太陽賜予的禮物

編者按：

能源是人類賴以生存的基礎，是人類社會可持續發展的物質保障，是經濟發展的必要前提。人類社會的發展歷史告訴我們，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。從原始社會、農業社會到工業社會再到信息社會；從鉆木取火、刀耕火種，到伐薪燒炭、耕耘養殖，再到機械化大生產以及信息和知識生產，傳統的生物質能源伴隨人類走過了漫長的原始社會并迎來了燦爛的農業文明。進入工業社會后，煤炭、石油和天然氣等化石能源逐漸成為人類社會生產和生活的主要能量來源，支撐了空前輝煌的工業文明。但是由于近百年的強度開采與過度消費，使得這些非再生的化石能源資源已漸趨枯竭，而且其對人類生存環境的污染也引起國際社會的極大憂慮。就在21世紀人類實現能源結構歷史性轉型的關鍵時刻，生物質能這種人類利用最早、最廣泛、最直接，一直伴隨著人類發展進程的能源再一次匯聚了人們關注的目光，成為可再生能源中熠熠生輝的未來之星。本文將引領讀者探究生物質能的世界，認知生物質能，了解其發展現狀及未來的發展趨勢。

自上世紀90年代，“登博斯宣言”、“21世紀議程”、“京都議定書”等相繼面世，“可持續發展”成為時代的最強音!尋求可以替代化石能源的、可再生的清潔能源也成為人類目前亟需解決的迫切任務。事實上自20世紀70年代以來，生物質能的現代化利用已經在許多國家得到高度重視，聯合國開發計劃署(UNDP)、世界能源委員會(WEC)和美國能源部(DOE)都把生物質能當作發展可再生能源的重要選擇。目前，經現代化轉化的生物質能源約占世界一次性能源消費的2％，發達國家平均約占3％?？梢哉f，可再生能源利用程度的高低已經成為衡量社會發展文明程度的指標之一，而生物質能又被看作是一種具有特殊優勢的可再生能源。正如中國科學院和中國工程院院士石元春教授所說：“現在全球替代能源有風能、核能、太陽能、生物能等，但前3種能源沒有物質性生產能力，不能完全替代石油，因為石油衍生產品有2000多種。唯一可以完全替代石油的就是生物質能，其衍生產品也可達到2000多種。生物質能可以實現物質循環，不僅有利于農業和林業發展，而且對保護生態很重要?！币虼?，我們完全有理由相信，生物質能極有可能成為未來可持續發展能源系統中最重要的組成部分之一。

生物質能探秘

生物質與生物質能

生物質是指由光合作用而產生的各種有機體，生物質是地球上最廣泛存在的物質，它包括所有動物、植物和微生物，以及由這些有生命物質派生、排泄和代謝的許多有機質。各種生物質都具有一定的能量。以生物質為載體、蘊藏在生物質中的能量，便是生物質能。生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，它直接或間接來源于植物的光合作用。因此，被稱之為“太陽賜予的禮物”，而且煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質能轉變而來的。在各種可再生能源中，生物質是獨特的，它是被貯存的太陽能，更是唯一可再生的碳源，可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。

事實上，生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，目前它仍是僅次于煤炭、石油和天然氣之后的世界第四大能源，在世界能耗總量中，生物質能約占14％，在不發達地區占60％以上，全世界約25億人的生活能源的90％以上是生物質能，可見，其在整個能源系統中占有重要地位。而且生物質能的蘊藏量極大，據估計，地球上每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當于全世界每年消耗能量的10倍。僅地球上的植物，每年的生產量就相當于目前人類消耗礦物能的20倍，或相當于世界現有人口食物能量的160倍。據專家預測，生物質能將成為未來能源的重要組成部分，到2015年，全球總能耗將有40％來自生物質能源，主要通過生物質能發電和生物質液體燃料的產業化發展實現。

生物質能資源

世界上生物質能資源的數量龐大，種類繁多，其中主要包括森林能源、農林作物，尤其是為了生產能源而種植的能源作物以及農業和林業殘剩物、食品加工和林產品加工的下腳料，禽畜糞便，城市固體廢棄物、生活污水和水生植物等等。我國目前可利用的生物質能資源主要是傳統生物質，包括能源作物、森林能源、農作物秸稈、禽畜糞便、生活垃圾等?，F以我國生物質能資源情況，舉例說明如下：

能源作物

能源作物是指以提供制取燃料原料或提供燃料油為目的的栽培植物總稱。主要可分為四類：一、以制酒精為目的的一年生或多年生作物，如玉米、甘蔗、甜高梁、甘薯、木薯等；二、以生產燃料油(如生物柴油、烴類物質)為目的的植物，如油菜、綠玉樹等；三、用于直接燃燒的植物；四、可供厭氧發酵的藻類或其它植物。

以能源作物作為原料制取的燃料油有很多優點：燃燒后比礦物能源對環境污染少，是一種低硫燃料，而且不增加CO₂排放量；比核能使用安全；比風能、地熱使用廣泛；可進行降解等。因而成為國際上開發的熱點，并被稱之為“綠色”能源。

森林能源

森林能源又稱木質能源，是森林生長和林業生產過程中所提供的生物質能源。主要是薪材，也包括森林工業的一些殘留物等。森林在社會和經濟發展中，不但有著不可替代的位置，而且也蘊藏著巨大的潛力。根據有關資料統計，薪材在我國農村能源中的生活用能源和生產用能源分別占64％和36％。

薪材就是指薪炭林產出的薪柴和用材林的樹根、枝椏及木材工業的下腳料，換言之，就是指作為燃料或木炭原料的木材材種，來源于樹木生長過程中修剪的枝杈，木材加工的邊角余料，以及專門提供薪材的薪炭林。但由于我國一些地區農民燃料短缺，專門用作燃料的薪炭林太少，所以常用材林充抵生活燃料，這就屬于“過耗”。70年代，薪柴的過耗量已達9，000萬噸，致使生態環境日趨惡化。直至90年代中期，由于我國能源工業的發展，尤其是鄉村煤炭工業、農村電氣化和可再生能源的發展，才緩解了農村能源短缺的局面，促使過耗現象已趨減少，薪柴的過耗量降為3，000萬噸。

農作物秸稈

農作物秸稈是農業生產的副產品，也是我國農村的傳統燃料。秸稈資源與農業主要是種植業生產關系十分密切。除去用作造肥還田、飼料和工業原料之外，我國農作物秸稈的主要用途還是為農戶炊事、取暖燃料之用，而且大多仍處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒，其轉換效率僅為10％-20％左右。但是隨著農村經濟的發展，農民收入的增加，農村生活用能中商品能源的比例正以較快的速度增加，在較為接近商品能源產區的農村地區或富裕的農村地區，商品能源(如煤、液化石油氣等)已成為其主要的炊事用能。以傳統方式利用的秸稈首先成為被替代的對象，致使被棄于地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大，許多地區廢棄秸稈量已占總秸稈量的60％這樣既危害環境，又浪費資源。因此，加快秸稈的優質化轉換利用勢在必行。

禽畜糞便

禽畜糞便也是一種重要的生物質能源，資源量與畜牧業生產有關。但是我國的禽畜糞便很少用于能源消費，除在牧區有牧民用其直接燃燒(炊事、取暖)和少量用作沼氣原料外，禽畜糞便主要是制作有機肥料，或經厭氧發酵取得沼氣(能源)后再作有機肥料。從畜禽糞便的可獲得性來分析，目前我國主要的畜禽是牛、豬和雞。而且在現有的糞便資源中，大中型養殖場的糞便更便于集中開發、規?；?。

生活垃圾

隨著我國經濟的快速發展，城市人口的大量增加和城市規模的日益擴大以及人民生活水平的不斷提高，生活垃圾產生量逐年增長，不可避免地帶來了大量的垃圾排放。對垃圾的處理不當，就會對環境造成巨大的危害：占用土地、污染土壤、污染地下水資源、影響空氣質量、傳播疾病、影響環境衛生和居民健康，因此如何充分利用垃圾的資源價值，變廢為寶，如何無害化處理生活垃圾，以及如何對垃圾處理進行有效的管理已經成為許多城市亟待解決的問題。

實際上，之所以將生活垃圾視為生物質能源，就是因為這些生活垃圾中含有大量的有機物。人類可以通過利用相應的無害化處理技術得到有效能源，如直接燃燒可產生熱能，經過熱分解處理制成燃料使用，通過工業化開發利用垃圾來發電等。據統計2002年，我國共有660個城市，年垃圾清運量為1．365億噸，考慮垃圾的平均熱值4200kJ／kg，則垃圾作為能源資源年總量為573TJ。根據國家環?？偩诸A測，2010年我國城市垃圾年產量將為1．52億噸，2015年和2020年將分別達到1．79億噸和2．1億噸。根據專家估計，到2010年大中城市的生活垃圾基本能夠達到直接焚燒的要求，屆時能夠達到這一要求的垃圾如能占到總量的50％，熱值按5000kJ／kg計算，則垃圾能源資源總量為760TJ，可利用量380TJ，可利用的垃圾發電裝機潛力為2500MW，提供電力約18TWh；2020年如考慮同樣的比例，則垃圾能源資源總量為1050TJ，可利用量為525TJ，可利用的垃圾發電裝機潛力為3450MW，提供電力約25TWh。

生物質能的優缺點

生物質能的優點

1．生物質能的儲量大、分布廣。地球上每年生物質能總量約1400-1800億噸(干重)，相當于目前每年總能耗的十倍。

2．生物質能具有多功能性，兼容性最好，既是可再生能源，也能生產出上千種的化工產品，是太陽能、風能、水能等可再生能源不可比擬的，同時也是唯一可儲存和運輸的可再生能源。

3．生物質能因其主要成分為碳水化合物，在生產及使用過程中與環境友好，又勝煤炭、石油等化石能源一籌，而且是對資源進行的循環利用，將有機物轉化成燃料可減少對環境的污染，如垃圾燃料。

4．對生物質能的利用是農業生產的一部分，可以發展農村經濟，增加農民收入，促進農業的工業化、中小城鎮建設、富余勞動力轉移，以及縮小工農和城鄉差別。

5．生物質能與其他非傳統性能源相比較，應用技術上的難題較少。

生物質能的缺點

1．生物質能的加工轉化剛剛起步，規模小，技術不成熟，加之原料分散等因素使其成本居高不下。

2．由于技術上不完善，生物質能的熱值及熱效率低，直接燃燒生物質的熱效率僅為10％－20％，是低效而不經濟的。

3．缺乏適合栽種植物的土地，且單位土地面積的有機物能量偏低。

生物質能的利用

生物質能的開發和利用具有巨大的潛力，當然已不再是傳統意義上的燃燒，而是基于現代技術的高效利用，是將其加工轉化為電、熱、液、氣的能源形式，從而使其利用效率大幅度提高。目前生物質能利用技術主要包括直接燃燒、生物化學轉化和熱化學轉化三大類：

直接燃燒。包括爐灶燃燒、鍋爐燃燒和成型燃料燃燒等方式。爐灶燃燒，熱效率低于15％；鍋爐燃燒熱效率較高，熱電聯產時可達90％以上；成型燃料燃燒是把生物質固化成型(如塊型、棒型燃料)后，再用于傳統的燃燒設備，以便集中利用和提高熱效率。

生物化學轉化。主要指生物質在微生物的發酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產品，以厭氧發酵和生物酶技術為主。厭氧發酵主要適合于將工業有機廢液和人畜糞便等非固體生物質分解為沼氣；生物酶技術是把生物質生化轉化為乙醇，但目前生物酶大規模生產還存在難度，且木質纖維素還存在轉化速度慢和廢液需要二次處理等問題。

熱化學轉化。主要有熱解干餾、熱解氣化和熱解液化三種。熱解干餾技術可將木質生物質轉化為炭、燃氣和多種化學品，但缺點是利用率較低，原料適應性不強；熱解氣化可將生物質轉化為可燃氣體，其基本原理是含碳物質在不充分氧化(燃燒)的情況下，會產生出可燃的一氧化碳氣體，即煤氣。制造煤氣的設備稱為汽化爐，人們故意不給足氧氣，讓含碳物質在沒有足夠的空氣的情況下燃燒，“燜”出一氧化碳來。既可用作生活煤氣，也可用作制氫或合成氣的原料，還可通過鍋爐或內燃機等轉化為熱能或電能；熱解液化是在中溫閃速加熱條件下使生物質迅速熱解、然后對熱解產物迅速冷凝獲得一種稱為生物油的初級液體燃料，提質后可替代柴油汽油用于內燃機。

另外，建立以獲取能源為目的的生物質生產基地——能源農場，也有利于對生物質能的進一步開發利用。以能源農場的形式大規模培育生物質，并加工成可利用的能源。要對土地進行合理規劃，盡可能利用山地、非耕荒地和水域，選擇適合當地生長條件的生物質品種進行培育、繁殖，以獲得足夠數量的高產能植物。在海洋、水域，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源農場或江河能源農場。同時，將基因工程等現代生物技術廣泛應用于能源農場中，以提高能源轉化率。

國外生物質能的發展狀況

隨著世界性能源緊張局勢的加劇，全球環境日益惡化，使人們越來越認識到高效地利用生物質能的意義和優勢。通過生物質能轉換技術生產各種清潔燃料替代化石燃料，不但可以減少人類對化石能源的依賴，保護國家能源資源，而且能夠減輕能源消費對環境造成的污染。因此，生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學家的關注。

發展狀況總述

目前，世界各國都在致力于開發高效、無污染的生物質能利用技術。許多國家都制定了相應的開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程計劃、美國的能源農場計劃、巴西的酒精能源計劃和歐盟委員會于2003年投資BREW計劃等，其中生物質能源的開發利用都占有相當的比重。而且，國外的生物質能技術和裝置多已達到商業化應用程度，實現了規?；a業經營，以美國、瑞典和奧地利三國為例，生物質轉化為高品位能源利用已具有相當可觀的規模，分別占該國一次能源消耗量的4％、16％和10％。例如，在美國，生物質能發電的總裝機容量已超過10000兆見，單機容量達10-25兆瓦；美國紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發電，同時生產肥料；美國可再生資源實驗室開發出利用纖維素廢料生產酒精的技術，由美國哈斯科爾工業集團公司建立了1兆瓦的稻殼發電示范工程：年處理稻殼12，000噸，年發電量800萬度，年產酒精2，500噸，具有明顯的經濟效益。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等歐洲國家，多年來一直在進行各項研究與開發，并形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系，擁有獨特的技術優勢。

優勢技術描述

以下就世界各國發展較快、比較成熟的幾項生物質能技術作簡要描述：

沼氣技術

人類發現、利用沼氣，已有悠久的歷史，是發展較早的生物質能利用技術，主要為厭氧法處理禽畜糞便和高濃度有機廢水。20世紀80年代以前，發展中國家主要發展沼氣池技術，以農作物秸稈和禽畜糞便為原料生產沼氣作為生活炊事燃料，如中國和印度的家用沼氣池而發達國家則主要發展厭氧技術，處理禽畜糞便和高濃度有機廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國、美國等發達國家均普遍采取厭氧法處理禽畜糞便，而像印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程處理禽畜糞便的應用示范工程。采用新的自循環厭氧技術。荷蘭IC公司已使啤酒廢水厭氧處理的產氣率達到10m³／m³·d的水平，從而大大節省了投資、運行成本和占地面積。美國、英國、意大利等發達國家將沼氣技術主要用于處理垃圾，例如，英國以垃圾為原料實現沼氣發電18MW，今后10年內還將投資1．5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發電廠。瑞典PURAC公司還將利用動物加工副產品、動物糞便和食物廢棄物等生產的沼氣凈化后，經壓縮送到城市加油站供天然氣汽車使用。目前，在瑞典的Linkofping地區有64輛公交車和520輛轎車以這種沼氣作為燃料。德國還開發了小型沼氣燃氣發電技術，大人提高了沼氣的應用水平，沼氣發電站數量成倍增加。如1999年德國僅有850家沼氣電站，到2000年就達到2000多家。

生物質熱裂解氣化

早在上世紀70年代，由于石油危機的爆發就已經促使一些發達國家，如美國、日本、加拿大等，開始了生物質熱裂解氣化技術研究與開發。到上世紀80年代，美國就已經有19家公司和研究機構從事生物質熱裂解氣化技術的研究與開發；加拿大有12個大學的實驗室在開展生物質熱裂解氣化技術的研究；此外，菲律賓、馬來西亞、印度、印尼等國的發明家也先后開展了這方面的研究。瑞典能源中心取得世界銀行貸款，在巴西建一座裝機容量為20-30MW的發電廠，利用生物質氣化、聯合循環發電等先進技術處理當地豐富的蔗渣資源。

生物質液體燃料

生物質液體燃料是以植物或動物及其產物為原料生產的可再生能源，可以作為石油、柴油的代用品，已引起世界各國的高度重視。近十幾年來，生物質液體燃料產業在世界各國發展很快，已經成為一個全球性的新興產業。目前發展最快的生物質液體燃料產業：一是乙醇燃料；二是生物質柴油。

巴西是乙醇燃料開發應用最有特色的國家，70年代中期，為了擺脫對進口石油的過度依賴，實施了世界上規模最大的乙醇開發計劃，到1991年，乙醇產量達到130億升，在980萬輛汽車中，近400萬輛為純乙醇汽車，其余大部分燃用20％的乙醇一汽油混合燃料，也就是說乙醇燃料已占汽車燃料消費量的50％以上。而且隨著科學技術的進步，燃料乙醇的技術研發取得了長足進步。過去在巴西和美國，都是在汽油里添加10％－20％的燃料乙醇，也就是E10或者是E20的乙醇汽油，它能替代10％－20％的汽油。美國已經開始大量使用E85，即85％的燃料乙醇和15％的汽油。而且現在這種靈活燃料汽車的商業化程度和使用率都在逐步提高，并形成了一定的規模，例如在美國和巴西分別已經達到600萬輛和220萬輛。

另外，歐洲對生物質柴油的開發和利用發展得也很快，年產200多萬噸。在歐洲主要利用糧食產品或油料作物，如大麥或油菜籽生產燃料乙醇或生物柴油的技術也已經成熟，已比較廣泛的代替汽油或柴油的使用，目前面臨的問題主要是原料的供應。歐洲地區森林覆蓋率高，林木質資源十分豐富，因此，歐洲國家正在開發利用林木質制取燃料乙醇的技術。瑞典的MTBE公司已在10立方米的發酵罐中進行木屑生產乙醇的中間試驗，生產的乙醇已以5％－10％的比例添加到當地的汽車用油中。德國CHOREN公司制取生物柴油的技術利用原料化方法生成完全無焦油的燃氣，經FT(費托)催化合成生產生物柴油。而且，目前生物柴油的大型生產廠主要都集中在歐洲，各國對生物柴油都實行了零稅率。德國2000年的生物柴油產量達45萬噸，法國和意大利則是生物柴油使用最廣的歐洲國家。

生物質固體成型技術和直燃發電

目前，國際上使用最廣泛的生物質能利用技術是固體成型技術，就是通過機械裝置，對生物質原材料進行加工，制成生物質壓塊和顆粒燃料。經過壓縮成型的生物質固體燃料，密度和熱值大幅提高，基本接近于劣質煤炭，便于運輸和儲存，可用于家庭取暖、區域供熱，也可以與煤混合進行發電。如美國開發了生物質顆粒成型燃料；泰國、菲律賓和馬來西亞等國發展了棒狀成型燃料；目前僅瑞典就有生物質顆粒加工廠10多家，單個企業的年生產能力達到了20多萬噸。

此外，利用農作物秸稈和森林廢棄物進行直燃發電也是目前生物質能利用最成熟的技術。而且以生物質為燃料的小型熱電聯產(裝機為1－2萬千瓦)已成為瑞典和丹麥的重要發電和供熱方式。如，瑞典在2002年的能源消費量為7300萬噸標準煤，其中可再生能源為2100萬噸標準煤，約占能源消費量的28％，而在可再生能源消費中，生物質能占了55％，主要作為區域供熱燃料。丹麥在2002年的能源消費量約2800萬噸標準煤，其中可再生能源為350萬噸標準煤，占能源消費的12％，而在可再生能源中，生物質所占比例為81％。近10年來，丹麥新建設的熱電聯產項目都是以生物質為燃料，同時，還將過去許多燃煤供熱廠改為了燃燒生物質的熱電聯產項目。奧地利也成功地推行建立燃燒木材剩余物的區域供電計劃，已有容量為1000-2000kw的80-90個區域供熱站，年供應10×109MJ能量。

另外，德國和意大利對生物質固體顆粒技術和直燃發電也非常重視，在生物質熱電聯產應用方面也很普遍。如，德國2002年能源消費總量約5億噸標準煤，其中可再生能源1500萬噸標準煤，約占能源消費總量的3％。在可再生能源消費中生物質能占68．5％，主要為區域熱電聯產和生物液體燃料。意大利2002年能源消費總量約為2．5億噸標準煤，其中可再生能源約1300萬噸標準煤，占能源消費總量的5％。在可再生能源消費中生物質能占24％，主要是固體廢棄物發電和生物液體燃料。

生物質塑料

隨著石油供給日趨緊張，石油價格不斷上漲，而且以石油為原料的傳統塑料引發的“白色污染”日益嚴重。在這雙重壓力之下，生物質塑料迎來了前所未有的發展機遇。生物質塑料由生物淀粉類農業產品制成，它具有耐磨、透氣等優點，可以完全代替石油基塑料，可以節約大量石油資源，而且又可以完全降解，不會造成“白色污染”，極具環保意義，被視作繼金屬材料、無機材料、高分子材料之后的“第四類新材料”。

目前世界各國對生物質塑料及產品的研發和應用都取得了可喜的成果：英國石油公司(BP)將與美國Metabolix公司合作開發可再生和可生物降解的植物為原料的塑料；美國康納爾大學的一個研究小組發明了通過桔子等柑橘類植物和二氧化碳生產的塑料；日本大賽珞化學工業公司最近開發出一種名為“Celgreen”的生物可降解塑料；意大利全國科研委員會研究人員發現廢棄的西紅柿皮可加工成環保塑料袋；德國科學家研究發現大葉藻是一種很好的可再生原材料；CargillDow公司的聚乳酸工廠和DuPont公司由1，3－丙二醇生產的PTT已經成功實現商業化；富士通公司用玉米淀粉基塑料替代了計算機的塑料外殼；NTTDocomo通訊公司發布了以植物復合材料為原料制造的試驗手機；日本NEC和Unitika公司研制出了一種環保型的移動電話，電話的機身是由一種生物塑料制成的。據專家預測，在2010年前，世界生物質塑料的市場需求將每年增加30％，到2010年生物降解塑料的市場規模將增加到130萬噸，生產能力將達到100萬噸。

我國生物質能的發展狀況

我國的生物質資源非常豐富，具有開發和利用生物質能的良好條件。尤其在我國石油、天然氣等化石能源資源十分短缺和環境污染問題日益嚴峻的情況下，利用現有的生物質資源，研究新型轉換技術，合理開發、使用生物質能，對于維護我國能源安全、優化能源結構、保護生態環境、促進農村和農業發展、實現可持續發展等方面都具有十分重要的意義。

我國的生物質資源概況

我國是農業大國，也是林業大國，因此，生物質資源主要產出于廣大農村和山林地區。目前，我國農作物播種面積約為15億畝，每年產出的農業秸桿約7億噸，除部分作為造紙原料和畜牧飼料外，剩余部分都可以作為燃料使用。據不完全統計，有50％以上可作為能源使用，即3．5億噸。此外，農產品加工廢棄物，包括稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣和棉籽殼等，也是重要的生物質資源。據統計，農產品加工廢棄物量在2億噸以上。

我國現有森林面積1．75億公頃，森林覆蓋率18．21％，具有各類林木質資源量在200億噸以上。每年通過正常的灌木平茬復壯、森林撫育間伐、果樹綠籬修剪、以及收集森林采伐、造材、加工剩余物等，可獲得生物質量約8—10億噸。今后隨著造林面積的擴大和森林覆蓋率的提高，生物質資源量將會不斷擴大。預計到2020年，全國每年可獲得生物質量約20億噸。

另外，目前我國生豬、家禽和牛等畜禽養殖業糞便排放量約18億噸，實際排出污水總量約200億噸，可生產沼氣約500億立方米；全國工業企業每年排放的(可轉化為沼氣)有機廢水和廢渣約25億立方米，可生產沼氣約100億立方米。今后，隨著畜禽養殖業和工業企業的發展，沼氣的生產量還會增加。我國目前每年城市垃圾量為1．3億噸，隨著城市化的進一步發展，城市垃圾量還會不斷增加。預計到2020年，全國每年城市垃圾量將達到2億噸以上。此外，每年1．2億噸的城市垃圾可通過填埋制氣和直接焚燒發電、供熱，還有相當數量的油料作物和人工種植的多年生物能源作物，以及廣大農村的戶用沼氣和大量集約型養殖場的大型沼氣站等。

綜合以上各項保守地估計，我國可以作為能源開發和利用的生物質資源，每年至少相當于5億噸標準煤，遠期可達到10億噸標準煤以上。預計到2020年，全國可開發生物質資源量至少可相當于15億噸標準煤，其中30％來自傳統生物質，70％由農業、林業能源植物提供。

我國開發利用生物質能的意義

我國是一個以煤炭消費為主，石油和天然氣資源十分短缺的國家。我國人均能源資源占有量僅為世界人均占有量的一半，但是2005年，我國一次能源消費量已達到22．2億噸標準煤，約占世界能源消費總量的15％，成為世界第二大能源消費國，而且能源利用效率不高，僅為33％，遠低于43％的世界平均水平。而且隨著人口數量的增加、工業化和城鎮化進程的加快，特別是經濟的高速發展，我國將面臨著來自能源需求和環境保護等方面的多重壓力。因此，開發和利用生物質能這種優質的、可再生的清潔能源，對于促進我國國民經濟發展、建設資源節約型和環境友好型社會，建設社會主義新農村，以及增加能源供應、改善能源結構、保障能源安全、保護生態環境等均有重大意義。

生物質能的開發利用，是維護我國能源安全、調整能源結構、緩解能源資源矛盾的重要措施

近年來，我國經濟持續快速發展，能源需求不斷增加?！笆晃濉敝?020年，是我國全面建設小康社會的重要時期，在這個時期，我國工業化、城鎮化進程不斷加速，能源需求持續增長。據初步預測，到2020年，全國能源消費總量將超過30億噸標準煤，到2050年將會達到50億噸標準煤以上，能源資源問題和能源環境問題將是我國經濟發展面臨的最重要的問題。加強能源基礎設施建設，確保能源的穩定、經濟、清潔、安全供應已經成為我國經濟社會持續快速健康發展的重要任務，這將對維護我國能源安全、保持我國能源自給率，改善能源結構發揮重要作用。我國常規能源資源短缺，尤其是石油、天然氣資源嚴重不足，已成為影響經濟社會發展的重要因素。我國生物質能資源豐富，大力開發利用生物質能源，有利于減少煤炭資源過度開采，對于彌補石油和天然氣資源短缺、增加能源總量、調整能源結構、緩解能源供應壓力、保障能源安全具有極其重要的作用。如果生物質能的利用量能達到5億噸標準煤，就可滿足目前能源消費量需求的四分之一。雖然生物質在燃燒過程中也釋放二氧化碳，但由于生物質在生長期間要吸收二氧化碳，所以普遍認為生物質能利用對環境的影響是中性的，對環境保護有好處。因此，充分和有效利用生物質能資源是解決我國能源問題的重要措施。

生物質能的開發利用，是促進農村經濟發展，有效增加農民收入，解決“三農”問題，建設社會主義新農村的重要舉措

目前，農村是我國經濟和社會發展最薄弱的地區，一些地方基礎設施建設落后，農民收入增長緩慢。生物質能資源主要來源于農業和林業，開發利用生物質能資源與農業、農村發展密切相關，可以為農村開拓新的產業，有效延長農業產業鏈，使可再生能源成為農村特色產業，可以使農村地區的生物質能資源優勢轉換為產業和產品優勢，提高農業、植樹造林和生態建設的經濟效益，大幅度提高農業生產的附加值，增加農民收入，改善農村環境，促進社會主義新農村的建設。

一般來講，每畝地平均可以產生約1噸秸稈，如果每噸秸稈按售價200元計算，相當于每畝地凈增加收入200元，如果每戶農民有10畝地，就可以增加收入2000元。按平均每戶4人計算，相當于人均收入增加500元。此外，還可以將荒山、荒坡承包給農民種植能源林，通過出售能源植物增加收入。過去種植灌木林只有生態效益，不能通過有效利用轉化為經濟效益，致使農民的種植積極性不高。如果能夠通過能源生產企業與農戶簽訂合同，由能源生產企業以合理的價格收購農民種植的能源林，用于生產高效能源，將會大大調動農民種林積極性，切實增加農民收入，增加能源供應。

生物質能的開發利用，是減少溫室氣體排放，保護環境，實現可持續發展的重要途徑

長期以來，我國能源消費結構以煤為主，是世界第一大煤炭生產和消費國。大量燃用煤炭已經對環境造成了很人破壞。目前，我國的二氧化硫排放量居世界第一位，二氧化碳排放量僅次于美國居第二位。特別值得注意的是，目前我國的酸雨面積已超過國土面積的三分之一，據估算，酸雨所造成的經濟損失占到GDP的2％。生態環境、大氣質量問題突出，已嚴重影響我國經濟社會發展和人民生命健康。因此，我們在能源發展過程中，必須兼顧安全性、經濟性和清潔性的要求。隨著技術進步和經濟社會發展，人們逐漸認識到生物質能是一種能夠完全滿足上述要求的、優質的可再生清潔能源，不但有利于環境保護，同時還可以變廢為寶、變害為利，彌補能源資源不足。因此，加快生物質能的開發利用是有效替代化石能源，減少污染物排放、保護環境、實現可持續發展的重要措施。

我國生物質能的發展現狀

我國政府及有關部門對生物質能的利用極為重視，早在20世紀70年代初，我國為解決農村能源短缺的問題，就已經開始大力開發和推廣農村戶型沼氣池技術、省柴節煤爐灶和薪炭林等，為農村能源建設和農村經濟發展做出了重大貢獻。而且，農村戶型沼氣池的推廣堪稱我國生物質能利用的先驅，是我國發展最早、普及最廣的生物質能源利用技術。至今仍有活力，并不斷擴大，解決了部分農村炊事及照明的能源，也為聯合國所垂青，向許多第三世界國家推廣。優勢是其因陋就簡的加工轉化生物質能的方式，使得生物質做到能源、肥料的綜合利用，達到了物盡其用的目的。它的缺點是科技含量低、生產效率低。進一步的發展應是依托禽畜養殖場和中小城鎮發展高溫、高效沼氣池并商品化、管道化送至用戶或轉化為熱、電使用。到2005年底我國已建成戶用沼氣池1800萬口，年產沼氣約65億立方米，折合464萬噸標準煤。

從20世紀90年代以來，我國政府一直將生物質能利用技術的研究與開發列為重點科技攻關項目，因而涌現出一大批優秀的科研成果和成功的應用范例，如禽畜糞便沼氣技術、生物質氣化集中供氣、氣化發電、沼氣發電、甜高梁莖稈制取乙醇燃料、纖維素廢棄物制取乙醇燃料、生物質裂解油、生物柴油和能源植物等。在國家“十五”、863計劃中，多項生物質能利用新技術研究課題被列為重點課題，這些技術的研究與開發將為今后我國生物質能產業化發展提供技術支撐，而且其中的很多項目已經取得了可觀的社會效益和經濟效益。例如，“十五”期間，國家在吉林、黑龍江、河南和安徽四省建立了4家以“陳化糧”為原料生產燃料乙醇的企業，年總生產能力達102萬噸，已在河南等9個省的車用燃料中推廣使用乙醇汽油；在生物質能發電方面也邁出了重要步伐，發電容量達到200萬千瓦。同時，我國已經形成了一支高水平的科研隊伍，包括國內知名的科研院所和大專院校，以及一批熱心從事生物質熱裂解氣化技術研究與開發的著名專家學者。

困擾我國生物質能產業發展的問題

雖然我國在生物質能源的開發方面已經取得了巨大成績，但必須指出的是，我國目前尚處于發展的初期階段，技術水平與發達國家相比仍存在一定差距，特別是在技術設備的產業化和商業化生產方面的差距更為明顯。目前國外這些技術基本上都實現了工業化生產，如大中型沼氣工程和垃圾填埋發電技術等都已達到商業化水平；而我國一般還都處于商業化的前期，有的還停留在示范階段。由此可見，我國在生物質能源開發方面還存在著一些問題：資源不清楚、技術不成熟、政策和市場不完善等。為此，需要予以高度重視，認真研究解決。

資源狀況不明晰。雖然我國生物質能資源豐富，但資源量到底有多少，分布在什么地方，資源采集的成本如何，哪些地方具有建設生物質發電廠的資源條件，哪些地方具有種植能源作物的條件，潛力有多大，目前還沒有做過較詳細的調查和評價工作。

新技術開發不力，利用技術單一。我國早期的生物質利用主要集中在沼氣利用上，近年逐漸重視熱解氣化技術的開發應用，也取得了一定突破，但其他技術開展卻非常緩慢，都沒有突破性的進展。

生物質能項目的投資回報率低，運行成本高，現階段還難以形成規模效益，不能發揮其應有的、重大的能源作用。

相對科研內容來說，投入過少，使得研究的技術含量低，多為低水平重復研究，最終未能解決一些關鍵技術。

技術標準未規范，市場管理混亂。在秸桿氣化供氣與沼氣工程開發上，由于沒有合適的技術標準和嚴格的技術監督，很多不具備技術力量的單位和個人參與了沼氣工程承包和秸桿氣化供氣設備的生產，引起項目技術不過關，達不到預期目標，甚至帶來安全問題，這給今后開展生物質能源利用工作帶來很大的負面影響。

目前有關扶持生物質能源發展的政策尚缺乏可操作性，各級政府應盡快制定出相關政策，如價格補貼和發電上網等特殊優惠政策。

民眾對于生物質能缺乏足夠認識，應加強有關常識的宣傳和普及工作。

我國生物質能開發利用的總體思路和要求

我國的生物質資源豐富，社會經濟環境和發展水平對生物質能技術的發展也處于比較有利的階段，而且大力發展生物質能對我國國民經濟發展、建設資源節約型和環境友好型社會也將起到不可估量的重要作用。但同時在生物質能源的開發方面也存在著一些制約因素和問題。鑒于上述情況和特點，要求我國生物質能的開發利用既要學習國外先進經驗，又要強調自己的特色。

國家發展改革委副主任陳德銘同志在全國生物質能開發利用工作會議上，指出了未來我國生物質能開發利用的總體思路和要求：生物質能源開發利用涉及能源、農業、林業等多個行業和多種技術，是一項復雜的系統工程，必須堅持以科學發展觀為指導，以建設資源節約型、環境友好型社會為目標，以增加能源供應、改善能源結構、保障能源安全、保護生態環境為重點，發揮生物質能資源分布廣、替代功能多、社會效益好的優勢，緊密結合社會主義新農村建設，因地制宜，統籌兼顧，突出重點，加快發展。要通過發展農林生物質發電、種植能源作物，開發新型農村能源產業，促進農村經濟更快發展；通過發展沼氣、生物質固體成型燃料和生物質氣化，為農村提供高效清潔的生活燃料，改善農民的生活條件；通過發展生物燃料乙醇和生物柴油，為石油替代開辟新的渠道，彌補石油資源不足。通過大規模開發生物質能資源，實現生物質能技術的產業化發展，有效增加能源供應，促進能源可持續發展。

今后15年，我國生物質能發展的重點是生物質發電、沼氣工程、生物液體燃料和生物質固體成型燃料?！犊稍偕茉粗虚L期發展規劃》確定的主要發展目標是：到2010年，生物質發電達到550萬千瓦，生物液體燃料達到200萬噸，沼氣年利用量達到190億立方米，生物固體成型燃料達到100萬噸，生物質能年利用量占到一次能源消費量的1％；到2020年，生物質發電裝機達到3000萬千瓦，生物液體燃料達到1000萬噸，沼氣年利用量達到400億立方米，生物固體成型燃料達到5000萬噸，生物質能年利用量占到一次能源消費量的4％。

結語：

21世紀的能源換代，既是挑戰也帶來了新的發展機遇!以生物質能為代表的可再生能源必將成為未來人類能源供給的中堅力量，而資源量豐富、可廣泛替代各種常規能源、對環境友好型的可再生能源——生物質能，作為其中的重要組成也迎來一個大發展的歷史機遇，并已經引起全世界的關注。針對于我國化石能源資源有限，生物質資源豐富的國情特點，更加突現出我國發展生物質能重要的戰略意義和現實意義。加大對生物質能的開發利用必然會有力地推動我國的經濟發展、環境保護、生態建設、生活富裕、文明提高，進一步實現人與自然的和諧發展，是一件利國利民的大事、好事!由此希望我國生物質能產業的發展能夠得到社會各界、各級政府、專家學者的更廣泛關注與支持，為我國的生物質能源事業創造更加有益的發展環境。

參考文獻：

1．國家發改委陳德銘副主任在全國生物質能開發利用工作會議上的講話——《全面貫徹落實科學發展觀加快生物質能的開發利用》；

2．《瑞典、丹麥、德國和意大利生物質能開發和利用考察報告》；

5．《生物質能研發展望》，匡延云、馬克平、白克智。