Question

生物质能源 [生物质能在我国农村的发展和应用研究]

Answer 1

　　【摘 要】我国农村生物质资源丰富，土地辽阔，如何利用廉价的生物质资源，因地制宜地依靠现有的科学技术，用清洁能源部分地替代化石能源或缓解化石能源在利用中的不足，减少农村因露地直接燃烧秸秆、禽类粪便对环境造成的污染，研究适合农村发展和利用的生物质能，使农民因废物利用而获利，并由此获得一项新兴的产业而长期经营下去，是这篇文章重点讨论的问题。
　　【关键词】生物质能；农村；发展
　　一、我国农村现有生物质能源利用的现状
　　我国耕地面积为18.37亿亩，盐碱地约14.87亿亩。农民是土地真正意义上的主人和耕种者，多年来我国农村多实行自由式耕种方法，种什么，种多少，都取决于农民。对于耕种非粮生物质能源的原材料如：蓖麻、甜高粱、木薯、麻疯树、棕榈、苏子等，缺乏统筹安排，农业产业化格局还没有形成，一部分未耕土地还没有得到合理的利用，在农村发展生物质能有很大的潜力；多年来我国政府大力倡导在满足城镇居民口粮的基础上，挖掘闲散地，规模化种植非粮生物质可燃原料，针对农村具体情况，合理安排土地资源，走可持续发展的高效、低碳、环保之路，经过努力目前已经初见成效；我国从南到北建立了很多非粮生物质燃料的原材料生产示范基地，加快了农业结构调整的进度；我国农村传统的能源转换形式是直接燃烧秸秆类农作物，用于取暖、烧饭，这种极为落后的高污染、低热量的能源利用方式，造成资源浪费和严重的环境污染。目前适合我国农村生物质能发展的非粮物质有很多，按照生物质的特点及转化方式可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料三种。
　　二、固体生物质燃料
　　固体生物质燃料是指农作物秸秆、薪柴、乔木、谷壳等可燃性物质。我国农作物仅秸秆一项年产量就可达到7亿吨，稻壳、蔗渣等农业加工残余物0.84亿吨，薪柴及林业加工废料1.58亿吨。在可开发的生物质资源中，能源作物的种植和开发潜力很大，农作物秸秆有40％作为饲料、肥料和工业原料，尚有60％可用于能源开发利用，约相当2.1亿吨的标准煤；薪柴也是重要生物质资源，有40％林业剩余物可以利用，约相当0．3亿吨的标准煤；大量的农业副产品的剩余物、废弃物，蕴藏着巨大的生物质能源，为生物质能的利用开辟了一条重要途径。
　　目前我们采取一种新技术，将秸秆、稻壳去湿、去杂土，在一定温度和压力下压缩成块状、棒状、颗粒状等成型燃料。提高了其运输和储存能力，改善秸秆燃烧性能，提高利用效益。在我国农村，对生物质资源比较集中的地区，可以就地取材，减少成本。利用小型生物质发电设施，通过燃烧秸秆和灌木屑发电，既可做到废物利用，又可以降低发电过程对环境的污染。另外，现有农村电厂利用木材屑和农作物的残余物与煤的混合燃烧是比较现实的一项技术，这样提高了农林废弃物的利用率，也降低了纯燃煤对大气的污染，缓解人们对化石能源的依赖。我国在秸秆固体成型的生产和应用方面已经初步形成了一定的规模，主要以锯末和秸秆、稻壳、灌木为原料，满足农村居民的生活用能、农机具用能和发电用能等。近些年来国家出台一系列政策，采取综合性补助的方式，支持从事秸秆成型燃料的农村加工企业，尤其鼓励农村小型生物质电厂的建设。目前开展的一般生物质直接燃烧发电，这项技术相对较为简单很容易掌握，适合在农村发展。我国技术人员开发出适合村镇使用的小型生物质发电设备，利用稻壳、秸秆作原料，因地制宜地走适合村镇发展电力（village power plant）的道路，在农村节能减排中做出了贡献。
　　三、液体生物质燃料
　　生物液体燃料是指生物乙醇、生物柴油，它作为化石能源石油的替代品，是液体燃料中理想的选择。液体生物燃料来源于可再生能源，温室气体净排放几乎是零，是理想的朝阳产业。我们研制的以玉米、甘蔗、甜菜、豆类、食用油为第一代生物燃料原料的生产技术已经被淘汰。以秸秆类、谷壳类、甘薯、蓖麻等为原料的非粮生物燃料生产技术已经形成，而这类原料取于农村、用于农村，成本低廉，可以形成规模化生产。产品如有剩余还可以作为商品燃油的形式卖给城市居民，增加农民收入。以秸秆、谷壳、麻疯树、甘薯、苏子、亚麻等农业废弃物、非粮植物为原料的第二代生物燃料被公认为具有巨大的替代石油的潜力，据有广阔的市场发展前景。
　　我国农村因地制宜发展生物质能源经济。目前开发的非粮农作物中，甜高粱是首选之一，我国北方各省已经种植439万公顷。甜高粱耐旱、耐盐碱，是高能作物，每亩甜高粱能收获粮食0.3吨，富含糖份的茎秆5吨，秸秆榨糖460～660斤，秸秆粉渣还可以造纸，是高产、多用的农作物。我国北方18个省份约5亿亩盐碱地适合种植甜高粱，具有生产2000万吨甜高粱燃料乙醇的潜力。目前用甜高粱制造乙醇，多采用固体发酵法，即把高粱秸秆粉碎，仅用40小时即可发酵成乙醇，我国农村实现甜高粱燃料乙醇的商业化生产指日可待；福建大面积种植的油料植物山苍子、油莎草、油茶油桐、乌桕等，是生物质燃料的重要供给地。这些作物都朝着矮、密、丰、早、无公害栽培的方向发展；湖北省将在十一五末建成木本油料基地200万亩，种植油茶、油桐等示范园；海南的油橄榄、油椰子示范园也已建成，仅椰子一项就种植68.6万亩，年产椰子2.26亿个，占全国椰子产量99％；广西是我国木薯生产的第一大省，每年木薯产量为800万吨，种植面积400多万亩，种植面积和产量均占全国60％以上。广西有旱地、坡地3000万亩适合种植木薯，相当于生产燃料乙醇541万吨。北方各省农村种植的甜菜、菊芋、甘蔗、薯类等糖科、淀粉类作物也是我国农村生产燃料乙醇的原料，同样有广阔的发展前景。
　　我国目前正在研制并陆续投入生产的木质纤维素类生物质，是世界上唯一可预测的能为人类提供物质和燃料的可持续资源。我国每年的农林废弃物约15亿吨，如果按照四吨产一吨乙醇的计算方法，我国农村具有生产3.75亿吨乙醇的资源潜力。正在开发的还有高能量密度的丁醇生物燃料，这是农村发展生物质能的又一个新的亮点。生物丁醇是拥有四个碳原子的高能燃料，主要以甘蔗、甜菜、木薯及速生能源植物纤维素做生产原料的。生产工艺与乙醇相似，是重要的化工原料，用途极为广泛。另外，生物柴油是除燃料乙醇、丁醇之外的另一种液体生物燃料，它的原料来自动物的脂肪、餐饮业废油、农作物、植物等。为生产生物柴油，我国农村在不与粮油争地，不影响食用油供给的前提下，大面积栽培乔本油料、木本油料作物，如北方种植的棉籽、亚麻、胡麻、油菜籽，南方种植的油叶子、棕榈树、麻疯树等。生物柴油的生产目前已经规模化，由于需要大量的原料供给，这项产业也给很多农民带来了新的产业和收益机会。