生物质燃料的前景范文

导语：如何才能写好一篇生物质燃料的前景，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 生物质；能源；环境

中图分类号 TK6 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0225-01

社会的经济发展进步离不开能源，能源就像是一台发动机，推动着社会的经济发展，提高着广大人民群众的生活水平。伴随全球经济的迅速发展，人类对能源的需要也在迅速增长，能源危机问题也会越来越严重，甚至会影响到人类的正常生活。此外，化石燃料的燃烧还会生成大量的温室气体从而造成温室效应，其他燃烧产物也会漂浮在空气中发生各种物理化学变化，不仅会对大气造成污染，还会影响人体健康。所以，不管是从能源的可持续发展还是从保护环境的角度来看，找到合适的能源来代替化石燃料，已经成为全人类需要解决的重大问题。

1 生物质能利用概述

生物质能是人类最早使用的能源，一直以来都被人类用作生活燃料。最早利用生物质能的方式是直接燃烧，这种生物质能利用方式到现在仍被广泛采用。但是，随着工业的发展，化石燃料大量投入使用，由于其能量集中，生物能现在已经基本被化石燃料取代。就整个现代化国家来说，生物质能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3％。由于社会、经济原因，许多发展中国家在能源利用方面存在着对生物质资源的严重矛盾：使用过度和供应不足同时存在。

1987年，全世界消耗的的一次能源约有12.5％为生物质能源。以生物质为能量来源，经济性是很重要的一个原因，另外还有环境保护的原因。生物质能源转化装置有的组装起来很简单，而且费用低廉，小规模使用效果很好。生物质能源是生长在土壤中的，不需进口，若能对生物质能源规模化利用，那么为规模化利用提供原料的农、林相关产业还会得到很好的发展，也不失为经济发展的好机遇。从环境保护的角度来讲，燃烧生物质能源所产生的污染物较少，更有利于经济和社会的可持续发展。此外，对生物质资源的商业性开发利用还可以解决固体废物的处置问题。

2 世界各国（地区）生物质能应用现状与前景

2.1 国外生物质能应用现状及前景分析

2.1.1 美国

总体而言，在生物质能的开发利用方面，美国的科技水平处于世界领先的位置。美国比发展中国家更早提出绿色电力的概念，自1979年就应用生物质直燃技术发电，那时候总装机容量就超过了10000 MW，单机容量达10 MW～25 MW。据有关媒体报道，美国目前有380多家生物质发电厂，主要建设在造纸厂和木材厂周边，这些工厂大部分地处偏僻，但是能提供近十万个工作

岗位。

2.1.2 欧洲

欧洲森林资源丰富，大部分欧洲国家的生物质资源开发都是从利用木材为主的，其起步较我国早，而且政府重视程度高，市场化较强，并且有大企业带动整个产业的发展。生物质能的主要利用使用方式有燃烧供暖、发电和转化为生物柴油等三种，在这三种中，以供暖最为主要。

芬兰的生物质资源利用方法主要是建立燃烧站，小规模的燃烧站供热，大规模的燃烧站则热电联产，生物质能源占全国年能源总消耗量的百分之二十。

瑞典主要利用木材开发热电联产产业，其工艺技术水平世界领先。最为典型的是瑞典的热电联产产业市场化运作能力很强，燃料市场非常活跃。

丹麦在生物质能源的利用上主要采用生物质直燃发电技术，在这方面取得了很大的成绩。丹麦的BWE公司在秸秆燃烧发电技术方面率先研究开发出了可行性方案，如今在仍处于世界上秸秆燃烧发电技术的最高水平。

德国在生物质柴油方面不仅技术成熟，而且得到政府扶持，是生物柴油的最大生产国。目前，德国拥有1兆瓦以上的生物质电厂350家，有数十万家庭使用的供暖器、发电机是以生物质直燃技术为基础的。到2030年，德国的能量消耗有17.4％来自生物质能。

2.1.3 巴西

巴西是世界上最大的燃料乙醇的生产和消费大国。巴西主要用甘蔗来制造乙醇，巴西每年生产的甘蔗中，有约50%用于燃料乙醇的生产。生产出来的燃料乙醇，有约50%掺入汽油中使用，另外50%则作用于直接替代汽油燃料。巴西不仅是世界上最大的乙醇生产和消费大国，也是世界上最大的乙醇出口国，巴西生产的乙醇有百分之十五用于出口，主要出口市场为美国。

2.1.4 印度

印度很早就开始使用沼气，早在1897年就有使用沼气照明的技术存在。印度在l975年开始就启动了国家沼气开发计划，截止到2008年在农村地区建成了沼气池450多万座，许多农村家庭没有通电，此举为数十万家庭提供了炊事燃料，同时还解决了照明问题。

2.2 我国生物质能应用现状及前景分析

生物质能利用技术在我国很早时候就有了，比如利用造纸厂、制糖厂的废料发电，还有最近几年开展的垃圾发电技术。但是生物质发电的商业化和规模化应用水平，比起欧美等发达国家还有明显不足。

中国科学院广州能源研究所在生物质能源的利用上做过很多研究，他们承担了“1 MW生物质气化发电系统”项目的研究开发，是国家“九五”重点科技攻关项目，此项研究的成套装置己经正式投入商业化运营，产品一度出口到泰国、缅甸等国家。这标志着我国的生物质能气化发电技术已经成熟，我国具有自主知识产权，其技术水平已达到国际先进水平。世界银行对我国的生物质能气化发电技术在中国的推广速度之快很是惊讶，表现出了极大的兴趣。

生物质直接燃烧发电技术是生物质能利用的又一有效技术，通过国家政策扶持，这项技术在我国也得到了较为快速的发展。随着2006年12月山东投产了第一个秸秆直接燃烧燃发电技术项目，作为秸秆规模化发电示范项目，带动很很多相关产业。比如秸秆直接燃烧锅炉、辅机、等相关发电设备的厂家也已经具备了一定的生产能力，并有数家骨干企业带动整个行业的发展。

总的来说，我国开发生物质资源具有很大的潜力。随着国际上化石能源的使用面临很大的危机，我国发电用煤供应紧张，我国也加大了对研究生物质能发电技术的支持力度，比如加大研究投资、加大建设力度等。我国在生物质能源的利用上要借鉴欧美发达国家的经验，加大对生物质发电技术的研究力度，制定出符合现阶段国情的扶持政策，加快我国生物质能源发电技术的规模化、产业化、商业化的发展进程。

参考文献

[1]曾麟,王革华.世界主要发展生物质能国家的目的与举措[J].可再生能源,2005,02.

[2]张铁柱.我国生物质发电行业现状及前景分析[J].农村电气化,2011,08.

[3]高立,梅应丹.我国生物质发电产业的现状及存在问题[J].生态经济,2011,08.

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（一）农业资源构成。农业生物质资源是指农业作物（包括能源植物），主要有以下两个部分构成：农业生产的废弃物，如农作物秸秆（玉米秸﹑高粱秸﹑麦秸﹑豆秸﹑棉秆和稻草等）；农业加工业的废弃物，如稻壳、玉米芯、甘蔗渣、花生壳等。

我国是一个农业大国，可以利用的主要有两个方面：秸秆和农业加工废弃物。其中，秸秆的产量约为每年6.5亿吨，折合约3亿吨标准煤。稻壳重量约在稻谷重量的20%以上，由此可以推算出2005年我国谷物（包括稻谷、小麦、玉米）产量为37428.7万吨，其中稻谷产量为16065.6万吨，稻壳产量为3213.2万吨。另外，稻壳的热值为12560～14650kJ/kg。所以，稻壳在每年谷物处理过程中是一种不可忽视的能源。我国玉米的主要产区（2000千公顷以上）有河北、吉林、黑龙江、山东、河南。2005年玉米的产量为11583万吨，玉米芯的平均热值为14400kJ/kg。

（二）林业资源的构成。林业生物质资源包括森林生长和林业生产加工资源中所提供的能源，主要有以下三个部分构成：碳薪林、在森林抚育和间伐过程中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑等；林业副产品的废弃物（如果壳和果核等）。

林业生物质资源在我国农村能源中具有重要地位。林业生物质资源占农村能源总消费的21.2%，在丘陵、山区和林区等区域，这个比例高达50%以上。在2005年我国农村消耗林业生物质资源约为1.66亿吨标准煤。

在林业生产过程中，碳薪林是一种产量高而生长期短的生物质能资源，它主要可以缓解农村的燃料需求，减少对自然林木的砍伐从而减少对环境的破坏。我国幅员辽阔，有许多种不同的气候，因此我国树种资源也十分丰富，适合我国的碳薪林种类比较多。

林木伐区剩余物包括经过采伐、集材后遗留在地上的枝杈、梢头、灌木、枯倒木、被砸伤的树木、不够木材标准的遗弃材等。据不完全统计，每采伐100立方米的木材，剩余物约占30%，若利用率按55%计算，将会有1000多万立方米的剩余物可供加工利用，这也将会缓解我国森林资源紧缺和木材供需矛盾。

我国目前的水平，木材综合出材率（由立木到原木）为65%，我国的木材利用率（由原木到成品）为60%左右。故我国每年可以利用的林业生物质资源是巨大的。利用好这一块能源也具有很大的潜力。

（三）我国生物质压缩成型替代煤的前景。由于生物质通过气化、液化、固化可以转化为二次能源，分别为热量或电力、固体燃料（木炭或成型燃料）、液体燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和气体燃料（氢气、生物质燃气和沼气等）。

生物质压缩成型替代煤是利用木质素充当黏合剂将农业和林业生产中的废弃物压缩为成型燃料，提高其能源密度，是生物质预处理的一种方式。将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压成固体燃料，能源密度相当于中等烟煤，可明显改善燃烧特性。在该领域中我国已拥有世界领先技术，为大规模燃烧利用生物质打下基础。

二、国内利用秸秆发电现况

国内利用秸秆发电情况大致分为秸秆掺烧发电、纯秸秆发电、利用城市垃圾和包括秸秆在内的农林废弃物发电三种情况。目前已开始启动的厂家、项目有江苏宝应协鑫生物质环保热电工程、华电国际十里泉发电厂、江苏国信新能源开发有限公司、盐城垃圾焚烧发电项目、晋州掺烧发电厂改造工程等。据了解这些单位依傍不同优势而掺烧不同材质的生物质，由于是自己摸索，虽已经过了一段时间的实际掺烧，但各自存在一些问题，正向深层次摸索。目前，真正利用秸秆压缩发电的国内还没有。

笔者走访了香港协鑫集团下属的江苏宝应协鑫生物质发电厂和盐城阜宁协鑫环保发电厂。这两家都已进行掺烧试验，试验证明秸秆掺烧对锅炉燃烧未产生不良影响，对锅炉效率，除尘器效率、飞灰可燃物、烟气排放未造成不良影响。

三、秸秆掺烧的技术可行性

笔者在秦皇岛及附近地区采集了10种生物质燃料，其编号见表1，压缩成型燃料的秸秆来自定州，并委托清华大学煤燃烧工程研究中心，对生物质秸秆压缩成型燃料的燃烧特性、污染物控制等进行研究。（表1）

试验结果表明：秸秆的发热量为3670～3890大卡，玉米骨子的发热量为3700大卡，果木枝条的发热量为4170大卡。各种生物质无论产自何地，几乎其成分和热值基本相近，发热量相当于中等烟煤。

清华大学得出这样的技术结论：

1、从实验数据来看，单一生物质燃烧主要集中于燃烧前期；而煤燃烧主要集中于燃烧后期。生物质与煤混烧的情况下，燃烧过程明显地分成两个燃烧阶段。在煤中掺入生物质后，可以改善煤的着火性能。在煤中加入生物质后，燃烧的最大速率有前移的趋势，同时可以获得更好的燃尽特性。生物质在燃烧过程中放热比较均匀。在煤中加入生物质后，可改善燃烧放热的分布状况，对燃烧前期的放热有增进作用。煤中加入生物质后，使得煤的燃烧最大速率有所增加，生物质的燃烧特性普遍较好。

2、通过不同比例的掺混成型秸秆燃烧，对于试验范围内，燃烧温度提高到1050OC时，均未发生结焦。

3、掺混10%～20%的成型秸秆的混合燃料，SO2排放较低，在不添加石灰石情况下，SO2排放可以控制在200ppm以内。

4、掺混10%～20%的成型秸秆的混合燃料，NOx排放可以控制在200ppm以内。

总之，在目前的循环流化床锅炉设备中，无需经过过多改动，利用秸秆压缩发电掺烧比例可达到20%在技术上是完全可行的。不仅可以减少煤的使用量降低燃料成本，掺烧生物质还可以起到助燃作用，提高锅炉燃烧室的温度，从而提高锅炉的热效率（北山电厂锅炉热效率在74%～77%），同时在降低飞灰可燃物（掺烧前为27%）、减少排渣带走的热损失（掺烧前为700大卡）上都能发挥效能。

四、经济可行性预测

考虑到秸秆的采购、储运、安全等方面因素，我们准备采取将粉碎、压缩设备分散到农户手中，由农民将秸秆压缩成型后再送到厂里掺烧的办法。以河北秦皇岛北山电厂拥有的一台装机容量为2.5万千瓦、二台1.22.5万千瓦的凝汽式火力发电机组为例：

1、掺烧对底渣物理热损失、未完全燃烧损失的改善以及对飞灰未完全燃烧损失的改善，以掺烧秸秆量为Xo=20%（重量比）考虑，效率总体可提高?浊=2.49%。

2、考虑秸秆的热值Q1为3550～3800kcal/kg，煤的热值为Qo=3200kcal/kg（未考虑炉前煤损失），以及对效率的影响掺烧20%的秸秆，可以替代22.19%～25.64%的煤量。

3、秸秆压缩后到厂价格每吨可控制在150元（根据我们收集的数据按秸秆50元/吨、电费25元/吨、半径50公里的运费40元/吨、人工15元/吨、利润20元/吨计算），3200大卡原煤的到厂价格全年平均价格约为186元/吨。

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关键词:生物质,成型燃料,热水锅炉,节能研究,经济评价

概述

能源是推动经济增长的基本动力[1],能源节约则是促进能源发展的重点。生物质能源具有来源广泛,成本低廉、用能清洁等特点,特别适合于拥有丰富生物质资源的中国,通过发展生物质能源打造节能新亮点前景可观。

我国从20世纪80年代引进螺旋推进式秸秆成型机以后[2],生物质压缩成型技术已经发展得比较成熟,但是,相应的专用生物质成型燃料燃烧设备的发展相对滞后。为燃用生物质成型燃料,出现盲目将原有的燃煤燃烧设备改为生物质成型燃料燃烧设备的现象,致使锅炉燃烧效率及热效率较低,污染物排放超标。燃烧设备成为生物质能源发展链的薄弱环节。因此,根据生物质成型燃料燃烧特性设计合理的生物质成型燃料燃烧专用设备,对能源节约有着重要的意义。

生物质成型燃料热水锅炉作为燃用生物质燃料的主要设备之一,直接燃烧固体生物质颗粒燃料,主要用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院等场所的热水、洗浴和取暖。由于燃料为生物质燃料且结构合理,此类锅炉基本达到无烟化完全燃烧的效果,排放达到环保要求,具有较好的经济、社会和环境效益。

1、生物质成型燃料

1.1生物质成型燃料的元素特性

生物质成型燃料是指通过生物质压缩成型技术将秸秆、稻壳、锯末、木屑等农作物废弃物加工成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料。

生物质原料经挤压成型后,密度可达1.1~1.4吨/立方米,能量密度与中质煤相当,而且便于运输和贮存。在压缩过程中以物理变化为主,其元素组成及微观结构与原生物质基本相同。各种生物质成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氢含量较低,为3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度极低。生物质成型燃料的挥发分均在60% ～70%,因此在设计燃烧设备时应重点考虑挥发分的问题[3]。

1.2生物质成型燃料的燃烧特性

生物质成型燃料经高压形成后,密度远大于原生物质,燃烧相对稳定。虽然点火温度有所升高,点火性能变差,但比煤的点火性能好。由于生物质成型燃料是经过高压而形成的块状燃料,其结构与组织特征就决定了挥发分的逸出速度与传热速度都大大降低,但与煤相比显得更为容易[4,5]。因此,生物质成型燃料的挥发分特性指数大于煤的,其燃烧特性指数较煤的大。燃烧速度适中,能够使挥发分放出的热量及时传递给受热面,使排烟热损失降低;同时挥发分燃烧所需的氧与外界扩散的氧很好的匹配,燃烧波浪较小,减少了固体与排烟热损失[6]。

2、生物质成型燃料热水炉

2.1 生物质成型燃料热水炉的结构

目前我国拥有多种型号生物质成型燃料热水锅炉,按燃料品种可分为木质颗粒锅炉和秸秆颗粒锅炉,按应用场合可分为家用型和商用型。下吸式固定双层炉排热水炉是应用较广的一种结构形式,其充分考虑生物质燃料燃烧特性,由炉门、炉排、炉膛、受热面、风室、降尘室、炉墙、排汽管、烟道、烟囱等主要部分组成,结构布置如图1所示[7]。

1.水冷炉排 2.上炉门 3.出灰口 4.炉膛 5.风室 6.高温气流出口 7.降尘室 8.后置锅筒

9.排污口10.进水口 11.引风机 12.烟囱13.排气管14.对流受热面15.出水口

图1下吸式固定双层炉排热水炉示意图

2.2 生物质成型燃料热水炉的工作过程

一定粒径生物质成型燃料经上炉门加在炉排上,根据生物质容易着火的燃料特性,片刻就会燃烧起来,在引风机引导下进行下吸式燃烧;上炉排漏下的燃料屑和灰渣到下炉膛底部继续燃烧并燃烬,然后经出灰口排出;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、灰渣层进入下炉膛继续燃烧,并与下炉排上燃料产生的烟气一起经出高温气流出口流向后面的降尘室和对流受热面,在充分热交换后进入烟囱排向外界。

3、节能原理

由有关燃烧理论可知,保持燃料充分燃烧的必要条件为保持足够的炉膛温度,合适的空气量及与燃料良好的混合、足够的燃烧时间和空间。因此,本文将依据生物质成型燃料本身的特性,结合燃烧理论,针对锅炉结构进行节能分析。

3.1 炉排及炉膛

生物质成型燃料热水锅炉采用双层炉排结构,即在手烧炉排一定高度另加一道水冷却的钢管式炉排,其成弯管直接插入上方锅筒中,这种设计一方面增大了水冷炉排吸热面积,另一方面加快了炉排与锅筒内回水的热传递。

燃料燃烧采用下吸式燃烧方式。成型燃料由上炉门加在上炉排上进行预热、燃烧,由于风机的引导,新燃料不会直接遇到高温过热烟气,延缓了挥发分的集中析出,从而避免了炉膛温度的波动,使燃烧趋于稳定;同时,挥发分必须通过高温氧化层,与空气充分混合,在焦炭颗粒间隙中进行着火燃烧;在完成一段燃烧过程后,上炉排形成的燃料屑和灰渣漏至下炉膛并继续燃烧,直到燃烬。

采用双层炉排,实现了秸秆成型燃料的分步燃烧,缓解秸秆燃烧速度,达到燃烧需氧与供氧的匹配,使秸秆成型燃料稳定持续完全燃烧,在提高燃料利用率的同时起到了消烟除尘作用。

3.2 辐射受热面

早期的部分生物质成型燃料热水锅炉设计布置不够合理,水冷炉排直接与水箱相连,使得炉膛温度过高,特别是上炉膛,致使上炉门附近炉墙墙体过热,增加了锅炉的散热损失。在不断优化设计中,水箱被上下两个锅筒所代替,上锅筒部分置于上炉膛上方,利用锅筒里的水吸收燃料燃烧在上炉膛的热量,从而增加辐射受热面积,起到降低上炉膛温度的目的,从而减少锅炉的散热损失,提高热效率。

3.3 对流受热面

生物质成型燃料热水锅炉的对流受热面分为两个部分:降尘对流受热面和降温受热面。对流受热面极易发生以下现象:高温烟气与锅筒中的水换热不均,从而引起热水部分出现沸腾,增加锅炉运行的不稳定因素;受整体外形约束,烟道长度设计偏短,导致烟气与锅筒里的水换热不够充分,使得排烟温度过高,增加了锅炉的排烟热损失。为避免上述问题出现,降温对流受热面与降尘对流受热面常常采取分开布置;降温换热面置于上锅筒内,采用烟管并联设计,增加烟气与锅筒中水的热交换,降低排烟温度,提高燃烧效率;降尘则利用锅炉后部的下锅筒及管路引起的烟气通道面积的变化达到效果。

3.4 炉门设计

目前应用较多的炉门设计为双炉门。上炉门常开,作为投燃料与供应空气之用;下炉门用于清除灰渣及供给少量空气,正常运行时微开,在清渣时打开;一方面保证了燃烧所需条件,另一方面减少了由于炉门多而造成的散热损失。

4、技术经济评价

4.1 技术评价

研究对象为生物质成型燃料热水锅炉,本文采用与目前应用最广的燃煤锅炉相比较的方法,来分析它们各自的优劣。评价针对锅炉的节能环保性能,主要指标有热效率、燃烧效率、出水量和污染物的排放量(主要是排烟处的NOx、CO、SO2和灰尘的含量),并与国家相关标准比较。

生物质成型燃料热水锅炉与燃煤锅炉的性能指标比较如表1所示[8,9]。

从表1中的数据对比可知,生物质成型燃料热水锅炉在性能上具有一定优势。节能方面,锅炉热效率和燃烧效率均高于传统燃煤锅炉,远远超过国家标准;废气排放方面,烟中NOx、CO、S O2及烟尘含量均低于燃煤锅炉,符合使用清洁能源的要求。

4.2 经济评价

经济性评价以设备运行费用为指标,将生物质成型燃料热水锅炉与燃煤锅炉、燃油锅炉、天燃气锅炉、电锅炉、空气源热水器进行比较。各热水设备的效率及相应热源(燃料)热值、单价详见表2。

运行费用计算公式如下:

(1)

以加热1t水为基准,温度从20℃升至90℃(温升70℃),此时需要热量70000kcal。根据式(1)求得各设备在此负荷下的运行费用列于表2,可知生物质成型燃料热水锅炉在运行费用上相对较低,但是就目前而言,其固定资产投入费较同类型的其它锅炉设备要高。不过随着化石能源价格的上涨和国家对环保的要求的提高,生物质成型燃料热水锅炉在经济效益上将会越来越具有优势。

通过技术经济评价,生物质成型燃料热水锅炉在技术上是可行的,经济上是合理的。该锅炉用生物质成型块做燃料,一方面为生物质废料找到了有效的利用途径,节约化石能源,另一方面染物排放量低于同类型的燃煤锅炉,因此该锅炉具有良好的社会和环保效益。

5、结论

(1)生物质成型燃料热水锅炉依据生物质成型燃料本身的特性,结合燃烧理论,在炉排及炉膛、辐射与对流受热面、炉门等结构设计上充分挖掘节能潜力。锅炉燃烧效率可达94.84%,热效率为78.2%~81.25%。

(2)生物质成型燃料热水锅炉在技术性能上具有一定优势。节能方面,锅炉热效率和燃烧效率均高于传统燃煤锅炉,远远超过国家标准;废气排放方面,烟中NOx、CO、SO2及烟尘含量均低于燃煤锅炉,符合清洁能源的要求。

(3)生物质成型燃料热水锅炉在运行费用上较其它类型设备要低,尽管目前其固定资产投入费相对较高。随着节能环保要求的提高,此类锅炉在经济效益上将会越来越具有优势。

参考文献:

[1]V.斯密尔,W.E.诺兰德. 发展中国家的能源问题[M]. 北京:农业出版社,1983

[2] 刘胜勇,赵迎芳,张百良. 生物质成型燃料燃烧理论分析[J]. 能源研究与利用,2002(6):26-28

[3]阴秀丽,吴创之,娥等. 生物质气化对减少CO2排放的作用[J]. 太阳能学报,2000,21(1):40-44

[4]马孝琴. 生物质(秸秆)成型燃料燃烧动力特性及液压秸秆成型及改进设计研究[D]. 郑州:河南农业大学,2002

[5] 马孝琴. 秸秆着火及燃烧特性的实验研究[J]. 河南职业技术师范学院学报,2002,16(2):69-73

[6]孙学信. 燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M]. 北京:中国电力出版社,2002

[7]刘胜勇. 生物质(秸秆)成型燃料燃烧设备研制及实验研究[D]. 郑州:河南农业大学,2003:94-99

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我国首条生物柴油生产线投产

2008年11月27日，内蒙古金骄特种新材料有限公司年产10万吨生物柴油生产线投入试生产。作为财政部批准的“生物能源、生物化工”非粮引导奖励示范项目、国内第一条正式投产的生物柴油试点生产线，它的投产标志着我国的生物柴油已进入工业化生产阶段。

“生物柴油时代正悄然到来。被称为‘绿色能源’的生物柴油，是生物能源研究的热门课题，是当今可替代能源研究的前沿与方向。”致力于新能源研发的内蒙古金骄集团董事长二旺说。

据介绍，生物柴油采用直接液化或气化及加氢工艺技术来制备，是当今国际上最好的高清洁柴油燃料。“作为石油的替代能源，生物柴油领域的前途非常广阔，一直以来原料瓶颈与技术上的制约是影响它进展的最主要原因，但我们依托内蒙古本土现有的生物质资源，包括秸秆、谷壳、树枝、油草、油灌木、榆叶梅、油葵、曼陀罗、食品废弃物、水产品残渣等非粮含油植物活水生物质作为原料，采用高温高压酯交换加氢、水解氧化聚合工艺等创新的生物质精炼技术制备出高标号生物柴油，实现物质和能源完全利用的技术体系及工业生产系统。作为运输用燃料，它具有成本低、燃料特性好、与石油燃料的相容性好、配比大等特点。同时还可做环保溶剂”。二旺说，这条由金骄公司自主研发的连续化、高标号生物柴油生产线工艺技术已获得国家发明专利，公司拥有自主知识产权。“经中国石油兰州油研发中心检测，各项指标均优于国家现行标准，符合国家生物柴油BD100的标准，可以完全替代石油”。

规避与人争粮和与人争地

内蒙古地区适宜发展生物柴油的原料资源比较丰富，目前已有文冠果种植面积为1345万亩，油料资源具有很大的发展潜力。

内蒙古科技厅党组书记、厅长徐凤君对《望东方周刊》说：“如今能源危机和环境保护在全球环境可持续发展的问题上备受关注，生物柴油产业所具有的明显优势正为此提供了有效的解决方案。利用大面积的山地、荒地等边际土地资源优势，大力营造高油脂类林木，以替代石油、构建能源安全体系为动力，以生态文明和新农村建设为支撑点，推进生物柴油的产业化和商业化发展。这是我们一直以来不变的追求”。

“加快生物柴油产业体系建设和市场培育，既可以保护生态，也能缓解能源紧张，而且促进了农村经济发展，有效增加农民收入。还可缓解农林废弃物、城乡有机废弃物排放造成的环境污染，其技术路径不存在与人争粮、与人争地的问题。能够积极促进社会主义新农村建设。这个产业具有非常广阔的市场发展前景，也完全符合国家的产业政策导向。”徐凤君说。

政府优惠政策推进生物柴油商业化进程

为提高生物柴油的竞争力，内蒙古科技厅在各相关学科之间搭起桥梁，大力促进企业技术创新能力。

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[关键词] 生物质电厂；燃料；皇竹草；组织模式

[作者简介] 刘毅，中国能源建设集团广东省电力设计研究院工程师，研究方向：热能与动力，广东 广州，510663

[中图分类号] S216 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）06-0019-0003

生物质发电主要利用在农林业生产中产生的废弃物作为发电燃料，是一项具有广阔发展前景的可再生能源产业。根据2005年国家颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》，可再生能源被列为能源发展的优先领域，是国家大力推动的能源产业。同时，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中，生物质发电也被列为能源领域中重点开发利用的技术，并作为国家能源战略的重要组成部分。随着石油、煤、天然气等资源日益枯竭，生物质发电将越来越受到重视，在未来的应用将越来越广泛。

从目前国内已建成的生物质电厂运行情况来看，多数电厂在燃料的收集、运输和储存过程中均存在难题。特别是50MW的大型机组，燃料组织环节的问题已成为制约电厂生存与发展的关键因素。针对这种情况，本文提出一种新型的燃料组织模式：种植皇竹草作为原料。通过对这种新型燃料组织模式的探讨，笔者希望能为以后的生物质电厂燃料系统的设计提供一种新思路。

一、传统的燃料组织模式

生物质电厂的燃料一般采用在农林业生产中产生的废弃物，如秸秆、锯末等。这些燃料具有密度小、热值低、分布范围广等特点，且具有季节性。一个容量为2×50MW的生物质电厂每年所需燃料量大约为60×104t，燃料收集半径大约为30～60km，根据各地资源分布情况不同而有所差异。

目前最常见的燃料组织模式大致分为以下几个步骤：a）从农户处收集燃料；b）在厂外收储站对收集到的燃料进行切碎、打包等再处理；c）将处理好的燃料运输至场内储料场储存。

而为了降低电厂的初始投资及管理难度，减少电厂的人员，并兼顾燃料供应安全性，降低风险，大多数电厂的燃料组织都是采用电厂自主组织完成和由当地的农户或经纪人组织完成相结合的方式，只是在各自完成的比例上有所差异。

二、燃料组织过程中的常见问题

（一）燃料收集困难

首先，农林业生产具有很强的季节性，在农林作物未收获的时段，将会产生燃料供应不足的问题。其次，生产过程中产生的废弃物的所有权分属千家万户，在收集过程中电厂要与收集半径内的多个农户个体或经纪人打交道，工作量非常大。再次，电厂作为需方，缺乏对供方的约束力，有时甚至还会出现农户单方面涨价或突然停止提供燃料的情况。最后，农户对燃料的收集主要是以人力为主，效率低下，导致其积极性不高。上述因素都会导致燃料收集困难。

（二）燃料运输成本高

我国农村地区实行土地承包责任制，少有机械化集中生产，人均耕地面积少，导致燃料分布零散，运输工作量大，成本高。无论是电厂挨家挨户去收取，还是由农户各自送货上门，运输成本最终都会反映到燃料成本上。即使设置厂外收储站，也只能使运输成本高的问题有所缓解，而无法得到根本改观。

（三）燃料质量难以保证

目前生物质电厂普遍采用炉排炉和循环流化床锅炉。锅炉对燃料含水率的设计值一般在20～30%。但农户均采用自然风干的办法对燃料进行处理，最终含水率一般在30%以上。有时由于风干时间不够长，含水率甚至会远超30%。同时，在燃料收集过程中，由于不可能做到每户每次都详细检测，农户往燃料中掺水掺石块的事情时有发生。

含水率过高会导致燃料在储存时易发酵、自燃，从而产生安全隐患，而且在进入炉膛燃烧时会增加锅炉排烟损失，使锅炉效率下降。往燃料中掺石块则可能会损坏解包机、给料机等上料设备。

（四）燃料供应的安全性难以保证

生物质燃料具有密度小、体积大的特点，因此储存设施占地大，储量却很少。而出于成本控制方面考虑，储存设施的容积也会受到一定的限制。

但是在燃料的组织过程中，存在诸多经常遇到且难以回避的困难。例如，燃料供应的季节性影响、燃料收购的价格上涨、电厂与农户之间产生纠纷、恶劣的气候因素影响等。当这些因素的影响超过厂内和厂外储存设施的缓冲承受能力时，电厂将不可避免地遭遇“无米下锅”的尴尬情景。

据笔者了解，国内的生物质电厂曾出现过多例因燃料供应紧张，燃料收购价格在短时内大幅上涨的事件，甚至还曾有电厂因为缺少燃料而被迫停机。

三、新型燃料组织模式

为了电厂长期安全稳定运行，避免出现以上问题，国内某生物质电厂工程正在尝试采用一种新型的燃料组织模式。该电厂主要采用在电厂周边50km范围内种植的皇竹草作为燃料，同时也可以收集该半径内的各类农林业废弃物作为燃料。

电厂规模为2×50MW机组，年利用小时按6000h计，年消耗燃料量折合成含水率10%的皇竹草约为48×104t。

（一）皇竹草的特性

皇竹草是我国从南美洲哥伦比亚引进的高产量优质牧草，其植株高大，根系发达，为多年生植物，主要繁殖方式为无性繁殖，适宜种值于各种类型的土壤，并具有很强的耐酸性和抗干旱能力。皇竹草性状介于荻苇与高粱之间，其外形和生长形态类似甘蔗，但中空，节间较脆嫩，属于软质秸秆。

皇竹草最适宜在热带和亚热带气候条件下生长，而且对气温条件的适应性较强，在靠近北方的地区也可以种植，但是温度较低会抑制其生长。在我国南方地区种植皇竹草生长周期短，收获期长，春季栽植后2～3个月即可收割，每年可收割4～6次，栽植一次可连续收割6～7年，每亩每年可产鲜草达25t。

皇竹草鲜草含水量为75%左右，除去水分，主要成分为纤维素、木质素和半纤维素，占固体物料总重量的80%以上。除此之外，还含有蛋白质、脂类、灰分、果胶、低分子的碳水化合物等。对含水率10%的皇竹草进行元素分析，结果表明，在同等含水率基础上，其热值低于树枝、锯末的热值，而与水稻、玉米秸秆等大多数生物质的热值相当。

（二）种植模式及规模

该电厂所在地区为经济欠发达的山区，有大量山坡地可用来种植皇竹草。项目公司计划利用山坡荒地共约15×104亩，由当地政府引导农户种植，项目公司负责技术支持和技术服务，并回购收获的皇竹草作为电厂的燃料。

依靠种植，这些荒地年产皇竹草鲜草最高可达375×104t，折合含水率10%的干草约为105×104t，作为电厂的主要燃料。同时在周边地区收集当地的农林废弃物，每年约26×104t，可作为补充，满足电厂需要。

（三）燃料组织模式

该电厂的燃料组织模式策划为：项目公司+政府+燃料公司+经纪人+农户。首先，项目公司和当地政府签订项目合作协议书，政府在政策上给予大力支持，对当地农户的种植予以科学引导。然后，由项目公司组建燃料公司，同时发动并培育一批当地的经纪人，并在每一个种植乡镇为电厂配套建设燃料收储站（约20个）。

农户种植皇竹草可以采用两种模式，一种是自己承包土地种植，将收获的产品卖给燃料公司；另一种则由经纪人承包土地，农户受其雇佣进行种植。

皇竹草收获后，就地进行晾晒，然后由农户自行送至电厂或厂外收储站，或者由燃料公司或经纪人上门收取。收集到燃料后，合格的直接入库储存，需要再处理的则经过切碎、脱水等处理之后再入库储存。

电厂设置20个厂外收储站和1个厂内储料场，共可满足2台机组65天的燃料量。

（四）优点及缺点

这种新型的燃料组织模式有自己独特的优点：a）农户或经纪人可以承包大面积的土地进行种植，燃料的分布变得比较集中，收集工作比较容易；b）燃料产地集中，使运输工作量和成本大大降低；c）电厂收购燃料需面对的对象较少，可以建立起规模较大的长期、稳定的合作关系，而且可以在收购时进行抽检，都有助于保证燃料的质量；d）皇竹草的种植有当地政府和项目公司组织和引导，有利于维持燃料市场的稳定、有序。皇竹草的生长受季节的影响要比其它农作物小得多，通过合理调配收割时间，燃料供应可以做到全年无间断。这些都是电厂燃料供应安全性的有力保障。

以上是新型燃料组织模式的优点，但任何事物都具有两面性，这种模式也有一些缺点：a）皇竹草的种植需要大面积的土地，同时农户的利益也需要担保，这些都需要政府部门的积极参与和大力支持，而且项目实施的初始阶段难度较大；b）该模式具有一定的地域性限制，较适合在南方地区进行。因为皇竹草虽然对气温条件的适应性较强，但是越靠近北方其产量越低，该模式的经济性越差；c）该模式尚未经过工程实际检验，拟采用该模式的生物质电厂尚处于可行性研究报告审查通过的阶段，在以后的项目实施阶段是否会遇到新的困难尚未可知。

四、结 语

因为篇幅的关系，本文仅在技术层面对新型燃料组织模式和传统燃料组织模式进行对比分析，未再在经济性方面进行探讨。

本文提出的这种新型的生物质电厂燃料组织模式从技术上来说完全可行，而且可以明显改善甚至解决一些在传统的燃料组织过程中无法回避的难题。但是它也有自己不可忽视的缺点，希望能有后来者继续这个课题，找到能够改善的办法。

[参考文献]

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[3]文科. 大型生物质电厂燃料收储运系统工程应用分析[J].广西电力， 2011，34（6）.

[4]陆涛. 生物质电站收储运系统在农垦环境下的应用[J].可再生能源， 2011，29（5）.

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高峰竹柳造林的最佳土地条件是低洼湿滩地，这些土地不能种植庄稼，只能短期种植，属于低效益的荒废湿滩地，我国大约有9000万公顷这样的荒滩湿地，这些低洼地大多数都位于江河湖泊的边缘地带，另外还有1.3亿公顷盐碱地，因此在这些地方种植速生竹柳具有变废为宝、生产能源等多种优势。

万里常青公司在湖北搞的烂泥经济试验，一年前还是无人问津的烂泥地，一年后就成了一座一眼望不到边的绿色海洋！ 4000亩高峰竹柳种苗现已在这些烂泥地扎根生长。据统计，每亩湖地里的树木每年都能产生效益15600多元，六年以后这片湖地将为社会直接创造财富2个亿以上。每一个到过这里的人，面对这样的场景都忍不住地感叹，万里常青公司为林业界创造了一个奇迹！

一、高峰竹柳与木塑聚合材料

目前，万里常青公司正在进行第三代木塑分子聚合材料生产试验，这是一项造福人类社会的最新技术成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等与木粉，经分子层次聚合生成，采用挤出、模压、注射成型等常规塑料加工工艺，生产出各种板材、型材和产品。这种新型板材不吸水、不变型、不褪色、不老化、不腐蚀、不霉烂、不虫蛀，节能环保效果好。

生产木塑分子聚合材料的主要成份是木粉，该木粉则是由“高峰竹柳”造林中幼林抚育大树修剪产生的枝条或竹柳大树成材加工剩余的枝叉加工而成，也可以高密度种植高峰竹柳，以小径材制成所需的木粉材料供聚合之用。为此开辟了一条竹柳木材加工新途径。

和普通木材相比，木塑分子聚合材料还具有以下优点：首先，生产木塑分子聚合材料可以节约资源、保护环境，做到废物利用。因为木塑分子聚合材料全部使用竹柳小径材、树木枝条、加工剩余物、废弃物，节约竹柳成材和优质木材，将竹柳木材的木素、半纤维素、纤维素都聚合进了新材料中。使用和损坏后的木塑聚合材料，可以全部再生利用，是一个全回收、全循环、全利用、全环保的项目。

其次，生产木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高产出、高回报的优势。木塑分子聚合材料用0.6吨竹柳木粉和0.4吨废旧塑料，就可以生产出一吨产品，目前国际市场价格最高达28000元/吨。一个年产10万吨木塑材料的企业，可利用竹柳6万吨，利用废旧塑料4万吨，相当于从垃圾中捡回25万立方米木材、相当于节省水泥、钢材分别为40万吨、替代塑料和铝材分别是8万吨，这是木塑产业发展对循环经济的贡献。

再次，生产木塑分子聚合材料能促进产业结构调整，加快社会经济发展。木塑分子聚合材料改变了商品林的生产方式，由长时间周期性生产向短期林业种植业转变，可实现竹柳当年种植当年受益。有利于调动农民的种植积极性，开展竹柳规模种植。把林业、木材加工业、废旧塑料回收业也聚合到了一起，形成了一个污染治理、环境保护、资源节约的社会系统工程。

最后，木塑分子聚合材料用途广泛，现已被应用于包装运输领域、车辆船舶领域、建筑材料领域、室内装潢领域、军事领域等，它将在众多领域和范围内取代木材、钢材、水泥、塑料等常规材料。

二、高峰竹柳与生物质能源

当前，世界经济的快速发展引发了世界范围内的能源危机，大力发展可再生能源、逐步替代化石能源是克服能源危机的主要出路。据预测，到2020年，在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%，而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。

所谓生物质能源也就是利用生物体，通过光合作用把吸收的太阳能转化为常规燃料能源。有机物中所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。

柳树是林业能源林的主要树种，“高峰竹柳”则是多基因组合杂交的柳树新品种，具有速生、高产、抗逆等优点。作为能源树种每亩可密植1万株，每亩每年生物产量鲜重可达8至10吨，是普通柳树的十倍。在国外，柳树生物质转化为能源的主要途径是发电，柳树生物质具有较高的燃烧值，发达国家用柳树生物质发电已经有20年以上的历史。将柳树粉碎后制作成生物质能源颗粒和煤炭混合发电，可以大大提高热效率，降低污染50%以上。

生物质颗粒燃料是最具大规模产业化开发前景的新型生物质能源，用途主要包括三个方面：一是取暖和生活用能，生物质燃料利用率高，便于贮存，无污染。二是生物质工业锅炉，用生物质能替代燃煤，解决环境污染。三是发电，可作为火力发电的燃料。据统计，2008年全球生物质颗粒燃料销售量达1.8亿吨，市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下，生物质颗粒燃料产业以年均18%的速度高速成长，已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。

竹柳是生产生物质颗粒燃料最好的原料。生物质颗粒需求之大，竹柳作为原料种植前景更为广阔。

生物质颗粒燃料发展在我国处于起步阶段，但透过国外的发展我们可以看到，“高峰竹柳”将在生物质能源中发挥重要作用。高峰老人发起的1000万亩竹柳大造林，将可每年产生物质颗粒3.25亿吨，相当于年发电量9000亿KWH以上。

三、高峰竹柳是最好的纸浆来源

随着现代经济的快速发展，我国已成为世界上仅次于美国的第二大纸品消费国，各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14%；同时我国又是森林资源匮乏的国家。在各大纸浆生产国中，中国的净进口量最大，但仍有很大的市场缺口，大量造纸原料斋要进口。

要解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾，缓解周际进口纸浆价格暴涨的压力。建立纸浆原料林基地，逐步减少对国外进口资源的依赖，就显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“高峰竹柳”则是最好的选择之一。

中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”，检测分析结果表明：高峰竹柳材质色浅且密度适中，木粉自然白度比杨树高，竹柳木材的纤维质量较好，纤维长宽适中且柔软，符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析，该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。

中国作为发展中国家，对纸张、架材、板材等木材的需求与日俱增，特别是当前很多工业企业都呈现出掠夺式的发展，因此大力开展高峰竹柳造林是对我国的能源资源的有效补充和储备，是改善生态缓解能源紧张的务实之举！

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事实上，多年来，生物燃料作为一种新型能源一直被多国广为探索。不久前，中国商用飞机有限责任公司也携手波音公司进军航空生物燃料研发高地，双方成立节能减排技术中心，寻求提炼航空燃料的妙方。

而在这方面，英国算得上是佼佼者之一。早在2008年，英国的维珍大西洋航空公司就进行了首次使用生物燃料的航空飞行。这次飞行的机型是波音747，航程从伦敦到阿姆斯特丹，在一个飞机引擎中添加了20%的生物燃料，其原作物是椰子和巴西棕榈树。

生物燃料是当前全球应对气候变化讨论中的一个热点话题。如今，英国作为积极应对气候变化的国家，非常重视推动生物燃料的发展，在政策、商业、科研等方面都做了大量工作。虽然全球整个生物燃料市场的前景还面临一些争论，但英国的生物燃料产业仍在稳步发展。

1、用废弃食用油换乘车打折卡

据统计，在2009/2010财年英国车辆所使用的生物燃料中，约71%是生物柴油，约29%是生物乙醇，还有很小一部分的生物甲烷。

目前，一些英国公司正在通过国际合作发展生物燃料。例如英国石油公司与美国Martek生物科学公司签署了合作协议，共同开发把糖分转变为生物柴油的技术。英国“太阳生物燃料”公司前几年曾在非洲大量投资，购买土地种植麻风树，以便从麻风树果实中提炼生物燃料。

在英国国内，一些公司通过回收废弃食用油来生产生物燃料。例如英国最大的公交和长途公共汽车运营商STAGECOACH就有这样一个项目，该公司向居民发放免费容器盛装废弃食用油，居民以此换取乘车打折卡，所收集的废油被送到一家能源公司制成生物柴油，供STAGECOACH公司的部分车辆作为燃料使用。

虽然生物燃料现在还主要应用于车辆，但英国一些航空公司已率先进行了航空业使用生物燃料的探索。例如“维珍大西洋”公司在2008年进行了全球首次使用生物燃料的试飞，在一架波音747客机的一个引擎中加入了20%的生物燃料，从伦敦飞到了阿姆斯特丹。

2、科学界热衷生物燃料

据介绍，英国科学界非常热衷于研究生物燃料，相关研究走在世界前列。有些研究关注如何降低生物燃料的成本，如帝国理工学院等机构研究人员在《绿色化学》上报告说，用木材制造生物燃料时常需要将木材粉碎成很小的颗粒，这个过程需要消耗不少传统能源，估计每粉碎一吨木材需消耗约8英镑的能源。但如果在粉碎过程中加入某种离子液体作为剂，可以把这个环节所消耗的能源量降低80%，把粉碎每吨木材消耗的能源成本降低到约1，6英镑。据估算，最后得到的生物乙醇的价格有望因此降低1 O%。

除成本研究外，还有些研究在探索使用不同的原材料来生产生物燃料。使用甘蔗、玉米等农作物来制造生物燃料常被指责与民争粮、与粮争地，但如果使用通常废弃的秸秆等部位来制造生物燃料就可以避免这个问题。秸秆的主要成分是纤维素，如何分解纤维素一直是个难题。

英国约克大学等机构的研究人员在美国《国家科学院学报》杂志上说，他们从真菌中发现了一种名为G H61的酶，它能够在铜元素的帮助下以较高的效率分解纤维素，使其降解为乙醇，然后用以制造生物燃料。

此外，树木枝干和许多植物的茎秆中还含有许多通常难以分解的木质素，英国沃里克大学等机构研究人员在《生物化学》杂志上说，一种红球菌能分泌一种具有分解木质素能力的酶。这种红球菌可以大量培养，因此也可以用于分解植物茎秆制造生物燃料。

3、民众自制生物燃料

尽管生物燃料在英国获得商界及科学界人士的“全方位”支持，但对于大部分英国民众来说，是否在开车时使用生物燃料仍取决于它的价格，单纯出于环保目的而使用生物燃料的人群毕竟还是少数。

对于使用柴油发动机的汽车来说，许多车辆不需要改装就可以烧生物柴油，而现在英国一些加油站出售的柴油价格在每升1.4英镑左右，有公司出售的生物柴油售价在1.25英镑左右，但每升生物柴油能驱动车辆行驶的距离通常低于传统柴油，因此消费者往往会随着油价的波动和性价比的变化，选择是否使用生物燃料。

有意思的是，有些具备相应知识的英国民众还自制生物燃料，这样会比买油便宜得多。

根据英国《每日电讯报》报道，萨默赛特郡的詹姆斯。莫菲就是这样一个例子。他从两家餐厅购入废弃食用油，每升只需1 O便士；在筛去渣滓后，向其中加入甲醇和氢氧化钠等化学物质，经过加热和沉淀等过程，就能得到自制的生物柴油。

他说，自己开车每月消耗150升生物柴油，制造这些生物柴油的成本是每升约18便士，这比市场价格要便宜得多。根据英国税务海关总署的规定，民众每年自制生物柴油2500升以下无需交纳任何费用。因此，像莫菲这样自制生物柴油的民众可以给自己省下一大笔钱。

4、政府稳步推进

在英国能源与气候变化部201 1年的《英国可再生能源路线图》中，有关机构专门列出了有关生物燃料的目标。其中提到，在2009/201 0财政年度，英国道路上行驶的车辆使用生物燃料的比例占道路交通所用总燃料的3，33%，这个比例在近几年一直处于增长之中，英国计划到2014年将其提高到5%。

由于生物燃料主要用于供给车辆，英国交通部也参与了相关管理工作，负责《可再生交通燃料规范》的实施。根据这项法规，英国每年销售量在45万升以上的燃料供应商必须使生物燃料等可再生能源在其销售量中达到一定比例，如果自身销售的生物燃料达不到相应比例，则需要花钱从其他超额完成任务的燃料供应商那里购买相应份额。

这个比例是逐年上升变化的，目前的指向是前面提到的在2014年5%的目标。客观地说，这是一个稳健的目标，每年的上升幅度不大，显示出英国政府稳步推进生物燃料发展的态度。

此外，英国政府还对生物燃料的标准进行了规定，即与传统化石燃料相比至少能减排温室气体35%以上，并且原料产地的生物多样性不能因为生产生物燃料而受到影响。这是为了让生物燃料能够切实起到保护环境的效果。

5、前景还不明朗

需要说明的是，英国的生物燃料虽稳步发展，但仍称不上达到“快跑”的程度。

一方面，英国商界虽然在发展生物燃料方面做出了诸多探索，但并没有出现特别明显的增长，一些项目还遇到了问题。比如有报道称太阳生物燃料公司在非洲某些国家的项目已经终止，维珍大西洋公司虽然率先探索在飞机上应用生物燃料，但现在全球已有多家航空公司实现了使用生物燃料的商业化飞行，而维珍大西洋公司却没有太多进一步的消息。这可能与联合国气候变化谈判结果波动和全球生物燃料市场本身的前景也还面临一些争论有关。

篇8

这次会议的主要目的是贯彻《可再生能源法》，落实“十一五”规划纲要，统一思想，提高认识，明确任务，部署工作，动员各方面的力量，加快生物质能开发利用的步伐。会议介绍了生物质能开发利用技术及前景，讨论了促进生物质能开发利用的政策和措施，对生物质能资源评价、开发规划和示范项目建设等工作提出了要求。

陈德铭同志指出，开发利用生物质能是调整能源结构、保障能源安全的重要措施；是保护环境、实现可持续发展的重要途径；是促进农村经济发展、建设社会主义新农村的重要举措。各有关部门和地方各级政府都要从国家长远发展的高度出发，提高对生物质能开发利用重要性的认识，完善政策，采取措施，把开发利用生物质能作为解决能源和环境问题、实现可持续发展的重大战略举措，大力推进生物质能的开发利用工作，使我国生物质能有一个较快的发展。

陈德铭同志强调，在生物质能源开发利用中，必须坚持以科学发展观为指导，以建设资源节约型、环境友好型社会为目标，以增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护生态环境为重点，紧密结合社会主义新农村建设，因地制宜，统筹兼顾，突出重点，加快发展。要通过大规模开发生物质能资源，实现生物质能技术的产业化发展，有效增加能源供应，促进能源可持续发展。

陈德铭同志要求，生物质能开发利用要处理好资源开发与环境保护的关系，处理好生物质能利用与生物质其它用途的关系，因地制宜，做到不破坏森林、不破坏湿地、不破坏生态环境、不与农争地、不与民争粮，做到合理利用，有序发展。

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关键词：能源结构；可再生能源；开发途径；利用前景

中图分类号： P754.1 文献标识码： A 文章编号：

能源问题在国民经济中占主导地位，在经济高度发达的社会中能源问题又十分的复杂和敏感。20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。

一、我国能源结构的特点

我国所探明的一次能源中煤炭占93.44%，石油占3.65%，天然气占2.91%，由此可见，我国一次能源的结构特点是“富煤、贫油、少气”，我国的能源结构具有以煤为主的显著特点。我国的煤炭产量从1895年的7.67亿吨增加到2009年的30亿吨，煤炭消费占一次能源的70%，远高于全球平均水平的30%，电煤消耗占煤炭产量的50%以上。预计到2010年底，全国发电装机容量将达到9.3亿千瓦，其中火电占73.7%,水电占22.5%，核电、风电等新能源占3.8%。

到2020年底，全国发电装机规划容量为15亿千瓦，其中火电约占66%,水电占22.7%，核电、风电等新能源约占11.3%,火电比重随着核电、可再生能源的比重增加而减少。到2020年前，我国以火电为主的电源结构不会发生根本改变，火电将在相当长的时期内占主导地位。我国火电发展存在着电源结构不合理，能耗水平高，环境污染物排放大的突出矛盾。火力发电厂二氧化硫的排放量达到1200万吨，占全国二氧化硫排放总量近一半，二氧化碳排放约30亿吨，占全社会总排放量的一半，占世界排放总量的十分之一以上。

火力发电的当务之急就是积极调整优化电源结构，关停高能耗小火电、推广各项节能技术、洁净煤燃烧技术和热电联产、推进煤电基地的建设、提高机组参数由亚临界参数向超临界和超超临界参数转变。

无论怎样提高燃煤机组的各种效率，但是仍然消耗的是不可再生能源，顶多在有限的时空内，缓解一下资源、环境和温室气体排放的巨大压力，从长远计，必须寻求更好的可持续发展的能源发展之路。

二、开发可再生能源的重大意义

能源危机是当今世界面临的巨大挑战。根据国际能源机构的统计，若按目前的水平开采世界已探明的能源，人类使用的主要能源—石油、天然气和煤炭供人类开采的年限分别只有40年、50年和240年[1]。

鉴于化石能源逐步开始耗竭，大量使用化石能源引起的环境污染和气候变化问题日趋严重，自21世纪开始，全世界向可持续能源系统过渡的进程已经起步。21世纪上半叶，我国能源战略必须走减小化石能源用量、增大核能与可再生能源份额的发展路径，积极构建能源可持续发展体系。而以太阳能、生物质能、风能为代表的可再生能源基础科学问题的研究，以及相应的技术问题探讨，使得这些可再生能源逐渐走向市场，正向人们展示美好的能源永续利用和可持续发展前景。

三、可再生能源的开发途径

目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。美国2000年通过了《生物质研发法案》，2002年制订了《生物质技术路线图》，计划2020年使生物质能源和生物质基产品较2000年增加10倍，达到全国能源总消费量的25%（2050年达到50%），每年减少碳排放量1亿吨。欧盟提出，到2020年，运输燃料的20%将用燃料乙醇等生物燃料替代[2]。世界经合组织（OCED）在2004年9月的研究报告中指出：“各国政府应大力支持和鼓励生物质能源领域的技术创新，减小它与传统原油及天然气产品的价格差距，以最终达到替代的结果。

根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年，可再生能源的战略地位将日益突出，届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此，中国发展可再生能源的战略目的将是：最大限度地提高能源供给能力，改善能源结构，实现能源多样化，切实保障能源供应的安全。

四、可再生能源的发展状况

在目前的能源消耗中，生物质能耗占世界总能耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第4位。而在发展中国家，生物质能耗占有较大比重达到50%以上[3]。

可再生能源目前在我国取得突破性进展的是风力发电。我国的风力资源主要集中在内蒙、新疆以及山东沿海，近两年投运的的风电机组存在着诸多的问题，首先是分布在内蒙、新疆风场中的机组，由于风沙大，气候条件恶劣，经常造成机组的故障，检修维护困难，位于沿海附近的风电机组由于空气中盐雾的腐蚀，也会经常处于不正常状态。风电机组最大的问题是对电网的冲击。

太阳能发电，在我国近年也有较快的发展，单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内，把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说，尽管太阳能电池板价格下降得比较快，它发电的成本竟然是火电的五倍多，投入商业运营还有漫长的路要走。

另外是沼气发电，这方面的技术研发在我国早已起步。利用细菌发酵产生沼气，燃烧后推动燃气轮机，发电效率较高。但是造价不菲，光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了，最好用半发酵的原料，比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂，但是技术也主要是引进的，光菌种的使用专利，就是不小的费用。沼气发电最大的问题就是沼气转化效率十分低下，成本高昂。

生物质直燃发电方兴未艾，主要是直接燃烧生物质，例如秸秆发电，目前我国有很多小热电机组投产，效益不错。它的发电方式和常规火电差不多，使用的是链条炉排和振动炉排，燃烧技术日渐成熟。

五、生物质能源的利用前景

5.1 生物质资源丰富

中国生物质资源开发利用潜力大，现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上年产生物质资源可达650亿吨以上（在每平方公里土地上，植物经过光合作用而产生的有机碳量，每年约为158吨）。以平均热值为15000kJ/kg计算，折合理论资源量为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查，目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨，折合约3.6亿吨标准煤，除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外，其余6亿吨均可作为能源被利用。薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，一项调查表明：中国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤约0.74亿吨；禽畜粪便资源约折合1.3亿吨标准煤；城市垃圾资源可折合标准煤1.2亿吨左右，并以每年8%～10%的速度增加。这些都是中国发展生物质产业的稳定资源。

5.2 解决“三农”问题的良好途径

“三农”问题是中国经济发展的根本性问题，对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局，全国上下都给予了足够的重视。生物质产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地，生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品，既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题，又能够实现农业和农民增收，是解决“三农”问题的一条有效途径。据推算，只要利用中国50%的低质地，生产能源作物，发展生物质能源，就可以实现年产值约1万亿元，加上秸秆、畜禽粪便等，生物质产业就可以催生1000个生物质能源企业，带动500万农户，促进5000万农业劳动力转移，实现农民增收400亿元[4]。同时，生物质能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料，使4000万农户生活用能效率提高2～3倍。除此之外，发展生物质产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染。

六、结论

综上所述，可再生能源发电的最大缺点是在电力系统中无法做主力机组，不能满足电力的大量使用，并且稳定性差。比如风力发电，尽管我国的风力资源很丰富，但是由于风力发电的不稳定性，它的电量经过潮流计算，大约只能占到总发电量的百分之十，如果机组过多，就会影响整个电网的稳定运行，因为风力是不可控的。太阳能发电和沼气发电成本很高，入不敷出。目前，生物质发电最为成熟可靠，但要因地制宜。

【参考文献】

[1] 王道金，姚建林.安徽应积极发展林木生物质能源产业[J].安徽林业.2006，1.

[2] 吴创之,马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京:化学工业出版社.2003，5.

篇10

生物油制作是通过快速加热的方式下在隔绝氧气的条件之下，使组成生物质的高分子聚合物裂解成低分子的有机物蒸汽，并采用骤冷的方法，将其凝结成液体。

生物油作为燃料可用于窑炉、锅炉等产热设备，将生物油用于柴油机也具有很大应用前景，对减少柴油消耗、缓解高品质燃料油供应紧张有重要意义。生物油取材广泛，如煤、木材、生活垃圾、动植物油脂、生物秸秆等。通过特殊工艺分馏出碳氢类生物油，能够广泛的用于柴油汽油调和。经过多年研发，通过特殊工艺能够将100%生物油代替柴油和汽油，并通过各种车辆实验，性能完全达到国标汽油标准。

（来源：文章屋网 ）