生物质能篇1
一、主要特征特性
1. 植株性状。根系发达,生长繁茂,植株高大而又粗壮,平均株高347.2厘米,茎粗1.8厘米。叶片肥大而又宽厚,叶色浓绿。茎秆多糖,出汁率55.1%,含糖锤度20.6%,是机动车用燃料乙醇较为理想的生物能源作物,既低碳节能又减排环保,其开发应用前景极为广阔。辽甜9号只抽穗不结粒,可以有效地解决植株“头重脚轻”所带来的易倒伏、易折断,以及遭受鸟类危害等难题,并且还可满足生物能源加工企业原料生产轻简化和收割阶段化的需要。
2. 品质性状。农业部农产品质量监督检验测试中心对其风干茎秆检测结果显示,含粗蛋白6.44%、粗纤维27%、粗灰分5.4%、粗脂肪1.3%、可溶性总糖(以葡萄糖计)24.14%、水分6.2%。2010年在株高达到192厘米时,茎秆与叶片中的氢氰酸含量为0.33毫克/千克和0.27毫克/千克。茎秆与叶片均可制成优质青贮饲料,对广大农区发展畜牧业生产将会起到积极作用。
3. 抗逆性能。综合抗性好,丝黑穗病田间自然发病率为0,人工接种发病率为8.3%,叶部病害轻微;抗旱、抗涝、抗倒伏、抗早衰、耐瘠薄、耐盐碱的能力较强。
4. 生育期。连续多年的田间实地观察与调查情况表明,辽甜9号在沈阳地区的生育期为132天,约需≥ 10℃活动积温3200℃。
二、区试产量表现
2009~2010年参加了全国高粱品种能源/青贮组区域试验,在全国14个省份的17个试验点中平均每亩鲜体产量4639.9千克,比对照品种增产13.6%,其中,在吉林市农业科学院作物研究所创造出平均每亩鲜体重高达5774.6千克的最新纪录,比对照品种增产24.4%,表现出很强的杂种优势。
三、栽培技术要点
1. 选地与整地。选择土质肥沃、土层深厚、地力均匀、地势平坦和含盐量≤0.5%的壤土或砂质壤土地块种植,不宜连作或迎茬栽培。要精细整地,实行耕翻(20~25厘米深)、耙地、起垄(垄距60厘米)、镇压连续作业。要做到没有坷垃,土壤疏松,上虚下实,墒情良好,清除残茬。
2. 选种与播种。选用子粒饱满整齐和发芽率高达95%以上的优良种子,并在播种前晾晒2~3天。8厘米耕层内地温连续5天稳定在12℃以上、土壤含水量达到16%时即可播种。每亩播种量1.5千克。要做到垄上机械条播,播种深浅一致,镇压后覆土厚度以2厘米左右为宜。
3. 间苗与定苗。辽甜9号为高光效C4作物,喜肥、喜水、喜光,因此要适当早间苗、早定苗,为幼苗茁壮生长创造良好条件。通常应在3~4叶期间苗,在5~6叶期定苗。要去小苗留大苗,去病弱苗留健壮苗,在中等肥力的地块上,每亩选留优质幼苗5000株左右。
4. 除草与培土。在播种前三天用38%莠去津悬浮液进行地面喷雾,这样可以预防杂草的发生与为害。在间苗后至植株封垄前要完成2~3次人工除草。在定苗后,拔节期和植株封垄前分别进行1次中耕,最后一次中耕深度10~15厘米,并适当多培土促进根系发育和抑制杂草。
5. 施肥与灌水。每亩在整地时要深施充分腐熟的优质农家肥4000~5000千克、三元复合肥20~25千克、硫酸钾5~7千克做底肥,在播种时施用磷酸二铵10~15千克做种肥,在拔节期追施尿素20~25千克。开花期至灌浆期倘若土壤缺墒而又无雨则应及时灌水。
6. 防病与治虫。要做到早预防、早发现、早防治。在播种前应用种衣剂进行种子包衣,这样既可杀灭多种病菌又可防治地下害虫。防治黏虫应用0.04%二氯苯醚菊酯粉剂喷粉,防治蚜虫应用40%乐果***油喷雾,防治螟虫应将1.5%辛硫磷颗粒剂在拔节期及时撒入心叶内毒杀。
7. 适时收割。辽甜9号由于用途不同,所以最佳收割期有所差异。作为生物能源作物的,应在蜡熟末期至完熟初期茎秆由上往下数第七节的含糖锤度≥18%时收割最为适宜。作为青贮饲料作物的,南方地区第一次收割应在孕穗期或挑旗期。留茬高度12~15厘米。在收割后1周内的雨前每亩施用尿素15~20千克,如果土壤墒情不好而又无雨就必须及时灌水,以促进其快速再生,尽早长成新植株,争取在初霜前进行第二次收割。在北方地区通常1年只能在蜡熟末期至完熟初期收割1次。
四、适宜种植地区
生物质能篇2
1.我国林业生物质能源的发展现状及优势
林业生物质能源是未来最有希望的能源之一。林业生物质能源是典型的“绿色能源”,清洁可再生,是优质的石油柴油代用品。大力发展生物质能源对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染都具有重要的战略意义。我国幅员辽阔,地域跨度大,2005年第6次森林资源清查认为,全国森林面积已达1.75亿hm2蓄积量124.56m3,现有林业生物质中可用作工业能源原料的生物量有超过3亿t,全部开发利用可替代2亿t标准煤。对我国而言,林业生物质能源的发展具有巨大的资源优势与潜力。我国在发展林业生物质能源方面起步较晚,但自20世纪80年代以来,生物质能源应用技术一直受到***府和科技人员的重视。根据调查统计测算:“十一五”期间,全国每年可收集的林业剩余物约有2亿多吨。除部分用于现有林产工业外,大部可以用来开发林业生物质能源。在现有的薪炭林(300多万公顷)和灌木林地(4500多万公顷)中。每年可采集木质燃料资源2亿吨左右。据我们组织的专家调查测算:现有可收集利用的木质能源资源量有3亿多吨,折合标煤2亿多吨。我国现有木本油料树种总面积超过600万公顷,果实产量在400万吨以上。除少量开发食用和工业用途外,大都处于荒废状态,如能加以集约化利用,可转化可观的生物燃料油。特别是,我国尚有宜林荒山荒地5400多万公顷,可利用部分荒山荒地发展高效专用能源林。按照我们初步规划,大约可用15%的林业用地发展高效专用能源林。此外,如果考虑盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地等近1亿公顷边际性土地适宜发展特定的能源林,则我国发展林业生物质能源资源前景十分广阔。因此,我国不仅现有林业生物质能源资源总量大,而且林业生物质能源资源培育的潜力也很大,这是发展林业生物质能源的基础,也是发展林业生物质能源的优势所在。
2.加速发展林业生物质能源的重要性
2.1加速发展林业生物质能源能缓解能源供需矛盾我国是矿物质能源相对贫乏的国家,能源需求的对外依存度不断提高。自1994年为石油净进口国后,2006年的3.2亿吨石油消费中有1.8亿吨是进口的,预计2020年需要净进口石油215-217亿吨,对外依存度将达到56%-60%。能源安全问题已成为我国***治、经济、外交中的一个重要问题。因此,大力发展包括林业生物质能在内的可再生能源是今后能源发展的主要方向,也是解决能源问题和保障能源安全的迫切需要。
2.2加速发展林业生物质能源可加速造林绿化进程,提高森林质量在荒山荒地、沙区、盐碱地等立地较差地区,培育具有较好外部经济性的能源林,可以有效促进植被恢复,加快荒山荒沙绿化,提高森林覆盖率;同时,通过利用林业“三剩”物和森林抚育间伐物发展林业生物质能源,可以有效拉动中幼龄林抚育,提高森林资源利用效率和森林质量。
2.3加速发展林业生物质能源可有效增加林农收入,促进农村经济的发展我国发展林业生物质能源的优势地区是在山区、林区、沙区,大力发展林业生物质能源,提高生物质资源的加工利用水平,既能调整农村产业结构,又增加林农的收入。目前,促进林业生物质能资源培植、收集与运输、储存、加工利用的发展,可增加林农的收入,又能为贫困地区人们提供价廉、清洁的能源,对解决“三农”问题将起到十分重要的作用。
2.4加速发展林业生物质能源能够有效提高林业生物质能源开发利用的经济性林业生物质能源大多利用林木果实和平茬林木生物量,一次种植后可持续利用几十年,期间生长着的林木发挥着正常的生态功能,同样保护着环境。同时,林业生物质资源培育成林后,不用每年重新种植,可降低原料成本,从发展的角度看,能够实现产业与生态共赢。
2.5加速发展林业生物质能源减缓气候变化,是二氧化碳吸收与减排的有效途径“京都议定书”的生效。使全球更加关注“碳”的排放。“京都议定书”规则,肯定了林业的造林再造林贮“碳”增“汇”作用。同时,开发利用林业生物质能源具有很好的减少“碳”排放功能。目前,国内已在开展林业碳汇和生物质发电“碳”减排工作。据研究。每使用lt生物柴油可减少C02排放量约3t,使用l000kWh生物质电能可减排二氧化碳26t。实践证明,发展林业生物质能源能有效固定“碳”和减少“碳”排放.是今后我国降低“碳”排放的一个重要渠道。
生物质能篇3
能源是经济社会正常运转和健康发展的重要物质基础。在世界大多数国家,能源工业成为其产业体系中的重要组成部分。工业***以来,世界能源资源、生产和贸易就与国际经济、***治、外交乃至于***事格局紧密联系在一起,能源问题成为事关经济发展、社会稳定和国家安全的重大问题。
我国经济目前正处在快速增长期,经济发展对能源的依赖度较高。1980年以来,我国的能源总消耗量每年增长约5%,是世界平均增长率的近3倍。从现在起到2020年,是我国经济社会发展的重要战略机遇期,按照***的*提出的全面建设小康社会的目标,到2020年我国要实现经济翻两番。根据国际经验,这一时期是实现工业化的关键时期,也是经济结构、城市化水平、居民消费结构发生明显变化的阶段。
从能源供应与经济发展来看,我国的能源发展面临着十分严峻的形势和挑战,为保证2020年实现经济翻两番的目标,能源的供应将非常紧张。据专家估计,到2020年我国一次能源的需求在25亿吨—33亿吨标准煤之间,均值为29亿吨标准煤,是*年的2.2倍。如果采取正确的能源战略和相关的***策措施,一方面开源,大力发展可再生能源,包括林木生物质能源,另一方面节流,节约能源,降低单位能耗,建设节约型社会,未来我国的能源需求将有可能保持相对较低的增长速度,也有可能在远低于目前发达国家人均能源消费量的条件下,进一步显著提高人民的生活水平。
从能源消费结构与经济发展看,随着人民生活水平的提高和消费结构的升级,能源的需求结构将发生重要变化。我国在*年的能源消耗总量近13亿吨标准煤,其中煤炭达9.07亿吨标准煤,占69.9%;石油达3.24亿吨标准煤,占25%;天然气和一次电力分别是3.6亿吨和2.9亿吨标准煤,分别只占总量的2.8%和2.3%。从这组数据可以得知,我国的能源结构仍是以煤为主,而且这种结构在今后一个时期不可能有太大变化,这将对能源供应、能源安全、环境保护等诸多方面产生重大影响。
过去20年我国的能源发展取得了不小成就,主要体现在以下两个方面:一是以较低的能源增长支撑了经济的快速增长。1980年—*年期间我国GDP年均增长率高达9.7%,而相应的能源消费量年均仅增长4.6%,远低于同期经济增长速度。二是能源利用效率大幅度提高。一方面,单位GDP能耗不断下降,万元GDP能耗由1980年的16.6吨标准煤降低到20*年的5吨标准煤,年均下降4%以上;另一方面,主要高耗能部门的产品单耗有了较大幅度的下降,主要耗能产品的能耗与国际先进水平的差距明显缩小。这些成就为我国经济社会的可持续发展作出了巨大贡献,从1980年到*年,在能源消费翻一番的情况下,实现了GDP翻两番的目标。
目前,我国的能源状况也存在几个严重的问题:
问题一,能源需求持续增长对能源供给形成很大压力。随着我国经济规模进一步扩大,能源需求总量还会持续较快地增加,对能源供给形成很大压力,供求矛盾将长期存在,石油天然气对外依存度将进一步提高。
问题二,资源相对短缺制约了能源产业发展。我国能源资源总量不小,但人均拥有量较低。能源资源勘探相对滞后,特别是能源资源分布很不平衡,东部地区能源短缺严重,大规模、长距离地运输,导致运力不足、交通紧张、成本大幅提高。
问题三,以煤为主的能源结构不利于环境保护。煤炭是我国的基础能源,富煤、少气、贫油的能源结构较难改变。我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用的,煤炭清洁利用水平低,产生的污染多。目前,我国SO2排放达2200万吨以上,CO2排放达8亿吨以上,酸雨危害面积占国土面积的30%,给我国生态环境带来很大压力。
问题四,能源技术相对落后影响了能源供给能力的提高。我国能源技术与发展的要求相比还有较大差距,特别是可再生能源、清洁能源、替代能源等技术的开发相对滞后,节能降耗、污染治理等技术的应用还不广泛,不能适应当前治理高污染的需要。
问题五,国际能源市场变化对我国能源供应的影响较大。我国石油天然气资源相对不足,需要在立足国内生产保障供给的同时,扩大国际能源合作。但目前全球能源供需平衡关系脆弱,石油市场波动频繁,国际油价居高不下,各种非经济因素对能源国际合作影响很大。这要求我们统筹国内开发和对外合作,提高能源安全保障程度。
专家们希望通过实行可持续发展的能源战略,保证我国到2020年实现经济发展目标,能源消费实现如下理想目标:一次能源需求少于25亿吨标准煤,节能达到8亿吨标准煤;煤炭消费比例控制在60%左右,可再生能源利用达到5.25亿吨标准煤(其中可再生能源发电达到1亿千瓦);石油进口依存度控制在60%左右;主要污染物的削减率为45%—60%。
二、林木生物质能源在国家能源战略中的地位
人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计,地球上这3种能源供人类开采的年限分别为40年、60年和220年。我国煤炭剩余可开采储量仅为1390亿吨标准煤,按照2003年的开采速度,只能维持83年;20*年我国净进口石油1.45亿吨,进口依存度上升到42%。因此,尽快改善能源消耗结构,加大能源保障安全迫在眉睫。正如***在给北京可再生能源国际大会致辞中所指出的,加快发展可再生能源是应对日益严重的能源资源和环境问题的根本措施。
目前,世界上技术较为成熟,可规模化工业开发利用的可再生能源主要有水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能,可再生能源在世界能源消费中已占22%左右。
在各种可再生能源中,生物质能是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种惟一可再生的碳源,资源丰富且可以再生,其含硫量和灰分都比煤低,而含氢量较高,一直是人类赖以生存的重要能源之一,就其能源当量而言,是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源;在世界能源消耗中,生物质能占总能耗的14%,但在发展中国家占40%以上。
在生物质能中,我国960万平方公里的广阔土地林木生物质能源占有十分重要的地位。加快发展林木生物质能源是有效补充我国能源,改善和保护生态环境的战略举措,对维护我国能源安全,改善能源结构将发挥重要的作用。
目前,我国林木生物质能主要有三种利用方式,即生物质固体燃料利用,生物质液态燃料利用和生物质气体燃料利用。其终端产品主要有五类,一是利用含油脂转化为生物柴油,二是木质纤维素转化燃料乙醇,三是木质加工成固体燃料,四是木质转化成燃料气体,五是木质燃料发电。
我国发展林木生物质能源有以下几个主要优势:
一是我国适于发展林木生物质能源的树种丰富。我国适合规模化发展林木生物质能的树种资源比较丰富,仅乡土树种就多达几十种。这些树种有的适合作为燃料用于发电,如刺槐、黑荆树、柠条、沙棘、柽柳等;有的适合开发生物柴油,如麻风树、黄连木、乌桕、文冠果、油桐、石栗树、光皮树等。以麻风树为例,栽培2年—3年即可结果,结果期长达30年—50年,其果实平均含油率40%左右,5年生每亩果实产量达200公斤,可生产生物柴油60公斤左右。再如黄连木,其果实平均含油率25%(种子达40%)以上,2.5吨黄连木种子可生产1吨燃油。
二是我国林木生物质能的资源比较丰富,可以作为重要的能源补充。根据目前的科学技术水平和经济条件,可获得的林木生物质资源种类为薪炭林、森林抚育间伐、灌木林平茬复壮、苗木截杆、经济林和城市绿化修枝、油料树种果实和林业“三剩”物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)等。按相关的技术标准测算,每年的生物质总量约8亿吨—10亿吨,其中,可作为能源利用的生物量为3亿吨以上。按照相应的热当量换算,加工后的5吨林木生物质可替代1.5吨原油,1.5吨林木生物质可替代1吨标准煤,如3亿吨全部开发利用后可替代2亿吨标准煤,能够减少目前十分之一的化石能源消耗。可以说,林木生物质能源是我国未来能源的一个重要补充。
在油料资源利用方面,我国现有木本油料林总面积超过600多万公顷,主要油料树种果实年产量在200多万吨以上,其中不少是开发生物柴油的原料。同时,还有不少可开发生物柴油的其他油料树种。如麻风树,分布我国四川、云南、贵州、广西等地,在我国西南地区适宜种植麻风树的面积约200万公顷,其中,已人工栽培2万多公顷。再如黄连木,野生分布范围很广,面积约30万公顷。
三是我国林木生物质能资源培育潜力巨大。和其他生物质能源相比,林木生物质能资源发展不占用耕地,发展空间广阔。目前,我国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地,可拿出一部分发展能源林。此外,还有大量的盐碱地、沙地以及矿山、油田等复垦地,初步估计有近1亿公顷。这些不适宜农业生产的边际土地大都适宜种植特定能源树种。如在盐碱地上可种植柽柳,在沙地上可栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。这些边际土地资源,经过开发和改良,可以变成发展林木生物质能源的“绿色油田”、“绿色煤矿”,用以补充我国未来经济发展对能源的需求。
四是我国林木生物质能源开发技术条件已初步具备。目前,国内林木生物质能源开发利用大都处于试验和示范的过程,尚未步入实质性的产业化发展阶段,但开发利用技术已初步具备。
在生物柴油开发方面,涉及油料树种的筛选、良种选择、培育及其加工工艺和设备开发,已取得了阶段性成果。如中国林科院王涛院士对黄连木进行了研究与开发;湖南林科院研制完成了将光皮树果和绿玉树汁转化生物燃油设备;四川大学、四川省长江造林局等单位联合开发麻风树转化生物柴油及其综合利用的技术和设备。
在木质固体燃料加工开发方面,清华大学清洁能源研究教育中心和北京惠众科技公司合作,简化和改进了原有的热压缩颗粒成型系统,发明了“冷压缩成型技术”。因其能效高、成本低、灵活性强,从根本上解决了生物质收集运输消耗高的难题,克服了热压缩技术的不足,为林木生物质固体燃料在工业锅炉替代煤炭或发电应用上提供了很好的前景。
在木质燃料发电方面,中国国能生物发电有限公司拟在黑龙江省庆安县建设一座装机容量2.5万千瓦的林木质生物发电厂,北京国林山川生物能源有限公司拟在内蒙古通辽市奈曼旗建设一座林木生物质发电厂,目前已完成了可研。计划第一期装机容量为2×1.2万千瓦,第二期装机容量为2.5万千瓦。
三、发展我国林木生物质能源的初步设想
首先,要提高对开发利用林木生物质能重要性的认识,制定明确的开发利用目标。新的生物质能利用技术与传统的生物质能利用技术相比具有质的区别,因此,必须从战略的高度,用长远的眼光看待生物质能源,切实提高对开发利用生物质能重要性的认识,研究制定明确的林木生物质能开发利用目标和具体要求。
其次,要加快林木生物质资源调查评价与发展规划工作。虽然我国林木生物质能资源丰富,但资源量到底有多少,分布在什么地方,资源采集的成本如何?到底哪里可以种植能源树种,潜力有多大?等等。这些问题都亟待回答。因此,应当加快开展林木生物质能资源调查评价与发展规划工作,摸清相关的资源本底,以及哪些地方具有建设生物质发电厂的资源条件,哪些地方具有种植能源树种的条件,并在此基础上研究制定相关的发展规划,推进林木生物质能开发利用。
第三,要加强林木生物质能源基地培育和利用技术的试点和示范工作。林木生物质能利用技术种类很多,技术的成熟程度也不一样。当前,需要结合我国实际,区分不同情况推进。先期就技术相对成熟、开发潜力较大的项目和树种开展试点和示范,通过试点和示范辐射带动林木生物质能的发展。
第四,要加强人才和技术能力建设。从国际能源发展的经验看,任何能源产业的发展必须有人才和技术基础。我国的煤炭、石油、电力等能源产业也不例外。目前,经济发达国家都建立了比较完善的可再生能源技术研究开发机构,形成了比较完善的产业服务体系。如美国的可再生能源实验室,欧盟的联合研究中心,都是***府专门负责可再生能源研究和开发的机构。而我国在可再生能源方面的人才和技术力量以及设计、咨询等产业服务体系极为薄弱。因此,要高度重视我国可再生能源的人才培养,成立部级的可再生能源研究开发机构,逐步建立我国可再生能源的人才培养和产业服务体系。
第五,国家要加大对林木生物质能资源培育的资金和***策扶持,实施财***贴息和税收减免***策。原料价格(包括采集)对林木生物质能源的经济性起着第一位的作用。要实现林木生物质能源的产业化,关键是降低能源制取成本。鉴于林木生物质能开发利用在增加能源供应、保护环境,特别是在社会主义新农村建设中所起的带动作用,在发展林木生物质能源开发的起步阶段,建议有关部门从国家能源发展战略和解决“三农”问题的高度出发,制定明确的促进林木生物质能开发利用的***策和措施。一是国家应给予必要的专项资金和优惠***策,扶持引导能源林的定向培育;二是为鼓励企业和民营资本进入林木生物质能源领域,参照国外发展经验,国家应当对开发利用林木生物质能源实行长周期贷款财***贴息和税收减免***策。
四、发展林木生物质能源符合林业生态和产业两大体系建设的要求,大有可为
林业是公益事业,也是基础产业,积极推进生物质能源的开发和利用,既是应对我国经济发展中面临的能源危机和环境问题的重要举措,同时也符合林业生态建设和产业建设的目标,对实现林业可持续发展具有十分重要的战略意义。
1、大力培育和开发利用林木生物质资源可以减少污染和温室气体排放,提高森林碳汇功能。我国1997年CO2总排放量为8.17亿吨,仅低于美国位于世界第二,我国未来的CO2减排压力还将不断增大。生物质能源排放的气体以CO2为主,比化石基能源清洁,可减少大气污染。尤其是林木生物质能源在消耗过程中排放的CO2量是树木生长过程中从大气中吸收的CO2量,因此,可基本实现CO2吸收排放平衡。同时,大面积营造能源林,可以有效增加森林面积和提高森林生态系统吸收CO2的功能及碳汇作用。
生物质能篇4
1.1试验材料采集
选取来自安徽省、江西省和上海市的水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆共计127个样品,不同地块或不同品种的样品记作不同的样品。根据当地种植区域分布及样品种类选择采样点,保证采样科学、具有代表性,采集不同品种的样品以保证实验数据适用于本样品的全部品种。水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆采集分布如表1所示。样品采集时间选择在该作物的收获期,在每个地块根据地形科学布点,每个样品采集3~5kg,使用已做好标记的绳子将样品捆扎结实;同时,完成现场记录表的填写,将样品的采集时间、地点、样品品种、种植方式、收获季节等信息记录完整。
1.2试验材料制备
将采集好的秸秆按种类分类标记,风干后使用枝桠粉粹机(福轮力特112M-4)进行粗粉,得到粗粉样品放入45℃烘箱中烘干;然后用中药粉碎机(大德药机DFY-500)中进行细粉,细粉样品再经40目筛分(粒径<0.63mm);样品制备完成后装于自封袋中,做好标签,放在干燥器中保存,用于试验测试。
1.3试验方法
以制备好的秸秆粉末样品为原料,采用四分法选取50g样品进行纤维素(cellulose)、半纤维素(hemi-cellulose)、木质素(lignin)、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及粗蛋白等化学性质的测定。各指标的测定多采用国家标准、美国材料与试验协会AT***标准和AOAC国际标准。对水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆进行化学特性测定,各指标测定标准如表2所示。1)纤维素、半纤维素:纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体。这些糖是五碳糖和六碳糖,包括木糖、阿拉伯糖、半***糖和甘露糖等。本测试采用高效液相色谱(Waters1515-2414)法通过测量糖的含量来测定纤维素和半纤维素的含量。2)木质素:采用紫外分光光度法测得酸性可溶性木质素,用灼烧法(575℃)测差重得到不可溶性木质素、木质素的总含量及两部分的总和。3)中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维:用纤维测定仪测定。4)粗蛋白:用凯氏定氮仪测定。
1.4试验仪器
枝桠粉碎机、中药粉碎机、天平、VELP纤维测定仪FIWE6、烘箱、马弗炉、Waters1515-2414高效液相色谱仪、UV-1800型紫外分光光度计、凯氏定氮仪等。1.5数据分析方法采用MicrosoftExcel2010、IBMSPSSStatistics20单因素方差分析等方法。
2结果与分析
2.1纤维素、半纤维素和木质素含量变化
纤维类物质包括纤维素、半纤维素和木质素。纤维类物质含量的高低可以作为生物质能原料选择的重要依据。***1为水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆的纤维类物质含量。由***1可知,4种秸秆之间纤维素、半纤维素和木质素的含量差异显著。根据试验,可以得出水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆的纤维类物质的含量范围如下:纤维素23%~53%、24%~41%、21%~34%、23%~44%,半纤维素10%~26%、18%~26%、9.7%~38%、11%~20%,木质素14%~33%、22%~32%、17%~19%、41%~46%。其中,纤维素和半纤维素含量与文献报道中的范围一致[7]。由于秸秆中的木质纤维素含量较高,不能被厌氧菌有效地降解,相对于畜禽粪便等易消化的物料,秸秆制取沼气技术要困难得多,尤其是对于木质素含量最高的棉花秸秆。但我国秸秆资源量巨大,农村沼气池的推广工作开展顺利。为解决秸秆难以降解制取沼气的问题,需要解决一些关键性的技术问题。首先,需要研究各种预处理方法,通过预处理提高秸秆的可生物消化性能、消化效率和产气率;其次,根据秸秆体积大、密度小、不具有流动性等特点,可研究适合其物料特性的专用高效厌氧消化反应器,并研究出较优的反应器运行参数[8]。相比沼气,秸秆在生物质热解或炭化时,纤维素和半纤维素主要产生挥发性物质,而木质素主要分解为焦炭[9]。由***1可知,棉花秸秆的木质素含量最高,不适合热裂解液化产生生物油,其次为玉米秸秆。有研究表明,纤维素和半纤维素发生热化学气化反应时碳的转化率高,可转化为CO、CO2,且提高温度,有利于提高CO含量和降低CO2含量[10];而木质素中碳的转化率低,多转化为CH4[11],此过程主要发生在800℃,且CH4的生成量受温度影响大。木质纤维素原料生产乙醇的过程主要分为两步:纤维素和半纤维素水解为可发酵性糖,糖发酵成醇。水解过程通常用酸或酶作为催化剂;而木质素本身结构很稳定,很难被一般的溶剂溶解,因此木质纤维素生物质制取乙醇的过程中,木质素一般需要去除。纤维素/半纤维素的比值大更适合生产乙醇[12],因此水稻秸秆更适合生产乙醇。
2.2化学分析
秸秆作为饲料时,其营养品质主要取决于秸秆中粗蛋白、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤洗维(ADF)的含量。对水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆进行了中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗蛋白的测定,结果如表3所示。水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆和棉花秸秆的中性洗涤纤维的含量范围分别是42.6%~77.7%、56.7%~82.9%、65.4%~75.9%和54.7%~84.2%;酸性洗涤纤维的含量范围分别是31.9%~58.8%、31.4%~55.8%、54.9%~65.3%和40.8%~69.7%;粗蛋白含量范围分别是3.2%~11.5%、3.9%~11.4%、2.2%~9.4%和3.2%~11.3%。玉米中洗涤纤维和粗蛋白含量与文献中范围一致[13]。其中,品种不同,含量有所差异。油菜秸秆中粗蛋白含量文献值稍高,可能是由于不同地区粗蛋白含量有所差异。水稻秸秆和棉花秸秆中粗蛋白的含量与文献含量范围一致[14-15]。秸秆经过酵母菌或其他微生物发酵,粗蛋白含量大大提高,同时提高粗纤维的降解率,从而更加适于作畜禽饲料[6]。
3结论
生物质能篇5
作者: 路 明收录来源: 中国新能源网 【论文摘要】农业是人类以固定、转化太阳能,获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主,利用绿色植物进行光合作用,将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物,种植业又叫初级生产。一、能源农业的概念和利用方式 农业是人类以固定、转化太阳能,获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主,利用绿色植物进行光合作用,将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物,种植业又叫初级生产。在光合作用中,每固定1克分子CO2,大约吸收209.3×104J的日光能,光合产物中有46.9×104J的能量以化学能的形式固定下来。其余的162.4×104J的能量在固定CO2过程中,以热能的形式消耗掉了。由于人类培育了高产、高效、优质的农作物品种,为植物生长创造良好的生产条件,农业生产中植物固定太阳能的效率大幅度提高。植物光合作用效率,一般在肥沃地区可达到1%-2%,在贫瘠荒凉地区仅0.1%,人工精心管理的农田生态系统有过6%-8%的记录。养殖业、农产品加工业则是以转化太阳能为主,又称次级生产。养殖业生产的动物产品(肉、奶、蛋、毛、皮等),在转化过程中大量的能被消耗掉了,一部分以粪便形式排出,一部分能量以尿和气体(甲烷、氢)能形式排出。在农产品加工中,除了提取主要产品外,还有大量的能量在排出的废水、废物中。农产品转化过程中的畜禽粪便,农产品加工排出的废水、废料都可作为生物质能源加以开发利用。 所谓能源农业,就是以生产能源为目的的农业。能源农业以生物质能源为主要开发对象,它包括四种能源利用方式[2](***1): (一)直接燃烧方式 直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固型燃料燃烧四种情况。其中,固形燃烧是新推广的技术,它把生物质固化成型后,再采取传统的燃煤设备燃用。其优点是充分利用生物质能源替代煤炭,可以削减大气CO2和SO2排放量。 (二)物化转换方式 物化转换方式包括三方面,一是干馏技术;二是气化制生物质燃气;三是热解制生物质油。其中,气化制生物质燃气技术推广面积较大,群众易于接受。 (三)生化转化方式 生化转化方式有两种,一是厌氧消化制取沼气;二是通过酶技术制取乙醇液体燃料。 (四)植物油利用方式 能源植物油是从油脂植物和芳香油(还原式烃)植物中提取的燃料油,经加工后,可以替代石油使用。 二、发展能源农业的重大意义 (一)拓宽农业服务领域,增加农民收入 恩格尔指出:在收入增加的时候,食品及生活必需品的支出占收入增加的比例递减。随着经济的增长,人们基本生活需求得到满足后,消费热点将转向享乐型的产品,从而市场将减少食品、衣服的消费份额。进入新世纪后,我国居民消费结构发生了很大变化,恩格尔系数降到38%。2002年城市居民收入增长2020元,人均食品消费只增长109元,占新增收入的5%,增加的因素主要是外出吃饭开支和烟、酒、茶的开支。对粮、油、肉、菜的消费开支下降,粮食人均消费金额下降83元。油10.1元,肉25.3元,菜12.4元。由于边际消费递减规律的作用,出现了农民收入增长难现象。 1997年以来,农民收入中来自农业的收入一直没有增长,农民增收主要靠工资性收入,2002年工资性收入占农民纯收入的34.5%,2003年增加到36%。这个经济规律告述我们:农业必须扩大服务领域,向农业的深度和广度进***。农业不仅提供食品和纤维,还应提供能源和其它化工、医药等产品。发展能源农业为农业拓宽了服务领域,同时也为农民增收开辟了新途径。[3] (二)缓解我国能源短缺,保证能源安全 我国从1993年进口原油300
生物质能篇6
关键词:水生植物;污水治理;净化机理;生态应用
引言
伴随社会的持续发展,生态环境问题日益受到关注,尤其是近年来的蓝藻污染、工业废水排放、水质富营养化等问题,给人类正常生活及生产带来了严重干扰,并逐步衍生出一系列社会问题。为适应现代水污染治理的需求,水生植物在污水治理层面的价值得到了深入的挖掘,以期利用自然生态循环机理,使污水治理回归到生态环节,在提升治理效率的同时节约人工成本。因此,生态视野下水生植物在污水净化中的应用受到了广泛研究与应用。
1北方常见的水生植物
1.1水生植物概述
水生植物(Hydrophyte)属于生态学名词,在1988年出版的《EPA湿地鉴别和描述手册》中,水生植物被定义为生长在以水为主的或者由于水分充足而周期性缺氧的基质上的大型植物,其范围覆盖水生植物及湿地植物。水生植物广泛分布于我国各水域之中,并扮演着至关重要的生态净化角色,为生态环境的平衡提供着基础保障。
1.2水生植物的分类
根据水生植物的形态、习性及生理变化等特点,可以对水生植物进行适当的划分,以实现对水生植物更系统化的认知,其主要类型如下。1.2.1挺水植物挺水植物是水生植物中的重要组成,其主要的特点是根系生长于水中泥土之下,而叶片及叶柄长出水面。一般而言,挺水植物都拥有较为发达的根系,采取茎与叶呼吸的方式进行养分转化;花色艳丽且体型较大,具备了一定的观赏性,在园林景观塑造中具有极高的应用价值。北方地区常见的挺水植物包括慈菇(Sagittariatrifolia)、荷花(Nelumbonucifera)、芦苇(Phragmitescommunis)。1.2.2浮叶植物一般是指根系生长于底泥之中,但由于茎部偏软而无法矗立,叶片或者花瓣处于半挺或漂浮于水面。其生长过程一般为先在水下生长,当叶片长出水面后浮于水面,一般具备发达的气孔,且叶片有较强的呼吸能力,以保障植物获取充足的营养。如芡实(Eu-ryaleferox)、睡莲(Nymphaeaalbalinna)、荇菜(Nymphoidespeltatum)等。1.2.3漂浮植物主要是指根部不接触泥土且漂浮生长于水面的植物种类。由于漂浮植物根系无法固定,会随水流、风向等产生位移,在实践应用中应慎重选择。如茶菱(TrapellasinensisOliv)、凤眼莲(Eichhorniacras-sipes)等。1.2.4沉水植物指生长于水下的植物类型,有少量沉水植物能够在花期时伸出水面,这类植物主要以观叶为主。如狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、黑藻(Hydrillaverti-cillata)和金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)等。
2水生植物水质净化的机理
2.1植物根系的吸收
植物根系是植物生长的根本依赖,也是获取营养物质的重要渠道。相对于部分植物的水质净化而言,水生植物可以利用根系的吸收功能,将水中的部分污染物作为营养来吸收利用,以大幅降低水中的污染物含量。利用根系吸收的途径主要分为2种,通过质体流途径,使污染物在植物蒸腾拉力的作用下,使其与水分同时到达植被根部;在溶解扩散作用下,使污染物直接到达植物根部,以达到对水中污染物吸收、转化的目的。
2.2植物富集作用
根据水生植物的生长特性及水污染治理特点,其存在着显著的差异性。大部分水生植物的水污染净化功能中,都具有一定的富集作用,即将污染物中所含的重金属离子等有机物,利用根系吸收进入植物根茎,并将这些重金属离子富集于体内,以达到一定的水质净化效果。并且,部分水生植物根、茎、叶等部位,会对不同的污染物产生不同功能,如芦苇、香蒲等根部TN含量显著大于茎叶部,而根部的TP含量则小于茎叶部。与此同时,水中的重金属离子在水生植物内经历复杂的转变后,会与植物内生成的植物螯合肽(PC)发生螯合反应,从而为植物的后续生长提供保障。
2.3微生物作用
微生物是世界上数量最为庞大的生物群落,大量存在于水生植物中,尤其是水生植物的根系部分能为微生物提供充足的养分,以促进其大量的生长并作用于植物内部,从而实现2种生物形态之间的生长平衡。借助植物中强大的微生物降解、代谢系统,可以将水中的有机污染物进行转化,如凤眼莲根系微生物具有降酚作用,并能够提高凤眼莲降酚效率和多酚氧化酶活性,以促进水体中的氮循环过程,有效促进水体中的氨氮平衡,以达到水质改良及净化的效果。
2.4对藻类的抑制作用
藻类是自然水域中广泛存在的植物,与大部分水生植物一样,其生长营养的获取主要来源于水体,虽然水中的藻类同样具有一定的净化功能,但是一旦水中的藻类达到爆发的临界点,将产生相反的效果并打破水质平衡,造成更为严重的污染,因此水生植物对于藻类的抑制作用尤为重要。相较于藻类而言,水生植物在水质净化中具备一定的优势,可以实现更高效率的污染物转化,与藻类形成竞争关系,特别是对水中氮、磷等元素的吸收更为明显,也在一定程度上限制了藻类营养的获取,在保证水生植物有序生长的同时,抑制藻类的过度爆发,以达到更为显著的水质净化效果。
3北方常见水生植物水质净化效果实验分析
3.1实验水体
考验北方水质污染的特点及趋势,主要以生活污水及自然水体污染标本为主,并根据污染水体中的污染物浓度进行标定,实际初始深度值如表1所示。
3.2实验植物
基于生态下的水生植物污染治理,需要将水质净化与植物景观实现融合,从而扩大水生植物的应用范围,使其成为现代水污染治理中的重要支撑。因此在实践中主要选择适宜北方生长的水生植物作为对象,包括慈菇、香蒲、芦苇、茶菱、凤眼莲等,具体的植物基本特征如表2所示。
生物质能篇7
关键词 生物质能;秸秆发电;工艺技术
中***分类号TK6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)33-0198-02
0 引言
生物质能作为唯一可运输并储存的可再生能源,凭其优越的先天条件,在强大的***策助推下,越来越彰显华彩。而生物质能用以发电的物质,以秸秆为主。秸秆是农作物的主要副产品,秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源,是一种低碳量、含硫量极低的清洁燃料。在我国生物质能资源非常丰富;秸秆被当成仅次于煤碳、石油、天然气的第四大能源。目前在欧美国家已把秸秆资源作为21世纪发展可再生能源的战略重点,欧洲多个国家已建成多个秸秆直燃发电厂,如:丹麦、西班牙、英国等。按照我国创建节约型社会的发展纲要,我国计划到2010年发展生物质能发电量要超过300万kW,目前秸秆直燃发电厂已列入部级示范项目。本文就生物质能秸秆发电、可再生能源的开发与利用进行探讨。
1 秸秆发电很清洁――以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例
农作物秸秆指玉米、水稻、小麦等一年生农作物的枝干。研究表明,秸秆是一种很好的清洁可再生能源,平均含硫量只有3.8‰,而煤的平均含硫量约达1%。目前,我国每年用于发电的煤炭高达8.5亿t。而另一方面,我国可供直燃发电的秸秆资源量每年至少达到2亿t,折合标准煤1亿t,但是目前绝大部分秸秆被白白焚烧、低值利用。此外,每年产生的稻壳、蔗渣、林木枝条等农林业废弃物,折合标准煤高达几亿吨。这些生物质材料经加工后燃用发电,成本比常规燃煤发电或直燃发电投资大大减少。
以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例,一期工程从2006年正式开工建设到正式点火,仅用了7个月的时间。据介绍,与国外同类产品相比,国产锅炉的耐用性有较大程度提高,150天才需停产清理一次锅炉,而国外的100天就要停产清理一次。秸秆不仅具有燃烧发电的价值,其燃烧后产生的余热、废气可就近提供给当地的工业园区使用,降低了园区的运作成本。每年发电产生的2 000t废弃底渣,还可以提供给当地的水泥厂生产水泥。秸秆燃烧后产生的粉尘含钾量达到10%,达到钾肥生产标准,每年可以收集到1万多吨。当地一家生态化肥厂从电厂就近获取原料,不仅解决了电厂处理废料的难题,每年还可节约资金200多万元。生产出来的绿色有机钾肥,以较低的价格卖给农民,又可返回农田,真正实现了各个环节的绿色闭合。
该电力有限公司秸秆直燃发电示范项目共投资2.48亿元人民币,每年发电量1.32亿度,可节约标准煤10万t,减排二氧化碳22万t。据粗略统计,电厂的上网电价为0.63元/度,而当地电价为0.39元/度,每年发电的纯收益为600万~800万元,加上余热、废气、废弃粉尘的销售收入,估计10年内能收回投资成本。秸秆发电项目覆盖半径50km,不仅使当地农民年人均增收500元~1 500元,也能为当地***府提供一定的财***收入。
2 生物质能秸秆发电工艺技术
生物质能是一种清洁、易获取、可再生性强的能源。燃秸秆发电锅炉为构建生物质能循环利用系统奠定了基础。通过生物质废弃物的收集―运输―加工―储存―锅炉燃烧―并网发电―余热利用―灰渣综合利用,形成循环经济产业链,充分发挥秸秆的多功能作用,产生良好的经济、社会、生态和环境效益。
2.1 秸秆的处理、输送和燃烧
发电厂内建设两个***的秸秆仓库。每个仓库都有大门,运输货车可从大门驶入,然后停在地磅上称重,秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25%,则为不合格。货车卸货时,叉车将秸秆包放入预先确定的位置;在仓库的另一端,叉车将秸秆包放在进料输送机上;进料输送机有一个缓冲台,可保留秸秆5min;秸秆从进料台通过带密封闸门(防火)的进料输送机传送至进料系统;秸秆包被推压到两个立式螺杆上,通过螺杆的旋转扯碎秸秆,然后将秸秆传送给螺旋自动给料机,通过给料机将秸秆压入密封的进料通道,然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉,是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。
2.2 锅炉系统
锅炉采用自然循环的汽包锅炉,过热器分两级布置在烟道中,烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高,因此烟气在高温时(450℃以上)具有较高的腐蚀性。此外,飞灰的熔点较低,易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体,运行中就很难清除,就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道,将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题,因此,专门设计了过热器系统,已经用在最新的发电厂中。由国电山东龙源环保有限公司自主研发、具有自主知识产权的国内首台75t/h带外置高温过热器的秸秆发电循环流化床锅炉在山东京能2×12mW生物质发电项目中并网发电,锅炉负荷、蒸汽温度和压力、锅炉效率等参数全部达到设计值。自投产至今两年来,一直高效稳定商业运行,其经济效益、环保效益、社会效益显著。
该秸秆发电循环流化床锅炉采用单锅筒、自然循环、膜式水冷壁、外置高温过热器等技术和结构,解决了高温腐蚀、碱金属低温辐射、床层结焦、受热面积灰等一系列技术关键难题,其整体技术已经获得5项专利,其中1项发明专利,4项实用新型专利。主要技术突破和创新如下:开发了国内首台高流速、高循环量、采用外置式高温换热器的75t/h秸秆发电循环流化床锅炉,实现了生物质秸秆的减量化、无害化和资源化利用;研制出外置式高温换热装置。该装置将高温过热器置于含Cl浓度很低的旋风料腿下小型流化床换热室内,有效防止生物质燃烧含Cl气体对受热面的高温腐蚀,同时可通过调节小型流化床料层高度来控制过热蒸汽温度;研制出防碱金属腐蚀阻塞的宽节距、顺排对流管束,作为蒸发受热面,降低受热面金属壁面温度,使得高温燃烧形成的碱金属蒸汽和碱金属低共熔点化合物易于在对流管束区域冷凝沉积下来,这些冷凝沉积的固体颗粒比较疏松、容易清除,可以有效防止碱金属腐蚀和后续受热面的积灰堵塞;开发了差速双螺旋变螺距秸秆加料系统,实现了秸秆的连续、稳定和安全加料。
2.3 汽轮机系统
2.3.1 汽轮机系统
涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致,汽轮机和锅炉,协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要。
2.3.2 空冷凝汽器
丹麦的所有发电厂都是海水冷却的,西班牙的Sanguesa发电厂是河水冷却,英国的Ely发电厂装有空气冷凝器。在中国,空气冷凝器是一种很成熟的产品,可以在秸秆发电厂中采用。
2.3.3 环境保护系统
在湿法烟气净化系统之后,安装一个布袋除尘器,以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/Nm3,大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式,容器由压缩空气脉冲清洁。
2.3.4 副产物
秸秆通常含有3%~5%的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集,这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙,可用作高效农业肥料。
3 结论
农作物是可再生资源,推广秸秆发电具有取之不尽、用之不竭的资源优势和低廉的成本优势。农作物秸秆是一种很好的清洁可再生资源,秸秆发电项目将具有十分广阔的发展前景,对创建节约型社会,发展循环经济起到十分重要的作用。因此我们可以预计,生物质能秸秆发电在可再生能源的开发与利用中大有作为。
参考文献
[1]倪维斗.生物质能利用的现状、前景及应用指标[J].电力技术经济,2009(2).
生物质能篇8
关键词:生物质;生物质能;产业;沼气;生物质发电;生物质燃料;能源作物
1 概 述
近年来,在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中,可再生的清洁能源以及能源的多元化倍受关注,生物质能成为其中的一个新亮点。
为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义,目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源[1]。中国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大,其中生物质能的开发潜力更大。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位[2]。据有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能,直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%[3]。生物质能的优点是燃烧容易,污染少,灰分较低;缺点是热值及热效率低,体积大而不易运输。
目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能:1)热化学转换法,获得木炭、焦油和可燃气体等高品位的能源产品,该方法又按其热加工的工艺不同,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;2)生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;3)利用油料植物所产生的生物油;4)把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料),以便集中利用和提高热效率。
“为了缓解中国能源短缺问题,保证能源安全,治理有机废弃污染物,保护生态环境,建议国家应大力开发生物质能,实施能源农业的重大工程。”中国作物学会理事长路明研究员在接受记者采访时说[4],“生物能源开发工程应主要包括:沼气计划、酒精计划、秸秆能源利用计划和能源作物培育计划等。”
在2006年8月召开的全国生物质能源开发利用工作会议上,国家发展与改革委员会副主任陈德铭提出,今后15年,中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域,开拓农村发展新型产业,为农村提供高效清洁的生活燃料,并为替代石油开辟新的渠道。
综上所述,目前,中国生物质能源的产业化利用途径主要包括以下方面:沼气利用工程、农林生物质发电、生物固体成型燃料、生物质液体燃料、能源作物培育利用等。
2 中国生物质能产业发展目标
中国农村生物质能是一座待开发的宝藏。根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标,到2010年,生物质发电达到550万千瓦(5.5GW),生物液体燃料达到200万吨,沼气年利用量达到190亿立方米,生物固体成型燃料达到100万吨,生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%;到2020年,生物质发电装机达到3000万千瓦,生物液体燃料达到1000万吨,沼气年利用量达到400亿立方米,生物固体成型燃料达到5000万吨,生物质年利用量占到一次能源消费量的4%[5]。
开发利用生物质能是当前国内外广泛关注的重大课题,既涉及农业和农村经济发展,又关系到国家的能源安全。今后5~10年,中国农村生物质能发展的重点是沼气、固体成型燃料和能源作物。《农业生物质能产业发展规划》确定的主要发展目标是[6,7]:到2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户,新建大中型养殖场沼气工程4000处,生物质能固体成型燃料年利用量达到
100万吨,能源作物的种植面积达到2400万亩左右。
据统计,全世界每年通过光合作用生成的生物质能约50亿吨,相当于世界主要燃料消耗的10倍,而作为能源的利用量还不到其总量的1%,中国的利用量更是远远低于世界平均水平[8]。2005年,中国可再生能源开发利用总量约1.5亿吨标准煤(tce),为当年全国一次能源消费总量的7%(其中非水电可再生能源利用占1%),根据***府的规划目标,到2010和2020年可再生能源利用总量将达到2.7亿tce和5亿tce,分别占届时能源消费总量的11%和16%(其中非水电可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此,中国生物质能的发展利用空间很大。
3 中国生物质能产业化的发展前景
3.1沼气利用工程的发展空间
沼气的利用主要包括沼气燃气和沼气发电。目前,中国农村生物质能开发利用已经进入了加快发展的重要时期。统计显示,截至2005年底,中国农村中使用沼气的农户达到1807万多户,建成养殖场沼气工程3556处,产沼气约70亿立方米,折合524万吨标准煤,5000多万能源短缺的农村居民通过使用了清洁的气体燃料,生活条件得到根本改善[5]。中国已经建成大中型沼气池3万多个,总容积超过137万立方米,年产沼气5500万立方米,仅100立方米以上规模的沼气工程就达到630多处[10]。距离2010年预定目标的发展空间还很大。
中国经过二十多年的研发应用,在全国兴建了大中型沼气工程和户用农村沼气池的数量已位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术,还是建造、运行管理等都积累了丰富的实践经验,整体技术水平已进入国际先进行列。
沼气发电发展前景广阔,但目前还存在一些障碍,如技术障碍、市场障碍、***策障碍等,通过制定发展规划、加强技术保障体系建设、引入竞争机制,创新投资体系,研究制定促进沼气发展利用的部级配套***策,等等。当技术、市场、***策等壁垒被克服后,沼气发展前景广阔,产业空间巨大。
3.2生物质能发电的发展前景
目前,生物质发电主要包括沼气发电、生物质直燃发电、生物质混燃发电、农林秸秆生物质气化发电、生物质炭化发电、林木生物质发电等。
生物质能源转化为电能,正面临着前所未有的发展良机:一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源价格飞涨;另一方面,各地***府顶着“节能降耗20%”的***令状,对落实和扶持生物质能源发电有了相当大的默契和热情。国家电网公司担任大股东的国能生物质发电公司目前已有19个秸秆发电项目得到了主管部门批准,大唐、华电、国电、中电等集团也纷纷加入,河北、山东、江苏、安徽、河南、黑龙江等省的100多个县、市开始投建或是签订秸秆发电项目[8]。
煤炭作为一次性能源,用一吨少一吨。而中国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大,产量很高,而且农作物是可再生资源,相对于现在电厂频频“断煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面,推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
生物质直接燃烧发电(简称生物质发电)是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算,在中国,仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨,其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外,中国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨,折合标准煤5000万吨。照此计算,预计到2020年,全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上,折合标准煤1亿吨,相当于煤炭大省河南一年的产煤量。
为保障生物质发电原料供应,在强化传统农业生产的基础上,应大力开发森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等国土资源,充分挖掘生态系统的生物质生产潜力。重点加强高效光合转化作物、速生林木与特种能源植物的培育推广,大幅度扩大生物质资源的生产规模,逐步建立多样化的生物质资源生产基地。
大力发展生物质发电正当其时。中国“十一五”规划要求:建设资源节约型、环境友好型社会,大力发展可再生能源,加快开发生物质能源,支持发展秸秆发电,建设一批秸秆和林木质电站,生物质发电装机达550万千瓦。中国可再生能源发电价格实行***府定价和***府指导价两种形式。其中生物质发电项目上网电价实行***府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成[11]。 作为《中华人民共和国可再生能源法》配套法规之一的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定,生物质发电项目补贴电价,在项目运行满15年后取消。自2010年起,每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,不享受补贴电价[11]。通过招标确定投资人的生物质发电项目,上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于所在地区的标杆电价。
2010年,中国生物质能产量将达到22TWh,生物质发电装机容量5.5GW,占全国总发电量的0.78%;2020年,中国生物质能产量达到120TWh,生物质发电装机容量30GW,占全国总发电量的2.6%;2010年和2020年可再生能源发电占发电总量的比例仍然较小,分别为8.63%和11.86%[12]。国家发展与改革委员会计划到2020年底将可再生能源发电的比例提升到15%~16%。
据农业部提供的数据[13],中国拥有充足的可发展能源作物,如农作物秸秆年产6亿吨、畜禽粪便年产21.5亿吨、农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过1亿吨、边际土地4.2亿公顷,同时还包括各种荒地、荒草地、盐碱地、沼泽地等。据中国科学院石元春院士估计,如果能利用现有农作物秸秆资源的一半,生物质产业的产值就可达近万亿元人民币。截止到2005年底,中国生物质发电量2GW,距离2010年的5.5GW和2020年的30GW还有很大的发展空间。作为唯一可运输并储存的可再生能源,凭其优越的先天条件,中国生物质能发电产业具备广阔的发展空间,拥有巨大的投资价值。
3.3 生物质固体燃料的发展模式
生物质固体成型燃料也是农业部今后的重点发展领域之一。农业部将重点示范推广农作物秸秆固体成型燃料,重点在东北、黄淮海和长江中下游粮食主产区进行试点示范建设和推广,发展颗粒、棒状和块状固体成型燃料,并同步开发推广配套炉具,为农户提供炊事燃料和取暖用能。
丰富、清洁、环保又可再生的生物质能源过去却没有得到重视,而被白白浪费掉。河南农业大学张百良教授分析指出,除去饲养牲畜、工业用和秸秆还田,中国每年还具有4亿吨制作成型燃料的资源可以生产1.5亿吨成型燃料,可替代1亿吨原煤,相当于4个平顶山煤矿的年产量[8]。以农作物秸秆为原料的生物质固体燃料产业规模虽然不是很大,但因目前开发程度低,发展空间仍巨大。
3.4生物质液体燃料的发展模式
3.4.1 生物液体燃料生产大国的典型模式
生物液体燃料具有替代石油产品的巨大潜力,得到了各国的重视,主要包括燃料乙醇和生物柴油。国际油价的持续攀升,提高了生物液体燃料的经济性,在一些国家和地区已经具有了商业竞争力。目前,巴西燃料乙醇折合成油价约25美元/桶,低于原油价格。2005年,巴西和美国仍然是燃料乙醇的生产大国,分别以甘蔗和玉米为原料,掺混汽油,占其国内车用交通燃料的50%和3%,比2004年分别提高6%和1%。美国在2001~2005年,燃料乙醇产量已经翻了一番,2005年最新的能源法案中又提出,到2010年燃料乙醇产量再增加一倍的目标。欧盟确定了到2010年生物液体燃料在总燃料消耗的比例达到6%的目标[14]。
目前,生产生物液体燃料比较成功的典型模式有巴西模式和美国模式。
1)巴西甘蔗-乙醇模式
巴西是推动世界生物燃料业发展的先锋。它利用从甘蔗中提炼出的蔗糖生产乙醇,代替汽油作为机动车行驶的燃料。如今巴西乙醇和其他竞争燃料相比,价格上已具有竞争性。这也是当前生物燃料业发展最为成功的典范。巴西热带地区的光照使得那里非常适合种植甘蔗。现在,巴西已经是世界上最大的甘蔗种植国,每年甘蔗产量的一半用来生产白糖,另一半用来生产乙醇。
最近几年,由于过高的汽油价格和混合燃料轿车的推广,巴西燃料乙醇工业更是得到了长足的发展。混合燃料轿车能够以汽油和乙醇的混合物为燃料,自从2003年在巴西大众市场销售后,销量节节攀升,目前已经占据了巴西轿车市场的半壁江山。在混合燃料轿车需求的拉动下,巴西燃料乙醇的日产量从2001年的3000万升增加到2005年的4500万升,已能满足国内约40%的汽车能源需求[14]。
用蔗糖生产乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未来4年中,巴西计划将新建40~50家大型乙醇加工厂。为了保证原料供应,甘蔗的种植面积也将不断扩大。
当前巴西生物燃料发展战略的成功,并不意味着巴西的蔗糖乙醇会成为世界生物燃料业未来的选择。因为即使只替代目前全球汽油产量的10%,也需要将巴西现有的甘蔗种植面积扩大40倍。巴西不可能“腾”出这么多土地用于种植甘蔗。另外,由于甘蔗的品种有强烈的地域性,巴西的技术路线在别的国家很难走得通。就连非洲、印度、印度尼西亚都无法照搬,更别说主要地处温带的中国了。
因此,巴西模式尽管取得了迄今最大的成功,但却不是未来世界生物燃料业发展的方向,更不适合地处温带、缺少耕地的中国。探索适合中国国情的生物液体燃料发展模式成为当务之急。
2)美国玉米-乙醇模式
美国是主要的燃料乙醇生产国之一,但与巴西不同,它用的不是甘蔗而是玉米。尽管有不少反对的声音,但美国燃料乙醇的日产量仍从1980年的100万升增加到现在的4000万升。目前,美国已投入生产的乙醇生产厂有97家,另外还有35家正在建设当中。这些工厂几乎都集中在玉米种植带。
玉米中用于生产乙醇的主要成分是淀粉,通过发酵它可以很容易地分解为乙醇。这正是用玉米生产乙醇的优势,但这也是人们反对的原因,因为淀粉是一种重要的粮食。2007年美国计划投入4200万吨玉米用于乙醇生产,按照全球平均食品消费水平,同等数量的玉米可以满足1.35亿人口一年的食品消耗[14]。
中国现在80%的乙醇的原料是谷类,由于原本过剩的谷物在2000年后产量快速减少,使得燃料乙醇的发展再次面临挑战[15]。玉米加工燃料乙醇业过快发展,一些地区甚至玉米主产区已在考虑进口玉米了。国家已经制定相关***策,对玉米加工燃料乙醇项目加以限制,强调发展燃料乙醇要以非粮原料为主,因为谷类供给安全问题对于拥有巨大人口的中国来说,始终应该放在首位。粮食安全始终是国家重大战略问题。中国粮食不能承受“能源化”之重。中国国情和美国、巴西不一样,其成功经验虽有可资借鉴之处,但不能照搬他们的模式。
生物液体燃料方面新技术的研发,在很大程度上取决于解决生物燃料生产的原料供应问题。目前生产液体燃料大多使用的是粮食类作物,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是从能源的投入、产出分析,利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的。因此,利用木质纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一。
3.4.2中国生物质液体燃料的产业化发展途径
中国生物液体燃料的发展已初具规模。当前,中国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程,年生产能力已达102万吨,生产成本也达到了消费群体初步接受的水平。在非粮食能源作物种植方面,中国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种,并建成了产业化示范基地,培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种,育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品种。具备了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力[16]。
1)油菜籽-生物柴油模式
中国农科院油料作物研究所所长王汉中研究员呼吁:国家应大力推广“油菜生物柴油”。生物柴油相对于矿物柴油而言,是通过植物油脂脱甘油后再经过甲脂化而获得。发展油菜生物柴油具备三大优点:一是可再生;二是优良的环保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烃,使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低,可降解性还明显高于矿物柴油;三是可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代战略中具有核心地位。
目前,发展生物柴油的瓶颈是原料。木本油料的规模有限,大豆、花生等草本油料作物与水稻、玉米等主要粮食作物争地,扩大面积的潜力不大。而作为生物柴油的理想原料,油菜具有其独特的优势。首先适应范围广,发展潜力大:长江、黄淮流域、西北、东北等广大地区都适宜于油菜生长;其次油菜的化学组成与柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可较好地协调中国粮食安全与能源安全的矛盾:长江流域和黄淮地区的油菜为冬油菜,充分利用了耕地的冬闲季节,不与主要粮食作物争地。
根据欧洲油菜发展的经验和油料科技进步的情况,王汉中预计,只要***策、科技、投入均能到位,经过15年的努力,到2020年,中国油菜种植面积可达到4亿亩,平均亩产达到200千克,含油量达到50%左右。届时,中国每年可依靠“能源油菜”生产6000万吨的生物柴油(其中4000万吨来源于菜油,2000万吨来源于油菜秸秆的加工转化),相当于建造3个永不枯竭的“绿色大庆油田”[17]。
2)纤维素-乙醇模式
在整个生物燃料领域,当前最吸引投资者的并不是用蔗糖、玉米生产乙醇,或是从油菜籽中提炼生物柴油,而是用纤维素制造乙醇。所有植物的木质部分--通俗地说,就是“骨架”--都是由纤维素构成的,它们不像淀粉那样容易被分解,但大部分植物“捕获”的太阳能大多储存在纤维素中。如果能把自然界丰富且不能食用的“废物”纤维素转化为乙醇,那么将为世界生物燃料业的发展找到一条可行的道路。
虽然因技术上的限制,目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模,但很多大的能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。最大的技术障碍是预处理环节(将纤维素转化为通过发酵能够分解的成分)的费用过于昂贵。但是,要想用纤维素生产乙醇,预处理环节无法回避。技术上的不确定性,迫使制造乙醇的大部分投资仍集中在传统的工艺--通过玉米、蔗糖生产乙醇,但这些办法无法从根本上解决当前的能源危机。为了保证能源安全,美国总统布什说,美国***府计划在6年内把纤维素乙醇发展成一种有竞争力的生物燃料。
因为发展能源不可能走牺牲粮食的道路。尽管现在技术上还存在障碍,但大部分人仍相信,利用纤维素生产燃料乙醇代表了未来生物燃料发展的方向。中国生物质液体燃料的未来也同样寄希望于用纤维素生产燃料乙醇。一旦技术取得突破,纤维素乙醇产业化发展空间巨大,产值难以估量。但是,各国的国情与能源结构不同,不能寄希望于某个方面来解决,因为任何国家都不可能单靠技术引进发展本国的生物燃料产业。因此,需要因地制宜,多能互补。
3)能源作物-生物液体燃料模式
石元春院士表示,在能源结构的历史转型中,中国发展生物质能源有很强的现实性和可行性。目前,中国对石油的进口依存度为近40%;SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中国发展生物质能源不仅原料丰富,而且还有自行培养的甜高粱、麻疯树等优良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主产品工业转化技术基本成熟且有较大的改进空间,成本降幅一般在25%~45%,且目前在***、山东、四川等地已取得进展[4]。
发展能源作物不会威胁粮食安全与环保。曾有专家提出能源安全和粮食安全存在矛盾。解决这个问题需要充分认识到粮食安全和能源安全有统一性,发展能源农业将是促进农民增收、调动农民种粮积极性的有效措施。粮食作物和能源作物有很好的互补性。首先,能源作物大都是高产作物,既能满足粮食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源农业开发的领域很广,可以做到不与或少与粮食争地。能源农业开发的领域,大多是利用农业生产中的废弃物,如利用畜禽场粪便、农产品加工企业的废水与废物开发能源,既能增加农民收入,又能为粮食生产提供优质肥料,是生产清洁能源、促进粮食生产、保证粮食安全和能源安全的双赢举措。
除粮食外,中国其他可用于生物质能生产的植物和原料还有很多,如甘蔗、甜菜、薯类等。广西科学院院长黄日波说,仅广西的甘蔗资源和木薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙醇的生产潜力,加起来超过2000万吨[15]。
科技部中国生物技术发展中心有关专家指出,根据能源作物生产条件以及不同作物的用途和社会需求,估计中国未来可以种植甜高粱的宜农荒地资源约有1300万公顷,种植木薯的土地资源约有500万公顷,种植甘蔗的土地资源约有1500万公顷[15]。如果其中20%~30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物,充分利用中国现有土地与技术,生产的生物质可转化5000万吨乙醇,前景十分可观。
据农业部科教司透露,为稳步推动中国生物质能源的发展,并为决策和进一步开发利用土地资源提供可靠的数据,该司决定按照“不与人争粮,不与粮争地”的原则,开展对适宜种植生物质液体燃料专用能源作物的边际土地资源进行调查与评价工作,以摸清适宜种植能源作物边际土地资源总量及分布情况[18]。
以能源作物为原料的生物液体燃料模式发展潜力巨大,将是未来生物质能源发展的方向之一。
4) 林木生物质-生物柴油发展模式
利用中国丰富的林木生物质资源生产生物柴油,将薪炭林转变为能源林,实现以林木生物质能源对油汽的替代或部分替代,探索兼顾能源建设和生态环境建设的新模式,实现可再生能源与环境的可持续发展。开发林业生物质能产业是林业的一个很有潜力的新产业链,既是机会,也是创新,不仅具有巨大潜力和发展空间,更是林业发展新的战略增长点。
“森林具有可再生资源的属性。林业是天然的循环经济。生物质能技术是林业发展的新契机。”专家研究指出,中国生物质资源比较丰富,据初步估计,中国仅现有的农林废弃物实物量为15亿吨,约合7.4亿吨标准煤,可开发量约为4.6亿吨标准煤[19]。专家预测2020年实物量和可开发量将分别达到11.65亿吨和8.3亿吨标准煤。中国现有木本油料林总面积超过600多万公顷,主要油料树种果实年产量在200多万吨以上,其中,不少是转化生物柴油的原料,像麻疯树、黄连木等树种果实是开发生物柴油的上等原料。
中国现有300多万公顷薪炭林,每年约可获得近1亿吨高燃烧值的生物量;中国北方有大面积的灌木林亟待利用,估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右;全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林,如正常抚育间伐,可提供1亿多吨的生物质能源原料;同时,林区木材采伐、加工剩余物、城市街道绿化修枝还能提供可观的生物质能源原料[19]。
中国发展林业生物质能源前景十分广阔。中国林业可用来发展生物质能源的树种多样,可作为能源利用的现有资源数量可观。在已查明的油料植物中,种子含油量40%以上的植物有150多种,能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前,作为生物柴油开发利用较为成熟的有小桐子、黄连木、光皮树、文冠果、油桐和乌桕等树种。初步统计,这些油料树种现有相对成片分布面积超过135万公顷,年果实产量在100万吨以上,如能全部加工利用,可获得40余万吨生物柴油[19]。
目前全国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地来种植能源植物,每年产生的生物质量可达2亿吨,相当于1亿吨标准煤;中国还有近1亿公顷的盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地,这些不适宜农业生产的土地,经过开发和改良,大都可以变成发展林木生物质能源的绿色“大油田”、“大煤矿”,补充中国未来经济发展对能源的需要[18]。国家林业局副局长祝列克介绍,“十一五”期间,中国主要开展林业生物质能源示范建设,到2010年,实现提供年产20万吨~30万吨生物柴油原料和装机容量为100万千瓦发电的年耗木质原料。到2020年,可发展专用能源林1300多万公顷,专用能源林可提供年产近600万吨生物柴油原料和装机容量为1200万千瓦发电年耗木质原料,两项产能量可占国家生物质能源发展目标30%以上,加上利用林业生产剩余物,林业生物质能源占到国家生物质能源发展目标的50%以上[19]。
可见,林木生物质能源的发展将逐步成为中国生物质能源的主导产业,发展空间巨大,前景广阔。
4 结 语
国家已出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》及相关产业***策,明确提出“因地制宜,非粮为主”的发展原则,发展替代能源坚持“不与人争粮,不与粮争地”,要更加依靠非粮食原料。从大方向来看,用非粮原料能源替代化石能源是长远方向,例如薯类和纤维质以及一些植物果实来替代。为避免粮食“能源化”问题[20],必须开发替代粮食的能源原料资源。开发替代粮食资源,如以农作物秸秆和林木为代表的各类木质纤维类生物质,及其相应的生物柴油和燃料乙醇生产技术,被专家们认为是未来解决生物质液体燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物质能源将成为未来能源重要组成部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物质能源,主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。
有关专家也对生物质能源的发展寄予了厚望,认为中国完全有条件进行生物能源和生物材料规模工业化、产业化,可以在2020年形成产值规模达万亿元。
虽然生物质能源发展潜力巨大、前景广阔,并正在逐步打破中国传统的能源格局,但是生物质能的产业化发展过程也并非一帆风顺,因为生物质原料极其分散,采集成本、运输成本和生产成本很高,成为生物质燃料乙醇业的致命伤,若不能妥善解决将可能成为生物质能产业发展的瓶颈。
生物质能的资源量丰富并且是环境友好型能源,从资源潜力、生产成本以及可能发挥的作用分析,包括生物燃油产业化在内的生物质能产业化开发技术将成为中国能源可持续发展的新动力,成为维护中国能源安全的重要发展方向。在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程也将成为中国利用生物能源发电的新趋势。从环保、能源安全和资源潜力综合考虑,在中国推进包括以沼气、秸秆、林产业剩余物、海洋生物、工业废弃物为原料的生物质能产业化的前景将十分广阔。
[参考文献]:
[1] 中华人民共和国可再生能源法.china.org/chinese/law/798072.htm.
[2] 生物质能发展重点确定沼气固体成型燃料能源作物[EB/OL]. (2007-01-26)[2007-03-18].(来源:人民日报)。
[3] 生物质能的概况. (2006-11-22)[2007-04-02].
[4] 潘 希. 生物质能欲开辟中国农业“第三战场”。 科学时报,2005-04-30.
[5] 佚 名。我国确定农村生物质能发展战略目标[EB/OL]. (2006-10-13)[2007-03-18]. 来源: 新华网.
[6] 生物质能发展重点确定沼气固体成型燃料能源作物[EB/OL]. (2007-01-26)[2007-03-18].(来源:人民日报)。
[7] 师晓京. 农业部正制定《农业生物质能产业发展规划》,今后重点发展沼气、固体成型燃料和能源作物[N]. 农民日报,2007-01-26.
[8] 王琼杰. 日生物质能源能挑起我国未来能源的“大梁”吗?中国矿业报,2007-03-06.
[9] 世界可再生能源发展现状及未来发展趋势分析.[EB/OL]
[10] 谭利伟,简保权. 生物质能源的开发利用[J]. 农业工程技术.新能源产业,2007,总291期,第3期:18-27.
[11] 《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》[S]. [2007-04-03].
[12] Hu Xuehao. The Development Prospects of Renewable Energy and Distributed Generation in Power System and the Requirement for Energy Storage Technology[R/OL]. 2006 International Conferences on Power System Technology, Chongqing, China, October 22-24, 2006.
[13]中国科学技术信息研究所. 农业生物质资源-待开发的金矿。2006[2007-04-2].
[14] 蔡如鹏. 生物燃料走在路上[J]中国新闻周刊,2006,第48期,第66页.
[15] 王一娟 徐时芬. 专家为中国生物能源发展献策--开发替代粮食原料,破解燃料乙醇困局[J]. 经济参考报,2005-09-30.
[16]农村生物质能利用大有可为[EB/OL] . (2007-02-25)[2007-04-04].
[17] 胡其峰.专家呼吁大力推广“油菜生物柴油”[N/OL].光明日报, 2005-08-02.
[18] 师晓京. 农业部开展适宜种植能源作物边际土地资源调查[N/OL]. 农民日报,2007-03-21.
生物质能篇9
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.3国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,甚至从外太空获得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的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,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。目前,世界各国,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,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。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国***府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。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,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为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。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炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有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;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,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。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上.
实际上,目前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,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,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6亿吨可作为能源用途: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:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外,还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:
1.在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下,必然对森林等自然资源进行不合理采伐,破坏了自然植被和生态平衡;
2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用,不仅造成资源浪费,而且使其成为主要的有机污染源,除造成严重的大气和水污染之外,还排放大量的温室气体,加剧了全球温室效应;
3.同时,随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题,必须予以足够的重视,并采取有效措施着力加以解决。
事实上,大力开发和利用生物质能源,对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义,产生诸多利益;
4.减少污染,改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题,这也是大部分生物质利用的首要目标。
5.解决农村能源供应问题,提高农民生活水平。
我国农村能源供应紧张,而生物质源丰富,所以可利开展利用生物质能,可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。
6.改善能源结构,减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨,如果能充分开发,可以在我国的能源消费中占重要的地方,这对改善我国能源结构,减少我国对石化燃料的依赖,进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放,最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据:
1.目前,绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染,给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民,随着生活水平的提高,迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面,以生物质可燃气作为他们的生活能源,就会改善其卫生环境,提高生活质量,减轻劳动强度。
2.众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,利用生物质气化技术将其转换成可燃气,生产出优质能源,变废为宝,可谓一举两得。
3.禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源,随着大型畜牧场的不断建成和发展,所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源与环境双重意义。
4.随着我国社会经济的迅速发展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例,1995年,年垃圾产量均已突破400万吨,1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾,不仅可获得能源,而且达到低费用治理污染的目的。
5.我国的边远地区,生物质资源丰富,多属于缺电、少电地区,可将生物质气化发电,或供热可自产自用。
6.事买上,生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景,其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源,而且具有保护环境,节省资源的功能。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国***府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家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,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、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,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。
我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。
虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:
a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。
b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。
c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。
此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:
a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。
b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。
c.目前,有关扶持生物质能源发展的***策尚缺乏可操作性,各级***府应尽快制定出相关***策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠***策。
d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。
e.***府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
4.1发展方向
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:
a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。
b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。
c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。
d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
4.2对策
根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,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。
b.在工业化生产与规模化应用方面: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在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3 优先领域
.秸秆能源利用
.有机垃圾处理及能源化
.工业有机废渣与废水处理及能源化
.生物质液体燃料
4.4 重大关键技术
.高效生物质气化发电技术
.有机垃圾IGCC发电技术
.高效厌氧处理及沼气回收技术
.纤维素制取酒精技术
.生物质裂解液化技术
.能源植物培育及利用技术
生物质能篇10
关键词 林业 生物质能源 现状 建议
生物质能源是一种可再生的、低污染的新型能源。林业生物质能源就是通过燃烧或者其他技术手段将植物或者可回收的木制废弃物等物质转化为不同形式的能源。固体的可以用来代替煤炭;液体的可以代替石油,如乙醇汽油;气体可以用来发电。如果这一战略可以有效的发展和实施,可以很大程度上缓解我国对一次性能源的需求压力。但是在我国林业生物质能源发展过程中还存在些问题。
1.我国林业生物质能源发展现状
1980年以来,我国生物质能源发展逐渐受到我国***府的重视,早在“六五”时期就将生物质能源列入发展计划中,在此基础上,又提出和发展林业生物质能源战略。我国是农业大国,森林资源丰富,有大量的林副产品及木制废弃物,发展生物质能源具有一定的优势。但是在技术层面,我国仍落后于其他国家。加之重视程度不够,没能提出具体的、长远的发展策略,使得林业生物质能源战略发展仍处于起步阶段。
2.发展林业生物质能源战略的可行性
能源不足是世界各国共同面对的问题,从可持续发展及长远发展角度来看,发展生物质能源是可行的,也是必然的。就我国自身条件来说,发展林业生物质能源战略是最为合适的。
2.1林业生物质能源战略自身的优势
之所以说林业生物质能源战略具有可行性,首先是其自身的优势。一,林业生物质能源是将林副产品及木制废弃物转化为能源,将废物回收利用,变废为宝,转化过程中不需要太多能耗;二,在能源转化的过程中利用先进技术,不会对环境造成污染。此外,转化后的能源在使用过程中也是绿色环保无污染的,不同于一次能源在燃烧后留下大量的有害气体;三,林业生物质能源是循环的、可再生能源,可以代替一次性能源使用,排除能源枯竭的担忧。
2.2符合当前发展形势
现如今,世界范围内提倡节约资源,保护环境,而林业生物质能源发展战略自身就是节能环保的举措。加之我国土地面积大,农业林业发展繁荣,具备大量的生物质能源转换原料。而且,发展林业生物质能源不仅可以将林副产品废料加以利用还能促进林业的发展,鼓励人们积极的进行树木种植和培养,带动地方经济。
3.发展林业生物质能源战略的相关建议
发展林业生物质能源是一项可行的战略,需要将其认真的贯彻实行才能收到预期的效果,本文针对这一问题,提出以下相关建议。
3.1加强技术革新
发展林业生物质能源,科学技术显然是重中之重。如何在不污染环境,尽可能减低能耗的情况下,将回收的原料转化为能源是非常重要的问题。这就需要相关部门加大对技术研究的重视程度,鼓励并帮助其研发更先进的转化技术,尽可能的降低成本、减少污染和危害。使林业生物质能源发展战略的优势充分体现出来。
3.2提高重视程度
要想将林业生物质能源发展战略落到实处,首先应该提高国家、***府及相关部门的重视程度,制定出具体可行的措施,并落到实处;其次是提高社会民众对这一战略的重视程度。可以将这一战略的相关知识进行普及,增强社会对其认识和认可,并积极的重视起来。这样一来,不仅可以提高人们对于林业生物质能源发展战略的认识,还能提高他们的节能环保意识,在日常生活中积极为林业生物质能源发展做贡献,如将可作为原料的废弃物分类投放等。
3.3坚持多元化、持续化发展
林业生物质能源发展战略必须是一个长期的过程,所以***府及相关部门除了提高重视程度之外,还要切实的为其长远发展做出计划,如在发展过程中不断研究新型的能源转化方式,促进战略的可持续发展。此外,还要重视多元化发展,如将农作物废料的生物质能源转化;转化的能源形势多元化,气体发电,生物柴油等,确保林业生物质能源发展战略落到实处,消除未来能源枯竭带来的隐患。
总结
综上所诉,林业生物质能源发展战略是一项可行的、有效的措施,不仅符合现阶段提出的节能环保,降低一次性能源带来的环境污染,还能解决潜在的能源危机。如果我国***府及相关部门提高重视程度,加大支持力度,再结合我国的林业资源优势,加上先进的科学技术,将林业生物质能源发展战略落到实处,那么我国未来面对的能源危机将不再是无从下手的难题。
参考文献
[1] 李顺龙,王耀华,宋维明.发展林木生物质能源对二氧化碳减排的作用[J].东北林业大学学报,2009, 37(4): 83- 85
[2] 唐红英.我国林业生物质能源发展相关***策概述[J].林业经济,2008( 7): 43- 45
[3] 徐庆福.林业生物质能源开发利用技术评价与产品结构优化研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2007.