生物质能源发展前景研究

段永斌

（毕节市农业机械研究所,贵州 毕节 551700）

生物质能源发展前景研究

段永斌

（毕节市农业机械研究所,贵州 毕节 551700）

通过对生物质能源进行论述，对生物质的种类、储量、用途进行仔细分析，说明生物质能源的资源潜力巨大、应用广范、发展环境好，具有广阔的发展前景。

生物质能源；发展；初探

1 概述

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，光合作用利用空气中的二氧化碳和土壤中的水，将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气。在各种可再生能源中，生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物中的一种能量形式，是以生物质为载体的能量，是一种唯一可再生的碳源，取之不尽、用之不竭，可转化成常规固态、液态和气态燃料。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。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的一种表现形式。

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统的组成部分，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。

2 生物质能源的分类

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。

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。

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、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。

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。

畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其它形态生物质（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。

3 生物质能源的资源潜力

地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t，含能量达3×1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上每个国家都有某种形式的生物质，生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。

我国拥有丰富的生物质能资源，我国理论生物质能资源50亿t左右。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，主要有农作物秸秆及农产品加工剩余物、林木采伐及森林抚育剩余物、木材加工剩余物、畜禽养殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工业有机废弃物和高浓度有机废水等。

农作物秸秆及农产品加工剩余物。包括玉米、水稻、小麦、棉花、油料作物秸秆在内的农作物秸秆理论资源量每年8.2亿吨，可收集资源量每年约6.9亿t，主要分布在华北平原、长江中下游平原、东北平原等13个粮食主产省（区）。目前，作为肥料、饲料、食用菌基料以及造纸等用途共计每年约3.5亿t，可供能源化利用的秸秆资源量每年约3.4亿t。另外，稻谷壳、甘蔗渣等农产品加工剩余物每年约1.2亿t，可供能源化利用的每年约6000万t。

林业剩余物和能源植物。全国现有林地面积3.04亿公顷，可供能源化利用的主要是薪炭林、林业“三剩物”、木材加工剩余物等，每年约3.5亿t。适合人工种植的能源作物（植物）有30多种，包括油棕、小桐子、光皮树、文冠果、黄连木、乌桕、甜高粱等，资源潜力可满足年产5000万t生物液体燃料的原料需求生活垃圾与有机废弃物。目前每年城市生活有机垃圾清运量约1.5亿t，其中50%可作为焚烧发电的燃料或垃圾填埋气发电的原料，可替代1200万t标准煤。厨余垃圾还可作为生物柴油的原料，每年可获得量约300万t。城镇污水处理厂污泥年产生量约3000万t，其中约50%可能源化利用。酒精、制糖、酿酒等20多个行业每年排放有机废水43.5亿t、废渣9.5亿t，可转化为沼气约300亿m3。规模化畜禽养殖场粪便资源每年约8.4亿t，生产沼气的潜力约400亿m3。

我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤，目前已利用量约2200万吨标准煤，还有约4.4亿吨可作为能源利用。随着我国经济社会发展、生态文明建设和农林业的进一步发展，生物质能源利用潜力将进一步增大。

4 我国生物质能源的发展现状

在“十一五”时期，我国生物质能多元化利用取得较大进展，生物质发电、液体燃料、燃气、成型燃料等多种利用方式并举，技术不断进步，已呈现出规模化发展的良好势头。出现了一些专业化的技术装备企业和开发利用企业，部分领域已初步产业化。生物质能开发利用形成了一定规模，在替代化石能源、促进环境保护、带动农民增收等方面发挥了积极作用。

生物质发电。到2010年底，我国生物质发电装机容量550万kw，其中农林生物质发电190万kw，垃圾发电170万kw，蔗渣发电170万kw，沼气等其它生物质发电20万kw。生物质发电已形成一定规模，年发电量超过200亿kw时，相应年消耗农林剩余物约1000万t，总计增加农民年收入约30亿元。生物质发电技术和设备制造发展较快，已掌握了高温高压生物质发电技术。

生物液体燃料。到2010年底，以陈化粮和木薯为原料的燃料乙醇年产量超过180万t，以废弃动植物油脂为原料的生物柴油年产量约50万t。培育了一批抗逆性强、高产的能源作物新品种，木薯乙醇生产技术基本成熟，甜高粱乙醇技术取得初步突破，纤维素乙醇技术研发取得较大进展，建成了若干小规模试验装置。

生物质燃气。到2010年底，农村户用沼气保有量超过4000万户，年产沼气约130亿m3。建成畜禽养殖场沼气工程5万多处，年产沼气约10亿m3。农村沼气技术不断成熟，产业体系逐步健全，许多地方建立了物业化管理沼气服务体系。生物质气化集中供气技术和工艺不断改进，目前已建成使用的生物质集中供气项目约1000个。

生物质成型燃料。随着经济的高速发展,能源的消耗也随之增加,能源短缺已经严重影响了世界经济乃至人类的发展,发展新能源已经迫在眉睫。生物质成型燃料作为生物质能源的一种,具有原料来源广泛、可以再生、比煤炭清洁等优点。2010年，生物质成型燃料产量约300万t，主要用于农村居民和城镇供热锅炉燃料及生物质木炭原料。成型燃料设备能耗显著降低，易损件寿命和可维护性明显提高，成型燃料已初步具备较大规模产业化发展条件。

5 生物质能源发展前景

生物质能源种类繁多,储藏量大、应用广范，有关部门对生物质能源利用也极为重视，已连续在四个国家五年计划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，开展了生物质能利用技术的研究与开发，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等，取得了多项优秀成果。政策方面，2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》，2006年1月1日起已经正式实施，并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持，因此，中国生物质能发展前景极为广阔。

A preliminary Study on the Prospect of Biomass Energy

DUAN Yong-bin

(Bijie City Agricultural Machinery Research Institute,Bijie,Guizhou 551700,China).

This paper expounded biomass energy and analyzed the types,reservation and usage of biomass and explained that biomass energy possesses great potentiality and it is widely used and in sound development environment,it possesses broad development prospect.

biomass energy;Development;preliminary study

F426.2

A

2095-980X（2015）04-0091-02

2015-02-15

段永斌(1966-)，男，贵州毕节人，大学专科，主要研究方向：农机化。