生物质能源的开发与利用

琼州学院

生物质能源的开发与利用

理工学院 10化本班陈琳20号

摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，综

述和探讨了国内外生物质能源的发展状况，展望了中国生物质能源开发的广阔前景及生物质能源今后发展的方向与措施。

关键词：生物质能源；开发；利用

1 生物质能源的概念

生物质能源是可再生能源中的一种形式。而可再生能源是指从自然界获取的, 可以再生的非化石能源。它主要包括太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能源是以生物质为载体的能量, 生物界一切有生命的有机物质, 包括动植物

和微生物, 所有生物质都有一定的能量, 而作为能源利用的主要是农林业的副

产品及其加工残余物, 也包括人畜粪便和有机废弃物。是太阳能以光化学作用形成化学能储存于生物质中的能量形式, 它直接或间接地来源于绿色植物的光合

作用。是取之不尽、用之不竭的能源资源[1]。

生物质能具有以下特点： (1)贮量丰富和可再生性,保证能源的永续利用;(2)环保性,在生物质能源利用过程中显著降低了CO2排放,对减少温室效应有积极

意义,在利用转化过程中还可以减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放;(3)生物质能源具有普遍性、易取性,生产过程较为简单;(4)在可再生能源中,生物质是唯一可以储存与运输的能源;(5)生物质具有分布分散、能量密度小、热值低和成分复杂等缺点[2]。

2 生物质能源开发利用的必要性

2.1缓解能源、环境危机的必然选择

煤、石油、天然气等矿物燃料是工业社会的核心能源，但它们是不可再生资源，储藏量有限。据国际能源机构统计，煤、石油、天然气可供开采的年限分别只有240年、40年和50年。随着人类经济社会的飞速发展，能源消耗的速度越

来越快，尤其是矿物燃料消费的不断增加，导致了对它们的过度开采，使得价格日益上涨并渐趋枯竭；同时，高强度的利用使多余的能量和碳素大量释放，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果，引起了国际社会的极大忧虑。如果没有新的能源来取代常规能源在能源结构中的主导地位，21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机。

2.2保障国家安全的现实需要

据有关专家预计，到2010年，中国石油进口依存度可能会进一步上升。固然，发展生物质能源不是获得新能源的唯一途径，人类可以发展核能源，甚至可以通过高技术手段从外太空获得能源，但后两者蕴藏着巨大的风险。首先，核能源的发展极可能给世界带来新的不稳定因素，甚至直接威胁到人类的生存环境；其次，各国家或集团受技术水平的限制，在有限的外太空区域内进行能源开发，将不可避免地引发新的国际争端。能源安全已经成为国家安全不可分割的重要组成部分，能源问题直接关系到中国经济的快速增长以及社会的可持续发展与稳定。

2.3 解决“三农”问题的良好途径

“三农”问题是中国经济发展的根本性问题，对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局，全国上下都给予了足够的重视。生物质产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地，生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品，既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题，又能够实现农业和农民增收，是解决“三农”问题的一条有效途径。据推算，只要利用中国50%的低质地，生产能源作物，发展生物质能源，就可以实现年产值约1万亿元，加上秸秆、畜禽粪便等，生物质产业就可以催生1000个生物质能源企业，带动500万农户，促进5000万农业劳动力转移，实现农民增收400亿元。同时，生物质能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料，使4000万农户生活用能效率提高2～3倍。除此之外，发展生物质产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染[3]。

3 生物质能源的利用现状

3.1国外生物质能源的利用概况

在能源需求日益高涨,矿产资源面临枯竭的背景下,世界各国都对生物质能源越来越重视,纷纷制定和实施了相应的开发研究计划。如日本的“阳光工程”、印度的“绿色能源工程”、巴西的“酒精能源计划”等。目前世界生物液体燃料生产主要集中在美国、巴西、欧盟等农产品富余的国家[1]。荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有着各自的技术优势。国外对生物质能源的开发主要利用了沼气技术、生物质热裂解气化技术、生物质液体燃料技术等。

3.2中国生物质能源的利用状况

中国政府及有关部门对生物质能源的利用极为重视，中央几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用，国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目。在此背景下，涌现出了一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如户用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等，取得了较好的社会效益和经济效益。同时，中国已组建起了一支高水平的科研队伍，拥有一批致力于生物质能源技术研究与开发的着名专家学者，具备一定的产业和技术基础[4]。

3.3中国生物质能源利用与国外的差距

虽然中国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩，但应该清醒地认识到，中国的生物质能源发展水平与发达国家相比仍存在一定差距。

1）技术单一，开发不力

中国早期的生物质利用主要集中在沼气开发上，近年逐渐重视热解气化技术的开发应用，也取得了一定突破，但其他技术进展却非常缓慢，包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等，都没有突破性的进展。

2）标准欠缺，管理混乱

在秸杆气化供气与沼气工程开发上，没有明确的技术标准和严格的技术监督，很多不具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产，造成项目技术不过关，达不到预期目标，甚至带来安全问题，给后续开展生物质能源利用工作带来了很大的负面影响。

3）规模小，效益低

由于资源分散，收集手段落后，中国的生物质能源工程的规模很小，大部分工程采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，转换效率低下，造成投资回报率低，难以形成规模效益。

4）投入少，效果差

相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，低水平重复研究较多，未能有效解决一些关键技术。

4 生物质能源的开发措施

依据上述生物质能源的发展方向，针对性地提出以下应对措施。

4.1制订生物质能源产业的国家发展战略生物质能源产业发展是一个事关能源战略、科技战略、三农问题和生态环境问题的庞大系统工程, 因而应从战略高度来认识发展生物质能源产业问题。为此, 政府应尽快拿出切合中国国情的发展规划, 并采取措施鼓励生物质能源产业的发展, 有以下措施: ①制订经济激励政策, 在税收、原材料价格等多方面给予优惠; ②加大示范推广力度; ③进行相关的立法和行政性行业规范; ④加大研发力度, 提供强大的技术支撑等[3]。

4.2 提升经济效益经济效益是关系生物质能源产业生存与发展的关键问题。我国生物质能源产业发展的现实选择: 发展规模经济、能源农业, 提升转化率与综合利用率, 同时政府给予财政支持。

4.3 支持和鼓励技术创新在生物质转化替代石油的技术方面, 我国起步较晚而且在很多方面都较落后, 因此我国应该加大科技投入力度, 鼓励在生物质