生物质能源技术篇1
1、固体生物质燃料
生物质成型燃料燃烧是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用,该技术将低品味的生物质转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热利用效率显着提高,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超过一般煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为120万吨,瑞典20%集中供热是生物质颗粒燃料完成的;600万人口的丹麦年消费成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体垃圾共成型燃烧技术,解决了垃圾燃烧有害气体二恶英(dioxin)超标问题。
直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术,具有低成本、低风险等优越性,但效率相对较低,还会因燃烧不充分而污染环境。锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术,适用于大规模利用生物质;垃圾焚烧也采用锅炉燃烧技术,但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因,对技术水平和投资的要求高于锅炉燃烧。通过技术改进,生物质直接燃烧的能效已显着提高,直接燃烧的能效已达30%(如丹麦的energy2秸杆发电厂,瑞典的Umeaenergy垃圾热电厂)。美国生物质直接燃烧发电约占可再生能源发电量的70%,2011年美国生物质发电装机容量为9799mw,发电370亿Kwh。
1)生物质固体燃料生产技术
目前国内外普遍使用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成型技术、活塞冲压成型技术和压辊式成型技术,其中前两种技术发展较快,技术比较成熟,应用较广。但一般的成型技术需要将生物质加热到80°C以上才能使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的成本。
生物质能源技术篇2
关键词：生物质能源；开发；利用
abstract:aimingatthegravesignificanceofbiomassenergytoeconomicdevelopment，thispaper，startingfromtheconceptofbiomassenergy，synthesizedanddiscussedthenationalandinternationaldevelopment，reviewedtheexpansiveforeground，andbroughtforwardtheorientationandmeasuresforthefuturedevelopmentintheend.
Keywords:biomassenergy；exploitation；utilization
20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。
1生物质能源的概念
生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。
生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。
生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。
2生物质能源开发利用的必要性
2.1缓解能源、环境危机的必然选择
煤、石油、天然气等矿物燃料是工业社会的核心能源，但它们是不可再生资源，储藏量有限。据国际能源机构统计，煤、石油、天然气可供开采的年限分别只有240年、40年和50年。随着人类经济社会的飞速发展，能源消耗的速度越来越快，尤其是矿物燃料消费的不断增加，导致了对它们的过度开采，使得价格日益上涨并渐趋枯竭；同时，高强度的利用使多余的能量和碳素大量释放，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果，引起了国际社会的极大忧虑。如果没有新的能源来取代常规能源在能源结构中的主导地位，21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机。
处在一体化的国际大环境之下，中国的能源形势也十分严峻。改革开放以来，中国经济迅猛发展，虽然经济增长方式正在由粗放型向集约型转变，但对于矿物能源的需求量仍与日俱增，然而中国的常规能源储备和开发利用潜力却不容乐观，每年尚需要从国外大量进口石油，潜在的能源危机将逐步威胁中国经济的快速发展。同时，中国的环境压力也在不断加大。环境友好型经济已被纳入国家的发展战略，生态型、循环型能源的开发利用也已被提上重要的发展议程。
为缓解双重危机，人们把视线聚焦到可再生能源身上。太阳能、风能、小水电等虽然是可再生能源，但不能进行物质生产，而生物质既能贡献能量，又能像煤炭和石油那样生产出千百种化工产品。如燃料乙醇与车用普通汽油相比，一氧化碳的排放可降低7%，碳氢化合物可减少48%；生物柴油富含氧，与普通柴油混合使用，可使燃烧更加充分，据检测，生物柴油无毒，能进行生物降解，添加20%的生物柴油，可减少排放二氧化硫70%，降低空气毒性90%[1]；使用生物塑料能解决白色污染问题。同时生物质能源以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物、城市有机垃圾等为原料，使之无害化和资源化，将植物蓄存的光能与物质资源深度开发和循环利用，符合发展循环经济的理念。因此，生物质能源既能满足缓解能源危机的需要，又符合保护环境、实现可持续发展的要求，是中国进行可再生能源开发利用的必然选择。
2.2保障国家安全的现实需要
随着能源危机的逐步扩大，各国对本国常规能源资源的保护和对国外能源市场的争夺将日益升级，极不利于世界的和平与稳定。据有关专家预计，到2010年，中国石油进口依存度可能会进一步上升。固然，发展生物质能源不是获得新能源的唯一途径，人类可以发展核能源，甚至可以通过高技术手段从外太空获得能源，但后两者蕴藏着巨大的风险。首先，核能源的发展极可能给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，各国家或集团受技术水平的限制，在有限的外太空区域内进行能源开发，将不可避免地引发新的国际争端。能源安全已经成为国家安全不可分割的重要组成部分，能源问题直接关系到中国经济的快速增长以及社会的可持续发展与稳定。
相比之下，生物质能源则是能生产出其它能源的最安全、最稳定的能源。目前，许多国家，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，以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。20世纪90年代以来，美国在生物质能源方面的研究经费逐步加大，按照美国能源署的要求，到2010年混合性生物柴油(90%常规柴油和10%生物柴油)的产能要从现在的100万吨提高到1200万吨。欧盟委员会提出，到2020年，运输燃料的20%将用生物燃料替代[2]。中国在生物质能源发展方面也作出了积极部署。据推算，利用中国现有生物质资源的一半，以生物质为原料生产燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各达年产1200万吨生产能力计，每年相当于建设一个大庆油田，并可减少1.6亿吨二氧化碳净排放量，相当于2003年进口石油量的55%或从俄罗斯进口量的9倍并节约150亿美元外汇，可以大大减轻中国外交、援助、贷款的压力，降低遭讹诈、受制于人的危险，减少资金投入和政治外交代价付出。从这些意义上说，发展生物质能源无疑是保障国家能源安全、国防安全和经济安全的大战略。
2.3解决“三农”问题的良好途径
“三农”问题是中国经济发展的根本性问题，对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局，全国上下都给予了足够的重视。生物质产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地，生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品，既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题，又能够实现农业和农民增收，是解决“三农”问题的一条有效途径。据推算，只要利用中国50%的低质地，生产能源作物，发展生物质能源，就可以实现年产值约1万亿元，加上秸秆、畜禽粪便等，生物质产业就可以催生1000个生物质能源企业，带动500万农户，促进5000万农业劳动力转移，实现农民增收400亿元[3]。同时，生物质能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料，使4000万农户生活用能效率提高2～3倍。除此之外，发展生物质产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染。
3生物质能源的利用现状
3.1国外生物质能源的利用概况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注，许多国家都制定了相应的开发研究计划。美国已做出到2010年生物基产品要由2001年占总产品量的5%增加到12%，燃料乙醇由占运输燃料总量的0.5%提高到4%的规划；日本和印度分别制订了“阳光计划”及“绿色能源工程计划”。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，拥有着各自的技术优势。
国外对生物质能源的开发主要利用了沼气技术、生物质热裂解气化技术、生物质液体燃料技术等。
1）沼气技术
此技术主要是利用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。20世纪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燃料。发达国家一直以来则主要发展厌氧技术，以处理禽畜粪便、垃圾和高浓度有机废水。目前，印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了处理禽畜粪便的大中型沼气应用示范工程。
2）热裂解气化技术
早在20世纪70年代，美国、日本、加拿大、欧共体等发达国家就开始了对生物质热裂解气化技术的研究与开发。其中，流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、气化强度大等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点[4]。到20世纪80年代，美国已有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；菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展中国家也先后开展了这方面的研究。1996年，芬兰坦佩雷电力公司在瑞典建立了一座废木材气化发电厂，装机容量为60mw，产热65mw。瑞典能源中心在巴西建设了一座装机容量为20～30mw的发电厂，该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，效益可观。
3）液体燃料技术
生物质液体燃料开发是一项备受关注的技术，因为生物质液体燃料包括燃料乙醇、生物质液化油、生物柴油等，可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料[5]。在液化油应用方面，美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作，其发热量达3.5×104kJ/kg左右，用木质原料液化的得率为绝干原料的50%以上。欧盟组织资助了3个项目，以生物质为原料，利用快速热解技术制取液化油，已经完成100kg/h的试验规模，并拟进一步扩大至生产应用，该技术制得的液化油得率达70%，液化油低热值为1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是开发应用最有特色的国家。20世纪70年代中期，巴西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，其余大部分汽车燃用的是20%的乙醇+汽油混合燃料，乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。在生物柴油方面，德国发展比较快，现有23家生物柴油生产企业，拥有1717个生物柴油加油站，2004年生产能力已达到109.7万吨。德国还将建成世界上最大的生物柴油装置。美国也很重视生物柴油的开发利用，目前有4家生物柴油生产厂，总能力为0.30mt/a。马来西亚利用自身的资源优势，自1980年起就开始研发棕油生物柴油，并计划发放9张许可证建立棕油生物柴油厂。巴西也是较早掌握生物柴油技术的国家。
4）压缩技术
生物质压缩技术可将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等。成型燃料主要应用于二个方面：一是进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；二是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。
3.2中国生物质能源的利用状况
中国政府及有关部门对生物质能源的利用极为重视，中央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。在此背景下，涌现出了一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如户用沼气池、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，取得了较好的社会效益和经济效益。同时，中国已组建起了一支高水平的科研队伍，拥有一批致力于生物质能源技术研究与开发的著名专家学者，具备一定的产业和技术基础。
1）沼气技术。此技术是中国发展最早、较为普遍的生物质能源利用技术。20世纪70年代，中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池技术。在“九五”期间，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，现已取得预期的进展。“十五”科技攻关课题《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》以污水处理达标和大功率沼气发电机组为课题攻关的突破口，利用污水处理产生的沼气建造沼气发电示范工程，促进了沼气工程的进一步推广，使沼气工程在中国社会经济发展过程中发挥出更大的能源、环保效益。至今，中国已建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5500万m3，仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处。
2）生物质气化技术。中国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、下吸式发展到先进的快速流化床和双床系统等，应用上除了传统的供热之外，在农村家庭供气和气化发电上也取得了重大突破。“八五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关课题，取得了丰硕成果：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[6]。“十五”期间，中国在利用生物质能源方面硕果累累。由中国科学院广州能源研究所研发的“4兆瓦生物质气化联合循环发电系统”，以谷壳、木屑、稻草等多种生物质废弃物为原料，发电效率可达20%～28%，运行每度成本约0.35～0.45元，能满足农村处理农业废弃物的需要。目前全国已建成农村气化站200多个，谷壳气化发电机组100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
3）固体和液体燃料技术。“八五”期间，中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。此外，中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国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。中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。“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。“十五”期间，中国对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步试验研究，包括植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等。
4）生物质工程技术优势。在生物质工程中，国际公认有三个需要解决的重大工程技术问题。一是克服木质纤维素分子对生物转化的抗性--由多糖降解为可发酵糖，二是通过微生物代谢工程和基因工程研究高速、高效、高收率的利用可发酵糖生物转化，三是简捷、高效的下游过程技术--产物分离[7]。尽管中国生物质技术整体水平与发达过相比仍较低，但在这三个生物质生物利用关键技术难题方面却有着独到的技术优势。首先，中国采用分子振动技术与微生物酶法相结合处理木质纤维素，可以提高纤维素水解速度和水解液中还原糖浓度，显著降低可发酵糖成本。第二，在五碳糖、六碳糖微生物共代谢研究方面，中国不仅构建了可以利用木糖生成乙醇的基因工程细菌，提高了用秸杆生产乙醇的经济性，还筛选、诱变得到了共代谢木糖、葡萄糖生产高光学纯度乳酸的真菌等。第三，中国开发的一体式膜生物反应器连续发酵技术，不仅解决了产物对菌种生长的抑制问题，可以使微生物在高浓度发酵，而且不含细胞和生物高分子杂质的澄清发酵液有利于目标产物的分离纯化，可以简化下游提取过程。这三方面的技术突破，可以使中国在新兴的生物质产业领域处于国际先进水平。将大幅度地提高生产燃料乙醇的经济效益，降低聚乳酸前体乳酸的生产成本，使生态塑料聚乳酸树脂具备与石油基塑料竞争的经济性，最终构建起中国成熟的生物质产业。
3.3中国生物质能源利用与国外的差距
虽然中国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩，但应该清醒地认识到，中国的生物质能源发展水平与发达国家相比仍存在一定差距。
1）技术单一，开发不力
中国早期的生物质利用主要集中在沼气开发上，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，但其他技术进展却非常缓慢，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。
2）标准欠缺，管理混乱
在秸杆气化供气与沼气工程开发上，没有明确的技术标准和严格的技术监督，很多不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，造成项目技术不过关，达不到预期目标，甚至带来安全问题，给后续开展生物质能源利用工作带来了很大的负面影响。
3）规模小，效益低
由于资源分散，收集手段落后，中国的生物质能源工程的规模很小，大部分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，造成投资回报率低，难以形成规模效益。
4）投入少，效果差
相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，低水平重复研究较多，未能有效解决一些关键技术，如：厌氧消化产气率低，辅助设备配套性差，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有解决，导致许多工程系统常处于维修或故障状态，降低了系统运行强度和效率；生物质液化方面虽然有一定研究，但技术仍比较落后。
4生物质能源的开发前景
4.1生物质资源丰富
中国生物质资源开发利用潜力大，现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上年产生物质资源可达650亿吨以上（在每平方公里土地上，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15000kJ/kg计算，折合理论资源量为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际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，目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨，折合约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6亿吨均可作为能源被利用。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：中国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤约0.74亿吨；禽畜粪便资源约折合1.3亿吨标准煤；城市垃圾资源可折合标准煤1.2亿吨左右，并以每年8%～10%的速度增加。这些都是中国发展生物质产业的稳定资源。此外，中国还有1亿多公顷的边际性土地不宜垦为农田，但可种植高抗逆性能源植物，这对生物质产业而言是一笔宝贵的财富。我们可以在广大的山区、沙区栽种乔灌木油料植物，后者可以作为生物质燃料油的原料，而且中国含油植物资源丰富，分布范围广，共有151个科、1553种含油植物，其中含油量在40%以上的有30多种，对它们的有效利用又可以为中国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料。据估算，中国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤，在此基础上，国家提出至2020年中国农林生产的生物量要相当于15亿吨标准煤，相当于每年再建设多个“大庆油田”。
4.2市场需求旺盛
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场对于可再生能源的需求量将会越来越大，生物质能源的市场前景十分诱人。
1)国家对于能源的需求要求生物质能源产业加快发展。
以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：2005年，中国共生产燃料乙醇81万吨，在未来几年中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，加上国家的财政补贴，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升。预计未来10年内，全球燃料乙醇年消费量将达到160亿～180亿加仑，中国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万吨[8]。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。麻疯树、黄连木等油料植物可满足500万t/a生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，中国生物柴油需求量将达2000万吨。
2）生态型经济社会发展需要生物质能源。
随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视，生态型能源也将会越来越受欢迎。如用燃料乙醇、生物柴油来替代或部分替代常规汽油或柴油，可大幅度减少汽车有害尾气排放量。面对越来越严重的白色污染，生物塑料有着广泛的需求市场。为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，使之无害化和资源化，生产生物质可燃气等作为他们的生活能源，一举改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面，起到既办实事又赚效益的功效。
3)边远地区需要生物质能源。
中国的边远、穷困地区多缺电、少能，但生物质资源丰富，并可以利用边际性土地生产能源作物，以它们为原料，可以进行生物质能源的开发，利用生物质气化技术建设沼气工程等发电、产热、供能，满足边远地区广大农民的能量、燃料需要。
5生物质能源进一步利用的方向与措施
5.1生物质能源的发展方向
开发生物质能源是一项系统工程，是中国实现可持续发展的基本建设工程，应实现"两个结合"，即做到"与经济发展及生态环境保护相结合"和"与中低产田改造及农业结构调整相结合"。根据中国经济社会发展的特点，生物质能源的开发利用既要学习国外的先进经验，又要强调自身的特色。
1）加强生物质工业化应用和规模化生产。
加大生物质能源利用的比重，提高生物质能在能源领域的地位，扩大生物质能的影响，为生物质能源今后的大规模应用创造条件。
2）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，提高农民生活质量。这包括沼气利用、小型气化发电等实用技术。
3）研究生物质能向高品位能源产品转化的技术。以先进技术提高生物质能的利用价值，为未来多途径利用生物质能，更好地发挥生物质能的作用奠定基础。
4）开发新的能源资源。以现有的资源为基础，利用山地、荒地和沙漠等边际性土地，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，在当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，生产规模化的木质或植物油等能源资源。
5.2生物质能源的开发措施
依据上述生物质能源的发展方向，针对性地提出以下应对措施。
1）提供政策支持。考虑到生物质能源发展在成本上尚难与石油基产品相竞争，国家要有计划、有步骤地支持一批新能源骨干企业的发展，在投资、价格和税收等方面给予相关政策性补贴。开展国际合作，引进国际先进技术和资金；建立专门的生物质能源资源展示区，增加公众认知度及节能意识。
2）推动产业化。应制定整体性科技研发计划，启动产业化项目，建立部级的质量监测系统，抓好产品生产的标准化、系列化和通用化。相关部门要加强生物质能源利用技术的商品化，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。生物质能源企业要依靠科技进步和提升经营管理水平来加强生物质能源的综合利用与产品多元化，从不同环节统一协调布局并进行系统优化，使产出和效益最大化。
3）扩大工业化生产。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，重点突破推广应用中出现的技术难题，在生产实践中提高并检验生物质能技术的可靠性和经济性，为大规模应用生物质能源创造条件。当前及今后一段时间可以将燃料乙醇、生物柴油、生物乙烯、生物塑料以及沼气发电和固化成型燃料等作为主导产品进行工业化生产。
4）加快技术研究。要分层次、按类别逐步推进生物质能的科研工作，坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中、远期目标相结合。既要支持前景好的基础性研究，如秸秆能源利用，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等，也要推动技术相对成熟的项目进入中试阶段或产业化，如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、生物质制氧等先进技术，争取短期内取得“点”上的突破。
5.3生物质能源发展须协调处理的关系
随着中国发展生物质能源发展时机的逐步成熟，国内企业和各地的生产热情日益高涨，可能会产生一些盲目蛮干的势头，而发展生物质能源是一项涉及长远的系统工程，因此必须加强引导，按照经济规律运做。统筹考虑各种因素，生物质能源的发展需要正确处理好以下关系。
1）确保粮食安全与发展能源作物并重。一要坚持基本农田保护制度不动摇，不能因为开发种植能源作物，破坏或减少基本农田。二是大力引导在荒山、废弃地开发种植木薯、甜高粱、木本油料植物等。三是充分发掘农林废弃物的利用潜力，变废为宝。
2）稳定传统能源与发展生物质能源并行。当前首先要做好传统能源的开发利用工作，同时积极发展生物质能源，尽可能做到两者有机配合，共同保障国家能源安全。
3）立足市场与政府支持并立。要严格市场准入制度，提高市场进入的技术、资金门槛，确保产品质量与生产过程环保达标，杜绝环境污染。同时，按照鼓励先进的原则，在以上市场准入的企业中，实行招标制度，对效率高、补贴低的企业和实体给予支持。
4）全面推进与因地制宜并虑。发展生物质能源作为新能源开发利用的一项战略举措，需要创造有利条件，全面推动，但也不可无视资源条件的限制，全面开花，造成资源的无序开发与巨大浪费。同时，生物质能源资源采集及运输成本较高，因此要以运距合理、经济可行为前提，在确定单个项目生产能力时不能盲目求大。
5）自主发展与对外合作并进。目前国外一些生物质能源公司已进入中国市场，它们一方面要利用中国的资源，另一方面会抢占中国的市场。这要求我们既要加强对外合作，学习先进技术，更要坚持自主发展，抓住难得的机遇，掌握核心技术，培育壮大中国的生物质能源产业。
6结语
生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。中国化石能源资源有限，但幅员辽阔，生物质资源丰富，且具备较好的技术基础和发展条件，进行生物质能源的开发利用有着得天独厚的优势。同时，中国生物质能源产业、技术的发展同美国、欧盟等发达国家尚有一定的差距，因此，应当认清形势，找出不足，发挥优势，奋起直追，力争在最短的时间内达到世界先进水平，形成稳固的生物质能源产业，为保障中国的国家安全、经济安全蓄积能源，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会发挥热量。
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生物质能源技术篇3
abstract：Hezecityisinacriticalperiodofreform，developmentandeconomictransformation.itisofgreatsignificancefortransformingthepatternofeconomicdevelopment，achievingindustrialupgradingandbuildingregionalsciencedevelopmenthighlandtomakescientifictop-leveldesignofindustrialdevelopment，improvetheindustrydevelopmentpolicyenvironment，promotethescientific，rapidandclusterandsustainabledevelopmentofthehightechnologyindustry.newenergyindustryistheimportantcomponentofthehightechnologyindustry.thisarticleanalyzesthelong-termdevelopmentstrategyofthenewenergyindustrythroughbuildingenergyindustrytechnologyroadmap.
关键词：新能源；生物质能；太阳能；风能；产业技术路线图
Keywords：newenergy；biomassenergy；solarenergy；windpower；industrytechnologyroadmap
中图分类号：F062.9文献标识码：a文章编号：1006-4311（2016）01-0059-03
0引言
菏泽市正处在改革发展和经济转型的关键时期，科学做好产业发展顶层设计，完善产业发展政策环境，引导创新资源加快聚集，推动高技术产业科学发展、快速发展、集群发展和可持续发展，对于转变经济发展方式、实现产业升级，打造区域科学发展高地，具有十分重要的意义。新能源产业技术路线图按照“技术领域-技术基础-关键技术-技术路径”这条主线进行分析。基于菏泽的产业技术基础，结合菏泽新能源产业规划以及相关专家的指导意见，确立菏泽产业发展方向。依托德尔菲问卷结果，综合考虑技术综合重要度指数（技术推动重要度和市场拉动重要度的综合）、预期实现时间和技术发展路径，以时间序列系统描述菏泽各产业关键技术实现的时序。
1菏泽市新能源产业技术基础
近年来，菏泽市依托自身的自然资源优势以及持续的项目建设和科技投入，已逐步发展成为山东省重要的新能源基地，其中生物质发电起步最早，同时在太阳能发电、风能发电、以及相关的设备制造方面也形成了一定的产业技术基础。依据菏泽市产业基础同时结合专家建议，将菏泽新能源产业划分为生物质能、太阳能、风能和LeD产品制造四个领域。
1.1生物质能领域在生物质发电领域，单县、巨野县生物质发电项目已并网发电，曹县、牡丹区和成武等生物质发电项目也在陆续建设中，目前菏泽已具备了灰色秸秆、黄色秸秆、灰黄秸秆掺烧工艺，并引进了丹麦Bwe公司生物质直燃锅炉技术，同时也采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组，带动了生物质发电设施的国产化进程。在生物质能综合利用领域，生物质电厂产生的草木灰已经作为生物复合钾肥的生产原料，农村沼气工程全面展开，秸秆纤维素分解生产乙醇、供热燃煤机组掺烧农产品废渣废液改造、生物质成型燃料、薯类秸秆液体生物质燃料生产、大型畜牧养殖沼气发电工程等一批生物质能综合利用项目已进入前期工作阶段，掌握了棉籽、动植物脂肪酸等原料制取生物柴油的技术。
1.2太阳能领域在太阳能热利用领域，热水器设备制造产业快速成长，重点发展了高效太阳能热水器真空集热管生产及热水器成套设备生产项目。在太阳能光伏电站领域，单县、巨野、郓城、鄄城等多个10～15mw的光伏并网发电项目正在建设中。在光伏产品装备制造方面，先后形成了单县舜亦新能源光伏发电、宇泰光电产品、巨野鲁麟有机硅单体生产、光伏发电逆变器等一批晶硅、非晶硅薄膜太阳能光伏电池、电池板及相关组件生产项目，并陆续竣工投产，初步形成了光伏电池300mw的生产能力，具备正面叠加多重太阳能电池组件生产技术等提高太阳能转化效率的技术。
1.3风能领域风力发电领域，菏泽正围绕黄河滩区、单县浮龙湖水库及黄河故道等区域，开展风场测速等准备工作，建设规模总计200kw，项目建成后预计发电量达到4亿kwh。风电设备制造方面，巨野巨益新能源、成武呈祥电气等风力发电设备生产项目已竣工投产。
1.4LeD产品制造LeD产品制造领域初具规模，单县宇泰光电科技、牡丹区路达光电科技、曹县LeD路灯一体化等项目正在加紧建设中，具备了LeD路灯灯具、LeD外延芯片、大功率激光器件和LeD显示屏等产品以及LeD产品封装等技术。
2新能源产业国内外技术热点
基于菏泽新能源产业技术基础，采用专利分析和文献分析的方法，研究了新能源领域当前国内外的技术热点。
2.1新能源共性技术目前，新能源共性技术研究热点主要集中在两个方面：一是智能电网的智能型与灵活性技术。未来的智能电网将通过分布式发电技术、大规模间歇式新能源并网技术、自动化控制、智能传感器等技术实现主动的用户需求侧管理，并通过将太阳能、风能等新能源产生的电力整合从而实现经济和环境的目标。二是先进高效的储能技术。储能技术既作为负载也作为电源将为电网的稳定和可靠运行发挥重要的作用，其中大规模直接储能技术，以及与热泵技术和热电联产技术相关的热蓄能技术将是未来储能技术的发展趋势。
2.2生物质能领域生物质能共性技术的研究热点集中于能源植物筛选与培育，包括拓展能源植物及生物质原材料种类，提高能源植物光能利用效率，从育种、种植到实现规模化采收与运输；在生物质能高效利用方面，生物质高效直燃、混燃、气化供热及发电技术将成为主要发展趋势。生物质发电领域中，清洁高效的生物质直燃、混燃、气化发电技术及设备是生物质发电的一个重要发展方向，具体包括生物质气化发电与热联供系统、生物质锅炉和物化转换技术、大型低热值燃气内燃机组。生物质燃料领域方面，生物质液体燃料中乙醇、丁醇以及生物柴油的生产技术是目前主要的热点；生物质气体燃料以农业废弃物制备合成气为主要方向；生物质固体燃料主要趋势集中于开发提高能量密度、生物质成型燃料加工技术、生物质燃料炭化技术。
2.3太阳能领域太阳能共性技术热点集中于太阳能分布式发电、太阳能与其他可再生资源互补式发电技术，以及用于建筑的太阳能热利用及光伏发电一体化（BipV）和长周期储热技术。太阳能热利用方面，按照利用的温度分为低温（
（>500℃）利用，按照关键部分――集热器的不同分为主要用于太阳能热水器的平板集热器、真空管集热器技术，以及用于聚光太阳能发电（CSp）的槽式、塔式和碟式聚焦器，未来趋势为超大规模高温蓄热技术以及耐高温、耐腐蚀高效率集热器和高温传热工质的核心技术。太阳能光伏发电目前主要有三种技术：晶体硅电池未来需要降低硅消耗量，进行多晶硅副产物综合利用；薄膜电池未来需要提高转化率，降低光衰减，并开发研制铜铟镓硒等新兴薄膜电池；聚光太阳能电池未来重点将在于对追踪器的研究与开发。在光伏电站方面，未来趋势在于突破大规模、分布式、适用于离网和微网运行的技术。
2.4风能领域风能领域中，关于风能资源评价的热点在于不断完善资源评价的模型、标准、检测和认定体系，建立风能资源、条件和运行经验数据库，改进风力发电系统运行采用的预测模型。陆上风电场领域主要涉及在风电场和风电设备两方面，其中，风电场热点集中于风电场优化设计技术，主控制器及数字风力发电场调度和并网控制、在线监测与故障诊断等系统核心技术。
2.5LeD产品制造领域LeD领域的研究热点集中于高亮度发光二极管、大功率白光制造、大功率激光器（LD）、光伏与LeD结合、器件封装技术以及LeD高效驱动和智能化控制技术。
3菏泽市新能源产业关键技术选择及路线图绘制
基于菏泽市新能源产业技术基础，根据专家意见，确定未来重点发展生物质能、太阳能、风能和LeD产品制造四个领域，并筛选29项关键技术或项目，结果如表1所示（技术综合重要度满分5分）。
根据研究结果，近期（0～3年）主要发展的技术包括太阳能与风电等可再生能源互补发电的微网技术、提高光伏电站的能效及使用寿命等13项，中期（3～6年）主要实现的技术包括与当地农业畜牧业相结合的光伏发电分布式应用、农业废弃物制备合成气关键技术及装备、黄河故道大型风电场开发等11项，远期（6～9年）主要发展的技术包括光伏电站智能化、LeD高效驱动和智能化控制等4项，长远期（9年以上）主要实现非粮能源作（植）物育种、种植、规模化采收、储运技术及相关设备技术，进而实现生物能源植物原料的育种与产业化。新能源产业技术路线图如图1所示。
4结论
菏泽市新能源产业主要涵盖生物质能、太阳能、风能和LeD产品制造四个领域。其中：生物质能领域，菏泽市采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组，已有多个生物质发电项目并网发电，同时，农村沼气工程全面展开，生物质成型燃料等一批生物质能综合利用项目已进入前期阶段。通过产业技术路线图研究，确定了8项技术为未来重点发展方向。近期重点突破生物质发电技术及装备，以及生物质成型燃料技术；中期实现生物质发电热点联供，生物质制备合成气和乙醇的技术及装备；从远期来看，争取实现能源作物从育种、种植、采收到存储的产业化。
太阳能领域，菏泽市在太阳能热水器制造业具有一定基础，多个10～15mw的光伏并网发电项目正在建设，舜亦新能源和宇泰光电等一批太阳能电池、电池板及相关组件生产项目陆续竣工投产。通过产业技术路线图研究，确定了13项技术为未来重点发展方向。近期重点提高太阳能集热器和光伏电站的能效，以及可再生能源互补发电微网等技术；中期进一步降低光伏电站的运维成本，促进光伏发电的分布式应用；远期则努力实现光伏电站的智能化，并开发高效低成本的薄膜电池。在提高能效和降低成本的基础上，努力实现光伏发电的智能性、灵活性以及与其他能源的互补性。
风能领域，菏泽正在围绕黄河滩区进行风电场建设，并依托巨益新能源、呈祥电气等企业进行风电设备生产。通过产业技术路线图研究，确定了5项技术为未来重点发展方向。在近期，完善风力发电基础构件的技术和生产能力；中期在完成风能资源评价和资源数据库建设的基础上，进行大型和分散式的风电场开发，并通过研发轻量化叶片等提升风能发电设备的寿命和性能。
LeD产品制造领域，菏泽市具备了较为完善的产业链条，具备LeD路灯、外延芯片、显示屏的生产能力以及LeD产品封装技术。通过产业技术路线图研究，确定了3项技术为未来重点发展方向。在近期重点突破LeD与光伏结合的关键技术；在远期则努力实现LeD产品的高效驱动和智能化控制。
近年来，菏泽市新能源产业总体规模保持增长态势，但结构发展中的一些深层次问题也日益突出，制约了经济在高平台上持续快速发展，科学的推进经济发展方式转变亟待进行。该研究成果明确了菏泽新能源产业的建设方向，可有效避免各区县之间的产业趋同恶性竞争，促进同类企业的交流合作，提高公共技术平台资源的利用效率，从而全面推动菏泽市新能源产业发展，同时该研究成果的应用推广能够为菏泽市科技创新把握大致发展方向，加速创新要素集聚，在探索和把握新时期经济发展规律的基础上推动新能源产业结构优化升级方面起到积极作用，带动全市经济快速发展。
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生物质能源技术篇4
[关键词]生物质能源开发；存在的问题；商业模式创新
对策与建议
开发利用生物质能源是人类社会发展的必然，是缓解我国能源矛盾，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、发展循环经济必将发挥重要作用，发展生物质能源前景广阔，方兴未艾。然而，发展生物质能源的道路是不平坦的，存在着许多制约因素。就开发湘西州永顺县生物质能源，笔者认为，必须破解难题，创新生物质能源开发商业模式。
一、当前生物质能源开发存在的问题
生物质能具有产量大、可再生、可储存、碳中和等优点。理论上生物质是可行的替代能源，但实际应用并不尽如人意。
(一)原料成本之困――原料涨价
一是能量密度低，原始成本高。与其他非水能的可再生能源相类似，生物质的能量密度低，需要大量的土地。在倡导种植非粮作物和利用边际性土地的“非粮”、“非耕地”路线下，产量和能量密度都低于普通粮食，原料成本还是很高。不管是否与民争粮还是与粮争地，目前的生物燃料的原料成本都很难控制，无法摆脱对补贴的依赖。
二是物流不经济，中间成本高。此外，生物质物流也很不经济，需要耗费大量的人力、物力进行收集、储存、运输，在生产出洁净能源的同时也要消耗大量的能源，甚至污染环境，很难形成闭合的能量循环系统。
(二)技术瓶颈之困――第二代技术仍存在不确定性
生物质能源开发技术发展水平参差不齐，转化成本高、效率低。液体生物燃料存在关键转化技术不成熟、生产成本过高等问题，离产业化尚有一定差距；固体成型燃料加工设备的能耗较大，约在90-100千瓦小时／吨，原材料收购价格波动大，季节性因素导致收储难；生物质气化集中供气存在无成熟的生物质类洗焦废水净化技术，燃气热值低，气化机组运行连续性差，自动化水平低等问题；关键设备依赖进口，我国大中型沼气、固体成型燃料以及生物质直燃锅炉设备的核心技术与国外先进水平还有很大差距。现有项目多停留在中试阶段，且短期内很难有大的突破。
(三)政策支持乏力――政策反复裹足不前
生物质能源产业化发展受原料高成本的影响，大部分生产企业需要额外的补贴、税收优惠才能赢利或生存。但目前政策补贴不够完善。生物质能源扶持政策缺乏系统性和配套性，在多种能源产品和规模上未给予明确的支持和指引。有些政策补贴起点过高，如财政部《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》(财建[2008]735号)仅支持注册资本金1000万元以上、年消耗秸秆量1万吨以上的大中型企业，导致多数企业无法得到补贴；有些政策设计不完整，补贴仅针对直接生产环节，对消费能源产品的终端用户则没有补贴。
(四)商业环境不成熟――销售不畅、融资困难
一是缺乏系统的产业链。生物质能的开发还需要高效率的商业生态链条。首先种植环节就是一个复杂的系统工程，之后还需在收购、调配、销售、技术服务等方面进一步整合。生物柴油的原料问题突出，废弃油脂的收集、运输等环节缺乏有效的组织，“地沟油”等废弃油资源的利用率仍然较低。培育高含油量和高生态适应性品种是生物柴油的关键。遗憾的是，中国的生物柴油产业在初期没有打好基础，各地盲目种植油料树木，品种单一，形成“南方只有麻风树、北方只有黄连木”的局面。而大面积单一树种增加了虫害等问题，造成产业环境恶劣；而且，按照现有的信贷标准，树木种植不能抵押，难以获得银行贷款。而木本植物种植周期长，投入大，若没有商业银行贷款支持，企业很难独立承担，造成融资困难。
二是商业模式难建立。生物质能源产业发展模式缺乏市场竞争力。目前，技术略为成熟的主要是糖淀粉制燃料乙醇、植物油或地沟油制生物柴油、农林废弃物制固体颗粒燃料、沼气利用等，但其中真正具备市场竞争力(成本优势)的并不多。
二、创新永顺县凯迪阳光生物质能源开发商业模式的建议
要解决生物质能源开发存在的问题，就湘西州永顺县而言，要在湘西州永顺县农业专业合作社发展的基础上有继承、有发展、有创新，巩固成效，解决问题，消除制约因素，创新生物质能源开发的商业模式，把生物质能源开发做大做强。
(一)以价值理念模式创新，实现企业、农民、政府多方共赢
一是要树立民生理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目用凯迪独有的“不与人争粮，不与粮争地，不与民争利”的发展理念，用“规划一个片区，培植一个产业，改善一片生态，致富一方民众，发展一地经济”的系统工程，用“两个农业项目支持三个工业项目”的完美组合，用循环经济的发展模式，创造“地方有税收，部门有作为，农民有收入，员工有回报，企业有发展”的多赢商业模式。增加农村就业机会，增加农民收入，促进农村社会的和谐稳定，加快新农村建设的步伐。
二是要树立共赢多赢理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目以市场经济为导向，以现代林业理论为指导，以林权制度改革为契机，以公司的高新技术、雄厚资本和当地资源条件为基础，以坚持有利于“增量、增收、增效”为原则，以实现互利双赢、共同发展为目的，在平等合作、资源共享、优势互补的基础上，建立以节能、降耗、减排为主的绿色能源环保型企业，实现生物质能源的综合利用，改善生态环境，促进农民增收，推动永顺经济社会和谐社会的全面发展。将凯迪阳光生物质能源项目建设为互利多赢、协调一致、可持续滚动发展的有机统一体。
三是要树立“两型”企业理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目以科学发展观和建设资源节约型、环境友好型企业为目标，以现有的薪炭林、农林废弃物等资源为切入点，以宜林荒山荒坡及现有灌木林、低效林等林地资源为发展平台，进行资源整合以及高效开发，以示范基地建设联动农民参与，以工业反哺农业实现初级产品利润回归农民，促进工业原料保障以及农民增收协调发展，实现生态、经济、社会持续发展，企业、农民、政府、国家多方共赢。
(二)以发展模式创新，解决商业环境之困
湘西州永顺县凯迪电力的“低碳及循环经济+创新的经营模式+高技术壁垒”发展模式，与传统试点生物质能电厂项目相比，凯迪生物质发电具有更强的盈利能力，因为公司拥有较强的技术壁垒，采用全球领先的、具有自主知识产权的“高超高压循环流化床锅炉燃烧技术”，而使用该技术达到超高压等级的企业全球仅有三家，因此凯迪电力是当之无愧的国内生物质发电的领跑者。
能否稳定成本，是生物发电的关键，也是市场对公司最大，忧虑。凯迪生物质电厂采用创新商业模式即“‘循环经济+低碳经济’的模式实现了‘能源植物和农林废弃物一电能和燃料一灰渣一有机肥一有机农林产品’的完整的闭环流动循环经济体，公司不但符合目前国际国内低碳、环保、节能的趋势，而且生物电厂盈利能力较高，内部收益率达8％-12％。”“三级燃料保障体系”商业模式，能够对燃料供应量、价格有较好控制力”。
(三)以技术模式创新，解决技术瓶颈之困
湘西州永顺县觊迪公司在广泛消化吸收国内外先进结晶煤燃烧技术的基础上，进行了大量的循环流化床技术开发和研制工作，形成了一大批具有自主知识产权的核心专利技术和专有技术，其中以循环流化床燃烧技术和防止设备碱金属腐蚀技术为重点。技术的不断成熟、拥有自主知识产权的核心技术和设备制造、适合中国资源状况的技术经验积累，为生物质能源产业的发展提供了保证。
要加强与科研院所的合作。重点加强与中南林业科技大学、湖南省林科院的合作，加快生物能源良种及新技术的推广速度，配合开展高产、稳产、多抗优良新品种的选有，以及生产栽培技术的集成创新，大力推广优良品种和新技术，依托林业科技推广网络，推广生物能源优良品种，建立丰产栽培示范基地。加大科技支撑力度，突破关键技术装备和核心装备的制约，加强产学研组合，组织联合攻关。
(四)以经营机制模式创新，解决政策扶持之困
一是构建管理机制。要实行科学规划，稳步实施，采用核心基地和周边面上分散基地相结合，以万坪镇为中心，向周围乡镇辐射，以能源林基地为中心的“一体化”模式，坚持政府推动、企业主导、农户自愿、乡村牵头的原则；坚持规模化、基地化、集约化、高产化的原则；坚持统筹规划、相对集中、用途不变、依法有偿、互利双赢的原则，全面推进我湘西州永顺生物质能源产业发展，实现经济、生态和社会效益同步增长。
二是构建政策资金投入机制。政策投入机制方面，要进一步完善财政补贴政策，逐步从建设投资补贴为主转向原料补贴、产品补贴、消费补贴和投资补贴四管齐下。一要加大生物质资源开发补贴力度。二要完善生物质能源产品的市场准入、监督和价格补贴。三要制定生物质能源产业专项税收优惠政策。鼓励社会资本进入生物质能源行业，扶持生物质能源产业发展。
三是构建持续发展机制。坚持“不与农争地，不与民争粮”的原则，分阶段稳步推进生物质能源产业发展，探索适应湘西州永顺县县情的发展模式。前期，优先利用有机废弃物等生物质资源，推进生物质燃气、生物质发电技术的发展。中后期，合理开发边际土地资源，积极稳妥发展能源农业和能源林业，扩大生物质能资源基础；推进纤维素液体燃料产业发展，显著增加生物质能在清洁能源和交通燃料供应中的比例。选择适合湘西州永顺县县情的产业化道路。一要支持和鼓励企业努力创造出适合湘西永顺县县情的、符合市场规律的商业模式，使生物质能源企业能够不依靠政府补贴而依靠自身的赢利能力发展壮大起来。二要根据湘西州永顺县不同地理环境、资源禀赋、能源需求等特征，择优、择需、有重点地扶持和推广相应的产业化工程，形成合理的生物质能源发展布局。三要完善支持企业发展多层次金融体系，引导更多的金融资本投入生物质能源的科技创新与产业化发展，激励企业发挥创新积极性。四要全面推进集体林权制度改革。进一步明晰产权，引导林地使用权合理流转，在维护生态效益的前提下，充分发挥其经济效益。积极探索一条适合永顺实际的生物质能源林基地建设商业模式，即农户+合作社+公司。从而确保基地的稳定、健康、可持续发展。
生物质能源技术篇5
[关键词]石油危机；粮食危机；能源；生物质能源；林业
中图分类号：F426.2文献标识码：a文章编号：1009-914X（2017）01-0200-01
林业生物质能源把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在林业生物质体内的能量。它是太阳能的一种表现形式，是一种可再生能源。目前，林业生物质能源可分为传统的薪炭材、固体成型燃料、液体燃料（燃料乙醇、生物柴油等）、气体燃料（沼气、氢气和生物质可燃气）、生物质发电、生物质供热、供气及热电联产。由于林业生物质能源具有可再生性、可储存性、可替代性，分布广泛、资源丰富，二氧化碳及有害气体排放较少、环境友好等优点，林业生物质能源产业发展潜力巨大。但是，由于认识不足、政策支持力度不够、技术不够成熟、成本较高、资源供应不稳定等原因，林业生物质能源产业发展比较缓慢。如何促进林业生物质能源产业可持续发展，是摆在政府、企业和科技工作者面前的一项重要课题。经过认真思考和研宄，推进林业生物质能源产业可持续发展应采取如下对策和措施。
一、生物质能源发展的背景
石油价格飙升，并且需求不断增加，导致成本在增加纽约商品期货交易所石油期货价格从2002年20多美元一桶已经上升到最近的100美元一桶，达到了历史的最高限，严重抑制了世界经济的发展。并且，全球化石能源的枯竭是不可避免的，全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。世界已经面临着前所未有的能源短缺。因此，很多国家将能源的发展方向投向了生物质能源等可再生能源，如欧盟、美国、加拿大国家都制定了自己的生物质能源发展计划。这里要提到巴西，其从甘蔗中提取的生物柴油不仅满足国内相应的需要，还计划出口到其他国家。
石油消费增加迅速，社会和企业成本加大随着中国经济的发展，中国已经开始步入”轮子上的国家”时代，即进入汽车大规模走进百姓家的时代，而汽车的急剧增加导致石油消费的增加；同时，中国已经成为”世界工厂”，生产了世界上主要的工
i和生活用品，使用了大量的化石产品，从而直接导致进口石油在增加，目前中国已经成为仅次于美国的世界第二大石油进口国。据国家海关总署统计，2007年进口原油达到了1.63亿t，进口成品油3380万t，石油依存度接近50%。而国际油价的上涨增加了中国企业的成本，从而影响了中国经济的发展。此外，过于依赖石油进口对于我国的能源安全造成了一定的威胁。
二、我国林业生物质能源发展的现状分析
目前，我国林业生物质能源资源主要包括林业剩余物和油料植物。林业生物质能源有着巨大的优势和潜力。据估测，我国林业剩余物资源量约2亿t标准煤，相当于目前我国化石能源消耗量的1/10。而小桐子（麻疯树）、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积可满足年产5000万t生物液体燃料的原料需求。
到目前为止，中国很多省份已经建立了生物质能源林。林业生物质能源的转化技术很多，主要包括：第一，热化学转换法。这是用于获得木炭、焦油加工的方法不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法。第二，生物化学转换法。主要林业废弃物在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品。第三，利用油料植物（白皮树、小桐子、文冠果和黄牛木等）所产生的生物柴油；第四，利用林业废弃物发电、发热。
三、我国林业生物质能源发展中存在的问题
虽然我国在生物质能源开发方面取得了重大成绩，但还存在许多问题，主要表现在：
第一，政府没有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；
第二，相关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性，各级政府应尽快制定出相关政策，如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策；
第三，在现行能源价格条件下，生物质能源产品缺乏市场竞争能力，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；
第四，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，近年逐渐重视热解汽化技术的开发应用，也取得了一定突破，但其他技术开展却非常缓慢，如生产酒精、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；
第五，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，成本高，难以形成规模效益，不发挥其应有的、重大的能源作用。
四、我国林业生物质能源资源分布及利用的对策
（一）尽快制订与生物质能源利用相关的法律、法规
虽然目前我国已经制定了《再生能源利用法》，但是对于生物质能源，特别是林业生物质能源的实施细则还没有出台，很多的细节没有进行突出和制定，导致林业生物质能源在实际发展的操作性上法律依据不足。所以，笔者认为应制订《再生能源利用法》的实施细则，甚至出台〈性物质能源利用法》，从法律上对林业生物质能源产业进行引导和规范，从而使林业生物质能源利用走向一个合理和良性发展的轨道，这是生物质能源产业得以发展壮大的一个根本的保证。
（二）政府应大力引导和扶持林业生物质能源产业的发展
成立专门的领导组织机构现在虽然国家，林业局已经设立了林业生物质能源领导办公室，但是还远远不够。应该像巴西那样，成立了一个由政府主导的多部门协作的”生物柴油委员会的类似机构，来协调和领导我国的生物质能源的发展，制订长期发展规划国家相关部门需要制订一个用于指导全国林业生物质能源发展方向的长期规划。同时，还要对全国相关的林业用地进行资源评估，对适宜种植的地区进行扶持，并且保证种植的原料林对当地生态无害。
政府通过行政手段来引导和扶持林业生物质能源产业的发展相关政策的制定。虽然国家发改委和科技部制定的《中国节能技术政策大纲》提到”开发以小桐子、油桐、黄连木、棉耔等油料植物（作物）为原料的生物柴油技术”及”选育培养适合荒山荒滩、沙地、盐碱地种植的稳产高产、对生态环境安全无害的非粮食能源作物等措施，但还远远不够，需要制订相应的一系列旨在促进林业生物质能源产业的发展的政策。财政支持。
（三）大力发展能源植物的种植技术和相应的提炼技术和转化技术
任何一个产业的发展都离不开科技的支撑，林业生物质能源也不例外。发展林业生物质能源产业需要从以下几个方面做好工作。
建立优良品种选育和能源林工作在国家统一规划和指导下，各地根据实际情况建设和发展能源林，以满足工业化生产的需要。同时，各地要建立优良品种选育机制和种子园建设，积极培养优良品种，为能源林建设提供所需要的林木种苗，提高能源林建设的质量和水平。
发展相关的提炼技术和转化技术林业生物质能源产业发展的关键就是发展合适的提炼技术和转化技术。其目的是要提高林业生物质原料转化为能源的水平，即提高利用效率。发展转化技术目的就是要将林业生物质能成功地转化为需要的汽油、柴油、能等的，而且这种转化技术不仅在技术上是可行的，而且要在经济上也是可行的。
五、结论
国外生物质能开发利用比较早，技术水平比较先进，并且已经取得成功的商业化经验。因此，要加强林业生物质能源开发利用的国际合作，充分利用林业生物质能源的”两个市场、两种资源”，有目的、有选择地引进先进的技术工艺和主要设备，在高起点上发展我国林业生物质能源技术。通过多途径、多形式的国际合作，引进国外先进技术和资金，拓展国际市场，增强我国林业生物质能源企业的国际竞争力，以便促进我国林业生物质能源产业的快速、键康和可持续发展。
参考文献
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生物质能源技术篇6
[关键词]生物质颗粒燃料清洁燃烧
正文
1、概述
生物质颗粒燃料是在一定温度和压力作用下，利用木质素充当粘合剂，将松散的秸秆、树枝和木屑等农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状等成型燃料。中质烟煤相当；基本实现Co2零排放，nox和So2的排放量远小于煤，颗粒物排放量降低；燃烧特性明显得到改善，利用效率显著提高。因此，生物质固体成型燃料技术是实现生物质高效、清洁利用的有效途径之一。生物质固体成型燃料主要分为颗粒、块状和棒状3种形式，其中颗粒燃料具有流动性强、燃烧效率高等优点，因此得到人们的广泛关注。
随着我国的再生能源快速发展，生物质成型燃料技术及其清洁燃烧设备的研究开发提高了秸秆运输和贮存能力，燃烧特性明显得到了改善，可为农村居民提供炊事、取暖用能，具有原料来源广泛、价格低、操作简单等特点，是生物质能开发利用技术的主要发展方向之一。
自2006年1月1日我国颁布实施了再生能源法。使我国生物质能源发展走上了快速规范化的道路。生物质能在我国主要是以农作物秸秆为主体的资源。秸秆长期被作为农村传统的用能，随着我国农村经济的发展，农民，特别是新一代的农民难以接受传统的、直烧秸秆生活用能的落后方式。但又苦于缺乏先进廉价的使用。也只能花高价用液化气、电、型煤等现代能源。由于现代能源的紧张和价格的日趋上涨，长期花高价用现代能源，农民又难以承受。特别是城镇及城市接壤区域居民采暖，800-900元每吨的煤，一个冬天要用上1-2吨满足采暖需要，农民甘愿受冻也不愿花如此大的费用，而城镇及城市接壤区域居民采暖受到环境要求的严格限制。目前，居民冬季用煤采暖的已越来越少。从这一点看，在现代社会有相当多的农民没有得到，也很难得到良好的能源服务，他们的现代生活水平还较低。国家早就重视如此重要的民生问题，从20世纪90年代初中国农业部和科技部就开始投资进行农作物秸秆资源化利用的研究、开发、试点示范和技术推广工作。近几年，中国农作物秸秆的清洁、方便能源利用的技术研究和开发工作已取得了一些成果，有些技术已趋于成熟，并得到一定程度的推广。现在，中国主要的农作物秸秆能源利用技术有秸秆气化集中供气技术、秸秆压块成型及炭化技术、利用秸秆制取沼气技术和秸秆直接燃烧技术。由于中国农村经济的发展，农民及城镇居民生活水平的提高，居民对清洁能源的需求，加上这些秸秆能源利用技术的不断发展和逐步完善，秸秆能源利用将逐渐由传统的、低效不卫生的直接燃烧方式向优质化和高效化方向发展。
国外关于生物质成型燃料与燃烧技术设备的应用以趋于成熟化和普遍化，我国生物质成型燃料的发展还刚开始，与之相适应的燃烧技术设备处于一种滞后状态。目前一些成型燃料的应用，主要是在现有燃烧设备的基础上，直接应用或改造应用，既使河南省科学院研制具有较高水平的家用颗粒燃料炉灶，也存在着技术不到位的情况，难以产业化发展，没有做到商品化应用。
有些单位在取得了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的基础上，立足于建立一个秸秆成型颗粒燃料与高效清洁燃烧设备系统技术产品的有机统一，协调发展的机制。在进行“生物质冷成型燃料加工设备系统”和生物质颗粒燃料炊暖炉灶的研制过程中，重点解决了目前百姓采暖困难问题，创造了“生物质颗粒燃料供热锅炉”的成果。采用了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的核心技术，实现了生物质高效、清洁燃烧、节能排放的目标。应用广泛，可满足城镇及城市接壤区域居民采暖需求。
2、物质颗粒燃料成型和清洁燃烧技术及设备
2.1传统成型方法。
它与现有的饲料制粒方式相同，即原料从环模内部加入，经由压辊碾压挤出环模而成粒状。
包括原料烘干、压制、冷却、包装等。该工艺流程需要消耗大量能量，首先在颗粒压制成型过程中，压强达到50～100mpa，原料在高压下发生变形、升温，温度可达100℃～120℃，电动机的驱动需要消耗大量的电能；其次，原料的湿度要求在12%左右，湿度太高和太低都不能很好成粒，为了达到这个湿度，很多原料要烘干以后才能用于制粒；第三，压制出来的热颗粒（颗粒温度可达95℃～110℃）要冷却才能进行包装。后2项工艺消耗的能量在制粒全过程中占25%～35%，加之成型过程中对机器的磨损比较大，所以传统颗粒成型机的产品制造成本较高。
2.2冷成型技术。
新型冷成型技术通过颗粒成型机直接压制，把秸秆、木料残渣等转化成大小一致的生物颗粒，其燃烧效率超过80%以上（超过普通煤燃烧约60%的效率）；燃烧效率高，产生的二氧化硫、氨氮化合物和灰尘少等优点。
2.3清洁燃烧设备
目前燃烧设备的理论研究和应用研究还较少，国内也引进一些以生物质颗粒为燃料的燃烧器，但这些燃烧器的燃料适应范围很窄，只适用于木质颗粒，改燃秸秆类颗粒时易出现结渣、碱金属及氯腐蚀、设备内飞灰严重等问题，而且这些燃烧器结构复杂、能耗高、价格昂贵，不适合我国国情，因此没有得到大面积推广。
哈尔滨工业大学较早地进行了生物质燃料的流化床燃烧技术研究，并先后与无锡锅
炉厂、杭州锅炉厂合作开发了不同规模、不同炉型的生物质燃烧锅炉。此外，河南农业大学研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉，浙江大学研制出燃用生物质秸秆颗粒燃料的双胆反烧锅炉等。
3、发展前景分析
我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过7.2亿吨，其中6.04亿吨可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术，嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验，结合中国国情，在农村推广实施秸秆综合利用技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要的意义。秸秆综合利用不但减少了秸秆焚烧对环境造成的危害、减少了温室气体和有害气体排放，而且对带动新农村建设无疑将起到重要的促进作用。从秸秆资源总量看，广大农村、乡镇的各种秸秆产量大、范围广。生物质固体燃料是继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，是可取代矿产能源的可再生资源，是未来一个重点发展方向。
参考文献
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生物质能源技术篇7
关键词：生物质；植物发电；分布式电源；可行性
中图分类号：tm61文献标识码：a
能源对一个国家生存与发展的重要性不言而喻。随着我国近年来经济的迅猛发展，能源与环境的矛盾也日益突出。能源成为制约我国国民经济可持续发展的重要环节，只有积极开发清洁可再生能源，才能从根本上解决这一问题。生物质能源以生物质为载体，可谓取之不尽，用之不竭，是理想的可再生能源，近年来发展迅速。但如今的生物质能源的利用方式都必须将其转化为其他能源才能使用，多次转化的过程，不仅使开发成本提高，也会造成能量损失和污染。本文所述的植物发电技术，即是生物质能源的一种创新利用方式。以下对基于此技术的分布式电源进行分析探讨。
1技术开发背景
1.1我国能源现况与特点
经济的发展，人口规模的不断提高，我国能源短缺现象也日益严重。而按照中国长期的经济发展目标，中国的能源消费总量将一步上升，未来中国的能源问题可能会成为制约经济发展的一大“瓶颈”。我国能源现况有以下三个特点：
（1）人均能源水平低
虽然我国能源总储量较高，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。其中，石油总储量是世界总量的2%，人均储量为世界水平的10%，目前进口依存度约为40%。
（2）能源利用效率低，污染严重
国际上一般用能源强度来衡量能源利用效率，能源强度越低，能源利用效率越高。我国能源利用效率目前为32%，生产同量的GDp所消耗的能源是世界平均水平的3倍多。由于技术水平不足，能源在利用过程中产生大量So2、n0X、烟尘等多种污染物，使得能源消费成为我国环境污染的主要根源。
（3）能源分布不均
我国能源分布整体呈现“西北多，东南少”的局面，仅东北地区的石油、天然气储量就占全国储量的一半，能源消费集中的东南地区却资源匮乏。近年来的西气东输，西电东送，西煤东运等项目的实施，虽解决了部分矛盾，但大规模能源运输所带来的高成本和资源损耗也随之而来。
（4）能源结构不合理
我国能源消耗主要以煤炭为主，甚至达到了70%左右，而其他能源所占份额相对较低。这种不合理的能源消费结构，进一步加剧了我国能源利用效率低，污染严重的问题。
1.2我国环境污染现况
由于化石燃料的大量燃烧，排放大量污染物，我国目前的环境污染十分严重。近年来雾霾天气的常态化，更加说明了中国空气污染的形式不容乐观。我国的大气污染主要为煤烟型污染，能源消费的污染是其根源。所以，开发清洁可再生能源是解决能源与污染矛盾的唯一途径。
1.3生物质能及其利用方式
生物质能源是一种通过光合作用，以生物质为载体，间接利用太阳能的一种可再生能源。据统计，地球上的植物每年通过光合作用固定的太阳能约为3乘1018kJ，为每年全球总能耗的10倍。并且，生物质能源能够显著降低温室气体的排放，减少污染，其原料也便于获取、运输和储存。我国的生物质能源资源丰富，如果能充分利用，必能解决我国的能源与环境问题。
目前，生物质能源的利用方式主要有以下几种：
（1）燃烧乙醇；
（2）生物柴油；
（3）生物质液化；
（4）沼气；
（5）生物质燃烧发电。
2植物发电技术发展及原理
2.1植物发电技术发展
早在19世纪，就有人发现，如果用铜线和锌线分别插入柠檬，就可以驱动小型钟表的电机5个月之久。原来，植物里本身就有电流，这一发现让人们惊喜不已。随着科学家的探索研究，近年来，在利用活体植物直接发电技术领域已有了不少成果。日本研究人员发现从植物中提取的叶绿素与卵磷脂混合物被太阳光照射时，会产生电流，并且发现，其转换效率为普通太阳能电池的3倍以上。用此方法制成的电池称为“生物光伏电池”。英国剑桥研究人员发现，一盆蕨类植物的发电量可达每天一度。如今，这种植物发电技术的应用也日渐广泛，市场上已经出售有植物电能时钟，植物电池等产品。
2.2植物发电技术原理
光合作用（photosynthesis）是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。光合作用可以说是地球上所有能源化石能源的根本来源，是十分重要的一个反应。光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段。其光反应部分方程如下：
H2o2H+2e-+1/2o2（水的光解），naDp++2e-+H+naDpH（递氢）
在此过程中，电子从H2o传递给naDp，这是一个逆氧化还原电势的反应，一个电子从H2o传递到naDp必须克服1.13V电势差。当光子打到色素分子上时，叶绿素会吸收特定波长光线，激发高能电子，植物就是因此利用光能为这个反应提供电子流。我们可以用装置把植物光反应过程中激发的电子流引出，再通过升压电路，将其电压升高。这样就可以在植物正常生活的状态下直接获取其光合作用过程中的电流。
2.3基于植物发电技术的分布式电源
分布式电源一般指功率较小，与环境兼容的独立电源，包括发电设备与储能装置。分布式电源能够高效利用各种发电技术，能源成本低，通常为可再生能源，有巨大的环境效益。从可持续发展和降低环境污染观点看，分布式发电技术是我国的必然选择。基于植物发电技术的分布式电源能够将生物质能源的利用最大化，在智能系统的规划下，保持独立电源的供电稳定性，满足负荷要求。
3可行性分析和前景展望
3.1中国生物质能源发展政策
为保障生物质能源产业稳定发展，我国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发与利用[7]。2005年《中华人民共和国可再生能源法》提出，国家鼓励清洁、高效地开发生物质能源。国家“十一五”规划纲要也提出，加快开发生物质能源。
3.2能源分布状况和大规模开发可行性
植物发电的载体分布范围广泛，从乔木，藻类，蕨类，以及其他灌木类杂草，可以有针对性的对不同类别植物进行发电技术的调整，让我国大量森林资源、湿地资源和海洋资源能在最小的破坏度下实现充分利用。如果大规模推广该技术，也能间接保护植物资源，促进环保事业的发展。从成本经济来看，发电植物易于获取，原料成本几乎为零。如果研发出可靠的电流调控电路，并将其发出电能集中并储存，再将一定范围内无数供电模块用智能系统相连，通过最优化设计方法进行规划并网，就能形成大规模基于该技术的分布式发电系统。
3.3植物发电技术的分布式电源存在问题分析
目前，基于植物发电技术的分布式电源存在的问题主要为：
首先，相关科研技术开发仍处于初级阶段，还没有形成完整的技术体系。其次，缺乏大规模开发的动力，政策鼓励和市场吸引力不足。最后，在能源市场的竞争力较弱，无法短期内在市场中取得优势地位。
3.4可行性建议
为加快基于植物发电技术的分布式电源的发展，在此提出以下三个可行性建议：
（1）呼吁政府机构加大对植物发电领域的科研项目投资，逐步完善技术体系，主要是电流调控技术和储能技术的改善。
（2）政府能够出台相关鼓励政策，对开发该项目的企业给予技术支持与经济奖励。
（3）加大市场宣传，让更多人了解生物质能源的优越性，吸引企业投资，提高其能源市场的竞争力。对使用该分布式电源的用户也给予电价上的优惠。
（4）可利用我国植物资源丰富的地理优势，把一部分植被密集区域作为技术开发试点，建立小型的分布式发电系统，用于当地公共设施或农业生产用电，再进一步推广该技术，最终实现大规模分布式电源的可靠并网。相信在不久的将来，基于该技术的分布式发电系统能获得广泛应用。
参考文献
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生物质能源技术篇8
一、我国生物质能状况
对于生物质能而言，它不同于传统的化石能源那样是不可再生，它是可再生的能源资源，每年可利用总量是可以逐年增加的，比如增加能源作物种植，大量植树造林等都可以增加生物质能总量的。我国的生物质能来源广泛，资源的种类繁多、总量巨大等等。我国作为农业大国，特别是在农村地区的农作物秸秆和农林废弃物总量巨大，还有在国家到2020年全面建成小康社会的大背景下，国家鼓励发展乡村经济作物种植和乡村养殖业，这些养殖的动物产生大量的粪便可供转变成能源使用。大量的城乡生活垃圾和污水、工农业生产排放的有机物垃圾等都是生物质能的范畴。从我国总量看，“据估算，我国理论生物质能资源50亿标准煤左右，是目前我国总能耗的4倍左右”。[1]从每年的利用量来看，“我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤，目前已利用量约2200万吨标准煤，还有约4.4亿吨可作为能源利用”。[2]
二、我国生物质能开发利用的现状
在我国由传统煤、石油等化石能源转向清洁能源的转型过程中，我国的生物质能的开发利用得到了飞速发展。生物质能的开发形式各种各样，对这些生物质能开发技术手段也有多种多样。当下我国生物质能的开发利用大体可以分为四个方面，一是生物质能发展沼气，该技术较为成熟，在我国推广范围最广的也是这一项技术，特别是在我国农村地区普及较广；二是生物质能发电，通常是利用生物质能发酵或者直接燃烧生物质能所进行的；三是生物质能生产生物质液体燃料，如发酵生产乙醇、生物柴油等；四是生物质能转化为其他形式的能源。
三、我国生物质能开发利用过程中存在的问题
生物质能的开发利用本来是一件两全其美的事，既是开发利用的生物质能资源“取之不尽，用之不竭”，又是利用过程中产生的物质对生态环境污染很小。然而，在生物质能开发利用的过程中存在着诸多问题，本来生物质能资源中一部分就是环境污染物质了，如动物粪便、农林废弃物、生活垃圾、生产剩余有机废物等，由于在开发利用过程中缺乏合理规划，技术不成熟等造成环境污染，还有生产出来的生物质能产品管理不善造成环境污染。总的来说，还是存在如下问题：一是生物质能的开发利用技术跟不上国家对整个生物质能产业发展预期，如我国的沼气技术，面向全国所推广的只是一户一池小型开发利用技术，大中型沼气生产技术没有得到全面推广；二是生物质能的开发利用产业结构不完善；三是开发利用不合理，造成的环境污染；四是生产成本与销售成本差距悬殊；五是国家关于调整生物质能开发利用的相关政策和法律不完善。
四、尽快完善相关政策，保障生物质能产业的健康发展
我国的生物质能大部分分布在农村地区，不仅面临着地处偏僻，地理位置复杂多样，生物质能资源分散，造成开发难度系数增高等条件限制，同时面临着开发前期资金投入不足，开发技术研发滞后，生物质能消费市场和整个能源供应体系的不完善。国家有必要从总体上进行统一合理规划，出台相应的政策，让更多的外资、民营资本投入进来，同时调控好生物质能市场秩序。科学分析本地区生物质能资源分布、数量、种类等，以及科学评估开发方式和所用相关技术的选择，并且结合本地区自然地理环境条件、统筹生物质能的开发利用产业发展，将生物质能的开发利用纳入当地经济发展规划之中。从而做好了生物质能的开发利用的合理划，有利于降低开发利用的难度。
建立完善的生物质能开发利用的政策保障制度，有助于解决生产成本与销售成本差距悬殊问题，国家应当不断加强对生物质能的开发利用的基础设施等的建设。同时加大对生物质能的开发利用的技术研发领域的资金投入，建立和完善与生物质能开发利用的技术研发机构或部门，加快建立生物质能开发利用的财政、税收、融资等优惠政策。国家应当从税收、财政政策等多方面给予生物质能的开发利用企业的扶持和优惠，对投资生物质能的企业及相关部门给予低息或者免息贷款优惠，给予绿色信贷政策支持，对那些从事生物质能开发利用研发等企业给予税收减免政策，同时鼓励广大消费者购买生物?|能产品，实行一定的财政补贴。
五、完善关于生物质能开发利用的相关法律法规
（一）协同相关法律法规，完善对生物质能开发利用的立法
生物质能作为可再生能源中之一，对于涉及生物质能开发利用的法律法规较多，充分协调这些法律法规一起对我国生物质能开发利用进行规范是有效促进生物质能开发利用健康发展的重要途径之一，是解决生物质能在开发利用过程中存在问题的方法之一。例如在《清洁生产促进法》中进一步完善对生物质能的开发利用这块的立法，不断完善对生物质能的开发利用的技术选择、结合当地地理优势合理规划和科学开发及利用的各个环节的立法，可以有效避免造成环境的污染。完善对生物质能开发利用产业的积极引导和相关技术的研发、以及消费市场的推广，让生物质能开发利用列入到国家能源发展的优先地位，对农村地区生物质能的开发利用给予大量的鼓励和支持；在《可再生能源法》中，进一步完善国家对生物质能开发利用的具体细则等。
（二）尽快出台专门针对生物质能的法律法规
如今，针对生物质能的开发利用，主要依靠国家相关涉及生物质能开发利用的政策和法律进行调节规范，虽然可以多方面调节生物质能的开发利用，但是并不全面，也不能从根本上解决我国生物质能在开发利用过程中存在的一系列问题，有必要尽快出台专门关于生物质能开发利用的法律法规进行规范。如出台《生物质能法》，专门针对生物质能在开发利用中的前期评估、综合评价，环境评价等，明确开发技术条件的采用以及涉及环境问题的保护，防止在缺乏科学论证的情况下，以套取国家相关财政补贴，最终还导致生物质能的浪费和生态环境的破坏。
生物质能源技术篇9
一、我国农村生物质能产业发展整体状况
近年来,国家高度重视生物质能的开发和利用,整体上呈现出如下特点:
(一)政府高度重视
2008年3月出台了《可再生能源发展“十一五”规划》,规划明确提出,积极推进可再生能源新技术的产业化发展,建立可再生能源技术创新体系,形成较完善的可再生能源产业体系。
(二)产业巨头介入,民营企业突起
2007年我国乙醇总产量约350万吨,以废弃油脂为原料生产的生物柴油达到6万吨,农村沼气产量突破1.7亿立方米。山东金沂蒙集团以木薯为原料生产20万吨乙醇并投资建设15万吨生物丁醇,成功探索了非粮原料制造化学品的循环经济模式,民营企业大量涌现。
(三)市场需求巨大
海关总署2009年12月公布的数据显示,中国11月份进口的原油量为1712万吨,同比增长接近三成,对外依存度44%,其中车用燃油占石油消费总量的35%,并以每年15―16%的速度增长。满足国内车用燃油的需要必须发展燃料乙醇,国家燃料乙醇发展规划确定到2010年燃料乙醇使用量达到300万吨,到2020年突破1000万吨,可见生物燃料在我国有巨大的市场需求。
二、我国农村生物质能产业发展存在的问题分析
(一)技术支撑和研发不力
目前生物质能加工利用技术集成化和成熟度不高,一些新技术的使用成本较高,企业生产受限。同时大型、精密设备需从国外引进,国产化水平不高,这是造成长期以来生物质能开发的工程造价居高不下,有时不能及时提供所需备件的主要原因,其结果使我国生物质能价格水平大大高于常规能源的电价水平。
(二)产业化发展程度低
2007年国家发改委印发了《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》,明确提出以“因地制宜,非粮为主”的发展原则来发展生物质能产业,给产业的发展带来巨大压力,进而降低了产业发展程度。以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段,要实现大规模生产,还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。
(三)资金投入不足
生物质能属于高新技术和新兴产业,其技术研发和市场培育需要大量资金投入,但我国目前的投融资渠道较为单一,基本仅靠政府有限支持;同时,财政投入力度不大,除农村户用沼气等部分领域外,国家及地方政府的财政投入严重不足。主要原因:一方面,我国生物质能建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划,没有建立相应的固定资金渠道。另一方面,由于生物质能国内市场前景不明朗,因此国内银行不愿贷款,使得生物质能企业缺少融资能力。
(四)政策体系不完善
尽管我国已经实行《可再生能源法》,以法律形式规定了相应的财税扶持政策如弹性亏损补贴、原料基地补助、税收优惠等来支持我国农村生物质能产业的发展。但是,现行的政策体系仍旧存在不足之处,如目前我国常规液体燃料行业尚存在相当程度的垄断经营,制约了农村生物质能产业尽快进入流通市场。
三、我国农村生物质能产业发展路径的选择
(一)企业层面
1、实施税收和价格优惠政策
根据我国《可再生能源法》,我国应研究制定支持农村生物质能发展的配套法规和政策措施,出台税收优惠和价格优惠等经济激励政策。加大对我国农村生物质能产业的补贴力度,对从事生物质能技术研发和设备制造等企业给予所得税优惠。把秸秆综合利用列入我国产业结构调整和资源综合利用鼓励与扶持的范围,完善秸秆发电等生物质能源价格政策。
2、加大资金投入
我国应继续探索构建政府引导、企业带动、农户参与、多方投入的农村生物质能产业建设机制,在发展适当时建立农村生物质能发展专项资金,主要用于生物质能技术研发、人才培养、产业体系建设和新技术示范项目的建设。对生物质开发利用龙头企业和农机服务组织购置机械设备给予信贷支持,鼓励和引导社会资本投入。
3、推进生物质能产业化
结合我国农村环境整治,积极利用秸秆生物气化(沼气)、固化成型等技术,逐步改善农村能源结构。充分考虑在粮食安全的背景下,积极推进利用纤维素生产燃料乙醇,逐步实现产业化,合理安排秸秆发电项目。
(二)合作社层面
1、实现技术中心与合作社的联合
我国的专项生物质能技术中心在向农民提供相应技术的同时,应积极联合当地农村合作社,使得技术能更进一步得到传播,积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理,建立生物质原料生产与物流体系。
2、保障合理用地
我国生物质能开发利用专业合作社应创办农村科技示范基地、建设标准化生产基地、从事农村生物质原料收购等需要的农村用地,坚持农户自愿、有偿的原则,由村集体组织协调,动员群众采取租赁、经营权入股等流转方式予以解决。
(三)农户层面
1、提高农民开发利用意识
我国应充分利用网络、电视、报纸、杂志等多种媒体,采取多种形式,广泛宣传农村生物质能开发利用的重要意义,宣传我国先进典型村和成功经验,使我国农民拥有农村生物质能开发利用的良好氛围。在农村开展这种生物质能开发利用宣传教育活动,对提高农民对生物质能开发利用的认识水平与参与意识会产生重要影响。
2、加强技术培训和技术推广
我国应充分发挥现有技术中心与农村基层服务组织的作用,从相关技术的传播入手,重视技术推广、知识普及,提高农民综合利用生物质的技能,使生物质能开发利用真正成为农村增产增效和农民增收致富的有效途径。建立生物质能开发利用科技示范基地,通过组织生物质能源化利用产业示范,加快适用技术的转化应用。
农村生物质能产业发展是一项利国利民的大事,功在当代,利在千秋。建议我国政府及其相关部门能够充分认识到做好农村生物质能产业发展工作的重要性,制定一系列支持农村生物质能产业发展的配套法律、法规来促进产业的发展;采取税收等优惠政策,保障农村生物质能产业化发展的速度;大力发展农村教育事业,提高人民对农村生物质能产业化发展的意识,抓紧制定规划,明确目标,认真做好项目示范和试点工作,为建设资源节约型、环境友好型社会,为社会主义新农村建设和实现可持续发展做出新的贡献。
生物质能源技术篇10
关键词：生物质能源
一、福建生物质能源发展现状
福建地处亚热带，生物质资源非常丰富。目前可作为能源利用的生物质主要有林业生物质、木质油料植物、农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品以及能源作物。在林业生物质方面，福建现有植物种类达5000种以上，其中用材树种有400余种，为全国6大林区之一。福建省生物质能资源丰富，开发利用具有一定基础，生物质能的利用方式目前主要集中在以下几个方面：
1.沼气。
福建省从20世纪80年代就开始发展沼气，沼气的发展近年来越来越受重视，农村户用沼气建设工程被列入2006年省委省政府为民办实事项目。“十五”以来，在农业部沼气建设项目的带动下，以“一池三改”为基本建设单元，“猪-沼-果”等生态农业模式得到积极推广。沼气建设从70年代能源需求型阶段转化为目前的生态需求型阶段。沼气技术不断成熟，“常规水压型”、“曲流布料型”、“强回流型”、“旋流布料型”等池型不断推广；“一池三改”（改厕、改圈、改厨）功能效应不断扩展，以沼气为纽带、“畜-沼-果”、“猪-沼-渔”、“畜-沼-菜”、“庭院生态经济综合利用”、“农业废弃物综合处理及资源化利用”等生态农业模式不断创新；沼气配套管理与服务得到不断完善，从省到地市、县、乡、村都建立了沼气管理和推广机构以及服务站。
2.生物燃料乙醇
目前国家发改委批准的燃料乙醇试点项目全部集中在东北和华北地区，东南沿海还没有一家企业获准，福建目前也无燃料乙醇生产企业。“十一五”期间，国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产，定向流通，市场开放，公平竞争”相关政策。总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。“十一五”期间将是我国燃料乙醇发展的重要时期，据预测，“十一五”末国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上。因此，福建省应抓住这个机遇，认真分析论证，尽早立项引进生产线，力争使福建省燃料乙醇项目走在我国东南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生产发展较早，主要是民营企业生产，目前已形成产业化发展。福建生物柴油三代技术都有不同程度的发展。目前第一代技术是以动植物废油脂为原料加工提炼成生物柴油。现已建成具有相当技术装备水平规模的生物柴油企业11家（其中5万t级生产能力3家、2万t级3家、1万t级6家），境外上市3家，形成年生产能力35万t左右。第二代技术以木本油料林的油脂为原料加工提炼成生物柴油。在有关部门大力支持下，多家民营、外资企业与科研机构合作，小规模建立示范基地，繁育栽培优良树种，探索经济模式，取得了可喜的成果；第三代技术是以海洋藻类和纤维素为原料制取生物柴油，在福建师大、厦门大学开展试验，也取得了阶段性的研究成果。
由于我国一直没有自己的生物柴油标准，造成民营企业生产的生物柴油无法进入官方销售渠道，生物柴油的质量处于混乱状态。虽然卓越企业起步早，发展较快，2006年在伦敦成功上市，但是缺乏共同承认的产品标准，生物柴油没有通过官方系统销售到中石油、中石化的销售网络中，一定程度上限制了生物柴油的发展。2007年1月国家标准化管理委员会颁布了首个生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》，这意味着不久我省生物柴油将进入产业化大发展阶段。
4.生物质发电
福建省生物质发电近年发展较快。我国首个鸡粪发电厂――亚洲最大的鸡粪发电厂，2007年在福建省光泽县正式动工建设，该项目由福建圣农公司和武汉凯迪发电控制公司共同投资，总投资4.8亿元，分两期进行：首期建设两台汽轮发电机组和循环硫化床锅炉，投资2.8亿元，年处理鸡粪30万t以上，于2008年10月建成发电，年发电量达1.68亿kwh。该厂利用鸡粪与谷壳混合物为原料，通过直接燃烧发电，整个项目建成后，可以满足1.2亿羽肉鸡产生废弃物的资源化处理需求，并为当地农民提供更多就业岗位。
垃圾焚烧发电方面，福建表现也较为突出。垃圾焚烧发电是利用焚烧垃圾的余热发电，可减少排放垃圾体积85%～95%，避免土地资源浪费，垃圾焚烧产生烟气中的有害气体经处理达标后排放，可避免垃圾填埋而产生的二次污染，从而达到城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化。福建省是全国第一个对垃圾焚烧发电设施进行规划的省份。自《福建省城市生活垃圾焚烧发电设施建设规划》，2007～2010年已建设（包括扩建）20座垃圾焚烧发电厂，总规模为17400t/d，近期内形成规模为13300t/d；2010年全省城市（含县城）垃圾无害化处理率达到60%以上、设市城市垃圾无害化处理率达95%以上的目标。其中，焚烧发电处理量占全省生活垃圾无害化处理总量的78.9%。规划顺利实施后，福建省城市垃圾无害化处理水平将处于全国先进行列，福州、厦门、泉州三大中心城市的垃圾无害化处理水平在全国同类城市中也将处于前列。
二、生物质能源发展趋势
中国良好的宏观环境与能源政策逐渐形成，为生物质能产业提供了机会。2006起开始正式实施《可再生能源法》。此后又相继颁布了《可再生能源发展专项资金管理办法》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》、《全国农村沼气建设规划》、《全国生物质能产业发展规划》、《节能减排综合性工作方案》、《可再生能源电价补贴和配额交易方案》等一系列的政策措施。这为生物质能的开发利用提供了良好的宏观环境，通过建立这一系列有效的机制来推进生物质能又好又快的发展。
现代生物质能发展的方向是高效清洁利用，将生物质能转化为优质能源，包括电力、燃气和液体燃料等。预计到2015年，我国生物质发电装机容量达到720万千瓦，生物质液体燃料达到700万吨，沼气年利用量达到240亿立方米，生物质固体燃料达到120万吨。2010年11月，国家质检总局、国家标准委了生物柴油调和燃料（B5）标准名列，2010年12月26日，国家税务总局宣布对利用废弃的动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税。这表明，未来针对生物质产业的政策和标准将陆续出台，相关产业政策缺失的问题将在“十二五”得以解决。
以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表的第二代生物燃料已成为许多国家开发生物燃料时的新宠。与第一代生物燃料相比，第二代生物燃料具有非常大的优势。首先，汽车发动机不需要改造就可以直接使用掺入了生物乙醇的汽油或柴油；其次，生产第二代生物乙醇的催化酶技术近两年成本快速下降，大规模工业生产的可行性非常强；第三，秸秆等纤维素类农业废弃物大量存在，比如中国每年农业大约产生7亿吨秸秆，供给非常充足。而且从长期来看，农业生产废弃物还可以用来生产生物高分子新材料。对于第二代生物燃料的关键技术是催化酶技术，酶是一种生物催化剂，可使生物化学反应在温和的环境下进行得更加迅速、效率更高。新型酶制剂能将植物中的纤维素分解成可发酵糖，并进一步转化为乙醇。就在几年前，该技术的成本还比较高，这两年来，随着生物技术的不断创新，其成本已经下降数倍，从而使第二代生物燃料越来越具有竞争力。
福建省提出至2015年全省生物质发电装机容量达40万千瓦。生物质能发展最有前景的就是垃圾发电和农林能源作物的利用。城市生活垃圾焚烧发电厂中远期规划：扩建9座焚烧发电厂，新增建设规模为4100？t/d。建设投资为12.7亿元。
三、福建生物质能产业发展中存在的问题
1.对开发生物质能源战略意义的认识不足。福建省拥有适合发展的生物质能源产业，特别是生物液体燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有较成熟的技术和资源，但开发生物质能源对可持续发展的重要意义尚未引起全社会的重视。因为生物质能源在能源领域里所占的比重较小，有些人认为生物能源成本较高，近期替代常规能源的潜力有限，无足轻重，因此从政策支持、资金扶持、加快发展、检查落实上都未引起足够重视。
2.福建省对生物质能源产业的投入较少。因为对生物质能源的认识不足，所以在生物质能源产业方面投入太少。生物质能源建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划，没有为生物质能源建设项目建立如常规能源建设项目同等待遇的固定资金渠道。
3.缺乏完整的激励政策。生物质能源产业在发展初期是弱势产业，投资高、技术含量高。在发展初期，政府支持和引导十分重要。政府应当把开发可再生能源技术作为一项减少常规能源消费量和改善环境的措施加以扶持，并采取税收、补助、低息贷款和信贷担保、建立风险基金、加速折旧、帮助开拓市场等一系列激励政策.以扶持生物质能源产业的发展。
4.尚未建立有效的技术支撑体系。作为一个新兴产业，目前福建省的大部分相关企业生产规模偏小，集约化程度低，原料来源困难，产品质量不稳定，生产成本高。在不考虑常规能源对生态、环境造成负面影响的情况下，目前一部分生物质能源产品的成本较高，难以适应市场竞争的要求。另外，省内高校和研究机构缺乏这方面专门人才的培养体系，企业缺乏熟悉生产流程和工艺的技术人员和管理人员。
四、福建生物质能产业发展思路
福建省拥有发展生物质能源的优势和特色，在未来发展福建生物质能源的研发和产业化方面，应重视以下五点：
1.加强生物质能源产业化技术的研发，发展具有福建特色的生物质能源产业。福建可设立一个生物质能源发展专项基金，重点资助生物质转化为能源的关键技术。比如，生物质预处理，水解，催化热解，气化和合成气催化转化等。还要依托省内的一些主要高校和研究所，比如厦门大学、福州大学和福建农林大学等进行生物质产业化技术的联合攻关。注重自主创新、集成创新、技术开发和技术引进消化吸收在创新相结合。重点支持能源作物的品种选育、高效生产燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生产技术，促进重点技术与产业的新突破。促进产学研的联合，重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作的示范工程，重点投资应用型或具有较大产业化潜力的研究项目。
2.加强林业生物质能源产业发展。目前，福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的优势。福建省多山的地理条件似乎更适合于发展林业生物质，可以重点在以上领域多投入，以扩大成果，强化优势。建议在品种选育、科研投入、企业培育、基地建设、技术开发等几个重要环节，进行全面的规划布局，投入相应的人力物力，以尽快形成林业生物质能源产业。
3.解决好投入机制问题。生物质能源产业是个新兴产业，技术和工艺的成熟需要一个过程，雏形期经营成本相对较高，需要较大投入。因此，要注意解决投入机制问题。政府应充分利用政策资源，依靠市场机制，培育企业主体，营造投资渠道，鼓励并支持民营资本进入生物质能源产业领域。充分利用市场机制。发挥国家投资引导作用，鼓励企业和社会投资，培育具有较强自主创新、技术开发能力和市场竞争力的生物能源企业。
4.积极建设一批沼气发电厂、垃圾焚烧发电厂、农林生物质发电厂等。充分利用荒山、盐碱地积极规划能源植物的规模化种植，扩大生物质液体燃料的原料来源，发展非粮食生物质液体燃料规模化加工业；支持以餐饮业废油、油榨厂油渣、油料作物为原料的生物柴油规模化生产，开发替代油源制造生物柴油新技术；鼓励研发新型催化剂及高效生物转化酶，提高生物质液体燃料制备转化率。
参考资料：
[1]刘叶志：福建新能源产业布局的战略构想《发展研究》2010年12
[2]林孟涛：加快发展福建省新能源产业的对策研究《东南学术》2012年第3期
[3]刘运权王夺：福建生物质能源产业的发展思路与对策《能源与环境》2011年4期
[4]官巧燕：福建生物质能利用与城市可持续发展《绿色中国》2011年1月5日