解決能源危機(jī)，減緩全球變暖成為各國政府首要解決的社會、科學(xué)和環(huán)境問題。應(yīng)對挑戰(zhàn)，建設(shè)生物質(zhì)資源的可持續(xù)利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)成為世界各國高度關(guān)注的焦點(diǎn)和戰(zhàn)略問題。毋庸置疑，21世紀(jì)是人類社會從化石能源走向可持續(xù)能源的時(shí)代，人類著重于節(jié)約、清潔、高效利用化石能源，同時(shí)還必須致力發(fā)展先進(jìn)、安全、可靠、清潔的可再生能源。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，合理利用生物質(zhì)資源，不僅可以減少化石能源的消耗，保護(hù)資源，還能降低環(huán)境污染，減少環(huán)境壓力。發(fā)展環(huán)境友好的生物質(zhì)能源及其生物基產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)技術(shù)已成為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，是保障生態(tài)鏈良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。
環(huán)境污染嚴(yán)重是我國所面臨的嚴(yán)峻能源局勢，長期以來，我國能源資源單一，供應(yīng)不足，依靠現(xiàn)有的以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。以石油為例，我國的石油儲量只有世界總儲量的2%，2010年進(jìn)口石油約2.39億噸，比上年增長約17%．進(jìn)口依存度已達(dá)55%，再次破50%的警戒線。估計(jì)到2020年需要進(jìn)口的石油比重將高達(dá)60%以上。生物質(zhì)能是分散的地域性資源，主要分布在農(nóng)村地區(qū)。發(fā)展生物質(zhì)能源有助于解決農(nóng)村資源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)嚴(yán)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和C02減排，還能促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。“十二五”期間要將我國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到11. 4%．因此，大力發(fā)展具有巨大資源潛力的生物質(zhì)可再生能源，建立多種能源形式并存的可持續(xù)發(fā)展能源體系，緩解能源短缺的局面，對促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義，已成為事關(guān)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國家安全和社會進(jìn)步的重大課題，是國家能源戰(zhàn)略的必然選擇。《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》也明確提出，要“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”，并將“新能源產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展工程”。
目前我國已初步形成了以沼氣利用、生物質(zhì)成型固體燃料（經(jīng)
顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制生產(chǎn)而成）、燃料乙醇和生物柴油等多種形式的生物質(zhì)能源利用模式，這些技術(shù)模式對解決能源與環(huán)境問題，促進(jìn)我國生物質(zhì)能源發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。本文通過對國內(nèi)外典型生物質(zhì)能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行比較分析，提出我國生物質(zhì)能源的階段發(fā)展模式和區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)。
1、不同生物質(zhì)能源利用技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 沼氣利用技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.1農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)
沼氣在我國的發(fā)展已有較長歷史。我國政府歷來十分重視沼氣建設(shè)，上世紀(jì)70年代起，就開始探索大規(guī)模的應(yīng)用沼氣，以農(nóng)村戶用沼氣池為重點(diǎn)是這一時(shí)期沼氣發(fā)展的主要特點(diǎn)。從2004年開始，中央連續(xù)四年的一號文件對加快農(nóng)村沼氣建設(shè)都提出了明確要求，并成功引用國債資金發(fā)展農(nóng)村沼氣建設(shè)，“十一五”以來，中央累計(jì)投入農(nóng)村沼氣建設(shè)資金達(dá)212億元，有力地推動了我國沼氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。截止到2010年底，全國已建成戶用沼氣4000萬戶，鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)8萬個(gè)，縣級服務(wù)站700個(gè)，占全國適宜農(nóng)戶的33. 3%，受益人口達(dá)1.55億人。近年來戶用沼氣技術(shù)研究與開發(fā)取得了重大進(jìn)展，如在新材科使用開發(fā)出了玻璃鋼沼氣池、軟體池等新池型；在發(fā)酵工藝上開發(fā)出了干發(fā)酵工藝、農(nóng)作物秸稈發(fā)酵工藝等。沼氣是目前我國農(nóng)村可再生能源中技術(shù)最成熟、適應(yīng)面最廣、建設(shè)和運(yùn)行成本最低、發(fā)展基礎(chǔ)最好、農(nóng)民最易接受的技術(shù)，在改善農(nóng)村生活用能和環(huán)境建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。在國家政策引導(dǎo)和投資支持下，農(nóng)村沼氣建設(shè)快速發(fā)展，給農(nóng)村生產(chǎn)生活方式和環(huán)境生態(tài)建設(shè)帶來了積極而深遠(yuǎn)的影響。
1.1.2大中型沼氣工程
在政府的大力支持下，大中型沼氣工程向規(guī)模化、工業(yè)化、商業(yè)化方向發(fā)展，建設(shè)速度年平均增長達(dá)40%。截止到2010年，全國已建成小型沼氣6.5萬處，規(guī)模化養(yǎng)殖場大中型沼氣工程3. 95萬處，約為我國規(guī)模化養(yǎng)殖場總數(shù)的0.06%。根據(jù)我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，將累計(jì)建成農(nóng)村戶用沼氣8000萬戶，建成大型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程10000座、工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程6000座，年產(chǎn)沼氣約440億立方米。規(guī)�；託猱a(chǎn)業(yè)能有效拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變，成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
現(xiàn)階段我國大中型沼氣工程技術(shù)取得了突破，如在畜禽發(fā)酵工藝上提出高濃度發(fā)酵工藝、固液分離理念等。在純秸稈發(fā)酵工藝上，升發(fā)出“豎向推流式秸稈厭氧消化技術(shù)”等多種工藝。我國沼氣發(fā)電工程占大中型沼氣工程比例10%左右，到2010年沼氣發(fā)電容量為80萬kW，沼氣發(fā)電單機(jī)容量在0.2～0.7 MW的沼氣發(fā)電機(jī)組熱效率達(dá)到29%～33%，比德國等發(fā)達(dá)國家同類型的沼氣發(fā)電機(jī)組的熱效率至少低5%；發(fā)電余熱回收率在40%左右，比德國余熱回收設(shè)備低5%～6%。純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量較小、發(fā)電效率偏低，發(fā)電并網(wǎng)項(xiàng)目更為有限，目前僅有蒙牛澳亞牧場沼氣發(fā)電項(xiàng)目（裝機(jī)容量1.26 MW）、北京德清源沼氣發(fā)電項(xiàng)目(裝機(jī)容量2 MW)、山東民和牧業(yè)沼氣發(fā)電項(xiàng)目（裝機(jī)容量3 MW）等數(shù)十處大型沼氣發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電。沼氣產(chǎn)業(yè)被列入國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)
《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》，充分表明了國家重視沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
在國外，德國、丹麥、瑞典等歐洲國家，以及亞洲的日本，都把發(fā)展大型沼氣工程作為可再生能源重要戰(zhàn)略措施之一和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，制定了一系列相關(guān)政策。到2010年，德國沼氣發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)1300 MW，年發(fā)電量為89億度，據(jù)德國沼氣協(xié)會估計(jì)，到2020年裝機(jī)功率將達(dá)到9500兆瓦。丹麥20多冢沼氣廠全部實(shí)施電、熱、肥聯(lián)產(chǎn)。2011年6月28日我國與德國政府磋商聯(lián)合新聞公報(bào)：“在中德農(nóng)業(yè)合作聯(lián)委會框架下組建中德生物質(zhì)能工作組及中德畜牧業(yè)創(chuàng)新技術(shù)中心，重點(diǎn)加強(qiáng)在沼氣和畜牧業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)域的技術(shù)合作”。必將推動中國沼氣技術(shù)與西方沼氣先進(jìn)技術(shù)的融合，推動大中型沼氣工程建設(shè)。
1.1.3沼氣高值化利用技術(shù)
沼氣高值化利用是提高沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。歐洲國家非常重視沼氣的高附加值開發(fā)利用，其技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，例如車用燃料，即把沼氣提純凈化成高熱值氣體能源，作為民用燃料或汽車燃料，該技術(shù)在歐洲已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展迅速。瑞典沒有化石燃料資源，缺油少氣，沼氣已先于燃料乙醇進(jìn)入了運(yùn)輸燃油系統(tǒng)，把凈化沼氣壓縮至200 kg/cm作為汽車、火車燃料，在車用沼氣生產(chǎn)和利用方面走在世界前列。在南部的Linkoping市76%的公交車、70%的出租車使用沼氣燃料，使用沼氣燃料的轎車已超過20000輛，還開通了使用沼氣作為燃料的火車。梅賽德斯和大眾汽車公司在今年向瑞典推出新型的沼氣小汽車，進(jìn)一步鼓勵(lì)沼氣燃料的銷售。倫敦“新能源金融公司”的分析師伊姆加特·赫羅爾德說：“沼氣作為一種汽車燃料，也適合于瑞士、法國、德國和奧地利使用。”瑞典政府發(fā)表的《邁向2020的無油國家》宣言中，還提出了將在2020年成為全球第一個(gè)不使用石油的國家。
沼氣高值化利用在我國的發(fā)展相對滯后，不過也有一些技術(shù)申請了相關(guān)專利，如四川亞聯(lián)高科技有限責(zé)任公司開發(fā)的利用變壓吸附氣體分離技術(shù)( PSA)，從沼氣中回收濃縮甲烷，使得沼氣作為新型能源的應(yīng)用有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。中國首個(gè)車用沼氣項(xiàng)目“�？谡託馇鍧嵐恍履茉词痉俄�(xiàng)目”已落戶海南省澄邁縣，項(xiàng)目占地2萬公頃，2009年8月開工建設(shè)，將于2011年底建成投產(chǎn)。沼氣產(chǎn)業(yè)將向高值化利用邁進(jìn)。
1.2生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)是生物質(zhì)能主要利用技術(shù)之一，是以農(nóng)林加工的廢棄物如木屑、秸稈、稻殼、樹皮等生物質(zhì)為原料，通過預(yù)處理和加工，將其固化成形為高密度的顆粒燃料，以提高其運(yùn)輸和貯存能力，并改善生物質(zhì)燃燒性能，從而提高利用效率，是替代燃煤的理想燃料。截至2009年底，我國有生物質(zhì)固體成型燃料生產(chǎn)廠260余處，年生產(chǎn)能力約76.6萬噸，主要用于農(nóng)村居民炊事取暖用能、工業(yè)鍋爐和發(fā)電廠的燃料等，年減少溫室氣體排放83萬噸，為農(nóng)民增收節(jié)支2.3億元。根據(jù)我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》：到2020年年利用量則達(dá)到5000萬噸，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
國內(nèi)外生物質(zhì)能固體成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)趨于成熟，建立了比較完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了從原料收集、預(yù)處理到生物質(zhì)固體成型燃料生產(chǎn)、配送、應(yīng)用整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟體系和模式。我國生物質(zhì)固體成型技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史，進(jìn)入2000年以來，在技術(shù)上取得了明顯的進(jìn)展，成型設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用已初具規(guī)模，如秸稈固體成型的關(guān)鍵技術(shù)“模輥擠壓式顆粒成型技術(shù)”，已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，有效地解決了功率大、生產(chǎn)效率低、成型部件磨損嚴(yán)重、壽命短等問題，并已初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。各地因地制宜發(fā)展，初步形成了“農(nóng)戶+秸稈經(jīng)紀(jì)人+企業(yè)”、“農(nóng)戶+企業(yè)+政府”等各具特色的秸稈收儲運(yùn)模式。不過與國外相比，還存在著設(shè)備能耗過高、磨損嚴(yán)重和使用壽命短等問題（見表1），其產(chǎn)能水平有待于進(jìn)一步提高，設(shè)備對原料的含水率要求較高，缺乏成熟的可移動的成型設(shè)備等。這些存在的問題可通過政府扶持研發(fā)單位和新型生物質(zhì)能用戶進(jìn)行補(bǔ)貼，加大科研投入，積極研發(fā)新工藝和新設(shè)備，引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，消化吸收，減少生產(chǎn)成本形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等途徑來解決。
1.3燃料乙醇技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
燃料乙醇產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前可行性最高的液體燃料，自2000年我國推行“乙醇汽油政策”以來，已經(jīng)有9個(gè)省全部或部分推廣乙醇汽油，對我國農(nóng)業(yè)、能源工業(yè)、汽車制造業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，形成了以非糧作物木薯、甘薯和甜高粱等為原料的燃料乙醇工業(yè)。到2010年，我國燃料乙醇產(chǎn)量已達(dá)541. 55百萬加侖，位列美國及巴西之后，居世界第三位。據(jù)預(yù)測，到2020年，我國生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬噸汽油，每年可帶來320億元的收入。
未來將逐步向以木質(zhì)纖維素為原料的趨勢發(fā)展，歐盟國家和美國的中長期生物質(zhì)能源發(fā)展路線圖中均將其作為2010年后生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)化的主要目標(biāo)，我國的纖維素類生物質(zhì)原料非常豐富，將其轉(zhuǎn)化成燃料乙醇有很大的潛力。以木質(zhì)纖維素為原料的第二代生物質(zhì)燃料開發(fā)既是研發(fā)的熱點(diǎn)也是難點(diǎn)，國內(nèi)外已在木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化燃料乙醇方面開展了大量研究，從資源評估、預(yù)處理技術(shù)、菌種改造和發(fā)酵工藝等取得了一些的進(jìn)展，不過還有一些技術(shù)瓶頸問題亟待解決。目前整體水平尚處于中試階段，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍還有一定的距離。主要體現(xiàn)在：一是對原料的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化特性和轉(zhuǎn)化機(jī)制尚缺乏充分的基礎(chǔ)研究，尚未形成高效的組分分離技術(shù)（預(yù)處理技術(shù)）；二是缺乏能夠同時(shí)高效利用纖維素類水解物（主要為葡萄糖和木糖混合物）的發(fā)酵菌株，這是制約纖維素乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。三是生物煉制技術(shù)處于起步階段，需要大量基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和理論研究。高效和高脅迫適應(yīng)性菌株的構(gòu)建一直是制約纖維素乙醇的重要因素，盡管對纖維素發(fā)酵的菌種進(jìn)行了大量的工作，得到了具有一定效率的重組菌株，但這些工作是基于單個(gè)基因或是某個(gè)代謝途徑的幾個(gè)基因的改造，只是改變了細(xì)胞的局部，部分了改變細(xì)胞的代謝平衡及探知其新的表型，這種改變是有限的，并沒有解決纖維素乙醇發(fā)酵的復(fù)雜問題，致使構(gòu)建得到的重組菌株未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。要使纖維素燃料乙醇實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，須有簡捷高效的預(yù)處理技術(shù)、降低纖維素酶的成本和培育高效的乙醇發(fā)酵菌株。
1.4生物柴油技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
生物柴油技術(shù)按原料來源劃分主要包括餐飲廢油或地溝油制取生物柴油技術(shù)、植物（如麻瘋樹等）生物柴油技術(shù)、藻類生物柴油技術(shù)和產(chǎn)油微生物制取生物柴油技術(shù)（見表1）。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，形成了熱解法、微乳化法、酯交換法、超臨界法和生物酶法等多種物理、化學(xué)和生物法制取生物柴油工藝，在技術(shù)上已不存在太多技術(shù)瓶頸。國外因高油價(jià)刺激了發(fā)展生物柴油新高潮，在一些歐美國家和日本已形成產(chǎn)業(yè)。我國生物柴油原料的特色是一方面利用野生含油樹木種子，另一方面利用大量的廢棄油脂（如地溝油、泔水油等），但開發(fā)利用還處于發(fā)展初期，面臨諸多問題，不僅需要解決制約生物柴油發(fā)展的原料規(guī)�；⿷�(yīng)和工藝優(yōu)化問題，還需解決油料能源植物“與糧爭地”的問題。
新的生物柴油來源成為全球的熱門課題，生物柴油可持續(xù)發(fā)展最重要的因素是具有適當(dāng)?shù)膮^(qū)域原料，國內(nèi)外均在加大研發(fā)力度。產(chǎn)油藻類由于含有大量的生物油脂，部分品種含油達(dá)70%，而且光合作用效率高，生長迅速，10天至兩周就可以完成一個(gè)生長周期，占地少，產(chǎn)能效率高，因而被認(rèn)為是很有發(fā)展前景的生產(chǎn)生物柴油的原料。如果能找到最適宜的品種，培育得當(dāng)，藻類將是非常有潛力的生物柴油來源。澳大利亞、德國和美國等國專家以及美國能源部、英荷殼牌石油公司等對藻類減排產(chǎn)能進(jìn)行了研究，并有研究報(bào)道說，微藻既能吸收大量二氧化碳，又能輕易轉(zhuǎn)化成多種燃料，在控制全球氣候變化和促進(jìn)能源生產(chǎn)兩方面都存在巨大潛能，因此，微藻作為一種新的生物能源資源和減排的技術(shù)手段，值得我們關(guān)注和重視。
近年來，微生物油脂資源也逐漸引起關(guān)注。某些微生物在一定條件下能將碳水化合物、碳?xì)浠衔锖推胀ㄓ椭忍荚崔D(zhuǎn)化為菌體內(nèi)大量貯存的油脂，稱為微生物油脂，又稱為單細(xì)胞油脂。細(xì)菌、酵母、霉菌、藻類中都有產(chǎn)油菌株，以酵母菌和霉菌類真核微生物居多，富含飽和和低度不飽和的長鏈脂肪酸，是生產(chǎn)生物柴油的潛在原料，具有廣闊的研究發(fā)展空間。但目前該技術(shù)尚處于研究初期階段，應(yīng)充分利用現(xiàn)代分子生物學(xué)和生物化工技術(shù)的最新成果，加快對產(chǎn)油微生物菌種篩選、改良、代謝調(diào)控和發(fā)酵工程的斫究，降低獲取成本，使微生物產(chǎn)油的研究領(lǐng)域取得更快的發(fā)展。
1.5生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
生物質(zhì)發(fā)電是目前世界范圍內(nèi)較成熟的生物質(zhì)能利用技術(shù)，包括生物質(zhì)燃燒發(fā)電和生物質(zhì)氣化發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電自20世紀(jì)后期以來取得較快發(fā)展，總體上看技術(shù)已經(jīng)成熟，并在歐美等國形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，成為生物質(zhì)能利用的重要領(lǐng)域，主要包括直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)直接混合燃燒發(fā)電、生物質(zhì)氣化混合燃燒發(fā)電和沼氣發(fā)電等技術(shù)。我國已建成投產(chǎn)的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目，主要是沼氣發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和秸稈發(fā)電。在21項(xiàng)秸稈發(fā)電項(xiàng)目中，基本上采用生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)。我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》：到2020年生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到30000 MW。截止到2010年上半年，我國陸續(xù)投產(chǎn)純?nèi)忌镔|(zhì)的電站30個(gè)，總裝機(jī)容量約750 MW。
目前我國生物質(zhì)發(fā)電存在的問題，原材料價(jià)格波動起伏，供應(yīng)量較大，難以保證原料的均衡供應(yīng)；一些關(guān)鍵發(fā)電設(shè)備需要引進(jìn)，導(dǎo)致投資增大；此外還缺乏對該技術(shù)的適宜度研究分析。國內(nèi)學(xué)者侯剛等運(yùn)用層次分析法和多目標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法從耕地資源潛力、秸稈原料供應(yīng)、市場需求狀況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展成本四個(gè)層面共選取了耕地資源總量、耕地資源量波動水平、秸稈資源總量、秸稈產(chǎn)量波動水平、用電量、用電量增長率、秸稈資源密度和人均CDP等8個(gè)指標(biāo)建立了中國秸稈發(fā)電區(qū)域適宜度評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)模型，結(jié)果顯示我國各省區(qū)秸稈發(fā)電適宜度存在較大差異，綜合適宜度較高的是河南、山東、安徽、江蘇、河北、黑龍江、吉林等我國中部和東北糧食主產(chǎn)區(qū)；綜合適宜度較低的是北京、上海、天津、浙江等東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)和青海、寧夏、甘肅、陜西等西北農(nóng)牧區(qū)；其余區(qū)域秸稈生物質(zhì)發(fā)電的適宜程度一般。沼氣發(fā)電可作為在不適宜秸稈發(fā)電項(xiàng)目地區(qū)的重要組成部分。
1.6 生物質(zhì)氣化技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
生物質(zhì)氣化是通過熱化學(xué)的方法，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為含有CO，H2，CH。等氣體的過程。生物質(zhì)通常含有70%～90%的揮發(fā)分，且含氧量高，比煤具有更高活性，因此，生物質(zhì)中的C，H，O在相對較低的溫度下就可以轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分，包括燃?xì)夂鸵后w產(chǎn)物，并可獲得生物質(zhì)炭。生物質(zhì)熱解氣化可獲得燃?xì)狻⑸镉秃蜕镔|(zhì)炭3種產(chǎn)物，其中高品位的燃?xì)饧瓤梢宰鳛楣I(yè)或民用燃料，供生產(chǎn)、生活直接燃用，也可以通過內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，進(jìn)行熱電聯(lián)供，或者進(jìn)一步合成生產(chǎn)液體燃料、有機(jī)化工產(chǎn)品；生物油可通過進(jìn)一步的分離或提取制成燃料油、化工原料等；生物質(zhì)炭則可用作活性炭原料或者進(jìn)一步氣化生成氣體燃料、作為流化床鍋爐燃料生產(chǎn)蒸汽熱能，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能的高效清潔利用。在該領(lǐng)域具有領(lǐng)先水平的國家有瑞典、美國、意大利、德國等。我國已經(jīng)開展了20多年的生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究和開發(fā)，在集中供氣、供熱和發(fā)電技術(shù)的發(fā)展很快，并進(jìn)行了示范推廣。同時(shí)，還探索了生物質(zhì)氣化合成液體燃料、制氫的技術(shù)工藝，但是在生物質(zhì)氣化技術(shù)和設(shè)備的先進(jìn)性、裝置規(guī)模等與國外相比，還有差距，而生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀�、生物質(zhì)氣化制氫、合成液體燃料領(lǐng)域方面研究也僅僅處于起步階段。關(guān)鍵技術(shù)的研究需進(jìn)一步提高或深入展開，如低成本燃?xì)鈨艋夹g(shù)、焦油二次污染和能耗較高等問題（見表1）。
1.7生物質(zhì)熱裂解制油技術(shù)與產(chǎn)業(yè)
生物質(zhì)裂解制油計(jì)術(shù)是將生物質(zhì)原料通過高溫加熱或高壓等分餌為揮發(fā)性氣體，再經(jīng)冷卻后提煉出生物油。但由于生物油成分較為復(fù)雜，難以直接應(yīng)用，但經(jīng)過進(jìn)一步加工處理，可用作鍋爐和其他加熱設(shè)備的燃料，或經(jīng)精煉用作生物燃料。生物質(zhì)熱解液體燃料油替代石油的前景早巳引起國際社會的普遍重視，許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家紛紛將其列入國家能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分和21世紀(jì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇之一。生物質(zhì)熱解制油技術(shù)主要有高壓液化技術(shù)和快速熱解液化技術(shù)等，一般均需要消耗大量的熱量，能耗過高，另外生物質(zhì)熱解液化產(chǎn)生的生物油具有高度的氧化性、不穩(wěn)定性、黏稠、腐蝕性、強(qiáng)吸濕性和化學(xué)組成復(fù)雜等特點(diǎn)，因此直接用它來取代傳統(tǒng)的石油燃料受到了很大限制，需要對生物油進(jìn)行精制，提高品質(zhì)，達(dá)到燃料油使用的要求。精制技術(shù)是生物質(zhì)熱裂解技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，主要有物理精制法（包括脫水、添加溶劑、乳化等）和化學(xué)精制法（包括催化加氫、催化裂解、催化酯化、水蒸氣重整等）[30)。目前精制技術(shù)尚需要進(jìn)一步研究和發(fā)展，以解決生物油含水量過高和精制成本過高等問題，因此生物質(zhì)裂解尚未達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平（見表1）。
2幾種典型生物質(zhì)技術(shù)比較分析
從上述7種生物質(zhì)能源利用技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀情分況分析，有以下特點(diǎn)：
(1)從原料來源來看，沼氣及其高值化利用技術(shù)其原料來源范圍更為廣闊，除可采用秸稈等廢棄物資源外，畜禽養(yǎng)殖廢棄物、生活垃圾及能源植物等均可作為發(fā)酵原料；而其他生物質(zhì)能源利用模式則大多采用秸稈和木屑等作為原料，其原料適用范圍較小，同時(shí)采用秸稈等為原料還面臨收集、運(yùn)輸成本逐漸加大的問題，難以保證原料的均衡供應(yīng)。
(2)從技術(shù)瓶頸比較分析，沼氣技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，戶用沼氣在我國得到了廣泛的應(yīng)用，而大中型沼氣工程近年來也得到了快速發(fā)展，已初步實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用，技術(shù)也較為成熟；而其他生物質(zhì)能源利用模式尚存在較多的技術(shù)瓶頸需要解決，特別是纖維素乙醇和生物柴油等技術(shù)，尚需要進(jìn)一步發(fā)展，方可滿足產(chǎn)業(yè)化要求（見表1）；而生物質(zhì)氣化和生物質(zhì)熱裂解能耗過高，經(jīng)濟(jì)效率較低，需要進(jìn)一步發(fā)展。
(3)從發(fā)展地域來看，沼氣適宜范圍更廣，而其他采用秸稈等為資源的生物質(zhì)能利用技術(shù)，則需要考慮耕地資源總量、耕地資源量波動水平、秸稈資瀝總量和秸稈產(chǎn)量波動水平等對秸稈資源均衡供應(yīng)的影響，因此其主要適宜于我國中部和東北糧食主產(chǎn)區(qū)，而其他地方則受到較大的限制。
(4)從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段來看，沼氣技術(shù)最為成熟，其次為生物質(zhì)固體成型燃料，生物質(zhì)發(fā)電和生物柴油，而纖維素乙醇、生物質(zhì)氣化和生物質(zhì)熱裂解技術(shù)仍需在關(guān)鍵技術(shù)有較大突破方可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
(5)從環(huán)境效益來看，在農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物處理上，沼氣具有明顯的實(shí)用生態(tài)效益。
3、小結(jié)
經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，生物質(zhì)能開發(fā)利用技術(shù)日趨多元化，為資源綜合利用和增加清潔能源供應(yīng)提供了豐富的途徑�？傮w看來，目前我國生物質(zhì)能開發(fā)利用水平還較低，各種技術(shù)的成熟度和商業(yè)化水平不均衡。少數(shù)生物質(zhì)能利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，具有一定的經(jīng)濟(jì)競爭力，初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、規(guī)�；瘧�(yīng)用，如沼氣技術(shù)、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)固體成型燃料、以淀粉質(zhì)為原料的液體燃料等，其特點(diǎn)主要是通過補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策促進(jìn)商業(yè)化發(fā)展；而纖維素乙醇、藻類生物柴油等則尚處于中試和研究階段。在新的歷史條件下，節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)等成為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性熱點(diǎn)問題，發(fā)展具有我國特色的生物質(zhì)能源體系顯得尤為重要。我國生物質(zhì)能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式既要學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，又要強(qiáng)調(diào)國情和特色；既要堅(jiān)持原始創(chuàng)新，也要加強(qiáng)集成創(chuàng)新和引進(jìn)創(chuàng)新。根據(jù)我國的氣候、農(nóng)作方式和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，兼顧戶用循環(huán)利用型、分布式能源型和商品化產(chǎn)品型等發(fā)展模式，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展利用農(nóng)業(yè)廢棄物原料的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)，采取先易后難的發(fā)展戰(zhàn)略，通過不斷加大科研投入促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、引進(jìn)消化再創(chuàng)新，解決關(guān)鍵技術(shù)問題，全面提升我國的生物質(zhì)能技術(shù)水平。
通過比較不同生物質(zhì)能源利用技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀，針對我國國情和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧資源和環(huán)境的承載力，提出我國應(yīng)完善政策法規(guī)，大力發(fā)展以沼氣（生物燃?xì)猓�、生物質(zhì)發(fā)電、纖維索乙醇和生物柴油等為主的生物能源體系，兼顧其它生物能源技術(shù)，并積極拓展生物能源新原料來源，將廢棄物生物質(zhì)資源的循環(huán)利用、有機(jī)污染物治理與生物質(zhì)能源等產(chǎn)品生產(chǎn)相結(jié)合，變廢為寶。為解決我國面臨的資源、能源與環(huán)境危機(jī)提供一條切實(shí)可行的技術(shù)創(chuàng)新路線，切實(shí)建立具有中國特色的生物能源體系。因此，一方面要繼續(xù)加大對沼氣建設(shè)的支持，鞏固現(xiàn)有建設(shè)成果，積極推進(jìn)CDM方法建設(shè)，促進(jìn)沼氣技術(shù)向規(guī)�；透咧祷梅较虬l(fā)展，把可再生能源技術(shù)和高效生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合起來，促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)民增收節(jié)支，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件；另一方面要多管齊下發(fā)展生物質(zhì)能源。農(nóng)村能源建設(shè)是一項(xiàng)跨系統(tǒng)、跨行業(yè)、跨學(xué)科的系統(tǒng)工程，要加強(qiáng)科技投入和研究，分階段選擇技術(shù)上成熟的生物質(zhì)能源利用模式，因地制宜建立不同的生物質(zhì)能源發(fā)展模式。
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顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。
