生物质能源论文

1、一种新兴能源生物质能源摘要: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, 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: 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世纪 70年代以来,面对常规矿物能源的日益枯竭

3、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

4、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

5、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。 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%;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,

6、 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。 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。 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

7、乙醇、 生物柴 油、 生物基塑料各达年产 1200万吨生产能力计, 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。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

8、光计划 ” 及 “ 绿色能源工程计划 ” 。 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。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

9、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。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。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

10、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。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

11、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。 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

12、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, 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

13、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

14、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。2充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用。3 研究 生物质能向高品位能源产品转化的技术。4开发新的能源资源。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。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,建立国家级的 质量监测系统, 抓好产

15、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。6 结论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

16、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。参考文献1 冯玉杰 . 现代 生物技术在环境工程中的应用 M. 北京 :

17、化学工业出版社 . 2004. 3.2 吴创之 , 马隆龙 . 生物质能现代化利用技术 M. 北京 :化学工业出版社 . 2003. 5.3 姚向君 , 田宜水 . 生物质能资源清洁转化利用技术 M. 北京 : 化学工业出版社 , 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