生物能源的發(fā)展前景

王振東

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，人們對(duì)能源的需求量越來越多，但是地球化石資源的儲(chǔ)量卻日益減少，全球面臨著嚴(yán)峻的能源危機(jī)，亟待開發(fā)能替代地球石化資源的新一代能源。而且，化石能源的消耗嚴(yán)重的破壞了我國很多地方的生態(tài)環(huán)境以及氣候環(huán)境。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，可再生能源已經(jīng)成為當(dāng)前能源發(fā)展的主體。目前，生物能源成為地球石化資源的替代已經(jīng)有了普遍共識(shí)，也是能源發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。本文首先簡(jiǎn)述了生物能源的優(yōu)點(diǎn)，然后從當(dāng)前的生物能源現(xiàn)狀入手，探討了生物能源的發(fā)展前景。認(rèn)為雖然生物能源的開發(fā)與利用困難重重，但生物能源的發(fā)展前景依然一片大好。

【關(guān)鍵詞】生物能源；發(fā)展現(xiàn)狀；優(yōu)點(diǎn)；發(fā)展前景；可替代能源

在全球資源短缺與能源危機(jī)的大背景下，各國都在積極尋找可以部分替代地球石化資源且污染較小的能源，而生物能源作為一種兼具礦物能源和其他新能源特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)的可再生能源，成為各國關(guān)注的重點(diǎn)。迄今為止，以糧食為原料的第一代生物能源已經(jīng)在很多國家的生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，取得了客觀的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果，人們對(duì)生物能源替代石油能源有了普遍的認(rèn)可和共識(shí)。但是，關(guān)于生物能源的爭(zhēng)論一直不斷，下面就探討一下當(dāng)前生物能源現(xiàn)狀，以窺探生物能源的發(fā)展前景。

一.生物能源的優(yōu)點(diǎn)

生物能源，是指通過生物的活動(dòng)，將生物質(zhì)、水或其他無機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣、氫氣等可燃?xì)怏w、乙醇、油脂類可燃液體為載體的可再生能源。其不同于礦物能源，又區(qū)別于其他的新型能源，同時(shí)兼具兩者的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，是目前一種應(yīng)用前景良好的可再生能源。它的開發(fā)與利用，不僅能解決能源危機(jī)問題，還能減少環(huán)境污染，改善日漸惡化的生活環(huán)境。這些優(yōu)勢(shì)主要是通過以下幾個(gè)方面體現(xiàn)的。

第一，用于開發(fā)成為生源能源的植物，在生長過程中可以吸收大量的二氧化碳，進(jìn)而降低大氣環(huán)境中的二氧化碳濃度，有助于降低大氣環(huán)境污染；第二，生物燃料能夠充分的燃燒，在環(huán)境中可以很好的分解，降低空氣中的粉塵含量，對(duì)控制霧霾等空氣狀況有著良好的作用；第三，能源植物的種植，對(duì)農(nóng)田、水土保持、生態(tài)系統(tǒng)、野生動(dòng)物及水質(zhì)保護(hù)等都有著積極作用，有助于解決環(huán)境與生態(tài)問題。由此可見，生物能源的優(yōu)點(diǎn)是較多的，不僅能緩解能源危機(jī)，更能保護(hù)我們所生活的環(huán)境不受污染，構(gòu)建一個(gè)健康、和諧的生活家園，保護(hù)人類身體健康。所以，生物能源的開發(fā)與利用必將成為可持續(xù)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，有著廣闊的發(fā)展前景。

二、生物能源發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景

現(xiàn)階段，生物能源主要有生物柴油、燃料乙醇、生物制氫、沼氣等幾種形式，下面從它們的發(fā)展現(xiàn)狀入手，探討生物能源的發(fā)展前景。

第一，生物柴油。當(dāng)前，生物柴油的主要原料為植物油，世界各國采用的植物油也各不相同。比如，美國以轉(zhuǎn)基因大豆油為原料，加拿大以雙低菜籽油為原料，巴西以蓖麻油為原料、馬來西亞以棕櫚油為原料。關(guān)于生物柴油的制法，目前有四種常用的技術(shù)方法，即微乳液法、高溫裂解法、酯交換法、直接混合法。此外，我國清華大學(xué)的相關(guān)專家學(xué)者提出了工程微藻法，這一技術(shù)方法還沒有成熟并推廣使用，但是已經(jīng)取得了階段性研究成果。生物柴油在成品油市場(chǎng)上已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用，歐洲地區(qū)應(yīng)用的較多，但是實(shí)際開發(fā)生產(chǎn)中一直存在低收入、高投入問題，這是阻礙生物柴油發(fā)展的主要問題。

第二，燃料乙醇。燃料乙醇是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大、應(yīng)用范圍最廣的一種生物能源。其生產(chǎn)中所采用的原料主要有四大類：纖維素原料（農(nóng)作物秸稈、柴草、伐木剩余物等）、糖質(zhì)原料（甘蔗、甜菜等）、淀粉質(zhì)原料（玉米、大米、甘薯等）及其他原料（亞硫酸鹽紙漿廢液等）。就目前而言，生物制合成燃料乙醇的方法主要有兩大類，分別是生物法、化學(xué)法等，每一種方法的工藝流程既有相似又有不同。最常用的是生物法中的發(fā)酵法，特別是糖類作物發(fā)酵乙醇的方法最為成熟。在實(shí)際情況中，燃料乙醇生產(chǎn)一直面臨著原料不足、成本高等問題，所以從長遠(yuǎn)角度看，利用纖維植物轉(zhuǎn)化成燃料乙醇的技術(shù)方法是一種很理想的方法，不僅成本低，又能解決原料不足問題。

第三，生物制氫。生物制氫的應(yīng)用，既為生活提供了所需要的氫氣，又開辟了一種廢物回收利用的新途徑，是一種綠色的生物能源生產(chǎn)工藝。生物制氫的原料是相當(dāng)廣泛的，有牛糞、淀粉廢水、豆制品廢水、玉米秸稈、酒糟、纖維素、污水等。制法具體有光合生物產(chǎn)氫、發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)氫、光合生物與發(fā)酵細(xì)菌的混合產(chǎn)氫等。鑒于生物制氫的主要原料很多，應(yīng)用起來較方便，是未來能源制備技術(shù)的主要趨勢(shì)之一。但是，生物制氫依然有許多技術(shù)問題有待創(chuàng)新與突破，如光合生物產(chǎn)氫方面，唯有實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新才能促進(jìn)這一種生物能源的開發(fā)與利用。

第四，沼氣。沼氣是一種抗爆性、燃燒值很高的綠色能源，其原材有禽獸糞便、食品加工廢物、作物秸稈、酒精廢料等。作為一種綠色、清潔的生物能源，沼氣不僅在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛，在發(fā)展中國家也有著廣泛運(yùn)用，而我國沼氣主要運(yùn)用于農(nóng)村地區(qū)，如供暖、做飯等，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀不如農(nóng)村地區(qū)，且缺乏系統(tǒng)化的發(fā)展。

以上是最常見的四種生物能源形式，在發(fā)達(dá)國家的開發(fā)與利用比較廣泛，但在發(fā)展過程中均遇到了不同問題。比如，生物柴油的低收入、高產(chǎn)出問題，生物制氫的技術(shù)創(chuàng)新問題，這是生物能源發(fā)展的主要障礙。我國作為發(fā)展中的國家，生物能源研究起步較晚，但是發(fā)展速度加快，生物能源發(fā)展有著極好的前景。我國應(yīng)基于資源優(yōu)勢(shì)，借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)，并堅(jiān)持自主研發(fā)，推動(dòng)國內(nèi)生物能源發(fā)展。

三、結(jié)語

綜上所述，生物能源的開發(fā)與利用有效緩解了能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，是科學(xué)技術(shù)的一次進(jìn)步，更是人類文明進(jìn)程中的一場(chǎng)重要變革，是人類智慧與崇明才智的展現(xiàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，能源需求量越來越大，環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，為解決能源問題和保護(hù)環(huán)境，必須積極開發(fā)與利用生物能源。一方面，加大生物能源研發(fā)力度，另一方面增加資金投入，同時(shí)對(duì)生物能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，建立一條科學(xué)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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