生物质能源

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生物质能源范文第1篇

[关键词]生物质能源；未来环境

中图分类号：F326.2；F224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0005-01

0 前言

人类在进入工业化社会之后，对于能源使用量与需求量正在逐渐增加，并且向高能源方向建设。化石类能源在快速消耗过程中，化石能源数量在快速下降，生态环境问题越加突出。生物质能源一共拥有三种形态，并且能够双向清洁，属于可再生能源范围之内，现在已经得到世界各国的广泛关注，与太阳能与风能等能源成为替代传统能源的渠道。提高生物质能源的开发及利用，已经成为世界各国的共同研究项目。

1 生物质能源优势项目及应用前景

1.1 生物质电厂

1.1.1 优势分析

生物质电厂在实际生产过程中所拥有的原材料十分丰富，并且原材料还是可再生的，农业生产废物或者是垃圾都可以作为发电原理。生物质电厂与其他能源电厂之间有着明显优势，水电及风电对于电厂建设环境有着十分严苛的要求，具有明显的区域性，但是想要保证生物质电厂的稳定运行，仅需要将原料运输问题解决即可，对于电厂所在地并没有任何要求，同时生物质电厂还是国家大力支持鼓励的产业，在电能销售上面具有较大的优势。

1.1.2 问题分析

生物质电厂与任何电厂在经营建设中都存在一定问题，生物质电厂在投资上面所需要的成本要远远高于活力发电，主要原因是由于生物质电厂在投资建设上面所需要的成本就较高，同时生物质发电对于成本控制能力较低；原材料对于生物质电厂经营建设具有直接性作用，生物质发电燃料短缺是现在生物质电厂经营建设中存在的主要问题，理论计算结果与实际情况之间存在较大的差距，政府有关政策制定还尚未完善，并没有形成完善的产业结构[1]。

1.2 生物柴油

石油是现在能源储备中的重要组成，对于社会建设所具有的重要性显而易见。柴油是石油在经过处理之后所得出的原油产品，已经广泛应用在军事及交通等等领域内。生物柴油由于具有环保性能及可再生性能，已经成为生物质能源的重要产品。

1.2.1 优势分析

生物柴油所拥有的原材料十分丰富，其中油料作物或者是水生物质油脂等等都可以成为原料有，在通过工艺加工之后就可以作为可再生柴油。同时，生物柴油还拥有良好的环保特点，主要原因是由于生物柴油内硫含量较低，在实际应用中二氧化硫等污染物排放数量较少，能够降低对于人体的污染。

1.2.2 问题分析

在我国生物柴油生产中，主要限制因素就是原料问题，原料短缺会直接造成生物柴油生产成本过高，进而影响产业在市场中的竞争力。我国现在主要使用大豆或者是菜籽油作为原料，与我国实际情况严重不符。笔者在研究之后问题，废弃油与非食用油料物应该成为原料[2]。

2 生物质能源发展建设分析

伴随着全球气候变暖，近几年世界石油市场价格在不断上升，环境问题越加严重。在过去几十年内，由于能源快速消耗，环境内二氧化碳等气体数量已经增加了7倍以上。世界各国在能源研究上面，都将主要对象放在了新能源上面，其中生物质能源必将成为热点课题。生物质能源在发展建设中会面临较多的问题，同样也是我国能源开放上面的一次机遇。我国要是能够提高生物质能源开发利用质量，在推动我国经济可持续建设过程中，还能够有效保护环境[3]。

我国在生物质能源开放上面应该始终坚定不移，提高生物质能源在社会范围内的影响力，让人们都能够了解到生物质能源对于经济建设与环境的重要性，了解生物质能源能够有效解决我国能源短缺问题。生物质能源在开发利用过程中，不仅仅具有良好的经济效益，还具有一定社会效益。我国在生物质能源研究上面的时间较短，与国外研究之间还存在一定差距，我国在部分技术研究上面场所出现的问题一直在限制我国生物质能源的发展。只有正确认识到生物质能源的重要性，在能够促进我国生物质能源的研究工作，缩短我国与世界之间的差距，让生物质能源在为我国社会经济建设的同时，为我国营造一个良好的未了生活环境[4]。

3 结论

生物质能源开发与利用不仅仅具有经济效益，还具有环境效益，现在已经成为世界各国所接受的观点。笔者经过大量研究认为，生物质能源是能源发展中的必然形式，能够有效解决环境问题。

参考文献

[1] 肖丽娜，莫笑萍，许芳燕，曹杰.国外生物质能源发展潜力研究进展[J].中国人口.资源与环境，2014，S2：61-64.

[2] 陈艳，朱雅丽.中国农村居民可再生能源生活消费的碳排放评估[J].中国人口.资源与环境，2011，09：88-92.

生物质能源范文第2篇

据估计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍；而作为能源利用量还不到其总量的l%。高效利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，生产电力。而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。

生物质能采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源，开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。发展生物能源的初衷就是保护生态环境，在实际应用中也是以此为基点。这也是我国超前发展的一次很好机会，发展生物质能是一件利国利民的好事情。

生物质能源不仅是安全、稳定的能源，而且通过一系列转换技术，可以生产出不同品种的能源，如固化和炭化可以生产因体燃料，气化可以生产气体燃料，液化和植物油可以获得液体燃料，如果需要还可以生产电力等。

目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。

6MW生物质颗粒与煤混烧发电技术

成果简介：该项目是通对不同比例的生物质成型颗粒与煤在循环流化床中进行混合燃烧，混合后的燃料可大大改变原煤的燃烧特性，包括降低着火温度、改善着火性能、提高了循环流化床锅炉的热利用率等。生物质原料与煤之间燃烧特性的优势互补。该技术可用于电厂、工业锅炉等各种利用循环流化床锅炉的行业。该技术对生物质的燃烧特性，燃烧过程以及其结渣特性、碱金属腐蚀、气体燃烧不完全等难题进行了研究，并找出了解决方案。生物质颗粒混烧量可达到80%，在此工况下热效率可提高15%以上，二氧化硫排放量减少50%。氮的氧化物排放量可减少30%；完成了由输送带、给料仓、给料绞龙组成的颗粒燃料输送给料系统；为适应生物质燃料高挥发分的特性，在生物质颗粒燃料进料口上方1.2m处增设了一个二次风进口；可根据生物质颗粒与煤的不同混烧比例，自动调整一、二次进风量。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质气化燃气中焦油催化转化研究

成果简介：该项目研究采用在生物质气化装置的出口处，建一催化净化装置有催化保护床和催化转化床构成，直接处理热的生物质气体，保护床吸收粗燃气中的硫化氢等有毒物质及催化裂化脱除部分重焦油；第二催化反应床催化转化剩余的焦油。碳氢化合物的焦油被催化转化为小分子气体如CO等，增加燃气热值。结果表明，对空气流化床气化的粗燃气的催化干法除焦油，实验方案是行之有效的和成功的。筛选出工业镍基蒸汽转化催化剂和氧化铈添加的镁橄榄石负载型镍基催化剂可作为焦油的催化转化催化剂，氧化铈可促进催化剂的活性和提高抗积炭能力，对气化燃气的重焦油的去除率达99%，按干气计算燃气中氢气的浓度增加6～11%。通过催化净化系统直接处理气化燃气，一方面焦油的催化转化增加了气化气中有价值的气体成分；另一方面又克服了湿法除焦油所带来的不易解决的环境污染问题。

所处阶段：成熟应用阶段

2Kg/hr生物质流化床气化/热解实验装置研制

成果简介：气化是缺氧的反应过程，热解是隔绝氧气的反应过程；气化的反应温度为750-850℃，而热解的反应温度为400-700℃；热解必须采用快速进料，气化对供料速度则无严格要求；两者产物的净化处理过程则基本相同。分析两者的相同点及不同点，该课题组认为建一套气化及热解的双功能系统是可行的。为此该课题组采用了以下特殊设计：独立的氧气及氮气供入系统，共用一套流量计量及预热装置；流化段及悬浮段分别采用独立的电加热及控制装置；流化段及悬浮段分别采用独立的电加热及控制装置用双级供料系统，且均可无级调速；共用一套旋风分离、冷凝、过滤、排气及计量系统。运行及试验结果表明：该系统可分别进行气化及热解试验，且运行良好，达到了设计要求。

所处阶段：初期阶段

生物质经催化热分解技术

成果简介：该研究是以植物系生物质为原料通过催化热解的方法生产高附加值的轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品以及合成燃料。使用了热解温度控制容易，升温速度快，焦炭便于回收，且可连续操作的双颗粒流化床，建立了一套可以定量操作的热解反应系统，开发了连续催化热解过程。充分利用生物质热解温度低挥发物多的特性，选择合适的催化剂，控制生物质热解过程的二次气相反应，使产物向有利于轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品转化，在CoMo-B催化剂的作用下，863K时可得到6.29wt%的收率。这一收率在同类研究中，是常压下热解过程中得到的最高收率。在实验研究过程中还可发现，NiMo类催化剂有利于生物质低温制氢，为生物质低温制氢提出了新的研究课题。生物质连续催化热解装置的研发，实现了连续化操作的热解过程，为未来大规模的工业化生产提供了必要的前期研究成果。

所处阶段：初期阶段

锥形流化床生物质气化技术

成果简介：该专题针对目前国内生物质气化发电、供热、供气存在的原料适应范围窄、燃气焦油含量高、自动化程度低、适用松散型物料的气化发电设备和系统等问题，开发锥形流化床生物质气化发电供热、供气机技术产业化为目标，研制生物质气化装置与气体发电机组成的系列生物质气化发电系统；降低燃气中的焦油含量；生物质气化系统的操作弹性试验；提高生物质气燃气热值。

所处阶段：成熟应用阶段

利用藻类热解制备生物质液体燃料

成果简介：该课题应用能源科学、环境科学和生命科学等交叉学科的理论和技术，以藻类为原料，通过细胞工程和生物质转化等技术，产生生物油和烃类等可再生生物能源，为开发新能源提供新的生物技术途径。用异养转化技术和基因改造技术获得高脂肪含量的藻细胞来热解制备液体燃料，实现异养转化技术、细胞培养技术、基因改造技术与热解技术的整合集成，获得原创性、新颖性的研究成果；同时为后继能源的开发应用提供技术储备；并且通过最前沿的生物技术与能源技术相互结合、交叉与渗透，推动学科的发展。该研究成果应用前景良好。

生物质气气化合成二甲醚液体燃料

成果简介：在固定床或循环流化床中将生物质气化，变成H2, CO, CO2等组分，然后经过气体净化，在重整反应器中和沼气一起在催化剂的作用下进行重整来调整H2和 CO的比例，同时降低二氧化碳的比例，使之适合于合成二甲醚。然后气体经过压缩进入二甲醚反应器。在催化剂的作用下合成二甲醚。该套技术已经申请了国家发明专利。

二甲醚（简称DME,CH3OCH3）是一种清洁的燃料与化工产品，有很大的市场。液化二甲醚可以完全替代液化石油气（LPG），与LPG相比具有无毒无臭、不易爆炸、热效率高、燃烧彻底、无污染等特点，因此，DME作为LPG的替代品在中国特别是农村有巨大的潜在市场。作为清洁燃料DME可以替代柴油用作发动机燃料，十六烷值达55，与柴油热效率相同，DME不会产生黑烟和固体颗粒，NOx排出量大大减少，是很有前途的绿色环保型发动机燃料。

该项目采用的以生物质废弃物（包括木粉、秸秆、谷壳等）作为原料，通过催化裂解造气作为气头的新工艺，目前还未见报道。DME的合成也采用先进的一步法合成工艺，该方法作为应用基础研究最近几年才在国际上展开。广州能源研究所在世界上首先实现了在小型装置上由生物质一步法合成绿色燃料二甲醚的连续运行。将该技术进行产业化推广可以解决缓解广东省液化气日益紧张的形势。

适用范围和条件：适用于生物质资源丰富的地区

3MW生物质气化高效发电系统关键技术

成果简介：该项目发展了6MW生物质气化及余热蒸汽联合发电系统、500kW生物质燃气发电机组和焦油污水生化处理新工艺等关键技术，在江苏兴化建立的示范电站装机容量为6MW，气化效率最高达78%，燃气机组发电效率为29.8%，系统发电效率27.8%，电站总投资约3200万元，系统运行成本0.40元/kw，具有较高的性价比和显著的社会效益。示范电站建设严格按国家电力行业的规范进行，并形成了市场化运作机制，为生物质气化发电技术的产业化积累了有益的经验。

所处阶段：成熟应用阶段

自热式生物质热解液化装置

成果简介：中国科学技术大学研制的“自热式生物质热解液化装置”通过了安徽省科技厅组织的专家鉴定，达到国际国内先进水平，是生物质洁净能源研究取得的重要进展。该装置是在安徽省“十五”科技攻关计划、教育部“211”工程和中国科学院知识创新工程等项目资助下研制完成的，专家认为：自热式生物质热解液化装置采用两级螺旋进料器有效解决了生物质进料系统的进料速率定量控制、密封和堵塞问题，其中自热式生物质热解液化装置在热解热源供给和生物油冷凝收集等方面具有创新性。

所处阶段：初期阶段

稻壳生物质中型气化发电系统

成果简介：该电技术的基本原理为利用生物质气化高新技术，经中温裂解气化，转换为可燃气体。气化炉内的化学反应过程主要是燃烧反应，热分解反应和还原反应。稻壳进入气化炉后，部分遇氧燃烧，提供热分解所需热量，大部分稻壳在缺氧条件下发生热分解反应，折出挥发份和焦炭，挥发份在中温反应区内发生二次反应，使焦油裂解为气体，同时气体和焦炭之间，气体和气体之间发生还原反应，产生气相焦油和气体。这些气体携带部分细颗粒焦炭、灰尘进入燃气净化系统。部分焦炭通过惯性除尘器回流进入气化炉参加反应，气相焦油冷凝通过水洗除去。燃气经净化后，再送到自吸式燃气内燃机进行热功转换产生动力，带动发电机发电。

所处阶段：成熟应用阶段

JZS家用生物质燃气灶

成果简介：该项目灶具的心脏阀体独创了大铜芯、大阀体，阀芯不凝滞、焦油不堵塞、维修方便，使用寿命特长；面壳采用进口加厚不锈钢板锻压成型，美观大方，优质耐用；高压脉冲点火器，使用寿命达10万次以上，着火率达100%，绝缘性能好；燃烧器炉头选用直径120mm和100mm标准铸铁双管和单管气道炉头；燃烧器火盖选用内旋火条形火孔，火盖材质选用全铜锻压成型，火孔加工精确，热效率高，高温不变型，高效更节能。JZS家用生物质燃气灶是秸秆气化集中供气系统的配套设备，是开发农村绿色能源的新产品。

所处阶段：成熟应用阶段

生物质联产技术及成套设备研究

成果简介：该项技术以干馏炭化工艺为中心，以生产产品为主，实现了炭、气、油联产的工业化生产，大大提高了经济效益；该设备系统热效率高。国内同类技术的设备系统热效率为56%，本项技术的系统热效率达到73.64%，比普通冷煤气发生炉的热效率高出10个百分点左右；生产的生物质炭热值和固定炭含量高，无烟、无味。经深加工可制成橡胶炭黑，优于木炭，木焦油可以提炼出多种化工原料，优于煤焦油，经济效益显著，市场前景很好；生产的生物质燃气热值达到17.7MJ/Nm^3，高于城市煤气的热值，大大超过4.6MJ/Nm^3的行业标准；燃气中焦油和灰尘含量小于10mg/Nm^3，大大低于50mg/Nm^3的行业标准。

所处阶段：成熟应用阶段

生物质气化发电优化系统及其示范工程

成果简介：该成果采用循环流化床气化炉和多级气体净化装置，配置多台500kW的单气体燃料内燃发电机组，发电系统可在2000－6000kW之间根据需要设计，发电原料可用谷壳、木屑、稻草等多种生物质废弃物。气化发电系统发电效率达20%～28%。由于系统设计合理，单位投资约4500～6500元/kW, 运行成本约0.35 ～0.45元/kWh，能满足农村处理农业废弃物的需要，电力符合工厂企业用电或上网要求，有显著的经济和社会效益。

所处阶段：成熟应用阶段

生物质制取合成气技术研究

成果简介：气化炉内的生物质由高温CO_2在水蒸汽氛围下进行碳化直接还原为CO。高温CO_2由助燃的水蒸汽和系统循环的可燃气生成。整个工艺系统实现了热量自给平衡。可获得较高热值的合成气。通过控制CO_2和H_2O的比例和气化温度，在高温常压下，CO_2与碳反应还原为CO，同时H_2O的分解、重整产生H_2，保证了CO+H_2＞50%的出口气浓度及其合适的比例。自主研制的固流复合床生物质气化炉，抑制了焦油的产生，降低气体净化的难度，提高生物质原料的利用率。独特的加料排渣系统，适应多元化原料的处理。本项目研究合成气制取机理及其气化过程有关特性，找出生物质制取合成气工艺中的某些关键参数，作为未来工业化系统优化设计的重要依据。

所处阶段：成熟应用阶段

生物质干馏气炭油联产技术及设备

成果简介：该项目针对不同类型的生物质原料，开发了两种不同的致密成型及干馏工艺，使生物质的热转换具有较高的能源利用率与换率。该项技术以成型后的生物质干馏工艺为中心，燃气中氮气含量低，燃气热值达到15MJ/m^3以上，是较好的化工原料，生物质炭、焦油及木醋液也有较好的市场。设备采用隧道连续干馏工艺，具有创新性，结构合理，操作、维护简单易行。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质颗粒燃料冷态致密成型技术及成套设备

成果简介：该项目通过研究确定不同种类农林废弃物原料的高效粉碎工艺、生物质冷态致密成型机理及不同农林废弃物冷成型条件。建立农林废弃物冷态致密成型过程的数理模型与开发生物质冷态成型过程计算模拟系统。设计出能适用于各类生物质原料的高效粉碎设备、冷态成型模具及成型设备。进而设计出完整的生物质颗粒燃料冷压成型成套设备、生产工艺流程及相关辅助设备，充分保证成套设备运行的稳定性、可靠性和经济性。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质材料甲醛释放量检测环境跟踪控制技术

成果简介：该成果涉及生物质材料（人造板等）挥发物检测环境的动态精确控制方法，应用范围为人造板、建筑材料、化工等产品中含挥发性有害气体的检测，为控制人造板产品及其含甲醛等有害挥发物产品的质量，提供可靠的技术与检测设备。同时为林产工业及全社会的环境保护、安全检测与监测技术、环境工程与技术、环境保护与管理、环境质量评价与环境检测等科学研究提供的新的成果、进展及方法。产品已应用在国家人造板质量监督检验中心、家具质检站、人造板检测机构、理化测试中心、疾病控制中心、大学等单位，负责我国生物质材料甲醛释放量的检测与监督工作。

成果类型：应用技术

所处阶段：成熟应用阶段

SLQ-300型空气鼓风常压流化床生物质气化成套设备

成果简介：该项目研制开发的新型生物质气化系统，即空气鼓风常压流化床生物质气化系统，可生产低热值生物质燃气，用于乡镇居民炊事与生活、工副业生产及发电。技术原理为：鼓入气化器的适量空气经布风系统均匀分布后，将床料流化，合适粒度的生物质原料送入气化器并与高温庆料迅速混合，在布风器以上的一定空间内激烈翻滚，在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程，从而生产出低热值燃气。排出气化器的热燃气再依次通过由干式旋负除尘器、冲击式水除尘器、旋风水膜净化器、多级水喷淋净化器、焦油分离器和过滤器等组成的净化系统，被冷却净化为符合使用要求的干净冷燃气以供不同用户使用。

成果类型：应用技术

所处阶段：成熟应用阶段

下吸式固定炉排生物质成型燃料热水锅炉设计与研究

成果简介：该项目属河南省自然科学基金项目（项目编号：0311050400；0411052000）。技术原理：一定粒径生物质成型燃料经上炉门加在炉排上下吸燃烧，上炉排漏下的生物质屑和灰渣到下炉排上继续燃烧和燃烬。生物质成型燃料在上炉排上燃烧后形成的烟气和部分可燃气体透过燃料层、灰渣层进入上、下炉排间的炉膛进行燃烧，并与下炉排上燃料产生的烟气一起，经两炉排间的出烟口流向降尘室和后面的对流受热面。这种燃烧方式，实现了生物质成型燃料的分步燃烧，缓解生物质燃烧速度，达到燃烧需氧与供氧的匹配，使生物质成型燃料稳定持续完全燃烧，起到了消烟除尘作用。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

SMG-3型生物质型煤高压干式成型机研究

成果简介：该产品成型原理是在高压的条件下，经过对滚滚压的工艺方法，将干燥后的煤粉、生物质粉、固硫剂粉等原料压制成长椭球形状型煤的。所生产的生物质型煤具有洁净化、环保化的特点。性能指标：液压系统工作压力：20～25Mpa；对滚转数：0～11r/min；螺旋推进预压机构转数：0～40r/min；成型机产量：3t/h；压制生物质型煤的原料：含水≤3%的煤粉、生物质粉、固硫剂粉；生物质型煤压碎力：300～350N。成型机的特点：高压干式滚压成型；液压、油气系统保压、恒压；园柱型螺旋预压、推进；主机传动为单轴与减速机连接；主传动与推进预压机构实现了无级变速。该产品填补了国内成型机生产的空白，达到了国际当代同类产品的水平。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质经催化热分解向轻质芳烃的转化

成果简介：该研究是以植物系生物质为原料通过催化热解的方法生产高附加值的轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品以及合成燃料。使用了热解温度控制容易，升温速度快，焦炭便于回收，且可连续操作的双颗粒流化床，建立了一套可以定量操作的热解反应系统，开发了连续催化热解过程。充分利用生物质热解温度低挥发物多的特性，选择合适的催化剂，控制生物质热解过程的二次气相反应，使产物向有利于轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品转化，在CoMo-B催化剂的作用下，863K时可得到6.29wt%的收率。这一收率在同类研究中，是常压下热解过程中得到的最高收率。在实验研究过程中还可发现，NiMo类催化剂有利于生物质低温制氢，为生物质低温制氢提出了新的研究课题。生物质连续催化热解装置的研发，实现了连续化操作的热解过程，为未来大规模的工业化生产提供了必要的前期研究成果。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

生物质能开发利用示范工程研究

成果简介：该产品生物质成型燃料以农作物废弃物为原料，供暖、供热，燃烧时无黑烟，几乎没有二氧化硫的排放，氮化物排放极低，二氧化碳排放量接近植物生长所需要量，可以称得上是零排放。原料加工，可以使农业废弃物变废为宝实现增值，所以该项目是有利于社会，有利于农民，有利于消费者的事业，具有一定的推广应用前景。

成果类型：应用技术

所处阶段：成熟应用阶段

生物质复合型煤制备及燃烧性能研究

成果简介：该课题对生物质型煤的制备工艺、燃烧过程、燃烧机理、固硫性能等进行了研究。当生物质添加量为20%、成型压力为40MPa时，生物质型煤的抗压强度可以达到400N/个；生物质型煤的着火温度一般低于350℃，燃烧过程可以分为4个阶段；当Ca/S比为2.0，燃烧温度为900℃时，生物质型煤的固硫率可以达到90%以上，远远高于普通型煤的固硫率，生物质型煤燃烧过程的SO2排放浓度明显低于传统型煤。因此，生物质型煤比普通型煤有更好的燃烧特性，更高的固硫率。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

双循环流化床生物质气化装

成果简介：“双循环流化床生物质气化装置”是在教育部“211”工程和中国科学院知识创新工程等项目资助下研制完成的，主要研究内容包括：（1）掌握了锯末和稻壳等生物质的流化特性。（2）研制了每小时可处理80公斤物料的双循环流化床生物质气化装置。该装置结构简单、设计合理，采用特殊结构的两级螺旋进料器可以实现连续式的密封进料；合理的流化床层和返料结构，可以保证床层温度均匀分布，以及实现焦油蒸汽在炉内二次裂解，从而使气化效率、碳转化率和燃气质量等得到显著提高；采用鼓风运行方式可以实现热煤气的直接利用，从而可以避免高温燃气的显热损失和焦油能量的损失，以及水洗焦油造成的二次污染等。（3）掌握了常见秸秆的气化方法和气化效率、碳转化率和燃气成分及热值等气化参数，对热煤气的燃烧利用进行了试验研究，研发了预混式燃气燃烧器。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

板式生物质干燥机

成果简介：“板式生物质干燥机”是河南省科学院能源研究所研制开发的新产品，本产品能较好地适应粉碎后的蓬松多孔状生物质物料的干燥。在充分研究了生物质物理化学特性的基础上，把空气调节技术与传热学相结合设计出高效节能型干燥机。本产品具有独特的换热排湿结构，热利用率达到60%以上，以无级调速电机为动力，通过链条刮杆等传动机构带动物料在干燥机内移动，通过调节调速电机的转速（0～1440r/min）改变物料的干燥时间， 以适应不同含水率的生物质物料的干燥；圆柱形刮杆带动物料在加热板上移动，同时完成了物料的翻动，使含水物料的不均匀度大大减小；空气调节技术与传热学相结合，通过等压分流的稳压箱和板式射流加热板组成高效的气流组织结构，能使热风等速均匀地射向物料，提高了烘干效率，同时减少了物料中灰分的带出，降低了废气中灰分的含量，减少了环境污染；射流板的上表面为平板，做为物料床，同时进行传导换热，下表面为多孔板，可使热空气等速均匀地射向物料，可完成对流换热与湿气的带出，高温多孔板发射出远红外线，以辐射形式加热了物料，综合利用了传导、对流与辐射三种热的传播形式，热利用率达60%以上；实现了干燥机的模块化设计，每两层为一基本模块，可根据处理量的大小随意增减换热板的数量，从而减少不同型号的干燥机设计工作量。缩短了设计周期，加工更加简单。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

生物质锅炉型煤的开发研究

该项目开发出“水泡-氢氧化钙溶液蒸煮”的生物质型煤粘结剂及生产工艺，“有机-无机复合粘结剂”及型煤生产工艺，该粘结剂及型煤生产工艺可以利用国内现有生产设备进行生产。采用红外光谱分析研究了生物质经“水泡-氢氧化钙溶液蒸煮”处理前后组成变化，证明该处理工艺可以使生物质有效降解。提出了新颖的生物质型煤粘结机理和防水机理。认为生物质中可降解成分降解后的固体纤维素、半纤维素和木质素等在型煤中形成“网络结构”将煤粒包裹起来，液体粘稠物充填于煤粒与生物质固体之间。生物质固体与液体部分共同型煤强度。粘结剂加工中过剩的氢氧化钙在型煤干燥中将转化成碳酸钙，对型煤防水强度具有一定的作用。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质切揉制粉机

成果简介：该成果在充分研究国内外粉碎机的基础上，试验分析了生物质秸秆的粉碎特性，针对生物质秸秆含水率高、具有长纤维的特点，研究设计出适合各种含水率高达25%以下生物质秸秆粉碎的生物质切揉制粉机，采用锤片、刀片相结合的方式，秸秆经高速旋转的刀片切断后，再经锤片击打粉碎，提高了粉碎效率。经河南省节能及燃气具产品质量监督检验站检测，系统的各项技术性能符合河南省科学院能源研究所企业标准Q/HKN001-2005《生物质切揉制粉机》的要求。该机即可用于农村，也可用于工业，即环保又经济，节约能源，具有良好的经济和社会效益。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

低能耗生物质热裂解装置

成果简介：该实用新型的目的是为了能将低品位的生物质能转换成高品位的液体燃料和高附加值产品，提供一种基于流化床的低能耗生物热裂解装置。低能耗生物热裂解采用以下工艺流程：连续送料至反应器，使其在高温下气化，分离，含生物的气体经热交换冷凝成油，升温后的非凝结气体再循环。本实用新型采用流化床作为反应器，由给料器、调速电机及减速器、进料套筒及螺旋进料棒、流化床反应器、螺旋风分离器、作为能源回收的气－气热交换器、气－水热交换器、集油器、茨循环风机、主电加热器、辅助电加热器等组成。主电加热器、辅助电加热器；流化床反应器竖直放置，底部置有多孔板，并放入石英砂作为中间载体；主电加热器置于反应器入口前端，辅助电加热器置于反应器外壁面。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

生物质经催化热分解向轻质芳烃的转化

成果简介：该研究是以植物系生物质为原料通过催化热解的方法生产高附加值的轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品以及合成燃料。使用了热解温度控制容易，升温速度快，焦炭便于回收，且可连续操作的双颗粒流化床，建立了一套可以定量操作的热解反应系统，开发了连续催化热解过程。充分利用生物质热解温度低挥发物多的特性，选择合适的催化剂，控制生物质热解过程的二次气相反应，使产物向有利于轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯等化学品转化，在CoMo-B催化剂的作用下，863K时可得到6.29wt%的收率。这一收率在同类研究中，是常压下热解过程中得到的最高收率。在实验研究过程中还可发现，NiMo类催化剂有利于生物质低温制氢，为生物质低温制氢提出了新的研究课题。生物质连续催化热解装置的研发，实现了连续化操作的热解过程，为未来大规模的工业化生产提供了必要的前期研究成果。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

超低焦油秸秆高效制气技术

成果简介：该技术是以秸秆为主要原料，采用先进的低倍率低速循环流化床气化技术和双层催化裂化炉，通过特定的流场组织和多级进料、组合进气方式，在气化介质和特殊催化剂（钙镁复合催化剂）作用下，在特殊的工艺流程内进行催化气化反应制取超低焦油燃气，其净化过程具有用水量极少，并从生活垃圾中获得的高活性焦炭基材料作为过滤干燥介质等特点。该技术在国内处于领先水平，提高了传统气化炉产气效率和燃气品质，大大降低了燃气中焦油含量，减少了废水的排放和焦油对环境的污染，充分利用农村农林废弃物，避免了其露天放置对环境的污染，解决了部分劳动力就业。

成果类型：应用技术

所处阶段：初期阶段

强化热解生物质气化技术的研究

成果简介：该课题研究以各种农作物秸秆为原料的低焦油燃气发生器，及与之配套的燃气净化技术，采用新式强化裂解气化反应器，充分降低燃气中焦油含量，简化净化工艺，保证燃气质量，使秸秆气化机组的各项指标达到或超过国家相关的行业标准，提高已有的生物质气化技术水平和燃气质量，形成配套合理，运行方便，安全可靠的气化机组，实现气化机组的更新换代。应用此技术，将解决目前设备中存在的焦油清理难、劳动强度大的问题，提高使用寿命，实用性更强，不仅可以应用于农村，在工业有机废料处理和燃气发电方面，也将有良好的推广前景。

成果类型：应用技术

所处阶段：中期阶段

生物质锅炉型煤的开发研究

该项目开发出“水泡-氢氧化钙溶液蒸煮”的生物质型煤粘结剂及生产工艺，“有机-无机复合粘结剂”及型煤生产工艺，该粘结剂及型煤生产工艺可以利用国内现有生产设备进行生产。采用红外光谱分析研究了生物质经“水泡-氢氧化钙溶液蒸煮”处理前后组成变化，证明该处理工艺可以使生物质有效降解。提出了新颖的生物质型煤粘结机理和防水机理。认为生物质中可降解成分降解后的固体纤维素、半纤维素和木质素等在型煤中形成“网络结构”将煤粒包裹起来，液体粘稠物充填于煤粒与生物质固体之间。生物质固体与液体部分共同型煤强度。粘结剂加工中过剩的氢氧化钙在型煤干燥中将转化成碳酸钙，对型煤防水强度具有一定的作用。

生物质能源范文第3篇

一、中国生物质能源开发利用现状

20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能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。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。

（一）固体生物质燃料

固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为1.2亿千瓦时和1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。

（二）气体生物质燃料

气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。

在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。

（三）液体生物质燃料

液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。“十五”期间，在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。

但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、甜高粱、木质纤维素等为原料的生物质燃料，既不与粮油竞争，又能降低乙醇成本。广西是木薯的主要产地，种植面积和总产量均占全国总量的80%，2005年，木薯乙醇产量30万吨。从生产潜力看，目前，木薯是替代粮食生产乙醇最现实可行的原料，全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力。

此外，为了扩大生物质燃料来源，中国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术（称为甜高粱乙醇），目前，已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江、内蒙古、新疆、辽宁和山东等地，建立了甜高粱种植、甜高梁茎秆制取燃料乙醇的基地。生产1吨燃料乙醇所需原料－－甜高粱茎秆收购成本2000元，加上加工费，燃料乙醇生产成本低于3500元，吨。由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产，这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场，大多数掺入了低质白酒中。另外，中国也在开展纤维素制取燃料乙醇技术的研究开发，现已在安徽丰原生化股份有限公司等企业形成年产600吨的试验生产能力。目前，中国燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。生物柴油的原料来源既可以是各种废弃或回收的动植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻风树（学名小桐子）、黄连木等。中国生物柴油产业的发展率先在民营企业实现，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了年生产能力l万～2万吨的生产装置，主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料。此外，国外公司也进军中国，奥地利一家公司在山东威海市建设年生产能力25万吨的生物柴油厂，意大利一家公司在黑龙江佳木斯市建设年生产能力20万吨的生物柴油厂。预计中国生物柴油产量2010年前约可达每年100万吨。

二、中国生物质能源发展政策

为了确保生物质能源产业的稳步发展，中国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发和利用。

（一）行业标准规范生产，法律法规提供保障

本世纪初，为解决大量库存粮积压带来的财政重负和发展石化替代能源，中国开始生产以陈化粮为主要原料的燃料乙醇。2001年，国家计划委员会了示范推行车用汽油中添加燃料乙醇的通告。随后，相关部委联合出台了试点方案与工作实施细则。2002年3月，国家经济贸易委员会等8部委联合制定颁布了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》，明确试点范围和方式，并制定试点期间的财政、税收、价格等方面的相关方针政策和基本原则，对燃料乙醇的生产及使用实行优惠和补贴的财政及价格政策。在初步试点的基础上，2004年2月，国家发展和改革委员会等8部委联合《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。同时，为了规范燃料乙醇的生产，国家质量技术监督局于2001年4月和2004.年4月，分别GBl8350－2001《变性燃料乙醇》和GBl8351－2001《车用乙醇汽油》两个国家标准及新车用乙醇汽油强制性国家标准（GBl835l一2004）。在国家出台相关政策措施的同时，试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规，地方各级政府机构依照有关规定，加强组织领导和协调，严格市场准入，加大市场监管力度，对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。

此外，国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年，《中华人民共和国可再生能源法》提出，“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出，“加快开发生物质能源，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电，建设一批秸秆发电站和林木质发电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。

（二）运用经济手段和财政扶持政策推动产业发展

除制定相应法律法规和标准外，2002年以来，中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作，主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。一是投入国债资金4.8亿元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企业建设；二是对国家批准的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司4家试点单位，免征燃料乙醇5%的消费税，对生产燃料乙醇实现的增值税实行先征后返；三是在试点初期，对生产企业按保本微利的原则据实补贴，在扩大试点规模阶段，为促进企业降低生产成本，改为按照平均先进的原则定额补贴，补贴逐年递减。

为进一步推动生物质能源的稳步发展，2006年9月，财政部、国家发展和改革委员会、农业部、国家税务总局、国家林业局联合出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，在风险规避与补偿、原料基地补助、示范补助、税收减免等方面对于发展生物质能源和生物化工制定了具体的财税扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，酝酿中与之配套的各项行政法规和规章也开始陆续出台。财政部2006年10月4日出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，该办法对专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。该《办法》规定：发展专项资金由国务院财政部门依法设立，发展专项资金的使用方式包括无偿资助和贷款贴息，通过中央财政预算安排。

三、中国生物质能源发展中存在的主要问题

尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。

（一）原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产

由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。

（二）还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱

虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。

（三）生物燃油产品市场竞争力较弱

巴西以甘蔗生产燃料乙醇1980年每吨价格为849美元，1998年降到300美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨3500元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨4000元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升6元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。

（四）政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制

生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。

四、中国生物质能源未来的发展特点和趋势

（一）逐步改善现有的能源消费结构，降低石油的进口依存度

中国经济的高速发展，必须构筑在能源安全和有效供给的基础之上。目前，中国能源的基本状况是：资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高，形势十分严峻。2004年，中国一次能源消费结构中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然气占3.O%，水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，1990年的消费量刚突破1亿吨，2000年达到2.3亿吨，2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后，2005年进口原油及成品油约1.3亿吨，估计2010年将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。进口依存度越高，能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东，且需经马六甲海峡，受国际形势影响很大。

因此，今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡，已是大势所趋，而在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。

（二）生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展

生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物，以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国，生物质原料生产是农业生产的一部分，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。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；生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村的生产和生活环境。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和不可替代，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。

（三）净化环境，进一步为环境“减压”

随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。《京都议定书》已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标，中国是《京都议定书》的签约国，承担此项任务只是时间早晚的问题。此外，农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此，发展生物质能源，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。

（四）技术逐步完善，产业化空间广阔

从生物质能源的发展前景看，第一，生物乙醇是可以大规模替代石化液体燃料的最现实选择；第二，对石油的替代，将由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（灵活燃料汽车）促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代，生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造；第四，沼气将规模化生产，用于供热发电、（经纯化压缩）车用燃料或罐装管输；第五，生物质成型燃料的原料充足，技术成熟，投资少、见效快，可广泛用于替代中小锅炉用煤，热电联产（CHP）能效在90%以上，是生物质能源家族中的重要成员；第六，以木质纤维素生产的液体生物质燃料（Bff。）被认为是第二代生物质燃料，包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油（FT柴油），以及经热裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大，如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合，优化育种条件，就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化，由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。

据专家预测估计，到2010年，中国年生产生物燃油约为600万吨，其中，生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨：到2020年，年生产生物燃油将达到1900万吨，其中，生物乙醇1000万吨，生物柴油900万吨。

生物质能源范文第4篇

关键词 密集烤房；生物质能源；煤炭；烘烤成本；节能降耗；经济性状

中图分类号 S572；TK6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）03-0239-02

烤烟栽培中，在一定的时间和烤房内利用热能实现烟叶内部一系列生理生化变化和脱水干燥的过程称为烤烟调制[1-2]。在烤烟调制过程中需要消耗大量的能源，燃料的不充分燃烧，煤燃烧所释放的粉尘、硫化物和碳氧化合物等污染物排放在空气中，给周围环境带来较大污染，影响空气质量[3-5]。随着社会的进步和科技的发展，人们对生活的要求越来越高，为减轻劳动强度、适应烤烟规模化生产、保护环境，当前以燃煤为主的密集型烤房表现出一系列不足[6]。随着烤烟产业的发展，能源危机越来越严重以及环保问题的提出，采用可再生环保能源生物质能烘烤烟叶，大力实施节能减排，是烟草行业义不容辞的责任[7]。生物质能是世界第四大能源，也是唯一可运输、储存的清洁的可再生能源[8-9]。生物质颗粒燃料的原料包括烟杆、麦秆、玉米秸秆、大豆秸秆、木屑、锯末等。石林地广人稀，气候温暖，草料和农作物秸秆丰富，非常适合于发展烤烟调制过程中生物质能的利用。2016年7―9月，在昆明市石林彝族自治县西街口镇格渣烘烤工场，对密集型烤房生物质能源烘烤和煤炭烘烤进行对比试验分析，为云南石林生物质能源烘烤工艺提供一定的技术参考依据，从而推动烟草产业的节能减排和低碳济发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在云南省昆明市石林县西街口镇格渣村委会烘烤工厂进行。供试烟田土壤为微酸性，适宜烤烟生长；肥力较好，水解性氮含量中等，磷含量和有效镁含量中等，速效钾含量偏低。

1.2 试验材料

1.2.1 供试燃料。以废弃烟杆为主原料，如锯末、木屑颗粒及秸秆颗粒生物质燃料（90%废弃烟杆，10%锯末）等可再生能源以及市场上的普通燃煤。

1.2.2 供试烤房及设备。生物质能源供热气流下降式密集型烤房成套设备，煤炭当前推广的规格为8.0 m×2.7 m×3.0 m的气流下降式密集型烤房。

1.2.3 供试烟叶。供试品种为当地主栽品种红花大金元的中部叶。在烟叶田间成熟时，选取成熟度一致的中部烟叶作为试验材料。供试烟叶要求同一天采摘、编竿、入炉、点火。

1.2.4 其他。备用发电机、天平秤、平板秤、电度表、电子温湿度计等。

1.3 试验设计

试验设2个处理，分别为密集型烤房煤炭烘烤（T1）、密集型烤房生物质能源烘烤（T2）。采用对比试验方法，3次重复。除了供热系统不同，选择结构相同的2座流下降式密集型烤房，一座使用生物质能源烘烤，另一座使用煤炭烘烤。

1.4 试验方法及测定项目

供试烟叶采取统一、规范的原则，采收时，根据试验要求和烟叶成熟度标准，统一采烤。烘烤结束回潮后，进行烤后烟叶外观质量评价。烘烤过程根据中烤房内温湿度情况酌情添加燃料。

1.4.1 烤房内温湿度变化测定与记录。在烤房内距离供热墙1.5 m处的挂烟梁上分别放置温湿度传感器，每隔24 h观察记录温度和湿度变化情况，依据烤房内烟叶的颜色、状态变化及温湿度数据，调整设定温度和湿度，提高烤后烟叶质量。

1.4.2 烘烤能耗及成本。在入炉时记录装烟杆数，称量每杆的鲜烟重并且记录，烘烤过程中，对2种燃料每次添加的量分别进行记录并汇总，烘烤结束后按照市场价格，计算出2座烤房的燃料成本，对2座烤房的耗电量进行统计并且称量每杆的干烟重，计算鲜干比。点火前分别记录2座烤房的电表读数，烘烤结束后再分别记录2座烤房的电表读数，依据前后记录的2座烤房电表读数，分别计算出2座烤房的耗电量，根据当地工业用电价格计算出2座烤房的用电成本。

1.4.3 烤后烟叶外观质量评价。对2座烤房随机抽取20竿烟样，然后由经验丰富的分级员，根据烤烟GB2635―1992标准进行分级，计算烤后烟叶上中等烟比例、黄烟比例、青烟比例、杂色烟比例，以及烤后烟叶等级比例（中部橘黄二级C2F，中部橘黄三级C3F，中部柠黄三级C3L，中部橘黄四级C4F，中下部杂色二级CX2K），根据2016年烤烟收购价格计算出均价。

1.4.4 烘烤工艺措施。烘烤技术参照三段式烘烤工艺，按照昆明市烤烟烘烤技术操作指导图表烘烤。

1.5 数据分析

根据烤房内的温度变化，利用Office软件作图，并进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 烤房内温度变化

由图1可知，处理T1的温度波动性大于处理T2。2个处理的起火点温度相同，在烘烤96 h以前，处理T2的温度一直高于处理T1的温度，且处理T2的温度在24 h内升高了7 ℃，而处理T1只升高了4 ℃，在烘烤72 h时，处理T1突然剧烈升温且温度从96 h开始一直高于处理T2。处理T2整个烘烤过程干球温度稳定，波动性较小，在整个烘烤过程中没有出现突然升温或降温的情况，而处理T1温度变化不稳定，较生物质燃料烤房升温较慢，波动性大。

2.2 烘烤能耗及成本

由表1可以看出，生物质与燃煤燃料能耗成本各不相同。其中处理T2的鲜干比为6.9，较处理T1减少了0.2，降幅为2.9%，说明同质量的鲜烟叶经处理T2烘烤后，干烟重量更高；处理T1的单位能耗为1.2元/kg，较处理T2增加了0.1元/kg，增幅9.1%，表明处理T1的能耗成本较处理T2要高。

2.3 烤后烟叶外观质量

由表2可知，处理T2的烤后烟叶在外观质量上结构疏松，成熟度好，油分足，色度强，明显优于处理T1，且烤后黄烟率较高、青烟率低、杂色烟比例较低。其中处理T2烤后烟叶的黄烟率为93.5%，较处理T1增加了3.6个百分点，增幅为4.0%；而处理T1烤后烟叶的青烟率为8.2%，较处理T2高2.1个百分点，增幅达34.4%；杂色率为1.9%，较处理T2高1.5个百分点，增幅达到了375.0%。

由表3可知，生物质燃料烤后烟叶油分足，色度好，外观质量好且能显著提高中上等烟等级比例，增加经济效益。其中处理T2烤后烟叶等级比例以C2F和C3F较高，且均高于处理T1，上等烟比例为61.4%，较处理T1增加了8.9个百分点，增幅为17.0%；处理T1的中等烟比例明显高于处理 T2，为33.5%，较处理T2增加了6.4个百分点，增幅为23.6%，但其中价格稍高的C3L比例低于处理T2，处理T2较处理T1增加了0.6个百分点，增幅达10.7%；处理T1 CX2K的比例为14.0%，较处理T2增加了2.5个百分点，增幅达21.7%；综上分析，处理T2的均价为32.8元/kg，较处理T1增加了1.4元/kg，增幅为4.5%。

2.4 综合经济效益

由表4可知，处理T2提高了经济效益。其中，处理T1的用工工价为3 060.0元，较处理T2增加了1 320元，增幅高_75.9%；处理T1能耗为830.7元，较处理T2增加了18.1元，增幅为2.2%；处理T2的产值为23 891.5元，较处理T1增加了1 851.8元，增幅为8.4%；而在净利润上，处理T2为21 338.9元，较处理T1增加了3 189.9元，增幅高达17.6%。

3 结论与讨论

该试验结果表明，生物质燃料较煤炭密集型烤房烘烤的节能减排效果好、减工降本效益好、提质增效效果好。其中生物质燃料整个烘烤过程干球温度稳定，受人为因素影响较小，可操控性强，没有出现突然大幅升温的情况，而燃煤烘烤温度变化不稳定，受人为因素影响较大，温度会随着加煤次数以及每次加煤量的变化而变化，很难达到预期的温度。另外，烘烤操作人员任务更繁重，增加了烘烤成本。烘烤能耗较燃煤烘烤低，同时，一方面生物质燃料起火点低、可控性强、燃烧性好；另一方面，生物质燃料的原料来源广泛，变废为宝，对保护环境起到很大的作用，同时，田间烤烟秸秆等的回收利用降低了病虫害的传播，病虫害大大减少。

而在烤房建造成本上，密集型烤房生物质能源烤房的建造成本要比燃煤烤房高6 500元左右，但可以使用的年限达10年之久，净利润可高出3 189.9元，烟叶经济效益有所提高，大多数烟农对于这样的建造成本是可以接受的，增强了烟农种植的积极性，有利于在当地大力推广密集型烤房生物质能源烘烤。

生物质能烘烤也有不足之处。生物质燃料不易运输、不易储存以及生物质送料机技术不成熟，时常会出现送料机被生物质燃料卡死的情况，在送料机改造和生物质燃料烘烤余热回收方面的技术还有待提高。另外，生物质燃料的加工方式有多种，例如工厂集中加工销售式、农户提供原料加工付费式等各种加工方式，为适应烤烟规模化烘烤的发展，还应对加工方式做进一步的研究与改进。

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生物质能源范文第5篇

关键词：合同能源管理；林木生物质；融资；节能

作者简介：张彩虹，北京林业大学经济管理学院统计系学科负责人，教授，博士生导师。

中图分类号：F326.2；DF4 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2013.02.10 文章编号：1672-3309（2013）02-23-03

一、合同能源管理的定义

合同能源管理，在国外简称EPC（Energy Performance Contracting），在国内广泛地被称为EMC（Energy Management Contracting），是20世纪70年代，起源于西方发达国家的一种全新节能模式。

它是指能源服务公司与用能单位以契约形式约定节能目标，能源服务公司提供节能服务，用能单位以节能效益支付能源服务公司投入及其合理利润。其基本框架是用能单位将本单位的节能工作外包给能源服务公司，不需要事先支付改造和服务费用，并通过减少的能源费用支出偿付能源服务公司，并在项目结束后获得节能资产的所有权；能源服务公司依靠自己的专业优势，有效降低客户能源消耗，分享节能收益并获得利润收益。合同能源管理实现了能源服务公司、用能单位和社会三方共赢，并逐步发展形成了以合同能源管理机制为商务模式的新兴节能服务产业（贾晓燕 2012）。

它的实质是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许用户使用未来的节能收益为用能单位和能耗设备升级，以及降低目前的运行成本。节能服务合同在实施节能项目的企业（用户）与专门的盈利性能源管理公司之间签订，它有助于推动节能项目的开展。

二、合同能源管理的服务模式

目前，合同能源管理的服务模式主要有：节能效益分享模式、节能量担保模式、能源管理外包模式、设备租赁模式、创新工程施工模式、BOOT 模式等。

王一（2011）对各种模式做了研究，指出节能效益分享模式，是在合同约定的年限内，节能服务公司负责融资并为用户提供技术服务，根据服务后的节能效益预算或根据实际运行的效益分析，与用户按照约定的比例分享项目实施后节省的费用。

节能量担保模式，是指在节能服务公司向客户承诺最低节能指标，保证其项目在改造后的节能收益。

能源管理外包模式，是指节能服务公司将用能单位所有的能源费用进行托管，由节能公司支付项目改造所需要的费用，并独自享受通过节约所得的能源效益。

设备租赁模式是指节能服务公司在采用租赁方式购买设备租赁期内，设备所有权归节能服务公司所有，当其收回投资及利息后，设备归用户所有。

创新工程施工模式，是指客户会委托节能服务公司做能源审计、节能方案设计、节能改造工程施工，并提前支付工程的预付款、在工程结束后支付竣工款。

BOOT模式源于自然资源开发和基础设施建设项目，属于BOT（建设―经营―移交）结构。新能源等分散能源供应建设项目和热点联产项目，类似于自然资源开发和基础设施建设项目，（建设―拥有―经营―移交）模式应用较多。

赵静蕊（2011）则研究了各种模式在目前的合同能源管理项目里面所占的比例，分别是节能分享模式占约32%，节能量担保模式处于主导地位，达到约57%，能源管理外包模式占约8%，设备租赁模式占约3%。

卢志坚、孙元欣等（2012）分析了在各种模式下，节能服务公司需要承担的工作以及对于双方的风险和收益等。

在以上这些模式中，节能效益分享和节能担保模式应用最广，它们分别注重了能源节约达到的水平和节约的相关费用。

三、合同能源管理的融资模式

合同能源管理起步较早的国家包括美国、德国、法国、日本和巴西等，目前，这些国家已经形成了比较成熟的融资模式。比较有代表性的模式有：保证节能量结构融资模式、共享节能量结构融资模式，又以前者的应用较多。巴西则建立了独特的保证基金融资模式， 即Super ESCO 模式以及SPE融资模式（丁友卫 2012）。

孙碧（2011）指出，合同能源管理的融资模式主要有：债券融资、股权融资、证券化融资、设立专项能源基金融资等，结合债权和股权融资，可推得可转换债券融资，而债券融资的主要债务形式又包括商业银行信贷、债券融资、租赁融资等。

李玉静、胡振一（2009）指出，在借鉴巴西的经验时，我国在拓展合同能源管理融资模式时，可以选择引入多机构、多方位的融资模式。巴西的保证基金模式、Super EMCo 及特殊目的公司模式，我国都是可以尝试的。但绝不可以照搬照抄，要能够针对具体的节能市场需要，可以考虑运用Super EMCo模式；保证基金融资模式更具有借鉴意义，因为根据我国国情，引入担保可以使我国EMC突破银行惜贷的束缚；特殊目的公司模式，我国并没有应用。

叶倩、吴晶玮、钟奕等（2012）也强调，成功的融资离不开政府的引导和支持。政府可在对ESCO公司进行备案的基础上建立信用评级制度；进一步建立健全针对合同能源管理项目的财税政策和法律监管体系，对合同能源管理项目减免税收，明确补贴额度，明确各利益方的法律责任，推动合同能源管理行业健康有序发展。同时为培育合同能源管理市场，政府还可成立专项基金，为合同能源管理项目融资进行担保，提供稳健的融资保证，从而免除投融资机构的后顾之忧。

四、林木生物质能源介绍

（一）林木生物质能源

“中国林木生物质资源潜力与开发机制研究”课题组在其研究报告（2006）中指出，林木生物质能源资源是指将太阳能转化的生物量经林业的经营活动产生的可以成为能源的物质，它是林木总生物资源量的组成部分。王连茂（2009）在其研究中提出林木生物质是指以木本、草木植物为主的生物质，把来自森林的能源界定为“林业生物质能源”，指出“林业生物质能源是指林木生物质本身所固定和贮藏的化学能，这种化学能由太阳能转化而形成”。刘刚和沈镭（2007）认为林木生物质能源是指可用于能源或薪柴的森林及其他木质资源。

林木生物质能源资源一般指没有加工利用价值从而形成直接增值效益的林产品原料。可用于发展成为生物质能源的林木生物质资源主要有薪炭林生物质资源、灌木林生物质资源，以及林业生产和更新剩余物生物质资源。

（二）林木生物质能源资源潜力

吕文等（2005）根据调查研究，初步测算出我国森林生物量约180亿吨，每年可获得的资源量约9亿吨，可用于能源开发的资源量近3亿吨。洪浩等（2011）研究指出，“十二五”期间，全国共有1.04亿公顷（15.6亿亩）林地要进行清林抚育，按照每亩林地至少产生500KG清林抚育剩余物计算，全国将产生7.8亿吨林业剩余物。

另根据有关部门统计，全国木材加工企业年加工能力9379.85万m3，产出剩余物约0.418亿吨；木材制品抛弃物约0.60亿吨。另外，我国薪炭林生物质总量是0.66亿吨，灌木林的生物量约为2.15亿吨。

综上可见，林木生物质能源资源潜力巨大，有待于开发和利用。

五、生物质能源在合同能源管理中的应用前景构想

张燕、马越、陈胜（2012）指出，发展生物质能源是当今世界各国改变能源消耗、控制环境污染的主要途径，传统发展模式的单一性使得各国迫切需要寻求发展生物质能源的新路径。合同能源管理作为一种先进的能源管理模式和市场化运作的节能新机制，其独特的市场主体结构、多元的融资渠道和规范的监管体制都将为解决生物质能源发展中出现的相关问题提供契机。

蒋建林（2010）也指出，合同能源管理中利用生物质燃料替代化石能源，负责从生物质燃料生产到使用的一整套管理实施并承担所有费用，按照低于客户原运行成本5%～20%的蒸汽或热水价格跟客户结算，合作期满后将锅炉赠送给客户，免除了客户的投资风险、技术风险和管理风险。该模式在客户无需投资的情况下，实实在在地降低客户的生产能耗，让客户树立依靠可再生清洁能源替代高污染的化石能源的绿色企业形象。

以东莞市为例，据《东莞日报》报道，根据东莞市2011年初定下方案，两年内全市逐步淘汰改造全市小工业锅炉1200 台，即4 蒸吨/小时以下，使用8 年以上10 蒸吨/小时以下的燃煤锅炉。

为抓住锅炉改造中出现的商机，近来市场上出现一种全新的锅炉能源改造模式：能源生产企业以合同能源管理（EMC）的方式集中供气，企业用户只需缴纳使用费，接入管道就可以使用蒸汽。

虽然目前这样的方式还不是很成熟，尚在试验阶段，但是相信随着合同能源管理模式的推进和生物质能源的广泛应用，两者的结合会带来更多的益处。

这样的事例目前不胜枚举。然而根据生物质能源和合同能源管理模式的特点，两者的结合还会产生一些新的问题。比如，具体的组织模式、运行机制等，合同能源管理应用到林木生物质能源领域带来的环境效益的评价标准等，还有需要什么样的政策性支持等，都有非常高的理论和实践意义。

因此，本文提出了合同能源管理在林木生物质能源领域的应用研究，以期通过研究，可以分析合同能源管理在林木生物质能源领域应用的运作模式和相关的政策性建议。

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