我國生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景

趙曉輝，王博

(西華大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，四川 成都 610039)

引言

目前地球上的石化資源逐漸枯竭，國際原油價格也持續(xù)攀升，在這樣的大背景下，生物質(zhì)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉匆l(fā)了人們的關(guān)注。本文主要從我國生物質(zhì)能的利用現(xiàn)狀和發(fā)展前景兩大方面做了詳細(xì)介紹。生物質(zhì)能是一種可再生能源，它的實質(zhì)是以生物質(zhì)作為儲存載體，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，從而得到生物質(zhì)能。地球上每年因進(jìn)行光合作用而產(chǎn)生的生物質(zhì)就有近兩千億噸，但是如此巨量的生物質(zhì)作為能源的利用量卻還不足百分之一，因此生物質(zhì)能仍具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ谖覈镔|(zhì)能源含量相當(dāng)豐富，但由于相關(guān)技術(shù)還沒有發(fā)展成熟，因此不能將其充分利用。對此，國家發(fā)改委制定了“生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃”，目前我國已在“十一五”實現(xiàn)了技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，緊接著又在“十二五”實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化，當(dāng)下最重要的是要在2015年及以后實現(xiàn)大發(fā)展。

1 我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

1.1 萌芽階段

二十世紀(jì)七、八十年代，我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分緩慢，邊遠(yuǎn)地區(qū)能源供應(yīng)不足，相關(guān)環(huán)境問題得不到有效解決。對此，國務(wù)院和有關(guān)部委相繼頒布了《關(guān)于當(dāng)前農(nóng)村建設(shè)中幾個問題的報告》、《關(guān)于進(jìn)一步發(fā)展沼氣的報告》等，通過立法對我國生物質(zhì)能的發(fā)展加以扶持，并明確提出“要解決農(nóng)村能源問題，就要充分利用農(nóng)業(yè)資源，發(fā)展沼氣，還要減輕環(huán)境污染”。

1.2 緩慢發(fā)展階段

自二十世紀(jì)九十年代，隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制的形成與發(fā)展，我國新能源發(fā)展規(guī)劃與各項激勵措施同步實施，然而由于當(dāng)時政策實施難度極大，力度欠缺，導(dǎo)致我國的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)仍發(fā)展緩慢。

1.3 快速增長階段

“十五”后期，我國頒布了《中華人民共和國可再生能源法》(2005年)，通過能源立法為我國生物質(zhì)能的開發(fā)利用保駕護(hù)航，在此基礎(chǔ)上，我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速增長階段。

1.4 優(yōu)化發(fā)展階段

我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)在快速增長階段已經(jīng)得到了全面發(fā)展，然而不協(xié)調(diào)、不平衡的發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境承載能力之間的矛盾仍將制約生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此，只要解決了生物質(zhì)能的科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展問題，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會將指日可待。

對此，我國相繼發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》、《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》，標(biāo)志著我國新能源產(chǎn)業(yè)成為了國家未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點培育和發(fā)展的對象，從而為我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)良發(fā)展創(chuàng)造了條件。

2 國內(nèi)外生物質(zhì)能實踐發(fā)展概況

2.1 國內(nèi)生物質(zhì)能實踐發(fā)展

(1)沼氣在我國發(fā)展得最好，生物質(zhì)沼氣技術(shù)以及用于污水處理的大型沼氣工程技術(shù)都已發(fā)展成熟。隨著國家的快速發(fā)展，2100座沼氣工程相繼建成，沼氣年產(chǎn)量約為22億m3，同時也逐漸完善了沼氣產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系。

(2)從1981年到1995年，我國薪炭林逐步建設(shè)起來，每年增加薪材產(chǎn)量(2000～2500)×104t，農(nóng)村能源短缺問題也因此在一定程度上得到了緩解。我國木本油料樹種值總面積高達(dá)804.2 hm2，但目前只有不到1/4的油料樹果實能被完全加工利用。

(3)近年來，我國一些科研單位已經(jīng)研制出了生物柴油的生產(chǎn)工藝，其原料大多為菜籽油、大豆油、廢煎炸油等。同時，我國擁有生物柴油自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的相關(guān)企業(yè)正致力于實現(xiàn)生物柴油的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2.2 國外生物質(zhì)能實踐發(fā)展

(1)目前，巴西成功地發(fā)展了替代能源，并且將乙醇作為汽車燃料。早在1976年，巴西成功實施了普洛阿爾庫爾(Proalcool)乙醇利用計劃，為世界乙醇利用和發(fā)展開辟了先河。在巴西乙醇生產(chǎn)作為系統(tǒng)工程，從甘蔗的育種到乙醇的生產(chǎn)，整個流程緊密相連，又層層遞進(jìn)。在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水則采取資源化的處理方式，這樣既不會破壞環(huán)境，又可以減少乙醇生產(chǎn)的成本。

(2)乙醇燃料的使用在美國也極為盛行，含有乙醇的汽油被廣泛應(yīng)用于機(jī)動車領(lǐng)域，目前美國大多以玉米為原料提取生物乙醇，年產(chǎn)量約為63億L，占燃料油總量的10%。美國計劃以生物質(zhì)能為未來能源的主要輸出點，至2020年，使其占到總能耗的25%，2050年占到50%。

(3)近年來，生物質(zhì)柴油成為德國的主要輸出品，生物質(zhì)柴油生產(chǎn)企業(yè)享受全額免稅政策；并且自2004年國家允許將石化柴油與不超過5%的生物柴油混合；德國的生物柴油產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，其生產(chǎn)能力持續(xù)增強(qiáng)，已占到全歐盟總生產(chǎn)能力的一半。

3 中國生物質(zhì)能發(fā)展策略及發(fā)展前景

3.1 發(fā)展策略

(1)加強(qiáng)對生物質(zhì)能的宣傳力度，又特別要在農(nóng)村群眾中普及生物質(zhì)能源的相關(guān)知識。同時，生物質(zhì)能的研究和推廣又受到高成本的限制，因此，中央和各級地方政府應(yīng)制定相應(yīng)財政法規(guī)，盡可能滿足我國生物質(zhì)能的發(fā)展需求。

(2)生物質(zhì)能市場競爭力的提升關(guān)鍵在于技術(shù)的進(jìn)步。因此，要從長遠(yuǎn)的角度出發(fā)，致力于提高生物質(zhì)能的生產(chǎn)效率，同時明確各階段目標(biāo)，做好相關(guān)研究工作。

(3)生物質(zhì)利用基礎(chǔ)設(shè)施和集中處理中心能將分散的生物質(zhì)有效地利用起來。因此，應(yīng)建立起各類生物質(zhì)能利用設(shè)施，才能使生物質(zhì)資源得到充分利用。

(4)為了了解生物質(zhì)能的開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境，社會效益及能源結(jié)構(gòu)帶來的影響，就有必要對生物質(zhì)能利用過程進(jìn)行細(xì)致研究和綜合評價。這就要求我們建立起一個相應(yīng)的評價機(jī)制。

3.2 中國生物質(zhì)能行業(yè)發(fā)展前景

(1)目前中國農(nóng)村約有6億人，他們也是生物質(zhì)能的主要消費群體，自20世紀(jì)80年代，中國經(jīng)濟(jì)逐漸成長起來，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)也隨之發(fā)展。從1980年到2008年，農(nóng)村能源消費水平不斷上升，其總耗由3.28億t標(biāo)準(zhǔn)煤増長至9.24億t，其中生物質(zhì)能占到農(nóng)村用能的40%左右，表明生物質(zhì)能將是農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。

(2)預(yù)計到2020年，中國的GDP將達(dá)到8萬億美元，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的能源需求量也將大幅提高，預(yù)計達(dá)到30多億t標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，為了提高能源自給率同時減少環(huán)境污染，我國將大力發(fā)展替代能源，生物質(zhì)能將逐步替代化石能源，以不斷滿足我國的能源需求。

(3)隨著生物質(zhì)能源的普及利用，生物質(zhì)發(fā)電也將成為重點的發(fā)展對象，它存在兩種發(fā)電形式：直接燃燒發(fā)電和氣化發(fā)電。直接燃燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)已基本發(fā)展成熟，并廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。而生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)相對發(fā)展緩慢，但其發(fā)電效率極高。另外，生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電是一種新興的發(fā)電技術(shù)，其發(fā)電過程簡易且對環(huán)境污染小，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(4)能源植物將是生物質(zhì)能的一大重要來源，能源植物用于制取燃料原料或提供燃料油，經(jīng)過加工利用進(jìn)而得到生物燃料。能源作物無疑是一種最為綠色的能源，具有低硫，環(huán)保，安全，可降解等優(yōu)點，現(xiàn)在能源植物己經(jīng)成為國際開發(fā)的熱點。

4 結(jié)語

隨著化石能源不斷枯竭，開發(fā)成本將會越來越高，而在科技不斷進(jìn)步的今天，生物質(zhì)能的利用越發(fā)普遍。只要人們不懈努力，不斷降低生物質(zhì)能的開發(fā)成本，最大化減少能源作物在發(fā)展過程中對環(huán)境造成的污染，同時確保糧食安全，未來生物質(zhì)能將會為人類社會做出更大貢獻(xiàn)。

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