生物質能的概況

一、 生物質能的概念

　　生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質能轉變而來的。生物質能是可再生能源，通常包括以下幾個方面：一是木材及森林工業(yè)廢棄物；二是農業(yè)廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業(yè)有機廢棄物；六是動物糞便。在世界能耗中，生物質能約占14％，在不發(fā)達地區(qū)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。生物質能的優(yōu)點是燃燒容易，污染少，灰分較低；缺點是熱值及熱效率低，體積大而不易運輸。直接燃燒生物質的熱效率僅為10％一30％。目前世界各國正逐步采用如下方法利用生物質能：

　　1．熱化學轉換法，獲得木炭、焦油和可燃氣體等品位高的能源產品，該方法又按其熱加工的方法不同，分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法；

　　2．生物化學轉換法，主要指生物質在微生物的發(fā)酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產品；

　　3．利用油料植物所產生的生物油；

　　4．把生物質壓制成成型狀燃料(如塊型、棒型燃料)，以便集中利用和提高熱效率。

二、 生物質能在能源系統(tǒng)中的地位

　　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(tǒng)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(xù)能源系統(tǒng)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。

　　目前，生物質能技術的研究與開發(fā)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。許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等，其中生物質能源的開發(fā)利用占有相當?shù)谋戎�。目前，國外的生物質能技術和裝置多已達到商業(yè)化應用程度，實現(xiàn)了規(guī)模化產業(yè)經(jīng)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(guī)模，分別占該國一次能源消耗量的4％、16％和 l0％。在美國，生物質能發(fā)電的總裝機容量已超過10000兆瓦，單機容量達10—25兆瓦；美國紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2 OOO萬美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發(fā)電，同時生產肥料。巴西是乙醇燃料開發(fā)應用最有特色的國家，實施了世界上規(guī)模最大的乙醇開發(fā)計劃，目前乙醇燃料已占該國汽車燃料消費量的50％以上。美國開發(fā)出利用纖維素廢料生產酒精的技術，建立了 l兆瓦的稻殼發(fā)電示范工程，年產酒精2500噸。

　　我國是一個人口大國，又是一個經(jīng)濟迅速發(fā)展的國家，21世紀將面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力。因此改變能源生產和消費方式，開發(fā)利用生物質能等可再生的清潔能源資源對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng)，促進國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重大意義。

　　開發(fā)利用生物質能對中國農村更具特殊意義。中國80％人口生活在農村，秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭等商品能源在農村的使用迅速增加，但生物質能仍占有重要地位。1998年農村生活用能總量3.65億噸標煤，其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤，占56.7％。因此發(fā)展生物質能技術，為農村地區(qū)提供生活和生產用能，是幫助這些地區(qū)脫貧致富，實現(xiàn)小康目標的一項重要任務。

　　1991年至1998年，農村能源消費總量從5.68億噸標準煤發(fā)展到6.72億噸標準煤，增加了18.3％，年均增長2.4%。而同期農村使用液化石油氣和電炊的農戶由1578萬戶發(fā)展到4937萬戶，增加了2倍多，年增長達17.7％，增長率是總量增長率的6倍多。可見隨著農村經(jīng)濟發(fā)展和農民生活水平的提高，農村對于優(yōu)質燃料的需求日益迫切。傳統(tǒng)能源利用方式已經(jīng)難以滿足農村現(xiàn)代化需求，生物質能優(yōu)質化轉換利用勢在必行。

　　生物質能高新轉換技術不僅能夠大大加快村鎮(zhèn)居民實現(xiàn)能源現(xiàn)代化進程，滿足農民富裕后對優(yōu)質能源的迫切需求，同時也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等生產領域中得到應用。由于我國地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農村日益增長的需求，而且由于國際上正在制定各種有關環(huán)境問題的公約，限制CO2等溫室氣體排放，這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此，立足于農村現(xiàn)有的生物質資源，研究新型轉換技術，開發(fā)新型裝備既是農村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護環(huán)境、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。