生物质能源范文第1篇

关键词：生物质能源；开发；利用

Abstract: Aiming at the grave significance of biomass energy to economic development， this paper， starting from the concept of biomass energy， synthesized and discussed the national and international development， reviewed the expansive foreground， and brought forward the orientation and measures for the future development in the end.

Key words: biomass energy；exploitation；utilization

20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。

1 生物质能源的概念

生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。

生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。

生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。

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。

处在一体化的国际大环境之下，中国的能源形势也十分严峻。改革开放以来，中国经济迅猛发展，虽然经济增长方式正在由粗放型向集约型转变，但对于矿物能源的需求量仍与日俱增，然而中国的常规能源储备和开发利用潜力却不容乐观，每年尚需要从国外大量进口石油，潜在的能源危机将逐步威胁中国经济的快速发展。同时，中国的环境压力也在不断加大。环境友好型经济已被纳入国家的发展战略，生态型、循环型能源的开发利用也已被提上重要的发展议程。

为缓解双重危机，人们把视线聚焦到可再生能源身上。太阳能、风能、小水电等虽然是可再生能源，但不能进行物质生产，而生物质既能贡献能量，又能像煤炭和石油那样生产出千百种化工产品。如燃料乙醇与车用普通汽油相比，一氧化碳的排放可降低7%，碳氢化合物可减少48%；生物柴油富含氧，与普通柴油混合使用，可使燃烧更加充分，据检测，生物柴油无毒，能进行生物降解，添加20%的生物柴油，可减少排放二氧化硫70%，降低空气毒性90%[1]；使用生物塑料能解决白色污染问题。同时生物质能源以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物、城市有机垃圾等为原料，使之无害化和资源化，将植物蓄存的光能与物质资源深度开发和循环利用，符合发展循环经济的理念。因此，生物质能源既能满足缓解能源危机的需要，又符合保护环境、实现可持续发展的要求，是中国进行可再生能源开发利用的必然选择。

2.2保障国家安全的现实需要

随着能源危机的逐步扩大，各国对本国常规能源资源的保护和对国外能源市场的争夺将日益升级，极不利于世界的和平与稳定。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。

相比之下，生物质能源则是能生产出其它能源的最安全、最稳定的能源。目前，许多国家，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。20世纪90年代以来，美国在生物质能源方面的研究经费逐步加大，按照美国能源署的要求，到2010年混合性生物柴油(90%常规柴油和10%生物柴油)的产能要从现在的100万吨提高到1200万吨。欧盟委员会提出，到2020年，运输燃料的20%将用生物燃料替代[2]。中国在生物质能源发展方面也作出了积极部署。据推算，利用中国现有生物质资源的一半，以生物质为原料生产燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各达年产1200万吨生产能力计，每年相当于建设一个大庆油田，并可减少1.6亿吨二氧化碳净排放量，相当于2003年进口石油量的55%或从俄罗斯进口量的9倍并节约150亿美元外汇，可以大大减轻中国外交、援助、贷款的压力，降低遭讹诈、受制于人的危险，减少资金投入和政治外交代价付出。从这些意义上说，发展生物质能源无疑是保障国家能源安全、国防安全和经济安全的大战略。

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[3]。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 生物质能源的利用现状

3.1国外生物质能源的利用概况

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注，许多国家都制定了相应的开发研究计划。美国已做出到2010年生物基产品要由2001年占总产品量的5%增加到12%，燃料乙醇由占运输燃料总量的0.5%提高到4%的规划；日本和印度分别制订了“阳光计划”及“绿色能源工程计划”。其它诸如丹麦、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。

1）沼气技术

此技术主要是利用厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水，是发展较早的生物质能利用技术。20世纪80年代以前，发展中国家主要发展沼气池技术，以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活燃料。发达国家一直以来则主要发展厌氧技术，以处理禽畜粪便、垃圾和高浓度有机废水。目前，印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了处理禽畜粪便的大中型沼气应用示范工程。

2）热裂解气化技术

早在20世纪70年代，美国、日本、加拿大、欧共体等发达国家就开始了对生物质热裂解气化技术的研究与开发。其中，流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、气化强度大等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点[4]。到20世纪80年代，美国已有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发；加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究；菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展中国家也先后开展了这方面的研究。1996年，芬兰坦佩雷电力公司在瑞典建立了一座废木材气化发电厂，装机容量为60MW，产热65MW。瑞典能源中心在巴西建设了一座装机容量为20～30MW的发电厂，该电厂利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源，效益可观。

3）液体燃料技术

生物质液体燃料开发是一项备受关注的技术，因为生物质液体燃料包括燃料乙醇、生物质液化油、生物柴油等，可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料[5]。在液化油应用方面，美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作，其发热量达3.5×104kJ/kg左右，用木质原料液化的得率为绝干原料的50%以上。欧盟组织资助了3个项目，以生物质为原料，利用快速热解技术制取液化油，已经完成100kg/h的试验规模，并拟进一步扩大至生产应用，该技术制得的液化油得率达70%，液化油低热值为1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是开发应用最有特色的国家。20世纪70年代中期，巴西为了摆脱对进口石油的过度依赖，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划。到1991年，乙醇产量达到130亿升，在980万辆汽车中，近400万辆为纯乙醇汽车，其余大部分汽车燃用的是20%的乙醇+汽油混合燃料，乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。在生物柴油方面，德国发展比较快，现有23家生物柴油生产企业，拥有1717个生物柴油加油站，2004年生产能力已达到109.7万吨。 德国还将建成世界上最大的生物柴油装置。美国也很重视生物柴油的开发利用，目前有4家生物柴油生产厂，总能力为0.30Mt/a。马来西亚利用自身的资源优势，自1980年起就开始研发棕油生物柴油，并计划发放9张许可证建立棕油生物柴油厂。巴西也是较早掌握生物柴油技术的国家。

4）压缩技术

生物质压缩技术可将固体农林废弃物压缩成型，制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料，泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料等。成型燃料主要应用于二个方面：一是进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；二是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。

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著名专家学者，具备一定的产业和技术基础。

1）沼气技术。此技术是中国发展最早、较为普遍的生物质能源利用技术。20世纪70年代，中国为解决农村能源短缺的问题，曾大力开发和推广户用沼气池技术。在“九五”期间，应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目，现已取得预期的进展。“十五”科技攻关课题《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》以污水处理达标和大功率沼气发电机组为课题攻关的突破口，利用污水处理产生的沼气建造沼气发电示范工程，促进了沼气工程的进一步推广，使沼气工程在中国社会经济发展过程中发挥出更大的能源、环保效益。至今，中国已建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5 500万m3，仅100 m3以上规模的沼气工程就达630多处。

2）生物质气化技术。中国生物质气化技术近年有了长足的发展。气化炉的形式从传统上吸式、下吸式发展到先进的快速流化床和双床系统等，应用上除了传统的供热之外，在农村家庭供气和气化发电上也取得了重大突破。“八五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关课题，取得了丰硕成果：采用氧气气化工艺，研制成功生物质中热值气化装置；以下吸式流化床工艺，研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置；以下吸式固定床工艺，研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置；以流化床干馏工艺，研制成功1000户生物质气化集中供气系统与装置。“九五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题，重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术[6]。“十五”期间，中国在利用生物质能源方面硕果累累。由中国科学院广州能源研究所研发的“4兆瓦生物质气化联合循环发电系统”，以谷壳、木屑、稻草等多种生物质废弃物为原料，发电效率可达20%～28%，运行每度成本约0.35～0.45元，能满足农村处理农业废弃物的需要。目前全国已建成农村气化站200多个，谷壳气化发电机组100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。

3）固体和液体燃料技术。“八五”期间，中国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术。此外，中国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关，引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。中国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上，属国际先进水平。“九五”期间，开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。“十五”期间，中国对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步试验研究，包括植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等。

4）生物质工程技术优势。在生物质工程中，国际公认有三个需要解决的重大工程技术问题。一是克服木质纤维素分子对生物转化的抗性--由多糖降解为可发酵糖，二是通过微生物代谢工程和基因工程研究高速、高效、高收率的利用可发酵糖生物转化，三是简捷、高效的下游过程技术--产物分离[7]。尽管中国生物质技术整体水平与发达过相比仍较低，但在这三个生物质生物利用关键技术难题方面却有着独到的技术优势。首先，中国采用分子振动技术与微生物酶法相结合处理木质纤维素，可以提高纤维素水解速度和水解液中还原糖浓度，显著降低可发酵糖成本。第二，在五碳糖、六碳糖微生物共代谢研究方面，中国不仅构建了可以利用木糖生成乙醇的基因工程细菌，提高了用秸杆生产乙醇的经济性，还筛选、诱变得到了共代谢木糖、葡萄糖生产高光学纯度乳酸的真菌等。第三，中国开发的一体式膜生物反应器连续发酵技术，不仅解决了产物对菌种生长的抑制问题，可以使微生物在高浓度发酵，而且不含细胞和生物高分子杂质的澄清发酵液有利于目标产物的分离纯化，可以简化下游提取过程。这三方面的技术突破，可以使中国在新兴的生物质产业领域处于国际先进水平。将大幅度地提高生产燃料乙醇的经济效益，降低聚乳酸前体乳酸的生产成本，使生态塑料聚乳酸树脂具备与石油基塑料竞争的经济性，最终构建起中国成熟的生物质产业。

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，如：厌氧消化产气率低，辅助设备配套性差，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题没有彻底解决，给长期应用带来严重问题；沼气发电与气化发电效率较低，相应的二次污染问题没有解决，导致许多工程系统常处于维修或故障状态，降低了系统运行强度和效率；生物质液化方面虽然有一定研究，但技术仍比较落后。

4 生物质能源的开发前景

4.1 生物质资源丰富

中国生物质资源开发利用潜力大，现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上年产生物质资源可达650亿吨以上（在每平方公里土地上，植物经过光合作用而产生的有机碳量，每年约为158吨）。以平均热值为15 000kJ/kg计算，折合理论资源量为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查，目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨，折合约3.6亿吨标准煤，除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外，其余6亿吨均可作为能源被利用。薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，一项调查表明：中国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤约0.74亿吨；禽畜粪便资源约折合1.3亿吨标准煤；城市垃圾资源可折合标准煤1.2亿吨左右，并以每年8%～10%的速度增加。这些都是中国发展生物质产业的稳定资源。此外，中国还有1亿多公顷的边际性土地不宜垦为农田，但可种植高抗逆性能源植物，这对生物质产业而言是一笔宝贵的财富。我们可以在广大的山区、沙区栽种乔灌木油料植物，后者可以作为生物质燃料油的原料，而且中国含油植物资源丰富，分布范围广，共有151个科、1553种含油植物，其中含油量在40%以上的有30多种，对它们的有效利用又可以为中国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料。据估算，中国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤，在此基础上，国家提出至2020年中国农林生产的生物量要相当于15亿吨标准煤，相当于每年再建设多个“大庆油田”。

4.2市场需求旺盛

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场对于可再生能源的需求量将会越来越大，生物质能源的市场前景十分诱人。

1) 国家对于能源的需求要求生物质能源产业加快发展。

以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：2005年，中国共生产燃料乙醇81万吨，在未来几年中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，加上国家的财政补贴，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升。预计未来10年内，全球燃料乙醇年消费量将达到160亿～180亿加仑，中国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万吨[8]。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。麻疯树、黄连木等油料植物可满足500万t/a生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，中国生物柴油需求量将达2000万吨。

2）生态型经济社会发展需要生物质能源。

随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视，生态型能源也将会越来越受欢迎。如用燃料乙醇、生物柴油来替代或部分替代常规汽油或柴油，可大幅度减少汽车有害尾气排放量。面对越来越严重的白色污染，生物塑料有着广泛的需求市场。为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，使之无害化和资源化，生产生物质可燃气等作为他们的生活能源，一举改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面，起到既办实事又赚效益的功效。

3) 边远地区需要生物质能源。

中国的边远、穷困地区多缺电、少能，但生物质资源丰富，并可以利用边际性土地生产能源作物，以它们为原料，可以进行生物质能源的开发，利用生物质气化技术建设沼气工程等发电、产热、供能，满足边远地区广大农民的能量、燃料需要。

5 生物质能源进一步利用的方向与措施

5.1生物质能源的发展方向

开发生物质能源是一项系统工程，是中国实现可持续发展的基本建设工程，应实现"两个结合"，即做到"与经济发展及生态环境保护相结合"和"与中低产田改造及农业结构调整相结合"。根据中国经济社会发展的特点，生物质能源的开发利用既要学习国外的先进经验，又要强调自身的特色。

1）加强生物质工业化应用和规模化生产。

加大生物质能源利用的比重，提高生物质能在能源领域的地位，扩大生物质能的影响，为生物质能源今后的大规模应用创造条件。

2）充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用。为农村提供清洁的能源，改善农村生活环境，提高农民生活质量。这包括沼气利用、小型气化发电等实用技术。

3）研究生物质能向高品位能源产品转化的技术。以先进技术提高生物质能的利用价值，为未来多途径利用生物质能，更好地发挥生物质能的作用奠定基础。

4）开发新的能源资源。以现有的资源为基础，利用山地、荒地和沙漠等边际性土地，发展新的生物质能资源，研究、培育、开发速生、高产的植物品种，在当前条件允许的地区发展能源农场、林场，建立生物质能源基地，生产规模化的木质或植物油等能源资源。

5.2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。

1）提供政策支持。考虑到生物质能源发展在成本上尚难与石油基产品相竞争，国家要有计划、有步骤地支持一批新能源骨干企业的发展，在投资、价格和税收等方面给予相关政策性补贴。开展国际合作，引进国际先进技术和资金；建立专门的生物质能源资源展示区，增加公众认知度及节能意识。

2）推动产业化。应制定整体性科技研发计划，启动产业化项目，建立部级的质量监测系统，抓好产品生产的标准化、系列化和通用化。相关部门要加强生物质能源利用技术的商品化，制定严格的技术标准，加强技术监督和市场管理，规范市场活动，为生物质技术的推广创造良好的市场环境。生物质能源企业要依靠科技进步和提升经营管理水平来加强生物质能源的综合利用与产品多元化，从不同环节统一协调布局并进行系统优化，使产出和效益最大化。

3）扩大工业化生产。加强生物质技术与工业生产的联系，在示范应用中解决关键的技术，重点突破推广应用中出现的技术难题，在生产实践中提高并检验生物质能技术的可靠性和经济性，为大规模应用生物质能源创造条件。当前及今后一段时间可以将燃料乙醇、生物柴油、生物乙烯、生物塑料以及沼气发电和固化成型燃料等作为主导产品进行工业化生产。

4）加快技术研究。要分层次、按类别逐步推进生物质能的科研工作，坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中、远期目标相结合。既要支持前景好的基础性研究，如秸秆能源利用，有机垃圾处理及能源化，工业有机废渣与废水处理及能源化等，也要推动技术相对成熟的项目进入中试阶段或产业化，如高效生物质气化发电技术、有机垃圾IGCC发电技术、高效厌氧处理及沼气回收技术、纤维素制取酒精技术、生物质裂解液化技术、能源植物培育及利用技术、生物质制氧等先进技术，争取短期内取得“点”上的突破。

5.3生物质能源发展须协调处理的关系

随着中国发展生物质能源发展时机的逐步成熟，国内企业和各地的生产热情日益高涨，可能会产生一些盲目蛮干的势头，而发展生物质能源是一项涉及长远的系统工程，因此必须加强引导，按照经济规律运做。统筹考虑各种因素，生物质能源的发展需要正确处理好以下关系。

1）确保粮食安全与发展能源作物并重。一要坚持基本农田保护制度不动摇，不能因为开发种植能源作物，破坏或减少基本农田。二是大力引导在荒山、废弃地开发种植木薯、甜高粱、木本油料植物等。三是充分发掘农林废弃物的利用潜力，变废为宝。

2）稳定传统能源与发展生物质能源并行。当前首先要做好传统能源的开发利用工作，同时积极发展生物质能源，尽可能做到两者有机配合，共同保障国家能源安全。

3）立足市场与政府支持并立。要严格市场准入制度，提高市场进入的技术、资金门槛，确保产品质量与生产过程环保达标，杜绝环境污染。同时，按照鼓励先进的原则，在以上市场准入的企业中，实行招标制度，对效率高、补贴低的企业和实体给予支持。

4）全面推进与因地制宜并虑。发展生物质能源作为新能源开发利用的一项战略举措，需要创造有利条件，全面推动，但也不可无视资源条件的限制，全面开花，造成资源的无序开发与巨大浪费。同时，生物质能源资源采集及运输成本较高，因此要以运距合理、经济可行为前提，在确定单个项目生产能力时不能盲目求大。

5）自主发展与对外合作并进。目前国外一些生物质能源公司已进入中国市场，它们一方面要利用中国的资源，另一方面会抢占中国的市场。这要求我们既要加强对外合作，学习先进技术，更要坚持自主发展，抓住难得的机遇，掌握核心技术，培育壮大中国的生物质能源产业。

6 结 语

生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。中国化石能源资源有限，但幅员辽阔，生物质资源丰富，且具备较好的技术基础和发展条件，进行生物质能源的开发利用有着得天独厚的优势。同时，中国生物质能源产业、技术的发展同美国、欧盟等发达国家尚有一定的差距，因此，应当认清形势，找出不足，发挥优势，奋起直追，力争在最短的时间内达到世界先进水平，形成稳固的生物质能源产业，为保障中国的国家安全、经济安全蓄积能源，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会发挥热量。

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[6] 袁振宏. 生物质能利用原理与技术[M]. 北京:化学工业出版社. 2005. 3.

生物质能源范文第2篇

作者: 路 明收录来源: 中国新能源网 【论文摘要】农业是人类以固定、转化太阳能，获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主，利用绿色植物进行光合作用，将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物，种植业又叫初级生产。一、能源农业的概念和利用方式 农业是人类以固定、转化太阳能，获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主，利用绿色植物进行光合作用，将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物，种植业又叫初级生产。在光合作用中，每固定1克分子CO2，大约吸收209.3×104J的日光能，光合产物中有46.9×104J的能量以化学能的形式固定下来。其余的162.4×104J的能量在固定CO2过程中，以热能的形式消耗掉了。由于人类培育了高产、高效、优质的农作物品种，为植物生长创造良好的生产条件，农业生产中植物固定太阳能的效率大幅度提高。植物光合作用效率，一般在肥沃地区可达到1％－2％，在贫瘠荒凉地区仅0.1%，人工精心管理的农田生态系统有过6%－8％的记录。养殖业、农产品加工业则是以转化太阳能为主，又称次级生产。养殖业生产的动物产品（肉、奶、蛋、毛、皮等），在转化过程中大量的能被消耗掉了，一部分以粪便形式排出，一部分能量以尿和气体（甲烷、氢）能形式排出。在农产品加工中，除了提取主要产品外，还有大量的能量在排出的废水、废物中。农产品转化过程中的畜禽粪便，农产品加工排出的废水、废料都可作为生物质能源加以开发利用。 所谓能源农业，就是以生产能源为目的的农业。能源农业以生物质能源为主要开发对象，它包括四种能源利用方式［2］(图1)： （一）直接燃烧方式 直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固型燃料燃烧四种情况。其中，固形燃烧是新推广的技术，它把生物质固化成型后，再采取传统的燃煤设备燃用。其优点是充分利用生物质能源替代煤炭，可以削减大气CO2和SO2排放量。 （二）物化转换方式 物化转换方式包括三方面，一是干馏技术；二是气化制生物质燃气；三是热解制生物质油。其中，气化制生物质燃气技术推广面积较大，群众易于接受。 （三）生化转化方式 生化转化方式有两种，一是厌氧消化制取沼气；二是通过酶技术制取乙醇液体燃料。 （四）植物油利用方式 能源植物油是从油脂植物和芳香油（还原式烃）植物中提取的燃料油，经加工后，可以替代石油使用。 二、发展能源农业的重大意义 （一）拓宽农业服务领域，增加农民收入 恩格尔指出：在收入增加的时候，食品及生活必需品的支出占收入增加的比例递减。随着经济的增长，人们基本生活需求得到满足后，消费热点将转向享乐型的产品，从而市场将减少食品、衣服的消费份额。进入新世纪后，我国居民消费结构发生了很大变化，恩格尔系数降到38％。2002年城市居民收入增长2020元，人均食品消费只增长109元，占新增收入的5％，增加的因素主要是外出吃饭开支和烟、酒、茶的开支。对粮、油、肉、菜的消费开支下降，粮食人均消费金额下降83元。油10.1元，肉25.3元，菜12.4元。由于边际消费递减规律的作用，出现了农民收入增长难现象。 1997年以来，农民收入中来自农业的收入一直没有增长，农民增收主要靠工资性收入，2002年工资性收入占农民纯收入的34.5％，2003年增加到36％。这个经济规律告述我们：农业必须扩大服务领域，向农业的深度和广度进军。农业不仅提供食品和纤维，还应提供能源和其它化工、医药等产品。发展能源农业为农业拓宽了服务领域，同时也为农民增收开辟了新途径。［3］ （二）缓解我国能源短缺，保证能源安全 我国从1993年进口原油300

生物质能源范文第3篇

我国是石油资源相对贫乏的国家，专家测算，石油稳定供给不会超过20年。我国自1993年起即成为石油净进口国，近十几年中石油需求量翻了一番。2011年进口原油已占国家石油总供给量的40%，近期内很快会剧增到50%。到2010年，我国石油消费总量将达4亿吨，而国内生产能力仅为1.6亿吨。不断升高的石油进口依存度将给国家安全带来威胁。同时，大量的燃油燃煤造成的污染使我国的生态环境急剧恶化。在经过多种探索、尝试以后，生物质能很可能成为我国新能源的最佳选择。 生物质能源主要有两种：一种是油菜、向日葵、油棕榈、大豆、蓖麻等油料作物加工成的生物柴油，一种是从甘蔗、玉米、薯类作物或农作物秸秆中提炼、加工的乙醇燃料。生物柴油和乙醇燃料统称生物燃油，即生物质液体燃料，现在是生物能源的主体。此外还有从农林加工剩余物、工业有机废水废渣、城市生活垃圾等废弃物中提取的气体燃料、固体燃料，都属于可再生的生物质能源。 我国发展生物质能源具备很多有利条件：生物质能蕴藏量丰富，有大量的农林副产品、剩余物、废弃物。据测算，我国可供开发生物质能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤。全国还有约20亿亩宜农、宜林荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业。沼气利用是我国发展生物质能的重要成果，自上世纪70年代初开始应用农村户用沼气池技术以来，我国目前已是利用生物质生产沼气最多的国家。 我国的生物燃油产业已经开始“起跑”，在工业技术上与发达国家相近。2000年我国开始了燃料乙醇试点工作，年产燃料乙醇100万吨，先在黑龙江、河南、安徽等5省封闭使用，2006年扩大到包括江苏在内的13个省市。用农作物生产乙烯、环氧乙烷等替代石油基产品也获得成功。 2006年以来，生物质燃油在上海、江苏、安徽、重庆、新疆、贵州等地陡然升温，民营资本、国有资本乃至外资加速进入。不同于前两年多带有试验性质的、年产1万吨的小规模投入，如今各地呈现大规模投入趋势。其中，仅江苏省就有南京、张家港、无锡3个以民营资本投入为主的年产20万吨的生物质燃油项目。到2006年9月底，全国各地大大小小的生物质燃油项目已近百个。加上前几年已初具规模的河南、福建、四川、河北、云南等地生物柴油企业，可以说生物质燃油的产出已正式进入产业化生产。 由于用粮食来提取燃料乙醇成本较高，大量耗粮会与食粮产生矛盾，人们便从其他方面寻找乙醇的原料。我国每年农作物秸秆约有7亿吨，其中作为农村燃料及饲料消耗2亿吨，其余大多遗弃或焚烧。若将这5亿吨用来生产乙醇，可产出乙醇7000万吨。加上木材工业下脚料、制糖、造纸工业下脚料和城市废纤维垃圾，总计可得乙醇8500万吨，远远超过全国汽油年消耗总量。近年来，河南天冠集团一直致力于纤维乙醇商品化的研究，先后与山东大学、郑州大学进行技术合作，已建成年产300吨的纤维乙醇中试装置，产出率达到16%以上。 2000年，一位漳州籍的民营企业家到奥地利考察，欧洲正在推广的从动植物油中提炼生物柴油的做法让他大开眼界。回国组织技术研发和设备研制，2005年形成年产4万吨生物柴油的生产能力。上海内燃机科研所的专家作了鉴定，这种生物柴油含硫数值比0号化石柴油低得多，16烷值比化石柴油更高，不含芳烃和重金属，含氧值11%，能保证燃烧充分，几乎没有污染。 “地沟油”回流到餐桌一直是广大消费者和有关部门头疼的问题。“地沟油”是品质较差的动植物油，据有关部门估计，我国每年从餐饮业中产生的“地沟油”有2600多万吨。收购一吨“地沟油”需要2300元，提炼加工成生物柴油直接成本为每吨3600元，产品市场售价为每吨4400元，每吨售价比化石柴油便宜1000多元。福建卓越新能源发展有限公司从地沟油中成功提炼出了生物柴油，在国内率先实现了产业化。 资料显示我国柴油缺口每年达5000万吨，生物柴油欲大踏步走向前台，关键在于成本。欧美生产的生物柴油主要以大豆、菜籽毛油为原料，而我国食用油短缺，不允许使用大豆、菜籽毛油当工业原料；豆油、菜油每吨5500元，企业也承担不起。国内企业从一开始就锁定野生油料植物种子和废弃油脂。做化工起家的江苏无锡人张国清，2000年偶然得知色拉油下脚料中的脂肪酸可以做植物柴油，当时这种原料价格为每吨1700元，而石化柴油为每吨2800元。他自行设计了

生物质能源范文第4篇

一、国内发展生物质产业面临的机遇与挑战

(一)国内生物质产业发展的机遇

随着工业化社会的进展和人们生活水平的提高，人类赖以生存的能源消耗量迅速增加，在推动国内工业化进程中起主导作用的煤炭、石油和天然气等常规能源有限。开发与利用清洁可再生能源成为人类的首要选择，成为21世纪的必然趋势。生物质能源在我国有巨大的潜力和广阔的发展前景。发展生物质能源对于替代化石能源、促进农民增收、改善生态环境，有着重要的现实意义。一是它能够优化农业产业结构，促进农民增收、促进城乡和谐发展，是建设社会主义新农村极其有效的举措。二是发展生物质能源是节能减排的有效措施。一方面，使用生物质能源可以有效地降低耗油量，是节能的极佳选择。另一方面，则是减排的有效举措。温室气体的排放，一部分来自工业生产，一部分来自交通运输，一部分来自个人生活。而生物质能中所含的有害物质(硫和灰分等)，只有煤的1／10。

(二)国内生物质产业发展的挑战

一是生物质产业化问题。产业化是一项庞大而复杂的系统工程，牵涉到各个产业链条的诸多环节。多年来，由于国内企业规模小，资金分散，资源不集中，技术力量薄弱，实现合理综合利用困难，加上环保问题，使国内企业的生产成本高，缺乏竞争力，企业效益不理想。国内生物质企业总体技术水平不高是制约产业化发展一大瓶颈。

二是生物质产业化带来的环境问题。可持续性是生物质产业的一大特征，其最终生产的产品具有环保作用，可以实现循环利用。但是生物质产品生产过程本身就存在着很大的污染风险。当务之急需加快生物环保科技创新，大幅度提高生物质加工过程中产生的废气、废水、废渣处理能力。大面积种植生物质原料，要因地制宜，充分考虑生态平衡、物种多样性和树种多样化，做到不破坏森林、不破坏湿地、不破坏生态环境、不与农争地、不与民争粮，合理利用、持续发展。

三是生物质产业化的技术问题。作为新兴产业，国内生物质产业当前还处于发展的初级阶段，在科学基础、技术储备及水平上同发达国家和地区相比有较大的差距，特别是在技术产品的产业化和商业化生产方面差距更为明显。国内生物质科技虽有一定的发展，一些技术成果也取得国际领先的优势，但总体上看，技术研发处于零散状态，未得到有效的整合，创新能力不强，整体水平低下，许多关键技术以及技术集成均有待突破。

二、国内发展生物质产业的战略措施

(一)建立新型产业体系

对当前国内生物质产业的发展要走可持续发展意义的开源战略。即开发以生物质能利用为主线的新型产业体系，建立以农“副产物”或秸秆等农业剩余物、畜禽养殖排泄物、能源等生物质生产加工利用企业为主体的新型环状产业链，同传统的以“食物”为主线的产业链相对比。

(二)规划国内生物质产业

规范引导支持生物质能源产业健康发展。一是建议有关部门牵头，研究制定生物质能源产业发展规划，加强组织指导，经常向有关企业信息，尽量避免技术风险和重复试验，以减少不必要的浪费，避免出现无序状态。二是突出重点支持，引导产业有序发展。三是创造环境，制定政策扶持。

生物质能源范文第5篇

关键词：中国生物质能源；发展现状；问题；对策

伴随着国家相关生物质能源生产行业标准规范的逐步完善，目前我国生物质能源生产开发已初具规模，在一系列法律法规的保障和财税政策的推动下获得了良好的发展。然而，中国生物质能源产业在实际发展过程当中，仍然存在着工业体系不完善、原料资源不足、产业化基础不够牢固、市场竞争力较低和研究能力滞后等诸多问题。因此，如何准确把握生物质能源产业的影响因素，制定合理有效的应对策略，是当下的生物质能源发展中迫切关注的重要课题。

1 世界能源结构的现状与问题

1.1 节能减排举措影响世界能源结构

燃料的使用效率与能源结构直接决定了二氧化碳的排放量，因而能源开发利用同自然环境之间的联系紧密。近年来，煤、石油和天然气这三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急剧增加，引起了气候的异常及失衡。有研究指出，生物质燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右，若每年生产一亿吨生物质燃料，则能达成5.5%二氧化碳的减排，故生物质能源产业的推进对世界能源结构的优化具有重要意义。

1.2 世界化石燃料危机严重

据统计，在全球能源的总用量中，化石能源所占比例高达85%，每年石油、煤炭和天然气的储量都在不断下降。作为不可再生资源，人们赖以生存的石化能源正在日趋枯竭，使得人类面临愈发严峻的能源危机。

1.3 可持续发展理念促进生物质能源产业发展

如今，可持续发展思想已深入人心。作为一种可再生能源，生物质能源在给人们提供生产原料与能量的同时实现了环境友好的目标，能够在很大程度上缓解人们对石化资源的依赖。

2 生物质能源技术开发的进展

2.1 生物液体燃料

包括生物柴油、燃料乙醇和其他液体燃料。当前采用液体催化剂的化学酯交换法是生产生物柴油的关键技术，利用对原料油当中水分、游离酸的严格脱除来防止催化剂失活。液体酸催化方法虽然能够避免水分、游离酸对产率的影响，但设备易被酸腐蚀、甲醇与丙三醇难以分离，且环境友好性较差。燃料乙醇的生产目前还在探索过程中，我国的燃料乙醇发展快，以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集团等为代表的企业都在燃料乙醇的研究上取得了较大的进展。此外，生物质快速热裂解液化等技术也是国际上的研究热点。

2.2 生物燃气

瑞典、丹麦和德国的生物燃气技术发达，已经实现了规模化、自动化与专业化，多使用高浓度粪草原料进行中温发酵，其应用逐渐延伸到车用燃气与天然气管网领域。至2008年，我国的沼气工程初步实现全面发展，厌氧挡板反应器、上流式厌氧污泥床等发酵工艺都有了示范应用。但受未热电联产和环境、温度条件影响，大多沼气工程稳定性不足且高浓度发酵等工艺应用少。

2.3 固体成型燃料

欧美地区的生物质固体成型燃料已走向规模化和产业化，瑞典、泰国等地区对固体成型燃料也给予了很高的重视。20世纪80年代，我国开始研究固体成型燃料并逐步建立了以苏州恒辉生物能源开发有限公司等企业为代表的燃料工厂。

2.4 微藻能源

微藻生物柴油技术的研发主要集中在含油量高且环境适应性强的微藻的选育、规模化产油光生物系统的研发以及收集微藻、提取油脂这几个方面，所面临的最大难题是油脂含量、细胞密度高的微藻细胞的培养。使用微藻对石油形成进行模拟是我国研究微藻的开端，此后微藻异养发酵技术、微藻光合发酵模型等的创新都推动了我国微藻能源的研究开发。

3 影响生物质能源产业发展的因素

3.1产业模式局限

我国的生物质能源开发利用管理模式还有待健全，原料评价体系、技术规范等还不完善。项目模式也存在缺陷，例如，小型项目配套政策的缺失使得立项复杂且操作成本较高。

3.2 生产技术滞后

我国的沼气工程大多应用的是湿发酵工艺，装备与技术水平都比较滞后，不利于沼气的高值化利用。非粮乙醇技术还存在障碍，受工艺复杂、酸浓度需求高、副产物多、设备要求高和成本高等因素制约，乙醇浓度不高、原料综合利用率低和发酵效率低、时间长等问题还有待解决。此外，五碳糖菌种的缺乏、生物酶法制备技术的落后和生物柴油使用性能低、经济性低等也是目前需要解决的难点。

3.3 资源供应不足

原料供应不足是我国生物质能源产业发展的一大瓶颈，单一的原料来源制约了沼气工程规模化发展，非粮原料供应的间断不利于其全年均衡生产，陈化粮等原料的缺乏影响了乙醇燃料工业发展进程，生物柴油技术也面临着原料不足的状况。

4 对策与建议

4.1 创新生物能源技术

生物质能源是实现我国可持续发展是重要能源保障，必须借助自主知识产权核心技术的创新来保证生物质能源产业化的持久。各级政府需积极推广国产化计数，通过补助力度的加大来调动各单位研发应用自主技术的积极性，可通过专项资金的设立来支持生物质能技术创新，逐步形成分散式的产业体系。

4.2 合理利用边际土地

针对原料不足这一瓶颈，应当充分利用边际土地来发展非粮生物质能，逐步建设以能源草、甘薯、木薯等作为原料的生物质液体与气体燃料生产基地。

4.3 加强国家政策支持

生物质能源的开发利用对于我国资源、能源供应都具有重要意义，必须将其纳入安全战略的考虑范畴并给予相应的政策支持。国家可结合生物质能源发展需求完善相关激励体系，推行纳入能源生产社会成本、环境成本的全成本定价方案，科学制定产品价格补贴、液体燃料消费鼓励和液体燃料强制收购等方面的政策，给生物质能源发展提供强有力的体系支撑。

参考文献