段永斌

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)機械研究所,貴州 畢節(jié) 551700）

生物質(zhì)能源發(fā)展前景研究

段永斌

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)機械研究所,貴州 畢節(jié) 551700）

通過對生物質(zhì)能源進(jìn)行論述，對生物質(zhì)的種類、儲量、用途進(jìn)行仔細(xì)分析，說明生物質(zhì)能源的資源潛力巨大、應(yīng)用廣范、發(fā)展環(huán)境好，具有廣闊的發(fā)展前景。

生物質(zhì)能源；發(fā)展；初探

1 概述

生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機體，光合作用利用空氣中的二氧化碳和土壤中的水，將吸收的太陽能轉(zhuǎn)換為碳水化合物和氧氣。在各種可再生能源中，生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物中的一種能量形式，是以生物質(zhì)為載體的能量，是一種唯一可再生的碳源，取之不盡、用之不竭，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊藏量極大。生物質(zhì)能的原始能量來源于太陽，所以從廣義上講，生物質(zhì)能是太陽能的的一種表現(xiàn)形式。

生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專家估計，生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

2 生物質(zhì)能源的分類

林業(yè)資源：林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源，包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等；林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物，如果殼和果核等。

農(nóng)業(yè)資源：農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源是指農(nóng)業(yè)作物(包括能源作物)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，如農(nóng)作物收獲時殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）；農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳?xì)浠衔镏参锖退参锏葞最悺?/p>

生活污水和工業(yè)有機廢水：生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成，如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等，其中都富含有機物。

城市固體廢物：城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成。其組成成分比較復(fù)雜，受當(dāng)?shù)鼐用竦钠骄钏健⒛茉聪M結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)建設(shè)、自然條件、傳統(tǒng)習(xí)慣以及季節(jié)變化等因素影響。

畜禽糞便：畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其它形態(tài)生物質(zhì)（主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。

3 生物質(zhì)能源的資源潛力

地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2×1011t，含能量達(dá)3×1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就相當(dāng)于現(xiàn)階段人類消耗礦物能的20倍，或相當(dāng)于世界現(xiàn)有人口食物能量的160倍。雖然不同國家單位面積生物質(zhì)的產(chǎn)量差異很大，但地球上每個國家都有某種形式的生物質(zhì)，生物質(zhì)能是熱能的來源，為人類提供了基本燃料。

我國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，我國理論生物質(zhì)能資源50億t左右。現(xiàn)階段可供利用開發(fā)的資源主要為生物質(zhì)廢棄物，主要有農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林木采伐及森林撫育剩余物、木材加工剩余物、畜禽養(yǎng)殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工業(yè)有機廢棄物和高濃度有機廢水等。

農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物。包括玉米、水稻、小麥、棉花、油料作物秸稈在內(nèi)的農(nóng)作物秸稈理論資源量每年8.2億噸，可收集資源量每年約6.9億t，主要分布在華北平原、長江中下游平原、東北平原等13個糧食主產(chǎn)省（區(qū)）。目前，作為肥料、飼料、食用菌基料以及造紙等用途共計每年約3.5億t，可供能源化利用的秸稈資源量每年約3.4億t。另外，稻谷殼、甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物每年約1.2億t，可供能源化利用的每年約6000萬t。

林業(yè)剩余物和能源植物。全國現(xiàn)有林地面積3.04億公頃，可供能源化利用的主要是薪炭林、林業(yè)“三剩物”、木材加工剩余物等，每年約3.5億t。適合人工種植的能源作物（植物）有30多種，包括油棕、小桐子、光皮樹、文冠果、黃連木、烏桕、甜高粱等，資源潛力可滿足年產(chǎn)5000萬t生物液體燃料的原料需求生活垃圾與有機廢棄物。目前每年城市生活有機垃圾清運量約1.5億t，其中50%可作為焚燒發(fā)電的燃料或垃圾填埋氣發(fā)電的原料，可替代1200萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。廚余垃圾還可作為生物柴油的原料，每年可獲得量約300萬t。城鎮(zhèn)污水處理廠污泥年產(chǎn)生量約3000萬t，其中約50%可能源化利用。酒精、制糖、釀酒等20多個行業(yè)每年排放有機廢水43.5億t、廢渣9.5億t，可轉(zhuǎn)化為沼氣約300億m3。規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場糞便資源每年約8.4億t，生產(chǎn)沼氣的潛力約400億m3。

我國可作為能源利用的生物質(zhì)資源總量每年約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，目前已利用量約2200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，還有約4.4億噸可作為能源利用。隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和農(nóng)林業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，生物質(zhì)能源利用潛力將進(jìn)一步增大。

4 我國生物質(zhì)能源的發(fā)展現(xiàn)狀

在“十一五”時期，我國生物質(zhì)能多元化利用取得較大進(jìn)展，生物質(zhì)發(fā)電、液體燃料、燃?xì)?、成型燃料等多種利用方式并舉，技術(shù)不斷進(jìn)步，已呈現(xiàn)出規(guī)?；l(fā)展的良好勢頭。出現(xiàn)了一些專業(yè)化的技術(shù)裝備企業(yè)和開發(fā)利用企業(yè)，部分領(lǐng)域已初步產(chǎn)業(yè)化。生物質(zhì)能開發(fā)利用形成了一定規(guī)模，在替代化石能源、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)、帶動農(nóng)民增收等方面發(fā)揮了積極作用。

生物質(zhì)發(fā)電。到2010年底，我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量550萬kw，其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電190萬kw，垃圾發(fā)電170萬kw，蔗渣發(fā)電170萬kw，沼氣等其它生物質(zhì)發(fā)電20萬kw。生物質(zhì)發(fā)電已形成一定規(guī)模，年發(fā)電量超過200億kw時，相應(yīng)年消耗農(nóng)林剩余物約1000萬t，總計增加農(nóng)民年收入約30億元。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)和設(shè)備制造發(fā)展較快，已掌握了高溫高壓生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。

生物液體燃料。到2010年底，以陳化糧和木薯為原料的燃料乙醇年產(chǎn)量超過180萬t，以廢棄動植物油脂為原料的生物柴油年產(chǎn)量約50萬t。培育了一批抗逆性強、高產(chǎn)的能源作物新品種，木薯乙醇生產(chǎn)技術(shù)基本成熟，甜高粱乙醇技術(shù)取得初步突破，纖維素乙醇技術(shù)研發(fā)取得較大進(jìn)展，建成了若干小規(guī)模試驗裝置。

生物質(zhì)燃?xì)?。?010年底，農(nóng)村戶用沼氣保有量超過4000萬戶，年產(chǎn)沼氣約130億m3。建成畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程5萬多處，年產(chǎn)沼氣約10億m3。農(nóng)村沼氣技術(shù)不斷成熟，產(chǎn)業(yè)體系逐步健全，許多地方建立了物業(yè)化管理沼氣服務(wù)體系。生物質(zhì)氣化集中供氣技術(shù)和工藝不斷改進(jìn)，目前已建成使用的生物質(zhì)集中供氣項目約1000個。

生物質(zhì)成型燃料。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,能源的消耗也隨之增加,能源短缺已經(jīng)嚴(yán)重影響了世界經(jīng)濟乃至人類的發(fā)展,發(fā)展新能源已經(jīng)迫在眉睫。生物質(zhì)成型燃料作為生物質(zhì)能源的一種,具有原料來源廣泛、可以再生、比煤炭清潔等優(yōu)點。2010年，生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)量約300萬t，主要用于農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)供熱鍋爐燃料及生物質(zhì)木炭原料。成型燃料設(shè)備能耗顯著降低，易損件壽命和可維護(hù)性明顯提高，成型燃料已初步具備較大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展條件。

5 生物質(zhì)能源發(fā)展前景

生物質(zhì)能源種類繁多,儲藏量大、應(yīng)用廣范，有關(guān)部門對生物質(zhì)能源利用也極為重視，已連續(xù)在四個國家五年計劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點科技攻關(guān)項目，開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā)，如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等，取得了多項優(yōu)秀成果。政策方面，2005年2月28日，第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過了《可再生能源法》，2006年1月1日起已經(jīng)正式實施，并于2006年陸續(xù)出臺了相應(yīng)的配套措施。這表明中國政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持，因此，中國生物質(zhì)能發(fā)展前景極為廣闊。

A preliminary Study on the Prospect of Biomass Energy

DUAN Yong-bin

(Bijie City Agricultural Machinery Research Institute,Bijie,Guizhou 551700,China).

This paper expounded biomass energy and analyzed the types,reservation and usage of biomass and explained that biomass energy possesses great potentiality and it is widely used and in sound development environment,it possesses broad development prospect.

biomass energy;Development;preliminary study

F426.2

A

2095-980X（2015）04-0091-02

2015-02-15

段永斌(1966-)，男，貴州畢節(jié)人，大學(xué)專科，主要研究方向：農(nóng)機化。