生物能源的特点
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生物能源的特点范文第1篇
中图分类号：S216 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0104-02
随着我国经济的发展，越来越重视科学技术，但是受到特殊的历史因素影响，与西方发达国家相比，在生物技术等高新技术等领域，还有较大的差距，而在食品、医疗等领域中，如果应用生物技术，将会极大的提高技术水平，在这种背景下，很多专家和学者对生物技术等高新技术进行了研究。生物技术是近些年才兴起的一门学科，由于发展的时间较短，目前自身还不是很完善，其中生物能源技术是一个重要的项目，近年来随着工业的发展，对环境造成了较大的影响，而生物能源技术能够利用废物等资源，代替传统的石油和煤炭能源，从而达到安全环保的目的。
1 生物能源实验技术分析
1.1 生物能源实验技术的概念
生物能源实验技术是随着生物技术的发展，逐渐形成的一门学科，由于出现的时间较晚，目前还没有形成一个完整的体系，因此对于生物能源实验技术的概念，不同学者提出的看法也不同，通过大量的分析知道，大多学者认为，生物能源技术就是利用农林、工业和生活垃圾等作为原理，通过添加一些可燃物，从而可以燃烧提供能量，这样就形成了一种新型能源。而生物能源实验技术，就是对如何将垃圾转变成能源的过程，进行具体实验研究的一门技术，随着经济水平的提高，各个领域产生的垃圾越来越多，如何处理这些垃圾，成为了很多专家和学者研究的问题，而生物能源技术不但能够很好的解决这个问题，还能够达到开发新能源的目的，因此各个国家都很重视生物能源实验技术的研究，经过了多年的发展，已经取得了一定的成果，但是根据垃圾的组成不同，添加的助燃物等有较大的差异，尤其是我国人口众多，而且地域面积较大，不同地区产生的垃圾量较大，而且成分的差异很大，要想很好的解决这个问题，生物能源实验技术是一个很好的方式。在我国生物能源技术发展的初期，借鉴了西方发达国家的经验，从国外引进了一些助燃物，但是在使用的过程中，发现由于垃圾的成分不同，助燃物的效果会有一定的差异，而生物能源实验技术，就是为了找到一个最佳的助燃物，使垃圾燃烧产生的废气污染最低，同时产生的能量
最高。
1.2 生物能源实验技术的特点
通过生物能源实验技术的概念可以知道，其最大的特点，就是可以将没有的垃圾，转化成有用的能源，在解决了垃圾处理问题的同时，也可以减少煤炭等传统资源的消耗，对于经济和科技的可持续发展，具有非常重要的意义，但是看似简单的变化，却有着非常复杂的过程。在以往处理垃圾时，主要采用燃烧的方式，而受到当时经济水平的限制，垃圾的数量较少，其中的有害物质很少，燃烧后对环境的影响很小，进入到21世纪后，世界人口的数量急剧增加，生物垃圾越来越大，工业水平的提高，导致工业废料越来越多，尤其是化学工业的发展，使得生物和工业垃圾中，有很多有害物质，这些物质会对环境造成一定的影响。经过了多年的发展，这些影响越来越大，如近年来酸雨、雾霾等灾害频发，都是由于垃圾的处理不当导致的，如果能够根据垃圾的实际情况，利用生物能源实验技术，添加适当的助燃物，在燃烧的过程中，对产生的气体进行处理，就可以很好的将这些垃圾转化成为能源。
2 生物能源实验技术的应用
2.1 垃圾处理
对于生活和生产中的垃圾，传统的处理方式主要有两种，分别是土埋和燃烧，如果垃圾中没有污染物质，埋到土壤的一段时间后，经过一系列的化学变化，会转化成土壤的一部分，但是垃圾的成分不同，转化的时间具有一定的差异，而燃烧需要的时间很短，但是在燃烧的过程中，通常会产生一些有害的气体，进入到大气中会造成环境污染。在化学工业水平较低的时代，这两种方式可以很好的处理垃圾问题，但是随着化学工业的发展，生活和工业垃圾中，经常会参杂一些有害的化学物质，如果选择土埋的方式，很难在短时间内转化，甚至会影响周围的土壤，造成更严重的污染，而燃烧虽然不会对土地造成污染，燃烧产生的气体会对大气产生污染，因此近些年来，如何处理垃圾成为了人们关注的重点。随着经济的发展以及人口数量的增加，垃圾问题也显得越来越重要，生物能源实验技术的出现，很好的解决了垃圾处理问题，在实际的垃圾处理时，通过采集一定的样本，然后添加不同的助燃物，观察燃烧的效果，然后选择一种燃烧产生污染气体最少、热能最大的助燃物，这样在解决垃圾的同时，还能够在一定程度上解决能源的问题。
2.2 新能源开发
随着工业水平的提高，对于能源的需求越来越大，而石油和煤炭属于不可再生资源，终有用尽的一天，这些资源在使用的过程中，会向大气排放大量的二氧化碳等气体，会对环境造成一定的影响，在这种背景下，寻找新的高效、清洁型能源，成为很多专家和学者研究的问题，近些年风能、太阳能、生物能源等开始受到人们的重视。其中风能和太阳能等，是利用自然能源的方式，虽然对环境造成的影响最少，但是很大程度上受到自然环境的限制，因此只能在一些特殊的地区开发，而生物能源受到的限制很少，从某种意义上来说，生物能源技术是在生物循环的基础上建立起来的，可以利用垃圾制造生物燃料，也可以利用桉树制造生物柴油等。由此可以看出，生物能源实验技术的前景更加广阔，由于自然界中存在着循环，不同物质之间可以进行转化，而生物能源技术正好利用了这个特点，只要分析出能源的成分，就可以利用其他的物质，提取出这些成分，从而制造出这种能源，目前受到技术水平的限制，生产的生物能源与实际的能源相比，供给的能量较低，相信随着生物能源实验技术的发展，生物燃烧生产工艺的提高，这些燃料燃烧产生的能量也会越来越大。
3 结语
通过全文的分析可以知道，生物能源技术可以很好的解决垃圾问题，同时可以达到开发新能源的目的，因此各个国家都很重视生物能源技术的研究，而生物能源实验技术，是研究垃圾转化成能源过程的一门技术，是实现生物能源技术的基础，我国作为一个发展中国家，在很长一段时间内，主要发展重工业，对环境造成了较大的影响，现在我国已经成为了世界第二大经济体，如何治理环境成为了重要问题，而生物能源实验技术，不但能够很好的解决生物、工业中的废物，还可以生产出生物燃料，对于我国经济的可持续发展来说，具有非常重要的意义。
参考文献
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生物能源的特点范文第2篇
绿色总给人亲近的感觉，当可新能源被冠以绿色能源的名称时，人们便对其抱有美好憧憬：只要我们使用绿色能源，清新的空气、洁净的水源，以及经历巨变而焕发新生的经济将呈现在我们面前。
但事情往往不这么简单。近日世界自然基金会（WWF）最新的《生物能源的潜在风险和潜在效益并存》却给我们“美好的憧憬”泼下一盆冷水：如无适当的行动、目标和政策，发展生物能源就会演变出在“环保”名义下继续破坏地球生态的恶果。
WWF泼了盆冷水
“生物能源的生产如果管理不善，将摧毁宝贵的生态系统、危及粮食和水的安全、伤害到农业社区、加重能源消费中的浪费现象。”2011年是世界森林年，世界自然基金会近日了《森林生命力报告》，其中的第二章《森林与能源》对生物能源的发展提出如是忠告。
其实，生物能源的扩张可能对土地资源和水资源产生进一步的压力，早已是不争的事实。世界粮农组织之前就指出，能源作物与粮食作物存在争地风险。按照目前的生产条件，大约需要2500升的水才能生产1升的液态生物能源，而同样数量的水所能生产的粮食却可满足一个人的日均食物需求。因此报告指出，在农业生产效率没有明显提高的情况下，粮价将可能上涨，无力承担粮价上涨的贫困地区将愈发脆弱。
WWF报告还显示，第二代生物燃料以麦秆、草和木材等为主要原料，导致速生树种大量种植，对物种多样的天然生态森林造成破坏。棕榈油就是“典范”，1986年随后的20年间，印尼棕榈树种植面积增长近10倍，但自1990年起，印尼有2800万公顷雨林遭到破坏。
不仅如此，作物的种植、能源的提炼和运输需要能源，作物扩大栽培和集约经营导致的土地直接和间接改变也会产生温室气体排放，导致负的碳平衡。
WWF总部气候与能源项目负责人萨曼莎?史密斯向《国际先驱导报》指出：“森林或农村土地在被转化的过程中会增加二氧化碳排放，而生物能源生产全过程所排放的温室气体，也并不一定比化石燃料少，玉米乙醇就是例证。”
如不对生物能源发展所潜藏的社会问题加以管理，后果可能还导致不平等状况的加剧，如土地所有权的进一步集中、小农和依赖森林生存的人们流离失所。
绿色能源的不“绿”之处
实际上，关于绿色能源的争议并非只针对生物能源。
日本大地震导致的核危机将本已争议不断的核能再次推向风口浪尖。日本政府已表示将大幅度调整能源政策，降低对核能的依赖程度；在德国，日本核危机引发的连锁反应，迫使一贯支持核能的默克尔，决定在2022年前关闭本国所有核电站。据国际能源署《世界能源展望2011》报告显示，日本福岛核事故将导致2035年全球核能发电量下降15％。
备受争议的还有国内近来风波不断的太阳能光伏发电产业。2011年9月，因浙江晶科能源有限公司不当堆放含氟固体废料，致使该固体废料被暴雨袭击后，经雨水管线排放至附近小河，导致河水中氟离子超标9倍造成河道大量鱼类死亡。
工业废料问题仅是光伏产业受争议的一方面，事实上，生产一块1m×1.5m的太阳能板必须耗费超过40公斤煤。同时，作为光伏产业基础材料的多晶硅本身即属于高耗能、高污染产品，从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗约220万千瓦时/兆瓦，而且多晶硅生产的副产物四氯化硅如处理不当也将对环境造成极大破坏。此外，光伏系统所使用的蓄电池所含有的铅、镉、硫酸等有毒物质都可能对土壤、地下水等造成污染。
其实，即便被广泛认为百分百“绿色”的水电和风能，其给环境带来的污染也不可避免。
水电对于生态环境的影响，业界一直没有明确定论。2010年12月，环境保护部污染防治司副司长凌江表示“水电在某种程度上可能比火电造成的污染更严重。”与此同时，风力发电在大量减少二氧化碳排放方面所发挥的作用也被打上问号。因为风并不总是存在，风力发电设备就必须使用火力发电方式来抵消风力的不可靠，结果造成二氧化碳减排效果不明显。
丹麦是大力推广风能的国家，1999年到2007年间，风能发电量翻番。丹麦天然气和电网运营商数据显示，2007年丹麦生产电力所排放的二氧化碳量与1990年大体相当。显然，丹麦的二氧化碳排放量并未因为风能发电的普及而有所减少。
谁最污染
“它们所造成的环境影响以及差异，已得到科学界的广泛认同。人类需要基本的能源服务，而每一种能源都会产生利弊两种影响。”萨曼莎?史密斯认为，公众应该对绿色能源的环境风险，有更加充分、理性的了解。
长期以来，除去因各种利益因素，人们似乎在有意忽略绿色能源的环境风险，WWF告诉本报记者，其实人们忽视绿色能源也会污染环境的很重要原因在于，人们目前推广绿色能源中，往往过分强调能源使用环节的清洁，而忽略了能源产品从最初研发直至最终消亡整个过程中的污染或清洁状况。
科学界对能源的综合评价制定了很多工具，其中一个叫“生命周期评价法”，已得到普遍认同。这种评定工具，既包括制造产品所需要的原材料的采集、加工等生产过程，也包括产品贮存、运输等流通过程，还包括产品的使用过程以及产品报废或处置等废弃过程，这个过程构成了一个完整的产品的生命周期。
对可再生能源来说，只有在其使用周期所贡献的能量，大于其生命周期所消耗能量、其所排放的污染少于所替代的传统能源产品污染的时候，才是有价值的。
美国科学院2009年了一份名为《能源隐性成本：能源生产和使用过程中无法计价的后果》的报告，提出要综合考虑能源的各种隐形成本，如环境损害、非环境损害、基础设施建设以及国家安全。在研究汽车不同的动力来源对环境的影响时，报告的初步结论是虽然靠汽油驱动的技术在空气污染和温室气体排放方面的损害要高于其他能源技术，但电驱动车则在综合损害方面要大于其他能源技术。
造成这个问题的原因是美国的电力供应仍然是以化石燃料为主，这样电动车的清洁程度就受到电力本身清洁性的影响，同时电池和电动机的制造也都是高耗能的，制造过程以及回收过程都存在污染问题。
美国大自然保护协会也发出了对“能源肆意扩张”的警告：新能源技术占用土地过多可能会增加对自然栖息地的破坏。在综合各种能源单位发电量所占用土地的数据后人们发现，生物能源、风能、水能等技术的占地面积要比化石能源技术高得多（生物能源的占地最多相当于煤炭的近100倍）。一个日产6万立方米天然气的老天然气井的单位发电量，竟相当于风力涡轮发电站的20倍。除去基站本身，风力发电往往地点偏僻，从发电地点到城市之间还有几千公里的高压输电系统。
不能先污染后治理
“先污染、后治理”，人类社会已经饱尝这种能源发展模式的苦头，中国人民大学环境学院副院长邹骥告诉本报记者，对于今后的绿色能源发展，公众一定要了解其综合的环境影响，理性看待各种能源的优势和劣势，最终形成判断。
而对于生物能源到底是一种威胁还是一个解决方法，世界自然基金会并没有告诉本报记者答案，而是提出只有良好的管理才能把环境影响降到最低，最大程度地降低温室气体排放和保障能源安全。
某种意义上说，发展绿色能源不仅是因为绿色能源本身具有的可持续性特点，更在于绿色能源项目本身也应具有可持续性的特点。可持续生物能源圆桌会议项目提出包括保障粮食安全、保护环境、科学管理和利用废料在内的11原则。
“能源评价的标准是客观存在的，而重要的是政府应该提高民众对标准的知情度，并通过立法和法律实践来确保标准能够贯彻执行。”萨曼莎?史密斯进一步认为，“社区应该参与到立项咨询过程并提供建议。我们希望社区民众在项目破坏环境时要发挥监督机构的作用，这一点很重要。”
2000年后，世界各大国如美国、欧盟、印度、巴西都相继出台了绿色能源发展的政策和法律，中国在2007年也通过了《可再生能源中长期发展规划》。
生物能源的特点范文第3篇
关键词：能源农场；能源植物
随着社会与经济的发展，中国对能源的需求将会不断增加，自1993年以来，中国石油进口量急剧上升，2006年进口量超过8000×104t，半数以上从中东地区进口，对国际石油市场的依赖性与日俱增。据预测，到2030年我国进口石油在消费中所占的比例有可能达到84％。从世界石油战略角度看，这种进口结构风险很大，我国能源安全已面临严重挑战。因此，加强生物能源的研究与开发，建立能源植物开发种植基地，对于实现我国能源安全战略具有重要意义。
一、“能源农场”
1973年，石油输出国组织成员国临时停止了向美国出口石油，为了解决能源短缺问题，诺贝尔奖获得者、美国加州大学的化学家卡尔文提出了“能源农场”的概念。
1.1能源农场的概念及种类
所谓“能源农场”，就是各国依据具体国情，为开发能源，解决能源危机，而开发建设的以种植高光合效率的植物为主，以获取能源为目的的生物质生产基地。“能源农场”通过对土地进行合理规划，尽可能利用山地、非耕荒地和水域，选择适合当地生长条件的生物质品种，大规模培育、繁殖生物质，以获得足够数量的高产能植物，并加工成可利用的能源。
目前理论界对“能源农场”种类的划分并没有明确规定。我认为，根据培育能源植物的地域的不同，可以将“能源农场”分为利用山地种植木本植物的“能源林场”和利用水域面积养殖能源作物的“能源渔场”。自从化学家卡尔文于1986年在加州福尼亚种植了大面积的石油植物获得成功以来，在全球便迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。石油“能源林场”又分为两种：一种是栽种的木本植物产生碳氢化合物，提取后即可制成燃料；另一种是木本植物直接产生近乎石油的燃料。
1.2国内外对“能源农场”的研究情况
目前国内外对“能源农场”的研究，主要是以研究能源植物为主。
能源植物通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力，可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物，以及富含油脂的植物。广义的能源植物包含所有的陆地和海洋植物。狭义的能源植物指植物本身(不是籽粒)含有油脂或石油类似物质的植物。
(1)国外。
1986年，卡尔文博士为了解决当时美国面临的石油短缺问题，对石油植物进行选种栽培，并在加州福尼亚种植了大面积的石油植物，每1hm2可收获120～140桶石油，他的成功，在全球迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。此后，科学家们在世界各地相继发现了一些“柴油树”、“酒精树”和“蜡树”。到目前为止，全世界已发现了40多种“石油”植物，主要集中在夹竹桃科、大戟科、萝摩科、菊科、桃金娘科以及豆科上。
由于能源植物的大量种植，能在发展经济、解决能源短缺、保护环境等方面作出巨大贡献。因此，世界上许多国家都进行了能源植物种的选择，富油种的引种栽培、遗传改良以及建立“能源农场”等方面的工作与研究。美国种植有几万hm2的石油速生林；菲律宾有1.2万hm2的银合欢树，6年后可收1000万桶石油。科学家们在澳大利亚北部也发现了2种可以提取石油的多年生野草——桉叶藤和牛角瓜。这些野草生长速度极快，每周长30cm，如果人工栽培它，每年可以收割几次。目前，发达国家用于规模生产生物柴油的原料有大豆、油菜籽、棕榈油。
(2)国内。
在中国对能源植物的研究起步稍晚，主要集中在1990年以后的十几年内，虽然发展速度较快，但与世界先进水平还有很大差距。目前的研究主要集中在对小桐子、光皮树、绿玉树等富含油脂的能源植物和木薯、甘蔗、甜高粱等富含碳水化合物的能源植物上。
二、我国农村建立“能源农场”的必要性和可行性分析
“能源农场”作为能源植物种植的产业化模式，是能源植物可持续发展的最好途经之一。
2.1必要性
(1)在贫困的农村山区，尤其是周围有大量荒山荒地的农村地区，由于生态环境恶劣，不能用来种植粮食，导致这些地区的农民可耕地面积少，粮食收成有限，生活相当贫困。如果将这些自然资源合理利用，种植能源植物，开发“能源农场”，就既能恢复植被建设，改善其生态环境，又能增加农村就业机会，提高农村人民的生活水平，振兴农村经济。
(2)木本油料植物具有一次栽植、多年受益的特性，经济效益可观，对调整中国农村产业结构、提高人民生活水平等都具有不可低估的作用。结合我国正在全面实施的退耕还林生态工程，大面积营造生物柴油原料林，可以变荒山劣势为优势。在现有的经济水平和资源水平的前提下，充分利用山地资源，规模栽培木本油料植物，发展具有中国特色的生物能源之路。
(3)我国是一个能源生产和消费大国，又是以煤为主要能源消费的国家，煤炭消费量占我国一次能源消费总量的75％以上，接近世界同类国家平均值3倍。如此大的煤炭消费量中，有80％是直接燃烧的，结果造成严重的环境污染问题。在没有有效方法控制矿物燃料使用过程中产生的生态环境污染的情况下，减少矿物燃料的使用量，开发清洁可替代能源是唯一办法。而“能源农场”的开发，是大规模种植能源植物，以制造大量清洁可替代能源的最好方法之一。
2.2可行性
(1)土地资源。
中国土地面积辽阔，除现有的耕地、林地和草地作为传统农业外，南方有近3亿亩宜农宜林的荒山荒地，北方有15亿亩盐碱地，这些荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地都可以用来种植能源植物。由于我国农村的可耕地面积有限，没有空闲耕地种植能源作物，而木本油料植物又具有野生性，耐旱、耐贫瘠的特性，于是，利用农村大面积的荒山、滩涂等不与粮食生产争地的“能源农场”发展能源作物便成为未来极有潜力的发展趋势。
(2)能源植物资源。
中国拥有热带、亚热带、暖温带、寒温带及高原高寒区域，植物区系成分复杂、种类繁多，其中能源植物种类之多在世界上屈指可数。到目前为止，含油植物资源有151科、1553种含油植物，其中种子含油量在40％以上的植物有154种。可用作建立规模化生物质燃料油原料基地的乔、灌木近30种；分布集中成片可作原料基地，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林建立起规模化的良种供应基地的生物质燃料油木本植物有10种。从这些能源植物中，现已筛选出油楠、乌桕、小桐子、岩桂、四合木等可供开发利用的种类。
三、对我国农村发展“能源农场”存在的问题及建议
3.1存在的主要问题
(1)虽然我国能源植物资源丰富，但由于研究生物能源的起步较晚，目前用于大规模制造生物能源的能源植物品种单一，只集中在利用玉米、甘蔗这类粮食作物生产大量生物乙醇。由于中国是人口大国，人多地少，粮食安全是头等大事，因此将粮食大规模的用于制造生物能源的结果，就是导致了生物能源制造与人口、畜牧业粮食消费的激烈竞争，出现了生物能源种植与粮食作物种植争地、争水、争能源等竞争现象。而我国对小桐子、绿玉树这类可利用山地种植的、不与粮食种植争地的非粮食作物制造生物柴油的研发却只处于初期阶段，还没开始广泛运用。
(2)能源植物尤其是木本能源植物的生长是有一定过程的，从开始的种植到最后的成熟并投入使用，一般需要经过几年时间。由于“能源农场”需要大规模种植，因此前期的投入需要足够的资金和劳动力，这通常是农民负担不起的。所以从大量能源植物资源中选出速生的或含油量高的品种势在必行。
(3)我国目前对能源植物的开发利用才刚刚起步，对能源植物资源的种类和分布情况还未进行过全面细致的调查，尤其是适用于“能源农场”的能源植物的收集，因此建立“能源农场”这样的产业化发展基地还有很长一段路要走。
3.2建议
(1)依据南北地域特点，选择可重点发展的能源作物，多目标选择有发展潜力的能源作物。依据我国能源作物的分布、地域要求及其特点，建议北方重点发展甜高粱，南方重点发展能源木薯与能源甘蔗。同时，针对这3种能源作物，组织整合国内相关研究力量，选择高产优质品种实施重点突破，开展规模化、规范化种植能源作物，建立我国能源作物研究平台。
生物能源的特点范文第4篇
关键词:生物质能源;产业现状;存在问题;对策措施;贵州
中图分类号:F127文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)28-0128-03
生物质能是植物通过光合作用将太阳能转换为化学能而固定下来并储存于生物质中的能量。主要包括植物、农林废弃物、有机废水和畜禽粪便等 [1]。现代生物质能源的研究与利用主要指借助热化学、生物化学等手段通过先进的转换技术,生产出不同需求的固体、液体、气体等高品位的新能源来替代日期枯竭的化石能源。生物质能源目前已占世界能源消费的14%左右,排在化石能源煤、油、气之后而位居第四[1～2]。 贵州是一个富煤缺油缺气的山区省份,长期欠开发、欠发达,充分利用优越的自然气候资源、丰富的生物资源,积极开发利用生物质能源,缓解能源短缺压力,是事关国家能源安全、生态安全,确保国民经济可持续发展和社会进步的重大研究课题,是国家能源发展战略的必然选择。发展生物质能源有利于探索能源替代新途径,缓解能源压力;有利于贵州喀斯特山区的石漠化治理,改善生态环境;有利于拓展农业生产功能,增加农民经济收入。有鉴于此,拟通过对贵州主要自然气候资源、能源植物资源及产业技术现状、存在问题和发展对策进行分析探讨,以期促进贵州生物质能源产业持续稳步发展。
一、贵州发展生物质能源的优势及条件
“十五”计划以来,随着中国《可再生能源法》的正式实施,生物质能源发展日益受到各级政府和全社会的密切关注。国家先后颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,制定了《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源“十一五”规划》及《生物燃料和生物化工原料基地补贴办法》、《生物能源及生物化工非粮引导奖励资金管理暂行办法“财建[2007]282号” 》、《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法“财建[2008]735号” 》等相关政策及资金补助措施。根据中国经济社会发展需要和生物质能源利用技术状况,明确提出到2010年,增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万t,生物柴油年利用量达到20万t;到2020年,生物燃料乙醇年利用量达到1 000万t,生物柴油年利用量达到200万t,总体实现年替代约1 000万t成品油的目标。农村沼气、燃料乙醇、生物柴油、致密成型固体燃料等广泛应用于生物质发电、汽车燃料、民用生活领域,能源植物筛选、高效节能技术一直被视为生物质能源研发的重点。贵州位于中国西南地区的东部,地处云贵高原向广西丘陵过度的斜坡地带,介于东经103°36′～109°35′、北纬24°37′～29°13′之间,平均海拔1 100m左右,属亚热带季风湿润气候区,大部分地区年平均气温在15℃左右,日照时数在1 200h～1 400h之间,年均降水量在1 100mm～1 300mm之间,年相对湿度高达82%,立体气候明显、温暖湿润,生物资源种类繁多、富有特色,是全国重要的动植物种源地之一。
根据贵州省(2006―2050)喀斯特石漠化和小流域综合防治规划,贵州省现有200万hm2宜林荒山荒地,在喀斯特地貌的山区种植小油桐、黄连木、光皮树、乌桕、续随子、油桐、蓖麻、甘蔗、木薯、甘薯、芭蕉芋等能源植物资源,对推动山区农村产业结构调整,实现能源农业、能源林业产业化,生物质能源及其他农业废弃物十分丰富,开发应用基础好。按照国家发展生物质能源应坚持不与人争粮、不与粮争地、不破坏生态环境的“三不”原则,贵州发展生物质能源的自然基础条件较其他平原地区优越。
贵州自21世纪开始,已经启动从优势能源植物筛选、利用评价、良种培育、基地建设到加工生产技术工艺等系列基础试验示范工作,基本建立了以小油桐、乌桕、光皮树、芭蕉芋为主的优质高产栽培和良种繁育技术体系,掌握了高转化率的加工工艺和技术,为生物质能源产业进一步发展奠定了一定的基础。
二、贵州生物质能源发展现状及存在问题
1.产业研究发现状
贵州省自2000年以来就开始关注并积极推动农村沼气、燃料乙醇、生物柴油等资源发掘及技术研发工作。在省委、省政府的重视支持下,相关部门先后从农村废弃物生产沼气,从芭蕉芋、马铃薯、甘薯、甘蔗、木薯制备燃料乙醇,从小油桐、光皮树、续随子、蓖麻、乌桕制备生物柴油等方面对贵州生物质能源产业发展进行了摸底调查和相关研究。已从资源评价、良种培育、配套栽培、加工工艺、综合利用及产业化技术等方面展开试验示范研究。2008年全省沼气用户超过149.6万户,实际利用141.5万户,年产气76 682.6m3,秸秆生物气化产气集中供气点达二十余处 [1～5]。在能源资源的调查及筛选评价中,已基本查清全省主要生物质能源植物资源种类、数量、分布区域及主要优势资源,完成30种贵州木本能源植物的种质资源迁地保育,繁育基地及5～10种主要造林树种轻基质容器育苗技术,特别在小油桐、芭蕉芋等的能源植物资源收集、新材料创制和良种繁育方面取得一定进展,已选育出并通过省级审定芭蕉芋品种两个。一是良种繁育技术体系基本建立。二是原料基地建设进展顺利。三是生产加工工艺比较成熟。特别是生物柴油化学生产技术已经形成比较完备的生产加工技术体系和方法,固体催化剂转化率达到99%,甲酯回收率大于95%,并获多项国家发明技术专利。
目前已建有小油桐产业示范基地1.6万hm2,芭蕉芋产业示范基地近1.5万hm2,甘薯产业示范基地近20万hm2,马铃薯产业示范基地50万hm2,甘蔗产业示范基地近2万hm2。油桐产业示范基地30万hm2,黄连木、光皮树、乌桕、蓖麻等还在研究积累初期 [4～6]。已有贵州中水能源股份有限公司、贵州江南航天生物能源科技有限公司、贵州金桐福生物柴油产业有限公司、黔西南康达生物能源科技有限公司均建成了年产1万～3万t的生物柴油加工示范生产线,并将生物柴油作为新产业,逐步建设年产10万t以上的生产能力。按亩产300kg原料计算,目前能源油料种植面积要在2.5万hm2以上。乙醇生产方面:糖厂有现成的乙醇加工设备和技术,年需求原料甘蔗面积也在1.5万hm2左右 [2～4]。贵州大学、贵州醇酒厂的淀粉干片发酵技术还在进一步研究中,不久也会有相应规模的生产线建成投产,加上其他产业的原料竞争,原料不足已导致企业3/4产能闲置,仅靠地沟油、泔水油生产生物柴油很难形成产业化。
虽然生物能源开发利用前景广阔,但生物质能源研发利用技术目前还没有实现关键性突破,在发展过程中还面临优势植物资源缺乏、生产成本高、原料供应不足、市场风险大、综合利用率低、产品标准不一、市场销售不畅等诸多问题。
2.存在问题
(1)对发展生物质能源产业的认识不足。从一个新兴产业的角度和自身发展规律来看,生物质能源产业仍然存在基础积累、市场发育、支撑体系、技术攻关等许多关键环节问题。许多企业或经营者首先想到的是抓基地、建厂房,争取国家的政策性补助。而在产业链的基础环节、市场培育和技术保障方面还存在一定的盲目性,产业体系未建立,导致许多基地经营水平低、示范效果差、农户持观望态度,对发展原料生产没有信心,原料供应严重不足。
(2)研究基础薄弱,原料成本较高。生物质能源产业是一项多学科联合的现代综合性产业,产业链较长,涉及多项技术工程,生物质液体燃料近期主要是生物柴油和燃料乙醇,未来主要技术是木质素和纤维素生产液体燃料。目前主要依赖于油料植物的产量和含油量,许多木本油料植物都呈野生或半野生状态,缺乏强有力的科技支撑是生物能源产业长期做不大的原因之一,产出率不高主要还是资源和技术的双重制约。由于研究时间短,技术基础薄弱,特别是专用原料植物的良种选育及配套生产技术还未真正破题,原料生产成本较高,据测算,13t甘蔗可生产1吨乙醇,需土地1 400m2左右,按蔗价280元/t计算,原料成本价为3 640元,7t木薯生产1吨乙醇,木薯原料成本价4 000元左右,加工成本需500元～800元;按2吨植物油生产1t生物柴油计算,仅原料成本也在4 000元～5 000元之间。目前燃料乙醇销售价为5 000元～6 000元/t,生物柴油销售价为6 000元～7 000元/t,企业利润空间不大,农户种植收入较低。就拿炙手可热的小油桐来说,经历了近五年的研究,虽有规模化种植面积1.6万hm2,但大面积产量低而不稳,平均累计产量不足100kg/667 m2 [2～6]。所以,目前主要都采用地沟油、泔水油生产生物柴油,原料供应严重不足。
(3)主攻方向不明确,优势植物突破性小。通过前期研究,在优势物种选择、良种选育方面尽管取得一些成果,但研究领域狭窄,技术积累不够,在解决品种抗逆性、高产优质和规模化经营方面突破性不大,产量低,成本高。目前大多数能源植物的研究尚处于收集、引种、筛选、评价及试种栽培的探索阶段,原料结构单一、应用范围小,规模化和产业化程度还比较低。糖料作物、淀粉作物产量高,但转化利用成本较高,油脂植物转化利用成本低,但种植产量较低,农户种植积极性不高。不管是糖料能源、油料能源、淀粉能源还是其他,究竟发展能源酒精好还是发展生物柴油好目前也还没有准确定论,基地建设、产品加工、市场销售脱节,直接造成生产成本和管理成本过高,企业出现严重亏损,有碍于经济效益目标的实现,极大地限制了贵州生物能源产业的持续稳定发展。
三、贵州生物质发展建议
1.科学制定发展规划
生物质能源研发的范围十分广泛,从用途上来说,有生物质直接燃烧或混合燃烧发电,生产沼气或制成致密型燃料作民用燃料,生产燃料乙醇、生产生物柴油作机械动力燃料,还能作生物制氢等。根据用途的不同,其技术工艺和所需原料差别也很大。我们要根据市场和贵州经济社会发展的实际需求,结合能源结构特点确定一定时期内的生物质能源产业在经济结构中的地位、发展方向和任务目标,要根据生物质能源产业发展的学科取向、价值取向对相关产业进行系统科学的评估和论证,特别要在开发中的工矿区、非粮产区选择重点领域和重点植物进行研发。
根据贵州山区的能源植物分布比较零星分散、收集运输困难等特点,结合加工工艺比较成熟的实际,能够容易形成产业优势的就是车用燃料乙醇和生物柴油。目前应以车用液体燃料为重点,稳定小油桐、甘蔗、芭蕉芋、红薯、马铃薯生产,探索光皮树、黄连木、乌桕、续随子、木薯、蓖麻及其他纤维植物在喀斯特山区的适应性及发展潜力。贵州省粮食自给虽基本平衡,但随着粮食加工转化利用量的逐年增加,粮食供需缺口将继续存在,推行燃料乙醇必须慎重。结合喀斯特石漠化治理和“两江”流域区的生态屏障建设,重点应选择适应性好、抗逆性强的多年生木本能源植物进行研发。
2.加强科技攻关,突破核心技术
鉴于发展贵州生物质能源产业的关键在于保障原料供应、降低生产成本、保护生态环境和增加农户收入,一是针对喀斯特山区的地理气候环境,强化自主创新,重点利用先进育种手段和生物技术手段,选育速生丰产、抗旱耐瘠、抗病虫害的专用能源植物品种。二是研究速生丰产栽培、病虫害防治、矮化密植及配方施肥等适用技术和省力化技术。三是加快科技成果的引进和新技术研发集成、应用与推广,加速科技成果转化,大幅度提高其产量和品质。四是加强小油桐、黄连木、乌桕、续随子、芭蕉芋、甘薯等副产品的综合利用和技术研发,降低生物质能源生产的综合成本,提高综合效益。
3.探索发展模式
发展生物质能源产业是一项产业化程度较高的系统工程,涉及政府、加工企业、科研单位、农户等诸多部门,目前没有现成的模式可循。市场是拉动生物质能源产业发展的前提,科学技术是确保该产业持续稳定发展的关键。特别在发展初期,由于中国能源生产还存在一定的行业垄断,没有稳定的市场,政府要加强领导和监管,切实调动社会各方面发展生物质能源的积极性,尽快建立起一定规模生物能源基地,组织协调好各方面的利益分配关系。建议有关部门应从国家能源发展战略和解决三农问题的高度出发,切实制定相应的扶持政策和措施,要将产品加工、原料种植、基地建设和退耕还林、生态工程、结构调整、石漠化治理、农民增收等结合起来,做好生物质能源作物种植规划和基地建设,以保证原料供给及降低原料成本。推广“公司+科研+基地+农户”的经营模式,明确各方的责、权、利,建设一定规模的产业化示范基地,共同争取国家的政策支持和资金补助,既满足了企业的原料供应,又保证了农民的经济收入,实现农户和企业之间利益共赢,确保此项工作的顺利开展。
参考文献:
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生物能源的特点范文第5篇
一、主要特征特性
1. 植株性状。根系发达，生长繁茂，植株高大而又粗壮，平均株高347.2厘米，茎粗1.8厘米。叶片肥大而又宽厚，叶色浓绿。茎秆多糖，出汁率55.1%，含糖锤度20.6%，是机动车用燃料乙醇较为理想的生物能源作物，既低碳节能又减排环保，其开发应用前景极为广阔。辽甜9号只抽穗不结粒，可以有效地解决植株“头重脚轻”所带来的易倒伏、易折断，以及遭受鸟类危害等难题，并且还可满足生物能源加工企业原料生产轻简化和收割阶段化的需要。
2. 品质性状。农业部农产品质量监督检验测试中心对其风干茎秆检测结果显示，含粗蛋白6.44%、粗纤维27%、粗灰分5.4%、粗脂肪1.3%、可溶性总糖（以葡萄糖计）24.14%、水分6.2%。2010年在株高达到192厘米时，茎秆与叶片中的氢氰酸含量为0.33毫克/千克和0.27毫克/千克。茎秆与叶片均可制成优质青贮饲料，对广大农区发展畜牧业生产将会起到积极作用。
3. 抗逆性能。综合抗性好，丝黑穗病田间自然发病率为0，人工接种发病率为8.3%，叶部病害轻微；抗旱、抗涝、抗倒伏、抗早衰、耐瘠薄、耐盐碱的能力较强。
4. 生育期。连续多年的田间实地观察与调查情况表明，辽甜9号在沈阳地区的生育期为132天，约需≥ 10℃活动积温3200℃。
二、区试产量表现
2009～2010年参加了全国高粱品种能源/青贮组区域试验，在全国14个省份的17个试验点中平均每亩鲜体产量4639.9千克，比对照品种增产13.6%，其中，在吉林市农业科学院作物研究所创造出平均每亩鲜体重高达5774.6千克的最新纪录，比对照品种增产24.4%，表现出很强的杂种优势。
三、栽培技术要点
1. 选地与整地。选择土质肥沃、土层深厚、地力均匀、地势平坦和含盐量≤0.5%的壤土或砂质壤土地块种植，不宜连作或迎茬栽培。要精细整地，实行耕翻（20～25厘米深）、耙地、起垄（垄距60厘米）、镇压连续作业。要做到没有坷垃，土壤疏松，上虚下实，墒情良好，清除残茬。
2. 选种与播种。选用子粒饱满整齐和发芽率高达95%以上的优良种子，并在播种前晾晒2～3天。8厘米耕层内地温连续5天稳定在12℃以上、土壤含水量达到16%时即可播种。每亩播种量1.5千克。要做到垄上机械条播，播种深浅一致，镇压后覆土厚度以2厘米左右为宜。
3. 间苗与定苗。辽甜9号为高光效C4作物，喜肥、喜水、喜光，因此要适当早间苗、早定苗，为幼苗茁壮生长创造良好条件。通常应在3～4叶期间苗，在5～6叶期定苗。要去小苗留大苗，去病弱苗留健壮苗，在中等肥力的地块上，每亩选留优质幼苗5000株左右。
4. 除草与培土。在播种前三天用38%莠去津悬浮液进行地面喷雾，这样可以预防杂草的发生与为害。在间苗后至植株封垄前要完成2～3次人工除草。在定苗后，拔节期和植株封垄前分别进行1次中耕，最后一次中耕深度10～15厘米，并适当多培土促进根系发育和抑制杂草。
5. 施肥与灌水。每亩在整地时要深施充分腐熟的优质农家肥4000～5000千克、三元复合肥20～25千克、硫酸钾5～7千克做底肥，在播种时施用磷酸二铵10～15千克做种肥，在拔节期追施尿素20～25千克。开花期至灌浆期倘若土壤缺墒而又无雨则应及时灌水。
6. 防病与治虫。要做到早预防、早发现、早防治。在播种前应用种衣剂进行种子包衣，这样既可杀灭多种病菌又可防治地下害虫。防治黏虫应用0.04%二氯苯醚菊酯粉剂喷粉，防治蚜虫应用40%乐果乳油喷雾，防治螟虫应将1.5%辛硫磷颗粒剂在拔节期及时撒入心叶内毒杀。
7. 适时收割。辽甜9号由于用途不同，所以最佳收割期有所差异。作为生物能源作物的，应在蜡熟末期至完熟初期茎秆由上往下数第七节的含糖锤度≥18%时收割最为适宜。作为青贮饲料作物的，南方地区第一次收割应在孕穗期或挑旗期。留茬高度12～15厘米。在收割后1周内的雨前每亩施用尿素15～20千克，如果土壤墒情不好而又无雨就必须及时灌水，以促进其快速再生，尽早长成新植株，争取在初霜前进行第二次收割。在北方地区通常1年只能在蜡熟末期至完熟初期收割1次。
四、适宜种植地区
