生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用

1、摘要：針對(duì)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于中國(guó)發(fā)展的重大意義，從生物質(zhì)能源的概念入手，綜述和探索了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能源的發(fā)展?fàn)顩r，展望了中國(guó)生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)的廣闊前景，并進(jìn)一步提出了生物質(zhì)能源今后發(fā)展的方向和辦法。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源；開(kāi)發(fā)；利用Abstract：Aimingatthegravesignificanceofbiomassenergytoeconomicdevelopment，thispaper，startingfromtheconceptofbiomassenergy，synthesizedanddiscussedthenationalandinternationaldevelopment，r

2、eviewedtheexpansiveforeground，andbroughtforwardtheorientationandmeasuresforthefuturedevelopmentintheendKeywords：biomassenergy；exploitation；utilization20世紀(jì)70年代以來(lái)，面對(duì)常規(guī)礦物能源的日益枯竭和環(huán)境的逐漸惡化，世界許多國(guó)家將目光逐漸轉(zhuǎn)移到了具備可再生、環(huán)保、可轉(zhuǎn)化等優(yōu)點(diǎn)的生物質(zhì)能源上。改革開(kāi)放以后，中國(guó)也逐步邁上了發(fā)展生物質(zhì)能源的軌道。進(jìn)入21世紀(jì)，誰(shuí)能把握住生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用的先機(jī)，誰(shuí)將在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。因此，應(yīng)該提高對(duì)發(fā)展

3、生物質(zhì)能源重要性的熟悉，為順利開(kāi)展生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用創(chuàng)造有利環(huán)境。1生物質(zhì)能源的概念生物質(zhì)是一種通過(guò)大氣，水，大地以及陽(yáng)光有機(jī)協(xié)作產(chǎn)生的可持續(xù)性資源。生物質(zhì)假如沒(méi)有通過(guò)能源或物質(zhì)方式被利用，將被微生物分解成水，二氧化碳以及熱能散發(fā)掉。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指利用可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，包括農(nóng)作物、樹(shù)木、能源作物和其他植物及其殘?bào)w、畜禽糞便、有機(jī)廢棄物等為原料，進(jìn)行生物基產(chǎn)品、生物燃料和生物能源生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量，即通過(guò)植物光合功能把太陽(yáng)能以化學(xué)能形式在生物質(zhì)中存儲(chǔ)的一種能量形式。碳水化合物是光能儲(chǔ)藏庫(kù)，生物質(zhì)是光能循環(huán)轉(zhuǎn)化的載體，生物質(zhì)能是惟一可再生的碳源，它可以被轉(zhuǎn)化成許多固

4、態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料或其它形式的能源，稱為生物質(zhì)能源。煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源也均是生物質(zhì)在地質(zhì)功能影響下轉(zhuǎn)化而成的。所以說(shuō)，生物質(zhì)是能源之源。2生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用的必要性21緩解能源、環(huán)境危機(jī)的必然選擇煤、石油、天然氣等礦物燃料是工業(yè)社會(huì)的核心能源，但它們是不可再生資源，儲(chǔ)藏量有限。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，煤、石油、天然氣可供開(kāi)采的年限分別只有240年、40年和50年。隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，能源消耗的速度越來(lái)越快，尤其是礦物燃料消費(fèi)的不斷增加，導(dǎo)致了對(duì)它們的過(guò)度開(kāi)采，使得價(jià)格日益上漲并漸趨枯竭；同時(shí)，高強(qiáng)度的利用使多余的能量和碳素大量釋放，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧層破壞、全球

5、氣候變暖、酸雨等災(zāi)難性后果，引起了國(guó)際社會(huì)的極大憂慮。假如沒(méi)有新的能源來(lái)取代常規(guī)能源在能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位，21世紀(jì)必將發(fā)生嚴(yán)重的、災(zāi)難性的能源和環(huán)境危機(jī)。處在一體化的國(guó)際大環(huán)境之下，中國(guó)的能源形勢(shì)也十分嚴(yán)重。改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，雖然經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，但對(duì)于礦物能源的需求量仍和日俱增，然而中國(guó)的常規(guī)能源儲(chǔ)備和開(kāi)發(fā)利用潛力卻不容樂(lè)觀，每年尚需要從國(guó)外大量進(jìn)口石油，潛在的能源危機(jī)將逐步威脅中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。同時(shí)，中國(guó)的環(huán)境壓力也在不斷加大。環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)已被納入國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，生態(tài)型、循環(huán)型能源的開(kāi)發(fā)利用也已被提上重要的發(fā)展議程。為緩解雙重危機(jī)，人們把視線聚焦到可

6、再生能源身上。太陽(yáng)能、風(fēng)能、小水電等雖然是可再生能源，但不能進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)，而生物質(zhì)既能貢獻(xiàn)能量，又能像煤炭和石油那樣生產(chǎn)出千百種化工產(chǎn)品。如燃料乙醇和車用普通汽油相比，一氧化碳的排放可降低7，碳?xì)浠衔锟蓽p少48；生物柴油富含氧，和普通柴油混合使用，可使燃燒更加充分，據(jù)檢測(cè)，生物柴油無(wú)毒，能進(jìn)行生物降解，添加20的生物柴油，可減少排放二氧化硫70，降低空氣毒性901；使用生物塑料能解決白色污染新問(wèn)題。同時(shí)生物質(zhì)能源以作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)林廢棄物、城市有機(jī)垃圾等為原料，使之無(wú)害化和資源化，將植物蓄存的光能和物質(zhì)資源深度開(kāi)發(fā)和循環(huán)利用，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。因此，生物質(zhì)能源既能滿足緩解能源危機(jī)

7、的需要，又符合保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，是中國(guó)進(jìn)行可再生能源開(kāi)發(fā)利用的必然選擇。22保障國(guó)家平安的現(xiàn)實(shí)需要隨著能源危機(jī)的逐步擴(kuò)大，各國(guó)對(duì)本國(guó)常規(guī)能源資源的保護(hù)和對(duì)國(guó)外能源市場(chǎng)的爭(zhēng)奪將日益升級(jí)，極不利于世界的和平和穩(wěn)定。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)，到2010年，中國(guó)石油進(jìn)口依存度可能會(huì)進(jìn)一步上升。固然，發(fā)展生物質(zhì)能源不是獲得新能源的唯一途徑，人類可以發(fā)展核能源，甚至可以通過(guò)高技術(shù)手段從外太空獲得能源，但后兩者蘊(yùn)藏著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。首先，核能源的發(fā)展極可能給世界帶來(lái)新的不穩(wěn)定因素，甚至直接威脅到人類的生存環(huán)境；其次，各國(guó)家或集團(tuán)受技術(shù)水平的限制，在有限的外太空區(qū)域內(nèi)進(jìn)行能源開(kāi)發(fā)，將不可避免地引發(fā)新的國(guó)際爭(zhēng)端

8、。能源平安已經(jīng)成為國(guó)家平安不可分割的重要組成部分，能源新問(wèn)題直接關(guān)系到中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定。相比之下，生物質(zhì)能源則是能生產(chǎn)出其它能源的最平安、最穩(wěn)定的能源。目前，許多國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，都在致力于開(kāi)發(fā)高效、無(wú)污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)，以保護(hù)本國(guó)的礦物能源資源，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供根本保障。20世紀(jì)90年代以來(lái)，美國(guó)在生物質(zhì)能源方面的探究經(jīng)費(fèi)逐步加大，按照美國(guó)能源署的要求，到2010年混合性生物柴油（90常規(guī)柴油和10生物柴油）的產(chǎn)能要從現(xiàn)在的100萬(wàn)噸提高到1200萬(wàn)噸。歐盟委員會(huì)提出，到2020年，運(yùn)輸燃料的20將用生物燃料替代2。中國(guó)在生物質(zhì)能源發(fā)展方面也

9、作出了積極部署。據(jù)推算，利用中國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源的一半，以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各達(dá)年產(chǎn)1200萬(wàn)噸生產(chǎn)能力計(jì)，每年相當(dāng)于建設(shè)一個(gè)大慶油田，并可減少1.6億噸二氧化碳凈排放量，相當(dāng)于2003年進(jìn)口石油量的55或從俄羅斯進(jìn)口量的9倍并節(jié)約150億美元外匯，可以大大減輕中國(guó)外交、援助、貸款的壓力，降低遭訛詐、受制于人的危險(xiǎn)，減少資金投入和政治外交代價(jià)付出。從這些意義上說(shuō)，發(fā)展生物質(zhì)能源無(wú)疑是保障國(guó)家能源平安、國(guó)防平安和經(jīng)濟(jì)平安的大戰(zhàn)略。23解決“三農(nóng)”新問(wèn)題的良好途徑“三農(nóng)”新問(wèn)題是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本性新問(wèn)題，對(duì)它解決的質(zhì)量將直接影響著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局，全國(guó)上下都給予了

10、足夠的重視。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)利用中國(guó)豐富的農(nóng)林廢棄物和非農(nóng)田為原料和基地，生產(chǎn)出市場(chǎng)前景廣闊、環(huán)境友好和高附加值的能源及生物化工產(chǎn)品，既幫助解決中國(guó)部分農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的就業(yè)新問(wèn)題，又能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)民增收，是解決“三農(nóng)”新問(wèn)題的一條有效途徑。據(jù)推算，只要利用中國(guó)50的低質(zhì)地，生產(chǎn)能源作物，發(fā)展生物質(zhì)能源，就可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約1萬(wàn)億元，加上秸稈、畜禽糞便等，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)就可以催生1000個(gè)生物質(zhì)能源企業(yè)，帶動(dòng)500萬(wàn)農(nóng)戶，促進(jìn)5000萬(wàn)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收400億元3。同時(shí)，生物質(zhì)能源如沼氣等還能為農(nóng)民提供價(jià)廉、清潔的燃料，使4000萬(wàn)農(nóng)戶生活用能效率提高23倍。除此之外，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)還能有效降

11、低秸稈露地燃燒、畜禽糞便污染、石油基地膜等對(duì)環(huán)境的污染。3生物質(zhì)能源的利用目前狀況31國(guó)外生物質(zhì)能源的利用概況生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用早已引起世界各國(guó)政府和科學(xué)家的關(guān)注，許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)探究計(jì)劃。美國(guó)已做出到2010年生物基產(chǎn)品要由2001年占總產(chǎn)品量的5增加到12，燃料乙醇由占運(yùn)輸燃料總量的0.5提高到4的規(guī)劃；日本和印度分別制訂了“陽(yáng)光計(jì)劃”及“綠色能源工程計(jì)劃”。其它諸如丹麥、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)、加拿大、芬蘭等國(guó)，多年來(lái)一直在進(jìn)行各自的探究和開(kāi)發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源探究和開(kāi)發(fā)體系，擁有著各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。國(guó)外對(duì)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)主要利用了沼氣技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)、生物質(zhì)液

12、體燃料技術(shù)等。1）沼氣技術(shù)此技術(shù)主要是利用厭氧法處理禽畜糞便和高濃度有機(jī)廢水，是發(fā)展較早的生物質(zhì)能利用技術(shù)。20世紀(jì)80年代以前，發(fā)展中國(guó)家主要發(fā)展沼氣池技術(shù)，以農(nóng)作物秸稈和禽畜糞便為原料生產(chǎn)沼氣作為生活燃料。發(fā)達(dá)國(guó)家一直以來(lái)則主要發(fā)展厭氧技術(shù)，以處理禽畜糞便、垃圾和高濃度有機(jī)廢水。目前，印度、菲律賓、泰國(guó)等發(fā)展中國(guó)家也建設(shè)了處理禽畜糞便的大中型沼氣應(yīng)用示范工程。2）熱裂解氣化技術(shù)早在20世紀(jì)70年代，美國(guó)、日本、加拿大、歐共體等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始了對(duì)生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究和開(kāi)發(fā)。其中，流化床氣化技術(shù)由于具有床內(nèi)氣固接觸均勻、反應(yīng)面積大、反應(yīng)溫度均勻、氣化強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，從1975年以來(lái)一直是科

13、學(xué)家們關(guān)注的熱點(diǎn)4。到20世紀(jì)80年代，美國(guó)已有19家公司和探究機(jī)構(gòu)從事生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究和開(kāi)發(fā)；加拿大12個(gè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室在開(kāi)展生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究；菲律賓、馬來(lái)西亞、印度、印尼等發(fā)展中國(guó)家也先后開(kāi)展了這方面的探究。1996年，芬蘭坦佩雷電力公司在瑞典建立了一座廢木材氣化發(fā)電廠，裝機(jī)容量為60MW，產(chǎn)熱65MW。瑞典能源中心在巴西建設(shè)了一座裝機(jī)容量為2030MW的發(fā)電廠，該電廠利用生物質(zhì)氣化、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等先進(jìn)技術(shù)處理當(dāng)?shù)刎S富的蔗渣資源，效益可觀。3）液體燃料技術(shù)生物質(zhì)液體燃料開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)備受關(guān)注的技術(shù)，因?yàn)樯镔|(zhì)液體燃料包括燃料乙醇、生物質(zhì)液化油、生物柴油等，可以作為清潔燃料直接

14、代替汽油等石油燃料5。在液化油應(yīng)用方面，美國(guó)、新西蘭、日本、德國(guó)、加拿大國(guó)家都先后開(kāi)展了探究開(kāi)發(fā)工作，其發(fā)熱量達(dá)3.5×104kJ/kg左右，用木質(zhì)原料液化的得率為絕干原料的50以上。歐盟組織資助了3個(gè)項(xiàng)目，以生物質(zhì)為原料，利用快速熱解技術(shù)制取液化油，已經(jīng)完成100kg/h的試驗(yàn)規(guī)模，并擬進(jìn)一步擴(kuò)大至生產(chǎn)應(yīng)用，該技術(shù)制得的液化油得率達(dá)70，液化油低熱值為1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是開(kāi)發(fā)應(yīng)用最有特色的國(guó)家。20世紀(jì)70年代中期，巴西為了擺脫對(duì)進(jìn)口石油的過(guò)度依靠，實(shí)施了世界上規(guī)模最大的乙醇開(kāi)發(fā)計(jì)劃。到1991年，乙醇產(chǎn)量達(dá)到130億升，在980萬(wàn)輛汽車中，近

15、400萬(wàn)輛為純乙醇汽車，其余大部分汽車燃用的是20的乙醇 汽油混合燃料，乙醇燃料已占汽車燃料消費(fèi)量的50以上。在生物柴油方面，德國(guó)發(fā)展比較快，現(xiàn)有23家生物柴油生產(chǎn)企業(yè)，擁有1717個(gè)生物柴油加油站，2004年生產(chǎn)能力已達(dá)到109.7萬(wàn)噸。德國(guó)還將建成世界上最大的生物柴油裝置。美國(guó)也很重視生物柴油的開(kāi)發(fā)利用，目前有4家生物柴油生產(chǎn)廠，總能力為0.30Mt/a。馬來(lái)西亞利用自身的資源優(yōu)勢(shì)，自1980年起就開(kāi)始研發(fā)棕油生物柴油，并計(jì)劃發(fā)放9張?jiān)S可證建立棕油生物柴油廠。巴西也是較早把握生物柴油技術(shù)的國(guó)家。4）壓縮技術(shù)生物質(zhì)壓縮技術(shù)可將固體農(nóng)林廢棄物壓縮成型，制成可代替煤炭的壓塊燃料。如美國(guó)曾開(kāi)發(fā)了生

16、物質(zhì)顆粒成型燃料，泰國(guó)、菲律賓和馬來(lái)西亞等第三世界國(guó)家發(fā)展了棒狀成型燃料等。成型燃料主要應(yīng)用于二個(gè)方面：一是進(jìn)一步炭化加工制成木炭棒或木炭塊，作為民用燒栲木炭或工業(yè)用木炭原料；二是作為燃料直接燃燒，用于家庭或曖房取曖用燃料。32中國(guó)生物質(zhì)能源的利用狀況中國(guó)政府及有關(guān)部門(mén)對(duì)生物質(zhì)能源的利用極為重視，中心幾位主要領(lǐng)導(dǎo)人曾多次批示和指示加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈的能源利用，國(guó)家科委已連續(xù)在三個(gè)國(guó)家五年計(jì)劃中將生物質(zhì)能技術(shù)的探究和應(yīng)用列為重點(diǎn)探究項(xiàng)目。在此背景下，涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的科研成果和成功的應(yīng)用范例，如戶用沼氣池、禽畜糞便沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化發(fā)電和集中供氣、生物壓塊燃料等，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

17、同時(shí)，中國(guó)已組建起了一支高水平的科研隊(duì)伍，擁有一批致力于生物質(zhì)能源技術(shù)探究和開(kāi)發(fā)的聞名專家學(xué)者，具備一定的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)。1）沼氣技術(shù)。此技術(shù)是中國(guó)發(fā)展最早、較為普遍的生物質(zhì)能源利用技術(shù)。20世紀(jì)70年代，中國(guó)為解決農(nóng)村能源短缺的新問(wèn)題，曾大力開(kāi)發(fā)和推廣戶用沼氣池技術(shù)。在“九五”期間，應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水和城市垃圾的高效厭氧技術(shù)被列為科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目，現(xiàn)已取得預(yù)期的進(jìn)展?！笆濉笨萍脊リP(guān)課題大型高效厭氧沼氣發(fā)電技術(shù)及示范電站以污水處理達(dá)標(biāo)和大功率沼氣發(fā)電機(jī)組為課題攻關(guān)的突破口，利用污水處理產(chǎn)生的沼氣建造沼氣發(fā)電示范工程，促進(jìn)了沼氣工程的進(jìn)一步推廣，使沼氣工程在中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮出更

18、大的能源、環(huán)保效益。至今，中國(guó)已建成大中型沼氣池3萬(wàn)多個(gè)，總?cè)莘e超過(guò)137萬(wàn)m3，年產(chǎn)沼氣5500萬(wàn)m3，僅100m3以上規(guī)模的沼氣工程就達(dá)630多處。2）生物質(zhì)氣化技術(shù)。中國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)近年有了長(zhǎng)足的發(fā)展。氣化爐的形式從傳統(tǒng)上吸式、下吸式發(fā)展到先進(jìn)的快速流化床和雙床系統(tǒng)等，應(yīng)用上除了傳統(tǒng)的供熱之外，在農(nóng)村家庭供氣和氣化發(fā)電上也取得了重大突破?！鞍宋濉逼陂g，國(guó)家科委布置了“生物質(zhì)熱解氣化及熱利用技術(shù)”的科技攻關(guān)課題，取得了豐碩成果：采用氧氣氣化工藝，研制成功生物質(zhì)中熱值氣化裝置；以下吸式流化床工藝，研制成功l00戶生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)和裝置；以下吸式固定床工藝，研制成功食品和經(jīng)濟(jì)作物生物質(zhì)

19、氣化烘干系統(tǒng)和裝置；以流化床干餾工藝，研制成功1000戶生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)和裝置?！熬盼濉逼陂g，國(guó)家科委布置了“生物質(zhì)熱解氣化及相關(guān)技術(shù)”的科技攻關(guān)專題，重點(diǎn)探究開(kāi)發(fā)1MW大型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)和農(nóng)村秸稈氣化集中供氣技術(shù)6?！笆濉逼陂g，中國(guó)在利用生物質(zhì)能源方面碩果累累。由中國(guó)科學(xué)院廣州能源探究所研發(fā)的“4兆瓦生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”，以谷殼、木屑、稻草等多種生物質(zhì)廢棄物為原料，發(fā)電效率可達(dá)2028，運(yùn)行每度成本約0.350.45元，能滿足農(nóng)村處理農(nóng)業(yè)廢棄物的需要。目前全國(guó)已建成農(nóng)村氣化站200多個(gè)，谷殼氣化發(fā)電機(jī)組100多臺(tái)套，氣化利用技術(shù)的影響正在逐漸擴(kuò)大。3）固體和液體燃料技術(shù)。

20、“八五”期間，中國(guó)開(kāi)始了利用纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)的探索和探究，主要探究纖維素廢棄物的稀酸水解及其發(fā)酵技術(shù)。此外，中國(guó)還重點(diǎn)對(duì)生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)進(jìn)行了科技攻關(guān)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)機(jī)型，經(jīng)消化、吸收，研制出各種類型的適合國(guó)情的生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，用以生產(chǎn)棒狀、塊狀或顆粒狀生物質(zhì)成型燃料。中國(guó)的生物質(zhì)螺旋成型機(jī)螺桿使用壽命達(dá)500小時(shí)以上，屬國(guó)際先進(jìn)水平?！熬盼濉逼陂g，開(kāi)展了野生油料植物分類調(diào)查及育種基地的建設(shè)?！笆濉逼陂g，中國(guó)對(duì)植物油和生物質(zhì)裂解油等代用燃料進(jìn)行了初步試驗(yàn)探究，包括植物油理化特性、酯化改性工藝和柴油機(jī)燃燒性能等。4）生物質(zhì)工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在生物質(zhì)工程中，國(guó)際公認(rèn)有三個(gè)需要解決的重大

21、工程技術(shù)新問(wèn)題。一是克服木質(zhì)纖維素分子對(duì)生物轉(zhuǎn)化的抗性-由多糖降解為可發(fā)酵糖，二是通過(guò)微生物代謝工程和基因工程探究高速、高效、高收率的利用可發(fā)酵糖生物轉(zhuǎn)化，三是簡(jiǎn)捷、高效的下游過(guò)程技術(shù)-產(chǎn)物分離7。盡管中國(guó)生物質(zhì)技術(shù)整體水平和發(fā)達(dá)過(guò)相比仍較低，但在這三個(gè)生物質(zhì)生物利用關(guān)鍵技術(shù)難題方面卻有著獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。首先，中國(guó)采用分子振動(dòng)技術(shù)和微生物酶法相結(jié)合處理木質(zhì)纖維素，可以提高纖維素水解速度和水解液中還原糖濃度，顯著降低可發(fā)酵糖成本。第二，在五碳糖、六碳糖微生物共代謝探究方面，中國(guó)不僅構(gòu)建了可以利用木糖生成乙醇的基因工程細(xì)菌，提高了用秸桿生產(chǎn)乙醇的經(jīng)濟(jì)性，還篩選、誘變得到了共代謝木糖、葡萄糖生產(chǎn)高光

22、學(xué)純度乳酸的真菌等。第三，中國(guó)開(kāi)發(fā)的一體式膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，不僅解決了產(chǎn)物對(duì)菌種生長(zhǎng)的抑制新問(wèn)題，可以使微生物在高濃度發(fā)酵，而且不含細(xì)胞和生物高分子雜質(zhì)的澄清發(fā)酵液有利于目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化，可以簡(jiǎn)化下游提取過(guò)程。這三方面的技術(shù)突破，可以使中國(guó)在新興的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域處于國(guó)際先進(jìn)水平。將大幅度地提高生產(chǎn)燃料乙醇的經(jīng)濟(jì)效益，降低聚乳酸前體乳酸的生產(chǎn)成本，使生態(tài)塑料聚乳酸樹(shù)脂具備和石油基塑料競(jìng)爭(zhēng)的經(jīng)濟(jì)性，最終構(gòu)建起中國(guó)成熟的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)。33中國(guó)生物質(zhì)能源利用和國(guó)外的差距雖然中國(guó)在生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)方面取得了巨大成績(jī)，但應(yīng)該清醒地熟悉到，中國(guó)的生物質(zhì)能源發(fā)展水平和發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定差距。1）技術(shù)

23、單一，開(kāi)發(fā)不力中國(guó)早期的生物質(zhì)利用主要集中在沼氣開(kāi)發(fā)上，近年逐漸重視熱解氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，也取得了一定突破，但其他技術(shù)進(jìn)展卻非常緩慢，包括生產(chǎn)酒精、熱解液化、直接燃燒的工業(yè)技術(shù)和速生林的培育等，都沒(méi)有突破性的進(jìn)展。2）標(biāo)準(zhǔn)欠缺，管理混亂在秸桿氣化供氣和沼氣工程開(kāi)發(fā)上，沒(méi)有明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的技術(shù)監(jiān)督，很多不具備技術(shù)力量的單位和個(gè)人參和了沼氣工程承包和秸桿氣化供氣設(shè)備的生產(chǎn)，造成項(xiàng)目技術(shù)不過(guò)關(guān)，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至帶來(lái)平安新問(wèn)題，給后續(xù)開(kāi)展生物質(zhì)能源利用工作帶來(lái)了很大的負(fù)面影響。3）規(guī)模小，效益低由于資源分散，收集手段落后，中國(guó)的生物質(zhì)能源工程的規(guī)模很小，大部分工程采用簡(jiǎn)單工藝和簡(jiǎn)陋設(shè)備，設(shè)

24、備利用率低，轉(zhuǎn)換效率低下，造成投資回報(bào)率低，難以形成規(guī)模效益。4）投入少，效果差相對(duì)科研內(nèi)容來(lái)說(shuō)，投入過(guò)少，使得探究的技術(shù)含量低，低水平重復(fù)探究較多，未能有效解決一些關(guān)鍵技術(shù)，如：厭氧消化產(chǎn)氣率低，輔助設(shè)備配套性差，設(shè)備和管理自動(dòng)化程度較差；氣化利用中焦油新問(wèn)題沒(méi)有徹底解決，給長(zhǎng)期應(yīng)用帶來(lái)嚴(yán)重新問(wèn)題；沼氣發(fā)電和氣化發(fā)電效率較低，相應(yīng)的二次污染新問(wèn)題沒(méi)有解決，導(dǎo)致許多工程系統(tǒng)常處于維修或故障狀態(tài)，降低了系統(tǒng)運(yùn)行強(qiáng)度和效率；生物質(zhì)液化方面雖然有一定探究，但技術(shù)仍比較落后。4生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)前景41生物質(zhì)資源豐富中國(guó)生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用潛力大，現(xiàn)有森林、草原和耕地面積41.4億公頃，理論上年產(chǎn)生物質(zhì)資

25、源可達(dá)650億噸以上（在每平方公里土地上，植物經(jīng)過(guò)光合功能而產(chǎn)生的有機(jī)碳量，每年約為158噸）。以平均熱值為15000kJ/kg計(jì)算，折合理論資源量為33億標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于中國(guó)目前年總能耗的3倍以上。目前實(shí)際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(jī)廢渣廢水等。據(jù)調(diào)查，目前中國(guó)秸稈資源量已超過(guò)7.2億噸，折合約3.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，除約1.2億噸作為飼料、造紙、紡織和建材等用途外，其余6億噸均可作為能源被利用。薪柴的來(lái)源主要為林業(yè)采伐、育林修剪和薪炭林，一項(xiàng)調(diào)查表明：中國(guó)年均薪柴產(chǎn)量約為1.27億噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約0.74億噸；禽畜糞便資源約折合1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；城市垃圾資源

26、可折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.2億噸左右，并以每年810的速度增加。這些都是中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定資源。此外，中國(guó)還有1億多公頃的邊際性土地不宜墾為農(nóng)田，但可種植高抗逆性能源植物，這對(duì)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)而言是一筆寶貴的財(cái)富。我們可以在廣大的山區(qū)、沙區(qū)栽種喬灌木油料植物，后者可以作為生物質(zhì)燃料油的原料，而且中國(guó)含油植物資源豐富，分布范圍廣，共有151個(gè)科、1553種含油植物，其中含油量在40以上的有30多種，對(duì)它們的有效利用又可以為中國(guó)的生物質(zhì)燃料油工業(yè)提供豐富的可再生原料。據(jù)估算，中國(guó)可開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)能資源總量約7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在此基礎(chǔ)上，國(guó)家提出至2020年中國(guó)農(nóng)林生產(chǎn)的生物量要相當(dāng)于15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于每年再建

27、設(shè)多個(gè)“大慶油田”。42市場(chǎng)需求旺盛隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)于可再生能源的需求量將會(huì)越來(lái)越大，生物質(zhì)能源的市場(chǎng)前景十分誘人。1）國(guó)家對(duì)于能源的需求要求生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。以生物液體燃料乙醇和生物柴油為例：2005年，中國(guó)共生產(chǎn)燃料乙醇81萬(wàn)噸，在未來(lái)幾年中國(guó)對(duì)石油進(jìn)口依靠度加深、國(guó)際石油價(jià)格進(jìn)入高價(jià)時(shí)代等大背景下，國(guó)內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)能擴(kuò)大已經(jīng)成為不可阻擋的趨向，加上國(guó)家的財(cái)政補(bǔ)貼，燃料乙醇的利潤(rùn)空間也在逐漸上升。預(yù)計(jì)未來(lái)10年內(nèi)，全球燃料乙醇年消費(fèi)量將達(dá)到160億180億加侖，中國(guó)燃料乙醇需求量保守估計(jì)每年也將達(dá)500萬(wàn)噸8。同時(shí)，中國(guó)生物柴油的發(fā)展?jié)摿σ蚕喈?dāng)大。麻瘋樹(shù)、

28、黃連木等油料植物可滿足500萬(wàn)t/a生物柴油裝置的原料需求，廢棄動(dòng)植物油回收每年可生產(chǎn)約200萬(wàn)噸生物柴油。近年來(lái)，中國(guó)相繼建成了許多年產(chǎn)量過(guò)萬(wàn)噸的生物柴油廠。預(yù)計(jì)到2010年，中國(guó)生物柴油需求量將達(dá)2000萬(wàn)噸。2）生態(tài)型經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要生物質(zhì)能源。隨著國(guó)家和社會(huì)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的逐步重視，生態(tài)型能源也將會(huì)越來(lái)越受歡迎。如用燃料乙醇、生物柴油來(lái)替代或部分替代常規(guī)汽油或柴油，可大幅度減少汽車有害尾氣排放量。面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)重的白色污染，生物塑料有著廣泛的需求市場(chǎng)。為改善農(nóng)村的生產(chǎn)、生活環(huán)境，提高農(nóng)民的生活質(zhì)量，以作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)林廢棄物和環(huán)境污染物為原料，使之無(wú)害化和資源化，生產(chǎn)生物質(zhì)可燃?xì)?/p>

29、等作為他們的生活能源，一舉改變?cè)瓉?lái)直接燃用秸稈薪柴煙薰火燎的炊事取暖局面，起到既辦實(shí)事又賺效益的功效。3）邊遠(yuǎn)地區(qū)需要生物質(zhì)能源。中國(guó)的邊遠(yuǎn)、窮困地區(qū)多缺電、少能，但生物質(zhì)資源豐富，并可以利用邊際性土地生產(chǎn)能源作物，以它們?yōu)樵?，可以進(jìn)行生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)，利用生物質(zhì)氣化技術(shù)建設(shè)沼氣工程等發(fā)電、產(chǎn)熱、供能，滿足邊遠(yuǎn)地區(qū)廣大農(nóng)民的能量、燃料需要。5生物質(zhì)能源進(jìn)一步利用的方向和辦法51生物質(zhì)能源的發(fā)展方向開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是中國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)工程，應(yīng)實(shí)現(xiàn)”兩個(gè)結(jié)合”，即做到”和經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合”和”和中低產(chǎn)田改造及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合”。根據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的特征，生

30、物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用既要學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，又要強(qiáng)調(diào)自身的特色。1）加強(qiáng)生物質(zhì)工業(yè)化應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)。加大生物質(zhì)能源利用的比重，提高生物質(zhì)能在能源領(lǐng)域的地位，擴(kuò)大生物質(zhì)能的影響，為生物質(zhì)能源今后的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件。2）充分發(fā)揮生物質(zhì)能作為農(nóng)村補(bǔ)充能源的功能。為農(nóng)村提供清潔的能源，改善農(nóng)村生活環(huán)境，提高農(nóng)民生活質(zhì)量。這包括沼氣利用、小型氣化發(fā)電等實(shí)用技術(shù)。3）探究生物質(zhì)能向高品位能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的技術(shù)。以先進(jìn)技術(shù)提高生物質(zhì)能的利用價(jià)值，為未來(lái)多途徑利用生物質(zhì)能，更好地發(fā)揮生物質(zhì)能的功能奠定基礎(chǔ)。4）開(kāi)發(fā)新的能源資源。以現(xiàn)有的資源為基礎(chǔ)，利用山地、荒地和沙漠等邊際性土地，發(fā)展新的生物質(zhì)能資源，探究、培

31、育、開(kāi)發(fā)速生、高產(chǎn)的植物品種，在當(dāng)前條件答應(yīng)的地區(qū)發(fā)展能源農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)，建立生物質(zhì)能源基地，生產(chǎn)規(guī)?；哪举|(zhì)或植物油等能源資源。52生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)辦法依據(jù)上述生物質(zhì)能源的發(fā)展方向，針對(duì)性地提出以下應(yīng)對(duì)辦法。1）提供政策支持?？紤]到生物質(zhì)能源發(fā)展在成本上尚難和石油基產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)家要有計(jì)劃、有步驟地支持一批新能源骨干企業(yè)的發(fā)展，在投資、價(jià)格和稅收等方面給予相關(guān)政策性補(bǔ)貼。開(kāi)展國(guó)際合作，引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和資金；建立專門(mén)的生物質(zhì)能源資源展示區(qū)，增加公眾認(rèn)知度及節(jié)能意識(shí)。2）推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)制定整體性科技研發(fā)計(jì)劃，啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，建立國(guó)家級(jí)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，抓好產(chǎn)品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。相關(guān)部門(mén)要

32、加強(qiáng)生物質(zhì)能源利用技術(shù)的商品化，制定嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督和市場(chǎng)管理，規(guī)范市場(chǎng)活動(dòng)，為生物質(zhì)技術(shù)的推廣創(chuàng)造良好的市場(chǎng)環(huán)境。生物質(zhì)能源企業(yè)要依靠科技進(jìn)步和提升經(jīng)營(yíng)管理水平來(lái)加強(qiáng)生物質(zhì)能源的綜合利用和產(chǎn)品多元化，從不同環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調(diào)布局并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，使產(chǎn)出和效益最大化。3）擴(kuò)大工業(yè)化生產(chǎn)。加強(qiáng)生物質(zhì)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，在示范應(yīng)用中解決關(guān)鍵的技術(shù)，重點(diǎn)突破推廣應(yīng)用中出現(xiàn)的技術(shù)難題，在生產(chǎn)實(shí)踐中提高并檢驗(yàn)生物質(zhì)能技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為大規(guī)模應(yīng)用生物質(zhì)能源創(chuàng)造條件。當(dāng)前及今后一段時(shí)間可以將燃料乙醇、生物柴油、生物乙烯、生物塑料以及沼氣發(fā)電和固化成型燃料等作為主導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。4）加快技術(shù)

33、探究。要分層次、按類別逐步推進(jìn)生物質(zhì)能的科研工作，堅(jiān)持點(diǎn)面結(jié)合、整體推進(jìn)的原則，將近、中、遠(yuǎn)期目標(biāo)相結(jié)合。既要支持前景好的基礎(chǔ)性探究，如秸稈能源利用，有機(jī)垃圾處理及能源化，工業(yè)有機(jī)廢渣和廢水處理及能源化等，也要推動(dòng)技術(shù)相對(duì)成熟的項(xiàng)目進(jìn)入中試階段或產(chǎn)業(yè)化，如高效生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)、有機(jī)垃圾IGCC發(fā)電技術(shù)、高效厭氧處理及沼氣回收技術(shù)、纖維素制取酒精技術(shù)、生物質(zhì)裂解液化技術(shù)、能源植物培育及利用技術(shù)、生物質(zhì)制氧等先進(jìn)技術(shù)，爭(zhēng)取短期內(nèi)取得“點(diǎn)”上的突破。53生物質(zhì)能源發(fā)展須協(xié)調(diào)處理的關(guān)系隨著中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源發(fā)展時(shí)機(jī)的逐步成熟，國(guó)內(nèi)企業(yè)和各地的生產(chǎn)熱情日益高漲，可能會(huì)產(chǎn)生一些盲目蠻干的勢(shì)頭，而發(fā)展生物

34、質(zhì)能源是一項(xiàng)涉及長(zhǎng)遠(yuǎn)的系統(tǒng)工程，因此必須加強(qiáng)引導(dǎo)，按照經(jīng)濟(jì)規(guī)律運(yùn)做。統(tǒng)籌考慮各種因素，生物質(zhì)能源的發(fā)展需要正確處理好以下關(guān)系。1）確保糧食平安和發(fā)展能源作物并重。一要堅(jiān)持基本農(nóng)田保護(hù)制度不動(dòng)搖，不能因?yàn)殚_(kāi)發(fā)種植能源作物，破壞或減少基本農(nóng)田。二是大力引導(dǎo)在荒山、廢棄地開(kāi)發(fā)種植木薯、甜高粱、木本油料植物等。三是充分發(fā)掘農(nóng)林廢棄物的利用潛力，變廢為寶。2）穩(wěn)定傳統(tǒng)能源和發(fā)展生物質(zhì)能源并行。當(dāng)前首先要做好傳統(tǒng)能源的開(kāi)發(fā)利用工作，同時(shí)積極發(fā)展生物質(zhì)能源，盡可能做到兩者有機(jī)配合，共同保障國(guó)家能源平安。3）立足市場(chǎng)和政府支持并立。要嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，提高市場(chǎng)進(jìn)入的技術(shù)、資金門(mén)檻，確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保達(dá)標(biāo)，杜絕環(huán)境污染。同時(shí)，按照鼓勵(lì)先進(jìn)的原則，在以上市場(chǎng)準(zhǔn)入的企業(yè)中，實(shí)行招標(biāo)制度，對(duì)效率高、補(bǔ)貼低的企業(yè)和實(shí)體給予支持。4）全面推進(jìn)和因地制宜并慮