我国生物质能的发展现状

生物质能及其在我国的发展空间

内容摘要:世界能源危机和全球环境日益恶化迫使人们开发可再生的能源。生物质能源作为一种可再生的新能源已经受到世界各国的高度重视。针对国内外生物质能的发展现状,本文概述了生物质能源的概念,并分析了我国对生物质能的利用,主要包括:沼气及沼气发电、农林生物质发电、生物固体成型燃料等。

关键词:生物质;生物质能;产业;沼气;生物质发电;生物质燃料;能源作物

一.概述

近年来,在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中,可再生的清洁能源以

及能源的多元化倍受关注,生物质能成为其中的一个新亮点。

为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义,目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源。中国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大,其中生物质能的开发潜力更大。

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。据有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工

业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能,直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%。生物质能的优点是燃烧容易,污染少,灰分较低;缺点是

热值及热效率低,体积大而不易运输。

目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能:1)热化学转换法,获得木炭、焦油和可燃气体等高品位的能源产品,该方法又按其热加工的工艺不同,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;2)生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;3)利用油料植物所产生的生物油;4)把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料),以便集中利用和提高热效率。

“为了缓解中国能源短缺问题,保证能源安全,治理有机废弃污染物,保护生态环境,建议国家应大力开发生物质能,实施能源农业的重大工程。”中国作物学会理事长路明研究员在接受记者采访时说,“生物能源开发工程应主要包括:沼气计划、酒精计划、秸秆能源利用计划和能源作物培育计划等。”

在2006年8月召开的全国生物质能源开发利用工作会议上,国家发展与改革委员会副主任陈德铭提出,今后15年,中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域,开拓农村发展新型产业,为农村提供高效清洁的生活燃料,并为替代石油开辟新的渠道。

综上所述,目前,中国生物质能源的产业化利用途径主要包括以下方面:沼气利用工程、农林生物质发电、生物固体成型燃料、生物质液体燃料、能源作物培育利用等。

二.中国生物质能的发展前景

1 . 沼气利用工程的发展空间

沼气的利用主要包括沼气燃气和沼气发电。目前,中国农村生物质能开发利用已经进入了加快发展的重要时期。统计显示,截至2005年底,中国农村中使用沼气的农户达到1807万多户,建成养殖场沼气工程3556处,产沼气约70亿立方米,折合524万吨标准煤,5000多万能源短缺的农村居民通过使用了清洁的气体燃料,生活条件得到根本改善。中国已经建成大中型沼气池3万多个,总容积超过137万立方米,年产沼气5500万立方米,仅100立方米以上规模的沼气工程就达到630多处。距离2010年预定目标的发展空间还很大。

中国经过二十多年的研发应用,在全国兴建了大中型沼气工程和户用农村沼气池的数量已位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术,还是建造、运行管理等都积累了丰富的实践经验,整体技术水平已进入国际先进行列。

沼气发电发展前景广阔,但目前还存在一些障碍,如技术障碍、市场障碍、政策障碍等,通过制定发展规划、加强技术保障体系建设、引入竞争机制,创新投资体系,研究制定促进沼气发展利用的国家级配套政策,等等。当技术、市场、政策等壁垒被克服后,沼气发展前景广阔,产业空间巨大。

2 . 生物质能发电的发展前景

目前,生物质发电主要包括沼气发电、生物质直燃发电、生物质混燃发电、农林秸秆生物质气化发电、生物质炭化发电、林木生物质发电等。

生物质能源转化为电能,正面临着前所未有的发展良机:一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源价格飞涨;另一方面,各地政府顶着“节能降耗20%”

的军令状,对落实和扶持生物质能源发电有了相当大的默契和热情。国家电网公司担任大股东的国能生物质发电公司目前已有19个秸秆发电项目得到了主管部门批准,大唐、华电、国电、中电等集团也纷纷加入,河北、山东、江苏、安徽、河南、黑龙江等省的100多个县、市开始投建或是签订秸秆发电项目。

煤炭作为一次性能源,用一吨少一吨。而中国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大,产量很高,而且农作物是可再生资源,相对于现在电厂频频“断煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面,推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。

生物质直接燃烧发电(简称生物质发电)是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算,在中国,仅农作物秸秆技术可开发量就有6 亿吨,其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外,中国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨,折合标准煤5000万吨。照此计算,预计到2020年,全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上,折合标准煤1亿吨,相当于煤炭大省河南一年的产煤量。

为保障生物质发电原料供应,在强化传统农业生产的基础上,应大力开发森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等国土资源,充分挖掘生态系统的生物质生产潜力。重点加强高效光合转化作物、速生林木与特种能源植物的培育推广,大幅度扩大生物质资源的生产规模,逐步建立多样化的生物质资源生产基地。

3 . 生物质固体燃料的发展模式