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PAGEPAGE67新能源論文摘要能源是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),在社會可持續(xù)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。由于世界能源消費(fèi)劇增,煤炭、石油、天然氣等化石能源(資源)消耗迅速,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化,人類社會的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。這一現(xiàn)狀使得可再生清潔能源的開發(fā)利用越來越得到各國的重視。生物質(zhì)能是地球上豐富的可再生能源,其蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量巨大,具有廣闊的開發(fā)利用前景。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,有著豐富的生物質(zhì)資源,因此,開發(fā)利用生物質(zhì)能源,對緩解我國能源、環(huán)境及生態(tài)問題具有重要的意義。關(guān)鍵詞:新能源、生物質(zhì)能、利用、展望外文摘要Title:ThedevelopmentofnewenergyandbiomassenergysituationandanalysisAbstractEnergyistheeconomicandsocialdevelopmentofimportantmaterialbasis,insocialsustainabledevelopmentplaysavitalrole.Astheworld'senergyconsumptionissoaring,coal,petroleum,naturalgas,fossilenergyconsumption(resource),thedeteriorationoftheecologicalenvironment,especiallyforgreenhousegasemissionscausinggrowingglobalclimatechange,sustainabledevelopmentofhumansocietyisseriouslythreatened.Thissituationmakesrenewablecleanenergydevelopmentandutilizationofmoreandmoregettheattentionofcountries.Bioenergyisrichinrenewableenergy,itsEndowmentandyieldenormous,withvastpotential.Chinaisabigcountry,agriculturehasabundantbiomassresources,therefore,utilizationofbiomassenergy,toreduceourenergy,environmentalandecologicalissuesareofgreatsignificance.Keywords:newenergy,biomassenergy,useandOutlook第一部分概述能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產(chǎn)生各種能量(如熱量、電能、光能和機(jī)械能等)或可做功的物質(zhì)的統(tǒng)稱。是指能夠直接取得或者通過加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源,包括煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等一次能源和電力、熱力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源。新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部伸出所產(chǎn)生的熱能。包括了太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。也可以說,新能源包括各種可再能源和核能。相對于傳統(tǒng)能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由于很多新能源分布均勻,對于解決由能源引發(fā)的戰(zhàn)爭也有著重要意義。據(jù)世界斷言,石油,煤礦等資源將加速減少。核能、\o"太陽能"太陽能即將成為主要能源。聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電、太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能;穿透生物質(zhì)能。一般地說,常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源,而把太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能以及\o"核能"核能、氫能等作為新能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立,過去一直被是做垃圾的工業(yè)與生活有機(jī)廢棄物被重新認(rèn)識,作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而受到深入的研究和開發(fā)利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術(shù)的一種形式。新近才被人類開發(fā)利用、有待于進(jìn)一步研究發(fā)展的能量資源稱為新能源,相對于常規(guī)能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內(nèi)容。當(dāng)今社會,新能源通常指核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫氣等。按類別可分為:太陽能風(fēng)力發(fā)電生物質(zhì)能生物柴油燃料乙醇新能源汽車燃料電池氫能垃圾發(fā)電建筑節(jié)能地?zé)崮芏酌芽扇急取kS著全球各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對新能源需求的日益增加,現(xiàn)在許多國家都更加重視對可再生能源、環(huán)保能源以及新型能源的開發(fā)與研究;同時我們也相信隨著人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,專家們會不斷開發(fā)研究出更多新能源來替代現(xiàn)有能源,以滿足全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類生存對能源的高度需求,而且我們能夠預(yù)計地球上還有很多尚未被人類發(fā)現(xiàn)的新能源正等待我們?nèi)ヌ綄づc研究。據(jù)估算,每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦,其中可開發(fā)利用500~1000億度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地?zé)崮苜Y源指陸地下5000米深度內(nèi)的巖石和水體的總含熱量。其中全球陸地部分3公里深度內(nèi)、150℃以上的高溫地?zé)崮苜Y源為140萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,目前一些國家已著手商業(yè)開發(fā)利用。世界風(fēng)能的潛力約3500億千瓦,因風(fēng)力斷續(xù)分散,難以經(jīng)濟(jì)地利用,今后輸能儲能技術(shù)如有重大改進(jìn),風(fēng)力利用將會增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲量十分可觀。限于技術(shù)水平,現(xiàn)尚處于小規(guī)模研究階段。當(dāng)前由于新能源的利用技術(shù)尚不成熟,故只占世界所需總能量的很小部分,今后有很大發(fā)展前途。隨著能源危機(jī)日益臨近,新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有資源優(yōu)勢,最近快速增長。據(jù)統(tǒng)計,到2008年底,中國水電裝機(jī)達(dá)到1.75億千瓦,居世界第一,中國風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)1215.3萬千瓦,居世界第五,太陽能光伏電池生產(chǎn)國已連續(xù)兩年成為世界第一。但中國的新能源產(chǎn)業(yè)仍存在技術(shù)和市場瓶頸,面臨缺乏人才以及成本高的困境。中國新能源發(fā)展目標(biāo)規(guī)劃明晰,重點發(fā)展水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和太陽能,未來10年新能源發(fā)展將邁上新臺階。發(fā)展新能源有助于解決能源不足的問題,有利于培育新的經(jīng)濟(jì)增長點,推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,有利于緩解環(huán)境保護(hù)的壓力。第二部分新能源的常見形式概述太陽能太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢能等由太陽能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。利用太陽能的方法主要有:太陽電能池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電等?,F(xiàn)在很多公司已經(jīng)開始著手利用太陽能,例如青島凌鼎新能源有限公司就利用太陽能研發(fā)了太陽灶、太陽能烤箱、太陽灶反光膜、太陽能開水器等系列產(chǎn)品。太陽能清潔環(huán)保,無任何污染,利用價值高,太陽能更沒有能源短缺這一說,其種種優(yōu)點決定了其在能源更替中的不可取代的地位。太陽能可分為3種:1.太陽能光伏光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導(dǎo)致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計算機(jī)提供能源,較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋照明,并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產(chǎn)生更多電力。近年,天臺及建筑物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。2.太陽熱能現(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合,并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒硎占柲芡猓ㄖ镆嗫衫锰柕墓夂蜔崮?,方法是在設(shè)計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。3.太陽光合能:植物利用太陽光進(jìn)行光合作用,合成有機(jī)物。因此,可以人為模擬植物光合作用,大量合成人類需要的有機(jī)物,提高太陽能利用效率。核能核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質(zhì)量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:A.核裂變能所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、钚-239等)的裂變釋放出的能量B.核聚變能由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結(jié)合成一個較重的原子核,同時發(fā)生質(zhì)量虧損釋放出巨大能量的反應(yīng)叫做核聚變反應(yīng),其釋放出的能量稱為核聚變能。C.核衰變核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用核能的利用存在的主要問題:(1)資源利用率低(2)反應(yīng)后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術(shù)尚未完全解決(3)反應(yīng)堆的安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進(jìn)(4)核不擴(kuò)散要求的約束,即核電站反應(yīng)堆中生成的钚-239受控制(5)核電建設(shè)投資費(fèi)用仍然比常規(guī)能源發(fā)電高,投資風(fēng)險較大海洋能海洋能指蘊(yùn)藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點,是一項亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。波浪發(fā)電,據(jù)科學(xué)家推算,地球上波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)90萬億度。目前,海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電來照明。大型波浪發(fā)電機(jī)組也已問世。我國在也對波浪發(fā)電進(jìn)行研究和試驗,并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。將來的世界,每一個海洋里都會有屬于我們中國的波能發(fā)電廠。波能將會為我國的電業(yè)作出很大貢獻(xiàn)。潮汐發(fā)電,據(jù)世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬千瓦,已經(jīng)工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總?cè)萘窟_(dá)到3000千瓦。風(fēng)能風(fēng)能是太陽輻射下流動所形成的。風(fēng)能與其他能源相比,具有明顯的優(yōu)勢,它蘊(yùn)藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。風(fēng)力發(fā)電,是當(dāng)代人利用風(fēng)能最常見的形式,自19世紀(jì)末,丹麥研制成風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來,人們認(rèn)識到石油等能源會枯竭,才重視風(fēng)能的發(fā)展,利用風(fēng)來做其它的事情。1977年,聯(lián)邦德國在著名的風(fēng)谷--石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個世界上最大的發(fā)電風(fēng)車。該風(fēng)車高150米,每個漿葉長40米,重18噸,用玻璃鋼制成。到1994年,全世界的風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)到300萬千瓦左右,每年發(fā)電約50億千瓦時。生物質(zhì)能生物質(zhì)能來源于生物質(zhì),也是太陽能以化學(xué)能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸,其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。2006年底全國已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池1870萬口,生活污水凈化沼氣池14萬處,畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)廢水沼氣工程2,000多處,年產(chǎn)沼氣約90億立方米,為近8000萬農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料。中國已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?006年用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺,村鎮(zhèn)級秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,000萬立方米。地?zé)崮艿厍騼?nèi)部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學(xué)反應(yīng)和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國地?zé)豳Y源豐富,分布廣泛,已有5500處地?zé)狳c,地?zé)崽?5個,地?zé)豳Y源總量約320萬兆瓦。氫能在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應(yīng)用面廣等獨特優(yōu)點脫穎而出,將成為21世紀(jì)最理想的新能源。氫能可應(yīng)用于航天航空、汽車的燃料,等高熱行業(yè)。海洋滲透能如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那么把兩種溶液放在一起并用一種滲透膜隔離后,會產(chǎn)生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河里流動的是淡水,而海洋中存在的是咸水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入???,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入??诜胖靡粋€渦輪發(fā)電機(jī),淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機(jī)來發(fā)電。海洋滲透能是一種十分環(huán)保的綠色能源,它既不產(chǎn)生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發(fā)電廠的發(fā)電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當(dāng)然發(fā)電廠附近必須有淡水的供給。據(jù)挪威能源集團(tuán)的負(fù)責(zé)人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發(fā)電,全球范圍內(nèi)年度發(fā)電量可以達(dá)到16000億度。水能水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅(qū)動地球上水循環(huán),使之持續(xù)進(jìn)行。地表水的流動是重要的一環(huán),在落差大、流量大的地區(qū),水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運(yùn)動均可以用來發(fā)電。波能即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據(jù)推測,地球上海洋波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)9×104TW。近年來,在各國的新能源開發(fā)計劃中,波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高,需要進(jìn)一步完善,但目前的進(jìn)展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價值。日本的一座海洋波能發(fā)電廠已運(yùn)行8年,電廠的發(fā)電成本雖高于其它發(fā)電方式,但對于邊遠(yuǎn)島嶼來說,可節(jié)省電力傳輸?shù)韧顿Y費(fèi)用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發(fā)電站,且均運(yùn)行良好。可燃冰這是一種甲烷與水結(jié)合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱“可燃冰”??扇急诘蜏馗邏合鲁史€(wěn)定狀態(tài),冰融化所釋放的可燃?xì)怏w相當(dāng)于原來固體化合物體積的100倍。據(jù)測算,可燃冰的蘊(yùn)藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。煤層氣煤在形成過程中由于溫度及壓力增加,在產(chǎn)生變質(zhì)作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產(chǎn)生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產(chǎn)生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產(chǎn)生400m3氣??茖W(xué)家估計,地球上煤層氣可達(dá)2000Tm3。微生物世界上有不少國家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發(fā)酵,可制成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料豐富,成本低廉。據(jù)報道,巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達(dá)幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可制取氫氣,以開辟能源的新途徑。第三部分中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和展望中國在發(fā)展新能源領(lǐng)域已經(jīng)取得非常大的進(jìn)展,在多個領(lǐng)域世界排名第一。目前,我國太陽能制造能力和太陽能利用面積已經(jīng)達(dá)到世界第一,風(fēng)電連續(xù)幾年成倍增長,2009年新增風(fēng)力裝機(jī)1000多萬千瓦,居世界第一,其次是美國和德國。從累計裝機(jī)來看,位于美國、德國之后,排名第三。⑴新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀□新能源可以分為新能源開發(fā)和傳統(tǒng)能源的技術(shù)創(chuàng)新–一方面是指太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、水能和海洋能等新型能源。–另一方面是指對傳統(tǒng)的能源進(jìn)行技術(shù)變革所形成的新的能源?!踉诟鞣N新能源產(chǎn)業(yè)中,風(fēng)力發(fā)電增長最快–中國風(fēng)能資源豐富,小型風(fēng)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展成熟,陸上風(fēng)能儲量約2.53億千瓦,海上儲量7.5億千瓦–設(shè)備國產(chǎn)化程度較低,發(fā)電成本高是中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸尚不具備生產(chǎn)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能力,80%的設(shè)備需要進(jìn)口,與煤電相比,風(fēng)電的成本要高33%~60%。中國風(fēng)能資源普遍分布在西部地區(qū),而電力主要用戶則是分布在東部沿海,風(fēng)電傳輸成本較高?!跛姲l(fā)展成熟,裝機(jī)總?cè)萘烤邮澜绲谝花C水能資源豐富,水電生產(chǎn)技術(shù)成熟,并形成了完備的產(chǎn)業(yè)體系水能資源理論蘊(yùn)藏量6.94億千瓦,中國水電技術(shù)開始向發(fā)展中國家大規(guī)模輸出水電技術(shù)。–投資不足以及環(huán)境和移民問題是中國水電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。一直以來,投資不足是制約水電建設(shè)的主要因素,而今后,環(huán)境和移民問題特別是水庫移民問題將成為制約水電建設(shè)新的瓶頸?!跆柲墚a(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段,生產(chǎn)規(guī)模世界第一–中國是重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國,已連續(xù)兩年成為世界第一。–太陽能資源豐富,技術(shù)不斷提高,初步形成產(chǎn)業(yè)化。年太陽輻射總量高于5000MJ/m,年日照時數(shù)大于2000h,絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kwh/m以上,太陽能理論儲量達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。–設(shè)備依賴進(jìn)口,產(chǎn)業(yè)缺乏統(tǒng)籌,市場規(guī)模偏小是太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。光伏產(chǎn)業(yè)兩頭在外,90%以上的原料和市場均依賴國外,關(guān)鍵設(shè)備全靠進(jìn)口,產(chǎn)業(yè)利潤有限。光伏產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用于邊遠(yuǎn)地區(qū),發(fā)展缺少統(tǒng)籌安排,市場狹小且競爭無序?!鹾穗娫鏊俜啪彛傃b機(jī)容量落后于發(fā)達(dá)國家–到2009年底,國內(nèi)核電總裝機(jī)容量為985萬千瓦,占中國總裝機(jī)容量1.1%左–右。–核電產(chǎn)業(yè)缺乏長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃,基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)資金匱乏,設(shè)施裝備落后,造成人才流失嚴(yán)重,核電技術(shù)與設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)展緩慢?!跎镔|(zhì)能應(yīng)用廣泛,但目前處于初期發(fā)展階段–截至2008年底,國能15家生物發(fā)電廠共發(fā)出“綠色電力”26億度,生物質(zhì)能資源的消費(fèi)總量僅次于煤炭、石油、天然氣,位居第四位。–生物質(zhì)能資源豐富,發(fā)展?jié)摿薮螅艿赜蛸Y源等限制。生物能源發(fā)電目前受地域資源限制,分布不均導(dǎo)致成本較高,農(nóng)林廢棄物的收、儲、運(yùn)工作相當(dāng)復(fù)雜和艱巨,相關(guān)科研、技術(shù)和人才支撐不夠,研發(fā)滯后于企業(yè)發(fā)展要求。⑵中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策國家重點鼓勵發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)是水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽能□新增投資促進(jìn)水電建設(shè),實現(xiàn)2020年水電裝機(jī)容量達(dá)到3億千瓦的目標(biāo)–從2006年到2020年,新增1.9億千瓦,投資1.3萬億,鼓勵民資投資小水電,解決農(nóng)村和偏遠(yuǎn)山區(qū)用電困難?!豕膭铒L(fēng)電發(fā)展,實現(xiàn)2020年風(fēng)電1億千瓦的目標(biāo)–即將出臺的《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》將大大提升中國風(fēng)電的裝機(jī)容量,根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù),到2010年,風(fēng)電規(guī)模將達(dá)到2000萬千瓦,投資9000億元,到2020年,力爭在甘肅、內(nèi)蒙古、河北、東北,以及江蘇沿海等地建立若干個千萬千瓦風(fēng)電基地?!跸逻_(dá)補(bǔ)助資金,實現(xiàn)2020年太陽能發(fā)電180萬千瓦的目標(biāo)–2009年3月23日,財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺《關(guān)于加快推進(jìn)太陽能光電建筑應(yīng)用的實施意見》,并出臺了《太陽能光電建筑應(yīng)用財政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》。–2009年7月21日財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合宣布啟動金太陽示范工程,采取財政補(bǔ)助、科技支持和市場拉動方式,加快國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;l(fā)展,投資2000億,實現(xiàn)2020年生物發(fā)電達(dá)3000萬千瓦的目標(biāo)。–從2006年到2020年,生物質(zhì)發(fā)電新增裝機(jī)容量2800萬千瓦,約需投資2000億。–到2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)3000萬千瓦,在總發(fā)電裝機(jī)中的比重達(dá)到2%左右的發(fā)展目標(biāo)。=3\*GB2⑶國家制定政策以解決新能源發(fā)展中存在的問題□中國水電機(jī)組建設(shè)費(fèi)用高,發(fā)電效能不高–就2008年數(shù)據(jù)來看,水電裝機(jī)容量占整個發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的21.69%,但是只發(fā)出了占總電量16.4%的水電,尤其是水能資源最為豐富的西部地區(qū)更是沒有得到充分的利用□國家制定風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃,控制風(fēng)電盲目投資,提高風(fēng)電技術(shù)水平–風(fēng)電產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)問題十分突出,產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平落后,中國風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造企業(yè)超過80家,還有許多企業(yè)準(zhǔn)備進(jìn)入風(fēng)電裝備制造業(yè)。–加強(qiáng)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃工作,嚴(yán)格風(fēng)電項目核準(zhǔn)條件,2009年2月1日,國家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于落實風(fēng)電發(fā)展政策有關(guān)要求的通知》,提出對風(fēng)能資源進(jìn)行詳細(xì)測量評價的基礎(chǔ)上,對風(fēng)電的建設(shè)布局、開發(fā)時序進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。–積極提高風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的科技水平,2009年9月26日,國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見》建立和完善風(fēng)電裝備標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測和認(rèn)證體系,禁止落后技術(shù)產(chǎn)品和非準(zhǔn)入企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入市場。–將國內(nèi)風(fēng)電上網(wǎng)價格由項目招標(biāo)價改為固定區(qū)域標(biāo)桿價,2009年7月25日,國家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于完善風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》,將國內(nèi)風(fēng)電上網(wǎng)價格由項目招標(biāo)價改為固定區(qū)域標(biāo)桿價,樹立標(biāo)桿電價將控制風(fēng)電設(shè)備廠商低價惡性競爭的勢頭,標(biāo)桿電價將加大優(yōu)勢風(fēng)電整機(jī)廠的市場集中度,弱勢風(fēng)電整機(jī)企業(yè)則可能被整合?!跆柲墚a(chǎn)業(yè)投資過熱、亟需解決產(chǎn)能過剩的問題–2008年中國多晶硅產(chǎn)能2萬噸,產(chǎn)量4000噸左右,產(chǎn)能已明顯過剩。–2009年9月26日,國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見》對環(huán)保不達(dá)標(biāo)的多晶硅項目不予核準(zhǔn)或備案。–工信部正在與國家發(fā)改委聯(lián)合開展全國太陽能光伏企業(yè)調(diào)查,將出臺產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)文件,加快生物質(zhì)能開發(fā)步伐,加大投資、提高技術(shù)水平,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。–多方位政策支持生物能科技進(jìn)步,降低生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化成本,根據(jù)中國各地不同的自然資源條件和地理氣候特征,積極開展技術(shù)創(chuàng)新,實行秸稈氣化固化,大力推廣秸稈和糞便的資源化綜合利用技術(shù)。⑷新能源產(chǎn)業(yè)政策的中外比較□各國政府加大對新能源技術(shù)研發(fā)的投資–美國政府投入1500億美元資助新能源研究,歐盟投資約10億歐元用于燃料電池和氫能源的研究和發(fā)展。–中國對新能源技術(shù)開發(fā)的支持的幅度比美國、歐盟小□通過立法規(guī)范和促進(jìn)新能源的發(fā)展–美國新能源法——《2007可再生燃料、消費(fèi)者保護(hù)和能源效率法案》提高汽車耗油標(biāo)準(zhǔn),鼓勵大幅增加生物燃料乙醇使用量促進(jìn)新能源的使用。–法國通過立法提高汽車油耗標(biāo)準(zhǔn),形成了以保證能源供應(yīng)安全、保證能源價格具有競爭力、促進(jìn)可再生能源發(fā)展為三大基本目標(biāo)的能源政策。–中國能源法2008年著手制定,還有很多有待改進(jìn)之處?!跬ㄟ^政府采購為新能源發(fā)展提供必要的市場–美國法律要求政府必須購買國產(chǎn)高能效產(chǎn)品和“綠色”產(chǎn)品,帶動本國新能源的發(fā)展。–中國從2003年就發(fā)布文件要求采購環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品和節(jié)能產(chǎn)品,但一直沒有強(qiáng)制實施,“雷聲大,雨點小”?!豕膭蠲耖g投資,運(yùn)用民間資金彌補(bǔ)政府投資促進(jìn)新能源發(fā)展–菲律賓地?zé)犴椖康目焖俪晒﹄x不開民間投資的貢獻(xiàn)。–中國的新能源投資主要依賴于政府投資,一方面造成企業(yè)競爭性不足,難以實現(xiàn)核心技術(shù)的發(fā)展,另一方面政府資金有限,可能會忽視某些新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。⑸中國新能源產(chǎn)業(yè)綜合效益□發(fā)展新能源有助于解決能源不足的問題–預(yù)計到2015年新能源提供的電力、熱水和燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品的總量將達(dá)到4300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤(等價值),平均年增長率為17.32%,屆時新能源將在中國商品能源消費(fèi)中約占3.6%。□開發(fā)利用新能源有利于培育新的經(jīng)濟(jì)增長點、推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展–預(yù)計到2015年,能源供應(yīng)及其設(shè)備生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)所形成的年產(chǎn)值將近670億元,年均增長率超過15%?!躏L(fēng)電產(chǎn)業(yè)增長速度居各種新能源發(fā)展之首,前景看好–開發(fā)效率高,能夠有效緩解供電緊張的局面,可逐步形成有競爭力的新能源產(chǎn)業(yè)。–風(fēng)電是新型綠色能源,據(jù)統(tǒng)計,風(fēng)力發(fā)電每生產(chǎn)100萬千瓦時的電量,便能減少排放600噸的二氧化碳。□水電的應(yīng)用地域廣泛,能夠有效推進(jìn)西部地區(qū)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)–水電輻射面積廣,小水電代燃料工程擔(dān)負(fù)了中國近二分之一國土面積、四分之一人口的供電任務(wù),水電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有效促進(jìn)西部及農(nóng)村地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的興旺。–水電能夠有效地促進(jìn)西部地區(qū)的生態(tài)建設(shè)。實施小水電代燃料工程,推進(jìn)了中小流域綜合治理和梯級開發(fā),提高了防洪抗旱和水資源綜合利用能力。□太陽能的開發(fā)有利于解決電力消耗和環(huán)境問題–到2020年,中國太陽能熱水器總集熱面積達(dá)到約3億平方米,光伏發(fā)電約10萬千瓦時,將解決約100萬戶偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民生活用電問題。–太陽能發(fā)展能夠促進(jìn)系統(tǒng)安裝和生產(chǎn)配套設(shè)備以及大中型晶體硅、薄膜電池的芯片和組件等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。–太陽能熱可顯著減少煤炭消耗,也相應(yīng)減少煤炭開采的生態(tài)破壞和燃煤發(fā)電的水資源消耗?!鹾穗姰a(chǎn)業(yè)的發(fā)展將提高中國制造業(yè)整體水平–到2020年,中國核電裝機(jī)容量要從原計劃的4000萬千瓦發(fā)展到7000萬千瓦,3000萬千瓦擴(kuò)容將帶動約5230億元的總投資,商機(jī)巨大。–核電站的建設(shè)運(yùn)行為核電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)備維修企業(yè)以及核燃料生產(chǎn)和后處理的專業(yè)化公司帶來千億商機(jī)?!跎镔|(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將促關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展–生物質(zhì)能將推動工業(yè)和農(nóng)、林等產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展。–生物質(zhì)能的環(huán)保效應(yīng)明顯,生物質(zhì)從生長到燃燒總體上對環(huán)境不增加二氧化碳排放量。第四部分中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀生物質(zhì)能,是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。依據(jù)來源的不同,可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。林業(yè)資源:林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運(yùn)和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物,如果殼和果核等。農(nóng)業(yè)資源:農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源是指農(nóng)業(yè)作物(包括能源作物);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物,如農(nóng)作物收獲時殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物,如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳?xì)浠衔镏参锖退参锏葞最悺I钗鬯凸I(yè)有機(jī)廢水:生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機(jī)廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等,其中都富含有機(jī)物。城市固體廢物:城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾,商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成。其組成成分比較復(fù)雜,受當(dāng)?shù)鼐用竦钠骄钏?、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)建設(shè)、自然條件、傳統(tǒng)習(xí)慣以及季節(jié)變化等因素影響。畜禽糞便:畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱,它是其他形態(tài)生物質(zhì)(主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等)的轉(zhuǎn)化形式,包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。沼氣:沼氣就是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的一種可燃?xì)怏w,通常可以供農(nóng)家用來燒飯、照明。⑴國外及中國生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)七十年代石油危機(jī)以來,生物質(zhì)能的開發(fā)利用受到了各國的關(guān)注,生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)得到了較大的發(fā)展并廣泛應(yīng)用。丹麥率先研發(fā)的農(nóng)林生物質(zhì)能高效直燃發(fā)電技術(shù)被聯(lián)合國列為重點推廣項目。農(nóng)林生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)保持持續(xù)穩(wěn)定增長,主要集中在發(fā)達(dá)國家,但印度、巴西和東南亞等發(fā)展國家也積極研發(fā)或者引進(jìn)技術(shù)建設(shè)農(nóng)林生物質(zhì)能發(fā)電項目。在美國利用生物質(zhì)能發(fā)電已經(jīng)成為大量工業(yè)生產(chǎn)用電的選擇。2004年美國生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)720萬千瓦,占可再生能源發(fā)電裝機(jī)的41﹪。美國能源部提出了逐步提高綠色電力的發(fā)展計劃,到2010年美國新增約1100萬千瓦的生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)。在國土面積只有我國山東省面積1/4的丹麥已建立了15家大型生物質(zhì)能發(fā)電廠,年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬噸,提供丹麥全國5﹪的電力供應(yīng)。同時丹麥還有100多臺用漢語供熱的生物質(zhì)能鍋爐。近十幾年來,丹麥興建的熱電聯(lián)產(chǎn)項目都是以生物質(zhì)為燃料,還將過去許多燃煤供熱廠高位燃燒生物質(zhì)的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。芬蘭本國沒有化石燃料資源,因此大力發(fā)展可再生能源,目前生物質(zhì)發(fā)電量占本國發(fā)電量的11﹪,居世界第一位。德國對生物質(zhì)直燃發(fā)電業(yè)非常重視,在生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)用用方面也很普遍。截止2005年德國擁有140多個區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)的生物質(zhì)電廠,同時有近80個此類電廠在建設(shè)。據(jù)報道,到2020年,西方工業(yè)國家15﹪的店里將來自生物質(zhì)發(fā)電。屆時西方將有1億個家庭的電力來自生物質(zhì)發(fā)電,生物質(zhì)發(fā)電還為社會提供40萬個就業(yè)機(jī)會。在中國沼氣技術(shù)是發(fā)展最早、曾晉遍推廠的生物質(zhì)能源利用技術(shù)。70年代,中國為解決農(nóng)村能源短缺的問題,曾大力開發(fā)和推廣戶用沼氣地技術(shù),全國已建成525萬戶用沼氣池。在最近的連續(xù)三個五年計劃中,國家都將發(fā)展新的沼氣技術(shù)列為重點科技攻關(guān)項目,計劃實施了一大批沼氣及其利用的研究項目和示范工程。至今,中國已建設(shè)了大中型沼氣池3萬多個,總?cè)莘e超過137萬m3,年產(chǎn)沼氣5500萬m3,僅100m3以上規(guī)模的沼氣工程就達(dá)630多處,其中集中供氣站583處,用戶8.3萬戶,年均用氣量431m3,主要用于處理禽畜糞便和有機(jī)廢水。這些工程都取得了一定程度的環(huán)境效益和社會效益,對發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和中國厭氧技術(shù)起到了積極作用。在“九五”計劃中,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)重點項目,分別由中科院成都生物研究所和杭州能源環(huán)境研究所承擔(dān)實施,現(xiàn)已取得預(yù)期的進(jìn)展。中國厭氧技術(shù)及工程中存在的主要問題:相關(guān)技術(shù)研究少、輔助設(shè)備配套性差、自動化程度低、非標(biāo)設(shè)備加工粗糙、工程造價高、開放式前后處理的二次污染嚴(yán)重等。b.中國的生物質(zhì)氣化技術(shù)近年有了長足的發(fā)展,氣化爐的形式從傳統(tǒng)上吸式、下吸式到最先進(jìn)的流化床、快速流化床和雙床系統(tǒng)等,在應(yīng)用上除了傳統(tǒng)的供熱之外,最主要突破是農(nóng)村家庭供氣和氣化發(fā)電上。“八五”期間,國家科委安排了“生物質(zhì)熱解氣化及熱利用技術(shù)”的科技攻關(guān)專題,取得了相當(dāng)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)與裝置:以下吸式固定床工藝,研制成功食品與經(jīng)濟(jì)作物生物質(zhì)氣化烘干系統(tǒng)與裝置;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)與裝置?!熬盼濉逼陂g,國家科委安排了“生物質(zhì)熱解氣化及相關(guān)技術(shù)”的科技攻關(guān)專題,重點研究開發(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)。目前全國已建成農(nóng)村氣化站近200多個,谷殼氣化發(fā)電100多臺套,氣化利用技術(shù)的影響正在逐漸擴(kuò)大。c.“八五”期間,中國開始了利用纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)的探索與研究,主要研究纖維素廢棄物的稀酸水解及其發(fā)酵技術(shù),并在“九五”期間進(jìn)入中間試驗階段。中國已對植物油和生物質(zhì)裂解油等代用燃料進(jìn)行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工藝和柴油機(jī)燃燒性能等方面進(jìn)行了初步試驗研究。“九五”期間,開展了野生油料植物分類調(diào)查及育種基地的建設(shè)。中國的生物質(zhì)液化也有一定研究,但技術(shù)比較落后,主要開展高壓液化和熱解液化方面的研究。d.此外,在“八五”期間,中國還重點對生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)進(jìn)行了科技攻關(guān),引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)型,經(jīng)消化、吸收,研制出各種類型的適合中國國情的生物質(zhì)壓縮成型機(jī),用以生產(chǎn)棒狀、塊狀或顆粒生物質(zhì)成型燃料。中國的生物質(zhì)螺旋成型機(jī)螺桿使用壽命達(dá)500小時以上,屬國際先進(jìn)水平。我國農(nóng)業(yè)廢棄物主要是:農(nóng)作物秸稈,每年產(chǎn)量約7億噸,可做為能源用途的約3億噸,約折合1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;工業(yè)有機(jī)廢水和畜禽養(yǎng)殖場廢水資源理論上可以生產(chǎn)沼氣800億立方米,相當(dāng)于5700萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤;薪炭林和林業(yè)及木材加工廢物資源相當(dāng)于3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;城市垃圾發(fā)電每年可替代1300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤;此外,一些油料、含糖或淀粉類作物也可用于制取液體燃料。初步估算,近期每年可以利用的生物質(zhì)能源總量約為5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。近年來,我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,中國節(jié)能投資公司、國家電網(wǎng)公司、五大發(fā)電集團(tuán)等大型國有企業(yè),民營以及外資企業(yè)紛紛投資參與建設(shè)運(yùn)營。截至目前,通過審批的生物質(zhì)發(fā)電項目有70多個,在建的有30多個,投產(chǎn)電廠超過30座,發(fā)電總裝機(jī)已超過300萬千瓦?!?011中國生物質(zhì)能市場趨勢觀察研究預(yù)測報告》數(shù)據(jù)顯示:目前我國的秸稈產(chǎn)出量已超過7億噸,折合成標(biāo)煤約為35億噸,相當(dāng)于7個神東煤田,全部利用可以減排85億噸二氧化碳,相當(dāng)于2007年全國二氧化碳排放量的1/8。隨著國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80%的行動目標(biāo),我國秸稈資源化駛?cè)肟燔嚨馈R浴敖斩捘茉础睘榇淼纳镔|(zhì)能利用,在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景下,進(jìn)入人們的視野。2006年底全國生物質(zhì)能發(fā)電累計裝機(jī)容量220萬kW,其中蔗渣熱電聯(lián)產(chǎn)170萬kW;農(nóng)林廢棄物、農(nóng)業(yè)沼氣、垃圾直燃和填埋氣發(fā)電50萬kW。2006年,國家和地方發(fā)改委共核準(zhǔn)39個生物質(zhì)能直燃發(fā)電項目,合計裝機(jī)容量128.4萬kW,投資預(yù)計100.3億元,2006年當(dāng)年完成5.4萬kW。此外,2006年完成生物質(zhì)氣化及垃圾填埋氣發(fā)電3萬kW,在建的還有9萬kW。2006年底全國已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池1870萬口,生活污水凈化沼氣池14萬處,畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)廢水沼氣工程2,000多處,年產(chǎn)沼氣約90億立方米,為近8000萬農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料。

2009年,全國600多個設(shè)市城市的垃圾總量高達(dá)15億噸。國內(nèi)城市垃圾存量約為70多億噸,全國600多座城市,除縣城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包圍之中,且有四分之一的城市已沒有合適場所堆放垃圾。垃圾處理率低下以及未來面臨的無處填埋等問題都會變得更加突出。因此,在中國發(fā)展垃圾填埋沼氣發(fā)電技術(shù),是垃圾無害化、能源化、減量化處理的一條重要途徑。除此之外,還有垃圾堆肥、焚燒發(fā)電等處理方式,但是相對而言,垃圾填埋沼氣發(fā)電技術(shù)具有簡單易行和費(fèi)用較低的特點,同時還可回收能源,因而受到世界各國的重視。《2011中國生物質(zhì)能市場趨勢觀察研究預(yù)測報告》中數(shù)據(jù)表明:除此之外,我國工業(yè)發(fā)展還為沼氣提供了豐富的原料——工業(yè)廢水。在發(fā)酵企業(yè)排出的廢物中,以發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)廢水危害最大。經(jīng)過厭氧處理、隨著廢水化學(xué)需氧量COD的降低,廢水的無害化處理可以產(chǎn)生大量沼氣(每消耗一噸COD大約要產(chǎn)生沼氣055-065立方米),為沼氣利用提供了豐富原料。《2011中國生物質(zhì)能市場趨勢觀察研究預(yù)測報告》預(yù)測到2020年,我國工業(yè)伴生沼氣的潛力將為215億立方米。我國已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)?。目前用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺,村鎮(zhèn)級秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,000萬立方米。兆瓦級生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)推廣應(yīng)用20多套,十一五期間,國家863計劃支持建設(shè)了6MW規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電示范工程。我國生產(chǎn)燃料乙醇的原料豐富多樣,如甘蔗、木薯、玉米等。近年來,在全國各地試種雜交甜高粱,獲得了高糖高產(chǎn)品種,其每畝莖稈產(chǎn)量4噸以上。甜高粱莖稈汁液是生產(chǎn)乙醇的優(yōu)質(zhì)原料,十五期間,通過國家863計劃的支持,已開發(fā)出利用甜高粱莖稈汁液、玉米秸稈類纖維素廢棄物等制取乙醇的技術(shù),并完成了中試裝置的建設(shè)和研究試驗,建成年產(chǎn)5000噸規(guī)模的甜高粱秸稈制取乙醇燃料工業(yè)示范工程及年產(chǎn)600噸規(guī)模的纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)中試設(shè)施。生物柴油作為一種優(yōu)質(zhì)的生物液體燃料,是我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的一個發(fā)展方向,目前上處于試驗研究及小規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用。存在的主要問題是成本過高。利用廉價原料和提高轉(zhuǎn)化率是生物柴油市場化的關(guān)鍵,我國應(yīng)重點研究以可再生含油植物為原料制備生物柴油??萍疾恳詫⑸锊裼图夹g(shù)列入十一五國家863計劃和國際科技合作計劃。此外,生物質(zhì)致密成型、生物質(zhì)裂解與干餾技術(shù)也取得了進(jìn)展。目前,可以采用如下方法利用生物質(zhì)能:一是熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù),獲得木炭焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品,分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法;二是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法,主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品;三是利用油料植物所產(chǎn)生的生物油;四是直接燃燒技術(shù),包括爐灶燃燒技術(shù)、鍋爐燃燒技術(shù)、致密成型技術(shù)和垃圾焚燒技術(shù)等。從技術(shù)成熟性上看,目前我國生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于國際先進(jìn)水平,而生物燃油特別是生物乙醇的研發(fā)、示范也取得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗。熱解氣化技術(shù)。目前全國已經(jīng)建設(shè)推廣了100多個示范工程。生物質(zhì)發(fā)電在我國已經(jīng)有40年的歷史,其主要原料是稻殼和谷殼,且主要用于大米加工廠。由于發(fā)電規(guī)模小,經(jīng)濟(jì)效益差,發(fā)展緩慢,發(fā)電規(guī)模一直維持在60~200kW。直接燃燒技術(shù)。成型燃料熱性能優(yōu)于木材,與中質(zhì)混煤相當(dāng),而且點火容易,便于運(yùn)輸和貯存,可作為生物質(zhì)氣化爐、高效燃燒爐和小型鍋爐的燃料。目前我國生物質(zhì)能源開發(fā)存在多種問題。首先,新技術(shù)開發(fā)不力,利用技術(shù)單一。生產(chǎn)酒精、熱解液化、直接燃燒的工業(yè)技術(shù)和速生林的培育沒有突破性的進(jìn)展。其次,由于資源分散,收集手段落后,我國的生物質(zhì)能利用工程的規(guī)模很小;為降低投資,大多數(shù)工程采用簡單工藝和簡陋設(shè)備,設(shè)備利用率低,轉(zhuǎn)換效率低下。最后,相對科研內(nèi)容來說,投入過少,使得研究的技術(shù)含量低,多為低水平重復(fù)研究,最終未能解決一些關(guān)鍵技術(shù)。此外存在一些消極因素影響生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第一,在現(xiàn)行能源價格條件下,生物質(zhì)能源產(chǎn)品缺乏市場竟?fàn)幠芰?,投資回報率低挫傷了投資者的投資積極性,而銷售價格高又挫傷了消費(fèi)者的積極性。第二,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)范,市場管理混亂。第三,目前,有關(guān)扶持生物質(zhì)能源發(fā)展的政策尚缺乏可操作性,各級政府應(yīng)盡快制定出相關(guān)政策,如價格補(bǔ)貼和發(fā)電上網(wǎng)等特殊優(yōu)惠政策。第四,民眾對于生物質(zhì)能源缺乏足夠認(rèn)識,應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)常識的宣傳和普及工作。第五,政府應(yīng)對生物質(zhì)能源的戰(zhàn)略地位予以足夠重視,開發(fā)生物質(zhì)能源是一項系統(tǒng)工程,應(yīng)視作實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)工程。⑵中國生物質(zhì)能利用具有巨大的空間生物質(zhì)能是可再生能源,通常包括以下幾個方面:一是木材及森林工業(yè)廢棄物;二是農(nóng)業(yè)廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物;六是動物糞便。在世界能耗中,生物質(zhì)能約占14%,在不發(fā)達(dá)地區(qū)占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質(zhì)能,直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%-30%。生物質(zhì)能的優(yōu)點是燃燒容易,污染少,灰分較低;缺點是熱值及熱效率低,體積大而不易運(yùn)輸。生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分,到下世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。為了緩解中國能源短缺問題,保證能源安全,治理有機(jī)廢棄污染物,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,建議國家應(yīng)大力開發(fā)生物質(zhì)能,實施能源農(nóng)業(yè)的重大工程。今后15年,中國在生物質(zhì)能源方面將重點發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發(fā)電、生物固體成型燃料技術(shù)四大領(lǐng)域,開拓農(nóng)村發(fā)展新型產(chǎn)業(yè),為農(nóng)村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開辟新的渠道。全世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)能約50億噸,相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%,中國的利用量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。2005年,中國可再生能源開發(fā)利用總量約1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,為當(dāng)年全國一次能源消費(fèi)總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%),根據(jù)政府的規(guī)劃目標(biāo),到2010年和2020年可再生能源利用總量將分別達(dá)到2.7億和5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占屆時能源消費(fèi)總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)。因此,中國生物質(zhì)能的發(fā)展利用空間很大。中國生物質(zhì)資源十分豐富,就林業(yè)生物質(zhì)資源而言,根據(jù)2005年初公布的第六次中國森林資源清查結(jié)果,近年來中國森林面積持續(xù)增長,森林蓄積穩(wěn)步增加,森林質(zhì)量有所改善。全國森林面積已達(dá)1.75億公頃,森林覆蓋率18.21%,森林蓄積量124.56億立方米。其中人工林面積5300萬公頃,蓄積15.05億立方米。需要強(qiáng)調(diào)指出的是,中國現(xiàn)有不適宜農(nóng)耕的宜林荒山荒地5400多萬公頃,可以開發(fā)種植高產(chǎn)能源植物,如果利用其中20%的土地來種植能源植物,按照每公頃年生長量20噸計,每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達(dá)2億噸,相當(dāng)于1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。此外,還有豐富的林下植物和非木質(zhì)森林資源,以及大量的采伐、加工剩余物資源。因此,豐富的林業(yè)生物質(zhì)資源,將為中國林業(yè)生物能源的發(fā)展提供有力的資源保障。

中國擁有充足的可發(fā)展能源作物,如農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)6億噸,畜禽糞便年產(chǎn)21.5億噸,農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產(chǎn)品的年產(chǎn)量超過1億噸、邊際土地4.2億公頃,同時還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據(jù)中國科學(xué)院石元春院士估計,如果能利用現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈資源的一半,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值就可達(dá)近萬億元人民幣。截至2005年底,中國生物質(zhì)發(fā)電量2GW,距離2010年的5.5GW和2020年的30GW還有很大的發(fā)展空間。作為唯一可運(yùn)輸并儲存的可再生能源,憑其優(yōu)越的先天條件,中國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)具備廣闊的發(fā)展空間,擁有巨大的投資價值。首先,我國林業(yè)生物質(zhì)能源原料豐富。在已查明的油料植物中,種子含油率在40%以上的植物有150多種,能夠規(guī)模化培育利用的喬灌木樹種有10多種。其次,可以利用邊際性土地種植非糧能源作物。據(jù)專家介紹,我國存在約1億公頃的山地、灘涂、鹽堿地等邊際性土地,不宜種植糧食作物,但可以作為能源等專業(yè)植物種植的土地。按這些土地的20%利用計算,每年約生產(chǎn)10億噸生物質(zhì),每年至少可產(chǎn)酒精和生物柴油約1億噸。第三,我國農(nóng)林業(yè)的廢棄物都可作為生物能源原料。我國每年生產(chǎn)糧食5億噸,產(chǎn)生秸稈近7億噸,這都可以成為生物能源的主要原料。此外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的畜禽糞便,森林中的枯枝腐葉,城市的工業(yè)有機(jī)廢棄物,城市生活中廢棄的廚余垃圾、泔水等等,所有的有機(jī)物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化為生物能源。根據(jù)生物質(zhì)能資源可獲得量,假設(shè)能源植物部分(制生物燃油)按2020年、2030年、2050年分別取可獲得量的30%、50%、70%的利用率(綜合考慮市場需求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和政策等因素)計算;其他資源主要用于生物質(zhì)發(fā)電,按2020年、2030年、2050年分別取可獲得量的20%、40%、60%的利用率計算,發(fā)電效率按20%計算。那么到2050年我國生物質(zhì)能資源可開發(fā)量接近10億tce,其中能源植物(制生物燃油)3.6億tce,占到了30%以上的份額。

根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo),到2010年,中國生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到5.5GW,生物液體燃料達(dá)到200萬噸,沼氣年利用量達(dá)到190億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到100萬噸,生物質(zhì)能源年利用量占到一次能源消費(fèi)量的1%;到2020年,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到30GW,生物液體燃料達(dá)到1000萬噸,沼氣年利用量達(dá)到400億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到5000萬噸,生物質(zhì)年利用量占到一次能源消費(fèi)量的4%。⑶中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑一是生物質(zhì)固體燃料的發(fā)展模式。生物質(zhì)固體成型燃料是農(nóng)業(yè)部今后的重點發(fā)展領(lǐng)域之一。農(nóng)業(yè)部將重點示范推廣農(nóng)作物秸稈固體成型燃料,重點在東北、黃淮海和長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行試點示范建設(shè)和推廣,發(fā)展顆粒、棒狀和塊狀固體成型燃料,并同步開發(fā)推廣配套爐具,為農(nóng)戶提供炊事燃料和取暖用能。除去飼養(yǎng)牲畜、工業(yè)用和秸稈還田,中國每年還具有4億噸制作成型燃料的資源可以生產(chǎn)1.5億噸成型燃料,可替代1億噸原煤,相當(dāng)于4個平頂山煤礦的年產(chǎn)量。二是油菜籽——生物柴油模式。中國農(nóng)科院油料作物研究所所長王漢中研究員呼吁:國家應(yīng)大力推廣“油菜生物柴油”。生物柴油相對于礦物柴油而言,是通過植物油脂脫甘油后再經(jīng)過甲脂化而獲得。發(fā)展油菜生物柴油具備三大優(yōu)點:一是可再生;二是優(yōu)良的環(huán)保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烴,使得二氧化硫、硫化物等廢氣的排放量顯著降低,可降解性還明顯高于礦物柴油;三是可被現(xiàn)有的柴油機(jī)和柴油配送系統(tǒng)直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代戰(zhàn)略中具有核心地位。目前,發(fā)展生物柴油的瓶頸是原料。木本油料的規(guī)模有限,大豆、花生等草本油料作物與水稻、玉米等主要糧食作物爭地,擴(kuò)大面積的潛力不大。而作為生物柴油的理想原料,油菜具有其獨特的優(yōu)勢。首先,適應(yīng)范圍廣,發(fā)展?jié)摿Υ螅洪L江、黃淮流域、西北、東北等廣大地區(qū)都適宜于油菜生長;其次,油菜的化學(xué)組成與柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳鏈組成與柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可較好地協(xié)調(diào)中國糧食安全與能源安全的矛盾:長江流域和黃淮地區(qū)的油菜為冬油菜,充分利用了耕地的冬閑季節(jié),不與主要糧食作物爭地。三是纖維素——乙醇模式。在整個生物燃料領(lǐng)域,當(dāng)前最吸引投資者的并不是用蔗糖、玉米生產(chǎn)乙醇,或是從油菜籽中提煉生物柴油,而是用纖維素制造乙醇。所有植物的木質(zhì)部分——通俗地說,就是“骨架”都是由纖維素構(gòu)成的,它們不像淀粉那樣容易被分解,但大部分植物“捕獲”的太陽能大多儲存在纖維素中。如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇,那么將為世界生物燃料業(yè)的發(fā)展找到一條可行的道路。因為發(fā)展能源不可能走犧牲糧食的道路。盡管現(xiàn)在技術(shù)上還存在障礙,但大部分人仍相信,利用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇代表了未來生物燃料發(fā)展的方向。四是能源作物——生物液體燃料模式。中國發(fā)展生物質(zhì)能源不僅原料豐富,而且還有自行培養(yǎng)的甜高粱、麻瘋樹等優(yōu)良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主產(chǎn)品工業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)基本成熟且有較大的改進(jìn)空間,成本降幅一般在25%-45%,且目前在新疆、山東、四川等地已取得進(jìn)展。發(fā)展能源作物不會威脅糧食安全與環(huán)保。相反,發(fā)展能源農(nóng)業(yè)將是促進(jìn)農(nóng)民增收、調(diào)動農(nóng)民種糧積極性的有效措施。糧食作物和能源作物有很好的互補(bǔ)性。首先,能源作物大都是高產(chǎn)作物,既能滿足糧食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源農(nóng)業(yè)開發(fā)的領(lǐng)域很廣,可以做到不與或少與糧食爭地。能源農(nóng)業(yè)開發(fā)的領(lǐng)域,大多是利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物,如利用畜禽場糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的廢水與廢物開發(fā)能源,既能增加農(nóng)民收入,又能為糧食生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)肥料,是生產(chǎn)清潔能源、促進(jìn)糧食生產(chǎn)、保證糧食安全和能源安全的雙贏舉措。除糧食外,中國其他可用于生物質(zhì)能生產(chǎn)的植物和原料還有很多,如甘蔗、甜菜、薯類等。僅廣西的甘蔗資源和木薯資源分別具備年產(chǎn)830萬噸和1300萬噸生物乙醇的生產(chǎn)潛力,加起來超過2000萬噸。根據(jù)能源作物生產(chǎn)條件以及不同作物的用途和社會需求,估計中國未來可以種植甜高粱的宜農(nóng)荒地資源約有1300萬公頃,種植木薯的土地資源約有500萬公頃,種植甘蔗的土地資源約有1500萬公頃。如果其中20%-30%的宜農(nóng)荒地可以用來種植上述能源作物,充分利用中國現(xiàn)有土地與技術(shù),生產(chǎn)的生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化5000萬噸乙醇,前景十分可觀。五是林木生物質(zhì)——生物柴油發(fā)展模式。森林具有可再生資源的屬性。林業(yè)是天然的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。生物質(zhì)能技術(shù)是林業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。中國生物質(zhì)資源比較豐富,據(jù)初步估計,中國僅現(xiàn)有的農(nóng)林廢棄物實物量為15億噸,約合7.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可開發(fā)量約為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年實物量和可開發(fā)量將分別達(dá)到11.65億噸和8.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。目前全國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地來種植能源植物,每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達(dá)2億噸,相當(dāng)于1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復(fù)墾地,這些不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地,經(jīng)過開發(fā)和改良,大都可以變成發(fā)展林木生物質(zhì)能源的綠色“大油田”、“大煤礦”,補(bǔ)充中國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需要。生物質(zhì)能源將成為未來能源重要組成部分,到2015年,全球總能耗將有40%來自生物質(zhì)能源,主要通過生物質(zhì)能發(fā)電和生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展實現(xiàn)。中國完全有條件進(jìn)行生物能源和生物材料規(guī)模工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化,可以在2020年形成產(chǎn)值規(guī)模達(dá)萬億元。但是,生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程也并非一帆風(fēng)順,因為生物質(zhì)原料極其分散,采集成本、運(yùn)輸成本和生產(chǎn)成本很高,成為生物質(zhì)燃料乙醇業(yè)的致命傷,若不能妥善解決將可能成為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。從環(huán)保、能源安全和資源潛力綜合考慮,在中國推進(jìn)包括以沼氣、秸稈、林產(chǎn)業(yè)剩余物、海洋生物、工業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的前景將十分廣闊。⑷中國生物質(zhì)能的利用和發(fā)展方向中國基本上是一個農(nóng)業(yè)國家農(nóng)村人口占總?cè)丝诘?0%以上,生物質(zhì)一直是農(nóng)村的主要能源之一,在國家能源構(gòu)成中也占有益要地位。中國現(xiàn)有森林、草原和耕地面積41.4億公頃,理論上生物質(zhì)資源理可達(dá)650億噸/年以上(在但第平方公里土地面積上,植物經(jīng)過光合作用而產(chǎn)生的有機(jī)碳量,每年約為158噸)。以平均熱值為15000千焦/公斤計算,折合理論資源最為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。目前中國秸稈資源量已超過7.2億噸,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6億噸可作為能源用途:薪柴的來源主要為林業(yè)采伐、育林修剪和薪炭林,中國年均薪柴產(chǎn)量約為1.27億噸,折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.74億噸:禽畜糞便資源量約1.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;城市垃圾量生產(chǎn)量約1.2億噸左右,并以每年8%-10%的速度增,中國可開發(fā)的生物質(zhì)能資源總量約7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國生物質(zhì)的能源利用絕大部分用于農(nóng)村生活能源,極少部分用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn):而利用方式長期來一直以直接燃燒為主,只是近年來才開始采用新技術(shù)利用生物質(zhì)能源,但規(guī)模較小。普及程度較低,在國家,甚至農(nóng)村的能源結(jié)構(gòu)中占有極小的比例。生物質(zhì)直接燃燒方式不僅熱效率低下,而且大量的煙塵和余灰的排放使人們的居住和生活環(huán)境日益惡化,嚴(yán)重?fù)p害了婦女、兒童的身心健康。此外,還對生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)造成極其不利的影響:1.在必須使用生物質(zhì)能源而利用方式不合理的情況下,必然對森林等自然資源進(jìn)行不合理采伐,破壞了自然植被和生態(tài)平衡;2.對于有機(jī)垃圾、有機(jī)廢水、有機(jī)廢渣、禽畜糞便以及部分農(nóng)業(yè)廢棄物等資源沒有充分加以利用,不僅造成資源浪費(fèi),而且使其成為主要的有機(jī)污染源,除造成嚴(yán)重的大氣和水污染之外,還排放大量的溫室氣體,加劇了全球溫室效應(yīng);3.同時,隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的提高,能源短缺問題必將成為21世紀(jì)阻礙國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展的重大問題,必須予以足夠的重視,并采取有效措施著力加以解決。事實上,大力開發(fā)和利用生物質(zhì)能源,對于緩解21世紀(jì)的能源、環(huán)境和生態(tài)問題具有重要意義,產(chǎn)生諸多利益;4.減少污染,改善人民生活條件。不管是有機(jī)污水處理、城鎮(zhèn)垃圾能源的利用還是秸稈熱解利用中一個重要的共同點解決環(huán)境污染問題,這也是大部分生物質(zhì)利用的首要目標(biāo)。5.解決農(nóng)村能源供應(yīng)問題,提高農(nóng)民生活水平。中國農(nóng)村能源供應(yīng)緊張,而生物質(zhì)源豐富,所以可利開展利用生物質(zhì)能,可以改善農(nóng)村的能量供應(yīng)。提高他們的生活水平。6.改善能源結(jié)構(gòu),減輕對對環(huán)境的壓力。中國可開發(fā)的生物資源達(dá)7億噸,如果能充分開發(fā),可以在中國的能源消費(fèi)中占重要的地方,這對改善中國能源結(jié)構(gòu),減少中國對石化燃料的依賴,進(jìn)而減少中國CO2和SO2等污染物的排放,最終緩解能源消耗給環(huán)境造成的壓力有重要的意義。中國的生物質(zhì)能資源豐富,價格便宜,而經(jīng)濟(jì)環(huán)境和發(fā)展水平對生物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展處于比較有利的階段。根據(jù)這些特點,中國生物質(zhì)的發(fā)展既要學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗,又要強(qiáng)調(diào)自己的特色,所以,今后的發(fā)展方向應(yīng)朝著以下幾方面:

a.進(jìn)一步充分發(fā)揮生物質(zhì)能作為農(nóng)村補(bǔ)充能源的作用,為農(nóng)村提供清潔的能源,改善農(nóng)村生活環(huán)境及提高人民生活條件。這包括沼氣利用、秸桿供氣和小型氣化發(fā)電等實用技術(shù)。b.加強(qiáng)生物質(zhì)工業(yè)化應(yīng)用,提高生物質(zhì)能利用的比重,提高生物質(zhì)能在能源領(lǐng)域的地位。這樣才能從根本上擴(kuò)大生物質(zhì)能的影響,為生物質(zhì)能今后的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造條件,也是今后生物質(zhì)能能否成為重要的替代能源的關(guān)鍵。c.研究生物質(zhì)向高品位能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的技術(shù),提高生物質(zhì)能的利用價值。這是重要的技術(shù)儲備,是未來多途徑利用生物質(zhì)的基礎(chǔ),也是今后提高生物質(zhì)能作用和地位的關(guān)鍵。d.同時,利用山地、荒地和沙漠,發(fā)展新的生物質(zhì)能資源,研究、培育、開發(fā)速生、高產(chǎn)的植物品種,在目前條件允許的地區(qū)發(fā)展能源農(nóng)場、林場,建立生物質(zhì)能源基地,提供規(guī)模化的木質(zhì)或植物油等能源資源。

生物質(zhì)能源在未來世紀(jì)將成為可持續(xù)能源重要部分。中國幅員遼闊,但化石能源資源有限,生物質(zhì)資源豐富,發(fā)展生物質(zhì)能源具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。采用高新技術(shù)將秸稈、禽畜糞便和有機(jī)廢水等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位能源,開發(fā)生物質(zhì)能源將涉及農(nóng)村發(fā)展、能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、國家安全和生態(tài)平衡等諸多利益。希望得到社會各界、各級政府、專家學(xué)者的廣泛關(guān)注與支持,為中國的生物質(zhì)能源事業(yè)創(chuàng)造有益的發(fā)展環(huán)境。⑸中國生物質(zhì)能發(fā)展預(yù)測

中國科學(xué)院發(fā)布中國面向2050年科技發(fā)展路線圖,其中的生物質(zhì)資源科技發(fā)展路線圖提出目標(biāo),確保國家未來生物質(zhì)資源可持續(xù)利用,為中國21世紀(jì)生物資源科技、生物產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供資源安全保障,實現(xiàn)中國由生物質(zhì)資源大國向生物質(zhì)資源及生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的根本轉(zhuǎn)變。中國至2050年生物質(zhì)資源科技發(fā)展路線圖提出,生物質(zhì)資源是人類繁衍和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),既是地球上重要的資源寶庫,也是一個國家重要的戰(zhàn)略生物資源,除了人類現(xiàn)已經(jīng)利用的少部分生物質(zhì)資源外,絕大部分有著更大經(jīng)濟(jì)和社會價值的生物質(zhì)資源尚未被人類認(rèn)識和利用,數(shù)以萬計的動物、植物和微生物蘊(yùn)涵著解決人類可持續(xù)發(fā)展必需的衣、食、住、行所依賴資源需求的巨大潛力。生物質(zhì)資源科技領(lǐng)域發(fā)展路線圖的主線思維是:系統(tǒng)認(rèn)知生物界的生物物質(zhì)資源、功能性資源、基因資源和生物智能資源。通過基礎(chǔ)性地部署生物質(zhì)資源產(chǎn)生、演變、代謝調(diào)控等機(jī)理的目標(biāo)研究;戰(zhàn)略性地實施從生物群落—居群—個體—組織—細(xì)胞-基因完整性的需求研究和學(xué)科交叉融合;前瞻性構(gòu)建生命規(guī)律研究的系統(tǒng)生物學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)體系,從宏觀生物資源和微觀分子生物水平開發(fā)新型生物質(zhì)資源的利用和發(fā)掘途徑,為未來新能源和新材料、農(nóng)業(yè)及食品、營養(yǎng)及健康、生態(tài)及環(huán)境領(lǐng)域發(fā)展提供生物質(zhì)資源的科技支撐。

戰(zhàn)略路徑一:光合作用機(jī)理與提高作物及能源植物光能利用效率。揭示生物光合作用機(jī)理,解決生物光合原理應(yīng)用技術(shù)的瓶頸;立足中國本土生物質(zhì)資源,加強(qiáng)部署資源篩選評價及開發(fā)利用的理論和技術(shù)研究,突破現(xiàn)有遺傳改良、基因工程、規(guī)?;N植和工業(yè)化生產(chǎn)的理論和核心技術(shù)的瓶頸,建成中國可持續(xù)生物能源的研發(fā)體系,最終實現(xiàn)中國生物再生能源技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用和商業(yè)化。

戰(zhàn)略路徑二:生物質(zhì)能源。篩選優(yōu)質(zhì)高效的能源植物資源,建立能源植物在中國不同地域的繁育和生產(chǎn)基地;探索能源植物高效轉(zhuǎn)能和蓄能的生物學(xué)機(jī)制,開展創(chuàng)新種質(zhì),優(yōu)化規(guī)模種植及加工生產(chǎn)體系;建立完善的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化的應(yīng)用理論體系和技術(shù)集成,提高生物質(zhì)能源的品級,實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用生物質(zhì)能源,以替代進(jìn)口石油30%左右。

戰(zhàn)略路徑三:微生物資源發(fā)掘利用。微生物資源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和生物科技創(chuàng)新的重要源泉。生命科學(xué)研究、預(yù)防醫(yī)學(xué)的研究、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、食品科學(xué)等都是建立在微生物資源基礎(chǔ)之上。根據(jù)中國的生物技術(shù)現(xiàn)狀和微生物資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,加強(qiáng)微生物資源研發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè),提升中國生物產(chǎn)業(yè)的競爭力。

戰(zhàn)略路徑四:戰(zhàn)略生物資源的發(fā)掘和可持續(xù)利用。生物資源既是地球上最重要的可再生資源,也是一個國家重要的戰(zhàn)略資源。加強(qiáng)中國特有生物戰(zhàn)略資源研究、遏止物種消亡,并致力于中國戰(zhàn)略生物資源保護(hù)和發(fā)掘利用,合理布局中國廣袤非農(nóng)牧邊際土地的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展,保障國家經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展所需的生物能源、農(nóng)林產(chǎn)業(yè)、生態(tài)環(huán)境和人類健康的源頭生物資源安全和可持續(xù)利用。

戰(zhàn)略路徑五:基因組及基因資源。面向21世紀(jì)基因組和基因技術(shù)發(fā)展趨勢并結(jié)合中國國情,致力于基因組資源挖掘、生物燃料分子開發(fā)、分子機(jī)器認(rèn)識與改進(jìn);揭示生命系統(tǒng)的分子機(jī)器,認(rèn)識分子機(jī)器在生命體中調(diào)控,建立基于基因組數(shù)據(jù)庫、基因組表達(dá)數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)表達(dá)和組裝數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的系統(tǒng)生物學(xué)理論和應(yīng)用技術(shù)體系,從微觀分子生物水平開發(fā)新型生物質(zhì)資源的利用和發(fā)掘途徑。戰(zhàn)略路徑六:生物質(zhì)資源的特殊利用——仿生材料與仿生技術(shù)。自然界蘊(yùn)藏著豐富的智能生物資源,“物競天擇”的生物世界是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的知識寶庫和學(xué)習(xí)源泉,是人類至今涉足甚微的智能資源庫。通過仿生的智能特性研究,為設(shè)計和建造新的技術(shù)設(shè)備提供新原理、新方法和新途徑。仿生科技與先進(jìn)制造、先進(jìn)材料和先進(jìn)軍事裝備緊密相關(guān),本章僅限于與生物質(zhì)資源相關(guān)的仿生材料和技術(shù),并突出與能源和環(huán)境有關(guān)的仿生生物質(zhì)資源,重點放在節(jié)能減排上。生物質(zhì)能高新轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅能夠大大加快村鎮(zhèn)居民實現(xiàn)能源現(xiàn)代化進(jìn)程,滿足農(nóng)民富裕后對優(yōu)質(zhì)能源的迫切需求,同時也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。由于我國地廣人多,常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農(nóng)村日益增長的需求,而且由于國際上正在制定各種有關(guān)環(huán)境問題的公約,限制CO2等溫室氣體排放,這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此,立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源,研究新型轉(zhuǎn)換技術(shù),開發(fā)新型裝備既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要,又是減少排放、保護(hù)環(huán)境、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。第五部分生物質(zhì)能與中國新農(nóng)村建設(shè)生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能(biomassenergy),就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源依據(jù)來源的不同,可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。⑴生物質(zhì)能特點a、可再生性生物質(zhì)屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用;b、低污染性生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質(zhì)作為燃料時,由于它在生長時需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減輕溫室效應(yīng);c、廣泛分布性缺乏煤炭的地域,可充分利用生物質(zhì)能;d、生物質(zhì)燃料總量十分豐富。生物質(zhì)能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學(xué)家估算,地球陸地每年生產(chǎn)1000~1250億噸生物質(zhì);海洋年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總能源需求量,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。我國可開發(fā)為能源的生物質(zhì)資源到2010年可達(dá)3億噸。隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展,特別是炭薪林的推廣,生物質(zhì)資源還將越來越多。⑵生物質(zhì)能應(yīng)用生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源,在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專家估計,生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分,到下世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。目前人類對生物質(zhì)能的利用,包括直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等,它們通過微生物作用生成沼氣,或采用熱解法制造液體和氣體燃料,也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計,每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440~1800億噸(干重),其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用,多半直接當(dāng)薪柴使用,效率低,影響生態(tài)環(huán)境?,F(xiàn)代生物質(zhì)能的利用是通過生物質(zhì)的厭氧發(fā)酵制取甲烷,用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭,用生物質(zhì)制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技術(shù)培育能源植物,發(fā)展能源農(nóng)場。⑶新農(nóng)村建設(shè)離不開新能源發(fā)展中國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村人口占大多數(shù),因此農(nóng)村和農(nóng)民問題是關(guān)系到國家穩(wěn)定與發(fā)展的關(guān)鍵性問題。近年來,隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)民生活水平不斷提高,廣大農(nóng)村對于能源的需求量也在不斷上升,傳統(tǒng)能源的大量使用造成了嚴(yán)重的污染問題,同時日益增大的農(nóng)村能源需求量也給我國本已嚴(yán)峻地能源形勢帶來了更大的挑戰(zhàn)。根據(jù)《2004年世界BP能源統(tǒng)計年鑒》提供的資料,2003年世界石油探明總儲量為1567億噸,中國石油探明總儲量僅占世界的2.1%,但中國的石油年消費(fèi)量卻占到了世界的7.6%,2003年中國石油對外依存度達(dá)到了35%,專家預(yù)計這一數(shù)字到2020年將達(dá)到60%。同時我國農(nóng)村許多地區(qū)風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能源豐富,蘊(yùn)含著發(fā)展新能源的巨大潛力,因此,將可持續(xù)發(fā)展理念引入農(nóng)村能源利用領(lǐng)域,大力推進(jìn)新能源建設(shè),則是解決農(nóng)村能源與環(huán)境之間矛盾的有效途徑。新農(nóng)村建設(shè)是我國現(xiàn)代化進(jìn)程中的重大歷史任務(wù),目的在于改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,提高農(nóng)民生活質(zhì)量。其中一項重要措施就是大力發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè),開發(fā)使用新能源。過去對于農(nóng)村能源有一個十六字方針,即“因地制宜,多能互補(bǔ),綜合利用,講求效益”,這是在短缺經(jīng)濟(jì)的背景下,針對能源危機(jī)而提出來的。目前,我國農(nóng)村的社會、經(jīng)濟(jì)及其能源供需結(jié)構(gòu)形勢發(fā)生了重大變化,大量商品能源進(jìn)入農(nóng)村市場,農(nóng)村能源面臨著

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