农业生物质能源开发利用探析

马晓红

摘 要：当前，我国城乡环境、农业和能源都面临严峻生态问题，而在众多的替代能源之中，生物质能的开发利用是最可行的一种。本文首先阐述了发展生物质能源的重要性，并从福建生物质能源产业的现状问题出发，提出了发展建议

关键词：生物质；能源

1 发展农业生物质能产业的重要性

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源，是惟一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源。农业是惟一生产生物质的产业，在我国的节能减排及向低碳经济战略转型中，生物质能可发挥重大作用，也能成为生态农业的新内涵。

1.1 生物质有利于发挥农业对能源的支持作用，缓解能源供应紧张局面

近年来，随着我国经济社会的快速发展，能源需求持续增长，供求矛盾日益突出。而我国生物资源丰富，可作为能源化利用的农作物秸秆和剩余物4亿吨，畜禽粪便30亿吨，城市生活垃圾近2亿吨。生物资源量折合每年约4.3亿吨标准煤，约占全国一次能源生产总量的24%。生物质能开发有巨大的潜力。如果充分利用我国目前的農业生物质能资源，积极发展农业生物质能产业，对缓解化石能源供应紧张局面，优化能源结构，保障国家能源安全，建立稳定的能源供应体系具有重大意义。

1.2 生物质能有利于拓展农业功能，促进区域经济发展和农民增收

发展农业生物质能产业，突破传统农业的局限，利用农产品及其废弃物生产新型能源，拓展了农产品的原料用途和加工途径，为农业提供了一个产品附加值高和市场潜力无限的平台，有利于转变农业增长方式，发展循环经济，延伸农业产业链条，提高农业效益，拓展农村剩余劳动力转移空间，在促进区域经济发展、增加农民收入等方面大有可为。

1.3 生物质有利于保护和改善生态环境，促进可持续发展

我国是世界上第二大能源生产和消费国，化石能源造成的环境污染相当严重。如煤炭占能源消费总量的比例高达69%，煤烟型污染程度一直较高。同时，部分农村地区大量使用薪柴等作为生活燃料，森林植被破坏严重；大量畜禽粪便得不到及时有效处理，面源污染日益加剧。从利用方式来说，生物质能是唯一可转换成气、液、固三种形态燃料的可再生清洁资源。积极发展生物质能产业，可以有效替代高污染、高排放的化石能源，降低薪柴使用量，资源化利用畜禽粪便等农业废弃物，是推动节能减排的战略举措，是保护生态环境的重要途径。

从生物质能源产业的发展趋势来看，以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表的第二代生物燃料已成为许多国家开发生物燃料时的新宠，生产第二代生物乙醇的催化酶技术近两年成本快速下降，大规模工业生产的可行性非常强；从国内环境来看，近年来，国家及地方政府对生物质、农业生态种养殖支持力度不断完善和加大。《生物质能源十二五发展规划》中，生物质能源已被列为国家战略新兴产业。生物质能产业将在“美丽中国”和新型城镇化背景下迎来发展新机遇，“美丽乡村”资源利用升级有望实现。

2 福建生物质能源产业发展现状

福建地处亚热带，生物质资源非常丰富。目前可作为能源利用的生物质主要有林业生物质、木质油料植物、农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品以及能源作物。在林业生物质方面，福建现有植物种类达5000种以上，其中用材树种有400余种，为全国6大林区之一。福建省生物质能资源丰富，开发利用具有一定基础，生物质能的利用方式目前主要集中在以下几个方面：

2.1 沼气

福建省从20世纪80年代就开始发展沼气，沼气的发展近年来越来越受重视，农村户用沼气建设工程被列入2006年省委省政府为民办实事项目。“十五”以来，在农业部沼气建设项目的带动下，以“一池三改”为基本建设单元，“猪-沼-果”等生态农业模式得到积极推广。沼气建设从70年代能源需求型阶段转化为目前的生态需求型阶段。沼气技术不断成熟，“常规水压型”、“曲流布料型”、“强回流型”、“旋流布料型”等池型不断推广；“一池三改”（改厕、改圈、改厨）功能效应不断扩展，以沼气为纽带、“畜-沼-果”、“猪-沼-渔”、 “畜-沼-菜”、“庭院生态经济综合利用”、“农业废弃物综合处理及资源化利用”等生态农业模式不断创新；沼气配套管理与服务得到不断完善，从省到地市、县、乡、村都建立了沼气管理和推广机构以及服务站。

2.2 生物燃料乙醇

目前国家发改委批准的燃料乙醇试点项目全部集中在东北和华北地区，东南沿海还没有一家企业获准，福建目前也无燃料乙醇生产企业。“十一五”期间，国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产，定向流通，市场开放，公平竞争”相关政策。总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。“十一五”期间将是我国燃料乙醇发展的重要时期，据预测，“十一五”末国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上。因此，福建省应抓住这个机遇，认真分析论证，尽早立项引进生产线，力争使福建省燃料乙醇项目走在我国东南沿海前列。

2.3 生物柴油

福建省生物柴油生产发展较早，主要是民营企业生产，目前已形成产业化发展。福建生物柴油三代技术都有不同程度的发展。目前第一代技术是以动植物废油脂为原料加工提炼成生物柴油。现已建成具有相当技术装备水平规模的生物柴油企业11家（其中5万t级生产能力3家、2万t级3家、1万t级6家），境外上市3家，形成年生产能力35万t左右。第二代技术以木本油料林的油脂为原料加工提炼成生物柴油。在有关部门大力支持下，多家民营、外资企业与科研机构合作，小规模建立示范基地，繁育栽培优良树种，探索经济模式，取得了可喜的成果；第三代技术是以海洋藻类和纤维素为原料制取生物柴油，在福建师大、厦门大学开展试验，也取得了阶段性的研究成果。

由于我国一直没有自己的生物柴油标准，造成民营企业生产的生物柴油无法进入官方销售渠道，生物柴油的质量处于混乱状态。虽然卓越企业起步早，发展较快，2006年在伦敦成功上市，但是缺乏共同承认的产品标准，生物柴油没有通过官方系统销售到中石油、中石化的销售网络中，一定程度上限制了生物柴油的发展。2007年1月国家标准化管理委员会颁布了首个生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》，这意味着不久我省生物柴油将进入产业化大发展阶段。

2.4 生物质发电

福建省生物质发电近年发展较快。我国首个鸡粪发电厂——亚洲最大的鸡粪发电厂，2007年在福建省光泽县正式动工建设，该项目由福建圣农公司和武汉凯迪发电控制公司共同投资，总投资4.8亿元，分两期进行：首期建设两台汽轮发电机组和循环硫化床锅炉，投资2.8亿元，年处理鸡粪30万t以上，于2008年10月建成发电，年发电量达1.68亿kwh。该厂利用鸡粪与谷壳混合物为原料，通过直接燃烧发电，整个项目建成后，可以满足1.2亿羽肉鸡产生废弃物的资源化处理需求，并为当地农民提供更多就业岗位。

垃圾焚烧发电方面，福建表现也较为突出。垃圾焚烧发电是利用焚烧垃圾的余热发电，可减少排放垃圾体积85%～95%，避免土地资源浪费，垃圾焚烧产生烟气中的有害气体经处理达标后排放，可避免垃圾填埋而产生的二次污染，从而达到城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化。福建省是全国第一个对垃圾焚烧发电设施进行规划的省份。自《福建省城市生活垃圾焚烧发电设施建设规划》，2007～2010年已建设（包括扩建）20座垃圾焚烧发电厂，总规模为17400 t/d，近期内形成规模为13300t/d；2010年全省城市（含县城）垃圾无害化处理率达到60%以上、设市城市垃圾无害化处理率达95%以上的目标。其中，焚烧发电处理量占全省生活垃圾无害化处理总量的78.9%。规划顺利实施后，福建省城市垃圾无害化处理水平将处于全国先进行列，福州、厦门、泉州三大中心城市的垃圾无害化处理水平在全国同类城市中也将处于前列。

3 福建农业生物质能产业发展中存在的问题

1、对开发生物质能源战略意义的认识不足。福建省拥有适合发展的生物质能源产业，特别是生物液体燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有较成熟的技术和资源，但开发生物质能源对可持续发展的重要意义尚未引起全社会的重视。因为生物质能源在能源领域里所占的比重较小，有些人认为生物能源成本较高，近期替代常规能源的潜力有限，无足轻重，因此从政策支持、资金扶持、加快发展、检查落实上都未引起足够重视。

2、福建省对生物质能源产业的投入较少。因为对生物质能源的认识不足，所以在生物质能源产业方面投入太少。生物质能源建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划，没有为生物质能源建设项目建立如常规能源建设项目同等待遇的固定资金渠道。

3、缺乏完整的激励政策。生物质能源产业在发展初期是弱势产业，投资高、技术含量高。在发展初期，政府支持和引导十分重要。政府应当把开发可再生能源技术作为一项减少常规能源消费量和改善环境的措施加以扶持，并采取税收、补助、低息贷款和信贷担保、建立风险基金、加速折旧、帮助开拓市场等一系列激励政策.以扶持生物质能源产业的发展。

4、尚未建立有效的技术支撑体系。作为一个新兴产业，目前福建省的大部分相关企业生产规模偏小，集约化程度低，原料来源困难，产品质量不稳定，生产成本高。在不考虑常规能源对生态、环境造成负面影响的情况下，目前一部分生物质能源产品的成本较高，难以适应市场竞争的要求。另外，省内高校和研究机构缺乏这方面专门人才的培养体系，企业缺乏熟悉生产流程和工艺的技术人员和管理人员。

4 福建農业生物质能产业发展思路

福建省拥有发展生物质能源的优势和特色，在未来发展福建生物质能源的研发和产业化方面，应重视以下五点：

1、加强生物质能源产业化技术的研发，发展具有福建特色的生物质能源产业。福建可设立一个生物质能源发展专项基金，重点资助生物质转化为能源的关键技术。比如，生物质预处理，水解，催化热解，气化和合成气催化转化等。还要依托省内的一些主要高校和研究所，比如厦门大学、福州大学和福建农林大学等进行生物质产业化技术的联合攻关。注重自主创新、集成创新、技开发和技术引进消化吸收在创新相结合。重点支持能源作物的品种选育、高效生产燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生产技术，促进重点技术与产业的新突破。促进产学研的联合，重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作的示范工程，重点投资应用型或具有较大产业化潜力的研究项目。

2、加强林业生物质能源产业发展。目前，福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的优势。福建省多山的地理条件似乎更适合于发展林业生物质，可以重点在以上领域多投入，以扩大成果，强化优势。建议在品种选育、科研投入、企业培育、基地建设、技术开发等几个重要环节，进行全面的规划布局，投入相应的人力物力，以尽快形成林业生物质能源产业。

3、解决好投入机制问题。生物质能源产业是个新兴产业，技术和工艺的成熟需要一个过程，雏形期经营成本相对较高，需要较大投入。因此，要注意解决投入机制问题。政府应充分利用政策资源，依靠市场机制，培育企业主体，营造投资渠道，鼓励并支持民营资本进入生物质能源产业领域。充分利用市场机制。发挥国家投资引导作用，鼓励企业和社会投资，培育具有较强自主创新、技术开发能力和市场竞争力的生物能源企业。

4、 积极建设一批沼气发电厂、垃圾焚烧发电厂、农林生物质发电厂等。充分利用荒山、盐碱地积极规划能源植物的规模化种植，扩大生物质液体燃料的原料来源，发展非粮食生物质液体燃料规模化加工业；支持以餐饮业废油、油榨厂油渣、油料作物为原料的生物柴油规模化生产，开发替代油源制造生物柴油新技术；鼓励研发新型催化剂及高效生物转化酶，提高生物质液体燃料制备转化率。

参考文献

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[2]林孟涛：加快发展福建省新能源产业的对策研究《东南学术》2012 年第3 期

[3]刘运权 王夺 ：福建生物质能源产业的发展思路与对策《能源与环境》2011年4期

[4]官巧燕：福建生物质能利用与城市可持续发展《绿色中国》2011年1月5日

[5]福建省“十二五”能源发展专项规划2011年5月

[6]程序：以生物质能源产业重振中国生态农业《中国生态农业学报》2013年第1期