編者按:近年來(lái),,國(guó)家先后出臺(tái)了一系列政策法規(guī),,鼓勵(lì)生物質(zhì)能源發(fā)展,。生物質(zhì)能源借勢(shì)快速發(fā)展,生物質(zhì)能發(fā)電量逐年增加,,生物質(zhì)能源林種植面積逐步擴(kuò)大,,生產(chǎn)生物柴油原料增加,第二代生物燃料技術(shù)也在不斷進(jìn)步中,,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化腳步加快,。本文以歷史發(fā)展的眼光,用實(shí)踐數(shù)據(jù)討論這種大有可為的新能源的現(xiàn)狀及發(fā)展前景,。
2008到2009年間大起大落的國(guó)際原油價(jià)格讓我們?cè)僖淮胃惺艿交茉磿r(shí)代的最終衰落的宿命,,行情顯示平穩(wěn)的低油價(jià)時(shí)代已經(jīng)結(jié)束,取而代之將是價(jià)格跌宕起伏階段,。而從長(zhǎng)期來(lái)看,全球石油貯存量有限,,可開(kāi)采年限僅為40年左右,。中國(guó)石油儲(chǔ)備更少,可開(kāi)采年限僅為15年,?;茉从邢薜膬?chǔ)存量無(wú)法滿足我們未來(lái)能源需求,促使我們放眼周邊新能源,。生物質(zhì)能是一種潔凈的,、友好的新能源,將得到廣泛應(yīng)用,。
一 生物質(zhì)能源,,替代化石能源的新型能源
生物質(zhì)能是可再生能源,由于它是從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,,只要太陽(yáng)不熄滅,,生物質(zhì)能源就取之不盡,用之不竭,。生物能源又是一種清潔能源,。生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程是通過(guò)綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì),生物質(zhì)能的使用過(guò)程又生成二氧化碳和水,,形成一個(gè)理論上二氧化碳的凈排放為零的物質(zhì)循環(huán),。生物質(zhì)能同時(shí)也被認(rèn)為是唯一一種能被存儲(chǔ)的太陽(yáng)能,在替代化石交通燃料方面有不可比擬的優(yōu)勢(shì),。
生物質(zhì)能有傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能之分,。傳統(tǒng)生物質(zhì)能主要是農(nóng)村生活用能,第三世界農(nóng)村燒飯用的薪柴便是其中的典型例子,,這只是利用生物質(zhì)資源的初級(jí)形式?,F(xiàn)代生物質(zhì)能是指那些可以大規(guī)模用于代替常規(guī)能源亦即礦物類固體、液體和氣體燃料的各種生物能。例如城市廢物能源化利用,、農(nóng)村沼氣,、燃料乙醇、生物柴油等液體燃料等等,。從技術(shù)上分,,生物質(zhì)能利用包括生物質(zhì)沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù),、生物質(zhì)液化技術(shù),、生物質(zhì)固化技術(shù)、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)等,。
二 生物質(zhì)資源豐富,,有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)
生物質(zhì)資源可分為林業(yè)生物質(zhì)資源、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源等,。我國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能資源豐富,,據(jù)國(guó)家林業(yè)局2007年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全國(guó)林業(yè)生物柴油原料林基地面積達(dá)到86667公頃,,木質(zhì)林業(yè)剩余物資源量約為1.61億噸,,折合9200萬(wàn)噸標(biāo)煤。
我國(guó)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源主要包括農(nóng)作物秸稈,、畜禽糞便,、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等,發(fā)展?jié)摿薮?,空間廣闊,。根據(jù)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量測(cè)算,每年的秸稈資源總量約6.8億噸,。除用于肥料,、飼料、基料以及造紙等工業(yè)原料外,,約有5億噸農(nóng)作物秸稈可作為能源使用,,折合2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,主要包括玉米,、稻谷,、小麥、油料,、豆類,、棉花、薯類的秸稈,。
我國(guó)擁有宜林荒山荒地5400多萬(wàn)公頃,,邊際性土地近1億公頃,。發(fā)展能源作物潛力巨大。目前,,我國(guó)可轉(zhuǎn)換為能源用途的作物和植物品種有200多種,,目前適宜開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)燃料乙醇的農(nóng)作物主要有甘蔗、甜高粱,、木薯,、甘薯等(玉米、馬鈴薯可用于生產(chǎn)燃料乙醇,,但易影響國(guó)家糧食安全,,不宜作為主要品種開(kāi)發(fā)),用于生產(chǎn)生物柴油的農(nóng)作物主要有油菜等,。我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)每年產(chǎn)生約30億噸糞便,,預(yù)計(jì)到2010年和2015年我國(guó)適宜發(fā)展沼氣農(nóng)戶分別為1.39億戶和1.30億戶,沼氣產(chǎn)量分別可達(dá)到539億立方米和502億立方米,,分別相當(dāng)于替代8460萬(wàn)噸和7880萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,。
我國(guó)幅員遼闊,生物質(zhì)能資源豐富,,發(fā)展生物質(zhì)能大有可為,。根據(jù)《可再生能源“十一五”規(guī)劃》和國(guó)家制定的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,,到2010年,生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到550萬(wàn)千瓦, 沼氣年利用量達(dá)到190億立方米,戶用沼氣池達(dá)到4000萬(wàn)戶,,建成大型沼氣工程6300處;增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬(wàn)噸,,生物柴油年利用量達(dá)到20萬(wàn)噸,。生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到100萬(wàn)噸以上。到2020年,,生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000萬(wàn)千瓦,,生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到5000萬(wàn)噸,沼氣年利用量達(dá)到440億立方米,,生物燃料乙醇年利用量達(dá)到1000萬(wàn)噸,,生物柴油年利用量達(dá)到200萬(wàn)噸。
三 生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
(1)沼氣
到2008年底,,全國(guó)已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池約3000萬(wàn)口,,生活污水凈化沼氣池14萬(wàn)處。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)和工業(yè)廢水沼氣工程達(dá)到2700多處,,年產(chǎn)沼氣約100億立方米,,為近8000萬(wàn)農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)的生活燃料。同時(shí),,隨著沼氣技術(shù)不斷進(jìn)步和完善,,我國(guó)的戶用沼氣系統(tǒng)和零部件基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和專業(yè)化施工,,大部分地區(qū)建立了沼氣技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu),具備了較強(qiáng)的技術(shù)服務(wù)能力,。大中型沼氣工程工藝技術(shù)成熟,,已形成了專業(yè)化的設(shè)計(jì)和施工隊(duì)伍,服務(wù)體系基本完備,,具備了大規(guī)模發(fā)展的條件,。
(2)第1、1.5代燃料乙醇
2006年,,中國(guó)燃料乙醇的生產(chǎn)達(dá)到144萬(wàn)噸,。2007年9月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)玉米深加工業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,?!兑庖?jiàn)》指出,“十一五”期間我國(guó)原則上不再核準(zhǔn)新建玉米深加工項(xiàng)目,,要求各地立即停止備案玉米深加工項(xiàng)目,,而且對(duì)在建、擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面清理,,對(duì)已備案尚未建的項(xiàng)目全面叫停,,并大力鼓勵(lì)發(fā)展非糧食作物為原料開(kāi)發(fā)燃料乙醇。2008年4月,,湖北,、河北、江蘇,、江西,、重慶等5省市的生物燃料乙醇專項(xiàng)規(guī)劃獲得國(guó)家發(fā)改委的評(píng)估通過(guò)。根據(jù)專家組的評(píng)估結(jié)論:利用薯類作為燃料乙醇生產(chǎn)原料,,符合國(guó)家“非糧替代”,、“不與人爭(zhēng)糧”的要求。同時(shí),,廣西,、海南等地種植大量的以木薯、甘薯,、甜高粱,、甘蔗等為代表的非糧作物。
(3)第2代燃料
由于全球糧食問(wèn)題,、土地資源限制問(wèn)題,,第1、1.5代燃料乙醇的發(fā)展受到限制,,目前國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注“第2代燃料乙醇”的發(fā)展,。“第2代燃料乙醇”不與糧油爭(zhēng)地,,直接利用農(nóng)業(yè)秸稈、木材,、木屑以及動(dòng)物糞便等作為能源原料,。對(duì)農(nóng)業(yè)廢料的循環(huán)利用保證了生物能源的可持續(xù)發(fā)展。“第2代燃料乙醇”的瓶頸在于生產(chǎn)工藝,,目前主要采用酸水解和酶水解工藝,,其中較有發(fā)展前景的是酶水解,目前國(guó)內(nèi)山東大學(xué)選育出的纖維素高產(chǎn)株的產(chǎn)酶能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,,已進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)階段,。中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所在山東澤生生物科技有限公司建立了3000 噸規(guī)模的秸稈酶解發(fā)酵燃料乙醇中試裝置,開(kāi)展了單機(jī)試車和生產(chǎn)試驗(yàn),。國(guó)外丹麥諾維信公司的酶制劑在酶水解工藝中的處于領(lǐng)先地位,,過(guò)去與中糧,中石化等國(guó)內(nèi)大型企業(yè)進(jìn)行合作,。