生物质能利用技术发展现状
生物质能利用技术发展现状
生物质能是一种重要的可再生能源，直接或间接来自植物的光合作用，一般取材于农林废弃物、生活垃圾及畜禽粪便等，可通过物理转换（固体成型燃料）、化学转换（直接燃烧、气化、液化）、生物转换（如发酵转换成甲烷）等形式转化为固态、液态和气态燃料。由于生物质能具有环境友好、成本低廉和碳中性等特点，迫于能源短缺与环境恶化的双重压力，各国政府高度重视生物质资源的开发和利用。近年来，全球生物质能的开发利用技术取得了飞速发展，应用成本快速下降，以生物质产业为支撑的“生物质经济”被国际学界认为是正在到来的“接棒”石化基“烃经济”的下一个经济形态。因此，系统梳理生物质能技术的发展现状及趋势，明确我国发展生物质能面临的挑战并制定未来策略，对推动我国生态文明建设、能源革命和低碳经济发展，保障美丽乡村建设、应对全球气候变化等国家重大战略实施具有重要意义。
生物质能发展现状
随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，加快开发利用生物质能等可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动，也是全球能源转型及实现应对气候变化目标的重大战略举措。生物基材料、生物质燃料、生物基化学品是涉及民生质量和国家能源与粮食安全的重大战略产品。2017年，全球生物基材料与生物质能源产业规模超过1万亿美元，美国达到4000亿美元。美国规划2020年生物基材料取代石化基材料的25％；全球经济合作与发展组织（OECD）发布的“面向2030生物经济施政纲领”战略报告预
计，2030年全球将有大约35％的化学品和其他工业产品来自生物制造；生物质能源已成为位居全球第一的可再生能源，美国规划到2030年生物质能源占运输燃料的30％，瑞典、芬兰等国规划到2040年前后生物质燃料完全替代石油基车用燃料。
目前，世界各国都提出了明确的生物质能源发展目标，制定了相关发展规划、法规和政策，促进可再生的生物质能源发展。例如，美国的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北欧的生物质发电、德国的生物燃气等产业快速发展。
经过多年的努力，我国科学家也在生物质能源的几个研究领域中占据国际领先或者齐平的地位。在国家相关经费尤其是中国科学院战略性先导科技专项的支持下，中国科学院以具有颠覆性特色的木质纤维素原料制备生物航油联产化学品技术、支撑国家燃料乙醇和生物质燃料产业发展的农业废弃物醇烷联产技术为核心，突破关键技术并进行工业示范。针对低值生物质资源的高值利用难题，已建立了国际首套百吨级秸秆原料水相催化制备生物航油示范系统，产品质量达到?ASTM－D－7566（A2）标准，并拟于近年建成国际首套千吨级示范系统、千吨级呋喃类产品／异山梨醇的中试与工业示范、30?万吨秸秆乙醇及配套热电联产工业示范、年千万立方米生物燃气综合利用与分布式供能工业化示范工程等一批体现技术特色、区域特色和产品特色的示范工程，进一步强化保持我国以上生物质能领域技术创新的国际领先地位。
生物质能技术主要包括生物质发电、生物液体燃料、生物燃气、固体成型燃料、生物基材料及化学品等，以下将针对各个具体技术的发展现状分别进行分析。生物质发电技术
生物质发电技术是最成熟、发展规模最大的现代生物质能利用技术。目前，全球共有?3?800?个生物质发电厂，装机容量约为?6?000?万千瓦，生物质发电技术在欧美发展最为完善。丹麦的农林废弃物直接燃烧发电技术，挪威、瑞典、芬兰和美国的生物质混燃发电技术均处于世界领先水平。日本的垃圾焚烧发电发展迅速，处理量占生活垃圾无害化清运量的?70％?以上。
我国的生物质发电以直燃发电为主，技术起步较晚但发展非常迅速。截至?2017?年底，我国生物质发电并网装机总容量为?1?476.2?万千瓦，其中农林生物质发电累计并网装机?700.9?万千瓦，生活垃圾焚烧发电累计并网装机?725.3?万千瓦，沼气发电累计并网装机?50.0?万千瓦；我国生物质发电装机总容量仅次于美国，居世界第二位。
生物液体燃料
生物液体燃料已成为最具发展潜力的替代燃料，其中生物柴油和燃料乙醇技术已经实现了规模化发展。
2017?年全球生物柴油的产量达到?3?223.2?万吨，美国、巴西、印尼、阿根廷和欧盟是生物柴油生产的主要国家和地区，其中欧盟的生物柴油产量占全球产量的?37％，美国占?8％，巴西占?2％。我国生物柴油生产技术国际领先，国家标准也已与国际接轨，但由于推广使用困难，导致目前国内生物柴油产量呈逐年下滑态势。
2017?年全球生物燃料乙醇的产量达?7?981?万吨，美国和巴西是燃料乙醇生产量最大的国家，产量分别为?4?410?万吨和?2?128?万吨。我国以玉米、木薯等为原料
的?1?代和?1.5?代生产技术工艺成熟稳定，以秸秆等农林废弃物为原料的?2?代先进生物燃料技术已具备产业化示范条件，目前我国生物燃料乙醇产量约为?260?万吨／年，仅占全球总产量的?3％，仍然有较大的发展空间。
我国利用纤维素生产生物航油技术取得突破，实现了生物质中半纤维素和纤维素共转化合成生物航空燃油，目前已在国际上率先进入示范应用阶段。利用动植物油脂为原料，采用自主研发的加氢技术、催化剂体系和工艺技术生产的生物航空燃油已成功应用于商业化载客飞行示范，这使我国成为世界少数几个拥有生物航空燃油自主研发生产技术并成功商业化的国家。
生物燃气技术
生物燃气技术已经成熟，并实现产业化。欧洲是沼气技术最成熟的地区，德国、瑞典、丹麦、荷兰等发达国家的生物燃气工程装备已达到了设计标准化、产品系列化、组装模块化、生产工业化和操作规范化。德国是目前世界上农村沼气工程数量最多的国家；瑞典是沼气提纯用于车用燃气最好的国家；丹麦是集中型沼气工程发展最有特色的国家，其中集中型联合发酵沼气工程已经非常成熟，并用于集中处理畜禽粪便、作物秸秆和工业废弃物，大部分采用热电肥联产模式。
我国生物质气化产业主要由气化发电和农村气化供气组成。农村户用沼气利用有着较长的发展历史，但生物燃气工程建设起步于?20?世纪?70?年代。我国目前在生物质气化及沼气制备领域都具有国际一流的研究团队，如中国科学院广州能源研究所、中国科学院成都生物研究所、农业农村部沼气研究所、农业农村部规划设计研究院和东北农业大学等，这为相关研究提供了关键技术及平台基础。近年来，规模化生物燃气工程得到了较快的发展，形成了热电联供、提纯车用并网等模式。
固体成型燃料技术
欧美的固体成型燃料技术属于领跑水平，其相关标准体系较为完善，形成了从原料收集、储藏、预处理到成型燃料生产、配送和应用的整个产业链。目前，德国、瑞典、芬兰、丹麦、加拿大、美国等国的固体成型燃料生产量均可达到?2?000?万吨／年以上。
我国生物质固体成型燃料技术取得明显的进展，生产和应用已初步形成了一定的规模。但近几年，我国成型燃料产业发展呈现先增后降趋势，全国年利用规模由?2010?年的?300?万吨增长到?2014?年的?850?万吨，2015?年后开始回落，主要是因为生物质直燃发电的环境效益受到争议，部分省份甚至限制了生物质直燃、混燃发电项目。此外，我国很多中小型成型燃料生产车间因为环境卫生不达标而被强制关停。
生物基材料及化学品
生物基材料及化学品是未来发展的一大重点，目前，世界各国都在通过多种手段积极推动和促进生物基合成材料的发展。随着生物炼制技术和生物催化技术的不断进步，促使高能耗、高污染的有机合成逐渐被绿色可持续的生物合成所取代，由糖、淀粉、纤维素生产的生物基材料及化学品的产能增长迅猛，主要是中间体平台化合物、聚合物占据主导地位。我国生物基材料已经具备一定产业规模，部分技术接近国际先进水平。当前，我国生物基材料行业以每年?20％—30％?的速度增长，逐步走向工业规模化实际应用和产业化阶段。
生物质能发展趋势
生物质能成本不断降低
预计到?2020?年前，生物质混燃发电的技术成本将低于燃煤发电；生物质直燃发电的技术成本在?2025—2030?年可与燃煤发电持平，生物质气化发电技术成熟时间约为?2030?年，可成为未来生物质发电的重要途径。生物质热电联产供热的成本到?2020?年前即可与燃煤供热全成本相当。生物质锅炉供热则需到?2025—2030?年才能与燃煤供热全成本相当。到?2020?年，养殖场畜禽粪便制取沼气的成本与天然气接近，其他生物质原料生产的沼气以及生物质热解气成本均可低于天然气，是未来天然气的有效补充。到?2022?年，以非粮淀粉类和糖类为原料的生物乙醇成本可与同时期汽油成本相当，到?2025—2030?年，纤维素乙醇的成本与同时期汽油成本相当。
生物质液体燃料和生物燃气的大产业时代即将到来
生物质液体燃料被列为我国“十三五”重点项目；2018?年底，国家能源局向各省及?9?家央企下发了《国家能源局综合司关于请编制生物天然气发展中长期规划的通知》，生物质燃气被列入国家能源发展战略，生物质液体燃料和生物质燃气大规模替代化石能源的时代即将到来。美国计划到?2025?年生物质燃料替代中东进口原油的?75％，2030?年生物质燃料替代车用燃料的?30％；德国预计到?2020?年沼气发电总装机容量达到?950?万千瓦；日本计划在?2020?年前车用燃料中乙醇掺混比例达到?50％?以上；另外印度、巴西、欧盟分别制定了“阳光计划”“酒精能源计划”和“生物燃料战略”，加大生物质燃料的应用规模。预计到?2035?年，生物质燃料将替代世界约一半以上的汽、柴油，经济环境效益显著。
高值化生物基材料及化学品越来越受重视
在市场经济和产业竞争激烈的今天，高值化生物质产品开发是生物质能发展趋势之一，如高品质生物航油、军用特种燃油增能添加剂、军用超低凝点柴油、己二酸、高分子单体乙二醇、低成本生物塑料和生物质染色剂等。目前，我国生物质现代高值利用技术突破已经到了新时代，与发达国家技术同步发展，具备支撑产业的发展的基础。例如，大规模利用秸秆做生物航油、性能优良的生物基材料、高附加值化学品等技术已经领先于发达国家，具有经济竞争力，仍需进一步夯实国际领先地位。当前中美贸易摩擦正处于焦灼时刻，应紧紧抓住国际、国内发展战略机遇期，系统规划“另一半农业——农业生物质与生物质能源”的综合利用和发展策略，这将对我国社会经济的转型发展发挥重要作用。
多学科交叉，多技术深度融合发展
随着现代信息技术、生物技术、计算机技术、先进制造技术、高分子材料等领域取得的重大科学突破，“互联网＋”“大数据”和“人工智能”将为生物质能发展带来新的机遇，多学科深度融合将成为未来发展的必然趋势，生物质能开发利用将呈现多元化、智能化和网络化的发展态势。
新型生物质大规模发展
随着生物质产业的飞速发展，传统生物质资源不足以支撑庞大的生物质资源需求，在高效循环利用传统农林生物质的基础上，必须发展新型生物质（如藻类和能源植物等）以满足产业发展需求。
我国生物质能面临的挑战
基础研究薄弱，源头创新不足
我国生物质发电在原料预处理及高效转化与成套装备研制等核心技术方面仍存在瓶颈。①生物质直燃发电技术方面。我国在锅炉系统、配套辅助设备工艺等方面与欧洲国家还有较大差距，燃烧装置沉积结渣和防腐技术需要突破；气化发电技术存在效率低、规模小、副产物处置难等缺点；混烧发电技术还没有建立完善的混烧比例检测系统、高效生物质燃料锅炉及其喂料系统。②生物质液体燃料方面。我国纤维素原料燃料乙醇生产技术尚处于中试阶段；生物质合成燃料技术仍处于起步阶段；生物质液体燃料的转化反应机理、高效长寿命催化剂、酶转化等方面的基础研究薄弱，精制工艺和副产物回收技术开发力度不足，存在转化率不高、产品质量不稳定等问题。③生物质燃气方面。我国生物质制氢仍停留在实验室阶段，催化合成气技术处于中试阶段；沼气技术发展迅速，大中型沼气工程建设速度明显加快，但高效厌氧发酵技术、沼气提纯与储运技术需进一步提高。④生物质成型燃料方面。固体成型燃料的成型粘接机制和络合成型机理尚不清楚。
⑤生物基化学品及材料方面。与国际先进水平相比，我国在产品性能、制造成本、关键技术集成与产业化规模等方面还存在较大差距。能源植物资源品种培育的分子遗传育种才刚起步，且对培育出来的优良品种的利用与推广较少。
关键技术和装备国际依存度高
发达国家在生物质资源利用和产品制造领域已居于领先地位并且占领了产业主导权。为了维护其引领产业发展的战略地位和经济利益，发达国家普遍对生物质转化利用的核心技术进行封锁和垄断，我国很多关键技术（如生物质转化的纤维素酶、己二酸等平台化合物、高分子单体乙二醇、高性能低成本生物塑料单体技术和非金属仿真催化剂等）和关键设备（如流动反应器、集储设备的打结器、反
应器自控系统等）依赖进口，导致生物质原料规模化生产、集储效率低，产业成本高。
生物质资源未能高效利用成为污染源
我国每年约产生作物秸秆?9?亿吨，畜禽粪便?45?亿吨，林业三剩物?4.5?亿吨，农业加工剩余物?1?亿吨，以及生活垃圾?2?亿吨。这些生物质资源大部分没能有效资源化利用，而是被露天焚烧或者随意丢弃，成为大气污染、水体污染和土壤污染的源头。如果将这些有机废弃物转化成生物质能源或产品，每年可减少上千万吨的化学需氧量（COD）排放量，每年减少CO2排放量约?20?亿吨、NOx排放量约?200?万吨、SO2排放量约?560?万吨、粉尘约?3?亿吨。
我国生物质发展对策
加强原始性创新，促进生物质高值综合利用
生物质资源利用要走综合化、高值化的路径。在高值化的研究方面需要深入认识生物质不同营养组织、不同生长阶段的微观结构及其演变规律，探索生物质结构演变规律对解聚特性的影响。融合更多学科的知识与研究方法，多维度、多视角地对生物质的水热转化过程进行研究，逐步丰富与完善生物质水热催化转化理论与方法。树立多元化利用新理念，发展生物质资源高效转化为燃料、化学品、材料等多种产品的特色技术和理论体系。
生物质综合利用重点是发展绿色制造、促进多能互补、开展工农一体化利用。绿色制造要以工业生物技术为核心，结合生物学、化学、工程学等技术，从生物质等原料出发，构建生产化学品、能源与材料的新工业模式。多能互补是建立适应
社会可持续发展的“品级对口、多子相干、能势匹配、多能互补、碳氢循环”的能源转化利用新理念，构建洁净低碳、安全高效的国家能源供应与转化利用新体系，实现多能互补、提质增效的能源综合高效转化利用模式。生物质资源工农一体化利用是将生物燃料、肥料、饲料进行一体化设计，实现生物质全组分的高效转化与循环利用。
加强顶层设计，进行系统设计规划
发展生物质能技术，必须与美丽乡村建设、精准扶贫等国家重大战略相结合。要统筹考虑各种需求，协同考虑能源、资源、环境、生产模式、生活方式等，进行多元技术集成；要通过工业化的手段实现技术的规模化、组织化、装备化；采用市场化的运行模式，将资本运作、技术服务、商品交易等融入生物质能产业的发展中。必须转变农村零散化、个体化的生产生活模式，设计、规划与人居环境相耦合的集中养殖和集中种植区域，以农村废物循环代谢及资源化、能源化利用为控制要素，实现废物的近零排放与资源最大化利用，构建生产－生活－生态一体化协调发展的新的农村发展模式，以实现连片发展、协同发展、规模发展。
构建多种废物协同处理的能源化工系统
构建智能化、规模化多原料来源的物理、化学、生物转化一体的农村废弃物综合利用系统，改变传统单一处置模式，增进各种生物质的互补与融合，实现多种废弃物协同处置与多联产。主要包括：畜禽粪便－能源作物协同处置与能源化利用系统、农村垃圾－畜禽粪便－生物质废物协同处置与多联产系统、多联产技术产品深加工系统等，建设“代谢共生产业园”，实现区域内单一工程对各类乡村废
物处置利用，实现各类农村废物全量协同资源化利用，将农林废弃物转化为可燃气、化工原料、有机肥及其他资源，提高农村废弃物综合利用的有效性和经济性。加强国际交流与合作
引进国外先进的生物质利用技术和设备，并进行消化、吸收和再创新，加快研制生物质关键技术和装备，打破国际垄断，建立拥有自主知识产权的技术体系，建立符合中国国情的生物质能开发利用结构体系；加强平台建设并完善技术创新体系，依托科研院所、大学和大型骨干企业，联合国内相关机构，组建工程技术中心及重点实验室。设立重大科技专项，对农林废物能源化工系统、生活固废综合利用系统、特色农林废物资源化系统、畜禽粪便能源化工系统、多种废物协同处置与多联产系统及能源植物选种育种与利用系统等技术方向的关键技术开展技术攻关。推进生物质能人才培育纳入人才规划纲要，特别是针对能源植物、生物质功能材料利用领域的科研人才。
我国生物质未来发展重点
生物液体燃料
突破农林畜牧废弃物转化为航空煤油、生物柴油和乙醇等生物质液体燃料的能源化工关键技术，加快推进生物质液体燃料清洁制备与高值化利用技术产业化。加快推进新一代木质纤维素生物航油技术研发和标准制定，打破发达国家在传统航油、费托合成油、油脂生物航油技术壁垒，提升我国生物航空燃油产业的国际竞争力；创新解决新型生物质能源的培养与转换技术，掌握藻转化制取液体燃料的反应调控机制及改性提质原理，突破产油微藻核心性状的遗传多样性、进化途径
与诱变育种技术，显著提高燃料的转化效率，使得微藻固碳制油成本显著降低；加快燃料乙醇推广应用，促进原料多元化供应，适度发展非粮燃料乙醇；升级改造生物柴油项目，加快推进生物柴油在交通领域的产业化应用。未来，生物质转化为液体燃料的技术将取得重大突破，一大批示范工程和产业基地将建立，生产规模将达到年产千万吨级以上。
生物天然气
结合国家调整能源消费结构、减排克霾、乡村振兴的需要，推进生物天然气技术进步及商业化。突破高负荷温度厌氧消化及“三沼”利用等关键技术，实现各项技术优化及工程示范推广；建立高负荷厌氧消化稳定控制系统，加强厌氧消化过程生物强化制剂研究，突破严寒地区中温厌氧消化恒温补偿机理；开展沼气集中供气、热电联供、纯化车用及入网成套关键技术研发，突破沼气生物甲烷化原位脱碳及制备化工产品关键技术，实现沼气能源化工利用；通过移动式沼气提纯及吸附式储运关键技术研发，突破沼液水肥一体化施用、浓缩调质制水溶肥及沼液氮磷矿化回收和生产饲料／材料关键技术，实现沼液养分回收利用；突破保氮保水等生物有机肥制备关键技术，开展催腐、除臭、保水、保氮堆肥专用菌剂研究，突破模块化移动式堆肥装备研发关键技术，实现通过沼渣生产功能有机肥。开展规模化生物天然气工程和大中型沼气工程建设，落实沼气和生物天然气增值税即征即退政策，支持生物天然气和沼气工程开展碳交易项目。
生物基材料及化学品
针对生物基材料产品功能单一、产品性能和附加值低等问题，利用农林生物质资源，重点突破纤维素／木质素大分子动态键合、活性可控聚合、天然大分子自组
装及可控光催化聚合等定向合成及功能化改性关键技术，创制具有高机械强度、光磁、抗菌、环境响应、自修复、缓释等性能的化学品，构建高性能、高附加值产品技术体系，实现生物质原料对石化原料的大规模替代；突破提取剩余物热解制备生物炭关键技术，生物炭物理活化与高效利用关键技术及生物炭制备过程能量自给系统关键技术，加快推动生物炭功能材料利用；加快推进特色有机废物（如板栗壳、椰壳、虾头、葛根等）的高值化利用。
固体成型燃料供热
针对我国固体成型燃料现状，形成从秸秆原料收集、储存、运输成型、配送到高效转化的完善产业链。通过技术研发掌握生物质成型粘接机制和络合成型机理，实现生物质成型燃料的高品质化和低能耗化。加强大型生物质锅炉低氮燃烧关键技术进步和设备制造，推进设备制造标准化系列化成套化。加强检测认证体系建设，强化对工程与产品的质量监督。
生物质发电
进一步完善适合我国国情的秸秆燃烧发电技术和配套设施，使秸秆燃烧发电的效率和运行时间与燃煤电厂接近；掌握生物质燃烧装置沉积结渣和腐蚀特性，改善生物质直燃项目的运行品质和可靠性。突破低结渣、低腐蚀、低污染排放的生物质直燃发电技术、混燃发电计量检测技术与高效洁净的气化发电技术，并通过技术装备创新实现大规模产业化应用。加快推进清洁环保的垃圾焚烧发电技术，积极建设垃圾填埋气发电项目，因地制宜推进沼气发电项目建设，综合利用工业有机废水和城市生活污水生产沼气并发电。提高生物质热电联产的效率，积极推动生物质分布式能源系统建设。
作为可再生能源的“核心”，生物质能的开发利用不仅能改善生态环境，有力支撑美丽宜居乡村建设，同时可解决我国农村的能源短缺，推进农村能源革命，并促进绿色农业发展，创造新的经济增长点，是实现能源、环境和经济可持续发展的重要途径。在新时代，生物质资源利用要走综合化、高值化的路径。紧紧围绕城乡一体化发展、乡村振兴与环境污染治理重大需求，通过科学技术突破，尤其是基础科学发现，找到生物质高值利用的新路径，找到生物质产业发展的新方案。重点瞄准生物基材料、化学品、高品质燃料等高值化的转化途径，依靠科技创新增加产业附加值，实现生物质产业的转型升级。目前生物质能产业正处于技术攻坚和商业化应用开拓的关键阶段，生物质能的发展需结合我国实际情况，面对各种挑战，做好顶层设计，把握具有基础性、前瞻性的技术发展方向，创新发展模式，为我国生物质能产业的快速发展提供科技支撑。
（作者：马隆龙，中国科学院广州能源研究所；唐志华，中国科学院广州能源研究所；汪丛伟，中国科学院广州能源研究所；孙永明，中国科学院广州能源研究所；吕雪峰，中国科学院青岛生物能源与过程研究所；陈勇，中国科学院广州能源研究所。《中国科学院院刊》)
生物质能的开发与利用
摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，简明概述了生物质能特点，利用及利用途径，以及开发利用生物质能对中国的意义。 关键词：生物质能源；开发；利用；意义 20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。 1 生物质能源的概念 生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。 生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。 生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。 2．生物质能的特点 1) 可再生性 生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用； 2) 低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应； 3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能； 4) 生物质燃料总量十分丰富 生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多 3.生物质能的利用 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系
生物质能源的开发利用及其意义
生物质能源的开发利用及其意义 N090204131 周小冬 摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，简明概述了生物质能特点，利用及利用途径，以及开发利用生物质能对中国的意义。 关键词：生物质能源；开发；利用；意义 中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 1 生物质能源的概念 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 2 生物质能的分类 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
我国生物质能的发展现状
生物质能及其在我国的发展空间 内容摘要:世界能源危机和全球环境日益恶化迫使人们开发可再生的能源。生物质能源作为一种可再生的新能源已经受到世界各国的高度重视。针对国内外生物质能的发展现状,本文概述了生物质能源的概念,并分析了我国对生物质能的利用,主要包括:沼气及沼气发电、农林生物质发电、生物固体成型燃料等。 关键词:生物质;生物质能;产业;沼气;生物质发电;生物质燃料;能源作物 一.概述 近年来,在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中,可再生的清洁能源以 及能源的多元化倍受关注,生物质能成为其中的一个新亮点。 为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义,目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源。中国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大,其中生物质能的开发潜力更大。 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。据有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。 生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工 业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能,直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%。生物质能的优点是燃烧容易,污染少,灰分较低;缺点是 热值及热效率低,体积大而不易运输。
生物质能及其利用
生物质能及其利用 1 生物质能的概述 生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。 2 生物质能的分类 2.1 林业资源 林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等 2.2 农业资源 农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指
各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 2.3生活污水和工业有机废水 生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、 1 洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主 要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。 2.4城市固体废物 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。 2.5 畜禽粪便 畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸 秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。2.6沼气 沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体,通常可以供农家用来烧饭、照明。 3 生物质能的特点 3.1可再生性 生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风 能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
生物质能
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass脂肪燃生物质能料快艇energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 生物质能是人类用火以来，最早直接应用的能源。随着人类文明的发展，生物质能的应用研究开发几经波折，最终人们深刻认识到，石油、煤、天然气等化石能源的有限性，同时无节制地使用化石能源，大量增加CO2、粉尘、SO2等废弃物的排放，污染了环境，给人类赖以生存的星球，造成十分严重的后果。而使用大自然馈赠的生物质能源，几乎不产生污染，资源可再生而不会枯竭，同时起着保护和改善生态环境的重要作用，是理想的可再生能源之一。 生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。它一直是人类赖以生存的重要能源，仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第4位，在整个能源系统中占有重要的地位。据预测，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。生物质能通常包括：木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便。 生物质能的优点：一是可再生性。二是低污染性。生物质的硫含量、氮含量低，生物质作为燃料时，燃烧过程中的硫化物和氮化物较少，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于其燃烧时排放的二氧化碳量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零;用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应，促进生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源危机与环境问题的重要途径之一。三是广泛分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。四是具有燃烧容易，灰分低的特点]。 但由于技术和经济的原因以及可再生能源分布较为分散，能量密度、热值及热效率低等特点，目前其利用率尚不高，仅占全球能源消耗总量的22%。 中国生物质能资源现状及潜力 生物质能资源，按原料的化学性质分，主要为糖类、淀粉和木质纤维素类。按原料来源分，则主要包括以下几类：①农业生产废弃物，主要为作物秸秆;②薪柴、枝桠柴和柴草;③农林加工废弃物，木屑、谷壳和果壳;④人畜粪便和生活有机垃圾等;⑤工业有机废弃物，有机废水和废渣等;⑥能源植物，包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源等]。我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论生物质能资源50亿吨左右，是我国目前总能耗的4倍左右。 目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾、林业生物质、能源作物等。 我国幅员辽阔，人口众多，生物质分布十分广泛，约有80%的人口居住在农村;太阳能资源丰富，全国各地太阳能年辐射总量在335～835kJ/cm^2之间。因此，通
生物质能论文
生物质能的现状及发展 商学院
生物质能的现状及发展 一、生物质能概述 化石资源的过度消耗引发了能源和环境危机, 寻找不可再生资源的替代品成为人类社会生存发展面临的重大问题。生物质能源环境友好, 可再生, 并且有丰富的存量, 且从生物质出发, 获得多种形态的能源成为了研究热点和投资热点。生物质是指由光合作用产生的各种有机体。生物质能则是以生物质为载体的、蕴藏在生物质中的能量, 即绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量形式。它除了可以提供燃烧热, 还可以制成种类繁多的重要化工品及气、液、固的能源形态, 尤其是可以作为交通燃料的制备原料。生物质的研究在推动化学工业和能源燃料可持续发展中已经并将继续发挥重要作用。生物质资源按其来源分类可分为: 一是木材及森林; 二是农业废弃物; 三是水生植物; 四是油料植物; 五是城市和工业有机废弃物; 六是动物粪便。生物质的应用和开发在政策层面上引起了各国的重视, 我国在生物能源产业发展十一五规划中, 突出了五个方面: 1.提高能源植物的数量和质量;2. 从原料到技术发展燃料乙醇工业。3.加快生物柴油产业化的步伐。4.推进生物质发电和供热。5.促进生物质转化为致密成型燃料。利用生物质能方式主要有: 一是热化学转换技术, 获得木炭焦油和可燃气体等高品位的能源产品,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法; 二是生物化学转换法, 主要指生物质在微生物的发酵作用下, 生成沼气、酒精等能源产品; 三是利用油料植物所产生的生物油;四是直接燃烧技术, 包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。 二、生物质资源量 1.全球的生物质资源 生物质能仅次于三大化石能源位列第四, 存量丰富且可再生,具备很大的发展前景。全球每年经光合作用产生的生物质约1700 亿吨, 其能量相当于全球能量年消耗总量的 10 倍, 而作为能源的利用量还不到总量的1% ,开发潜力巨大。目前来自生物质的能量约占全球消耗能量的14%。其中发达国家每年 3%左右的能源来自生物质能, 发展中国家生物质利用约占这些国家能源消耗的 35%。按照一些国际能源组织测算, 随着化石能源的枯竭和价格的增长, 到 2015 年, 全球总能耗有 40%来自生物质能源。 2.我国的生物质资源 据估计, 我国每年产生的生物质总量有 50 多亿吨(干重), 相当于 20 多亿吨油当量, 约为我国目前一次能源总消耗量的 3 倍,目前我国商品化的生物质能源仅占一次能源消费的 0.5%左右。即使考虑到中国有坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则, 秸秆、畜禽粪便等农业农村废弃物和林木枝桠等林业废弃物发展生物质能源的存量仍然很大。据 2003 年不完全统计, 我国每年仅可收集的农业废弃物及禽畜粪便资源就可达 10 亿吨, 其中农作物秸秆总量则有 6.5 亿吨,除部分作为造纸原料、炊事燃料、饲料肥料和秸杆还田之外, 可作为能源用途的秸秆约 3.5 亿吨,折合 1.8 亿吨标准煤, 可以转化为 1 亿吨燃料酒精
生物质能利用技术发展现状
生物质能利用技术发展现状 生物质能是一种重要的可再生能源，直接或间接来自植物的光合作用，一般取材于农林废弃物、生活垃圾及畜禽粪便等，可通过物理转换（固体成型燃料）、化学转换（直接燃烧、气化、液化）、生物转换（如发酵转换成甲烷）等形式转化为固态、液态和气态燃料。由于生物质能具有环境友好、成本低廉和碳中性等特点，迫于能源短缺与环境恶化的双重压力，各国政府高度重视生物质资源的开发和利用。近年来，全球生物质能的开发利用技术取得了飞速发展，应用成本快速下降，以生物质产业为支撑的“生物质经济”被国际学界认为是正在到来的“接棒”石化基“烃经济”的下一个经济形态。因此，系统梳理生物质能技术的发展现状及趋势，明确我国发展生物质能面临的挑战并制定未来策略，对推动我国生态文明建设、能源革命和低碳经济发展，保障美丽乡村建设、应对全球气候变化等国家重大战略实施具有重要意义。 生物质能发展现状 随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，加快开发利用生物质能等可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动，也是全球能源转型及实现应对气候变化目标的重大战略举措。生物基材料、生物质燃料、生物基化学品是涉及民生质量和国家能源与粮食安全的重大战略产品。2017年，全球生物基材料与生物质能源产业规模超过1万亿美元，美国达到4000亿美元。美国规划2020年生物基材料取代石化基材料的25％；全球经济合作与发展组织（OECD）发布的“面向2030生物经济施政纲领”战略报告预
计，2030年全球将有大约35％的化学品和其他工业产品来自生物制造；生物质能源已成为位居全球第一的可再生能源，美国规划到2030年生物质能源占运输燃料的30％，瑞典、芬兰等国规划到2040年前后生物质燃料完全替代石油基车用燃料。 目前，世界各国都提出了明确的生物质能源发展目标，制定了相关发展规划、法规和政策，促进可再生的生物质能源发展。例如，美国的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北欧的生物质发电、德国的生物燃气等产业快速发展。 经过多年的努力，我国科学家也在生物质能源的几个研究领域中占据国际领先或者齐平的地位。在国家相关经费尤其是中国科学院战略性先导科技专项的支持下，中国科学院以具有颠覆性特色的木质纤维素原料制备生物航油联产化学品技术、支撑国家燃料乙醇和生物质燃料产业发展的农业废弃物醇烷联产技术为核心，突破关键技术并进行工业示范。针对低值生物质资源的高值利用难题，已建立了国际首套百吨级秸秆原料水相催化制备生物航油示范系统，产品质量达到?ASTM－D－7566（A2）标准，并拟于近年建成国际首套千吨级示范系统、千吨级呋喃类产品／异山梨醇的中试与工业示范、30?万吨秸秆乙醇及配套热电联产工业示范、年千万立方米生物燃气综合利用与分布式供能工业化示范工程等一批体现技术特色、区域特色和产品特色的示范工程，进一步强化保持我国以上生物质能领域技术创新的国际领先地位。 生物质能技术主要包括生物质发电、生物液体燃料、生物燃气、固体成型燃料、生物基材料及化学品等，以下将针对各个具体技术的发展现状分别进行分析。生物质发电技术
生物质能
生物质、生物质能及发展现状 韩进 5100209387 摘要：可持续发展已成为21世纪人类的共识，怎样利用可再生能源逐步取代日趋枯竭的不可再生能源是各国关注的焦点。生物质能被喻为及时利用的绿色煤炭，将成为未来能源的重要组成部分，对能源战略和环境保护具有重要意义。 关键词：生物质、生物质能、利用、现状 一、生物质 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。 二、生物质能 生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。在这里就不做累述。 生物质能具有以下特点： 1) 可再生性2) 低污染性3) 广泛分布性
生物质能利用技术(总8页)
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生物质能利用技术 摘要 生物质是可再生能源之一，分布广泛且资源丰富，对其的利用将会是未来能源发展的重要方向。为了了解生物质能利用技术，本文从沼气发酵工艺、燃料乙醇技术、直接燃烧技术、生物质热裂解、生物质气化、生物柴油这几个方向去介绍。总结得出近阶段中国适合发展小型规模的生物质能转化工艺，等到废弃农作物较为集中时才适合发展大型化的生物质能转化工艺。 关键词：生物质，木质纤维素，燃料乙醇，生物柴油 Abstract Biomass is one kind of the renewable energy, which is widely distributed and resourceful. Therefore, its utilization will be an important direction of future energy. In order to understand the biomass utilization technology, this paper will introduce from the biogas fermentation, fuel ethanol, direct combustion, biomass pyrolysis, biomass gasification, biodiesel. It is concluded that the development of small-scale biomass conversion technology is suitable now and the development of large-scale biomass conversion technology will not be suitable for China until the waste crops are concentrated. Key words: Biomass, Lignocellulose, Fuel ethanol, Biodiesel
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用 摘要：随着化石燃料的短缺和其使用时产生的污染问题的加剧，生物质能以其可再生、低污染、分布广泛等特点，日益受到世界各国的重视。本篇论文从生物质能的概念入手，综合国内外对生物质能利用现状分析其优势、利用技术及开发研究前景。 21世纪被誉为是“生物能源时代”，是生物的世纪,是科学技术飞速发展新世纪。可持续发展是当前经济发展的趋势所在，面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。 （一）新能源之生物质能研究背景 当代社会使用最广泛的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60％左右。但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多50—60年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但是直接应用煤炭严重污染环境。因此，为避免能源危机的出现，以化石能源为基础的常规能源系统正逐步持久的、多样化的、可以再生的新能源系统过渡。 我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。在能源领域面临的主要挑战是：(1)人均能源资源占有量不足，且分布不均；(2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高；(3)能源构成以煤为主；(4)工业部门消耗能源占有很大的比重；(5)农村能源短缺，以生物质能为主；(6)从能源安全
角度考虑，我国能源面临挑战；(7)能源品种结构不合理，优质能源供应不足；(8)能源工业技术水平有待进一步提高；(9)节能提效工作亟待加强等。 为此已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度：1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中明确提出，要“因地制宜地开发利用和推广大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”；连续在四个国家五年计划中将生物质能利用技术的研究与应用列为 重点科技攻关项目。国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》，提出了生物质能发展的目标任务，明确了相关扶持政策。科技部将生物柴油技术列入“十一五”国家863计划和国际科技合作计划。 在众多新能源中，生物质能拥有其独特的“至美”之处——既环保、安全。可再生，在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。如甜高粱，不仅可以通过能量转换替代化石液体燃料，保障能源安全，同时还能保障粮食安全，而且还能吸收二氧化碳，加工过程中无污染，原料得以物尽其用。 虽然现阶段生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小，但是其发展潜力不可估量。（二）生物质能概论 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能
生物质能源的发展现状与前景综述
生物质能源的发展现状与前景综述 曾令谦 (江西师范大学生命科学学院江西南昌 330022) 摘要生物质能源是倍受世界各国重视的可再生能源。文中介绍了生物质能源的优越性、多种类别及性能。本文综述了发展生物质能源的战略意义以及发展前景。文中列举了世界某些代表性国家或区域发展生物质能取得的成就，以及对比了我国对生物质能的发展及研究。与传统能源相比较，突出了发展生物质能能源的重要意义，以及广阔的市场前景。21世纪生物质能源必定成为世界各国争相开发利用，生物技术将有重大的进展和突破。 关键词：生物质能源 , 优越性 , 前景 , 战略意义 Abstract biomass energy is highly valued around the world renewable energy sources. This paper introduces the advantages of biomass energy, a variety of categories and performance. This paper reviews the development of biomass energy strategic significance and development prospect. This paper enumerates some typical countries in the world or the achievement of regional development of biomass energy, and compared the biomass can development and research of our country. Compared with the traditional energy, highlights the importance of developing biomass energy, and broad market prospect. Biomass energy in the 21st century must be rushed to the development and utilization of countries around the world, biotechnology will have significant progress and breakthrough. Keywords: biomass energy ，the superiority ，prospect ，strategic significance 1生物质能的优越性: 在包括太阳能、地热、风能、水能(水流、潮汐、热对流等)和生物质能的各种可再生能源中,相对来讲生物质能源的地区性限制和可控制性均比其他种类的再生能源有更多优势。凡是有阳光和水的地方均可通过人工集约培植获得生物质,并以多种形式将其转化成清洁、便于贮藏、运输的可再生能源。由于其比较优势较多,生产成本又低,所以近数十年来倍受世界各国重视。我国在2005年2月28日颁布了中国可再生能源法,其中第4条规定:国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域。第12条又说:国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域。这充分体现了可再生能源的开发将成为我国基本能源国策。生物质能源比其他几种再生能源有更大的群众参与性、多形式的可转换性和相对较少的开发投入性,这是在多种形式的再生能源中生物质能源被国家优先给予考虑的原因。从全世界范围看,生物质能源利用在各种形式的可再生能源利用的总份额中所占比重也最大,北欧一些国家已有大范围把生物能源转化成电力的经验[1]。
陕西省生物质能开发利用规划(2006～2020)
陕西省生物质能开发利用规划 为有效开发利用我省生物质能资源，改善能源结构，保护生态环境，增加农民收入，促进经济社会可持续发展，特制定《陕西省生物质能开发利用规划（2007～2020）》。 一、我省生物质能资源情况 （一）生物质能资源分类及潜力 我省生物质能资源较为丰富，常年可利用总量约1100万吨标煤，其中：秸秆、林业废弃物等能源作物占74%;畜禽粪便和城镇垃圾占26%。我省可收集利用的生物质能资源主要种类如下： 1、能源作物。主要有薯类、甜高粱、油葵等。薯类资源比较丰富,常年土豆种植面积约429万亩，产量约441万吨,50%以上的资源集中在榆林市;红薯种植面积约20万亩，产量约26万吨，主要集中在渭南、汉中地区。 2、农作物秸秆。我省主要有小麦、玉米、水稻、谷子、棉花、油菜、油葵等作物秸秆，常年总产量1600余万吨。其中，小麦秸秆约650万吨、玉米秸秆约800万吨、水稻秸秆约100万吨、棉花秆约50万吨。小麦、玉米、棉花秸秆的三分之二分布在关中，
水稻秸秆80％分布在汉中和安康。从发展趋势来看，秸秆总产量基本稳定。 3、畜禽粪便。全省现有养殖场、养殖小区约1100多个，加上农户散养，大家畜存栏总数约340万头、猪约1160万头、羊约930万只、家禽约7685万只，年产畜禽粪便总量约5000多万吨，其中可规模利用的畜禽粪便总量约800多万吨。 4、林业及其加工剩余物。全省林地总面积1.14亿亩，抚育间伐剩余物、经济林修剪枝条、薪炭林平茬等常年总量约1860万吨，可利用总量约515万吨。其中，渭北旱原及关中平原果区修剪枝条约230万吨；陕北薪炭林、防护林等受政策保护，林木剩余物按可利用15%计算，可收集量约80万吨；秦巴山区天然林资源储量较大，但受自然条件及政策限制，回收率低，按可利用15%计算，可收集量约150万吨；木材加工废弃物7万多吨，可全部收集利用。 5、木本油料能源林。我省主要有黄连木、文冠果、油桐、漆树、乌桕、花椒、油茶等树种，遍布全省，集中分布在秦巴山区和渭北黄土高原，总面积约685万亩、年产果实总量约36万吨，可收集利用量在50％以上。我省现有2000余万亩宜林地和荒山荒坡，尚有很大发展潜力。 6、农产品加工废弃物。我省主要有果渣、有机废水等。果渣是一种可转化为燃料乙醇的生物质资源。仅据20个苹果汁生产厂统计，年产鲜果渣约135万吨，主要分布在渭南、咸阳地区，
中国生物质能发展现状与展望
中国生物质能发展现状与展望 在我国，生物质发电主要包括城镇生活垃圾焚烧发电、农林生物质发电、沼气发电。“十三五”以来，我国生物质发电规模逐年上涨。根据国家能源局数据，截至2019年底，全国已投运生物质发电项目1094个，累计并网装机容量2254万千瓦，其中，垃圾焚烧发电1202万千瓦，农林生物质发电973万千瓦，沼气发电79万千瓦。2019年生物质发电量为1111亿千瓦时，同比增长22.6%，占全部电源总发电量1.5%。发电年平均利用小时数达5181小时，生物质发电量显著提升，年利用小时数保持较高水平（见图1、图2）。
2019 年中国生物质发电总投资规模约508 亿元，其中农林生物质发电投资约97 亿元，生活垃圾焚烧发电投资约398 亿元，沼气发电投资约13 亿元。 农林生物质发电。开发规模：截至2019年12月，我国农林生物质发电项目374个，并网装机容量973万千瓦，年发电量468.1亿千瓦时，年上网电量406亿千瓦时，全行业平均发电小时数为4811小时。农林生物质发电行业累计投资总额达970亿元，年产值约360亿元。当前，农林生物质发电站生物质发电总装机容量的近45%，依然是我国生物质发电的主要技术方向，是农林生物质能源化利用的主要形式（见图3）。 区域分布：我国农林生物质发电主要分布在秸秆资源丰富的农业大省。累计装机容量排名前五名的省份依次是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省、江苏省，合计占全国装机容量的54.4%（见表1）。
主要技术：农林生物质直燃发电系统主要由直燃锅炉、汽轮机、发电机组、给料系统、除尘除渣系统等组成。生物质发电与燃煤发电系统较为类似，但生物质燃料具有高氯、高碱、高挥发份、低灰熔点等特性，燃烧时易腐蚀锅炉，容易结渣和结焦，因此生物质锅炉是生物质发电的核心设备。目前国内生物质直燃发电锅炉采用的燃烧方式主要为层燃技术和循环流化床技术，层燃技术主要为振动炉排和往复炉排。 城镇生活垃圾焚烧发电。开发规模：截至2019年12月，我国城镇生活垃圾焚烧发电项目504个，并网装机容量1202万千瓦，年发电量609.6亿千瓦时，年上网电量498.6亿千瓦时，年处理垃圾量约1.3亿吨。城镇生活垃圾焚烧发电行业累计投资总额达2600亿元，年产值约506亿元（见图4）。 区域分布：我国城镇生活垃圾焚烧发电项目主要分布在中东部地区。累计装机容量排名前五名的省份依次是广东省、浙江省、山东省、江苏省、安徽省，合计占全国装机容量的58.9%（见表2）。
瑞典、丹麦、德国和意大利生物质能开发和利用考察报告
2004年6月3日，国务院副总理曾培炎在中共中央政策研究室简报201期《应大力发展我国的生物能源》上批示：“北欧地区利用生物能源有较成熟的经验，可考虑组团实地考察，提出我国发展生物能源的意见”。根据培炎副总理的指示精神，2005年6月30日—7月15日，国家发展改革委牵头组织国务院法制办、财政部、农业部、国家林业局，并邀请清华大学、中国农业大学和国家发展改革委能源研究所的专家，共同对瑞典、丹麦、德国、意大利等国的生物质能利用情况进行了考察。考察活动由中国－欧盟能源与环境项目办负责安排并提供支持。 一、考察基本情况 考察期间，结合我国生物质能源的实际情况，针对生物质能利用技术、政策及利用状况等内容，重点考察了生物质能源公司、生物质能研究机构及协会、政府和欧盟相关部门。考察的部门和单位有：瑞典的谢莱夫特奥热电公司(Shelliftea Company)、于默奥能源供应公司(Umea Energy)、瑞典农业大学生物质燃料技术中心(包括能源作物试验基地、生物质燃料技术试验中心)、艾泰克生物酒精公司(Etek Etanolteknik)、吕维克(?vik)生物酒精燃料基金会(BAFF)及其生物质酒精示范项目；丹麦E2能源公司的生物质(秸秆)颗粒成型工厂和热电联产电厂；德国的阿曼德斯—卡尔集团(Amandus Kahl Group，全球领先生物质颗粒成型设备生产企业)、MBE生物能源公司的生物酒精工厂、科林生物质
技术公司(Choren Technologies)的生物质气化技术、卡姆帕生物柴油公司(Campa，欧洲生物质柴油之父)、斯特宾(Straubing)可再生原料开发利用技术推广中心、塔夫克勤(Taufkirchen)生物质能源公司的用于社区热电联供的生物质电厂、索尔拉赫(Sa uerlach)未来能源公司的生物质电厂、慕尼黑可再生能源工程及技术服务公司(WIP)及其社区热电联产的生物质电厂、德国巴伐利亚州农业林业部；在意大利，专门拜访了意大利农业和林业部及其农业研究会、欧盟联合研究中心、意大利环境与国土部等政府部门、ETA可再生能源公司、比萨大学的农业生态研究中心等。 通过考察，我们对欧洲国家生物质能技术、研究、政策及利用状况有了较为全面的了解。总体来看，为了减少能源的对外依赖、提高能源供应安全，特别是为了应对全球气候变化，兑现“京都议定书”规定的减排温室气体的目标，欧洲国家对可再生能源非常重视。欧盟明确规定，到2010年，可再生能源要占到能源消费量的12%、可再生能源发电要占到全部电力消费的23%。生物质能是重要的可再生能源，既可以通过锅炉直接燃烧发电和供热，也可以转化为液体燃料代替汽油和柴油，特别是生物质能资源分布广泛，品种多样，因此，欧洲国家都把生物质能作为优先发展的可再生能源予以高度重视。从考察了解的情况来看，欧洲国家生物质能利用技术成熟，政策落实，生物质能开发利用已成
生物质能的利用现状及展望
生物质能的利用现状及展望 摘要: 在概述生物质能概念、特性及开发利用生物质能意义的基础上，重点从生物质能的直接燃烧、物化转化、生化转化、植物油技术和利用生物质合成新产品等几方面来介绍国内外生物质能利用的现状，最后展望生物质能研究的主要方向。 关键词：生物质能化石能源可持续发展展望 现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划，例如，日本的新阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等。一个新兴的生物质产业正在全球范围蓬勃兴起。据专家估计，生物质能源将成为未来能源的重要组成部分，到2015年9全球总耗能将有40%来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化实现。在2004 年制定的国家中长期科技发展规划（2005-2020）中，“农林生物质工程”被列为重大专项之列，并作为国家能源战略的重要组成部分。 随着我国经济的快速发展，我国的能源消耗与日激增。现在，我国能源年消耗量占世界能总消耗量的20%以上，而且呈现上升的态势，我国2004 年进口石油1.2 亿吨。我国生物多样性丰富，据调查，我国有油料植物为151科697 属1554 种，其中种子含油量大于40%的植物有154 种。且我国的可开发生物质资源总量为7t左右标准煤，其中农作物秸秆约3.5 亿t，占50%以上。因此，加大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源发掘利用，不仅可解决农民的增收和“三农”问题，还可解决21 世纪中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题，乃至为全面建设“小康”社会目标的实现做出重大贡献，即生物质能源的开发利用直接关系到我国的可持续发展。 1 生物质能的概念及特性 1.1 生物质能的概念 生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质体内的一种能量形式，它以生物质为载体，直接或间接地来源于植物的光合作用。它分布广泛、产量巨大、可
目前在生物质能利用技术方面,主要有哪些研究方向
目前在生物质能利用技术方面，主要有哪些研究方向？ 1. 生物质能应用技术国外研究开发 在发达国家中，生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。 生物质能气化是在高温条件下，利用部份氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。气化技术应用在二战期间达到高峰。随着人们对生物质能源开发利用的关注，对气化技术应用研究重又引起人们的重视。目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划，目前已有容量为1000~2000kw的80~90个区域供热站，年供应10×109MJ能量。加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。1998年8月发布了由Freel, Barry A. 申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在提供高品位电能的同时满足供热的要求。1999年，瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中，26%是生物质。 美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报道，目前美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂，这些工厂大都位于郊区。装机容量达7000MW，提供了大约66000个工作岗位，根据有关科学家预测，到2010年，生物质发电将达到13000MW装机容量，届时有4000000英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料，同时，可按排170000个以上的就业人员，对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。 流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气化强度大。反应温度较固定床低等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点。包括循环流化床、加压流化床和常规流化床。印度Anna大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等，建立了一个中试规模的流化床系统，气体用于柴油发电机发电。1995年美国Hawaii大学和Vermont大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化发电的工作。Hawaii大学建立了处理生物质量为100T/d的工化压力气化系统，1997年已经完成了设计，建造和试运行达到预定生产能力。Vermont大学建立了气化工业装置，其生产能力达200T/d，发电能力为50MW。目前已进入正常运行阶段。 生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发，主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。目前，已开发的技术有：林产品加工厂的废料（如造纸厂的树皮、家具厂的边角料等）的专用燃烧蒸汽锅炉，国外造纸厂几乎都有专门的设备，用来处理废弃物。由于生物质形状各异，堆积密度小较松散，给运输和贮存以及使用带来了较大困难，影响生物质的使用。因此，从四十年代开始了生物质的成型技术研究开发。现已成功开发的成型技术按成型物形状分主要有三大类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制得园柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。美国颗粒成型燃料年产量达80万吨。 成型燃料应用于二个方面：其一：进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；其次是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧