生物質(zhì)能是指可提供能源的有機物，如農(nóng)業(yè)廢物、家畜排泄和有機垃圾等，將這些有機物直燃或高溫化發(fā)醇后可產(chǎn)出甲烷、甲醇、甲酯等，用于發(fā)電或汽車燃料。由于它們生長過程中可吸收二氧化碳，又利于廢物利用，故歐美國家多將其作為可再生能源大力發(fā)展。
生物質(zhì)能是能夠直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能后固定和貯藏在生物體內(nèi)的能量。由綠色植物派生的生物質(zhì)包括：
(a)城市垃圾：工業(yè)、生活和商業(yè)垃圾，全球每年排放100億t；
(b)有機廢水：工業(yè)廢水和生活污水，全球每年排放4500億t；
(c)糞便、禽、畜糞等，全球每年排放數(shù)百億噸以上：
(d)林業(yè)生物質(zhì)：薪柴、落葉、樹皮、樹根及林業(yè)加工廢棄物等；
(e)農(nóng)業(yè)廢棄物：秸稈、果殼、果核、玉米芯等；
(f)水生植物：藻類、浮萍、水葫蘆、水風(fēng)信子等；
(g)能源植物：生長迅速，輪伐期短的喬木、灌木和草本植物。
生物質(zhì)能源是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在世界能源總消費量中占14%。歐盟規(guī)劃2010年可再生能源比達12%，每年可替代2000萬t石油，其中80%為成本較低的生物質(zhì)能。瑞典對廢木材的利用卜分重視，生物質(zhì)比已達20%．法國將生物質(zhì)能甲酯化后和柴油并用以替代石油。美國規(guī)劃2010年生物制品及生物質(zhì)的產(chǎn)量為現(xiàn)在的3倍。生物質(zhì)能比達10%，主要利用廢木材發(fā)電，利用農(nóng)作物及其廢物制造乙醇，作為汽車燃料等。
1、國內(nèi)生物質(zhì)能資源利用及生物質(zhì)顆粒燃料研制發(fā)展現(xiàn)狀
按照國家<新能源和農(nóng)村能源“九五”計劃及2010年遠景目標(biāo)規(guī)劃>和科技部<可持續(xù)發(fā)展科技綱要2001 - 2010>的要求，全國狠抓環(huán)保能源與農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的結(jié)合點，以促進農(nóng)副產(chǎn)品的有效供給、增加農(nóng)民收入，農(nóng)業(yè)資源開發(fā)利用、資源保護，提高農(nóng)村用能水平，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境為目的，大力開展生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和農(nóng)村能源綜合建設(shè)，全國沼氣建設(shè)持續(xù)保持良好的發(fā)展勢頭，戶用沼氣池達到688.7萬戶。兩年增加133.7萬戶，去除報廢數(shù)，每年實際遞增6.9%，利用率達到87%以上，綜合利用戶數(shù)達到340萬戶。全國大中型沼氣工程達到1211. 76處，太陽能熱水器推廣達1688，91萬m3。太陽灶推廣38. 66萬臺。太陽房推廣達1033. 62萬m3。生物質(zhì)能源的有效利用，為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟快速健康發(fā)展和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整作出了貢獻。
甘肅省的生物質(zhì)能源開發(fā)利用和農(nóng)村能源建設(shè)經(jīng)過20多年的不懈努力，也取得了顯著的成效。全省混用沼氣用，1t累計達到6. 2262萬戶，綜合利用3.2435萬戶，總產(chǎn)氣量1898.39萬m3；秸稈氣化4處．供氣戶1340戶，總產(chǎn)氣量20.16萬m3；推廣太陽灶近20萬臺，太陽能熱水器14萬m3，太陽房40萬m3，日光溫室5萬畝；風(fēng)力發(fā)電機2832臺，裝機481kw;建成微水電站107處，總裝機2801kw；營造薪炭林280萬畝，種植薪草75萬畝，以上節(jié)約和開發(fā)能源量181萬t標(biāo)煤。甘肅有5個縣列入“八五”國家實施的農(nóng)村能源綜合建設(shè)縣，完成25個大類72個單項項目，經(jīng)驗收各項指標(biāo)均達到了預(yù)定目標(biāo)，綜合建設(shè)項目的實施為全省農(nóng)村能源建設(shè)提供了經(jīng)驗。
但我們必須看到，同生物質(zhì)能開發(fā)利用的先進水平相比，甘肅仍有很大差距，處于滯后狀態(tài)。特別是在開展生物質(zhì)顆粒機壓制的生物質(zhì)能生物質(zhì)顆粒燃料研制及技術(shù)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)方面的差距更為明顯。生物質(zhì)利用所面臨的主要問題一是生物質(zhì)在柴灶中直接燃燒是生物質(zhì)能利用最普遍，最簡單的方式，但這種傳統(tǒng)的生物燃燒方法效率很低，也不方便。秸稈氣化、沼氣發(fā)酵是生物質(zhì)高效和潔凈利用的有效途徑，但因其體積密度、能量密度較小，運輸儲存難，費用高，大大限制了大型電廠對生物質(zhì)能的有效利用。二是生物質(zhì)供應(yīng)和價格不穩(wěn)定。生物質(zhì)由于受季節(jié)因素影響，供應(yīng)不穩(wěn)定，給大規(guī)模工業(yè)利用帶來困難。同時受播種面積和其他利用方式競爭的影響，使生物質(zhì)的價格不穩(wěn)定，加大了工業(yè)利用的經(jīng)營風(fēng)險。
2、國內(nèi)外生物質(zhì)成型燃料及設(shè)備的研究開發(fā)態(tài)勢
日本在20世紀(jì)50年代，研制出棒狀燃料成型機及相關(guān)的燃料設(shè)備；美國在1976年開發(fā)了生物質(zhì)顆粒及成型燃料設(shè)備；西歐一些國家在20世紀(jì)70年代已有了沖壓式成型機、顆粒成型機及配套的燃料設(shè)備；亞洲一些國家在20世紀(jì)80年代已建了不少物質(zhì)的質(zhì)固化、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠并研制出相關(guān)的燃料設(shè)備。日本、美國及歐洲一些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備已經(jīng)定型，并形成了產(chǎn)業(yè)化，在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等領(lǐng)域已普遍推廣應(yīng)用。生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備按規(guī)�？煞譃椋盒⌒蜖t、木片鍋爐、生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐、秸稈鍋爐、其它燃料鍋爐；按燃料形式可分為：片燒爐、捆燒爐、顆粒層燃爐等。這些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備具有加工工藝合理、專業(yè)化程度高、操作自動化程度高、熱效率高、排煙污染小等優(yōu)點。但相對于我國存在著價格高、使用燃料品種單一、易結(jié)渣、電耗高等缺點，不適合于引進我國。東南亞一些國家生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備大多數(shù)為碳化爐與焦炭燃燒爐，直接燃用生物質(zhì)成型燃料的設(shè)備較少，同時這些燃料設(shè)備存在著加工藝差、專業(yè)化程度低、熱效率低、排煙污染嚴(yán)重、勞動強度大等缺點，燃燒設(shè)備還未定型，還需進一步的研究、試驗與開發(fā)，這些國家生物質(zhì)成型燃料鍋爐也不適合于引進我國。
隨著全球性大氣污染的進一步加劇，減少CO2等有害氣體凈排放量已成為世界各國解決能源與環(huán)境問題的焦點。由于生物質(zhì)成型燃料燃燒CO2的凈排放量基本為0，N02排放量僅為燃煤的1/5，CO2的排放量僅為燃煤的1/10，因此生物質(zhì)成型燃料直接燃用是世界范圍內(nèi)進行生物質(zhì)高效、潔凈化利用的一個有效途徑。
我國從20世紀(jì)80年代引進開發(fā)了螺旋推進式秸稈成型機，近幾年形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。例如，陜西省武功縣輕工機械廠研制的螺旋推進式秸稈成型機，遼寧省能源研究所研制的顆粒成型機，南京林產(chǎn)化工研究所研制的多功能成型機，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院研制的活塞式液壓成型機，在國內(nèi)都已形成了產(chǎn)業(yè)化。但國產(chǎn)成型加工設(shè)備在引進及設(shè)計制造過程中，都不同程度地存在著技術(shù)及工藝方面的問題，這就有待于去深入研究探索、試驗、開發(fā)。盡管生物質(zhì)成型設(shè)備還存在著一定的問題，但生物質(zhì)成型燃料已顯示出許多獨特優(yōu)點：
①便于儲存、運輸；
②使用方便、衛(wèi)生：
③燃燒效率高；
④是清潔能源，有利于環(huán)保。因此，生物質(zhì)成型燃料在我國一些地區(qū)已進行批量生產(chǎn)，并形成研究、生產(chǎn)、開發(fā)的良好勢頭。在我國未來的能源消耗中，生物質(zhì)成型燃料將占有越來越大的份額。
目前，我國對生物質(zhì)成型燃料燃燒所進行的基礎(chǔ)理論研究很少，對生物質(zhì)成型燃料的燃燒機理及動力學(xué)特征研究才剛剛開始，關(guān)于生物質(zhì)成型燃料燃燒理論與數(shù)據(jù)還沒有人系統(tǒng)地提出。關(guān)于生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的設(shè)計與研究也才開始起步。生物質(zhì)能作物的引進種植和生物質(zhì)顆料燃料的利用，在我國尚處于試驗研制階段。在包括甘肅在內(nèi)的西北地區(qū)，這項工作還未正式啟動，因而先行的試驗研究意義重大，是十分必要的。
3、我省開展生物質(zhì)能及顆料燃料的主要研制方向及示范推廣的重要意義
生產(chǎn)顆料燃料往往選擇熱值高，氮硫元素釋放較少的能量作物加工而成。能量作物種植可以為我國西部退耕區(qū)提供一種切實可行的經(jīng)營模式。退耕還種植能量作物，可保證退耕還林（草）生態(tài)工程措施的推行有經(jīng)濟上的動力。（以目前國內(nèi)生物質(zhì)顆料燃料生產(chǎn)的成本核算，能量作物原料收購價格可達200元／噸。）這樣也使得生物質(zhì)能的生產(chǎn)與防治沙塵暴、水土流失的生態(tài)措施相結(jié)合，將實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善和區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境措施（沙塵暴及土地退化防治）相結(jié)合。同樣，能量作物開發(fā)也同時為入侵的90多種雜草的資源化提供了一個可行的途徑。如果將它們作為能量作物開發(fā)，以地上部的總生物生產(chǎn)量為原料加工為顆料燃料，是一種最粗放的利用方式。因而將入侵雜草作為能量作物開發(fā)利用，是使其資源化的最現(xiàn)實的途徑之一。對甘肅省來說，在生物質(zhì)能及顆料燃料的開發(fā)利用方面應(yīng)進行的實驗研究，主要應(yīng)開展以下幾方面的工作：
1．引進、篩選甘肅主要退耕區(qū)適宜種植的，具有固土、固沙、涵水等生態(tài)功能的能量作物種類，以最大限度地兼顧退耕還林（草）生態(tài)建設(shè)工程的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，確定能量作物的合理種植模式和收獲體制。
2．深入開展基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。研究課題主要包括：各種生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)與發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合；經(jīng)濟上可行的生物質(zhì)熱氣化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和工藝；沼氣發(fā)酵殘留物利用機理和生物活性物質(zhì)研究及商品化開發(fā)；速生、高效、富含碳氫化合物的植物物種（包括植物、藻類和水生植物等）選育及推廣示范；植物油脂的改性及相關(guān)性能試驗；垃圾能源的規(guī)�；门c示范推廣；利用有機廢水的微生物發(fā)酵制氫（菌種優(yōu)化、選育工藝和裝置等）；生物質(zhì)熱解液化的實用化技術(shù)；沼氣和熱解氣化的集中供氣系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)等等。
3．設(shè)計生產(chǎn)低污染排放、高熱效率、多用途（取暖、燒水、炊事等）及低造價的生物質(zhì)能生物質(zhì)顆粒燃料燃燒爐具。
4．制訂能量作物的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟效益評估體系。生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料的研制與開發(fā)利用具有明顯的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。
5．把利用農(nóng)業(yè)廢棄資源與當(dāng)前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)合起來。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點之一是發(fā)展優(yōu)質(zhì)、專用、無公害農(nóng)產(chǎn)品，全面提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。大力發(fā)展農(nóng)村可再生能源技術(shù)，可促進養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，推進無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。
4、對我省開展生物質(zhì)能生物質(zhì)顆粒燃料研制與示范推廣工作的意見建議
為此，我們建議省上能夠?qū)ι镔|(zhì)能生物質(zhì)顆粒燃料的研制推廣工作給予高度的重視，在政策、項目和資金上給予支持、指導(dǎo)和推動，使這一有利于國計民生、有利于解決全球所面臨的生態(tài)危機、具重大戰(zhàn)略意義的能源開發(fā)工作能夠盡快啟動。
4.1繼續(xù)增強國家和省上的政策支持
目前國內(nèi)生物質(zhì)資源開發(fā)利用的成本一般比較高，因此僅靠市場機制來進行調(diào)控和發(fā)展是不大現(xiàn)實的，還得依賴國家和省上政策的支持，包括：戰(zhàn)略上制定中、長期生物質(zhì)能的發(fā)展規(guī)劃：給予發(fā)展生物質(zhì)能以優(yōu)惠貸款、延長還貸期、降低貸款利率、減少稅種、降低稅率等：對投資、生產(chǎn)和使用生物燃料的企業(yè)補貼資助：建立合理高效的管理機制等等。
4.2深人開展基礎(chǔ)和應(yīng)用轉(zhuǎn)化研究
21世紀(jì)生物質(zhì)能利用前景十分廣闊，但真正實際應(yīng)用還取決于生物質(zhì)的各種轉(zhuǎn)化利用技術(shù)能否突破，研究課題主要包括：各種生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)與發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合；經(jīng)濟上可行的生物質(zhì)熱氣化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和工藝；沼氣發(fā)酵殘留物利用機理和生物活性物質(zhì)研究及商品化開發(fā)；速生、高效、富含碳氫化合物的植物物種選育及推廣示范；植物油脂的改性及相關(guān)性能試驗；垃圾能源的規(guī)�；门c示范推廣；利用有機廢水的微生物發(fā)酵制氫（菌種優(yōu)化、選育工藝和裝置等）；生物質(zhì)熱解液化的實用化技術(shù)；沼氣和熱解氣化的集中供氣系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)等等。
4.3進一步加大宣傳力度
提高國民的能源危機和環(huán)境意識，加強國民對生物質(zhì)能等新的可再生能源的認(rèn)識，同時也要加大以生物質(zhì)資源為基礎(chǔ)的開發(fā)項目的市場開發(fā)力度，充分挖掘其潛力。
4.4把利用農(nóng)業(yè)廢棄資源與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整結(jié)合起來
農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點之一是發(fā)展優(yōu)質(zhì)、專用、無公害農(nóng)產(chǎn)品，全面提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。大力發(fā)展農(nóng)村可再生能源技術(shù)，可促進養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，推進無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。
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