生物質(zhì)是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動(dòng)植物和微生物。
生物質(zhì)能(biomass energy ),就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能的原始能量來(lái)源于太陽(yáng),所以從廣義上講,生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種表現形式。
生物質(zhì)能蘊藏在植物、動(dòng)物和微生物等可以生長(cháng)的有機物中,它是由太陽(yáng)能轉化而來(lái)的。有機物中除礦物燃料以外的所有來(lái)源于動(dòng)植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能,通常包括木材及森林廢棄物、農業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機廢棄物、動(dòng)物糞便等。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無(wú)害的能源。
相對于礦物燃料,生物質(zhì)具有可再生、低污點(diǎn)、分布廣等特點(diǎn),特別重要的是生物質(zhì)具有利用過(guò)程中CO2凈排放量為零的優(yōu)點(diǎn)和作為唯一可轉化為液體燃料的可再生資源。生物質(zhì)能可轉化為常規的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,替代煤炭,石油和天然氣等化石燃料,可永續利用,具有環(huán)境友好和可再生雙重屬性。
生物質(zhì)能重要數據:
生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油、天然氣的世界第四大能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。 在世界能源消耗中,生物質(zhì)能占總能耗的14%,其中在發(fā)展中國家占35%以上。
二、生物質(zhì)能的分類(lèi)
依據來(lái)源的不同,可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為五大類(lèi):
1、林業(yè)資源
林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長(cháng)和林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供的生物質(zhì)能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹(shù)枝、樹(shù)葉和木屑等;木材采運和加工過(guò)程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物,如果殼和果核等。
2、農業(yè)資源
農業(yè)生物質(zhì)能資源是指農業(yè)作物(包括能源作物);農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物,如農作物收獲時(shí)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(yè)加工業(yè)的廢棄物,如農業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(lèi)。
3、生活污水和工業(yè)有機廢水
生活污水和工業(yè)有機廢水:生活污水主要由城鎮居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)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(yè)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(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水等,其中都富含有機物。
4、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(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)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。
5、畜禽糞便
畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱(chēng),它是其他形態(tài)生物質(zhì)(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。
另外沼氣就是由生物質(zhì)能轉換的一種可燃氣體,通??梢怨┺r家用來(lái)燒飯、照明。
三、生物質(zhì)能的利用途徑
生物質(zhì)能的利用主要有3種途徑:
1、 直接燃燒、
生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當長(cháng)的時(shí)間內仍將是我國生物質(zhì)能利用的主要方式。當前改造熱效率僅為10%左右的傳統燒柴灶,推廣效率可達20%-30%的節柴灶這種技術(shù)簡(jiǎn)單、易于推廣、效益明顯的節能措施,被國家列為農村新能源建設的重點(diǎn)任務(wù)之一。
2、 熱化學(xué)轉換
生物質(zhì)的熱化學(xué)轉換是指在一定的溫度和條件下,使生物質(zhì)汽化、炭化、熱解和催化液化,以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。
3、 和生物化學(xué)轉換
生物質(zhì)的生物化學(xué)轉換包括有生物質(zhì)-沼氣轉換和生物質(zhì)-乙醇轉換等。沼氣轉化是有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中,通過(guò)微生物發(fā)酵產(chǎn)生一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體即沼氣、乙醇轉換是利用糖質(zhì)、淀粉和纖維素等原料經(jīng)發(fā)酵制成乙醇。
四、中國發(fā)展生物質(zhì)能的必要性及存在問(wèn)題
1、有利于拓展農業(yè)功能,促進(jìn)區域經(jīng)濟發(fā)展和農民增收
發(fā)展農業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè),突破傳統農業(yè)的局限,利用農產(chǎn)品及其廢棄物生產(chǎn)新型能源,拓展了農產(chǎn)品的原料用途和加工途徑,為農業(yè)提供了一個(gè)產(chǎn)品附加值高和市場(chǎng)潛力無(wú)限的平臺,有利于轉變農業(yè)增長(cháng)方式,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,延伸農業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條,提高農業(yè)效益,拓展農村剩余勞動(dòng)力轉移空間,在促進(jìn)區域經(jīng)濟發(fā)展、增加農民收入等方面大有可為。據專(zhuān)家測算,若充分利用我國現有生物質(zhì)能資源,可以新增約3萬(wàn)億元產(chǎn)值,提供約6000萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。
2、有利于發(fā)揮農業(yè)對能源的支持作用,緩解能源供應緊張局面
有關(guān)專(zhuān)家測算,如果充分利用我國目前的農業(yè)生物質(zhì)能資源,可新增5億噸左右標準煤,約占全國一次能源生產(chǎn)總量的24%。積極發(fā)展農業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè),對緩解化石能源供應緊張局面,優(yōu)化能源結構,保障國家能源安全,建立穩定的能源供應體系具有重大意義。
3、有利于保護和改善生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)可持續發(fā)展
我國是世界上第二大能源生產(chǎn)和消費國,化石能源造成的環(huán)境污染相當嚴重。同時(shí),部分農村地區大量使用薪柴等作為生活燃料,森林植被破壞嚴重;大量畜禽糞便得不到及時(shí)有效處理,面源污染日益加劇。積極發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè),可以有效替代高污染、高排放的化石能源,降低薪柴使用量,資源化利用畜禽糞便等農業(yè)廢棄物,是推動(dòng)節能減排的戰略舉措,是保護生態(tài)環(huán)境的重要途徑,有利于建立資源節約型和環(huán)境友好型社會(huì ),促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展與經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展。
4、有利于改善農民生產(chǎn)生活條件,扎實(shí)推進(jìn)社會(huì )主義新農村建設
積極發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè),增加農村清潔能源供應,可以逐步改變農村幾千年來(lái)煙熏火燎的用能方式,提高農村能源利用效率,改善農村衛生狀況和農民生產(chǎn)生活條件,是提高農民生活質(zhì)量、降低生活成本、改變農村落后面貌、建設社會(huì )主義新農村的有力抓手。
五、中國發(fā)展生物質(zhì)能存在的問(wèn)題
1、開(kāi)發(fā)思路不夠明確。
對于如何更好地結合中國實(shí)際推進(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā),思路還不夠清晰,認識還不夠成熟;對于生物質(zhì)能資源的區域分布、發(fā)展潛力等基礎情況,掌握得還不夠清楚,分析得還不夠深入。部分地區對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還缺乏通盤(pán)考慮和科學(xué)謀劃,特別是利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇的加工企業(yè)存在盲目發(fā)展的傾向。
2、自主研發(fā)能力弱。
除沼氣技術(shù)較為成熟外,其余技術(shù)仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,特別是缺乏具有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)。而國外先進(jìn)國家如瑞典、丹麥、奧地利生物質(zhì)顆粒成型技術(shù)和設備已非常成熟,僅瑞典就有大型生物質(zhì)顆粒加工廠(chǎng)10多家,單個(gè)企業(yè)的年生產(chǎn)能力達到20多萬(wàn)噸。
3、 比較成本高。
在不考慮化石能源對生態(tài)、環(huán)境造成的負面影響的情況下,目前大多數生物質(zhì)能產(chǎn)品的成品仍高于化石能源產(chǎn)品的成本。例如,除巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)的燃料乙醇成本可以與汽油相競爭外,其他國家生物燃料的成本都比較高,我國以甜高粱、木薯等為原料生產(chǎn)的燃料乙醇每噸成本約為4000元,而目前等效熱值的汽油成本僅為3300元左右。
4、扶持政策尚不完善。
國家雖已頒布了《可再生能源法》,但法律體系還不完善,在財政、金融、市場(chǎng)開(kāi)放等方面缺乏合理有效的激勵政策,例如,以非糧食作物為原料的生物液體燃料還無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)和享受政府補貼,生物質(zhì)能的定價(jià)機制還沒(méi)有體現出環(huán)境效益的因素;相關(guān)政策之間也存在著(zhù)協(xié)調性差,政策難以落實(shí)等問(wèn)題,還沒(méi)有形成支持農業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)持續發(fā)展的長(cháng)效機制。
5、投入嚴重不足。
生物質(zhì)能屬于高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè),其技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)培育需要大量資金投入,但目前投融資渠道較為單一,除農村戶(hù)用沼氣等部分領(lǐng)域外,國家及地方政府財政投入嚴重不足,部分領(lǐng)域研發(fā)能力弱,技術(shù)水平較低,制約了技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
6、生產(chǎn)運行機制仍需探索。
農業(yè)生產(chǎn)的季節性和分散性與農業(yè)生物質(zhì)能生產(chǎn)的連續性和集中性之間存在矛盾。目前,部分企業(yè)按照工業(yè)化方式考慮生產(chǎn)規模,而對探索原料收集形式、收集半徑考慮不足,造成原料供應困難,影響了生產(chǎn)合理運行。
六、易子杰對新能源(包括生物質(zhì)能)行業(yè)的發(fā)展提議
1、立法保護新能源企業(yè)入網(wǎng)電價(jià)
2、科學(xué)治理環(huán)境污染,實(shí)現零碳
3、加大天然氣的開(kāi)發(fā),加大生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)。
4、增加新能源的消費比重
5、政策支持,包括銀行信貸支持。
6、企業(yè)要創(chuàng )新商業(yè)模式,借助資本市場(chǎng)力量
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