術(shù)尚存一些技術(shù)問題，那些被廢棄的農(nóng)作物秸稈資源也只是一種潛在的可利用能源。

篇7

[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì)燃料；分散發(fā)酵；集中精餾

[中圖分類號] Q939 [文獻標識碼] A

1 燃料乙醇被重視的程度以及代替能源的價值

燃料乙醇指以生物質(zhì)為原料通過生物發(fā)酵等途徑獲得的可作為燃料用的乙醇，經(jīng)變性后與汽油按一定比例混合可制車用乙醇汽油。

為了支持燃料乙醇的推廣和生物質(zhì)能源的開發(fā)利用，我國逐步頒布了《可再生能源法》、《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》、《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》以及《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》等法規(guī)和配套辦法和規(guī)章。同時財政部印發(fā)了《生物燃料乙醇彈性補貼財政財務(wù)管理辦法》和《生物能源和生物化工非糧引導獎勵資金管理暫行辦法》的通知。這些政策對我國生物質(zhì)燃料乙醇的發(fā)展、增加能源供應、保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、促進經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有極大的促進作用，

中國作為一個能源生產(chǎn)和消費的大國，研究、開發(fā)和生產(chǎn)生物質(zhì)能源，積極尋找石油燃料的替代品，逐漸減輕乃至擺脫我國經(jīng)濟發(fā)展對礦物質(zhì)能源的依賴，是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項重大戰(zhàn)略任務(wù)。發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇，一方面可緩解我國石油緊缺的壓力，另一方面燃料乙醇作為一種清潔、可再生能源，對減少大氣污染，降低汽車尾氣中一氧化碳的排放量，提高中心城市的空氣質(zhì)量大有裨益。發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇也是從根本上解決我國的能源問題，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展、落實科學發(fā)展觀、建設(shè)資源節(jié)約型社會的基本要求和戰(zhàn)略選擇。

2 燃料乙醇在中國的路程

我國在1998年決定較大規(guī)模的發(fā)展乙醇汽油，當時的初衷是為了消化一部分陳化糧，給農(nóng)民增加一些收入，用部分嚴重擠壓的糧食生產(chǎn)乙醇摻入汽油中以供汽車燃用。由中央財政投入國債資金418億元人民幣，在河南、安徽、吉林和黑龍江先后建設(shè)了4套總計年核準生產(chǎn)能力為102萬噸燃料乙醇的生產(chǎn)裝置，批準多家公司準入。至2006年9月，繼國家9省區(qū)推廣車用乙醇汽車后，國家發(fā)改委又計劃在全國更大范圍內(nèi)推廣燃料乙醇，但后來事態(tài)的發(fā)展卻出乎意料。

第一代燃料乙醇的生產(chǎn)主要來自于玉米、水稻、甘蔗、大豆等糧食作物，隨著連續(xù)幾年乙醇汽油推廣試點范圍的擴大，陳化糧早已消化殆盡，乙醇原料的來源開始轉(zhuǎn)向以新糧為主。中國生產(chǎn)乙醇的主要原料是玉米和高粱，其既是人們的食物，也是家畜的重要飼料，隨著生產(chǎn)乙醇對這一類糧食的大量消耗，引起糧食價格的上漲，其中之一的后果，就是引起油價上漲，進而波及其他食品價格上升，引發(fā)了一系列的連鎖反應。鑒于事態(tài)的嚴重性，國家發(fā)改委和財政部立即發(fā)文，暫停用糧食生產(chǎn)乙醇燃料項目，提出非糧生物乙醇是今后的生物乙醇發(fā)展的方向，并確立了“不與人爭地，不與糧爭田”的原則。

在糧食安全的前提下，我國開始停止糧食乙醇燃料項目，大力發(fā)展非糧燃料乙醇。2007年底，經(jīng)國家發(fā)改委批準，由中糧集團在廣西北海合浦投資成立的以木薯為原料的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)一期項目（年產(chǎn)能20萬噸燃料乙醇）正式投產(chǎn)，這是我國第一家經(jīng)國家批準并投入生產(chǎn)的以非糧作物為原料的燃料乙醇企業(yè)，也標志著我國燃料乙醇的發(fā)展路線正在真正走向“非糧化”。

在生物質(zhì)一代燃料走出與糧爭地的困境之后，全世界范圍內(nèi)的第二代生物質(zhì)燃料技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也漸入佳境。國內(nèi)對于二代生物燃料利用的途徑也向多元化方向發(fā)展。第二代生物燃料技術(shù)是指以麥稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料，使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇或生物柴油的模式。業(yè)內(nèi)專家一致指出，利用非糧原料將是我國發(fā)展生物燃料的根本方向。

3 生物質(zhì)燃料的優(yōu)勢――利用廢棄物代替糧食

生物質(zhì)能源是可再生的且產(chǎn)量巨大的新型能源。中國土地面積遼闊，生物質(zhì)潛在的資源量非常巨大，發(fā)展生物質(zhì)燃料具有極大優(yōu)勢。目前，發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇主要采用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源，以農(nóng)業(yè)秸稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料，使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇或生物柴油。

用可再生能源農(nóng)作物秸稈逐步替代不可再生能源是未來能源總的發(fā)展趨勢。生產(chǎn)燃料乙醇，除了它本身的經(jīng)濟性及對農(nóng)業(yè)、能源的好處之外，還有一些明顯的關(guān)聯(lián)經(jīng)濟效應。一方面，燃料乙醇有著巨大的環(huán)保效應，隨著它的推廣，可以大量節(jié)省大中城市治理空氣污染的費用。燃料乙醇作為一種清潔、可再生能源人所共知，其按10%的比例與車用汽油摻混，一氧化碳排放量可減少30%以上，由3萬噸燃料乙醇摻混成的數(shù)十萬乙醇汽油可減少一氧化碳排放量近百萬噸，對改善城市，特別是中心城市的空氣質(zhì)量大有益處。

加快生物質(zhì)燃料的開發(fā)利用，不僅能有效解決農(nóng)業(yè)目前廢棄秸稈處理難，禁燒難的問題，并且對于有效增加能源供應，減少煤炭等化石能源資源的消耗，保護環(huán)境，促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會等都具有重要的作用。

4 生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的困境

發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇相比傳統(tǒng)煤炭、石油具有極大優(yōu)勢，但它的規(guī)?；l(fā)展也是面臨著較多問題。一個企業(yè)的發(fā)展講究的是利潤，如何把握這個合適的利潤點，就要考慮各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本的降低。

以甜高粱為例，通過對比甜高粱生產(chǎn)乙醇發(fā)酵試驗結(jié)果可知，固體發(fā)酵法生產(chǎn)95%乙醇的成本比液體發(fā)酵法低284元/t，比糧食乙醇低417元/t。因此，利用甜高粱生產(chǎn)乙醇宜采用固體發(fā)酵法。雖然甜高粱加工建設(shè)項目的經(jīng)濟和社會效益顯著，但運輸是個大問題，據(jù)了解，每3到4噸糧食可產(chǎn)1噸乙醇，而同樣的乙醇卻需要14到16噸甜高粱稈，運輸量很大，造成運輸成本過高。另外，甜高粱的收割期約半個月左右，大規(guī)模的集中收割和運輸會導致勞動力緊張，同時甜高粱秸稈的貯藏也一直是甜高粱燃料乙醇加工過程中存在的技術(shù)難題。由于莖稈富含糖分，含水量高，收獲后極易受微生物感染，容易發(fā)生霉爛和干化，影響酒精的后續(xù)發(fā)酵。粉碎的莖稈貯藏4―6天，糖分損失高達50%。壓榨后的汁液也不能長時間貯存，汁液如果貯藏不好，極易酸敗，也會影響到后續(xù)的酒精發(fā)酵。為了延長加工周期，采取了冷凍、莖稈去葉切成短段冷藏、用塑料薄膜覆蓋并充以二氧化硫貯藏、窖藏、氣調(diào)、干燥等貯藏方法，然而對于數(shù)量巨大的甜高粱莖稈來說，這些方法不僅難以實施，更主要的是大大增加了成本和能耗。歐盟對甜高粱收獲后的莖稈采用劈開、切段和整株3種方式進行貯藏試驗，發(fā)現(xiàn)整株露天貯藏27天或25―40 cm長的切段貯藏19天，都可保持原含糖量的90%。如果劈開則必需收獲后馬上加工。因為發(fā)酵循環(huán)周期短，即使效果較好的整稈貯藏雖然可以延長莖稈的貯藏期，但還是無法消化完龐大的原料，不能達到生產(chǎn)的要求。

同時，甜高粱秸稈燃料乙醇產(chǎn)業(yè)鏈長，涉及原料生產(chǎn)、原料初加工和精深加工等多個環(huán)節(jié)，如果一個地方建一個幾萬噸乃至幾十萬噸的現(xiàn)代化大規(guī)模工廠，當?shù)氐慕斩捲暇蜔o法滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要，可能需要外運，就會造成運輸半徑大、運輸量大，運輸成本、耗能增加，企業(yè)產(chǎn)品的成本就會大幅上升，同樣前期也需要大量的現(xiàn)代化設(shè)備投資，那就成了“高射炮打蚊子”，一邊生產(chǎn)能源，一邊浪費能源。因此，要發(fā)展這個產(chǎn)業(yè)必須因地制宜的解決問題，必須考慮整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展模式。

5 分散發(fā)酵解決原料、集中精餾解決燃料成本問題

生物質(zhì)燃料的發(fā)展是一個產(chǎn)業(yè)鏈如何去實行的問題，必須方方面面都要考慮到，生產(chǎn)成本的降低是關(guān)鍵，它不可能像其他行業(yè)一樣通過大規(guī)模生產(chǎn)來取得高效益，只能去尋找它的最佳利潤點，經(jīng)過實踐和市場調(diào)研，生物質(zhì)燃料要想發(fā)展，取得好的效益，必須走分散發(fā)酵、集中精餾，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)之路。

5.1 建立階梯級開發(fā)模式，走分散發(fā)酵、集中精餾之路

根據(jù)發(fā)展非糧生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的農(nóng)林業(yè)屬性、多樣性和地域性等特點，把產(chǎn)業(yè)鏈重心向能源植物種植和原料生產(chǎn)傾斜，走“分散加工轉(zhuǎn)換+集中精煉調(diào)配”之路，建立化工企業(yè)帶動原料初加工企業(yè)，原料初加工企業(yè)帶動原料生產(chǎn)基地的模式，這個模式的核心就是分散發(fā)酵，集中精餾。

每個初加工企業(yè)建設(shè)的規(guī)模應以本地區(qū)所能滿足的原料供應為基礎(chǔ)，一方面通過因地制宜，減小設(shè)計規(guī)模，分散種植，計算出合理的運輸半徑，為將來控制企業(yè)的生產(chǎn)成本打好基礎(chǔ)。根據(jù)考察和核算，以鄉(xiāng)、鎮(zhèn)或縣為單位，以方圓15公里為半徑建立一個原料初加工企業(yè)。根據(jù)企業(yè)的需要可在方圓15公里半徑內(nèi)建立1個粗酒加工廠、多個糖液收購站，在當?shù)刂苯訉斩掃M行榨汁處理，其他物質(zhì)按就近處理原則加工（烘干、晾曬、貯存等），從而達到降低運輸成本的目的。根據(jù)實際核算，在方圓15公里范圍內(nèi)可種植5 000畝甜高粱，這樣就可建立一座年生產(chǎn)規(guī)模為2 000噸粗乙醇（55%乙醇含量）和10 000噸秸稈酒糟飼料的加工廠。另一方面，合理的運輸半徑可解決運輸成本問題和貯存問題，我們可以就地收割貯存，一部分直接進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，消耗原材料；另一部分可以進行榨汁貯存，然后進行進一鄒動物飼料，解決地方牛羊飼料困難，最后集中在一個區(qū)域精餾成為高濃度的符合要求的燃料乙醇，解決能源原料問題。若配套建立30個這樣的粗酒加工廠，就可在一個地區(qū)建立一個年產(chǎn)3萬噸規(guī)模的燃料乙醇精餾廠（龍頭廠），每個粗酒廠所生產(chǎn)的粗酒精可運輸?shù)骄s廠進行集中精餾，達到國家所要求的燃料乙醇的標準，又進一步解決原料運輸成本高和原料貯存難的問題。

5.2 開發(fā)生物質(zhì)能源作物副產(chǎn)品，提高產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟效益

企業(yè)要想持續(xù)發(fā)展，必須走循環(huán)產(chǎn)業(yè)道路，把原料“吃干榨凈”，發(fā)展“資源―產(chǎn)品―廢棄物―再生資源”為主要內(nèi)容的物質(zhì)循環(huán)型經(jīng)濟發(fā)展模式。

以生物質(zhì)能甜高粱產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)燃料乙醇為例，可以把種植業(yè)、粗酒生產(chǎn)、養(yǎng)殖業(yè)和雙孢菇種植、沼氣工程、有機肥加工工程相結(jié)合，形成循環(huán)加工體系。種植業(yè)生產(chǎn)的甜高粱秸稈發(fā)酵生產(chǎn)粗酒；粗酒用于集中精餾；粗酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酒糟可為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料；養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便、養(yǎng)殖廢水作為雙孢菇工廠化種植、沼氣工程的原料；利用種植雙孢菇產(chǎn)生的菌糠和沼渣生產(chǎn)有機肥；有機肥和沼氣工程產(chǎn)生的沼液進行種植甜高粱，從而形成循環(huán)經(jīng)濟鏈，使資源得到高效利用，不僅能解決當?shù)仞B(yǎng)殖戶飼料困難，還能消除廢棄物排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

6 分散發(fā)酵集中精餾利國利民利社會，促進社會和諧

采用分散發(fā)酵，集中精餾模式，即每個粗加工點實際上就是一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，每年不僅為國家和地方增加了財政收入，還可以保障就業(yè)，不但對“三農(nóng)”的發(fā)展有拉動效益和環(huán)保效益，對國家來說還有經(jīng)濟效益和社會效益。

分散發(fā)酵，集中精餾，利用甜高粱發(fā)展非糧燃料乙醇產(chǎn)業(yè)，一方面可以把大量的小麥秸稈、玉米秸稈配合甜高粱莖稈進行綜合消化，不消耗糧食，解決禁燒難的問題，而且甜高粱產(chǎn)業(yè)需要由農(nóng)民大量種植、并參與收獲、運輸、初加工等環(huán)節(jié)后，形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，解決農(nóng)村大量剩余勞動力的問題。這比搞幾十萬噸的工廠更適合中國農(nóng)村的國情；另一方面也可以作為縣域、鄉(xiāng)域或村域經(jīng)濟的支撐點，也可以促進當?shù)亟?jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，拉動相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，調(diào)整周邊和當?shù)囟嘣a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)，帶動農(nóng)民快速脫貧致富。在促進就業(yè)的同時，也降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，增強競爭力。

分散發(fā)酵，集中精餾，發(fā)展非糧燃料乙醇不僅可以替代燃料，減少石油進口，而且還填充了糧食燃料乙醇停止發(fā)展后留下的市場空白，具有區(qū)域特色農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)化、科技化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的全國示范效應。一方面符合國家和地方產(chǎn)業(yè)政策，既解決了燃料乙醇非糧原料短缺的問題，又可調(diào)動農(nóng)民在中低產(chǎn)田、農(nóng)村邊際土地上開荒種植的積極性，是兼顧糧食安全、能源安全和促進農(nóng)民增收的理想非糧燃料乙醇發(fā)展模式。另一方面可以更充分利用本地資源，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展地方產(chǎn)業(yè)，推動地方經(jīng)濟發(fā)展，促進社會和諧，對建設(shè)起一個國家級的“生物質(zhì)能源基地”，發(fā)展可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈起到十分重要的作用。

參考文獻：

[1]吳創(chuàng)之，馬隆龍.生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003（5）.

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【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)能源；開發(fā)；應用

提到能源，人們通常會想到煤炭、石油、天然氣，抑或是風能、水能和核能。人類所面臨的能源危機日益嚴峻，同時由于石油價格的不斷攀升和環(huán)境污染的日益嚴重，使得過分依賴石油作為主要能源的我國面臨著越來越大的能源壓力。此時，一種人們司空見慣卻并未過多留意的能源――生物質(zhì)能源，正悄然興起。生物質(zhì)能源是植物通過光合作用而固定于地球上的太陽能，通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料替代礦物燃料，以減少人類對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，減輕能源消費對環(huán)境造成的污染。目前，世界各國，尤其是發(fā)達國家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)。專家預測，生物質(zhì)能源將成為未來能源的重要組成部分，到2015年，全球總能耗將有40%來自生物質(zhì)能源。

1 我國生物能源發(fā)展的必要性

能源是工業(yè)化社會經(jīng)濟發(fā)展過程中的 “ 血液 ”，沒有充足的能源供應，社會經(jīng)濟是難以整體持續(xù)發(fā)展的。按目前的水平開采世界已探明的能源，煤炭資源尚可開采100年，石油30～40年，天然氣50～60年。生態(tài)危機是當今社會已經(jīng)面臨的巨大挑戰(zhàn)。石化能源燃料燃燒時所產(chǎn)生的有害物質(zhì)，嚴重污染了環(huán)境，導致溫室效應、全球氣候變暖、生物物種多樣性降低、荒漠化等諸多生態(tài)問題，嚴重影響著全球的資源安全和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，威脅著人類的生存。近些年來，我國能源工業(yè)的發(fā)展相對滯后于國民經(jīng)濟總體發(fā)展的步伐，我國在21世紀，能源工業(yè)面臨著十分嚴峻的挑戰(zhàn)。與有限的化石能源相比，生物能源具有可再生和取之不盡的優(yōu)勢。我國能源生物都種植在荒嶺、丘地等地帶，能夠大量利用農(nóng)村的荒地、鹽堿地、沼澤地，就地大量解決農(nóng)村勞動力就業(yè)，提高農(nóng)民收入。在能源緊缺狀況越來越嚴重的情況下，發(fā)展生物能源對緩解能源危機，促進經(jīng)濟健康迅速發(fā)展尤為重要。

生物能源較傳統(tǒng)礦特能源具有許多優(yōu)點：

①原料來源廣泛，可利用各種動、植物油作原料。

②生物能原作為傳統(tǒng)能源的代用品使用方便，不需要因為生物能源的使用去更換新的機器零件，減少了使用成本。

③可得到經(jīng)濟價值較高的副產(chǎn)品以供化工品、醫(yī)藥品等市場。

④相對于傳統(tǒng)能源，生物能源貯存、運輸和使用都很安全（不腐蝕溶器，非易燃易爆）；可再生性（一年生的能源作物可連年種植收獲；多年生的木本植物可一年種植，維持數(shù)十年的經(jīng)濟利用。同時，生物質(zhì)可在自然狀況下實現(xiàn)生物降解，減少對人類生存環(huán)境的污染。

2 我國發(fā)展生物能源的資源狀況

諾貝爾獎獲得者，美國加州大學的化學家卡爾文于1986年在加州福尼亞種植了大面積的石油植物，每公頃可收獲120桶一140桶石油。他的成功，在全球迅速掀起了一股開發(fā)研究石油植物的浪潮。許多國家紛紛建立一種全新的石油生產(chǎn)基地--石油植物園。美國種植有幾百萬英畝的石油速生林；菲律賓有18萬畝的銀合歡樹，6年后可收1000萬桶石油。美國加州的“黃鼠草”每公頃可提煉1000公升石油。

自二十世紀八十年代以來，美國等國進行了能源植物種的選擇，富油植物的引種栽培、遺傳改良以及建立“柴油林林場”等方面的工作與研究。在能源植物特性和植物燃料油的研制上，在獲得植物燃料油途徑、燃料油使用技術(shù)上都取得了較大進展。石化能源價格的不斷上漲，主要油料作物總產(chǎn)量迅速增加而導致油料農(nóng)產(chǎn)品滯銷，為各個國家把部分農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)為可生產(chǎn)能源的原料作物提供了有利條件。

我國人均耕地不到0.1公頃，要完全以農(nóng)產(chǎn)品為原料生產(chǎn)生物質(zhì)燃料油是不可能的。我國必須立足現(xiàn)實，大力發(fā)展自己生物能源產(chǎn)業(yè)。我國有廣大的山區(qū)、沙區(qū)可供栽種喬灌木油料植物，作為生物質(zhì)燃料油的原料。這不僅可以為我國的生物質(zhì)燃料油工業(yè)提供豐富的可再生原料，改善生態(tài)環(huán)境，還有利于農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，解決部分農(nóng)村剩余勞動力的就業(yè)問題。近10年來，我國雖然有一些研究單位開展了這方面的研究和生產(chǎn)，但是與世界先進國家比較，仍然有一定的差距。我國政府有關(guān)部門根據(jù)我國國情，已采取相應措施，推動我國生物質(zhì)能源的研究和產(chǎn)業(yè)化進程。

我國含油植物資源豐富，分布范圍廣，共有151個科、1553種含油植物，其中種子含油量在40%以上的植物有154種，但是可用作建立規(guī)模化生物質(zhì)燃料油原料基地的喬灌木種卻很少；分布集中成片可建原料基地，并能利用荒山、沙地等宜林地造林，建立起規(guī)模化良種基地的生物燃料油植物更少。因此，應對我國可以作為生物質(zhì)燃料油的主要木本能源植物的資源分布、生長及利用狀況進行了調(diào)查研究和良種選育，在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上建立原料供應基地和良種繁育基地，并在此基礎(chǔ)上，對木本能源植物的生物學特性和經(jīng)濟性狀進行研究，與有關(guān)企業(yè)合作，對能源植物的性能、生產(chǎn)工藝、技術(shù)設(shè)備進行系統(tǒng)配套研究。

我國能源現(xiàn)狀是：2003年進口石油9000多萬噸，進口依存度為36%，預計2020年進口達2億噸，進口依存度55%。針對上述情況，采取的對策及戰(zhàn)略目標是：節(jié)約傳統(tǒng)能源、發(fā)展可再生能源、發(fā)展新型能源，2020年生物能源替代25%進口石油，其中燃料酒精1500萬噸，生物柴油1500萬噸，材料和化工原料用油1500萬噸，二氧化碳排放減少2億噸。因此，預計在今后15年將是生物煉制產(chǎn)業(yè)的快速成長期，生物煉制將在提高能源安全和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮越來越大的作用，逐步成為支柱產(chǎn)業(yè)，促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和生物經(jīng)濟時代的早日到來。

我國生物質(zhì)資源利用包括：農(nóng)作物秸稈（2000年測算的總產(chǎn)量為5.26億噸）、林業(yè)廢棄物（約為3134萬噸）、薪炭林（328.25萬m3）、畜禽糞便（2002年總量近15億噸）、高濃度工業(yè)有機廢水（25億噸）、油料植物（含油植物有400多種）、生產(chǎn)燃料乙醇所用淀粉（2001-2003全國薯類年均總產(chǎn)量3000～3500萬噸；2001-2003年全國糧谷類年均總產(chǎn)量17.5億噸）和糖類原料（2000-2003年甘蔗平均年產(chǎn)量為7500萬噸）等。我國的生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃，即到2020年可再生能源發(fā)電裝機達到1億千瓦，占全部發(fā)電裝機構(gòu)成的10%以上，成為化石燃料發(fā)電、大水電和核電之后的第四主力電源，其中小水電最大，為5000萬千瓦、風力發(fā)電次之，為3000萬千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2000萬千瓦。以液體燃料為重點，開發(fā)以農(nóng)作物莖桿為主體原料的生物酒精、生物油等技術(shù)，到2020年形成替代石油產(chǎn)品1100萬噸的能力。以商品化為目標，開發(fā)和發(fā)展以村落和小城鎮(zhèn)為依托的生物質(zhì)氣化、發(fā)電聯(lián)合系統(tǒng)，使得商品化的可再生能源供應量達到1億噸煤當量，為農(nóng)村和小城鎮(zhèn)居民提供成本經(jīng)濟、質(zhì)量合格的氣體燃料和電力供應。從資源狀況分析規(guī)劃實施的可行性出發(fā)，可重點發(fā)展沼氣發(fā)電、生物燃油、生物質(zhì)能發(fā)電、城市固體垃圾發(fā)電等項目。

中國已具備大規(guī)模發(fā)展生物能源的條件：（1）原料非常豐富，據(jù)估算，全國每年產(chǎn)生7億多噸秸稈，可轉(zhuǎn)化為1億噸生物燃料酒精；（2）技術(shù)積累階段已經(jīng)完成，關(guān)鍵技術(shù)基本成熟或接近成熟可邊研究邊產(chǎn)業(yè)化。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以選育出大量抗鹽、抗旱等能源植物，適合在惡劣的生態(tài)環(huán)境下生長。

3 我國發(fā)展生物能源應注意問題

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關(guān)鍵詞：生物質(zhì) 生物質(zhì)電廠 秸稈 收集

一、生物質(zhì)能源概述

生物質(zhì)能是動植物和微生物通過光合作用形成的。它歸根結(jié)底還是太陽能的一種表現(xiàn)形式。因此從理論上講這種能量和太陽能一樣是取之不盡用之不竭的，并且可以再生。生物質(zhì)能目前在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛的利用，并且將逐步發(fā)展壯大下去。生物質(zhì)是全球的第四大能源，前三個能源分別為炭、石油和天然氣。而生物質(zhì)能的燃料主要包括有小麥、玉米、棉花和高粱等農(nóng)作物的秸稈，也有的用木材加工的廢料。生物質(zhì)是可再生能源，這種能源既環(huán)保又很清潔。雖然生物質(zhì)在地球上的總量是很多的，分布也非常廣泛，但得到利用的卻很少很少，具有著非常大的潛力。

生物質(zhì)能源中的碳和硫含量是很少的，因此燃燒產(chǎn)生的有害氣體也是很少的，并且由于生物質(zhì)在生長中也會吸收很多二氧化碳，因此不會影響溫室效應的加劇。生物質(zhì)能源的另一個重大好處便是方便運輸和儲存，由于一般的可再生能源例如風能和太陽能等都是不可運輸不便存儲的。生物質(zhì)能中所占比例最大的要數(shù)農(nóng)作物的秸稈了，我國農(nóng)作物秸稈資源是非常豐富的。不過雖然豐富，但農(nóng)作物秸稈卻也有著儲運不方便、資源分散、和能源密度低等缺點。由于這些缺點導致到目前為止利用率依舊不高。

二、目前國內(nèi)外生物質(zhì)電廠發(fā)展狀況

目前世界上都在竭力將生物質(zhì)能源運用到各個領(lǐng)域中，其中非常成功的領(lǐng)域要數(shù)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)了，以高效直燃形式發(fā)電，以這種方式用于電廠的技術(shù)在國外已經(jīng)非常成熟了。由丹麥率先提出了農(nóng)林生物質(zhì)進行高效直燃發(fā)電技術(shù)，并且提出后立刻被聯(lián)合國列為了重點項目。雖然我國的生物質(zhì)發(fā)電才起步不久，不過也已經(jīng)有一些以生物質(zhì)發(fā)電為主的電廠相繼建成并且投入使用了。

1.國外生物質(zhì)秸稈發(fā)電現(xiàn)狀

發(fā)達國家一直竭力于開發(fā)可再生能源，其中丹麥國家的BWE公司率先研發(fā)了生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，并且取得了非常大的成功..到目前為止，丹麥全國已經(jīng)有將近140家的秸稈發(fā)電廠了。這種發(fā)電技術(shù)為丹麥國家?guī)砹朔浅８叩氖找?，也使得丹麥的石油年消費量下降了好多。隨著丹麥國家的成功案例，使得接下來荷蘭等歐洲國家相繼開始投入到生物質(zhì)發(fā)電研究中。

2.國內(nèi)生物質(zhì)秸稈發(fā)電現(xiàn)狀

我國是農(nóng)業(yè)發(fā)展大國，秸稈的資源可以說是非常豐富的，如果不能很好的利用的話就實在太可惜了。目前農(nóng)民都把大部分的秸稈直接在田里燃燒掉，這樣是非常浪費資源的，同時對于環(huán)境的污染也是不容忽視的。如果這些秸稈資源都能夠投入使用的話，結(jié)果一定很不一樣，農(nóng)民既可以得到另一份的收入，也可以為生物質(zhì)發(fā)電廠提供更多的能源，同時對于環(huán)境的保護也是有一定的影響的。

我國是從2003年開始有生物質(zhì)發(fā)電廠項目的。截止到2007年底，一項不完全統(tǒng)計顯示我國已經(jīng)批準有87個生物質(zhì)發(fā)電項目，總的裝機容量也是達到了220萬千瓦，示范項目地點總體分布于我國的北部，例如山東、黑龍江、遼寧、吉林、新疆等等。但我國的生物質(zhì)秸稈發(fā)電卻也存在著一些問題，這些問題導致我國的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)難以以更快的速度發(fā)展壯大。首先是秸稈收購上存在著相應的困難。由于秸稈收集的勞動量是很大的，因此很多農(nóng)民選擇進城打工獲取更高的收益，有的在廠地周邊的人又本身生活很富裕，也不在乎收秸稈的一點收入?，F(xiàn)如今農(nóng)民選擇的收割方式也是非常不利于秸稈收集的，農(nóng)民基本上都是直接取走玉米，將秸稈留在原地。還有一個問題就是運輸方面很困難，秸稈本身是很輕的，體積又非常大，因此非常不利于長距離的運輸。同時生物質(zhì)發(fā)電電廠的投資量都是非常大的，設(shè)備基本上都需要進口，基本上生物質(zhì)發(fā)電廠都處于虧本狀態(tài)。

我國發(fā)展生物質(zhì)電廠是非常必要的，因為首先我國的生物質(zhì)能源的資源是非常豐富的，我國的農(nóng)作物秸稈大約有3億頓可以作為燃料，加上其他生物質(zhì)資源如林木廢棄物等大約有6億噸的生物質(zhì)可以作為燃料使用，這個總量可以說是非常大的。發(fā)展生物質(zhì)能同時也起到了保護環(huán)境的作用，我國由于燃燒秸稈等造成的環(huán)境污染還是非常嚴重的，將秸稈進行統(tǒng)一收集統(tǒng)一處理是一個非常好的環(huán)保手段。另一方面農(nóng)民也可以因此而獲得更高的收益。

三、生物質(zhì)電廠燃料秸稈收集情況

由于燃料的難以供應，導致我國的很多生物質(zhì)電廠都面臨著虧損狀態(tài)，甚至面臨著破產(chǎn)的困境。生物質(zhì)發(fā)電廠一直以來是那么的受眾人恩寵，但現(xiàn)如今卻全部虧損，最主要的原因就是秸稈的收集狀況非常困難。

生物質(zhì)電廠找不到秸稈資源的最主要的原因就是秸稈的收集非常難，很多發(fā)電廠都不得不使用樹皮、木屑等作為替代原料。一家生物質(zhì)發(fā)電廠的負責人指出，按原先的計劃，他們需要用30多萬噸的秸稈作為燃料用于發(fā)電，現(xiàn)如今卻只有五分之一。他們只好通過其他燃料代替，例如一些樹皮、稻殼等等，可謂是“生活非常艱難”。

據(jù)相關(guān)部門的了解，生物質(zhì)發(fā)電廠的收購費用已經(jīng)占據(jù)了生產(chǎn)成本的百分之八十左右，可謂基本上都放在了燃料的收集上。許多專家認為，政府應該考慮到秸稈的利用情況，使規(guī)劃布局變得更加合理，并且提出相應方案對生物質(zhì)發(fā)電廠給予相應的扶持和幫助。這樣我們的生物質(zhì)電廠才能發(fā)展的更加好。

總的來說，隨著地球上能源的逐漸短缺，生物質(zhì)能源這種可再生能源的利用是勢在必行的，一個國家要想持續(xù)發(fā)展，一定到想辦法利用起生物質(zhì)能源來。生物質(zhì)發(fā)電廠現(xiàn)如今處在了非常艱難的時刻，希望能夠通過政府和社會解決秸稈收集難的問題，幫助生物質(zhì)電廠不斷發(fā)展壯大下去。

參考文獻

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篇10

能源是人類賴以生存和社會進步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源的每次重大突破，都會引起生產(chǎn)和社會的重大變革，鉆木取火，使吃熟食和取暖成為人類生活的必須。后來，人類直接把埋藏在地下的煤、石油作為能源，導致了產(chǎn)業(yè)革命。隨著科學技術(shù)的進步，在初級能源的基礎(chǔ)上，電力作為“二次能源”的出現(xiàn)，又進一步變革了人類文明，文明一般是指人類能創(chuàng)造的物質(zhì)財富和精神財富之和，它是人類活動的積極成果，是社會及其文化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。人類文明的歷史是人對自然與社會關(guān)系的歷史。人類文明的每一步，都和能源的利用息息相關(guān)。

新能源開發(fā)的必要性、重要性

目前，世界上廣泛應用的還是礦物能源，礦物質(zhì)能源的再生周期長，對大氣污染嚴重，為了尋求再生周期短，適應生態(tài)平衡，對環(huán)境污染影響小的能源，人類從上個世紀就開始致力于新能源開發(fā)和研究，如今已經(jīng)取得了很顯著的進展。

所謂新能源，實際上是相對于常規(guī)能源而言的，常規(guī)能源如煤炭、石油天然氣等，在人們開始利用的時候，也曾經(jīng)叫做新能源；由于后來獲得了廣泛的應用，而逐漸成為常規(guī)能源。在常規(guī)能源造成的環(huán)境污染和資源日益緊缺的情況下，新能源的開發(fā)就顯得更加的迫切，更為重要了。

常規(guī)能源使用所帶來的污染和災害

常規(guī)能源主要是指那些礦物能源，礦物能源目前仍是世界上主要的能源，它占世界應用的95%,使用范圍仍以每10年20%的速度增長，礦物能源的大量使用，使大氣受到了嚴重污染，氣候產(chǎn)生了不利的變化，自然災害就會頻頻發(fā)生。

常規(guī)能源面臨枯竭的危機

能源是人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，過去200多年建立在常規(guī)能源即煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系，較大的推動了社會的發(fā)展。然而，常規(guī)能源一方面使環(huán)境不斷的惡化，另一方面又要面臨著資源日益枯竭，由于世界工業(yè)的迅速發(fā)展需求量越來越大，又因政治危機開采矛盾，不時地出現(xiàn)能源危機，所有這些問題已經(jīng)受到人們的關(guān)注和冷靜的思考。

生物質(zhì)能源的分類

生物質(zhì)能源作為新能源種類繁多，如何進行分類，有著不同的標準，例如：依據(jù)是否可以大規(guī)模代替常規(guī)化石能源，而將其分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能。廣義地講，傳統(tǒng)生物質(zhì)能指在發(fā)展中國家小規(guī)模應用的生物質(zhì)能，主要包括農(nóng)村生活用能，如薪柴、稻草、稻殼及其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物和畜禽糞便等；現(xiàn)代生物質(zhì)能是指可以大規(guī)模應用的生物質(zhì)能，包括現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)的廢棄物、甘蔗渣和城市固體廢物等。

以下是依據(jù)來源的不同，將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等五大類。

⑴林業(yè)資源。林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程中提供的生物質(zhì)能源，包括薪炭林、在森林撫育和砍伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運和加工過程中的枝杈、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等；林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物，如果殼和果核等。

⑵農(nóng)業(yè)資源。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源是指農(nóng)業(yè)作物（包括能源植物）以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物。如農(nóng)作物收獲時殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆桔和棉桿等）。其中還包括了農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼等。能源植物質(zhì)泛指各種用以提供能源的植物，通常包括了草木能源作物、油料作物、制取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。

⑶生活污水和工業(yè)有機廢水。生活污水主要由居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成，如冷卻水、洗滌排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等，其中都富含有機物。

⑷城市固體廢物。城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾、商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾及少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成。其組成成分都比較復雜，受當?shù)鼐用竦钠骄钏?、能源消費結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)建設(shè)、自然條件、傳統(tǒng)習慣以及季節(jié)變化等因素影響。

⑸畜禽糞便。畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態(tài)生物質(zhì)（主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。我國主要的畜禽包括雞、豬和牛等，其資源量與禽牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)。例如根據(jù)這些畜禽的品種、體重、糞便排泄量等因素，估算我國每年畜禽糞便排放總量達25億噸。

生物質(zhì)能源在農(nóng)村建設(shè)中的利用技術(shù)

生物質(zhì)能的載體—生物質(zhì)是以實物的形式存在的，相對風能、水能、太陽能和潮汐能等，生物質(zhì)能是唯一可存儲和運輸?shù)目稍偕茉?。生物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)與常規(guī)的化石燃料相似，它的利用方式與化石燃料類似。常規(guī)能源的利用技術(shù)無需做大的改動，就可以應用于生物質(zhì)。但生物質(zhì)的種類繁多，分別具有不同的特點和屬性，利用技術(shù)遠比化石燃料復雜與多樣，除了常規(guī)能源的利用技術(shù)以外，還有其獨特的利用技術(shù)。

生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用途徑主要是包括燃燒、熱化學法、生化法、化學法和物理化學法等?？赊D(zhuǎn)化為二次能源，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃炕螂娏?。固體燃燒（木炭或成型燃料）、液體燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和氣體燃料（氫氣、生物質(zhì)氣和沼氣等）。

⑴生物質(zhì)燃燒技術(shù)是傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化的形式，是人類最早利用的能源，生物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的能源可應用于炊事、室內(nèi)取暖、工業(yè)過程、區(qū)域烘熱、發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)等領(lǐng)域。炊事方式是最原始的利用方式，主要應用于農(nóng)村地區(qū)，效率最低，一般在15%~20%左右。人們通過改進現(xiàn)有爐灶，以提高燃燒效率及熱利用率。室內(nèi)取暖主要運用于室內(nèi)加溫，此外還有裝飾及調(diào)節(jié)室內(nèi)氣氛等作用。工業(yè)過程和區(qū)域供暖主要采用機械燃燒方式，適用于大規(guī)模生物質(zhì)利用，效率較高；配以汽輪機、蒸汽機、燃氣輪機或斯特林發(fā)動機等設(shè)備，可用于發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)。

⑵壓縮成型是利用木質(zhì)來充當黏合劑將農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的廢棄物壓縮為成型燃料，提高其能源的密度。是生物質(zhì)預處理的一種方式。生物質(zhì)壓縮成型的設(shè)備一般分為螺旋擠壓式、活塞沖壓式和環(huán)模壓成型。將松散的秸稈、樹枝和木屑等農(nóng)林廢棄物擠壓成固體燃料，能源密度相當于中等煙煤，可明顯地改善燃燒特性。生物質(zhì)成型燃料應用在林業(yè)資源豐富的地區(qū)、木材加工業(yè)、農(nóng)作物秸稈資源量大的區(qū)域和生產(chǎn)活性炭行業(yè)等。

⑶熱化學法包括熱解氣化和直接液化。熱解是指在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學鏈，使之轉(zhuǎn)化為低分子物質(zhì)的熱化學反應，熱解的產(chǎn)物包括醋酸、甲醇、木焦油抗聚劑、木餾油和木炭等產(chǎn)品。其中，快速熱解是一種盡可能獲得液體燃料熱解的方法，其產(chǎn)物在常溫下具有一定的穩(wěn)定性，在存儲、運輸和熱利用方面具有一定的優(yōu)勢。

⑷氣化是以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣或氫氣等作為氣化劑，在高溫的條件下，通過熱化學反應將生物質(zhì)中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃氣（主要為一氧化碳、氫氣和甲烷等）的熱化學反應。。

⑸液化是把固體狀態(tài)的生物質(zhì)經(jīng)過一系列化學加工過程，使其轉(zhuǎn)化成液體燃料(主要是指汽油、柴油、液化石油氣等液體烴類產(chǎn)品，有時也包括甲醇。乙醇等醇類燃料)的清潔利用技術(shù)。