生物質(zhì)能源論文

1、一種新興能源生物質(zhì)能源摘要:生物質(zhì)能源作為一種能夠進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的可再生能源正日益受到世界各國的青睞和重 視, 發(fā)展生物質(zhì)能源對于緩解能源危機(jī)、 保護(hù)國家安全等都有著極其重要的意義, 從生物質(zhì) 能源的概念入手, 綜述和探討了國內(nèi)外生物質(zhì)能源的發(fā)展?fàn)顩r, 展望了中國生物質(zhì)能源開發(fā) 的廣闊前景,并進(jìn)一步提出了生物質(zhì)能源今后發(fā)展的方向與措施。關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能源;開發(fā);利用Abstract: Aiming at the grave significance of biomass energy to economic development, this paper, starting from the c

2、oncept 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 ; utilization0 前言20世紀(jì) 70年代以來,面對常規(guī)礦物能源的日益枯竭

3、和環(huán)境的逐漸惡化,世界許 多國家將目光逐漸轉(zhuǎn)移到了具備可再生、環(huán)保、可轉(zhuǎn)化等優(yōu)點的生物質(zhì)能源上。 改革開放以后,中國也逐步邁上了發(fā)展生物質(zhì)能源的軌道。進(jìn)入 21世紀(jì),誰能 把握住生物質(zhì)能源開發(fā)利用的先機(jī), 誰將在未來的國際競爭中立于不敗之地。 因 此, 應(yīng)該提高對發(fā)展生物質(zhì)能源重要性的認(rèn)識, 為順利開展生物質(zhì)能源的開發(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)是一種通過大氣, 水, 大地以及陽光有機(jī)協(xié)作產(chǎn)生的可持續(xù)性資源。 生物 質(zhì)如果沒有通過能源或物質(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)能是以生物質(zhì)為載體的能量, 即通過植物光合作用把太陽能以化學(xué)能形式 在

4、生物質(zhì)中存儲的一種能量形式。 碳水化合物是光能儲藏庫, 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)作用 影響 下轉(zhuǎn)化而成的。所以說,生物質(zhì)是能源之源。2 生物質(zhì)能源開發(fā)利用的必要性2.1緩解能源、環(huán)境危機(jī)的必然選擇改革開放以來, 中國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展, 雖然經(jīng)濟(jì)增長方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn) 變, 但對于礦物能源的需求量仍與日俱增, 然而中國的常規(guī)能源儲備和開發(fā)利用 潛力卻不容樂觀, 每年尚需要從國外大量進(jìn)口石油, 潛在的能源危機(jī)將逐步威脅 中國經(jīng)濟(jì)

5、的快速發(fā)展。 同時, 中國的環(huán)境壓力也在不斷加大。 環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)已 被納入國家的發(fā)展戰(zhàn)略, 生態(tài)型、 循環(huán)型能源的開發(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再生能源身上。 生物柴油富含氧, 與普通 柴油混合使用,可使燃燒更加充分,據(jù)檢測,生物柴油無毒,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 90%;使用生 物塑料能解決白色污染 問題 。 同時生物質(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, 使之無害化和資源化, 將植物蓄存的光能與物質(zhì)資 源深度開發(fā)和循環(huán)利用, 符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。 因此,

6、 生物質(zhì)能源既能滿足 緩解能源危機(jī)的需要, 又符合保護(hù)環(huán)境、 實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求, 是中國進(jìn)行可 再生能源開發(fā)利用的必然選擇。2.2保障國家安全的現(xiàn)實需要隨著能源危機(jī)的逐步擴(kuò)大, 各國對本國常規(guī)能源資源的保護(hù)和對國外能源市場的 爭奪將日益升級, 極不利于世界的和平與穩(wěn)定。 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, 甚至可以通過高技術(shù)手段從外太空獲 得能源, 但后兩者蘊藏著巨大的風(fēng)險。 相比之下, 生物質(zhì)能源則是能生產(chǎn)出其它 能源的最安全、 最穩(wěn)定的能源中國在生物質(zhì)能源發(fā)展方面也作出了積極部署。 據(jù) 推算, 利用中國現(xiàn)有生物質(zhì)資源的一半, 以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)燃料

7、乙醇、 生物柴 油、 生物基塑料各達(dá)年產(chǎn) 1200萬噸生產(chǎn)能力計, 可以大大減輕中國外交、 援助、 貸款的壓力, 降低遭訛詐、 受制于人的危險, 減少資金投入和 政治 外交代價付出。 從這些意義上說, 發(fā)展生物質(zhì)能源無疑是保障國家能源安全、 國防安全和經(jīng)濟(jì)安 全的大戰(zhàn)略。3 生物質(zhì)能源的利用現(xiàn)狀3.1國外生物質(zhì)能源的利用概況生物質(zhì)能源的開發(fā)利用早已引起世界各國政府和 科學(xué) 家的關(guān)注, 許多國家都制定 了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃。 美國已做出到 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

8、光計劃 ” 及 “ 綠色能源工程計劃 ” 。 國外對生物質(zhì)能源的開 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)液體燃料技術(shù)等。3.2中國生物質(zhì)能源的利用狀況中國政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源的利用極為重視, 中央幾位主要領(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, 國家科委已連續(xù)在三個國家五年計劃中 將生物質(zhì)能技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點研究項目。 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, 取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 同 時, 中國已組建起了一支高水平的科研隊伍, 擁有一批致力

9、于生物質(zhì)能源技術(shù)研 究與開發(fā)的著名專家學(xué)者,具備一定的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)。4 生物質(zhì)能源的開發(fā)前景4.1 生物質(zhì)資源豐富中國 生物質(zhì)資源開發(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)資源可達(dá) 650億噸以上。以平均熱值為 15 000kJ/kg計算 ,折合 理論資源量為 33億標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于中國 目前 年總能耗的 3倍以上。目前實際可 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, 目前中國秸稈資源量已超過 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

10、可作為能源 被利用。薪柴的來源主要為林業(yè)采伐、育林修剪和薪炭林。一項調(diào)查表明:中國 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;城市垃圾資源可折合標(biāo)準(zhǔn)煤 1.2億噸左右,并以每年 8%10%的 速度增加。 這些都是中國 發(fā)展 生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定資源。 此外, 中國還有 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, 這對生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)而 言是一筆寶貴的財富。4.2市場需求旺盛隨著國民 經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展和人們生活水平的提高, 市場對于可再生能源的需求量將會 越來越大,生物質(zhì)能源的市場前景十分誘人。1 國家對于能源的需求要求生物質(zhì)

11、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,中國共生產(chǎn)燃料乙醇 81萬噸, 在未來幾年中國對石油進(jìn)口依賴度加深、國際石油價格進(jìn)入高價 時代 等大背景 下, 國內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)能擴(kuò)大已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢, 加上國家的財政補(bǔ)貼, 燃 料乙醇的利潤空間也在逐漸上升。預(yù)計未來 10年內(nèi),全球燃料乙醇年消費量將 達(dá)到 160億180億加侖,中國燃料乙醇需求量保守估計每年也將達(dá) 500萬噸。 同時,中國生物柴油的發(fā)展?jié)摿σ蚕喈?dāng)大。麻瘋樹、黃連木等油料植物可滿足 500萬 t/a生物柴油裝置的原料需求,廢棄動植物油回收每年可生產(chǎn)約 200萬噸 生物柴油。近年來,中國相繼建成了許多年產(chǎn)量過萬

12、噸的生物柴油廠。預(yù)計到 2010年,中國生物柴油需求量將達(dá) 2000萬噸。2生態(tài)型經(jīng)濟(jì) 社會 發(fā)展需要生物質(zhì)能源。隨著國家和社會對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的逐步重視,生態(tài)型能源也將會越來越受歡 迎。 如用燃料乙醇、 生物柴油來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。 面對越來越嚴(yán)重的白色污染, 生物塑料有著廣泛的需求市 場。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, 生產(chǎn)生物質(zhì)可燃?xì)獾茸鳛樗麄兊纳钅茉? 一舉改變原來直接燃用秸稈薪柴煙薰火燎的炊事取暖局面, 起到既辦實事又賺效 益的功效。3 邊遠(yuǎn)地區(qū)需要生物質(zhì)能

13、源。中國的邊遠(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)一步利用的方向與措施5.1生物質(zhì)能源的發(fā)展方向開發(fā)生物質(zhì)能源是一項系統(tǒng)工程, 是中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)工程, 應(yīng)實 現(xiàn) " 兩個結(jié)合 " , 即做到 " 與經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合 " 和 " 與中低產(chǎn)田改造及 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合 " 。根據(jù)中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的特點,生物質(zhì)能源的開發(fā)利

14、用 既要 學(xué)習(xí) 國外的先進(jìn)經(jīng)驗,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)。2充分發(fā)揮生物質(zhì)能作為農(nóng)村補(bǔ)充能源的作用。3 研究 生物質(zhì)能向高品位能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的技術(shù)。4開發(fā)新的能源資源。5.2生物質(zhì)能源的開發(fā)措施依據(jù)上述生物質(zhì)能源的發(fā)展方向,針對性地提出以下應(yīng)對措施。1提供政策支持。國家要有計劃、有步驟地支持一批新能源骨干 企業(yè) 的發(fā)展, 在投資、 價格和稅收等方面給予相關(guān)政策性補(bǔ)貼; 開展國際合作, 引進(jìn)國際先進(jìn) 技術(shù)和資金;建立專門的生物質(zhì)能源資源展示區(qū),增加公眾認(rèn)知度及節(jié)能意識。2推動產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)制定整體性 科技 研發(fā)計劃,啟動產(chǎn)業(yè)化項目,建立國家級的 質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng), 抓好產(chǎn)

15、品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化和通用化。 相關(guān)部門要加強(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)督和市場管理, 規(guī) 范市場活動, 為生物質(zhì)技術(shù)的推廣創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。 生物質(zhì)能源企業(yè)要依靠科技進(jìn)步和提升經(jīng)營管理水平來加強(qiáng)生物質(zhì)能源的綜合利用與產(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)與工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系,在示范應(yīng)用中解決關(guān) 鍵的技術(shù), 重點突破推廣應(yīng)用中出現(xiàn)的技術(shù)難題, 在生產(chǎn)實踐中提高并檢驗生物 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。6 結(jié)論生物質(zhì)能源作為一種能夠進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的可再生能源正日益

16、受到世界各國的青 睞和重視, 發(fā)展生物質(zhì)能源對于緩解能源危機(jī)、 保護(hù)國家安全等都有著極其重要 的意義。中國化石能源資源有限,但幅員遼闊,生物質(zhì)資源豐富,且具備較好的 技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展條件,進(jìn)行生物質(zhì)能源的開發(fā)利用有著得天獨厚的優(yōu)勢。同時, 中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)、 技術(shù)的發(fā)展同美國、 歐盟等發(fā)達(dá)國家尚有一定的差距, 因 此,應(yīng)當(dāng)認(rèn)清形勢,找出不足,發(fā)揮優(yōu)勢,奮起直追,力爭在最短的時間內(nèi)達(dá)到 世界先進(jìn)水平, 形成穩(wěn)固的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè), 為保障中國的國家安全、 經(jīng)濟(jì)安全 蓄積能源,為建設(shè)社會主義新農(nóng)村、構(gòu)建社會主義和諧社會發(fā)揮熱量。參考文獻(xiàn)1 馮玉杰 . 現(xiàn)代 生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用 M. 北京 :

17、化學(xué)工業(yè)出版社 . 2004. 3.2 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(xué)工業(yè)出版社 . 2003. 5.3 姚向君 , 田宜水 . 生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù) M. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2004.11.4 Venkataraman C,Thomas S,Kulkarni P. Size distributions of polycyclic aromatic hydrocarbons-gas/particle Partitioning to urban aerosolsJ.Journal of Aerosol Science,1999,30:759770.5 Kusdiana D, Saka S. Kinetics of transesterification in rape seed oil to biodiesel fuel as treated in super