生物质能研究报告

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生物质能研究报告范文第1篇

关键词：建筑节能；太阳能；热泵；生物质能

能源是一个国家国民经济和社会发展的基础，是整个人类社会赖以生存和发展的物质保障。建筑能耗在能源消耗中占的比例为30%，随着社会的发展，这一比例会呈现上涨的趋势，运用建筑节能技术是降低建筑能耗的重要手段，而可再生能源的利用是实现建筑可持续发展的重要环节。大力开发利用可再生能源，减少化石能源的消耗，保护生态环境，减缓全球气候变暖，推进人类社会可持续发展已成为世界各国的共识。

1可再生能源建筑领域应用现状

可再生能源是指可以再生的能源总称，包括生物质能源、太阳能、光能、沼气等。生物质能源主要是指雅津甜高粱等，泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源。

为了实现建筑为人类提供健康、舒适工作和生活环境的功能，又减少对传统能源的使用，减轻对能源的依赖和环境的污染，可以在有条件的改造区设计安装专门的系统利用太阳能、地热能等可再生能源来取代传统能源。

1.1太阳能建筑应用

从目前来看，太阳能在建筑领域的应用主要有光热利用，光电利用两种形式，具体包括太阳能热水制备技术，太阳能供暖/供冷技术，太阳能绿色照明技术、与建筑一体化相关的太阳能发电技术，太阳能与其他能源组合供能技术等等。光-电技术所解决的是化石能源发电势必面临的世界动力源缺失问题。而光-热技术解决的是节能建筑中的能源消耗问题。这两个技术领域，所针对的两大问题是能源总体问题的不同层面，对传统能源的替代是根本性的战略选择，而节约不可再生能源应是人类重要的责任。发展太阳能发电技术包含两个层面的内容，一是太阳能发电能力的提升，包括太阳能电池的材料革新技术；其二是由实验室转化为现实应用的场域转换推进技术，如何以技术创新为突破口，开发高效，低成本的新型太阳能电池，将是开发光一电技术的基础与核心。而太阳能发电网络的基础框架整合技术，即区域性或全局性的太阳能发电网络建设技术，涉及到社会现实层面运用的深度和广度，必须引起广泛重视。

1.2热泵建筑应用

（1）由商住区域向生产生活过程推进，将来的地源热泵系统不仅用于一般住宅，办公用户的供热和制冷，更趋向于将供热的废弃能量（冷能）和制冷的废弃能量（热能）综合利用。

（2）采热与传热技术一体化趋势。随着新材料和新工艺的开发，将来的地源热泵系统可能将热泵的转换系统与地上散热系统一体化，使采热和传热的效率更高。

（3）基础设施化的趋势。在未来，充分利用建筑物的空间和周边的自然环境和自然能源，因地制宜地设计，制造和配套安装相应的地源热泵系统，使地源热泵系统成为基础设施之一，也将成为一种趋势。

1.3生物质能建筑应用

虽然目前生物质能领域在研发和应用方面相对于热泵、太阳能领域较为薄弱，但具有很大发展空间和潜力。生物质能是以有机废弃物和利用边际土地种植的能源植物为主要原料生产出的一种新兴能源，而且是一种唯一可再生的碳源。按照其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。生物质能分布广泛，在我国主要包括农业废弃物，薪柴、人畜粪便，城市生活有机废水及生活垃圾和农产品加工业排放的高浓度有机废水。使用生物质能的显著优点是污染小，可利用气化和液化技术将生物质转化成高品位的燃料气和燃料液。目前世界很多国家都非常重视生物质能的开发，相继制定系列重大计划，实施重大工程项目，而我国对这一能源的利用也极为重视，已连续在四个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，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，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。

2可再生能源开发利用改进和实施建议

建筑领域在有效开发利用可再生资源的同时，如何合理降低开发和转化利用的成本，摆脱低质低价的恶性循环，步入良性发展的健康轨道是当前可再生能源开发中亟待解决的重要课题。笔者认为当务之急应该做好以下几方面工作。

2.1国家应根据地方气候环境特点，分别制定和完善各地区可再生能源开发利用中长期发展规划并按规划分步实施，同时进一步加强财政、税收等经济激励政策方面的研究工作，适时出台一些鼓励性的政策措施。与此同时，在加大政策扶持和资金投入的基础上，国家应尽快完善相应配套的法律法规，并强化从建设规划、设计、监理和工程竣工验收及运行效果各关键环节的监督管理，尤其应重点加强对可再生能源建筑应用技术的能效考评工作，以逐步形成可再生能源建筑的规范化、标准化、法制化建设环境。

2.2应该打破目前各自为阵的行业分散格局，在加强行业或部门之间相互交流合作的基础上，大力开展可再生能源产品与建筑产品的集成化技术研究工作，使太阳能、风能等相关设施与建筑进行有机结合，做到与建筑融为一体、相互依存、不可分割，并满足与建筑主体围护结构的一体化同时设计、同步施工和相同寿命周期的要求，以最大限度地利用可再生能源有效解决建筑供暖、空调、照明和生活用热水等日常用能需要，使建筑产品在逐渐降低对常规能源消耗的同时，逐步实现绿色环保和低能耗的建设目标。

2.3在太阳能的转化技术方面应该突破太阳能低温利用的制约瓶颈，加快研究开发中高温的太阳能光热利用核心技术产品，尤其应在研究开发新型高效中高温太阳能集热器上狠下功夫，在提高太阳能装置转换效率的基础上拓宽太阳能技术产品的应用领域。

2.4为了充分利用和保护地热能这一宝贵的清洁能源，应加强基础资料的测试研究和统计分析工作，并学习引进发达国家的先进技术和经验，在地热资源的开发利用过程中应本着“统一规划、合理布局、综合利用、统一管理”的原则，严格地热资源开发审批制度，在统一规划指导下，逐步推动地热开发利用的规范化、规模化，、商业化发展，以避免造成地热资源的浪费或地下水质资源污染的现象发生，使我国的地源热泵应用技术早日步入可持续的科学发展轨道。

2.5加强可再生能源建筑产品应用的宣传推广工作，在强化全民节能意识的同时，提高全社会推广应用可再生能源产品的意识，同时根据地区环境建设工程示范小区，待技术成熟后逐步扩大应用范围，同时还应注重对相关产业扶持政策和配套措施的真正落实工作。

3结束语

建筑能耗位居行业之首，开源节流是降低能耗的关键。开发利用可再生能源对建筑节能工作具有举足轻重的作用，是确保我国中长期能源供需平衡、减少环境污染的先决条件，也是提高能效、达到中等发达国家能源利用水平和实现经济持续增长的有效措施。

参考文献：

[1]何永清.现代住宅建筑节能与应用[M].北京：化学工业出版社，2010.6.

[2]郭建.既有住宅建筑节能改造技术与模式浅析[J].大众科技，2009，11：74-75.

生物质能研究报告范文第2篇

一、我国水能关系问题提出的背景

国际背景。全球层面对水与能源关联问题的高度重视，2014 年3月22日“世界水日”，联合国了《世界水资源发展报告 2014――水与能源》报告，呼吁各国政府在制定能源发展政策时要考虑到水资源承载能力。国际能源署（IEA）提出，全球能源生产对水资源的需求增速是能源需求增速的两倍左右，2010年全球能源生产抽取水约5830亿立方米，约占世界15%的总取用水量，其中水消耗量（即抽取后未返回）为660亿立方米；到2035年水消耗量将提高85%，气候变化将进一步加剧水资源供应压力。目前全世界仍有近8亿人口无法获得清洁的水资源，13亿人口用不上电，为此，联合国大会将2005―2015年确定为“生命之水”国际行动十年，2014―2024年为能源可持续发展十年，凸显了水资源和能源对于可持续发展的重要意义。水资源和能源作为联系经济增长、提升社会公平性和环境的纽带，实现两者的协同发展对提高全球福利水平至关重要。

国内背景。随着工业化和城镇化的深入推动，我国能源需求较长时间内仍保持较快增长，近期仍将依赖传统的化石能源，能源需求增长拉动煤炭等化石能源产业快速发展，预计2020年我国火力发电装机和发电量分别约占总装机的60% 和总发电量的69%，这会进一步加剧水资源供应压力，导致能源开发与利用过程中面临的水资源约束凸显；同时，我国能源资源与水资源分布极为均衡，能源安全和水资源保障的矛盾十分突出，能源生产基地多处于缺水区域，水资源缺乏增加了经济和环境成本，新能源规模持续扩大也增加了水资源安全供应的潜在风险等问题。综合来看，我国水能关系面临较大挑战。

二、不同能源开发利用方式的水资源约束分析

（一）煤炭开发利用的水资源约束

煤电基地与水资源分布不协调，是我国水资源短缺的关键问题。煤炭资源与水资源呈逆向分布，煤炭资源丰富的地区，水资源匮乏。原煤生产量占全国90%以上的矿区均位于严重干旱缺水的西北、东北、山西、内蒙古以及豫西地区，国内71%的重点矿区缺水，其中40%严重缺水。近几年煤炭基地的快速发展及配套产业的兴起，矿区水资源供需矛盾更加突出。2010年，煤炭开采、燃煤发电这两个行业消耗980亿立方米，接近全国总淡水量的15%。目前，我国仍在煤炭资源丰富但水资源匮乏的地区发展水资源密集产业。煤化工属高耗水产业：直接液化1吨油耗水约7立方米，间接液化1吨油耗水约 12立方米，合成氨耗水约12.5立方米/吨，甲醇耗水约8立方米/吨。并且，煤化工项目排污量极大，如神华集团煤制油项目污水产量达到479万吨/年，每生产1吨液化油要产生污水4.79吨。

（二）非常规油气发展的水资源约束

与传统化石燃料相比，油砂、页岩气和水力压裂等非常规油气的开采用水量更大，页岩气开采采用的水压裂法对水资源的依赖性极大。页岩气开发也会导致水质污染，美国政府已开始立法监管页岩气开发对水资源的破坏问题。我国政府提出到2020年非化石能源占一次能源消费比重将达到15%左右，推动用较清洁的天然气替代煤炭。根据美国能源信息署（EIA）的数据，我国页岩气技术可采储量约31.6万亿立方米，约占全球储量的19%，大规模开发页岩气需要重视非常规油气开发的水资源约束，以及开发利用过程中可能产生的水资源污染问题，并做好相应的防范措施。

（三）生物质能源发展面临的水约束问题

与化石燃料相比，生产生物燃料的水资源需求量更大，需要充分的水资源保障。IEA的研究表明，甘蔗乙醇加工生产的耗水量和取水量都高达106―107升/吨油当量。我国《生物质能发展“十二五”规划》，提出到2015年生物质发电总装机容量达到13000兆瓦，生物质燃气达到30亿立方米/年，固体成型生物质燃料达到1000万吨/年，生物液体燃料达到500万吨/年。考虑到生物质能源发展会进一步加剧水和能源的相互依赖性，所以生物质能源的技术与区域选择需要平衡能源问题和水资源供应问题，降低政策实施的综合成本。

（四）核电发展面临的水资源约束

核电发展需要较大的耗水量，缺少冷却水已成为内陆核电厂发展的重要约束。2003―2009年夏季，欧美多个内陆核电厂因为缺少冷却水而出现了被迫停运的状况。日本福岛核事故后，我国核电建设一度陷入低潮，但在目前调结构、稳增长的大背景下，内陆核电又进入了新的发展期。地方和企业积极行动，目前已有多个省份提出要发展核电，31个厂址已完成初步可行性研究报告审查，规划提出到2020年，我国运行核电装机容量将达到5800万千瓦，在建3000万千瓦。结合国际事件，我国内陆核电的发展需要慎重考虑水资源供应问题。

（五）新能源发展面临的水资源约束

电力部门中除火力发电外，新再生能源技术也要消耗水资源。麦肯锡公司将我国各种发电技术的耗水指标进行对比，从全生命周期角度看，生物质发电技术是典型的高耗水发电技术（约耗水178立方米/千兆瓦时）；水电技术发电水耗约68立方米/千兆瓦时；风力发电技术其耗水量（0.3立方米/千兆瓦时）远低于燃煤和燃气电厂，是缺水地区首选的技术；太阳能热电站的水资源需求较大，其耗水量（3立方米/千兆瓦时）与燃煤电厂、核电接近。因此，在缺水地区进行新能源开发利用考虑相关技术的耗水问题非常关键。

三、当前我国水能关系面临的突出问题

（一）我国能源开局与水资源分布不匹配的矛盾日益突出

总体上我国能源开局与水资源分布不匹配，两者的矛盾日益突出。能源工业是我国可持续发展总体战略中的关键行业之一，我国水资源与能源生产现状，两者之间的矛盾日益突出。西北地区作为我国能源工业最大的基地，石油、天然气、煤炭产量几乎占全国一半左右，然而水资源匮乏已严重制约了西北地区能源工业发展。目前面临的水资源匮乏、利用效率低下等问题随着经济社会快速发展，将会导致水资源供需矛盾进一步加剧，水资源将成为制约该区域能源综合开发的瓶颈，进而影响到我国能源战略的顺利实施。

（二）未来能源需求的快速增长会进一步恶化水能关系

综合各家机构预测，未来中国中长期能源需求持续增长，水资源压力将持续增大。国际能源署（IEA）预测，与2010年相比，2035年中国能源生产的水消耗将增长83%，并且主要是煤炭的生产和消费，集中在干旱缺水的西部地区，这同时也会加剧城市水资源短缺。为满足快速增长的能源需求，加大煤电开发会加剧水资源紧张形势，同时导致环境污染和碳排放增长。根据世界资源研究所的数据，未来中国拟建的燃煤电厂有51%将建在水资源紧缺指数较高或极高的地区，拟建电厂每年耗水高达100亿立方米。如果《煤炭工业发展“十二五”规划》提出的14个煤炭基地建设目标得以实现，2020年仅采煤产业需水量将达到81.51亿立方米/年。煤炭基地规划与水资源现状存在尖锐矛盾，如果不按照水能关系及时作出调整，将会导致严重的用水安全、能源安全，影响到城市的正常运行。

（三）能源结构转型或对区域水资源供应产生较大影响

随着我国城市雾霾问题日益加重，加快推进煤炭替代就成为重要的治理措施之一。2013年我国了《大气污染防治行动计划》，提出的重点建议之一是采用煤制天然气等更为清洁的天然气取代煤炭，但“煤制气”在冷却、生产及净化过程中耗水量很大，每立方米煤制天然气需6―10 升水，20亿立方米/年的煤制天然气项目耗水量高达2500万吨/年。目前，我国已批准建设9座大型煤制气工厂，年产超过370亿立方米合成天然气，年耗水2亿吨。因此在努力控制东部地区大气污染的同时，可能会增加他地区的水资源压力，特别是缺水严重的西北地区。

（四）我国水资源供需矛盾突出，利用效率较低

随着工业化、城镇化深入发展，我国水资源需求将在较长一段时期内持续增长，用水需求呈刚性增长，水资源供需矛盾将更加尖锐，我国水资源面临的形势将更为严峻。目前，水资源短缺、水污染严重、水生态恶化等问题十分突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。水资源供需矛盾突出，我国的人均水资源量为2100立方米，是世界平均水平的28%。全国年用水总量超过6000亿立方米，年平均缺水量500多亿立方米，三分之二的城市缺水，农村有近3亿人口饮水不安全。水资源利用与管理方式粗放，农田灌溉水有效利用系数仅为0.50，与世界先进水平0.7―0.8有较大差距；不少地方水资源过度开发，黄河流域开发利用程度已经达到76%，淮河流域也达到了53%，海河流域超过了100%，已经超过承载能力，引发一系列生态环境问题；水体污染严重，水功能区水质达标率仅为46%。2010年38.6%的河流劣于三类水，三分之二的湖泊富营养化。

四、优化水能关系的主要途径与政策建议

（一）制定水资源与能源发展综合规划

将能源与水资源发展进行整合，最大限度地发挥协同效益，最大限度减少负面影响，制定水资源与能源综合利用规划，提高资源利用效率。一是推动重点领域水能综合发展。在国家和地区层面全面评估水能关系，促进跨部门合作，在基础设施建设、农业、工业和城市发展等重点领域实现水资源与能源的协同发展。二是将水资源作为重要约束和前提条件作为能源项目布局和产业发展的重要考虑。优化能源产业布局，将区域水资源承载力作为能源项目布局的重要前提。传统能源开采炼化、新能源产业发展规划，要根据能源产业的动态变化和水资源的持续供应能力，进行科学的产业布局。主要能源基地实施严格的水资源管理制度，规划产能目标要进行科学性评估，根据水资源供应情况及时做出调整，确保我国能源与水资源的双重安全。

（二）重视新能源产业发展中的水资源约束问题

将用水作为重要约束条件纳入生物质能、页岩气、太阳能等新能源产业发展规划当中，积极开展产业发展用水需求评估，根据水资源供应和环境影响科学规划新能源基地的发展布局，确保实现新能源产业对传统能源的替代。从强化水资源保障角度提出我国新能源的发展目标与保障措施，优先选择水好小的新能源开发与利用技术，做好重点能源生产基地的优化布局工作，降低水资源供应压力，实现水能和谐。

（三）充分考虑水资源对生物质能源开发与利用的约束作用

针对我国发展生物能源的初步判断表明，能源作物种植和生物能源生产将进一步加剧我国水资源短缺压力，因此开发生物能源要因地制宜、量水而行，水资源紧缺地区不宜盲目进行能源作物种植及生物质加工生产。第一，选择水资源利用效率高的能源作物种类，以最小的水资源消耗获得最大的生物能源产出；第二，适度从紧发展燃料乙醇和生物柴油产业。坚持“不与农业争水，不与生态环境争水”的原则，根据水资源承载力，开展能源植物的区域化种植；第三，倡导利用有机废弃物生产生物能源，充分挖掘其生物质能潜力，力图规避能源作物种植环节，大幅度降低生物能源生产的水耗。

（四）积极研发能源开发与利用节水技术，提高用水效率

能源生产环节。通过技术进步和科技创新进一步降低能源开发与利用的水资源需求。一是对煤炭热电厂推广应用干燥冷却技术，使用闭环、干燥和混合冷却系统取代目前的水冷却系统以及水密集型系统，降低水资源消耗，降低火电利用环节水资源消耗。二是在煤炭生产行业尝试矿井水和再生水作为水源，不断提升能源生产中的节水技术和工艺水平，淘汰落后产能。积极发展海水、半咸水或废水等非常规水源的替代技术，以及废污水循环利用技术。

能源利用环节。一是将水资源可利用量、水环境容量作为国家产业发展、城市发展的刚性约束，推动我国经济社会发展方式的战略转型。二是通过城市规划和城市水资源综合管理提高水资源利用效率。推动发展城市水资源综合管理体系（IUWM），开展水源保护，使用多种水源，减少城市中水和能源消耗量，通过城市水管理系统设计大量减少城市家庭用水。三是在工业、商业、居民等领域推广使用高效节水技术，努力提高水资源利用效率。

（五）建立优化水能关系的政策法律体系

生物质能研究报告范文第3篇

关键词：能源作物芒草分类分布生物学特性转化利用

1　引言

由18世纪末蒸汽机等发明催生的工业革命，彻底改变了人类历史的发展历程一保持了几千年自给自足的传统农业社会开始步入工业社会。工业社会从根本上改变了人类对能源的依存方式，从几乎完全依赖植物生物质变成了主要依赖石油、煤炭和天然气等化石燃料。众所周知，这些化石燃料是由地球若干亿年积累下来的生物残骸转化形成的，具有不可再生性。如果人类不改变能源依赖方式，地球上的化石燃料就将在几十年内枯竭。爆发多次的能源危机和不断上升的能源价格也在警告我们：人类现行的能源依存方式是不可持续的，甚至是非常危险的。

大量开采利用化石燃料的另一问题是，将地层中长期蕴藏的碳以CO，的形式释放到大气中，从而不可避免地造成温室效应，引起全球气候变暖。而且，化石燃料特别是燃烧煤炭造成的各种污染也极大地危害着人类健康，破坏了森林、耕地和建筑。因此，控制化石燃料的消耗，减少CO，排放已成为世界共识。人类社会要走向可持续性发展，必须寻求可再生清洁能源，这已成为科学家们积极探索的热点。

可再生清洁能源包括风能、太阳能、地热、潮汐、水电和生物质能等。其中，生物质能是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而蕴藏在生物体内的能量，是可再生的绿色能源。与其它可再生清洁能源相比，生物质能是唯一能固碳、可再生并转化成气态、液态和固态燃料或其它化工原料和产品的碳资源。生物质能具有良好的稳定性、储能性、原料多样性和产品多样性等优点，缺点是季节性强、原料分散、能量密度低。

根据能源载体物质的化学成分，可将生物质原料分为三大类：①糖和淀粉类，富含糖或淀粉，可用于生产燃料乙醇；②油脂类，富含油脂，能通过脂化过程形成脂肪酸甲脂类物质，即生物柴油；⑧纤维素类，富含纤维素、半纤维素和木质素，可通过转化获得热能、电能、乙醇和生物气体等。目前，已规模化利用生物质能源的国家有美国和巴西，其主要原料分别是玉米和甘蔗。众所周知，玉米、甘蔗、油菜等第一代能源作物是人类的重要食物来源，将它们作为生物质能源将影响到世界食物安全，也很难在食物紧缺的国家推广。近年来，科研人员的目光已集中到产量大、来源广的纤维素类——第二代能源作物上，其中多年生草本植物芒草被认为是生物质产量高、资源利用效率高、生产成本低、生态适应性广、开发潜力巨大的理想能源作物。2011年10月28日，《经济参考报》刊登了“第二代生物质能源呼之欲出芒草成能源作物新星”的报道。

2　芒草的分类与分布

芒草是各种芒属(Miscanthus And ress，)植物的统称，属于禾本科(Poaceae)黍亚科(Panicoideae)蜀黍族(And ropogoneae)。芒草的种间、种内多样性复杂，据《中国植物志》记载，全世界芒属植物可分13个种，我国有8个种，但有关种的数目、划分及其亲缘和演化关系，学术界尚存争议。

1855年，Andressons首次从甘蔗属(Saccha rum)和蔗茅属(Erianthus)中将芒属分列出来，其命名的Miscanthus包括5个种；1881年，Benth等将荻(Triar rhena sachariflo ra(Maxln，)Nakai)归入芒属。1930年，Honda将芒属分为两组，一组为Triarrhena，另一组为Eumi scanIhus。1959年，耿以礼在研究中国芒属植物时，将上述两组合并为三药芒组(Triarrhena)，该组植物有3枚雄蕊，而将分布于我国西南地区的芒属种类另立为双药芒组(Diandra)，该组植物有2枚雄蕊。1962年，Adatj等认为芒属植物有17个种，可分为四个组，分别命名为Section Triar rhena(荻组)、Seciion Eumiscanthus(真芒组)、SectionKa riyasua(青茅组)和Section Dlandra(双药芒组)。1989年，刘亮在修订禾本科甘蔗亚属的分类时，将荻从芒属中独立出来，恢复了Nakai于1950年所建立的荻属，包括荻和南荻(T.1ularlorlpana)2个种，并认为南荻是我国的特有种。2006年，Chen等纠又将荻、南荻、红山茅以及双药芒属归并到芒属，认为全世界芒属植物共有14个种，中国有7个种，分别是红山茅(M.paniculatus)、南荻(M.1utarioripa rlus)、荻(M.sacchariflorus)、五节芒(M.floridulus)、芒(M.slnensls)、尼泊尔芒(M.nepalensis)和双药芒(M.nudipes)，并认为M.condensatus(八丈芒)、M.purpurascens(紫芒)、M.transmorrJsonensis(高山芒)和M.jinxianensis(金县芒)都为M.slnensls的变异类型(变种)。

另外，1988年出版的《四川植物志》中，还列出了短毛芒(M.revipilus)和川芒(M.szechuanensis)在欧洲，三倍体芒草——奇岗(M.×giganteus)已被大量研究报道，它原产于日本、被认为是荻(四倍体)和芒(二倍体)的天然杂交种。在非洲南部，有M.junceus、M.sorghum、M.violensis和M.ecklonii的自然群落发生，但究竟是否属于芒草尚不清楚。在芒属植物的各个种内，芒的变种最多，仅二倍体变种就有17个。

芒草原产于东亚，广泛分布于从东南亚到太平洋岛屿的热带、亚热带和温带地区，现已扩展至西非、美洲和欧洲地区。周昌弘等。依据外部形态和地理分布的关系，将芒草划分为三大类群，第一大群为中国芒类群，是由芒及其变种形成的分类群，主要分布在中国大陆东部、朝鲜(半岛)、日本、琉球群岛、台湾岛、菲律宾群岛等；第二大群为五节芒类群，是由五节芒形成的分类群，主要分布在中国南部沿海、东亚和南亚地区；第三大群是尼泊尔芒类群，是以尼泊尔芒为主形成的区系，分布范围以环绕喜马拉雅山的区域为主，涵盖中国云南、四川，印度、巴基斯坦、缅甸、尼泊尔等地。关于我国芒草的分布，Chen等认为：红山茅生长在海拔2500～3100m的干旱山坡，分布于四川、贵州、云南；南荻生长在海拔低于100m的

湖边和河堤，分布在湖南、湖北；荻生长在山坡和河岸，分布于河南、河北、陕西、甘肃以及日本、朝鲜、俄罗斯；五节芒生长在坡地、河谷和草地，分布于海南、台湾、广东、广西、福建、浙江、江苏、安徽、湖北、河南、四川、贵州、云南以及东南亚国家；芒生长在低于海拔2000m的山坡、海岸，分布于海南、台湾、广东、广西、福建、江西、浙江、江苏、安徽、湖北、山东、河北、吉林、陕西、四川、云南、贵州以及日本、朝鲜(半岛)；尼泊尔芒生长在海拔1900-2800m的山坡，分布于四川、云南、以及不丹、印度、缅甸、尼泊尔；双药芒生长在海拔1000-3600m的山坡，分布干四川、云南、贵州、以及不丹、印度、尼泊尔。在芒属植物的各个种内，芒的分布范围最广，且不同变种通常有显著不同的分布区域，如台湾的八丈芒、白背芒(M，gIabe r)、台湾芒(M，fo rmosanus)和高山芒均为芒的变种，它们的分布区域分别为海边、低海拔、中海拔和高海拔区域。

3　芒草的生物学特性

芒草为多年生草本植物，一般寿命18-20年，最长可达25年以上；植株高大，茎秆粗壮、中空、高度通常为1N3m，在热带、亚热带可达5m以上；叶片扁平、窄长，长度10～80cm不等、长宽比30-50；根系发达、入土深度1m以上，具有发达的地下根茎、横走于地表下10cm左右，可构成纵横交织的根茎一根系网络系统；分蘖能力强，单株分蘖数可达100个以上，并形成单株群落；顶生大型圆锥花序，由多数总状花序沿一延伸的主轴排列而成，小穗成对、孪生于延续的总状花序轴上，每小穗含一两性花，雄蕊2N3枚，雌蕊2枚；异花授粉，自交不亲和，易形成变种问、种间、甚至属于杂种；种子小而轻，千粒重0.3-0.59，适合风播，但三倍体、五倍体的芒草不育。

芒草的染色体很小，基数为19，是禾本科中染色体基数最大的植物之一；除二倍体外，常出现多倍体和非整倍体的情况。Watson等将芒草的染色体数目分为：2n=2x=35～43，2n=3x=57，2n=4x=76，2n=5x=95和2n=6x=114；Deuter对发表于2000年前的研究报告进行了统计，发现各种芒草的染色体数目如下：荻组中荻为2n=2×=38、2n=3×=57、2n=4x=76、2n=5x=95，奇岗为2n=3x=57-58；真芒组中芒为2n=2x=36～42，八丈芒为2n=2x=36～38、2n=3x=57，五节芒为2n=2x=38、2n=3x=57，紫芒为2n=2x=40；青茅组中M，o Jjgostachyus为2n=2×=38，中介芒(M，i nte rmedi u s)为2n=4x=76、2n=6x=1 14，青茅(M，tincto rius)为2n=2x=38、2n=4x=76—78、2n=6x=1 03～109；双药芒组中尼泊尔芒为2n=2x=40、双药芒为2n=2x=40、蔗茅(M，rufipilus)为2n=2x=40；其它如高山芒为2n=2x=38、M，pycnocephaIus为2n=2x--38。另据杜风研究，陕西凤县居群的芒为2n=3x=57，南荻为2n=2x=38；据陈少凤研究，南荻的变种细荻(M，1utario riparius var.humilior)为2n=4x=76。

芒草是喜温、喜光的长日照作物，一般春季播种或移栽，初夏拔节、分蘖，秋季开花结实，深秋停止生长，翌年春季返青；芒草是高光效C。作物，光能利用率高，光合速率与玉米、甘蔗等相当，可达50mg／(dmh)；芒草生长速度快，在生长季约每周出叶1片，最高叶面积指数可达6.5N10.0，分蘖期株高增长0.5N1.0cm／d，拔节期达到3cmid；芒草繁殖能力强，既能有性生殖、也能无性繁殖，一般从5月下旬开始，株丛中约20N30％的枝条形成生殖枝并逐步进入生殖生长，种子成熟后依靠风力传播，无性繁殖则依靠根茎和蘖芽。

芒草具有极宽的生态适应性，在我国从低海拔的沿海滩涂、河流岸边、道路沿线、干热河谷地到海拔2000m以上的山地草丛，芒草都生长良好；芒草侵袭能力、竞争能力强，能适应多种土壤类型，常常是山地、丘陵、滩涂、林缘等草本群落的优势组分；芒草具有较强的耐旱、耐热、耐寒等特点另外，芒草对Cu、Cd、Pb、Zn、As、Mn等重金属具有较强的耐受性，可作为修复污染土壤或矿区等废弃地的优先物种。

芒草有很高的生物质产量潜力。根据Lewandowski等的统计，三倍体芒草——奇岗在欧洲定植3-5年后可达最大干物质产量，南欧在灌溉条件下可达30t／hm。以上，中北欧在无灌溉条件下也可达10~25t／hm。Heaton等[28]在美国伊利诺斯州的试验表明，在投入极少的条件下，奇岗的光能利用率平均为1.0％、最高达到2.0％，平均生物质产量为30t／hm。最高达到61t／hm。我国各地的试验表明，在黑龙江可达37.5t／hm。在山东微山可达43.76t／hm。在北京种植当年可达4.33～14.77t／hm。第二年可达18.49N20.36t／hm。第三年可达39.05t／hm。

4　芒草的能源作物特性及其开发利用途径

Heaton等总结了理想能源作物的特征，包括：C光合途径，冠层持续时间长，多年生(无需每年耕种)，无明显病虫害，春季生长速度快、胜过杂草，不育(防止“逃逸”)，在土壤中贮碳(土壤修复和减碳的工具)，秋季将营养分配回土壤(降低养分需求)，低养分含量如含氮、含磷量

利用能源作物替代化石燃料时，需要将生物质能进行转化，转化方式可分物理、化学和生物三个方面，涉及到固化、直接燃烧、气化、液化、热解、发酵、消化等技术。芒草属于木质纤维素类能源作物，主要组分是纤维素、半纤维素和木质素等碳水化合物，可通过压缩成型、直接燃烧或与煤混燃、纤维素乙醇转化、沼气发酵等多种途径加以开发利用。

压缩成型就是将松散的生物质原料，经高温高压压缩成棒状、粒状、块状等具有一定紧实度的成型物，以减少运输费用、提高转化设备的单位容积燃烧强度和热效率。由于压缩成型需要消耗能源，因此欧美国家在收获芒草时大都采用机械打包方式，干物质密度通常在130～150kg／m。有些专用打包机则可达300kg／m。以上。

直接燃烧发电，是目前欧美国家利用芒草的主要方式。据LewandOWSki等报道：奇岗在早春收获时，生物质中C、O和H的含量均较高，分

别为47.8-49.7％、41.2-42.9％和5.5-5.9％，因此适合用于燃烧，燃烧时的反应性和稳定性好，所产热值高、达到17.1～19.2％；同时，由于芒草中N和S的含量低，分别为1.92％和0.22％，因此燃烧过程中产生的NO。SO。等化合物少，对环境的污染压力小。芒草燃烧后的灰分量占生物质量的1.6-4.0％，与当地木本能源植物相比，灰分中重金属含量低，营养物含量高，其中SiO占25~40％、K20占20-25％，P205、CaO和MgO各占5％左右。芒草直接燃烧的主要问题是灰分中Si、K含量高，导致灰分熔点降低、易形成污垢而使燃炉堵塞。因此，欧美国家大多采用与煤混燃的利用方法。10多年前，欧洲就开始了芒草与煤混燃的生产性试验，并取得了成功。根据LewandOWSki等的测算：如果芒草的干物质产量为20t／(hma)，其能值就相当于12t硬煤，用1hm2芒草替代12t硬煤，能减少31t的CO，排放(减少90％)；在发电厂周围50 km半径内种植芒草1.95万hm。(相当于总面积的215％)，就能生产芒草干物质39万t，燃烧这些干物质能使一个263MW的热电厂每年输电7000h，从而节省硬煤23.4~-t，减少C02排放60.4万t。

据估计，全球每年的纤维素类生物质量转化为生物燃料相当于340-1600亿桶原油，远超目前每年30亿桶原油的能源消耗。因此，将纤维素转化为燃料乙醇被视为解决能源危机的根本出路，倍受各国政府、大企业和科学家的重视。芒草含有80％以上可降解的纤维素和半纤维素，是理想的纤维素乙醇原料。据Heaton等测算，种植1200万hm(相当于美国作物面积的9.3％)芒草可转化纤维素乙醇133×109L，替代美国20％的汽油消耗，而相同面积的玉米籽粒只能生产49×109L的燃料乙醇，而且需要投入大量的肥料、机械等资源。纤维素乙醇的生产方法可分为生物化学法和热化学法。生物化学法有3个关键步骤，即生物质预处理、纤维素水解和单糖发酵。纤维素酶的成本是长期影响纤维素乙醇产业发展的瓶颈，20世纪90年代，每加仑纤维素乙醇的酶成本约为5美元，但目前已能降至50美分以下，从而将纤维素乙醇的生产成本降至2美元／加仑。热化学法是将生物质通过热转化过程生成合成气，再通过化学合成或微生物发酵生成燃料乙醇的技术，包括生物质热裂解技术和生物质气化技术。但目前生物质热解、气化技术还不成熟，尚未解决气化效率低、合成气转化过程选择性低和催化剂易失活等问题。

芒草沼气发酵是另一具有商业开发潜力的途径。余一等比较了生物质能的三种发酵利用模式，认为能量回收率沼气发酵最高、乙醇发酵其次、产氢发酵最低，单位生产成本则沼气发酵最低、乙醇发酵其次、产氢发酵最高等用马铃薯试验，制成乙醇的能量转换效率是2.6kW·h／kg，而制成沼气(甲烷)的能量转换效率是4.3kW·h／kg，后者比前者高出70％。曾宪录等认为，从目前的技术水平分析，沼气发酵是芒草利用的最好方式，其优势包括：减少收集与运输费用，将分散的芒草发酵成沼气进行“浓缩”，并可发电向外输送，沼气发电机组容量可灵活选择(10-500kW)，非常适合分布式发电；沼气发酵是在常温(或中温)常压下的自然过程，相对成本低、净能产出率高，按稻草常温发酵的研究结果计算，1kg芒草(稻草)可产沼气0.457m。50hm。芒草(1500t)则可产气约68万m。发电100万kW·h；芒草中的营养元素能促进沼气发酵，因此可从早秋开始收获利用，从而延长收获期、减少火灾风险和储备成本；通过沼渣还田，可减少农作物包括芒草的施肥量、降低生产成本，并减少化肥对环境的污染。目前，沼气产业在西欧国家已初具规模，如2007年瑞典已有1.5万辆用提纯沼气驱动的汽车和100多个加气站，车用提纯沼气的量已超过天然气；到2009年底，德国已有4780家大型沼气发电厂，发电产能达1600MW(为1999年的6倍)，约占全德国总发电量的29％。

5　我国能源作物芒草的发展战略

自20世纪80年代中期，欧美国家已开始多年生草本能源作物的研究和开发利用。1984年，美国能源部资助了“草本能源作物研究计划(HECP)”，通过对35种草本植物(其中18种为多年生，但没有包含芒草的评价，认为柳枝稷(Panicum virgatum L)潜力最大；1990年，HECP发展为“生物能源原料发展计划(BFDP)”，次年又决定在DFDP内将柳枝稷作为“模式”作物进行系统研究，以求达到快速应用和示范的目的。近年来，美国伊利诺斯大学等的科研人员对芒草进行了研究，认为芒草的生物质产量和净能产出都要优于柳枝稷，是更适合的能源作物。

欧洲对草本能源作物的研究和开发利用集中于三倍体芒草——奇岗，20世纪60年代就在丹麦开始试验，并在1983年建立了首个试验基地；在此基础上，1989年启动了由欧洲JOULE计划资助的研究项目，在丹麦、德国、爱尔兰和英国开始田间试验，研究奇岗在北欧的生物质潜力；1993年，在欧洲AlR计划资助下，田间试验拓展到了南欧的希腊、意大利和西班牙；与此同时，丹麦、荷兰、德国、奥地利和瑞士等国则资助了有关芒草生育繁育、管理实践和收获运输等的研究；1997年，在欧洲FAlR计划资助下，启动了旨在全欧洲培育新芒草杂交种、发展芒草育种技术和筛选不同芒草基因型的项目。目前，欧洲有关芒草的研究已进入产业化开发应用阶段。

我国是芒属植物的分布中心，但与欧美等国相比，我国对能源作物芒草的研究才刚刚开始，目前尚无国家级别的研究开发计划。鉴于芒草在能源作物中的地位，亟需从国家层面勾画、制定芒草发展战略，动员政府部门、科研机构、能源企业和社会各界力量，将大规模培育、推广种植和开发利用芒草作为我国能源发展战略的重要组成部分。现阶段，应重视以下四方面的全国性协作攻关。

第一、加快芒草种质资源的收集与保护。芒属植物在我国的分布范围极广，大致为18。N-50。N，98。E～135。E组织力量在全国开展芒草资源调查和收集，对我国芒草资源的保存和开发利用具有十分重要的意义。目前，湖南农业大学已建有一个能保存1000份以上芒属野生种质的资源圃，但我国究竟有多少芒属植物资源尚不清楚。2007年，广西柳州市农科所科研人员在该市沙塘镇农户地里发现了几株人工栽培的高大芒属植物，因其茎像甘蔗，叶、鞘像芒草，穗像狗尾草而命名为“三像草”；经初步观测，“三像草”极具开发利用价值。值得指出的是，芒属与蔗茅属(Erianthus)、河八王属(Narenga)、甘蔗属(Saccharum)和硬穗属(Sclerostachya)同属甘蔗属复合体(Saccharum Complex)，各属问能天

然杂交并能产生可育的F1代，因此整个甘蔗属复合体都有可能成为芒草育种的宝贵资源。至于“三像草”是否与甘蔗属复合体有关，尚待研究。

第二，强化芒草种质创新和新品种培育。我国对芒属植物的研究刚起步，与芒草种质创新和新品种培育相关的遗传学研究不仅少、而且很零散。因此，亟需在全国范围内加强组织协调，利用我国丰富的芒草资源，根据其分布特点和开发利用途径，统一部署芒草的种质创新和新品种培育。在我国7个芒草种中，芒、五节芒、荻和南荻的生物产量高、开发潜力大，以及在欧洲已广泛研究利用的奇岗，可作为核心种质资源用于作物驯化和品种改良。据报道，湖南农业大学利用细胞工程技术选育出了同源四倍体新品种——“芙蓉南荻”，利用转基因技术培育出了转外源Bt基因的抗虫南荻新种质，利用种问杂交技术培育出了芒与南荻的杂交新品系湘杂交芒1号、2号和3号。目前，基因工程技术等已广泛应用于能源作物种质创新，如提高生物质产量和品质、降低或改变木质素含量和成分、增加纤维素降解酶表达量等，加之芒草兼备有性生殖和无性繁殖的优点，这些都有利于优质、高产芒草品种的快速培育和迅速推广。

第三、因地制宜发展芒草高产高效技术。我国人口多、粮食需求压力大、土地资源紧张，发展能源作物只能依赖于边际性土地资源。我国地域辽阔、生态环境多样，边际性土地种类较多，如荒草地、盐碱地、滩涂、沙地、瘠薄地、旱地、渍涝地、冷湿地、污染地等，因此芒草的品种类型和生产技术必须适合当地的生态环境和边际性土地特点。根据欧洲对奇岗的研究，芒草在大面积种植时，扩繁成本高、定植当年越冬时抗寒性差是影响芒草产量的重要因素。目前，在我国芒草作为能源作物刚受重视，有关芒草种植技术如扩繁建植、生产管理、收获贮存等的研究还很少，更没有能适合于芒草产业化发展所需的标准化、集成化生产技术体系。作为能源作物，芒草的生物产量、经济效益和生态效益是决定能否产业化的关键，因此发展芒草高产高效生产技术非常重要。

第四、开发芒草转化利用技术与产业化模式。从世界范围来看，在芒草等木质纤维素能源作物的转化利用方面，压缩成型、直接燃烧或与煤混燃发电以及沼气发酵等技术已基本成熟，并具备产业化条件；而纤维素乙醇转化、高温裂解气化等技术近年来虽有所进展，但尚处于研发和示范阶段。

目前，我国芒草的转化利用技术与欧美国家还有较大差距，更没有建立芒草品种培育、规模化推广种植和商业化转化利用的产业化模式。因此，在引进国外先进技术和相关设备、提升我国芒草转化利用技术水平的同时，应积极组织高等院校、科研机构和能源企业等多方面力量，根据各地芒草种质资源状况、边际土地类型和数量以及芒草转化利用技术水平等条件，在全国范围内设计、部署芒草产业化模式的试验和示范，从而推动我国能源作物芒草产业的快速发展。

参考文献：

生物质能研究报告范文第4篇

关键词：现代建筑；建筑节能；经济效益

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

1.建筑节能的主要技术措施

1.1 建筑节能设计方法需要不断探索和改进

（1）建筑的平面布置

建筑的平面布置要考虑到楼间距及通风的因素，要注意房间内采光和自然通风的效果。良好的采光效果可以节约人工照明所耗费的电能，而自然通风效果良好的房间不但能节省温度调节的电耗，还可以使居住的舒适性更好。

（2）建筑的门窗

建筑的门窗是外界阳光照射和温度侵入的关键部位，减少单侧墙立面的门窗面积是节能建筑设计的思路， 因此，在保证建筑采光和景观等要求的前提下，对门窗面积进行控制是节能设计的途径之一，同时应注意所选门窗的气密性和水密性，才能达到理想的节能效果。

（3）建筑墙体

建筑墙体的体量十分巨大， 它是建筑的主要围护结构，选择蓄势、 阻热能力强的墙体材料是建筑节能的重要问题，一般常用的节能墙体材料有空心砌块砖、夹气混凝土砖和各种夹芯及复合墙体材料等。

（4）建筑屋顶

建筑屋顶位于建筑的最高处， 将直接承受阳光的直射，除了选择隔热型屋顶材料外，还可以巧妙地对建筑空间进行设计，如设置隔热层或设备间等，尽量减少房屋传热对住宅内部的影响，另外还可以采取屋顶绿色装置、坡屋面等方法进行节能。

（5）建筑体形

建筑设计中，应对建筑体形进行综合考虑，结合不同地区的气候特点及场地条件进行合理设计，较小的建筑体形系数才能达到较好的建筑节能效果。

（6）建筑物的朝向

建筑朝向将直接影响建筑的采光及隔热效果， 一般来说，坐北朝南的建筑物可以避免太阳的直接东照西晒，再辅以一定的遮光措施，将得到十分理想的隔热效果。

1.2 重视新能源在建筑节能设计中的应用

（1）生物质能的应用

生物质能的传统利用方式就是燃烧， 虽然这种方式的产热效率高，但会产生较大的烟气，对环境造成较大的污染，另外，燃气生物质能的办法劳动强度大，易产生其它副作用，不符合节能建筑的总体思路要求。 新的生物质能的利用方式是对生物质进行清洁能源转化， 替代常用的煤和石油来产生能源，预计到 2020 年，全球的能源将有 40%来自于生物质能源。

（2）太阳能的应用

太阳能的应用需结合经济、环境、人文等因素，综合考虑，注重太阳能与建筑设计的一体化，是今后建筑设计的一个主要方向。

（3）地热资源的应用

目前， 各种地源热泵和水源热泵技术发展势头迅速，而且已有不少实例投入应用，效果良好。 该技术利用深层地热资源与地面的室内温度通过机组进行交换， 可实际夏季制冷、冬季制热的效果，是十分具有前途的建筑节能方式。

（4）风能的利用

在 2006 年，我国的风能装机容量仅为 260 万 KW，而在2010 年全国的风能装机容量为 500 万 KW，预计到 2020 年，全国的风能装机容量将达到 3000 万 KW， 风能具有取之不尽、用之不竭的特点，使用起来无任何影响。

1.3 重视新材料、新技术在节能建筑中的应用

（1）发泡水泥

发泡水泥是一种新型的建筑保温节能材料，它自身的内空结构能有效地阻止冷空气的侵入， 增强墙体的保温效果，是国家正在大力推广的一种新型墙体保温材料。

（2）墙体复合保温技术

墙体复合保温技术一般是指在墙体的内、中、外附加保温层，从而增强墙体的保温效果。 常见的墙体复合保温技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层等三种，保温层材料多用发泡聚苯板和纤维石膏板， 其保温和隔音效果显著，在市场上较为受欢迎。

（3）门窗节能技术

门窗的节能技术主要体现在两个方面，一是门窗的密封新技术方面，二是门窗玻璃隔热保温新技术方面。 具有自密封效果的门窗和各种镀膜中空玻璃等均在工程中有应用，节能效果良好。

2. 节能建筑经济效益的实例分析

以 XX 市某新建的普通节能型高层住宅为例，该住宅按65%的节能标准进行设计， 采用钢筋混凝土剪力墙结构，地下 1 层，地上 33 层，层高为 2.8m，建筑朝向为坐北朝南，总建筑面积为 A0=18813m2，建筑外立面表面积为 F0=14634.1m2，建筑体积为 V0=52676.4 m2，建 筑物体型系数 S=F0/V0=0.278

2.1 节能方案

与当地的传统非节能型住宅相比，本次研究对象的主要围护结构做法如下（表 1）：

2.2 经济效益分析

2.2.1 经济参数的确定

为了对建筑的节能经济效益进行分析，首先应明确经济要素参数。

（1）寿命周期

根据我国的相关规定，民用建筑设计使用期限为 50 年，本次研究对象于 2010 年建造，2011 年投入使用， 以寿命周期为 50 年计算，其寿命终点年限为 2060 年。

（2）折现率

由于本次研究主要面向消费者的节能投资效益感受，取当地家庭年投资收益率 6%为折现率，而不是社会折现率。

（3）煤炭价格

根据国家统计局的数据，2010 年，我国的平均煤炭价格为 450 元/吨，受能源紧张局势和运输成本的增加，煤炭价格的年增涨幅度取煤炭行业研究报告预测值，即为 5%。

（4）建造期间的节能成本变动率

由于本建筑的建造时间仅为 1 年，而运营时间为 49 年，建造期间的成本变动情况对整个研究周期影响不大， 因此，取建造期间的节能成本变动率为 100%。

（5）实际节能效率

本次研究中取节能效率为 100%， 随着建筑使用年限的增加，其节能效率会出现下降，这一部分在后面的敏感性分析中另作讨论。

2.2.2 计算节能投资

对建筑的节能成本进行计算，计算公式参照前面所述的节能投资计算方法， 得出投资成本价差为 998380.11 元，数据详见表 2。

2.2.3 计算节能收益

当地的采暖天数 Z 为 101 天， 取标准煤的热量值 Hc=8.14x103Wh/kg，采 取节能措施前 ，室外热力管网的输送效率η1=0.85，锅炉运行效率 η=0.55，非 节能型住宅的耗热量指标qH=32.11W/m2； 采 取节能措施以后 ，η1'=0.90，η2'=0.68，qH'=12.63W/m2。 将 上述数据代入计算公式 ，得出非节能型建筑第 t 年的采暖燃料成本为：Et=173155.97x(1+5%)t（元）；节能型建筑使用至第 t 年时的采暖燃料成本为：Et'=52027.23x(1+5%)t（元）。则 节 能 型 住 宅 第 t 年 的 节 能 收 益 为 It=α （Et-Et'） =12128.74x（1+5%）t（元）。

2.2.4 计算差额净现值和投资回收期

取节能成本变动率 γ=100%，实际节能效率 α=100%，折现率 i 分别为 0%和 6%两种情况， 煤炭价格上涨率分别为0%和 5%两种情况进行计算，计算结果见表 3。

计算结果表明：虽然节能型建筑的初期投资要比非节能型建筑高出近百万元，但在运营期内的建筑能耗成本将大幅度降低，在第 7~第 12 年即可收回初期的节能投资，在剩余的将近 40 年时间内为纯收益，其投资效果十分显著。如果考虑煤炭的价格大幅上涨， 则节能建筑的动态投资回收期为8.63 年，也完全满足节能建筑标准中规定的节能建筑增额投资回收期不应超过 10 的要求，从经济角度分析，建筑节能是完全可行的。

2.2.5 敏感性分析

以节能成本变动率 γ、实际节能效率 α、折现率 i 和煤炭价格上涨率 η 为分析对象，对节能建筑进行敏感性分析，结果如图 1 所示：

由图 1 可见，实际节能效率与建筑节能成本变动率对投资回收期影响较大，另外两个因素影响较小。因此，要想提高建筑的节能经济效益，应该把握好实际节能效率和节能成本变动率这两个因素，这需要国家在政策上对节能建筑及相关上、下游研发企业的支持和加大对创新产业的扶持力度。

3.结论

尽管节能型建筑的初期资较大，但其节能经济收益会在较短的时间内补偿初期的投入，投资回收期小于 10 年，完全满足建筑节能标准的要求。 因此，建筑节能的经济效益是十分显著的，其对国家政策引导的作用十分敏感，需要国家对节能产业加大扶持力度，制定适宜的鼓励政策才能推动我国的建筑节能事业又快又好的发展。

参考文献：

[1] 周逸,胡 庆刚.浅 析目前国内节能建筑的经济效益[J].山 西建筑, 2010,36(32).

[2] 刘德强. 建筑节能措施与经济效益 [J]. 合 作经济与科技,2010(4).

生物质能研究报告范文第5篇

1国外餐厨垃圾资源化处理现状

1.1日本餐厨垃圾处理现状

日本每年生活垃圾（包括商业垃圾）的总量为5000万t，其中餐厨垃圾为2000万t，占生活垃圾总量的40%。在餐厨垃圾中，18%来自食品加工业，30%来自食品销售渠道和酒店，52%来自家庭［3］，产生于食品加工行业的垃圾由于收集比较集中，其回收率达48%，而来源于家庭的餐厨垃圾回收率还很低，如1996年只有5万t的家庭餐厨垃圾回收利用，经焚烧和填埋处置的餐厨垃圾占总量的99.7%［4］。2001年日本出台了餐厨废物再生法，旨在降低食品浪费，提高餐厨垃圾的回收率。餐厨废物再生法使得餐厨垃圾的回收率从2002年不到10%提高到2005年的20%，特别是食品加工厂的食品回收率提高到70%。家庭产生的餐厨垃圾回收率并未提高，主要是因为大多家庭产生的餐厨垃圾被混合在其他垃圾中，很少有当地政府对这部分餐厨垃圾进行分类收集。以前日本大部分回收的餐厨垃圾被用来堆肥，现在更多的餐厨垃圾被用来制饲料。一些食品企业回收食物残渣如大豆、面包和熟米饭等作为原料，制成饲料，喂养牲畜。为了防止疯牛病的传播，回收的食物只能被用来喂猪和鸡，不能用来喂牛和羊。日本利用餐厨垃圾制动物饲料的主要方法：①脱水处理生产干饲料。脱水的方法分为常规的高温脱水、发酵脱水和油炸脱水［5］。日本的札幌市餐厨垃圾回收处理中心利用油炸法生产动物饲料。该中心每天从188个机构，包括学校、医院等地收集50t餐厨垃圾，用废植物油，在减压条件下进行低温油炸（约110℃），生产出脱水饲料。②餐厨垃圾经发酵后，以流体形式饲养禽畜。这种方法免去了脱水过程，处理成本低，而且未脱水的餐厨垃圾其蛋白质含量、利用率都比脱水饲料高。脱水饲料的营养物质含量见表1。在发酵过程中，餐厨垃圾中的乳酸和醋酸浓度升高，pH降低。大量的乳酸为动物提高了丰富的有机酸，同时pH达到3.5左右，有效抑制了饲料中大肠杆菌的繁殖。在日本利用餐厨垃圾制沼气的典型代表是京都。2004年京都率先建成1座2.2万t/a的厌消化处理厂，利用餐厨垃圾制沼气，并用沼气制氢气。随后东京、Ikoma、Shimoina和上越市先后建了厌氧消化处理厂。2006年，日本修订了“日本生物质能策略”，要在全国范围内提高有机生物质资源利用（包括餐厨垃圾），强调生物燃料在运输行业的推广。

1.2韩国餐厨垃圾处理现状近年来，韩国餐厨垃圾产生量约占城市垃圾30％左右，随着垃圾回收利用率的增加，特别是实施分类收集之后，餐厨垃圾的产生量和所占城市垃圾的比重都有所下降。2000年城市生活垃圾产生量约1700万t，其中餐厨垃圾占25％［7］。1995年韩国成立了餐厨废弃物管理委员会，实施垃圾专用袋制度，对餐厨垃圾进行分类收集，餐厨垃圾回收率由1998年的21.7%提高到2004年的81.3%。由于餐厨垃圾填埋会产生渗沥液和臭气等环境问题，韩国政府强令各酒店、餐饮业主自行购置设施回收处理其消费渠道产生的厨余及食品垃圾［8］，并于2005年起禁止餐厨垃圾进行填埋。据首尔大学2005年的研究报告，韩国餐厨垃圾的主要处理方式是作动物饲料和堆肥，占回收量的80%以上，见表2。韩国通常采用微生物菌种集中处理餐厨垃圾制造饲料。餐厨垃圾经粉碎、高温消毒后，与微生物、碎玉米、糖等添加剂充分混合后装桶送往禽畜牧场。因韩国近年来对饲料源头和生产过程的安全监督做出了更严格的规定，所以在一定程度上影响了餐厨垃圾饲料化处理设施的运行和发展。韩国现有52家堆肥公司［9］，从运行情况来看，堆肥还存在着诸多问题：首先餐厨垃圾中的杂质太多，影响堆肥的品质；其次韩国的餐厨垃圾含盐达到1％～3％，过高的盐分也影响堆肥效果；另外气味问题难解决。

2国内餐厨垃圾资源化处理现状和未来发展

2.1我国餐厨垃圾处理现状据统计我国餐饮企业每年产生的餐厨垃圾已超过3000万t，但现有处理设施严重不足，如此京餐厨垃圾产生量1750t/d，处理能力只有五六百吨；深圳1800t/d，规范收运处理的餐厨垃圾只有35～55t；广州700～1000t/d，处理能力仅2.4t［10］。目前仍普遍存在餐厨垃圾喂养家畜或提炼潲水油现象，“垃圾猪”和地沟油问题带来的一系列安全隐患，严重危害人们的生命安全。近几年，随着餐厨垃圾的处理问题日渐得到重视，从中央到地方相继出台各项政策和管理办法杜绝餐厨垃圾违法处理现象，引导企业和餐饮单位减量化、无害化、资源化处理餐厨垃圾。从2000—2011年我国有关餐厨垃圾处理与利用文献的统计分析（中文核心期刊）来看，以好氧发酵和厌氧消化技术处理餐厨垃圾逐渐成为研究重点并呈上升趋势［11］。餐厨垃圾喂养家畜大致分为直接喂养和制蛋白饲料2种，其中直接喂养是一种较普遍的现象，具有安全卫生隐患；制蛋白饲料分干热处理技术、湿热水解技术和高温好氧发酵技术，是一种经济效益较好的利用途径，但由于目前国内尚无相应标准和出于对同源性的担忧，该途径并未得到有效推广。因我国餐厨垃圾未做到有效分类，导致收运处置的餐厨垃圾数量少、品质差，并且餐厨垃圾具有高油（1%～5%）、高盐（1%～3%）和高含水率（70%～90%）等特点，我国现有处理技术和设施的处理效果并不理想，存在处理成本高、堆肥肥效低和厌氧产沼率低等问题。

2.2我国餐厨垃圾处理未来发展1）政府强化监管，打击非法收运，堵塞餐厨垃圾的不良渠道，引导餐饮单位做好源头分类，鼓励和支持处置企业成立收运队伍，构建智能化收运系统。2）以餐厨垃圾为原料制成的生物腐植酸，不仅能提高化肥利用率，改良和修复污染土壤，保护农业生态环境，而且能有效弥补国家“十二五”期间要减少化肥生产量所带来的缺口，是一条值得推广的发展路线。3）鉴于我国餐厨垃圾特点和目前沼气产生率低的问题，采用联合厌氧发酵的方式，将餐厨垃圾与多种物料混合，如粪便、秸秆和果蔬等，可以使原料获得更优的C/N和养分组成，从而获得更高的产气量，避免原料季节性波动大的问题。4）采取沼气提纯技术，制备高品质的生物天然气、车用燃料等高附加值产品。5）注重生态循环利用，使餐厨垃圾资源化处理与农业生产有机结合，利用果蔬种植业消纳餐厨垃圾厌氧消化过程中产生的沼液、沼渣，实现餐厨垃圾的完全利用和生态循环。

3结论