生物質(zhì)能源的開發(fā)利用

1、生物質(zhì)能源的開發(fā)利用    摘要：針對(duì)生物質(zhì)能源的開發(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，綜述和探討了國(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 concept of biomass energy， synthesi

2、zed 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；utilization20世紀(jì)70年代以來，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

3、質(zhì)能源上。改革開放以后，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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。因此，應(yīng)該提高對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源重要性的認(rèn)識(shí)，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)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

4、，即通過植物光合作用把太陽能以化學(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，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越快，尤

5、其是礦物燃料消費(fèi)的不斷增加，導(dǎo)致了對(duì)它們的過度開采，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。如果沒有新的能源來取代常規(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)峻。改革開放以來，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與日俱增，然而中國(guó)的常規(guī)能源儲(chǔ)備和開發(fā)利用潛力卻不容樂觀，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)

6、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。太陽能、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。如燃料乙醇與車用普通汽油相比，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，與普通柴油混合使用，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%1；使用生物塑料能解決白色污染問題。同時(shí)生物質(zhì)能源

7、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，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(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，是中國(guó)進(jìn)行可再生能源開發(fā)利用的必然選擇。2.2保障國(guó)家安全的現(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與穩(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

8、風(fēng)險(xiǎn)。首先，核能源的發(fā)展極可能給世界帶來新的不穩(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)行能源開發(fā)，將不可避免地引發(fā)新的國(guó)際爭(zhēng)端。能源安全已經(jīng)成為國(guó)家安全不可分割的重要組成部分，能源問題直接關(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)展與穩(wěn)定。相比之下，生物質(zhì)能源則是能生產(chǎn)出其它能源的最安全、最穩(wěn)定的能源。目前，許多國(guó)家，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(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，美國(guó)在生物質(zhì)能源方面的研究經(jīng)費(fèi)逐步加大，按照美國(guó)能源署的要求，到2010

9、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100萬噸提高到1200萬噸。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，發(fā)展生物質(zhì)能源無疑

10、是保障國(guó)家能源安全、國(guó)防安全和經(jīng)濟(jì)安全的大戰(zhàn)略。2.3 解決“三農(nóng)”問題的良好途徑“三農(nóng)”問題是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本性問題，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)問題，又能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)民增收，是解決“三農(nóng)”問題的一條有效途徑。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)500萬農(nóng)戶，

11、促進(jìn)5000萬農(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)能源的利用現(xiàn)狀3.1國(guó)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(guó)政府和科學(xué)家的關(guān)注，許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計(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

12、國(guó)、加拿大、芬蘭等國(guó)，多年來一直在進(jìn)行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(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。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

13、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)家就開始了對(duì)生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的研究與開發(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年以來一直是科學(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家公司和研究機(jī)構(gòu)從事生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的研究與開發(fā)；加拿大12個(gè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室在開展生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的研究；菲律賓、馬來西亞、印度、印尼等發(fā)展中國(guó)家也先后開展了這方面的研究。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

14、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)家都先后開展了研究開發(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

15、化油低熱值為1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是開發(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)口石油的過度依賴，實(shí)施了世界上規(guī)模最大的乙醇開發(fā)計(jì)劃。到1991年，乙醇產(chǎn)量達(dá)到130億升，在980萬輛汽車中，近400萬輛為純乙醇汽車，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發(fā)利用，目前有4家生物柴油生產(chǎn)廠，總能力為0.

16、30Mt/a。馬來西亞利用自身的資源優(yōu)勢(shì)，自1980年起就開始研發(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。巴西也是較早掌握生物柴油技術(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)曾開發(fā)了生物質(zhì)顆粒成型燃料，泰國(guó)、菲律賓和馬來西亞等第三世界國(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。3.2中國(guó)生物質(zhì)能源的利用狀

17、況中國(guó)政府及有關(guān)部門對(duì)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(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)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)研究項(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。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)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)。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)村能源短缺的問題，曾大力開發(fā)和推

18、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)展過程中發(fā)揮出更大的能源、環(huán)保效益。至今，中國(guó)已建成大中型沼氣池3萬多個(gè)，總?cè)莘e超過137萬m3，年產(chǎn)沼氣5 500萬m3，僅100 m3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

19、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)家科委安排了“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)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(guó)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(diǎn)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)6?！笆濉逼陂g，中國(guó)在

20、利用生物質(zhì)能源方面碩果累累。由中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所研發(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)20%28%，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)?！鞍宋濉逼陂g，中國(guó)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)。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

21、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)研究，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)需要解決的重大工程技術(shù)問題。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，二是通過微生物代謝工程和基因工程研究高速、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)整體水平與發(fā)達(dá)過相比仍較低，但

22、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)與微生物酶法相結(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研究方面，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)高光學(xué)純度乳酸的真菌等。第三，中國(guó)開發(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)的抑制問題，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)化下游提取過程。這三方面的技術(shù)突破，可以使中

23、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)塑料聚乳酸樹脂具備與石油基塑料競(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)。 3.3中國(guó)生物質(zhì)能源利用與國(guó)外的差距雖然中國(guó)在生物質(zhì)能源開發(fā)方面取得了巨大成績(jī)，但應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，中國(guó)的生物質(zhì)能源發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定差距。1）技術(shù)單一，開發(fā)不力中國(guó)早期的生物質(zhì)利用主要集中在沼氣開發(fā)上，近年逐漸重視熱解氣化技術(shù)的開發(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，都沒有突破性的進(jìn)展。2）標(biāo)準(zhǔn)欠缺，管理混亂在秸桿

24、氣化供氣與沼氣工程開發(fā)上，沒有明確的技術(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)人參與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)不過關(guān)，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至帶來安全問題，給后續(xù)開展生物質(zhì)能源利用工作帶來了很大的負(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)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)容來說，投入過少，使得研究的技術(shù)含量低，低水平重復(fù)研究較多，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)備與管理自動(dòng)化程度較差；氣化

25、利用中焦油問題沒有徹底解決，給長(zhǎng)期應(yīng)用帶來嚴(yán)重問題；沼氣發(fā)電與氣化發(fā)電效率較低，相應(yīng)的二次污染問題沒有解決，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研究，但技術(shù)仍比較落后。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(guó)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（在每平方公里土地上，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15 000kJ/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、

26、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(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

27、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)于每年再建設(shè)多個(gè)“大慶油田”。4.2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：20

28、05年，中國(guó)共生產(chǎn)燃料乙醇81萬噸，在未來幾年中國(guó)對(duì)石油進(jìn)口依賴度加深、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)成為不可阻擋的趨勢(shì)，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、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(dòng)植物油回收每年可生產(chǎn)約200萬噸生物柴油。近年來，中國(guó)相繼建成了許多年產(chǎn)量過萬噸的生物柴油廠。預(yù)計(jì)到2010年，中國(guó)生物柴油需求量將達(dá)2000萬噸。2）生態(tài)型經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)

29、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(duì)越來越嚴(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，使之無害化和資源化，生產(chǎn)生物質(zhì)可燃?xì)獾茸鳛樗麄兊纳钅茉矗慌e改變?cè)瓉碇苯尤加媒斩捫讲駸熮够鹆堑拇妒氯∨置?，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

30、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(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"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(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的特點(diǎn)，生物質(zhì)能源的開發(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

31、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)充能源的作用。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）研究生物質(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，為未來多途徑利用生物質(zhì)能，更好地發(fā)揮生物質(zhì)能的作用奠定基礎(chǔ)。4）開發(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，研究、培育、開發(fā)速生、高產(chǎn)的植物品種，在當(dāng)前條件允許的地區(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

32、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(duì)性地提出以下應(yīng)對(duì)措施。1）提供政策支持?？紤]到生物質(zhì)能源發(fā)展在成本上尚難與石油基產(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(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

33、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(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)研究。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

34、好的基礎(chǔ)性研究，如秸稈能源利用，有機(jī)垃圾處理及能源化，工業(yè)有機(jī)廢渣與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。5.3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

35、以下關(guān)系。1）確保糧食安全與發(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_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)能源與發(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)家能源安全。3）立足市場(chǎng)與政府支持并立。要嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，提高市場(chǎng)進(jìn)入的技術(shù)、資金門檻，確保產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)過程環(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)與因地制宜并慮。發(fā)展生物質(zhì)能源作為新能源開發(fā)利用的一項(xiàng)戰(zhàn)略舉措，需要?jiǎng)?chuàng)造有利條件，全面推動(dòng)，但也不可無視資源條件的限制