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摘要：針對生物質(zhì)能源的開發(fā)利用對于中國發(fā)展的重大意義，從生物質(zhì)能源的概念入手，綜述和探索了國內(nèi)外生物質(zhì)能源的發(fā)展?fàn)顩r，展望了中國生物質(zhì)能源開發(fā)的廣闊前景，并進一步提出了生物質(zhì)能源今后發(fā)展的方向和辦法。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源；開發(fā)；利用

20世紀(jì)70年代以來，面對常規(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)點的生物質(zhì)能源上。改革開放以后，中國也逐步邁上了發(fā)展生物質(zhì)能源的軌道。進入21世紀(jì)，誰能把握住生物質(zhì)能源開發(fā)利用的先機，誰將在未來的國際競爭中立于不敗之地。因此，應(yīng)該提高對發(fā)展生物質(zhì)能源重要性的熟悉，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，大地以及陽光有機協(xié)作產(chǎn)生的可持續(xù)性資源。生物質(zhì)假如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)的有機物質(zhì)，包括農(nóng)作物、樹木、能源作物和其他植物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等為原料，進行生物基產(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，即通過植物光合功能把太陽能以化學(xué)能形式在生物質(zhì)中存儲的一種能量形式。碳水化合物是光能儲藏庫，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)功能影響下轉(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)境危機的必然選擇

煤、石油、天然氣等礦物燃料是工業(yè)社會的核心能源，但它們是不可再生資源，儲藏量有限。據(jù)國際能源機構(gòu)統(tǒng)計，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)濟社會的飛速發(fā)展，能源消耗的速度越來越快，尤其是礦物燃料消費的不斷增加，導(dǎo)致了對它們的過度開采，使得價格日益上漲并漸趨枯竭；同時，高強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，引起了國際社會的極大憂慮。假如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。

處在一體化的國際大環(huán)境之下，中國的能源形勢也十分嚴(yán)重。改革開放以來，中國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，雖然經(jīng)濟增長方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，但對于礦物能源的需求量仍和日俱增，然而中國的常規(guī)能源儲備和開發(fā)利用潛力卻不容樂觀，每年尚需要從國外大量進口石油，潛在的能源危機將逐步威脅中國經(jīng)濟的快速發(fā)展。同時，中國的環(huán)境壓力也在不斷加大。環(huán)境友好型經(jīng)濟已被納入國家的發(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，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，但不能進行物質(zhì)生產(chǎn)，而生物質(zhì)既能貢獻能量，又能像煤炭和石油那樣生產(chǎn)出千百種化工產(chǎn)品。如燃料乙醇和車用普通汽油相比，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，和普通柴油混合使用，可使燃燒更加充分，據(jù)檢測，生物柴油無毒，能進行生物降解，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新問題。同時生物質(zhì)能源以作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)林廢棄物、城市有機垃圾等為原料，使之無害化和資源化，將植物蓄存的光能和物質(zhì)資源深度開發(fā)和循環(huán)利用，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的理念。因此，生物質(zhì)能源既能滿足緩解能源危機的需要，又符合保護環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，是中國進行可再生能源開發(fā)利用的必然選擇。

2.2保障國家平安的現(xiàn)實需要

隨著能源危機的逐步擴大，各國對本國常規(guī)能源資源的保護和對國外能源市場的爭奪將日益升級，極不利于世界的和平和穩(wěn)定。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計，到2010年，中國石油進口依存度可能會進一步上升。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，但后兩者蘊藏著巨大的風(fēng)險。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，各國家或集團受技術(shù)水平的限制，在有限的外太空區(qū)域內(nèi)進行能源開發(fā)，將不可避免地引發(fā)新的國際爭端。能源平安已經(jīng)成為國家平安不可分割的重要組成部分，能源新問題直接關(guān)系到中國經(jīng)濟的快速增長以及社會的可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定。

相比之下，生物質(zhì)能源則是能生產(chǎn)出其它能源的最平安、最穩(wěn)定的能源。目前，許多國家，尤其是發(fā)達國家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)，以保護本國的礦物能源資源，為實現(xiàn)國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供根本保障。20世紀(jì)90年代以來，美國在生物質(zhì)能源方面的探究經(jīng)費逐步加大，按照美國能源署的要求，到2010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。歐盟委員會提出，到2020年，運輸燃料的20將用生物燃料替代[2]。中國在生物質(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、生物基塑料各達年產(chǎn)1200萬噸生產(chǎn)能力計，每年相當(dāng)于建設(shè)一個大慶油田，并可減少1.6億噸二氧化碳凈排放量，相當(dāng)于2003年進口石油量的55或從俄羅斯進口量的9倍并節(jié)約150億美元外匯，可以大大減輕中國外交、援助、貸款的壓力，降低遭訛詐、受制于人的危險，減少資金投入和政治外交代價付出。從這些意義上說，發(fā)展生物質(zhì)能源無疑是保障國家能源平安、國防平安和經(jīng)濟平安的大戰(zhàn)略。

2.3解決“三農(nóng)”新問題的良好途徑

“三農(nóng)”新問題是中國經(jīng)濟發(fā)展的根本性新問題，對它解決的質(zhì)量將直接影響著中國經(jīng)濟社會發(fā)展的全局，全國上下都給予了足夠的重視。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)利用中國豐富的農(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，既幫助解決中國部分農(nóng)村剩余勞動力的就業(yè)新問題，又能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)民增收，是解決“三農(nóng)”新問題的一條有效途徑。據(jù)推算，只要利用中國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個生物質(zhì)能源企業(yè)，帶動500萬農(nóng)戶，促進5000萬農(nóng)業(yè)勞動力轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)農(nóng)民增收400億元[3]。同時，生物質(zhì)能源如沼氣等還能為農(nóng)民提供價廉、清潔的燃料，使4000萬農(nóng)戶生活用能效率提高2～3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、石油基地膜等對環(huán)境的污染。

3生物質(zhì)能源的利用目前狀況

3.1國外生物質(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政府和科學(xué)家的關(guān)注，許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)探究計劃。美國已做出到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“陽光計劃”及“綠色能源工程計劃”。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國，多年來一直在進行各自的探究和開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源探究和開發(fā)體系，擁有著各自的技術(shù)優(yōu)勢。

國外對生物質(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)達國家一直以來則主要發(fā)展厭氧技術(shù)，以處理禽畜糞便、垃圾和高濃度有機廢水。目前，印度、菲律賓、泰國等發(fā)展中國家也建設(shè)了處理禽畜糞便的大中型沼氣應(yīng)用示范工程。

2）熱裂解氣化技術(shù)

早在20世紀(jì)70年代，美國、日本、加拿大、歐共體等發(fā)達國家就開始了對生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究和開發(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、氣化強度大等優(yōu)點，從1975年以來一直是科學(xué)家們關(guān)注的熱點[4]。到20世紀(jì)80年代，美國已有19家公司和探究機構(gòu)從事生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究和開發(fā)；加拿大12個大學(xué)的實驗室在開展生物質(zhì)熱裂解氣化技術(shù)的探究；菲律賓、馬來西亞、印度、印尼等發(fā)展中國家也先后開展了這方面的探究。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，裝機容量為60MW，產(chǎn)熱65MW。瑞典能源中心在巴西建設(shè)了一座裝機容量為20～30MW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)是一項備受關(guān)注的技術(shù)，因為生物質(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、新西蘭、日本、德國、加拿大國家都先后開展了探究開發(fā)工作，其發(fā)熱量達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個項目，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的試驗規(guī)模，并擬進一步擴大至生產(chǎn)應(yīng)用，該技術(shù)制得的液化油得率達70，液化油低熱值為1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是開發(fā)應(yīng)用最有特色的國家。20世紀(jì)70年代中期，巴西為了擺脫對進口石油的過度依靠，實施了世界上規(guī)模最大的乙醇開發(fā)計劃。到1991年，乙醇產(chǎn)量達到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量的50以上。在生物柴油方面，德國發(fā)展比較快，現(xiàn)有23家生物柴油生產(chǎn)企業(yè)，擁有1717個生物柴油加油站，2004年生產(chǎn)能力已達到109.7萬噸。德國還將建成世界上最大的生物柴油裝置。美國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0.30Mt/a。馬來西亞利用自身的資源優(yōu)勢，自1980年起就開始研發(fā)棕油生物柴油，并計劃發(fā)放9張許可證建立棕油生物柴油廠。巴西也是較早把握生物柴油技術(shù)的國家。

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。如美國曾開發(fā)了生物質(zhì)顆粒成型燃料，泰國、菲律賓和馬來西亞等第三世界國家發(fā)展了棒狀成型燃料等。成型燃料主要應(yīng)用于二個方面：一是進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中國生物質(zhì)能源的利用狀況

中國政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源的利用極為重視，中心幾位主要領(lǐng)導(dǎo)人曾多次批示和指示加強農(nóng)作物秸稈的能源利用，國家科委已連續(xù)在三個國家五年計劃中將生物質(zhì)能技術(shù)的探究和應(yīng)用列為重點探究項目。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，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。同時，中國已組建起了一支高水平的科研隊伍，擁有一批致力于生物質(zhì)能源技術(shù)探究和開發(fā)的聞名專家學(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，中國為解決農(nóng)村能源短缺的新問題，曾大力開發(fā)和推廣戶用沼氣池技術(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)重點項目，現(xiàn)已取得預(yù)期的進展。“十五”科技攻關(guān)課題《大型高效厭氧沼氣發(fā)電技術(shù)及示范電站》以污水處理達標(biāo)和大功率沼氣發(fā)電機組為課題攻關(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，促進了沼氣工程的進一步推廣，使沼氣工程在中國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮出更大的能源、環(huán)保效益。至今，中國已建成大中型沼氣池3萬多個，總?cè)莘e超過137萬m3，年產(chǎn)沼氣5500萬m3，僅100m3以上規(guī)模的沼氣工程就達630多處。

2）生物質(zhì)氣化技術(shù)。中國生物質(zhì)氣化技術(shù)近年有了長足的發(fā)展。氣化爐的形式從傳統(tǒng)上吸式、下吸式發(fā)展到先進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。“八五”期間，國家科委布置了“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)和裝置；以下吸式固定床工藝，研制成功食品和經(jīng)濟作物生物質(zhì)氣化烘干系統(tǒng)和裝置；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)和裝置。“九五”期間，國家科委布置了“生物質(zhì)熱解氣化及相關(guān)技術(shù)”的科技攻關(guān)專題，重點探究開發(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]。“十五”期間，中國在利用生物質(zhì)能源方面碩果累累。由中國科學(xué)院廣州能源探究所研發(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20～28，運行每度成本約0.35～0.45元，能滿足農(nóng)村處理農(nóng)業(yè)廢棄物的需要。目前全國已建成農(nóng)村氣化站200多個，谷殼氣化發(fā)電機組100多臺套，氣化利用技術(shù)的影響正在逐漸擴大。

3）固體和液體燃料技術(shù)。“八五”期間，中國開始了利用纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)的探索和探究，主要探究纖維素廢棄物的稀酸水解及其發(fā)酵技術(shù)。此外，中國還重點對生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)進行了科技攻關(guān)，引進國外先進機型，經(jīng)消化、吸收，研制出各種類型的適合國情的生物質(zhì)壓縮成型機，用以生產(chǎn)棒狀、塊狀或顆粒狀生物質(zhì)成型燃料。中國的生物質(zhì)螺旋成型機螺桿使用壽命達500小時以上，屬國際先進水平。“九五”期間，開展了野生油料植物分類調(diào)查及育種基地的建設(shè)。“十五”期間，中國對植物油和生物質(zhì)裂解油等代用燃料進行了初步試驗探究，包括植物油理化特性、酯化改性工藝和柴油機燃燒性能等。

4）生物質(zhì)工程技術(shù)優(yōu)勢。在生物質(zhì)工程中，國際公認(rèn)有三個需要解決的重大工程技術(shù)新問題。一是克服木質(zhì)纖維素分子對生物轉(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探究高速、高效、高收率的利用可發(fā)酵糖生物轉(zhuǎn)化，三是簡捷、高效的下游過程技術(shù)--產(chǎn)物分離[7]。盡管中國生物質(zhì)技術(shù)整體水平和發(fā)達過相比仍較低，但在這三個生物質(zhì)生物利用關(guān)鍵技術(shù)難題方面卻有著獨到的技術(shù)優(yōu)勢。首先，中國采用分子振動技術(shù)和微生物酶法相結(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探究方面，中國不僅構(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)物對菌種生長的抑制新問題，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，可以簡化下游提取過程。這三方面的技術(shù)突破，可以使中國在新興的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域處于國際先進水平。將大幅度地提高生產(chǎn)燃料乙醇的經(jīng)濟效益，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和石油基塑料競爭的經(jīng)濟性，最終構(gòu)建起中國成熟的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)。

3.3中國生物質(zhì)能源利用和國外的差距

雖然中國在生物質(zhì)能源開發(fā)方面取得了巨大成績，但應(yīng)該清醒地熟悉到，中國的生物質(zhì)能源發(fā)展水平和發(fā)達國家相比仍存在一定差距。

1）技術(shù)單一，開發(fā)不力

中國早期的生物質(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，都沒有突破性的進展。

2）標(biāo)準(zhǔn)欠缺，管理混亂

在秸桿氣化供氣和沼氣工程開發(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)力量的單位和個人參和了沼氣工程承包和秸桿氣化供氣設(shè)備的生產(chǎn)，造成項目技術(shù)不過關(guān)，達不到預(yù)期目標(biāo)，甚至帶來平安新問題，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，中國的生物質(zhì)能源工程的規(guī)模很小，大部分工程采用簡單工藝和簡陋設(shè)備，設(shè)備利用率低，轉(zhuǎn)換效率低下，造成投資回報率低，難以形成規(guī)模效益。

4）投入少，效果差

相對科研內(nèi)容來說，投入過少，使得探究的技術(shù)含量低，低水平重復(fù)探究較多，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)備和管理自動化程度較差；氣化利用中焦油新問題沒有徹底解決，給長期應(yīng)用帶來嚴(yán)重新問題；沼氣發(fā)電和氣化發(fā)電效率較低，相應(yīng)的二次污染新問題沒有解決，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)運行強度和效率；生物質(zhì)液化方面雖然有一定探究，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650億噸以上（在每平方公里土地上，植物經(jīng)過光合功能而產(chǎn)生的有機碳量，每年約為158噸）。以平均熱值為15000kJ/kg計算，折合理論資源量為33億標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于中國目前年總能耗的3倍以上。目前實際可以作為能源利用的生物質(zhì)主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據(jù)調(diào)查，目前中國秸稈資源量已超過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，一項調(diào)查表明：中國年均薪柴產(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。這些都是中國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定資源。此外，中國還有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，這對生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)而言是一筆寶貴的財富。我們可以在廣大的山區(qū)、沙區(qū)栽種喬灌木油料植物，后者可以作為生物質(zhì)燃料油的原料，而且中國含油植物資源豐富，分布范圍廣，共有151個科、1553種含油植物，其中含油量在40以上的有30多種，對它們的有效利用又可以為中國的生物質(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，國家提出至2020年中國農(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“大慶油田”。

4.2市場需求旺盛

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，市場對于可再生能源的需求量將會越來越大，生物質(zhì)能源的市場前景十分誘人。

1)國家對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：2005年，中國共生產(chǎn)燃料乙醇81萬噸，在未來幾年中國對石油進口依靠度加深、國際石油價格進入高價時代等大背景下，國內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)能擴大已經(jīng)成為不可阻擋的趨向，加上國家的財政補貼，燃料乙醇的利潤空間也在逐漸上升。預(yù)計未來10年內(nèi)，全球燃料乙醇年消費量將達到160億～180億加侖，中國燃料乙醇需求量保守估計每年也將達500萬噸[8]。同時，中國生物柴油的發(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，廢棄動植物油回收每年可生產(chǎn)約200萬噸生物柴油。近年來，中國相繼建成了許多年產(chǎn)量過萬噸的生物柴油廠。預(yù)計到2010年，中國生物柴油需求量將達2000萬噸。

2）生態(tài)型經(jīng)濟社會發(fā)展需要生物質(zhì)能源。

隨著國家和社會對于生態(tài)環(huán)境保護的逐步重視，生態(tài)型能源也將會越來越受歡迎。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。面對越來越嚴(yán)重的白色污染，生物塑料有著廣泛的需求市場。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改變原來直接燃用秸稈薪柴煙薰火燎的炊事取暖局面，起到既辦實事又賺效益的功效。

3)邊遠(yuǎn)地區(qū)需要生物質(zhì)能源。

中國的邊遠(yuǎn)、窮困地區(qū)多缺電、少能，但生物質(zhì)資源豐富，并可以利用邊際性土地生產(chǎn)能源作物，以它們?yōu)樵希梢赃M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)能源進一步利用的方向和辦法

5.1生物質(zhì)能源的發(fā)展方向

開發(fā)生物質(zhì)能源是一項系統(tǒng)工程，是中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)工程，應(yīng)實現(xiàn)"兩個結(jié)合"，即做到"和經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合"和"和中低產(chǎn)田改造及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合"。根據(jù)中國經(jīng)濟社會發(fā)展的特征，生物質(zhì)能源的開發(fā)利用既要學(xué)習(xí)國外的先進經(jīng)驗，又要強調(diào)自身的特色。

1）加強生物質(zhì)工業(yè)化應(yīng)用和規(guī)模化生產(chǎn)。

加大生物質(zhì)能源利用的比重，提高生物質(zhì)能在能源領(lǐng)域的地位，擴大生物質(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)村補充能源的功能。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)電等實用技術(shù)。

3）探究生物質(zhì)能向高品位能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的技術(shù)。以先進技術(shù)提高生物質(zhì)能的利用價值，為未來多途徑利用生物質(zhì)能，更好地發(fā)揮生物質(zhì)能的功能奠定基礎(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，探究、培育、開發(fā)速生、高產(chǎn)的植物品種，在當(dāng)前條件答應(yīng)的地區(qū)發(fā)展能源農(nóng)場、林場，建立生物質(zhì)能源基地，生產(chǎn)規(guī)模化的木質(zhì)或植物油等能源資源。

5.2生物質(zhì)能源的開發(fā)辦法

依據(jù)上述生物質(zhì)能源的發(fā)展方向，針對性地提出以下應(yīng)對辦法。

1）提供政策支持。考慮到生物質(zhì)能源發(fā)展在成本上尚難和石油基產(chǎn)品相競爭，國家要有計劃、有步驟地支持一批新能源骨干企業(yè)的發(fā)展，在投資、價格和稅收等方面給予相關(guān)政策性補貼。開展國際合作，引進國際先進技術(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。

2）推動產(chǎn)業(yè)化。應(yīng)制定整體性科技研發(fā)計劃，啟動產(chǎn)業(yè)化項目，建立國家級的質(zhì)量監(jiān)測系統(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)，加強技術(shù)監(jiān)督和市場管理，規(guī)范市場活動，為生物質(zhì)技術(shù)的推廣創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。生物質(zhì)能源企業(yè)要依靠科技進步和提升經(jīng)營管理水平來加強生物質(zhì)能源的綜合利用和產(chǎn)品多元化，從不同環(huán)節(jié)統(tǒng)一協(xié)調(diào)布局并進行系統(tǒng)優(yōu)化，使產(chǎn)出和效益最大化。

3）擴大工業(yè)化生產(chǎn)。加強生物質(zhì)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，在示范應(yīng)用中解決關(guān)鍵的技術(shù)，重點突破推廣應(yīng)用中出現(xiàn)的技術(shù)難題，在生產(chǎn)實踐中提高并檢驗生物質(zhì)能技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟性，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)品進行工業(yè)化生產(chǎn)。

4）加快技術(shù)探究。要分層次、按類別逐步推進生物質(zhì)能的科研工作，堅持點面結(jié)合、整體推進的原則，將近、中、遠(yuǎn)期目標(biāo)相結(jié)合。既要支持前景好的基礎(chǔ)性探究，如秸稈能源利用，有機垃圾處理及能源化，工業(yè)有機廢渣和廢水處理及能源化等，也要推動技術(shù)相對成熟的項目進入中試階段或產(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)制氧等先進技術(shù)，爭取短期內(nèi)取得“點”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

隨著中國發(fā)展生物質(zhì)能源發(fā)展時機的逐步成熟，國內(nèi)企業(yè)和各地的生產(chǎn)熱情日益高漲，可能會產(chǎn)生一些盲目蠻干的勢頭，而發(fā)展生物質(zhì)能源是一項涉及長遠(yuǎn)的系統(tǒng)工程，因此必須加強引導(dǎo)，按照經(jīng)濟規(guī)律運做。統(tǒng)籌考慮各種因素，生物質(zhì)能源的發(fā)展需要正確處理好以下關(guān)系。

1）確保糧食平安和發(fā)展能源作物并重。一要堅持基本農(nóng)田保護制度不動搖，不能因為開發(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)能源和發(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，同時積極發(fā)展生物質(zhì)能源，盡可能做到兩者有機配合，共同保障國家能源平安。

3）立足市場和政府支持并立。要嚴(yán)格市場準(zhǔn)入制度，提高市場進入的技術(shù)、資金門檻，確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程環(huán)保達標(biāo)，杜絕環(huán)境污染。同時，按照鼓勵先進的原則，在以上市場準(zhǔn)入的企業(yè)中，實行招標(biāo)制度，對效率高、補貼低的企業(yè)和實體給予支持。

4）全面推進和因地制宜并慮。發(fā)展生物質(zhì)能源作為新能源開發(fā)利用的一項戰(zhàn)略舉措，需要創(chuàng)造有利條件，全面推動，但也不可無視資源條件的限制，全面開花，造成資源的無序開發(fā)和巨大浪費。同時，生物質(zhì)能源資源采集及運輸成本較高，因此要以運距合理、經(jīng)濟可行為前提，在確定單個項目生產(chǎn)能力時不能盲目求大。

5）自主發(fā)展和對外合作并進。目前國外一些生物質(zhì)能源公司已進入中國市場，它們一方面要利用中國的資源，另一方面會搶占中國的市場。這要求我們既要加強對外合作，學(xué)習(xí)先進技術(shù)，更要堅持自主發(fā)展，抓住難得的機遇，把握核心技術(shù)，培育壯大中國的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)。

6結(jié)語

生物質(zhì)能源作為一種能夠進行物質(zhì)生產(chǎn)的可再生能源正日益受到世界各國的青睞和重視，發(fā)展生物質(zhì)能源對于緩解能源危機、保護國家平安等都有著極其重要的意義。中國化石能源資源有限，但幅員遼闊，生物質(zhì)資源豐富，且具備較好的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展條件，進行生物質(zhì)能源的開發(fā)利用有著得天獨厚的優(yōu)勢。同時，中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)、技術(shù)的發(fā)展同美國、歐盟等發(fā)達國家尚有一定的差距，因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)清形勢，找出不足，發(fā)揮優(yōu)勢，奮起直追，力爭在最短的時間內(nèi)達到世界先進水平，形成穩(wěn)固的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)，為保障中國的國家平安、經(jīng)濟平安蓄積能源，為建設(shè)社會主義新農(nóng)村、構(gòu)建社會主義和諧社會發(fā)揮熱量。