生物質能源發展前景研究

段永斌

（畢節市農業機械研究所,貴州 畢節 551700）

生物質能源發展前景研究

段永斌

（畢節市農業機械研究所,貴州 畢節 551700）

通過對生物質能源進行論述，對生物質的種類、儲量、用途進行仔細分析，說明生物質能源的資源潛力巨大、應用廣范、發展環境好，具有廣闊的發展前景。

生物質能源；發展；初探

1 概述

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

生物質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，在整個能源系統中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

2 生物質能源的分類

林業資源：林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供的生物質能源，包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業中的零散木材、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；林業副產品的廢棄物，如果殼和果核等。

農業資源：農業生物質能資源是指農業作物(包括能源作物)；農業生產過程中的廢棄物，如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）；農業加工業的廢棄物，如農業生產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、制取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。

生活污水和工業有機廢水：生活污水主要由城鎮居民生活、商業和服務業的各種排水組成，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、造紙及屠宰等行業生產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居民生活垃圾，商業、服務業垃圾和少量建筑業垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜，受當地居民的平均生活水平、能源消費結構、城鎮建設、自然條件、傳統習慣以及季節變化等因素影響。

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

3 生物質能源的資源潛力

地球上每年植物光合作用固定的碳達2×1011t，含能量達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，相當于全世界每年耗能量的10倍。生物質遍布世界各地，其蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產量就相當于現階段人類消耗礦物能的20倍，或相當于世界現有人口食物能量的160倍。雖然不同國家單位面積生物質的產量差異很大，但地球上每個國家都有某種形式的生物質，生物質能是熱能的來源，為人類提供了基本燃料。

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

農作物秸稈及農產品加工剩余物。包括玉米、水稻、小麥、棉花、油料作物秸稈在內的農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個糧食主產省（區）。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、甘蔗渣等農產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。

林業剩余物和能源植物。全國現有林地面積3.04億公頃，可供能源化利用的主要是薪炭林、林業“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%可作為焚燒發電的燃料或垃圾填埋氣發電的原料，可替代1200萬t標準煤。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。城鎮污水處理廠污泥年產生量約3000萬t，其中約50%可能源化利用。酒精、制糖、釀酒等20多個行業每年排放有機廢水43.5億t、廢渣9.5億t，可轉化為沼氣約300億m3。規模化畜禽養殖場糞便資源每年約8.4億t，生產沼氣的潛力約400億m3。

我國可作為能源利用的生物質資源總量每年約4.6億噸標準煤，目前已利用量約2200萬噸標準煤，還有約4.4億噸可作為能源利用。隨著我國經濟社會發展、生態文明建設和農林業的進一步發展，生物質能源利用潛力將進一步增大。

4 我國生物質能源的發展現狀

在“十一五”時期，我國生物質能多元化利用取得較大進展，生物質發電、液體燃料、燃氣、成型燃料等多種利用方式并舉，技術不斷進步，已呈現出規模化發展的良好勢頭。出現了一些專業化的技術裝備企業和開發利用企業，部分領域已初步產業化。生物質能開發利用形成了一定規模，在替代化石能源、促進環境保護、帶動農民增收等方面發揮了積極作用。

生物質發電。到2010年底，我國生物質發電裝機容量550萬kw，其中農林生物質發電190萬kw，垃圾發電170萬kw，蔗渣發電170萬kw，沼氣等其它生物質發電20萬kw。生物質發電已形成一定規模，年發電量超過200億kw時，相應年消耗農林剩余物約1000萬t，總計增加農民年收入約30億元。生物質發電技術和設備制造發展較快，已掌握了高溫高壓生物質發電技術。

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量超過180萬t，以廢棄動植物油脂為原料的生物柴油年產量約50萬t。培育了一批抗逆性強、高產的能源作物新品種，木薯乙醇生產技術基本成熟，甜高粱乙醇技術取得初步突破，纖維素乙醇技術研發取得較大進展，建成了若干小規模試驗裝置。

生物質燃氣。到2010年底，農村戶用沼氣保有量超過4000萬戶，年產沼氣約130億m3。建成畜禽養殖場沼氣工程5萬多處，年產沼氣約10億m3。農村沼氣技術不斷成熟，產業體系逐步健全，許多地方建立了物業化管理沼氣服務體系。生物質氣化集中供氣技術和工藝不斷改進，目前已建成使用的生物質集中供氣項目約1000個。

生物質成型燃料。隨著經濟的高速發展,能源的消耗也隨之增加,能源短缺已經嚴重影響了世界經濟乃至人類的發展,發展新能源已經迫在眉睫。生物質成型燃料作為生物質能源的一種,具有原料來源廣泛、可以再生、比煤炭清潔等優點。2010年，生物質成型燃料產量約300萬t，主要用于農村居民和城鎮供熱鍋爐燃料及生物質木炭原料。成型燃料設備能耗顯著降低，易損件壽命和可維護性明顯提高，成型燃料已初步具備較大規模產業化發展條件。

5 生物質能源發展前景

生物質能源種類繁多,儲藏量大、應用廣范，有關部門對生物質能源利用也極為重視，已連續在四個國家五年計劃將生物質能利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質能利用技術的研究與開發，如戶用沼氣池、節柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質壓塊成型、氣化與氣化發電、生物質液體燃料等，取得了多項優秀成果。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日起已經正式實施，并于2006年陸續出臺了相應的配套措施。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能在現代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優惠支持，因此，中國生物質能發展前景極為廣闊。

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，貴州畢節人，大學專科，主要研究方向：農機化。