生物能源

生物能源（精选11篇）

生物能源 篇1

三种能源草，耐贫瘠，适合种在沙荒、废弃、污染等土地上，是最受青睐的新兴能源植物。

北京草业与环境研究发展中心筛选出3种能源草：柳枝稷、芦竹和荻。目前已在密云、延庆、大兴和昌平等地试种了3000亩。

能源草富含碳氢化合物，炭活性高，热值高，污染物少，可有效减轻温室效应，还可固沙、改善土壤、绿化荒地。秸秆等生物能源存在生态风险，能源草则不存在这个问题。

为了节粮，生产不用粮的燃料乙醇，人们开始研究木本植物，如麻风树、油楠、油棕、银合欢、香胶树等。这些含有接近石油成分的能源植物，通过脱脂处理后，可用作柴油。但木本植物具有地域性，大量种植会与粮田争地。这3种能源草恰好可以避免上述问题。

平均每吨能源草干物质的热值相当于0.65吨标准煤，同时，富含植物纤维素的能源草还可用来提取乙醇，约4.5吨的能源草干物质可转化约1吨的纤维素乙醇。

效益可观每亩地可生产液体燃料约0.67吨

近年来，国内外发展出了生物质气化技术、纤维素乙醇转化技术、直燃发电技术、固化燃料技术等。

通过技术进步，生物能源转化和利用方面存在的问题正得到逐步解决。如加工成本居高不下问题。美国最新的催化反应技术把生物质直接转化成液体燃料 (汽油和柴油) ，其品质甚至超过了化石类汽油和柴油，加工转化成本小于每升2元人民币。目前，北京种植能源草每年每亩地成本70元至80元人民币，约产出3吨能源草，按照实验室的4.5∶1的提取比例，每亩地可生产液体燃料约0.67吨。

能源效率方面，以每消耗单位化石能源可提供给用户多少能量来进行能源效率评价。据测算，火力发电为0.45，汽油为0.81，玉米乙醇为1.36，而纤维素乙醇为10.3。

“能源草”是不是能源植物的最佳选择呢?有必要摸清我国能源植物的“家底”，才能更好地选择，才能让生物质能源发展的步伐更稳健。我国约有4000种植物具有能源开发价值，其中有的含油率很高。如木姜子的种子含油率达66.4%，黄脉钓樟的种子含油率高达67.2%。

不同声音：种植能源草需谨慎

栽培过程需大化肥大水分。从光合效率来说，包括甘蔗、玉米、高粱等在内的植物光合效率高，被称为C4植物。就生物量而言，在自然生物群落中，最高的是热带雨林，达35吨/公顷/年，即每年每亩产生2.33吨干物质。但在人工条件下 (大肥、大水、高密度) ，植物生产力还可提高。可见，即使有“能源草”这样的植物，也必须具备这样几个基本条件：高光效的C4途径，栽培过程中使用大化肥、大水分，并保持相当高的种植密度和强度。

需路电机械等基本条件。目前在北京试种的“能源草”——柳枝稷等，为一两年生或多年生草本或半灌木，是高光效的C4植物，具有可再生性，生长周期短，可反复收割，还耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强，可在干旱、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠山区和半山区种植，不会挤占耕地。实际上，“能源草”面临的问题和作物秸秆一样，具有分散、密度小、收获成本高的弱点。如果没有路、电、水、肥、机械等基本条件，在“荒地”上搞“能源草”，高产量和高利用率难以实现。

威胁生物多样性。“荒地”其实不荒。所谓“荒地”是那些能够生长自然植被的地方，是生物多样性分布的重要场所。目前，我国自然生态系统面临全面退化危险，如果目前大规模生产能源草，仍可能挤占耕地，开荒则破坏生物多样性，加剧自然生态系统退化。

另外，相比种植经济效益低下的农作物，如果种“能源草”有利可图，农民就不可避免地争相种植，从而发生能源植物与粮争地的局面，对国家的粮食安全造成影响。

作物秸秆利用更重要。中国科学院植物研究所首席研究员蒋高明表示，与其去推广“能源草”，为何不直接去利用国家每年约7亿吨的作物秸秆呢?这些秸秆在田间地头被农民直接焚烧，造成极大的能源浪费和环境污染。国能生物发电有限公司科技部总经理、研究员庄会永也表示赞同。国能在2006年就建成了我国第一个生物质直燃发电项目，即在山东单县建成了25兆瓦的生物质发电工程，实现了我国大容量生物质直燃发电的重大突破。

生物基产品：能否解决能源危机？ 篇2

但是会成为石油制品的有力补充。

如今，我们的生活中已经离不开石油化工产品了，环顾周围，大多数物品的原料和生产都不再是纯天然的了，这当然给人们带来便捷与舒适。然而，我们在享受现代化生活的同时，也不得不考虑现代化对资源与环境的不可逆破坏。

在这两者的较量中，有人觉得“我死之后，哪管洪水滔天”，有人主张推出现代化生活、回到“交通靠走、通信靠吼”的生活，当然，多数人还是在寻找一条既能保证生活品质，又不破坏资源和环境的路径。目前看来，生物基产品是解决这一难题的答案。

用真菌制造汽车零件

你想过用真菌制造汽车零件吗？而这就是现实，一种名叫“生物基”的产品悄悄出现。作为一个专业名词，“生物基”也许并不为人所知，但是却已渗透到我们的生活中。

郑州大学生物工程系教授吴健介绍，生物基产品是指全部或大部分由生物原料、可再生农业原料（包括植物、动物及海产品）、林业原材料制成的商业或工业产品。这些原料均为纯天然，不含任何人工合成成分，毒性低，可以进行生物降解。简单地说，就是“从大自然而来、回归大自然而去”的产品。

日本地震后，全球资源、能源短缺状况凸显，环境污染、生态破坏愈演愈烈，发展绿色能源，走可持续发展的道路已经迫在眉睫。

“使用这种自然的产品，我们可以减少对石油的依赖，减少二氧化碳的排放。它能生物降解，符合现在环保的优势。此外，它整个生产过程比较温和，不是高温、高压、有机溶剂的化工生产，整个生产流程比较绿色，很符合目前所说的‘魅力中国’的要求。”吴健说。

吴健介绍，我国各省的加油站都曾实施将生物基乙醇加入汽油，按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。此外，超市中用到的可降解塑料袋也用到了生物基技术。所以说，我们生活中都或多或少地接触过它。

我们不再靠天吃饭

现在，喜欢龙虾和高尔夫的人可以同时享用这两个不搭边的物件——这并不是说让你去高尔夫球场吃龙虾。日前，美国缅因大学的一位教授和他的学生用龙虾壳、天然粘合剂和一个从ebay淘来的高尔夫球模具，研制出新型的环保高尔夫球。

“把龙虾、蛤蜊等海鲜的废料变成高附加值的产品，将给海鲜产业带来巨大的经济效益。”美国缅因大学龙虾研究所所长鲍勃·拜尔说。拜尔称，大部分龙虾壳会被丢进垃圾场，只有少部分被制成混合肥料或动物饲料添加剂，而开发其他衍生产品的努力却经常遭遇失败，比如龙虾壳制成的饵料。

其实早在一二百年前，人们生活中的衣食住行用方方面面都是靠着大自然产物，也就是说生物基产品。然而，自从石油工业出现，在与石油产品的竞争中生物基产品逐渐落了下风。

究其原因，吴健告诉记者，当时石油工业大发展，石油基产品成本大幅下降，而性能上又表现出天然产品一些不具备的优势，比如化纤面料可以很好地克服丝绸容易褶皱的问题，因此大受欢迎。

随着时间的推移，石油基产品不仅带来资源匮乏、环境污染等问题，它的传统优势也不复存在。吴健介绍，首先，目前石油产品价格不断上涨，而生物基产品来自于食物甚至干脆是生物废料，价格不会像石油产品那样猛涨。更重要的，如今的生物基产品早已今非昔比，随着这二三十年生物技术比如基因技术、生物材料合成等的突破发展，使得人们改造生物的能力大大提高，人们可以“命令”生物做出自己需要的产品。

就像人们享用千年的酒，它就是生物发酵的产物。过去人们只能用酵母造酒，而2002年酵母的基因图谱绘制完成，人们就可以把酵母中的某些基因略作改动，生产出不同于酒精的丙二醇，它可以用来制作服装面料的可再生纤维。也就是说，如今的生物基产品虽然仍取自天然材料，但已不是靠天吃饭了。

生物基产品未来替代石油

目前的中国市场，生物基产品看起来与石油产品没什么区别，不过在美国，顾客时常会看到贴着特殊生物基标签的产品，只要能够证明产品大多数材料来自于生物就能获得认证。据悉，现在美国已有2万多个贴着生物基标签的产品。去年，美国农业部公布了首批获得生物基认证的11家企业的60项产品，其中就有杜邦公司的Sorona可再生聚合物产品。

据统计，2012年，美国10%的汽车燃料来自生物乙醇。不过在中国，生物乙醇的应用并不这么流行。

“中国消费者对于有利于可持续发展的绿色产品的认识与需求正在不断增长”，杜邦工业生物科技业务部门副总裁及全球销售及应用总监许京怀指出，“在中国广泛推广使用生物基产品可帮助降低能源强度和碳排放，推动制造业进入绿色制作的新时代。”

吴健表示，目前多数生物乙醇都是以食物为原料，在美国超过50%的玉米被做成生物乙醇，这会带动全球食品价格上涨，可能会造成第三世界国家和以进口粮食为主的国家粮食危机，所以潜力有限。接下来，纤维素乙醇才是发展方向，它不再基于淀粉，而是从植物秸秆等原料中而来，不再与民争粮。

此外，我们在超市中有时会见到含有蓝色或绿色颗粒的洗衣粉，它不同于过去纯白的洗衣粉，是一种生物基产品，“洗衣粉所含的彩色颗粒就是生物酶。有了它，洗涤条件温和很多，几乎不需要使用热水，用水量减少，也不必担心洗衣后排出的磷酸盐污染环境的问题。”许京怀告诉记者。

将来，生物基产品的标准可能会更严格。吴健介绍，现在超市中使用的可降解塑料袋多是由淀粉与普通塑料混合而成，比较容易降解。下一步，会考虑用秸秆等合成聚乳酸制作完全可降解的塑料。这样，即便是农膜被埋在地下，完全不加处理，也不会污染环境。

当然，生物基产品取代石油产品不会一蹴而就。许京怀表示，目前出于技术或经济因素，很多生物基产品还无法生产，但是会成为石油制品的有力补充。而长远来看，完全可以取代石油产品。吴健也认为，随着生物技术不断发展，政府投入也在增加，10年内消费者就能感到生物基产品的压倒性优势。

生物能源 篇3

利好的政策和巨大的市场孕育了一批致力于生物质能源开发生产的企业, 河南巨烽生物能源开发有限公司 (以下简称“巨烽生物能源公司”) 就是其中之一。

巨烽生物能源公司成立于20 09年, 成立时间不算太长, 但凭借其雄厚的资金、技术支持, 以及优秀的管理模式和团队, 迅速发展为集研发、生产、销售、服务为一体的业内知名生物质能源环保产品生产企业。巨烽生物能源公司拥有的“绿探”品牌, 目前共有5大系列产品40多种型号, 主要包括生物质成型设备及生物质燃料、生物质炊事采暖炉、生物质数控锅炉、钢 (钢) 铝散热片、冷暖水空调等节能环保产品。“绿探”产品以其优异、稳定的质量和良好完善的售后服务体系得到了广大消费者的信赖和认可, 在国内生物质能源开发利用业享有较高声誉。

着力技术研发健全管理机制培养创新人才

早在2 0世纪3 0年代, 国外一些国家就已经开始生物质燃料成型技术的研究, 到了70年代, 随着全球性石油危机的冲击和环保意识的提高, 世界各国越来越重视开发和高效转换生物质能。80年代初, 随着生物质颗粒成型技术的重大突破, 东南亚国家生物质成型燃料行业发展迅速, 泰国、印度、越南、菲律宾等国先后建成多家生物质固化、碳化专业生产厂。据悉, 截止2010年, 全球共有650家企业生产成型燃料, 年生产能力达到7000万吨左右。

据河南农业大学原校长张百良先生介绍, 我国生物质成型技术目前已进入产业化规模发展阶段, 呈现出企业积极参与, 国家导向逐步加强的特点。近几年, 江苏、河南、辽宁、安徽、山东和河北等地开始将秸秆压块成型设备进行示范推广, 针对结渣和排烟问题设计的半气化炉具, 在技术上有了新的进展。设备生产、燃料加工、燃炉配套及营销企业各省都有多家投入运营。

巨烽生物能源公司作为生物质能行业的“新兵”, 起步虽晚, 但起点高, 面对技术已趋成熟的产业发展现状, 他们冷静分析研究, 利用自身优势, 不断完善现代化管理机制, 千方百计加大研发投入, 坚持高端队伍的培育, 一年一个台阶, 销售额一直保持着快速增长的势头, 目前已经在全国23个省、市发展经销代销点150多家, 形成了系统、完善的信息化销售网络。

巨烽生物能源公司十分注重对技术研发的投入, 成立了濮阳市级技术研发中心、市级生物质能工程技术中心, 建立了设计研发队伍, 并配备了锅炉材料检测设备、锅炉额定功率测试仪、自动控温仪、电流计、红外线测温仪、测温仪和热水流量计等50余台 (件) 先进、精良的研发设备和检测检验仪器, 研发试验基地总面积达2000余平方米。

技术研发中心成立后系统的制定了企业自主创新规划, 制定并实施了有关制度和标准, 形成并有效运行包括激励创新、支持专利申请、保护知识产权、促进研发成果转化为生产力、合理分配研发收益等在内的企业自主创新机制。在建立健全组织机构的同时, 还以“人才是自主创新的第一资源”为指导思想, 建立了一支高素质的创新人才团队。研发中心具有较强的工程化能力, 具备工程技术试验条件和基础设施, 并且具有齐全的检测、分析手段和工艺设备及强大的技术力量, 为产品的产业化提供了保证。

技术创新没有经济基础作为支撑将会是无本之木, 无源之水。巨烽生物能源公司以研发中心为依托, 不断加大科技资金的投入, 每年用于研发的经费超过销售收入的8%。2011年科研经费为665万元, 占销售收入的12%, 为企业技术创新提供了重要的经济保障, 年新产品率达到80%以上。研发投入的增加, 促使公司的研发能力不断增强。

对生物质能源新工艺、新技术的执着追求和探索, 使巨烽生物能源公司取得了丰硕的成果和傲人的业绩。近年来, 他们共攻克技术难题8项, 完成新产品、新技术、新工艺开发16项。2010年1月至2011年12月, 巨烽生物能源公司承担完成了濮阳市科技局关于“新型秸秆炊暖炉节能技术研究”重大科技攻关项目;2011年12月公司研究开发的“生物质节能设备供暖系统示范应用项目”被濮阳市科技局认定为重大科技专项;2011年企业在专利技术产业化方面完成产值3073万元, 实现利税74352元, 取得较为显著的经济和社会效益;2011年公司申报国家发明专利3项, 实用新型5项, 产品已累计申报49项国家专利, 授权18项, 其中授权实用新型16项、外观设计2项。

“产学研”结合整合创新资源打造知名名牌

目前, 我国农林生物质资源年产量可达11亿吨以上, 而这些资源的利用程度则取决于经济条件、社会需求、技术进步和能源价格四大因素。其中, 技术进步是决定性因素。

巨烽生物能源公司对于当前国内生物质能行业的现状及发展态势有着明确的判断, 他们充分利用“产学研”合作机制, 引进先进技术的同时增加对引进技术的消化、吸收、再创新的投入, 把引进技术和自主创新紧密结合起来。目前公司与中南林业大学、北京邮电大学等单位开展了产学研技术合作, 通过产学研合作, 企业技术创新能力得到了较大的提高, 落实了一批合作项目, 解决了一批技术难题, 储备了一批项目资源, 实现了公司项目“研发一批、储备一批、转化一批”的计划目标。

此外, 巨烽生物能源公司还与相关客户建立了产品定制体系, 包括产品研发、工艺优化、成果转化等业务, 丰富了经营模式, 开拓了产品市场, 利用企业自身较为强大的研发能力, 为客户提供了优质的服务的同时, 也为企业带来了经济效益。

经过几年的艰辛创业, 巨烽生物能源公司已逐步走上良性发展的道路, “绿探”品牌已慢慢得到社会各界的认可。目前, “绿探”旗下主要有生物质成型设备及生物质燃料、生物质炊事采暖炉、生物质数控锅炉、高效节能散热器和冷暖水空调等节能环保产品。

为使已研发的生物质设备实现产业化, 进一步满足市场发展的需求, 2010年巨烽生物能源公司投资2.3亿元建成了年产16万台生物质能源设备大型生物质研发生产基地, 包括生物质能源开发利用研究所、机电一体化研究所, 以及生物质燃料成型设备厂、高效节能散热器厂、生物质数控锅炉厂和生物质能冷暖水空调厂。

目前, 公司年产生物质秸秆压块设备220台, 年加工销售各类秸秆压块60余万吨, 年产采暖500~2000平方米的生物质数控锅炉300台, 采暖2000平方米以上的生物质数控锅炉180台, 生物质炊事采暖炉1.5万台, 钢铝复合散热器30万柱, 铜铝复合散热器16万柱, 冷暖水温空调1.3万台, 2011年实现产值6000余万元。

我国林业生物质能源发展潜力大 篇4

国家林业局：我国林业生物质能源发展潜力大

新华网北京8月18日电（记者刘羊旸）国家林业局植树造林司总工程师吴坚18日说，我国现有森林面积1．95亿公顷，林业生物质总量超过180亿吨，林业生物质能源发展潜力大。

吴坚在18日举行的国新办新闻吹风会上说，可作为林业生物质能源资源利用的有三类：一是木质燃料资源。薪炭林、灌木林和林业“三剩物”等总量约3亿吨／年。二是木本油料资源。中国种子含油率超过40％以上的植物就有154种，油桐、黄连木、文冠果、油茶等树种面积约420万公顷，果实产量约559万吨。三是木本淀粉类资源。全国栎类果实橡子产量约2000万吨，可生产燃料乙醇近500万吨。

据介绍，我国约有4404万公顷的宜林荒山、荒地，可用于培育能源林；有近1亿公顷的盐碱地、沙地以及矿山、油田复垦地等边际性土地，可用于发展能源林；约有600万公顷疏林地及5312万公顷郁闭度小于0．4低产林地，通过改造，可较大幅度地增加森林资源量。吴坚表示，目前正在组织编制《全国林业生物质能源发展规划（2011~2020年）》。提出我国能源林面积规划达到2000万公顷；每年转化的林业生物质能可替代2025万吨标煤的石化能源，占可再生能源的比例达3％。

发展生物质能源一举多得 篇5

生物质能，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，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。从本质而言，生物质能能替代部分化石能源，减少碳排放。

目前，固化成型生物质燃料在日本、欧、美等地已商品化。生物柴油在欧洲、美国等发达国家也已开始大规模工业化生产。巴西通过立法、制定标准及政策补贴等手段，推动以甘蔗为原料的生产。美国通过立法和政策支持燃料乙醇的推广使用。一些国际组织也在大力推动生物质能源发展。

我国是能源消费大国，消费结构单一，石油的进口依存度高，经济发展与能源、资源利用的矛盾日益突出，发展生物质能源对于缓解这些矛盾具有积极的作用。

首先，中国是农业大国，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算，每年约可生产10亿吨生物质，再加上木薯、甜高粱等能源作物，据专家测算，每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨，农村可再生能源开发利用潜力巨大。这不仅有利于环保和资源的循环利用，也净化了农村的生产和生活环境。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高，而且市场容量几近无限，这为农民增收提供了一条重要的途径。

其次，以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出且不可替代，这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。

为此，2010年7月，国家发改委发布了《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》，明确了生物质发电的统一执行标杆上网电价为每千瓦时0.75元（含税）；2012年2月8日，国家能源局印发《国家能源科技“十二五”规划》提出，“十二五”期间我国生物质能源的首要目标是“实现先进生物燃料技术产业化及高值化综合利用”；2012年8月，《可再生能源发展“十二五”规划》明确，“因地制宜利用生物质能”，推动各类生物质能的市场化和规模化利用，加快生物质能产业体系建设。并提出到2015年，全国生物质能年利用量相当于替代化石能源5000万吨标准煤，生物质发电装机容量达到1300万千瓦，沼气年利用量220亿立方米，生物质成型燃料年利用量1000万吨。从规划目标来看，生物质能发电超过了风头正劲的光伏装机容量。

生物能源 篇6

小桐子的学名是“麻疯树”, 为药用野生植物, 属多年生耐旱型小乔木。近年来, 由于石油价格暴涨, 加之节能减排的需要, 生物能源原料的需求日益扩大。小桐子的籽实含油率较高, 一般种仁含油率高达50%至60%, 质量较好, 可操作性强, 适用于各种柴油发动机, 还可作为航空燃料, 被认为最有发展前景的生物能源树种, 因此被全世界所高度重视。

我国是世界上石油资源相对短缺的国家, 为了缓解我国对石油进口的依赖, 保障能源的安全, 我国政府决定紧急启动可再生能源战略项目, 生物质能源就是其中一项重要的组成部分。

基于此, 莫如章先生研发“小桐子的高产、早熟、矮化培育方法”, 并申请了专利。

专利发明的突出特点

该专利具有高产可塑性, 是优良生物学、经济学性状等方面的优良树种。小桐子“优选3号”这一树种是从众多的野生优良变异株中精选出来的, 经过单株系统的繁育培育, 人工栽培驯化, 同时经过了广西亚热带、广东南亚热带、海南岛热带2006年至2011年5年的适应性试验。在这三个气候带中, 概括了东盟10国的各种气候带, 这个树种可以在我国南方各省及东盟10国种植。

小桐子过去的种植方法是采用直播造林, 粗放管理, 需要经过3至4年才开花结果, 由于分枝少, 产量较低, 植株结果率低, 枝条结果率也较低, 只有20%至30%。针对这一情况, 该专利通过采用精心的育苗移栽, 利用喷施自主研究的生长调节剂, 使移栽后的育苗在半年内就能够开花结果, 大大缩短了投资回收期。

在自然条件下, 小桐子在一年内只开花结果1至2次, 该专利技术研制出的新型调节剂, 能使小桐子每年开花结果5至6次, 甚至仅相隔25至30天就能开花结果一次。

经过该专利技术培养出的小桐子“优选3号”, 具有适应性广, 生命力强, 耐脊、耐旱、耐肥、耐酸、耐碱、耐寒, 生长迅速, 病虫害少等特点, 并在山地、平地、坡地、黄壤、红壤、沙壤、石砾土均能良好生长。

专利技术所取得的重大突破

1.复合生根剂

利用该自有产权的生根剂来处理种苗, 可使扦插苗的成活率高达90%以上, 种植后的1至2个月内就能开花, 非常适宜季节种植, 当年可开花结果5次。

2.复合氨基酸盐生长调节剂

利用该调节剂能使小桐子每年开花结果5至6次。小桐子雌雄花的开花比例在自然状态下雌花占2.5%至7%, 雄花占93%至97.5%, 每串一般结果3至7个, 枝条结果率为20%至30%。该调节剂能增加雌花比例, 2008年组织专家组现场考察, 每串果平均22个, 多的高达39至45个, 枝条结果率达84%至100%, 大幅度提高了小桐子的单位面积产量。

3.小桐子专用肥

该专用肥是由18种以上的游离氨基酸、腐植酸、有机质、有益微生物菌群和十多种植物生长必需的大、中、微量元素所组成, 可保证小桐子在任何类型所谓土壤上种植的成功, 确保获得高产、高含油率。

4.修剪配套技术

生物质能源开发利用概述 篇7

新能源是指在传统能源以外的各种能源形式。其形式都是间接的或者直接的来自于太阳或地球内部所产生的能量。其中包括了太阳能、地热能、水能、风能和海洋能、生物质能等。

我国对于太阳能、风能、水能等新能源的开发利用比较早, 尤其是水能发电的技术现在已经相当成熟和先进, 然而对于生物质能这类新能源的研究则还处于初级阶段[1]。生物质是指间接或直接地来源于光合作用而形成的各种有机体, 包括所有的微生物和动植物。生物质能则是指直接或间接地通过植物的光合作用, 把太阳能转化为化学能后储藏在生物质内部的能量, 是一种以生物质作为载体的能量, 是可以再生的绿色能源, 具有可再生性、丰富性、可替代性和清洁性的特点。因此, 生物质能源代替石油化工能源的研究和开发已经成为世界关注和研究的热点。

2 生物质能源

生物质能是指利用植物 (包括光合细菌和绿藻) 的光合作用, 利用太阳光能把CO2和H2O合成有机物, 从而把太阳光能变成化学能贮存在生物质中。生物质能源转换的方式有四种主要的形式, 分别为生物质气化、生物质固化、生物质液化和生物质发电[3]。

2.1 生物质气化

2.1.1 生物质制沼气

有机废弃物 (如农作物秸秆、粪便、有机废水等) 在厌氧的条件下通过微生物的发酵作用产生了一种以CH4为主要成分的可燃性气体, 就是沼气。从能源角度来说, 沼气属于中等热值的燃料, 是性能比较好的, 而且沼气还是生物质可再生的能源;但从环保角度来说, 沼气中所含有的CH4气体是作用强烈的温室气体, 它所能导致的温室效应是CO2的27倍, 因此控制沼气及CH4排放又是大气保护的一个重要方面。由此看来, 沼气的高效利用, 是既有控制沼气污染, 又有开发新能源的双重意义。

2.1.2 生物质气化

生物质的气化是指将固态的生物质燃料转化为气体燃料的过程, 它也是热解的一种, 主要是指在高温下得到较好生产率的气体。其产出的气体中主要含有CO、H2和CH4, 以及少量的CO2和N2, 都可以直接作为燃料使用。

2.2 生物质固化

生物质固化是将有机废弃物 (秸秆、木屑、锯末、稻壳等) , 用机械加压的方法, 把没有型态、密度低的生物质原料压制成具有一定形状、密度较高的固体成型燃料。

从成型工艺上可分为常温压缩成型、碳化成型和热压成型3种。另外, 生物质炭化炉可以将已经成型生物质块进一步炭化, 在隔绝空气的条件下, 生物质被高温分解, 生成的燃气和焦油从炭化炉释放出去, 得到最终产物生物炭, 其燃烧效果得到显著改善, 产生的烟气中污染物含量明显降低, 是一种高效的燃料。

2.3 生物质液化

2.3.1 生物质热裂解

裂解是在缺氧或无氧的条件下, 利用热能来切断生物质大分子中的化学键, 使其转变为低分子物质的过程。在裂解的过程中产生的少量热值气体可作为系统内部的热源, 气体中NOX的浓度很低, 无污染问题。现在, 国外已经发展了多种生物质的裂解技术, 以达到最大程度的增加液体产量的目的。

2.3.2 生物质液化

以纤维素废弃物为原料生产乙醇, 将会有效扩大乙醇燃料的市场供应。制取乙醇的原料主要有两大类, 一类是含糖丰富的植物原料, 一类是木质纤维原料。以秸杆类植物为例, 生物质的微生物利用是先把多糖 (纤维素、半纤维素) 降解为可发酵的单糖 (葡萄糖、木糖等) , 然后再将可发酵的单糖转化为目的产物。

2.3.3 生物柴油

生物柴油的主要成份是由动植物的油脂转化而来的, 包括高级脂肪酸的低碳烷基酯混合物, 因为它的物化性能与石化的柴油相接近, 所以可以直接用来代替石化柴油, 也可以与普通柴油按照一定的比例互溶从而代替石化柴油使用。生物柴油的生产方法包括酶法和酸碱法。其中, 酸碱法技术已经较为成熟, 使用广泛, 但对环境的污染较重;酶法技术尚未成熟, 技术成本较高。生物柴油作为一种优质的液体燃料, 可以作为我国生物质能产业的一个发展方向。

2.4 生物质发电

秸秆发电在欧洲的一些国家已经得到了相当广泛的应用。秸秆是清洁的可以再生资源, 秸秆经切碎后发电, 每2t秸秆产生的热量相当于1t的标准煤, 其热值相当于煤炭的85%~90%, 可秸秆燃烧产生烟气中的含硫量只有3.3%, 远远低于煤炭。秸秆发电后的灰渣仍可以作为农家肥被再次利用, 因此其生态经济效益十分显著。

但是, 利用秸秆发电仍然存在较多的限制因素[2], 其主要问题有以下几点。

2.4.1 秸秆的资源化利用的政策、法规需要完善

我国秸秆的资源巨大, 但是处理不当对环境和农业的可持续发展产生了阻碍的作用, 目前我国还没有一套行之有效的固体废弃物再生利用的政策法规, 因此只有很少一部分的秸秆被回收利用。

2.4.2 秸秆的资源化利用的全民意识没有完全树立

因为在我国广大的农村地区, 环境保护意识还十分的薄弱, 秸秆的资源价值没有被人们所了解, 因此田间的秸秆往往还是一烧了之, 即造成了环境的污染, 也造成了资源的浪费。

2.4.3 秸秆的资源化利用需要一定的技术保障

我国秸秆资源化的利用规模在近几年来, 取得了一定的发展, 但在技术水平上与世界发达国家相比仍存在着很大的差距, 还需要进一步的研究和发展。从而保证秸秆的有效利用率, 减少对环境的污染。

3 结语

现在我国经济的快速发展, 能源的需求量增加, 加上人们对环境保护的意识逐渐增强, 在国家节能减排的政策环境下, 生物质能产业迎来了前所未有的发展机遇。随着技术水平的进一步提高, 产业发展政策环境的逐渐完善, 许多大型企业的积极参与, 我国的生物质发电、生物液体燃料、沼气工程和生物质固体成型燃料将会逐步的实现产业化。

参考文献

[1]周凤起.中国新能源、可再生能源的发展与趋势[J].绿叶, 2008, 9:30～35.

[2]曹稳根, 段红.我国生物质能资源及其利用技术现状[J].安徽农业科学, 2008, 36 (14) :6001～6003.

[3]张应桂, 周勇.生物质能转化技术利用现状与环境评价[J].化学工程师, 2007 (11) :33～36.

用生物质能源替代石油 篇8

随着石油、天然气等化石燃料供应日益紧张且价格昂贵,生物质燃料以其在节能减排、绿色环保等方面的突出优势,成为能源界新宠。

全球石油化工巨头埃克森美孚近日发布的《全球能源展望2012》报告中提到,受经济增长和人口因素影响,到2040年全球能源需求将比2010年高出30%。2012年3月20日,中国成品油价格,93号汽油从7.85元/L上调至8.33元/L,这是自2010年4月以来,中国成品油价格上调幅度创了新高。

能源危机已经触动每个人的神经,激起了人们寻找可替代能源的强烈愿望。

1 很多生物质燃料都能替代汽油

目前,国内外研究、应用较多的几种生物质燃料主要有秸秆乙醇汽油、甜菜生物质汽油、纤维素生物质汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等,很多东西可以替代汽油,中国发展生物质燃料的前景非常广阔。

含10%乙醇的秸秆乙醇汽油已在中国推广应用。与传统汽油相比,它优势明显。比如,辛烷值提高了、含氧多、燃烧充分,减少汽车尾气CO排放35%以上、碳氢化合物排放15%以上。生物质生长过程,还能吸收CO2。目前,中国已建有20×104 t/a以上、以非粮作物木薯为原料的工厂。中国要立足我们的基础,与国外合作,先实现工业化,再把规模扩大至10×104 t/a以上。大规模发展,酶制剂是基础,原料是关键,要在了解中国的原料供应情况,研发具有自己特色的酶制剂。

以甜菜为原料的生物质汽油———最新一代生物质车用汽油,比乙醇汽油能量更高,使用更经济;不需要更新销售系统和加油站;不需要调整发动机。国外2010年开始建设工业生产装置。生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。

2 生物柴油大有可为

生物柴油是动植物油脂通过与甲醇反应生产的清洁柴油,不含硫和芳烃,燃烧后不产生颗粒物和硫化物,不污染环境,同时十六烷值高。

生物柴油是21世纪崛起的新兴产业,世界生物柴油产能已在3 000×104 t/a以上。目前,美国产能已发展到1 093×104 t/a、欧盟为1 300×104 t/a。国际上已经制定完善的生物柴油标准。

中国生物柴油总产能约150×104 t/a,近几年,产量30×104 t/a~50×104 t/a,大多以废弃油脂为原料。中国海油集团在海南东方公司建设了的6×104 t/a生物柴油装置,采用中国石化集团的SRCA工艺,实现了清洁生产,并已在海南的加油站销售。

中国石化集团发展生物柴油产业有基础。其拥有完整的从小型到2 000 t/a生物柴油中型试验装置;拥有生物柴油质量分析、模拟评定、台架试验装置以及行车试验的经验;拥有世界一流的、处理废弃油脂原料的生物柴油成套技术,以及处理木本植物油和微藻油原料的碱催化蒸馏工艺。

中国榨油厂酸化油类废弃油脂总量较大。这类油脂的优点是全年不分季节供应、价格便宜。另一来源是从马来西亚和印在木本植物油方面,利用中国山地资源丰富的特点,开发麻风树、黄连木等木本植物油,具有优势和特色。

此外,中国石化集团向中国科技部申请了“十二五”国家生物柴油重大支撑项目,中国石化咨询公司受国家能源局委托,正编制中国生物柴油行业发展的指导意见。这些,对中国石化集团发展生物柴油提供了有力支持。

3 期望微藻“点绿成金”

微藻是地球上最简单的1种生物。微藻生物柴油可以减排CO2,减少温室效应,减少对石油的依赖,还能处理废气废水,保护环境。微藻生物柴油技术被誉为“一石三鸟”的技术,各国政府均大力支持研发,如,美国制定了微藻生物柴油路线图,埃克森美孚2009年投资6×108美元研发微藻生物柴油。人们对这一技术,抱有热切期望。

微藻是光合效率最高的原始植物,比农作物的单位面积产率高出数十倍,是自然界中生长最快的植物。微藻可以生长在高盐、高碱的水体中,可利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养。利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养,可以不与农作物争地、争水。微藻干细胞的含油量可高达70%,是最有前景的产油生物。微藻培养利用工业废气中的CO2,可减少温室气体的排放,还可吸收工业废气中的NOx,减少对环境的污染。生产微藻生物柴油的同时,还能生产藻饼,加工成蛋白质、多糖、脂肪酸等高价值产品,降低微藻生物柴油的成本。

但是,要大规模工业生产微藻生物柴油,还有漫长、艰险的道路要走。微藻生物柴油的生产是复杂的系统工程,涉及多学科、多专业的集成,投资巨大,目前生产成本远远高于石油柴油;大型化(几×104 t/a)生产,尚未实现,大型成套技术缺乏;多个环节需要改善降低投资和生产成本;发展微藻生物柴油的同时需要CO2、阳光、土地3种资源。

但是,要大规模工业生产微藻生物柴油,还有漫长、艰险的道路要走。微藻生物柴油的生产是复杂的系统工程,涉及多学科、多专业的集成,投资巨大,目前生产成本远远高于石油柴油;大型化(几×104 t/a)生产,尚未实现,大型成套技术缺乏;多个环节需要改善降低投资和生产成本;发展微藻生物柴油的同时需要CO2、阳光、土地3种资源。

要在微藻收集、浓缩、破壁、提油等方面取得重大突破,简化流程、降低设备投资和生产成本。在微藻的培育方面,要利用基因工程来加以改造,在含油量和生成速度上要有重大突破,这是微藻生物柴油发展的基础。目前世界均在大力研发,这一期望有可能实现。

动物油脂的来源丰富,包括屠宰废料、制革厂的猪皮油等,一般价廉。这是目前尚未利用的新原料来源。

4 新型汽油需要“中外合作”

含10%乙醇的秸秆乙醇汽油已在中国推广应用。乙醇汽油与传统汽油相比,减少汽车尾气CO排放35%以上、碳氢化合物排放15%以上,且生物质生长过程,还能吸收CO2。发展以秸秆、农林固体废弃物、城市生活废弃物等多样性纤维素为原料的秸秆乙醇工艺。只要采用基因改造的纤维素,寻找更好的酶制剂,就可建设高效率的生产厂。美国计划,到2030年,秸秆乙醇供应达到美国汽油总量的30%,约1.9×108 m3。预计秸秆乙醇生产成本降至0.53美元/升,低于石油汽油。

发展秸秆乙醇前沿技术要立足已有每年万吨工业规模工厂的基础,与国外酶制剂公司合作,先实现工业化,再把规模扩大至10×104 t/a以上,推广应用。

最新一代生物质车用汽油比乙醇汽油更有优势,比乙醇能量高,使用更经济;不需要更新销售系统和加油站;不需要调整改动机。以甜菜为原料的生物质汽油,生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。2010年国外开始建设工业生产装置。同时,国外也在大力研究以纤维素为原料的生物质汽油。纤维素比甜菜等原料来源广泛、价廉。甜菜为原料,已被国外专利覆盖,采用纤维素为原料,更有可能形成具有自主知识产权的技术。国内对纤维素生产生物质汽油的研发已经开展,并取得一定进展。因此,要重点突破,占领这一高科技发展前沿制高点。

5 结语

随着石油价格的上涨,中国作为石油大量进口国面临着较大的压力。同时,减少CO2排放、使用清洁燃料以减少汽车尾气对空气的污染等都是中国需要迫切应对的问题。

河南生物能源产业何去何从 篇9

1981年在内罗毕召开的联合国新能源和可再生能源会议, 直接推动了新能源开发与利用的升温, 许多国家制定了相应的开发计划。

生物质能又称“绿色能源”, 是指通过植物的光合作用而将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源。生物质既包括本原型农林水产资源, 如木材、农作物、海藻等, 还包括工业有机废弃物、厨房垃圾、纸屑等城市生活垃圾。生物质能源的最大优点是污染小、来源丰富、可再生。世界上每年产生的农林废弃物大约有30亿吨。仅地球上植物每年可生产的生物燃料量, 相当于目前人类每年消耗的石化矿物能源的20倍。

发展生物能源意义深远, “十五”期间我国在部分地区试点推广燃料乙醇取得良好的社会效益与生态环境效益。

中国科学院为此提出了中国能源科技发展战略路线图:近期 (至2020年) 重点发展节能和清洁能源技术, 提高能源效率;中期 (2030年前后) 重点推动核能和可再生能源向主力能源发展;远期 (2050年前后) 建成中国可持续能源体系, 总量上基本满足中国经济社会发展的能源需求, 结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下, 可再生能源成为主导能源之一。

根据国务院领导指示精神, 下一阶段我国将重点推进生物燃料乙醇、生物柴油、生物化工新产品等生物石油替代品的发展, 同时合理引导其他生物能源产品发展。这些对河南省发展生物质能源是难得的机遇。

河南省生物能源发展的现实图景

生物质能源是石化能源最好的替代品。推广使用生物能源是国家的一项战略性举措, 有利于缓解石油资源短缺, 有利于大气环境质量的提高, 有助于农业产业结构的调整和生产模式的改变, 促进农业生产与消费的良性循环, 对落实科学发展观, 促进经济可持续发展及社会主义新农村的建设具有战略意义。

而生物质的可再生能源, 具有清洁、高效、安全的特点, 正越来越受到人们的青睐。几年来, 河南省一直积极探索、开发以生物质能源为代表的新能源之路, 并取得积极的成效。在生物乙醇、生物柴油领域, 一批生物能技术达到国内乃至国际领先水平, 形成部分生物能源骨干企业, 能源林建设取得一定成果, 工程性工业用沼气成果明显, 生物质发电已经起步, 车用沼气和城市垃圾生成沼气正在研发, 并形成一定的技术贮备。

在乙醇领域, 河南天冠企业集团有限公司是目前国内历史最长、最具代表性的乙醇生产企业, 是生物质能源生产企业中唯一进入国家循环经济试点的企业, 同时是行业内唯一一家被国家批准设立博士后工作站单位, 是国家新能源高技术产业基地主体企业, 是国家燃料乙醇标准化技术委员会秘书处单位。在我国生物质能源领域, 唯一的国家级企业技术中心, 也设在天冠集团。它目前拥有国内最大的年产50万吨燃料乙醇生产能力, 拥有国际上最大的6万吨/年谷朊粉生产线, 同时拥有亚洲最大的工业沼气工程, 也是目前国内唯一拥有燃料乙醇、沼气、生物柴油三大生物能源产品生产线的企业。

企业科技研发所取得的丰硕成果, 成为支撑企业和行业发展的核心力量。近年来, 天冠集团共获得科研成果124项, 国家级17项、省部级56项, 专利和专有技术50多项、主持制定国家标准6项, 这些科研成果和技术标准大多处于国内领先水平或国际先进水平, 多项成果和标准在全国同行业推广应用, 取得了显著的经济和社会效益, 对推动我国生物质能源行业技术进步做出了重大的贡献。

从1997年开始, 天冠集团就先后与山东大学、浙江大学、郑州大学、河南农大等多所高校进行合作, 致力于秸秆乙醇生产关键技术和产业化示范项目的攻关。2005年3月, 建成了年产300吨生产线并连续运行, 多项秸秆乙醇关键技术取得突破性进展。由于秸秆乙醇产业化的始创性, 装备体系没有可借鉴的平台, 企业经过10多年的研发, 已开发出包括纤维素酶在内的具有完整工艺体系的、多项自主知识产权与集成创新的秸秆乙醇装备体系。2006年10月, 经河南省发改委批准, 开工建设国际上首个规模5 000吨/年秸秆乙醇产业化示范线, 标志着企业在秸秆乙醇产业化上迈出了重要的一步。2008年4月, 整体工程联动调试完成, 生产线运行平稳, 产品质量合格率达到100%。目前已将该示范线平衡改造为1万吨/年标准化模块, 通过示范运行, 为将来产业化推广提供技术支持。

目前天冠集团已经取得了一系列关键技术研究成果:

其玉米秸秆、麦秸秆、稻草三大秸秆原料预处理工艺基本成熟。他们采用低成本、无污染的预处理技术, 可以有效地提高原料的水解效果和发酵效果。从原料得率 (16-18%) 看, 该技术居国内产业化生产领先水平。

天冠集团规模化生产中纤维质原料糖化所用多种酶活性大幅提高, 成本降低, 处国内领先水平, 基本适应规模化生产。目前每吨乙醇所需商品纤维素酶售价高达15 000元, 利用外购商品纤维素酶来生产秸秆乙醇几乎是不可能的。为降低秸秆乙醇生产成本, 天冠集团配套建设了纤维素酶生产线, 研发生产高活性、低成本的纤维素酶。目前天冠集团每吨秸秆乙醇所需的纤维素酶等酶类成本已达到国外厂家提供给国内试验用纤维素酶的水平, 已基本适应了产业化生产。

天冠集团基本实现了纯生物质乙醇生产工艺, 初步解决了传统乙醇生产离不开化石能源的技术框架。每生产1吨秸秆乙醇的废渣, 可生产蒸汽13—14吨, 发电900—1 000度, 供乙醇生产自用, 同时产出硝灰 (钾肥) 500—600公斤, 产沼气21立方米。收到了秸秆乙醇、秸秆发电、秸秆还田三位一体的综合效益。

天冠集团已实现清洁生产。固渣作为锅炉燃料, 锅炉灰渣作为肥料, 废水经厌氧好氧处理达标排放, 二氧化碳可回收利用, 无其他废气排放。

在纤维乙醇的开发利用方面, 最头疼的经济性问题, 目前也有了大的进展。预计1万吨/年规模示范线达产时, 秸秆乙醇的成本有望降到高于粮食乙醇10-15%左右。

天冠集团依托生物能源发展生物化工, 形成了可持续的优势产业链。生物能源产品包括纤维乙醇、薯类乙醇、生物柴油、生物丁醇和生物沼气等, 生物化工依托生物能源发展, 正在实施产业化的主要产品包括:二氧化碳全降解塑料、碳酸二甲酯、1, 3-丙二醇、PTT聚酯、生物乙烯、木质素等。

天冠集团整个生物能源产业链以非粮农业及林业原料为基础, 通过新工艺、新技术实现整个过程的资源最大化利用。

在生物柴油领域, 全省生物柴油企业大约有20家左右, 郑州市5家左右, 多数以废弃煎炸油, 地沟油为原料。

郑州侨联生物能源有限公司位于郑州高新技术产业开发区, 是一家专门从事生物质能源研发、生产、销售的高新科技企业, 主导产品为生物柴油。

公司自2007年成立以来, 与海军油料研究所、河南大学、河南工业大学、开封大学等单位紧密合作, 在军内知名专家高永建博士的主持下, 由河南大学王洪涛教授、河南工业大学谷克仁教授、开封大学副校长赵辉教授组成专家团队, 致力于新型生物质能源技术的研究。3年来, 在生物柴油及产业化生产技术研究方面均取得了显著成果。目前国内生物柴油处于B5水平, 国际最高水平为B30, 其公司生产的B10生物柴油已投入市场使用;B15生物柴油进入车辆试用阶段;B20生物柴油进入中试阶段。B30正在研制中, 预计2012年可达到国际水平。企业研究开发了独特的生产工艺技术和添加剂配方, 获得了两项具有完全自主知识产权的发明专利技术, 该技术处于国内领先水平。

2010年3月, 经国家车用乙醇汽油质量监督检验中心全面检测, 产品各项指标均达到国家矿物柴油标准;2010年5月已通过“135单缸柴油机台架试验” (是全国唯一通过该试验的生物柴油生产企业) 。经多种车型试用一年以上, 用户反映良好。

2009年12月该企业获得河南省资源综合利用企业认定;2010年1月该企业被河南省科技厅推荐为2010年度国家创新基金项目。目前, 该企业已建成年产5万吨生物柴油的生产线, 具备了生物柴油研发、生产、推广的条件。

在生物质原料发电方面, 根据国家关停小火电的政策, 2007年年底之前, 河南对5万千瓦以下纯凝汽小火电机组予以关停。对于河南众多小火电厂而言, 唯一的生机则是将原来的小火电改造成利用秸秆发电, 否则关停。

河南是农业大省, 每年产生农作物秸秆7 000万吨, 大量秸秆被焚烧处理, 严重污染环境。因此, 充分利用丰富的秸秆资源, 采用秸秆发电技术, 对小火电实施技术改造, 解决供电供热问题, 成为河南省调整能源结构的选项。与此同时, 国家在政策上也给予了鼓励, 全国多个省份开始投建秸秆发电项目。

目前, 河南通过小火电完成技改投产的秸秆发电项目有两个, 分别是长葛恒光热电公司和新密昌源电力。国能在河南省浚县、鹿邑等地投资的3家秸秆电厂正在建设之中。据了解, 截至目前, 河南省已经批复了16家生物质能源电厂。

在农村沼气方面, 河南省是农业大省, 又是畜牧大省, 在发展农村沼气方面具有得天独厚的条件, 近年来河南省农村沼气发展形势喜人, 涌现出一批专业沼气器具和工程公司。

新潮沼气工程开发有限公司是从事新型高效玻璃钢沼气池及相关沼气配套产品研发、生产、销售为一体的沼气产品专业生产厂家。公司以广大农村为服务对象, 以“发展沼气事业, 建设新农村”为经营宗旨, 充分利用技术优势与规模优势, 致力于农村生态能源产品的研发生产, 形成了沼气产品生产系列化、规范化和标准化。2007年公司与高级工程师, 玻璃钢专家王禹阶技术合作, 生产出复合材料玻璃钢沼气发生器, 其产品价格低于传统砖混结构沼气池, 各项技术指标均达到或超过同类玻璃钢产品, 专家鉴定认为, 这种沼气发生器表面无软化、无裂缝、无气泡、无溶解现象, 具有强度高、气密性好、重量轻、运输安装方便、产气率高、使用寿命长等特点。目前, 该产品已在河南、安徽、山东3省30多个县市推广使用, 有力推动了沼气事业的发展。同时, 该公司在中型沼气工程建设方面不但有成熟技术, 还有样板工程实例。

河南省在生物质能源林发展方面也有一定的成效。近年来, 随着全国生物质能源发展步伐的加快和市场对生物质柴油的需求, 河南省开始了林木生物质能源林的研究开发, 并取得了一定的成效。其中, 河南省林业技术推广站与国家林业科学研究院合作, 对河南省适于开发生物质燃料油的植物进行了普查, 确认黄连木、文冠果、油桐为开发利用较成熟的树种, 并对黄连木、文冠果进行了重点调查。经过调查计算, 河南省现有黄连木资源折合纯林60多万亩, 其中达到结实年龄的黄连木27.5万亩, 从中选出了含油高、丰产型、抗性强等3个优良类型65棵黄连木优良单株, 提出了相应的采种规划与现有林经营管理方案, 为河南省下一步开发利用黄连木生物质能源打下了坚实的基础。

河南省是生物质能源林木种质资源大省, 发展生物质能源林木条件优越、前景广阔。随着经济社会的快速发展, 生物质能源林发展的市场空间和领域将越来越大, 必将有力地促进生物质能源林培育的步伐。

河南省林业厅从国家能源发展的战略需求出发, 将发展林木生物质能源列入《河南省林业发展“十一五”规划》, 并制定了《河南省林业生物质能源总体规划》。《河南省林业生态省建设规划》将生态能源林作为一项重要工程来建设, 明确了目标任务和建设内容。

自然条件适宜, 林木资源丰富的河南省地处北亚热带向暖温带的过渡地带, 具有较好的区位优势和自然生态条件, 气候、土壤条件比较优越, 水热光资源丰富, 培育生物质能源林具有得天独厚的资源条件。据最近调查, 河南省全省还有900多万亩宜林荒山荒地, 具有能源林培育的土地资源优势, 发展地域空间较大, 在增加能源供给的同时还可以进一步改善生态环境。同时, 还有不适宜农业生产的边际土地适宜种植特定能源树种。这些边缘性土地资源, 经过开发和改良, 可以变成发展生物质能源林木的“绿色油田”、“绿色煤矿”。另外, 河南省不仅树种资源丰富、资源量也很丰富。河南省除黄连木、文冠果、油桐等乡土树种外, 还有花椒等10多种适于生产生物柴油的能源乡土树种。以油桐为例, 栽培2-3年即可结果, 结果期长达30-50年, 其果实平均含油率40%左右, 5年生油桐每亩果实产量高达500公斤, 可生产生物柴油150公斤左右。因此, 发展潜力巨大。

河南发展能源林具备科技支撑。目前, 全省范围内省、市、县级设有林业科技推广机构和林业科研院所100多家, 林业科技人员5 000多人。全省已基本形成林业科研、成果推广、技术监督三大体系和科技信息网络。河南省各地在树种选择、造林模式和经营管理等方面积累了一定的经验, 为能源林培育走向产业化提供了良好的技术储备。2006年林业厅重点推广了10多项使用配套技术、30多个林木新品种和10多项造林模式, 广泛而成熟的林业科研成果为工程的开展提供了强有力的技术保障。省林业技术推广站2002年以来相继承担国家发改委《黄连木采种基地建设及其生物柴油生产的产业化》、国家科技部《河南省主要燃料油木本植物资源调查研究及示范基地建立》、《主要燃料油木本植物黄连木、文冠果良种选育与繁育技术研究》、国家林业局《绿色植物生长调节剂 (GGR) 及其配套技术在燃料油植物黄连木、文冠果育苗、造林中的推广应用》、《黄连木等能源林高效培育技术研究》、《黄连木能源林栽培技术推广及示范基地的建立》和河南省重点科技攻关《河南省能源树种选育及集约化栽培技术研究》等项目, 初步摸清了河南省林木生物质能源资源, 对黄连木、文冠果育苗、嫁接、抚育管理、黄连木小蜂防治进行了研究, 取得了阶段性成果。

在车用沼气和城市垃圾生成沼气方面, 河南正在研发, 处于形成一定的技术贮备阶段, 还没有形成一定规模的市场和正在运行的骨干企业。

发展生物能源产业面临的主要瓶颈

生物质能从理论上说净排放为零, 形成二氧化碳的闭路循环, 是环保的。而用化石燃料相当于把几十亿年前的生物质转变成的碳释放出来, 影响气候。生物质能源的生产也需要一些燃料, 但是随着技术进步, 可以做到将生物质能源生产过程中能源的消耗和产出比缩小。欧盟发布的可持续生物质燃料标准。要求生物质燃料必须要减排35%的二氧化碳, 才可以进出口, 而且不可以破坏雨林、湿地和需要保护的土地来生产生物质能源, 并且减排温室气体量要逐年增加, 到2017年减排50%, 到2018年减排60%。

目前商业化生产的生物燃料主要是以玉米、甘蔗、食用油为原料的所谓“第一代”生物燃料, 成本较高, 并且减排二氧化碳能力有限, 还可能影响粮食价格。而理想的以农林废弃物和能源作物为原料的第二代生物燃料正期待着商业化的技术突破。用二氧化碳和海水合成油藻后生产的生物柴油和燃料乙醇被视作第三代生物燃料, 也正进入中试阶段;未来的第四代燃料将用二氧化碳和水直接光合成乙醇、柴油或其他高碳醇。

由于二代以上生物燃料技术不成熟, 如何实现从第一代向第二代生物燃料过渡仍然是全球面临的共同问题, 根据不争粮, 不争地的原则, 我们也在大力开发非粮生物乙醇技术, 例如纤维素乙醇, 把秸秆、草转化为乙醇, 已经取得一定成效但是整体技术还没有成熟。

实质上我们并不是没有技术, 我国在1.5代生物燃料技术方面已经国际领先。清华大学开发的ASSF法生产甜高粱秆乙醇技术已经完成中试, 正在内蒙古做示范, 发酵时间只需要24小时左右, 而玉米需要55小时, 乙醇转化率为理论值的94%以上, 高于玉米的91.5%, 而且采用固体发酵技术, 一次发酵, 乙醇生产过程能量投入产出比高达1:23, 每吨乙醇减排2.2吨二氧化碳。而且发酵以后产生的酒糟一半可以烧锅炉, 另一半可以做饲料喂牛羊, 生产1吨甜高粱乙醇可产生2.6吨饲料, 相当于400公斤玉米。

根据的试验数据核算, 甜高粱乙醇成本仅为3 500元/吨左右, 按美国能源部可再生能源的模型是3 950元/吨, 而国内的玉米、木薯乙醇成本约5 000多元/吨。

总体来说, 我国生物质能源产业的发展面临以下问题:

首先是我国非粮原料供应体系没有建立起来。我国原有的粮油供应体系成熟, 但对于生物燃料的非粮原料供应体系不适合, 如秸秆的收、储、运系统还没有形成, 不能保证稳定的原料供应和原料价格。

其次是我国生物质能源产业缺乏科技支撑体系。生物质能源开发技术发展水平参差不齐, 转化成本高、效率低。我国在生物燃料方面科技投入少。美国能源部近年来, 每年在生物能燃料科研上的投资是20多亿美元, 我国“十一五”期间在燃料乙醇研发上的投入加起来也就2亿元人民币。此外, 科技资源和研究队伍分散, 缺乏国家层面的协调和引导。主要的表现就是脱节, 科技部支持只限于技术研发部分, 但示范工厂建设经费奇缺。

我国生物质能源产业现有的定价机制和扶持政策也需进一步优化和调整。生物质能源扶持政策缺乏系统性和配套性, 在多种能源产品和规模上未给予明确的支持和指引。目前国家对风能、太阳能的扶持力度相当大, 而对生物燃料的扶持政策还停留在本世纪初消化陈化粮生产乙醇的水平上:首先是倒挂的乙醇定价机制, 乙醇销售价为90号汽油出厂价的91.11%, 并且乙醇生产商享受财政补贴的标准不一致, 有高有低, 造成鞭打快牛的局面, 不利于产业发展和技术进步。

生物质能源产业化发展受原料高成本的影响, 大部分生产企业需要额外的补贴、税收优惠才能赢利或生存。生物质能源产业发展模式缺乏市场竞争力。而且部分农林种植物存在与粮争地的潜在危险。

生物能源由于无污染、可再生以及具有良好的动力性能等优点, 被国际可再生能源界誉为最具发展前景的替代油品, 属于典型的低碳经济产品, 市场发展态势良好。但是从目前来看, 河南省生物柴油行业发展除了面临以上几大问题外, 还有以下主要问题:

首先, 企业发展不均衡。由于对国家政策理解不到位, 加之行业管理不够规范, 又得不到专家的及时指导, 导致许多国家优惠政策得不到落实。企业技术水平参差不齐, 产品质量相差较大。

其次, 企业缺乏发展资金。因为生产生物质能源的企业多是中小型民营企业, 自有资金有限, 难以形成规模化生产。国家财政及银行支持资金大多倾向于大型国有企业, 所以普遍存在融资难。缺乏资金支持, 已严重滞后了河南省生物质能源产业的发展。

第三, 销售推广难。销售渠道不畅突出表现为民营企业生产的生物柴油无法进入国有三大石油销售体系。在我国, 政府一直保持着对能源行业的强力管制, 生物柴油也不例外。由于一些过于苛刻的条件提高了准入门槛, 使民营企业的生物柴油无法进入中石油、中石化、中海油三大石油集团销售渠道, 形不成固定的销售网络。没有大量固定的销售量, 已严重影响了生物柴油的规模化生产。

由于以上原因, 河南省大多数生物能源企业处在自由发展、自生自灭的困难阶段。

世界主要经济体生物能源发展现状

据研究, 到2012年, 全球对于原油的需求将会以快于预期的速度增长, 而产量却将会滞后, 从而将导致一场能源供应的危机。2010年以后市场的紧张局势将会愈演愈烈。为了确保能源安全, 世界各主要经济体在加强传统的能源战略储备的同时, 都纷纷加大了生物能源的开发和利用, 以降低对石油、煤炭、天然气等传统能源的依赖性。

美国不断加大玉米深加工转化乙醇, 减少石油依赖。

2006年美国燃料乙醇产量约50亿加仑, 到2010年美国乙醇年产量翻一番, 超过120亿加仑;到2015年, 产自玉米的燃料乙醇年产量将达150亿加仑。

美国要求本国到2017年, 美国汽油消耗量必须减少20%, 可再生能源年产量要达到350亿加仑。为推动燃料乙醇业的发展, 美国不仅对乙醇原料玉米种植业者提供税收优惠, 还对乙醇混合汽油的生产和销售提供汽车。

燃油税的减免, 使得乙醇油价能与传统汽油竞争, 现在美国使用的汽油99%以上都混入不同比例的乙醇。另外, 美国国内的游说团体要求国会降低进口乙醇每加仑54美分的关税。

目前, 美国政府实行国内生产为主, 充分利用当地玉米转化, 大力生产燃料乙醇。业内人士认为, 其具有三大好处:一是确保美国国家能源安全, 由于国内生产为主, 可以避免国际政治、军事、经济形势变化对石油进口的制约和影响。二是玉米种植面积增加, 大豆面积相对减少, 将提高粮价整体上涨, 有利于粮食出口价格抬升, 减少国内对粮食生产补贴, 并获得农民支持, 并由此改变了美国农村经济版图 (美国也有三农问题) 。三是有利美国在制定制定全球经济规则之时, 增加谈判筹码, 美国此举可谓“一箭三雕”。

同时, 美国燃料乙醇生产也逐步向非粮化发展, 在乙醇汽油研发方面, 根据美国“生物燃料行动计划”的安排, 美国将设立基金支持以各种生物质为原料的乙醇汽油生产技术的开发, 特别是将更多地关注除玉米之外的其他生物质原料, 如碎木块、秸秆和草本植物等, 扩大原料资源, 缓解粮食供需矛盾, 并降低生产成本。目前美国已有多家公司从事以其他木本植物为原料生产生物柴油的技术研究, 预计2015年全面进入产业化生产, (据最新资料显示, 由于美国政府加大了投入, 有望在2012年左右提前实现) , 届时将极大地增加生物柴油的原料供应。

日本是世界上第四能源消费大国, 第二大能源进口国。日本是个资源匮乏、能源严重依赖进口的国家, 进口能源占总能源消费量的80%。日本几乎没有油气资源, 但却是世界第二大油气消费国, 油气进口大国。石油进口依赖度在99%以上。另外, 石油工业非常发达 (上游在国外, 下游在国内) , 年石油消费2.58亿吨, 天然气746亿立方米。年进口石油2.64亿吨, 天然气692.8亿立方米。

近几年来, 日本能源供坚持以国外为主, 进口产品能源为主。同时, 日本也注重开展国内为辅, 以进口原料来发展能源生产。为了推动乙醇燃料的发展, 日本政府决定从原材料采购、燃料生产和销售等各环节扶助企业的发展。日本政府的目标, 在2011年之前国内乙醇燃料的生产能力达到每年3.1万立方米, 2030年之前达到600万立方米。

由于日本国内能源资源严重缺乏, 近年来, 利用全球能源资源再分配的有利契机, 加大海外能源资源投资步伐, 积极在巴西、泰国等投资收购、兴建燃料乙醇生产企业, 快速获取能源战略优势。日本投资80亿美元购买巴西40个乙醇蒸馏工厂的部分股权, 以确保巴西对日本15年稳定的乙醇供应, 为日本即将推行的汽油与乙醇混合燃料使用计划提供稳定的能源供应, 可谓是罕见的大手笔。目前, 巴西石油公司正与日本贸易公司三井物产沟通建立合作关系, 双方将合作在巴西建立分公司。

此外, 泰国市场对燃料乙醇需求量为每天40万公升, 但泰国国内供给量每天达60万至70万公升。利用泰国的木薯、甘蔗生产乙醇汽油是日本能源战略的另一个目标, 日本丸红、三宝乐啤酒、月岛机械等3家公司将启动在泰国生产燃料乙醇项目, 通过日本新能源与产业技术综合开发机构, 向泰国大型制糖企业RungRueng公司提供乙醇技术的支持业务, 并利用甘蔗渣每年生产3.6万升乙醇汽油。

欧盟的石油政策及其能源战略的首要目标是保证“经济安全、国防安全、生活安全”, 提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。目前, 世界主要石油消费国的能源安全战略的基本内容和手段是保证石油供应稳定, 建立战略石油储备, 进口石油来源多元化, 强化石油消费管理, 开发新能源和可再生能源以及环境保护, 欧盟也不例外, 其更强调的是保证能源供应安全与保证能源使用安全的有效结合。

欧盟成员国中英国是油气生产大国, 同时也是出口大国, 年产量为3.12亿吨石油当量, 国内油气消费量2.32亿吨, 出口原油8 000万吨, 其余成员则是油气消费大国 (欧盟能源消费总量为15.06亿吨石油当量, 净进口7.79亿吨石油当量, 占需求总量的52%, 进口能源中主要是石油和石油产品) 。

据有关数据显示, 欧盟石油对外依存度偏高, 大力发展相关能源替代品无疑是符合其能源战略国策的, 其中以农作物为原料的生物能源既可以缓解库存压力、减轻财政负担, 同时还能够提高能源安全系数, 可谓是“一举两得”。

中国进入21世纪以来, 中国经济的高速发展, 出现煤、电、运全面紧张的态势, 石油对外依存度的快速提高, 国际油价暴涨等现象, 我国能源安全问题已成为社会关注的焦点。

目前, 由于国内的能源生产已经远远不能满足高速经济增长, 据商务部市场运行司监测, 2006年我国石油对外依存度已达47.0%, 较2005年提高4.1个百分点。到2010年和2020年, 我国石油的对外依存度将分别达到51%和60%;天然气的对外依存度将分别达到28%和50%。届时我国能源自给程度将分别下降到89%-90%和84%—87%左右。有专家预测, 到2020年前后, 中国有可能成为世界第一大油品进口国。这样国际原油价格的正常或非正常波动, 都将更深入地影响我国油品以及相关生产资料的价格, 甚至影响我国整个市场价格的波动趋势。

2000年以来我国原油消费年均消费增速都超过8%。特别是2002年以来, 石油和天然气消费增长尤为迅速。而相对消费的增加, 国内石油的生产增速却相对缓慢, 近年来的产量增幅维持在1.5-2%。中国的能源安全日益被显露出来, 所以, 我国能源发展应该说喜忧参半。

目前, 我国用自主技术形成生物能源产业条件成熟, 已基本掌握生物质能利用关键技术。未来30年, 我国至少可以发展约20亿吨的生物质能源, 合10亿吨标煤。木薯、甜高粱等非粮原料制燃料乙醇产业化加快, 一批生物柴油、秸秆发电项目正在建设, 投资快速增长。今后15年, 我国生物质能发展的重点是生物质发电、沼气工程、生物液体燃料和生物质固体成型燃料, 《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标是:到2010年, 生物质发电达到550万千瓦, 生物液体燃料将达到200万吨, 沼气年利用量将达到190亿立方米, 生物固体成型燃料达到100万吨, 生物质能年利用量占到一次能源消费量的1%;到2020年, 生物质发电装机达到3 000万千瓦, 生物液体燃料达到1 000万吨, 沼气年利用量达到400亿立方米, 生物固体成型燃料达到5 000万吨, 生物质能年利用量占到一次能源消费量的4%。

国际生物能源的发展经验

生物能源开发成为世界主要发达国家的发展战略, 得到各国政府的大力支持。2000年, 美国通过了《生物质研究开发法案》, 启动了生物质能源研究计划, 吹响了进军生物能源的号角。美国总统布什在2007年的《国情咨文》中提出了“10年减20%”的目标, 即用10年的时间使汽油消费下降20%, 要达到这个目标, 其生物燃料的产量在现有的基础上再增加7倍, 达到350亿加仑 (1.05亿吨) 。白宫在2007年农业议案中提议为纤维素乙醇开发提供12亿美元的拨款和21亿美元的贷款。巴西、德国、英国、日本等国政府都大幅度增加对生物能源的研发投入, 并提出了中长期发展的具体目标。不少国家在加快生物能源产业发展上推出了免税或补贴政策, 如美国对燃料乙醇每升补贴51美分, 德国通过税收调控, 使生物柴油售价比普通柴油便宜15欧分。

生物能源产业发展迅猛, 吸引社会资金的竞相投入。2006年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到4 050万吨和540万吨, 比2001年增长了2倍和3倍。根据2007年3月Clean Edge资讯公司的研究报告, 今后10年清洁能源的投资将增长3倍, 使全球清洁能源技术市场达到2 260亿美元。在矿物质燃料替代品市场中, 生物燃料占很大市场份额, 2006年全球生物燃料销售额达到205亿美元, 预计2016年将增长到800亿美元以上。国际上对生物燃料的风险投资从2005年的6.47亿美元上升到2006年的28亿美元, 大量资金流入美国的燃料乙醇产业。

生物能源产学研联盟加速形成, 石油巨头成为创新的主体。自2000年以来, 雪佛龙公司 (Chevron) 在可再生能源研发方面投入超过15亿美元, 它与美国可再生能源国家实验室、加州大学戴维斯分校、佐治亚大学联合成立战略研究联盟, 开发纤维素乙醇制造技术。英国石油公司 (BP) 在2006年后10年内将投资5亿美元创建生物科学能源研发中心, 与美国和英国的主要大学合作, 集中开发从作物和有机物质生产生物燃料。为了满足世界对可再生运输燃料增长的需求, BP公司与杜邦公司组建联盟, 开发生产新一代生物燃料, 该联盟的第一个产品就是生物丁醇, 将于近期在英国面市。巴西、西班牙、澳大利亚、马来西亚等国的私有企业都大肆进军生物燃料市场, 石油化工巨头成为生物能源技术发展的主体。

生物质利用技术多元化, 第二代生物能源开发成为重点。考虑到全球粮食安全问题, 以纤维素等非粮原料生产开发的第二代生物能源产品受到国际社会的高度重视。“第二代生物能源”不与粮油争地, 直接利用农业秸秆、木材、木屑以及动物粪便等作为能源原料, 对农业废料的循环利用保证了生物能源的可持续发展, 解决了当前生物燃料生产过程耗费更多能源的问题。2007年3月, 美国能源部投资3.85亿美元资助6家纤维素乙醇生产企业, 计划在2011年使生产成本与玉米乙醇相当, 实现纤维素乙醇生产技术的商业化。丁醇是一种优于乙醇的新型燃料, 利用纤维素生产丁醇正引起越来越多的关注。为了进一步降低生物质成本, 开发纤维素含量高的能源植物也是研究开发的热点。

发展河南生物质能源产业的策略

在全球气候变暖的大背景下, 发展低碳经济正日益受到世界各国的关注, 也无疑为我国经济的可持续发展提供了一条新的途径, 引起了国家主要领导人的高度重视, 成为各级政府部门决策者的共识。低碳能源的开发利用是一项系统工程, 也是国家能源发展战略的重要组成部分。所以单靠企业的力量是远远不够的, 迫切需要政府的保障和支持。碳交易已成为新兴经济, 已在发达国家以及我国发达地区迅速开展起来。河南省作为人口大省、农业大省, 更应当大力发展低碳经济, 发展生物质能源产业。由省政府成立生物质能源发展领导小组, 组织协调指导这一新兴产业的协调发展的工作, 促进这一新兴产业的健康快速发展。

一新兴产业的协调发展的工作, 促进这一新兴产业的健康快速发展。

将“大力推进生物质能源产业发展”列入河南省“十二五”规划, 作为战略性新兴产业予以重点培育和扶持, 加快推进生物质能源产业发展。

坚持“不与农争地, 不与民争粮”的原则, 分阶段稳步推进生物质能源产业发展, 探索适应河南省省情的发展模式。近期, 优先利用有机废弃物等生物质资源, 推进生物质乙醇、生物质柴油技术的发展。中长期, 合理开发边际土地资源, 积极稳妥发展能源农业和能源林业, 扩大生物质能资源基础;推进纤维素液体燃料产业发展, 显著增加生物质能在清洁能源和交通燃料供应中的比例, 有效实现生物质能对石油的规模化替代, 保障能源供应。

进一步完善财政补贴政策, 逐步从建设投资补贴转向原料补贴、产品补贴、消费补贴、投资补贴等, 四管齐下, 加大生物质资源开发补贴力度, 明确对生物质能源投资项目和工程的激励政策, 完善生物质能源产品的价格补贴, 创新有利于生物质能源产业发展的商业模式。

加大科技支撑力度, 加强产学研组合, 成立河南省生物质能源技术战略联盟, 组织联合攻关, 突破关键技术装备制约。首先, 尽快将生物质能源的研究开发纳入重大专项, 实现生物质燃气产业装备的国产化, 开发低成本非粮原料生产燃料乙醇和高效酶水解及高效发酵工艺, 研究可适用不同原料、节能环保的具有自主知识产权的生物柴油绿色合成工艺。其次, 积极吸纳国际先进技术, 推进生物质能源产学研的组合, 加快推进生物质能源相关科研成果的转化, 进一步提高生物质能源开发相关企业的研发能力和自主创新能力。

尽快制定河南省相应的法规政策, 完善生物柴油销售体系。根据《可再生能源法》第十六条第三款规定精神, 由省有关部门专门负责指导生物柴油的推广使用工作, 建立健全生物柴油销售体系, 使河南省生物柴油尽早进入国有三大石油集团的销售渠道。建议尽快设立全省重要城市生物柴油推广使用示范基地, 建立生物柴油混拌站, 完善生物柴油销售渠道。

建议政府财政设立专项风险资金, 利用省中小企业担保公司的优势, 专门为生物能源企业提供银行贷款担保, 帮助企业融资。

利用河南省农林业优势, 推广种植生物能源林, 建立生物能源林基地。同时, 组织好地沟油、泔水油、工业废油的收购工作, 为生物柴油提供充足的原料保证。

生物质能源是典型的可再生能源项目, 减排效果良好, 属于碳交易的重点, 根据河南省目前情况, 省政府有关部门应尽快设立碳交易专门机构, 尽快开展碳交易评估认证工作, 使碳交易工作取得实质性进展。

在生物柴油领域, 全省生物柴油企业大约有20家左右, 郑州市5家左右, 多数以废弃煎炸油、地沟油为原料。

河南省是生物质能源林木种子资源大省, 发展生物质能源林木条件优越、前景广阔。

实质上我们并不是没有技术, 我国在1.5代生物燃料技术方面已经国际领先。

转基因农作物进军生物能源 篇10

美国杜邦公司的种子专家比尔·涅波尔多年来一直在为如何解决转基因农作物用于生物能源的问题头疼。石油价格居高不下，美国等国家对生物能源的需求量不断增加，农作物产量以前所未有的速度增长。

“近41年来，北美的农作物产量已经翻了一番，但我们不会再有那么多时间实现下一个翻番。” 比尔·涅波尔说。所以，他认为要实现增产，除了扩大种植面积以外，转基因农作物的种植将是唯一的选择。

2007年，杜邦公司和世界上最大的油籽加工企业邦吉公司宣布，他们将在现有的合作改善食用大豆的各种生物性能基础上，重新设计大豆的基因，以用于生物柴油和其他工业生产。

杜邦公司的种子部门也为了配合转基因农作物的研究，投入了大量的资金并配置专门人员。他们将9%至11%的收入专门用于研发转基因农作物，而且还将聘用的科学家数量增加25%。这一切都是为了通过提高农作物抵御病虫害和抗杂草的能力来提高产量，同时找到最适合提炼乙醇等生物能源的转基因农作物。

产量危机的破解

从事生物能源研究的科学家们一直将自己局限在固有的视野里，他们对生物能源的关注主要集中在工业生产方面，比如改进利用农作物生产乙醇的化学工艺，提高乙醇的产量等方面。可是，事情并非想象中的顺利，原因就是来自农作物本身即要满足食用需求，又要满足工业用途中导致的产量不足问题。

以乙醇为例，其主要原料是玉米，即使将全球的玉米都用来生产乙醇，这些乙醇只能取代石油市场15%的份额。 但是，现实比预想的数字更可怜。2006年中国的乙醇产量为130万吨，主要原料是小麦和薯干，而不是最适合生产乙醇的玉米。而2006年中国玉米产量1.385亿吨，燃料乙醇所用的玉米量只占工业用量的1/10，总玉米产量的2%。

这一数据，让业内有些震惊。科学家们必须寻找其他农作物原料，以生产更多的生物燃料。美国能源部的一位官员曾表示，未来10到15年，如果生物能源在市场上的份额提升50%，则需要依赖科学家们对农作物原料进行改进，保证进入乙醇生产工厂的原料含有更高的生物能量。

他们开始将眼光转向大受争议的转基因农作物上。比尔·涅波尔认为，想提高生物燃料在石油消耗中的比例，使生物能源在整个能源消耗中占有重要的地位，必须对农作物本身进行改进，让这些农作物每亩能源产量不断提高。而转基因农作物是最适合的，首先是其改性后的产量高于普通农作物；其次，一旦大面积种植，价格将低于普通农作物。

在转基因农作物种植方面，全球市场的走势也是蒸蒸日上。国际农业生物应用研究机构（ISAAA）预计2010年转基因农作物全球销售额可达250亿美元，而在2005年，世界转基因农作物销售额只有80亿美元，5年的时间将增加到3倍以上。这一预测让业内对转基因农作物被广大农民接受的速度感到有些诧异，也对转基因农作物的力量不敢小视。

中国农科院农业经济研究所蒋和平教授说，这一高增长率反映了发达国家和发展中国家的农民对于转基因农作物的接受程度都在迅速增加。美国是世界上第一个批准转基因农作物商业化种植的国家，其转基因作物种植面积一直居世界首位，种植面积达3030万公顷，占全球转基因作物种植面积的68%。

目前，最主要的转基因作物是大豆和玉米，这两种作物的种植面积大约占全球转基因作物总面积的80%。其中转基因大豆占全球转基因作物面积约60%，转基因棉花和油菜的种植面积位居第三和第四。

以玉米为例，据美国农业部统计，美国2006年种植的玉米中有61%是转基因玉米，而2005年这一数字仅为52%。比尔·涅波尔认为，随着市场对转基因玉米的需求不断增长，这一比例最终将增至95%左右。

有科学家大胆的设想，如果在全球种植转基因农作物专供生物能源使用，不断地扩大产能，并用于生物能源等替代能源，将很快解决能源危机。

安全问题的博弈

实际上，全球转基因农作物在生物能源方面的应用并不理想，目前并没有任何数据表明主要原因就是安全问题。中国农业部虽然对转基因农作物开放了一定的领域，但是记者了解到，从政策方面还是以限制的态度为主。

农业部方面表示，目前看来转基因还是一个比较敏感的话题，虽然全球都在讨论转基因农作物用作生物能源。但是，其中涉及到粮食安全问题，中国还是以保守的态度来面对转基因农作物的开放问题。

一些中国的科学家也对美国看好转基因农作物产生了质疑，他们认为，转基因农作物的大面积种植是危险的。因为被改变了基因的农作物将会交叉感染其它野生植物，导致森林中其它野生植物因木质素含量降低从而缺乏硬度而逐渐枯萎。

虽然转基因农作物有着诱人的前景和改变人类能源危机的重任，还是应该谨慎前行，仅为满足现代人对汽车的嗜好而改变农作物的基因完全没有必要。

面对这些质疑，设计这些转基因能源农作物的科学家们解释说，与美国严重依赖从国外进口石油的危机相比，这些质疑所提出的风险显然是微不足道的，况且这些能帮助生产乙醇的农作物在生长过程中能吸收大量的二氧化碳，从而可以帮助人类应对全球变暖，实际上是对环境保护非常有利的行为。

先正达（Syngenta）是瑞士的农业科技公司，一直致力于通过创新的科研技术为可持续农业发展做出贡献。其转基因玉米的优势也遭到了一些人的质疑，他们认为这些玉米不仅仅用做工业目的，由于交叉感染或种子混杂的影响，人们和动物会不可避免地食用这些玉米。

在2000年美国，一种转基因玉米只被批准供动物食用，但最后居然进入人类的餐桌，公司不得不召回所有的玉米并严重破坏了美国向国外出口玉米的市场。这件风波导致人们对转基因农作物的不信任一直延续至今。

有些国家对于转基因农作物的种植也显得有些疲惫。例如日本，被农林省批准从事转基因农作物研究的6家企业有日本烟草、三菱化学、三井化学、麒麟啤酒、卡古梅和塔基伊。其中三井化学公司从5年前就着手开发抗过敏性水稻，由于抗过敏性需要对多种蛋白质的产生进行控制，所需开发费用巨大，且目前尚没有商业化前景，因此该公司已决定终止这项研究。

就在2007年3月，由美国康涅狄格大学华裔生物学教授李义领导的研究小组经过近6年的不断探索，终于在消除转基因植物对生态环境和人体健康的潜在威胁方面获得突破。他们利用其开发出来的“外源基因去除”技术，成功地将转基因植物中的外来基因从植物的花粉和种子中彻底清除掉，从而有可能打消人们对转基因植物安全性的顾虑。

这一技术的成功，又让人们看到了转基因农作物的希望。李义教授解释说，比如抗除草剂玉米的种植，在玉米的生长阶段，因其根、茎、叶中含有抗除草剂的基因，施用除草剂不会影响其正常生长，保证了其在田中的生长优势。

但当玉米趋于成熟时，预先设计好的基因重组系统便会及时将玉米花穗中的全部抗除草剂基因去掉，既很好地解决了抗除草剂基因的飘移扩散问题，又可以让消费者放心大胆地食用。他透露，进行试验的烟草植物数量多达3万株，外源基因去除效率达到100%。

中国市场的困境

中国科学院农业政策研究中心主任黄季 称：“中国是一个转基因农作物应用的大国！”。政府每年向转基因农作物投入的资金超过人民币20亿人民币，预计该项投资未来几年将以每年20%-30%的速度递增。

2006年种植转基因作物的农民从政府手中获得财政资助近人民币25亿元（合3.216亿美元），超过了其他发展中国家政府在这方面的支出。

可是，其中用于可生产生物能源农作物的并不占主导地位，主要作物是不能用于生物能源的棉花。在2006年，680万小型农户种植了350万公顷的抗虫棉。尽管转基因抗虫棉的种植面积增长了20万公顷，但转基因农作物依然稳定在66%的比例。据ISAAA数据，中国2006年种植了350万公顷的转基因棉花，种植面积较上年增长6%，位列全球第六位。

据称这笔来自政府的资金可能会用于转基因棉花以外的转基因农作物的研究。黄季焜表示，至于是否用于和生物能源相关的大豆、玉米等方面的研究，不方便透露。

而获得农业部转基因农作物批准的美国孟山都（Monsanto）公司在中国的发展步伐，并没有像美国一样快速。孟山都公司是美国大豆、玉米等谷物基因改造的大厂商，但是在中国，至今也未能在生物能源方面有所建树，公司则将主要的精力放在转基因棉花的研发方面。

美国孟山都公司称，虽然已获批准，他们并没有打算向中国出口大豆、玉米等转基因农作物。至于原因，还是与中国的生物能源的发展方向有关。他们认为，目前中国的生物能源产业并未形成规模，盲目出口并不有利。而中国政府对于大面积种植转基因大豆、玉米还是持不支持的态度。

就在日前中国政府叫停玉米加工乙醇新项目，国家发改委已要求各地方政府，停止批准用于“工业用途”的玉米加工新项目。原因很简单，近期的粮价上涨形势过猛，发改委认为乙醇产业发展过快，加剧了中国政府对粮价走高的担心。

在中国政府的发展观中，“粮食安全”是比发展生物能源更重要的问题。政府方面认为由于中国的特殊国情，吃饭问题依然是个大问题，中国的粮食安全问题极为敏感，加上中国人均可使用的农业用地不多，粮食生产与其他生物能源作物很容易形成争地争空间的情况。

中国政府对乙醇燃料工业的限制，对中国生物能源的发展必然会产生影响。大规模发展生物能源的工业前景需要重新评估。虽然中国在政策上也鼓励发展生物能源，但目前来看中国实现大规模的、工业化的生物能源发展，在中国的前景并不乐观。

生物质能源发展现状研究 篇11

1.1 我国传统化石能源的安全正面临严峻的挑战

近年来, 我国传统化石能源的安全正面临严峻的挑战, 主要表现在我国传统化石能源的储藏量正在日渐减少, 而对外能源的依存度却日渐提升[1]。据统计, 截至2013年年底, 我国石油、天然气、煤炭对外依存度分别为58.1%、27.5%、8.13%, 虽然天然气对外依存度不大, 但却增长迅速, 境况堪忧。这些不断增长的数据都意味着我国传统化石能源的安全正面临着严峻的挑战。

1.2 化石能源带来的环境损害问题日益严重

煤炭和石油的燃烧会产生大量的二氧化硫、二氧化碳等气体, 对大气造成严重的污染, 容易引发温室效应、酸雨等环境问题。据官方资料显示:近年来, 因空气污染而导致的雾霾已经成为我国主要的环境问题之一[2]。2013年, 全国雾霾污染范围高达160万km2, 此外, 我国酸雨污染也越来越严重, 尤其是东南沿海地区, 最近几年时常遭受酸雨污染, 严重损害了人们的生活环境质量。除了雾霾和酸雨问题, 化石能源的燃烧还会产生大量的二氧化碳气体, 这也是全球变暖的元凶所在。

2 我国生物质能源的发展现状

其一, 我国沼气资源得到了广泛的开发与利用。据统计, 截至2005年年底, 我国沼气的利用总量已经高达80亿m3;大中型沼气工程的数量已经多达3 556处;约有1 807万户都设置有自己的沼气池。这些沼气为人们的生产生活提供了可替代化石能源的优质燃料。

其二, 我国生物质能发电取得了显著的收效。当前, 利用生物质能发电已经成为我国的一种新型发电方式。据统计, 截至2006年, 南方很多糖厂利用甘蔗渣进行发电, 热电联产高达170万KW。

其三, 我国生物柴油的研制与利用取得新成就。近年来, 包括我国在内的很多国家都在研制生物柴油来替代以石油为原料而制取的柴油。当前, 我国海南等地已经研究出拥有自主知识产权的生物柴油技术, 并且创建万吨级生产线。

其四, 我国生物质成型燃料的研发技术获得新突破。

3 发展前景及建议

3.1 发展前景

据预测, 从现在 (2015年) 到2020年, 我国生物质技术还将得到进一步开发和完善。在此期间, 许多有助于带动经济发展的生物质技术将被广泛应用于商业中。此外, 由于我国很多地区能源高度紧缺, 价格也十分昂贵, 在未来生物质气化技术可能被应用于这类地区, 来解决能源紧缺的危机并降低能源的使用成本。对于那些积累了很多生物质废弃物, 并且对能源需求比较大的企业, 将通过生物质直接燃烧来获取能量, 推动自身产业的发展。

尽管生物质能源在2020年之前会得到很好的开发与应用, 但很多与之相关的高尖技术仍然需要花费更多的时间才能取得成果。随着相关技术的不断成熟与完善, 生物质能源将成为传统化石能源的最佳替代品之一。

3.2 建议

首先, 加大宣传、推广的力度。发展生物质能不能仅靠国家的力量, 还要靠社会各界共同努力完成。因此, 国家应加大宣传、推广的力度, 使生物质能被人们所熟知并投入使用, 从而为生物质能的发展开辟更为广阔的空间。若想做到这一点, 国家可以利用媒体或其他形式来宣扬成功案例, 向国民普及生物质能知识, 激发大家发展和应用生物质能的兴趣。

其次, 大力培养生物质能的科研人才并加大科研投入。生物质能技术的开发离不开人才。所以, 国家可在各大高校设置生物质能研究专业, 聘请权威专家来传授生物质能知识, 从而培养更多的专业人才, 为生物质能技术的研发贡献力量。当然, 若想促进生物质技术的研发, 国家还应投入大量的资金对科研进行扶持。

再次, 查清生物质能资源分布情况, 加大储备量。查清生物质能资源的分布情况有利于因地制宜地开发和利用生物质能。若想做到这一点, 需要有关专家通过实地调查来了解生物质能资源的分布情况并记录在案。此外, 还可以通过广泛种植能源作物等方法来加大生物质能资源的储备量。

最后, 创立一套完备的法制、政策保障体系。

4 结语

我国作为一个重视环保的大国, 一直紧随国际趋势, 积极探索能源转型和研发的新出路。生物质能无论自身的环保性和节能性都要优于传统化石能源, 因此, 我国还会继续加大生物质能的开发力度, 相信生物质能的发展前景将越来越好。

摘要：我国传统化石能源的安全正面临严峻的挑战, 化石能源带来的环境损害问题也日益严重, 因此, 开发生物质能对推动我国能源结构转型具有重要意义。本文通过研究我国生物质能发展现状, 旨在分析我国生物质能发展的前景, 提出加大宣传、推广力度, 大力培养生物质能的科研人才并加大科研投入, 查清生物质能资源分布情况, 加大储备量, 创立完备的法制、政策保障体系等建议, 希望对我国生物质能源的发展有所帮助。

关键词：生物质能源,发展现状,问题,对策

参考文献

[1]陈武, 李云峰.我国能源可持续发展的探讨[J].能源技术经济, 2010, (05) :67.