生物质能源的开发利用

1、生物质能源的开发利用摘要：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，并进一步提出了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abstract:aimingatthegravesignificanceofbiomassenerg ytoeconomicdevelopment , th ispa.per, st artingfrom theconcept ofbiomasse nergy , synt hesizedand discussedt henational

2、 andinterna tionaldeve lopment, re viewedthee xpansivefo reground, a ndbroughtf orwardtheo rientationan dmeasuresforthefuturedevelop mentinthee nd.keywo rds:biomas senergy ； ex ploitation ； utilizati on20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

3、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

4、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 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

5、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

6、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4 8%； 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7 0%,降低空气毒性9 0%1；使用生物塑料能解决白色

7、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。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xx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

8、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

9、方面 的研究经费逐步加大，按照美国能源署的要求，到xx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1 00万吨提高到120 0万吨。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120 0万吨生产能力计，每 年相当于建设一个大庆油田，并可减少亿吨二氧化碳净排 放量，相当于xx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

10、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。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

11、上秸秆、畜禽粪便 等，生物质产业就可以催生1 000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23 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 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xx年生物基产品要由xx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%提高到4%的规划；

12、 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

13、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197 5 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6 5mw。瑞典能源中心在巴西建设了 一座装机容量为2030mw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