生物质能发展现状范文
时间：2023-12-29 17:44:52
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篇1
关键词：生物质能源；利用现状；技术开发；政策建议
中图分类号：P754.1 文献标识码：A 文章编号：
自20世纪70年代以来，全球气候变暖和日益突出的能源危机为生物质能源发展提供了契机。现代生物质能利用是指借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。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。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。现代生物质能源利用技术的开发对替代或部分替代化石能源、保护生态环境、实现人类社会的可持续发展具有非常重要的现实意义。
一、我国生物质能源开发利用现状
生物质能指秸秆、杂草、林木和动植物体及其排泄物等含有的能量。生物质能的利用有多种方法，如直接燃烧发电、微生物发酵产生沼气、生物发酵制取燃料乙醇，油料作物直接利用和制取生物柴油等。我国有丰富的生物质资源，近两年，生物质能源在我国受到越来越多的关注，生物质能源利用也取得很大成绩，生物质能源利用技术体系和生物质能源产业体系逐步形成。
1.沼气产业初具规模
沼气利用是我国发展历史最长、产业最为成熟的生物质能利用产业。经过多年的研发和推广，户用沼气已形成较完善的产业链，沼气池不仅寿命达到20年，且形成了具有地域特色的沼气综合利用模式.我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，充分实践了“资源—废弃物—再生资源”的循环利用模式，已成为农村经济新的增长点，符合建立资源节约型和环境友好型社会的标准。
2．生物液体燃料已经起步
通过生物质资源生产的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液体燃料的主要品种。1998年以来，以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。由于玉米价格不断攀升以及陈化粮逐步消耗，本着生物质液体燃料的发展需要严格遵循“不与人争粮，不与粮争地”的原则，2007年国家开始禁止发展粮食乙醇项目，将燃料乙醇生产转为以薯类、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技术上，强调以边际性土地生产生物质能源原料，以纤维素为原料的第二代乙醇生物燃料技术，已开始初步商业化。
二、我国生物质能源技术开发的主要进展
1.生物质发电技术
生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体,从战略需求出发,各国都加大投资力度进行开发利用。生物质发电技术主要包括:直接燃烧发电、与煤混燃发电、气化发电以及沼气填埋气发电等。大规模的生物质直燃发电技术效率较高,但要求生物质集中、数量巨大,因此大规模进行收集或运输,电站运行管理成本较高。小规模直燃发电技术则效率较低。直燃发电技术在国外已进入推广应用阶段,大部分用于林业废弃物的处理。生物质直燃发电技术在我国尚未形成系统性研究,许多问题亟待解决,如秸秆中含有较高的氯及钾、钠等成分,其灰熔点较低,容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面,严重影响生物质燃烧锅炉的换热,甚至造成腐蚀。目前国内在建的生物质直燃电厂主要依靠国外引进技术,关键设备基本是直接进口或在国内委托生产,既没有自主知识产权,设备价格也很高,电站建设成本达1.2万元/kW,发电成本太高已成为我国秸秆直燃发电产业化的主要障碍。生物质直燃的另一种方式是生物质和煤混合燃烧发电技术,该技术规模灵活,经济性较好。
2.生物质液体燃料技术
生物质液体燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物质裂解油和生物质合成燃料等。近20年来,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉类原料制取燃料乙醇, 利用动植物油脂制取生物柴油的技术已经逐步实现商业化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液体生物燃料已经逐步应用于国内外工农业生产,成为石油燃料的有力补充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以粮食、油料种子为原料,须占用大量耕地,与国家粮食安全存在矛盾,不可能在我国进行大规模生产,因此,近年来生物质液体燃料的原料开始从粮食作物向非粮作物以及农林废弃物转变。美国和欧洲开始大量投入,开展以纤维素和木质素等为原料生产生物质液体燃料的技术路线和工业实践,预计在6~10年内将有重大突破。从资源可持续供给和取得根本性技术突破的角度看,生物质热解液化、生物质气化合成燃料具有更加宽泛的资源基础和广阔的发展应用前景,与纤维素燃料乙醇一起通称为第二代生物质液体燃料。我国的第二代生物质液体燃料技术尚处于实验研究阶段,加大其研发示范力度,对尽快实现我国中远期规模化替代石油资源具有重要的科学和现实意义。
三、制约我国生物质能源产业发展的主要问题
1.资源“瓶颈”
目前，我国生物质能源产业面临着极大的原料供应问题。如，发酵原料来源单一，限制了沼气工程的规模化；非粮原料无法全年供应，影响了非粮乙醇生产全年均衡生产；而陈化粮等糖类原料产量有限，难以支撑庞大的乙醇燃料工业体系；生物柴油也面临缺乏适宜非粮边际土地及相适应植物新品种，尚无提供大量原料能力的尴尬境地。要根据技术发展分阶段、分等级实现生物质资源的多元化利用，近期以废弃物综合利用为主，中期以废弃物和能源作物为主，远期以能源植物或藻类资源为主，使其开发利用达到最大化。
2.产业模式
一是管理模式存在缺陷，缺乏科学的原料评价体系以及技术规范，生物柴油无法进入运输燃料系统；二是项目模式有待改进，对小型项目配套政策没有跟上，使其操作成本高，立项过程复杂；三是经营模式不够完善，民间资本难以进入，投资风险比较高。
四、推动我国生物质能源产业发展的政策建议
1.将生物质能源置于保障国家能源安全的高度给予支持
生物质对我国能源和资源供应战略安全有着重要意义，应将其放在保障国家安全的战略高度给予支持，并在政策上给予一定的倾斜。此外，建议根据生物质能源产业发展的需要，对相关激励政策进行完善和修改，把与能源生产有关的环境成本和社会成本全部考虑进去，实行全成本定价办法，制定合理的生物质能源产品价格补贴政策、强制性生物质液体燃料收购政策、鼓励生物质液体燃料消费的政策。
2.着力于加强生物质能源科技创新
生物质能是我国未来可持续发展的重要可再生能源之一，产业化过程是长期持久的，因此，拥有相关自主知识产权的核心技术是稳步可持续发展的关键。政府应鼓励国产化技术的推广，对采用国产化技术的单位进行补助，调动其自主技术研发和应用的积极性，建议设立专项资金支持生物质能源的技术创新，从根本上奠定生物质能源大规模替代的基础工作；建立专项资金为中小型生物质能企业提供政策性担保，支持生物质能源的产业化进程，推动分散式生物质能源产业体系的形成。
结束语
我国生物质资源开发以有机废弃物和利用边际性土地种植的能源植物作为主要原料来源, 从长远看, 能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础。生物质能源产业作为一个正在兴起并富有巨大前途的新型产业。发展生物质能源产业有利于破解能源危机，更有利于环境的保护。
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［关键词］生物质能源；秸秆气；沼气池；经济效益
［中图分类号］F323.2 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-6432（2011）28-0155-02
我国正处于工业化和城镇化高速发展时期,能源需求仍处于快速增长阶段。据有关数据显示,2010年我国能源消费结构中,煤炭占到了69.5%,非化石能源仅占7%左右。以煤为主的能源生产和消费结构在低碳时代已越来越显示出其不可持续性,发展低碳、清洁、高效的非化石能源已引起世界各国的广泛关注。
生物质气化技术是一种生物质热解气化技术,是将农作物秸秆作为主要原料,在缺氧状态下使秸秆不充分燃烧,产生大量的氢气、甲烷和一氧化碳等可燃气体,再将燃气进行冷却、除杂、去焦处理,送进储气柜,然后经过管网输给农户。秸秆热值约为15000千焦/千克,相当于民用煤炭的70%,且其平均含硫量只有3.8‰,而煤的平均含硫量约达10‰。
生物质能以其清洁性和可再生性在我国农村得到广泛使用。与使用煤炭相比,按煤炭市场均价500元计算,农村每户使用煤炭一个月的消耗大约是30元,而使用秸秆气,有玉米等原料的家庭不需要花费,没有原料的家庭每月只需交9元的使用费,对老百姓是实实在在的实惠。而生产剩余的木炭市场价格达到1800多元,每年剩余的木炭经过加工对外销售,还可以为民谋得利益。因此无论从经济上还是环境上,秸秆气化工程都是利国利民的工程。
山西阳城县西河乡秸秆气化和沼气池工程通过近几年的建设,取得了明显的效果。为了对这项技术及使用有更全面的了解,课题组于2010年7~8月走访了山西阳城县西河乡,重点对A村的秸秆气化利用情况进行了调研。本论文对山西省农村使用秸秆气和沼气的现状和问题进行分析,并提出我国农村发展生物质能源的措施建议,以期对我国发展生物质能源提供一些参考。
1 山西阳城县西河乡生物质能农村发展现状
西河乡位于山西省阳城县,其秸秆气化工程经过几年的建设,取得了较好效果。西河乡的特点是村落分布不均、人口居住分散,主要形成了人口居住较集中。近年来,A村通过建造秸秆气化站集中供气,取得了良好的经济效益和社会效益。
秸秆气化站的修建成本相对较高。一是秸秆气化站需要一定的装备和设施,二是秸秆气不能以液态形式输送,必须铺设管道。二者费用下来使得秸秆气化站成本大大提高,A村引进了国家先进的秸秆气转化装置,并花费几十万元铺设村里秸秆气输送管道,把秸秆气化站的秸秆气送到家家户户,修建秸秆气化站总投资200多万元。
秸秆气化站的加工主要有两种：一种是把玉米芯等原料通过机器直接进行加工,产出秸秆气；另一种是把农村的树枝木柴收集起来,通过特定的机器设备粉成碎末,再经过定型做成碳棒,在碳棒加工的时候会产生一种废气,剩下的是木炭,木炭是一种吸附材料。最后通过过滤装置将秸秆气过滤,得到纯净的气体,并且储存于相应的设备中。
由于当地的作物是以玉米和高粱为主,所以气化站每年收购农民的玉米残物等作物残料,然后将生产出的秸秆气输送给村民使用。没有作物的村民每天只需缴纳0.3元即可用上秸秆气。这种物质循环利用的模式,使农村的作物残料得到了有效利用,避免了由于焚烧而造成的环境污染。
2 经济效益分析
(1)农民使用秸秆气费用分析。农户炊事如果完全依赖于秸秆气,一天用气约5立方米,燃气价格0.25元/立方米,假设有400户,共计用气2000立方米,则秸秆气化站日产值Q=2000×0.25=500元,农民每日每户花费1.25元,月费用37.5元。与使用煤炭相比,按每户每月用煤0.5吨、煤炭价格500元/吨计算,则每月用煤花费约250元。所以,使用秸秆气每户农民每月可以节省212.5元。
(2)秸秆气化站成本收益分析。成本为：可变成本2574元/月,其中,原料120元/月,电费54元/月,人工1500元/月(3人),日常维护600元/月,日常管理300元/月；固定成本3800元/月(设备48万元,设备折旧年限10年,按财政部规定固定资产净值按固定资产原值的5%确定,平均年限法计算得)。则秸秆气化站每月成本6374元,实际产值15000元/月(如上文所述,秸秆气化站日产值500元),共收益8626元/月。
综上,秸秆气化方案可以使农民每户每月节省212.5元/月•户,而秸秆气化站月赢利近9000元,是一个利国利民的工程。
3 生物质能利用中存在的主要问题
我国作为一个农业大国,每年的粮食产量呈递增速度增长,所以生物质能对于解决农作物残料和环境污染问题具有重要意义,但是这项技术在未来的推广使用仍然存在不少问题。
(1)规模生产易造成原料短缺。秸秆气规模生产的副产品对秸秆气化站而言经济利益十分可观,因此一旦将此项目商业化,容易造成原料木柴的短缺,继而给农村的绿化带来威胁,从而使节能工程变成耗材工程。
(2)持续性评价。生物质能秸秆气的使用不当会产生环境和社会问题。如秸秆气原料的利用可能会造成土壤肥力逐渐降低、土壤质量不断退化,从而对农田产生不利影响。而对于社会问题,则需要在开发的同时及时发现和解决。
(3)开发力度。我国在生物质能技术开发方面已经取得一系列成果,但将其市场化还需要加大研究力度。同时我国地区性差异也要求对不同地区采取不同的生物质能开发策略。
(4)修建秸秆气化站的成本较高。修建一个秸秆气化站需要200多万,如果村落不集中,管道铺设费用还会增加,目前秸秆气化较适合于经济能力强的村。进一步降低秸秆气的利用成本是此项技术推广的关键。
(5)部分农民难以改变传统的生活习惯。农民习惯了以煤炭为燃料的生活方式,由于不理解生物质能源的生态效益和经济效益,部分农民无法接受这一改变,仍需要加大生物质能源的宣传力度。
4 对策建议
(1)将生物质能源的生产与种植业、养殖业、工业相结合。目前农村秸秆气生产是以农作物作为主要原料,建议将秸秆气化站与种植业、养殖业、工业废水、垃圾的处理相结合,以解决原料短缺的问题。一是种植业和养殖业中包含了大量的秸秆气生产原料,与秸秆气化站相结合,将会部分解决原料供应不足的问题。二是由于工业废水、生活用垃圾都是富含碳的有机物,可以模仿沼气的生产,将工业能源二次利用,政府可将其制度化,从而使环境和企业达到双赢。
(2)因地制宜,多策出击。结合不同地域优势给予一定的政策和资金支持。秸秆气化站在农村的利用处于博弈的状态。农村非常适合发展秸秆气和沼气池,但又面临着修建秸秆气站和沼气池的大量的资金需求。决策时就需要充分考虑成本和效益间的关系。除考虑地理人口上的分布特点,更需要将整体进行划分,跨越村落之别,因地制宜地发展秸秆气和沼气。
(3)加大政策扶植力度。使用秸秆气和沼气能够给农民带来真正的实惠,但有些农户因为不愿意出钱购买秸秆气气表和沼气炉,所以并非所有居民都用上了沼气灶,造成了秸秆气的浪费。因此建议政府给予一定的财政扶植,如对困难家庭进行生活补助,免收其原料费等。
(4)形成可持续的经济发展模式。为避免农村因推广和发展生物质能源而造成的生态破坏和环境污染,建议政府统筹考虑全面规划,形成循环经济的发展模式,使农村、农民和企业三者的利益都得到有效保障。
5 结 论
生物质能具有清洁、安全、可持续等特点,开发和利用生物质能,符合可持续的科学发展观和循环经济理念。针对低碳和减排的双重约束,生物质能源的开发和利用,虽然会遇到一些困难,但利大于弊。发展生物质能源,既是实行能源战略多元化、解决我国能源问题的有效途径,也是解决农村劳动力就业、促进农民增收的重要渠道。
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[关键词]生物质能；产业化发展；可再生
[DOI]1013939/jcnkizgsc201716074
1前言
以化石燃料为主的能源结构不仅具有不可持续性，且对生态环境造成极大的压力，因此寻求能源多元化和发展可再生清洁能源已成为大势所趋。20世纪末以来，欧美等国纷纷采取财政补贴、税收优惠、农户补助等激励政策，引导生物质能产业化发展。已取得了一定的成效。（车长波、袁际华，2011）2000―2005年全球生物乙醇产量翻了一倍多，生物柴油翻了几乎两番，而同期全球石油生产只增加了7%。（Worldwatch Institute，2006）。经济合作与发展组织和联合国粮食与农业组织共同的《2013―2022年农业展望》曾预测：到2022年生物柴油的比例将占欧盟能源的45%，而燃料乙醇的比例也将占据美国能源的48%。
囿于技术等各方面的原因，中国生物质产业发展相对滞后。在第一代生物质能生产中，国际上成功案例主要以玉米、小麦、糖料和各种油籽等能源作物的规模种植作为生物质能产业化的基础，此种模式与中国“人多地少”的现状形成冲突，较难在中国复制。第二代生物质能技术，利用木质废料、作物秸秆及农产品废弃物等纤维素为原料生产乙醇，弱化了食品和燃料之间的竞争。这使中国在生物质能产业化进程中不再望“原料”兴叹，而是获得了变废为宝的机会。中国在“十二五”规划中都将生物质能产业作为战略新兴产业来培育和发展。生物质能产业化发展需要将国外的成功经验与中国的国情相结合，走一条因地制宜的新路。本文试图对生物质能产业发展的社会经济影响，制约生物质能产业发展的影响因素以及政策规制等方面进行综述。
2国外相关研究现状
21关于生物质能产业的利弊
Von Braun（2006）认为生物质能产业可能带来四个方面的影响：一是环境效应，比如二氧化碳排放量减少，防止破坏生物多样性、减少因化肥与农药的过度使用造成的土壤退化、减少大气污染等；二是生物质能产品逆向传导生物质原材料的供求，而对食品、饲料供求和粮食安全造成影响；三是生物质能作为传统能源的替代，δ茉词谐〉挠跋欤凰氖巧物质能产业化发展对不同区域及不同收入人群将造成直接或间接的影响。总之生物质能的发展有利有弊。
Danniel GDe La Torre Ugart、Burton English等（2006）认为生物能源可起到缓解能源压力和减少贫困人口，促进经济发展等作用。在发展中国家，农业多为劳动密集性产业，生物能源的发展将促进农产品供需，推动农村人口就业，增加收入。Danniel通过实证分析，当生物质能产业化发展，生物乙醇产量达到60亿加仑/年和生物柴油16亿加仑/年时，可以不用休耕地。预测2007―2030年生物能源产业化生产将累积创造收入210亿美元，创造240万个工作岗位。
另一些学者则认为生物质能的发展将对发展中国家的食物安全造成极大威胁。生物质能的发展使大量的粮食转化为燃料、将生产粮食的农地用于能源作物的生产，将大量减少粮食供给，从而推动粮食及饲料的价格上涨（Brown 1980）。能源与农业间的关系随着生物燃料发展而变得更为紧密（von braun 2008）。
De La Torre Ugarte利用POLYSYS系统，研究了在两种假设的价格方案下能源作物的生产对美国农业部门（包括农地的利用、传统作物的价格及农场主的收入）的影响。Babcock（2007）认为发展生物燃油，必须先考虑其对环境以及农业的影响，特别是对于农作物和畜产品的影响。
以上结论表明，发展生物质能产业须进行模式选择，充分考虑新兴产业发展对各方面的影响，包括环境、农业及农民收入、粮食价格等。
22生物质能产业发展影响因素研究
RJHooper和JLiEGKoukios（2003）站在投资者立场进行分析，认为决定生物质能产业投资的主要因素来自于市场和政策。生物质能的价格、技术是否能与现存能源供给结构相兼容是企业首先要考虑的。制约生物质能产业发展的因素包括：生产成本高但售价低、生物质能产品市场风险难以测算、企业应对市场风险及政策风险的能力不足、生物质能对环境的影响不确定。
Tomas Kaberger和Kes McCormick（2007）对欧盟的相关能源政策进行对比分析，肯定了政策是促进生物质能产业发展的关键因素。
Hillring（2002）提出对生物质能产业发展方向的调控，应从新能源产品提供、能源消费结构调整及相关产业配套等方面着手。其总结瑞典生物质能利用经验并提出：小生态公司将具有发展优势，公司实现一体化经营。
23生物质能产业政策研究
政策在生物质能产业发展中占据重要位置，国外学者多用模型模拟政策冲击，分析不同的生物质能激励政策对相关产业、产品以及对环境或社会福利的影响。
Kanes等（2007）利用CGE模型评价了波兰不同生物质能激励政策的成效：相较于直接对生物能源补贴，提高化石能源税显得更有效率；生物质能部门受益更多的是间接税的减免。
Ray（2000）通过运用POLYSYS模型模拟了相关农业政策对生物质能产业发展的可能影响。该模型测度了潜在的生物质能源和生物柴油供给量，并指出要充分将农业部门与环境、区域经济和相关产业联系起来，以促进生物质能产业的发展。
Johansson（2007）的研究表明，没有政策限制，农民将优先使用农用地种植能源作物，这样会进一步加剧粮食作物与能源作物在土地利用上的竞争。其运用LUCEA模型模拟了严格的二氧化碳减排政策对粮食、土地价格和温室气体减排的影响。结果表明：随着碳税提高，生物能源的供给量将会随之提高，且生物质能原料主要来源于林木剩余物，粮食价格比基准价格上涨两倍，二氧化碳排放量至2100年接近零。
Ignaciuk等（2006）在模型中选择六部门进行局部均衡分析：其中包括粮食作物马铃薯、谷物；能源作物大麻、柳树；传统电力部门及生物电力部门。探讨不同的能源税收和补贴政策对碳排放、相关农产品产量和价格、生物能源产量及价格的影响。结果表明：对传统电力征收10%的税，对生物电力实行25%的补贴，将使生物电力的份额增加到75%，生物质和农产品产量增加。增收的碳税补偿环境，此外碳税还将导致农产品产量降低1%～4%。
Gohin利用开放的CGE模型评估欧洲生物能源政策对农业部门影响。结果表明：在欧盟的能源政策下，可通过进口满足生物柴油的需求，在巨额的进口关税下，生物乙醇产量大增，能满足国内需求。同时生物能源的大规模生产将导致国内畜禽类产品价格下降，产量增加。政府需补贴105亿欧元，其中国外生产者获益48亿欧元，国内食品工业获益25亿欧元，农民收入增加32亿欧元，并可提供四万个农业就业机会。
3国内相关研究
31中国生物质能产业发展的制约因素
石元春（2011）提出降低生产成本是我国发展生物质能最需要解决的问题，其次是技术标准问题，对于生物质成型燃料，需要有相应的技术标准和规范，使之发展成为一种通用燃料。
王应宽（2007）分析了产业化发展空间，并总结了中国生物质能的产业化途径。从生物质资源潜力、产品成本、环保效应等方面分析了我国生物质能产业的发展前景。其认为生物质能产业化开发的核心动力还是技术创新。生物质能产业化发展需要克服生物质原料极其分散，运输成本、生产成本、采集成本高等制约因素。
通过研究生物质能商业化途径，提出了生物质能产业的四大支撑体系，即政策扶持体系、资金投入体系、市场保障支撑、技术支撑保障体系，对生物质能源产业的发展提出了相应的对策措施（王雅鹏等，2007）。
吴创之等（2007）提出生物质能循环系统研究平台的建设是生物质能产业发展的必要条件。
孙振钧（2004）综述了国内外生物质能产业发展的4个取向：生物质发电、生物质液体燃料、生物质有机高分子材料和能源农林业。认为生物质能产业发展方向应该与振兴农村经济和改善农民生活相结合，向小型、分散、统分结合的模式发展。能源农业应该与新兴能源工业有机结合，使之形成生物质能产业链。
赵振宇等（2012）提出生物质发电行业的主要威胁在于上下游相关配套产业不协调、缺乏配额制、发展风险难评估等因素。
32生物质能产业政策影响及规制
刘飞翔（2011）在其博士论文中构建了四个层次的生物质能源政策永续发展评价指标体系。包括1个一级指标（生物质能源政策永m性发展）、4个二级指标（生物质能决策系统科学性、生物质能供给系统稳定性、生物质能消费系统持续性、生物质能科技研发与教育）、8个三级指标、22个四级指标构成的评价体系。通过专家问卷法确定各指标权重值，选用综合评分法评价生物质能产业发展中政府规制与激励价福建生物质能政策整体绩效。此外从市场机制中生物质产业组织方式、市场准入制度、价格激励性管制、社会性管制四个领域展开政府规制与激励的主要工具选择研究，提出生物质产业激励的方向、手段和领域。
胡应得等（2011）利用CGE模型模拟征收能源税对生物质能产业及宏观经济的影响。结果表明，对能源产品征收150元/吨标煤的能源税，从量税转换为从价税后，煤炭、石油、天然气的税率分别为25%、85%和9%，生物质能占比上升了0082%，而GDP、投资和出口等指标都有不同幅度的下降。
吴永民通过构建CGE模型分析了财政政策对于燃料乙醇产业发展的影响。结果表明：在非粮种植业阶段和生产阶段给予财政补贴都会促进燃料乙醇产量和乙醇汽油产量增长，在生产阶段进行补贴会引起农村和城镇居民收入的小幅减少，而非粮种植业阶段的补贴能够提高农民的收入。
综上所述，生物质能产业作为新兴产业，政府的扶持和引导意义重大。但政策选择需依托于国情，完全照搬国外条条框框很可能出现“水土不服”。建立中国特色生物质能产业良性发展的政策激励和规制才是长久之策。
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关键词：千年桐; 生物质能; 培育; 现状
Abstract: the year one thousand at for deciduous trees, it is technology woody oil tree species, the cultivation objective is to take one of seed extract the oil, which can develop for a living material energy forests; From biomass growth is concerned, it has good quality of fast-growing cold resistance, as a good timber tree development potential and, because it plant easy, and update the better species of ecological public welfare forest. This paper, from the cultivation technology and development prospects in one thousand Outlines current research status of the jingtong.
Keywords: at one thousand; Biomass; Foster; status
中图分类号： S792.37 文献标识码：A文章编号：
千年桐（V. montana Lour.）是世界著名、我国特有的工业油料树种，由于果皮皱纹，经济寿命长，故得名千年桐或皱桐，又名金臣树、木千年桐、广东千年桐，它属大戟科（Euphorbiaceae），千年桐属（Vernicia Lour.）植物，千年桐是典型的南亚热带树种，在我国北纬22°015′～34°30′，东经99°40′～122°07′均有栽培分布。主要栽培区为福建、广东、广西、江西、湖南等省。国外种植千年桐的只有阿根廷、巴拉圭和巴西。在节能、低碳、绿色环保、可持续性等观念渐渐渗入生活的今天，寻找能够维持人类生活运转的绿色能源，已成为了各国争相研究开发的热点。在国内，被视为最理想的生物替代柴油原料之一的千年桐，近年里成为了各媒介热推的焦点，出现在了大众的视野内。千年桐为落叶乔木，是工艺木本油料树种，千年桐干种仁含油率60％～70％，栽培目的之一在于取种子榨油，从而可发展为生物质能源林；从生物量生长而言，它又具有良好的速生抗寒品质，作为用材树种有良好的开发潜力，特别是极端低温危害的区域，它具有区别于桉树的良好表现。由于该树种是落叶，在散生栽植时，还可进行林农混种，做到充分利用林地，实现主体生态栽植；另外，由于它栽植容易，又是生态公益林更新的优良树种。
1 千年桐研究现状
1.1千年桐扦插技术
千年桐多为雌雄异株，且一半为雄株，不结实，广西壮族林科所汪本里、李政用吲哚丁乙酸（IBA）、萘乙酸（NAA）采用空中压条方法，进行实验初步获得成功，且生根率很高，压条菌移栽后也已成活并独立生长。广西壮族林科所农韧钢于1984至1985年，用IBA、NAA和蔗糖处理千年桐枝条，认为较理想的处理方法是在11月至12月用浓度300PPM的IBA浸泡插条12小时，插条的生根率达46.7%。
1.2稀土对千年桐种苗生长影响的研究
稀土元素是一类具有生理生化活性的金属激活剂，具有调节植物生理活动的功能，科学合理地施用稀土，能促进植物生根、发芽，促进酶的活性，加速植物的营养生长，提高产量、品质等，华南农林大学林学院韦如萍等，用稀土对千年桐的种子及其幼苗进行处理，认为清水浸种7d，300mg/l混合硝酸稀土溶液浸种1d后，用50—60mg/l混合硝酸稀土溶液喷施叶片是促进千年桐幼苗生长的最佳选择。
1.3千年桐高产优良无性系的选育研究
千年桐生长旺盛，单株产量高，结果寿命长，不害枯萎病。其缺点是直播造林通常有一半以上植株为不结果的雄树(我们调查为52.48 土2 .83%)，而在结果雌株中，也良莠不一，产量悬味，从而使单位面积的桐籽产量很低，一般仅三十斤上下，高的亦不过七十来斤，加之其油质亦较三年桐稍逊，故过去一直为入们所忽视。广西林业科学研究所、广西崇左县千年桐试验站于1965年至1975年，通过十年的时间培育出的皱—27号”、皱—2号”、“桂皱—1号”、“桂皱—6号”等四个千年桐高产优良无性系，确实具有速生、早实、高产、优质等优点，不但解决了千年桐栽培中长期存在的雌雄异株问题，而且使单位面积产量成倍到十几倍地增加，四个无性系年平均桐籽产量最少为180斤，多的达288斤，平均为206斤。王劲风等于1980-1987 年，在浙江南部地区，在优树选择的基础上，有系统地开展了千年桐无性系选育研究。入选高产无性系表现出早实丰产性。4一7年生，13个参试无性系连年累计平均产量比桂皱一27号高产无性系略高，增产幅度6.25%。说明品种有严格的地区性，各地应选育适合本地条件的无性系，不可盲目利用外地选育的良种。我们选出的浙皱一7号等3个高产优良无性系比对照增产66.2800;最佳无性系浙皱一7号比对照增产85.52。浙皱一7号等3个高产优良无性系的4年累计平均亩产鲜果552.02kg，折油30.36kg;六年生最高亩产鲜果775.94kg，折油41.69kg;其中浙皱一7号无性系亩产鲜果962.97kg，折油52.96kg，超过同龄桂皱一27号在广西的最高产量，达到了千年桐早实丰产的国内最高产量水平。王平生等于1978年至1986年也选出了3株较优的树种。
2 发展前景
2.1发展前景
发展生物质产业是我国未来新能源开发和利用的新亮点，国家林业局已将发展林木生物质能源列入“十一五”林业发展规划。同时，随着人们对人工合成油漆带来的环境污染的日益关注，桐油越来越受到人们的重视。由于千年桐种子含油量高，产量高，易储藏，易加工，适生范围广，病虫少，用途广泛，已被列为开发利用的木本燃料油能源树种之一。因此，千年桐生产的桐油不仅可作为环保型高级油漆、油墨原料来生产，更要把桐油作为重要的生物质能源来生产，发挥其在生物质能源发展战略上的重要作用。
2.2千年桐生物质能源树种良种选育
1）利用种子培育实生苗，并探讨不同处理对种子的发芽、幼苗生长的影响；施肥对千年桐苗木生长、生物量及营养的变化；苗木等级的确定和培育优化千年桐苗木栽培措施。
2）千年桐生物质能源树种单株选育。通过不同单株的得油率测定，确定千年桐生物质能源树种优良单株。
3）千年桐生物质能源树种扦插繁殖。在现有的研发基础上，对已选出的千年桐生物质能源树种优良单株，分别不同部位、不同年龄采集穗条，配制不同配方的生根粉进行扦插繁殖试验，确定最佳采穗部位与最佳采集时间及生根粉最佳浓度的综合方案，供推广应用。
4）千年桐生物质能源树种组培快速繁殖。在现有的研发基础上，对已选出的千年桐生物质能源树种优良单株的繁育材料进行快繁试验。首先在实验室进一步改良培养基配方，解决愈伤扦插生根难、继代培养解决难等问题；初试成功后，进行中试检验，中试成功后，即刻在生产实践中推广应用。
参考文献
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[关键词] 生态农业 绿色能源 沼气 生物质能 高新技术
[中图分类号] S18 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)04-0066-01
一、生态农业的概况
生态农业是我县农业持续发展的主要生产模式。发展新型生态农业，进一步促进农村农业逐步发展，是我县现代化农业发展的必经之路。近年来，我县对农业和农村经济结构作了整体调整，确定农业的发展战略目标，实现我县在经济效益、人文（社会）效益、生态效益都得到了举足轻重的进步，建设了一个全面、协调、可持续发展的生态农业。
结合我县实际，综合分析农业发展现状，我县目前农业发展存在规模小、低投入、低产出、科技含量低等问题，导致在农产品结构优化、产业联结机制创新和新技术应用能力等方面滞后。在市场竞争中处于劣势，所受的发展压力越来越大。如今由传统农业向现代农业转变，选择生态农业和新能源开发为突破口，顺应新农村建设思路，大力推进我县生态农业发展。
二、生物质能的概况
生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、有机废弃物和固体有机垃圾等。近年来，我县在生物质能利用领域取得了重大进展，特别是沼气技术，每年所生产能源己达450吨油当量。不仅为农民减少了经济上的开支，减少山林伐木现象，充分利用生活上“剩余”资源，减少环境污染，有效的保护生态环境。
我县人民政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，已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、薪炭林、大中型沼气工程等，取得了一定成果。根据我国《可再生能源法》，我县对于畜禽养殖方面，出台了相应的配套措施。县政府明确可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持，因此，我县生物质能发展前景极为广阔，农村沼气利用已成为建设社会主义新农村的重要内容之一。
三、绿色能源开发新举措
1.建设生态农业示范园区
在我县营盘乡林场建立紫王葡萄种植、绿壳蛋鸡养殖等州级农业园区，有机结合各产业生产发展模式，以农业经济可持续发展为目的，追求经济效益、社会效益与生态效益并举，走农业产业化发展道路；向高产、优质、高效的现代农业方向发展，增加农民收入，起到民便境优的效益。
2.引进良种栽培和饲养
采用先进的耕作和饲养技术，依托贵州大学相关科研机构和专家，做到增投入、增效益。在调整生态农业生产模式的同时，建设深加工基地或合作社，形成产业化生产链条，提高经济效益。项目拟以发展农业、畜牧业为主，以净化环境、全面开发无公害、有机食品及畜牧良种，供应贵州市场，及辐射带动周边农户和县市区域产业发展，起到示范推广作用。
四、生态农业的发展模式
目前，我国农业进入可持续发展的探索热潮。以良好的生态环境和绿色能源开发为特征的现代生态农业应运而生，不仅给农民带来方便，还可以有效的保护生态环境和充分利用“剩余”资源，然而，发展新型农业、开发新能源有其必要性和迫切性。调整农村农业产业结构，采用现代化生产模式，加快园区建设，加大科技创新力度，调整农业经济发展结构，实行山水农业建设。通过示范场（户）的建设分前、中、后三个环节建立一个完整的产业链，以生物质能的技术原理为依据，全力推进绿色能源的形成和利用。
1.高新技术的内容
1.1 主要组装配套技术
为了完善各养殖户、示范区、示范场、示范点种养殖高新技术示范的实施，提高各种养殖基地的种养水平，确保各养殖示范场（户）获最佳经济效益，采用以下配套技术。
1.1.1 立体种植技术
在项目区，畜禽养殖、果林建设、水产扩繁等综合饲养，建立生态观光旅游区，做好隔离工作，改善环境，预防感染，科学种养，种养结合，合理配作，有效利用资源，充分发挥资源价值。
1.1.2 节水灌溉技术
产业区全面疏通灌溉渠，衬砌排水渠，合理利用水源。 微灌系统结构简单、操作方便。灌水分布均匀、精确、效率高，可节水，节省劳力，提高产量和品质。
2. 高新技术的应用
2.1 采取物质分级多层利用模式
建设微生物菌肥生产系统，建立沼气池，收集人畜、农作物废料、垃圾等废弃物。将沼气池过滤出的废水或渣滓，用作农作物肥料，用在紫王葡萄、高钙苹果和蔬菜大棚等农作物的生产。不仅解决了生活垃圾的污染问题，同时实现了物质能源良性循环作用，形成良性生物链，保持生态平衡，降低成本，减少环境污染。
2.2 生态农业种养结合技术
在生态农业发展建立无公害绿壳蛋鸡养殖基地，实行林下养殖，种养结合模式。林下种养，生态建设，减少水土流失，节能排水，节水排灌，有机利用，充分利用土地资源，起到防护环林环保作用。建设规模100头猪或5000羽绿壳蛋鸡的养场，果树行间种经济作物，建立“果―猪―沼―菜”等的生态模式。
五、效益分析
通过示范园区建设，建立示范场（户）进行技术推广及辐射带动，可迅速提高长顺县各乡镇农村农户科技种养水平和发展意识。通过农户参与建设，加强技术培训，较快地提高农户种养技术的应用能力。
1. 社会效益
具有明显的社会效益，大力发展农业、畜牧业发展，倡议青年返乡创业精神，缓和农村剩余劳动力的就业压力，提高人们的生活水平。增加地方财政收入，以示范作用辐射周边地区，促进我县经济可持续发展。
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关键词：生物质；生物质能；产业；沼气；生物质发电；生物质燃料；能源作物
1 概 述
近年来，在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中，可再生的清洁能源以及能源的多元化倍受关注，生物质能成为其中的一个新亮点。
为了促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展，中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义，目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源[1]。中国可再生能源资源非常丰富，开发利用的潜力很大，其中生物质能的开发潜力更大。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位[2]。据有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能，直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%[3]。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。
目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能：1）热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等高品位的能源产品，该方法又按其热加工的工艺不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；2）生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；3）利用油料植物所产生的生物油；4）把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。
“为了缓解中国能源短缺问题，保证能源安全，治理有机废弃污染物，保护生态环境，建议国家应大力开发生物质能，实施能源农业的重大工程。”中国作物学会理事长路明研究员在接受记者采访时说[4]，“生物能源开发工程应主要包括：沼气计划、酒精计划、秸秆能源利用计划和能源作物培育计划等。”
在2006年8月召开的全国生物质能源开发利用工作会议上，国家发展与改革委员会副主任陈德铭提出，今后15年，中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。
综上所述，目前，中国生物质能源的产业化利用途径主要包括以下方面：沼气利用工程、农林生物质发电、生物固体成型燃料、生物质液体燃料、能源作物培育利用等。
2 中国生物质能产业发展目标
中国农村生物质能是一座待开发的宝藏。根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到2010年，生物质发电达到550万千瓦（5.5GW），生物液体燃料达到200万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，生物固体成型燃料达到100万吨，生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%；到2020年，生物质发电装机达到3000万千瓦，生物液体燃料达到1000万吨，沼气年利用量达到400亿立方米，生物固体成型燃料达到5000万吨，生物质年利用量占到一次能源消费量的4%[5]。
开发利用生物质能是当前国内外广泛关注的重大课题，既涉及农业和农村经济发展，又关系到国家的能源安全。今后5～10年，中国农村生物质能发展的重点是沼气、固体成型燃料和能源作物。《农业生物质能产业发展规划》确定的主要发展目标是[6，7]：到2010年，全国农村户用沼气总数达到4000万户，新建大中型养殖场沼气工程4000处，生物质能固体成型燃料年利用量达到
100万吨，能源作物的种植面积达到2400万亩左右。
据统计，全世界每年通过光合作用生成的生物质能约50亿吨，相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%，中国的利用量更是远远低于世界平均水平[8]。2005年，中国可再生能源开发利用总量约1.5亿吨标准煤（tce），为当年全国一次能源消费总量的7%(其中非水电可再生能源利用占1%)，根据政府的规划目标，到2010和2020年可再生能源利用总量将达到2.7亿tce和5亿tce，分别占届时能源消费总量的11%和16%(其中非水电可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此，中国生物质能的发展利用空间很大。
3 中国生物质能产业化的发展前景
3.1沼气利用工程的发展空间
沼气的利用主要包括沼气燃气和沼气发电。目前，中国农村生物质能开发利用已经进入了加快发展的重要时期。统计显示，截至2005年底，中国农村中使用沼气的农户达到1807万多户，建成养殖场沼气工程3556处，产沼气约70亿立方米，折合524万吨标准煤，5000多万能源短缺的农村居民通过使用了清洁的气体燃料，生活条件得到根本改善[5]。中国已经建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万立方米，年产沼气5500万立方米，仅100立方米以上规模的沼气工程就达到630多处[10]。距离2010年预定目标的发展空间还很大。
中国经过二十多年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程和户用农村沼气池的数量已位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术，还是建造、运行管理等都积累了丰富的实践经验，整体技术水平已进入国际先进行列。
沼气发电发展前景广阔，但目前还存在一些障碍，如技术障碍、市场障碍、政策障碍等，通过制定发展规划、加强技术保障体系建设、引入竞争机制，创新投资体系，研究制定促进沼气发展利用的国家级配套政策，等等。当技术、市场、政策等壁垒被克服后，沼气发展前景广阔，产业空间巨大。
3.2生物质能发电的发展前景
目前，生物质发电主要包括沼气发电、生物质直燃发电、生物质混燃发电、农林秸秆生物质气化发电、生物质炭化发电、林木生物质发电等。
生物质能源转化为电能，正面临着前所未有的发展良机：一方面，石油、煤炭等不可再生的化石能源价格飞涨；另一方面，各地政府顶着“节能降耗20%”的军令状，对落实和扶持生物质能源发电有了相当大的默契和热情。国家电网公司担任大股东的国能生物质发电公司目前已有19个秸秆发电项目得到了主管部门批准，大唐、华电、国电、中电等集团也纷纷加入，河北、山东、江苏、安徽、河南、黑龙江等省的100多个县、市开始投建或是签订秸秆发电项目[8]。
煤炭作为一次性能源，用一吨少一吨。而中国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大，产量很高，而且农作物是可再生资源，相对于现在电厂频频“断煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面，推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
生物质直接燃烧发电（简称生物质发电）是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算，在中国，仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨，其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外，中国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨，折合标准煤5000万吨。照此计算，预计到2020年，全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上，折合标准煤1亿吨，相当于煤炭大省河南一年的产煤量。
为保障生物质发电原料供应，在强化传统农业生产的基础上，应大力开发森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等国土资源，充分挖掘生态系统的生物质生产潜力。重点加强高效光合转化作物、速生林木与特种能源植物的培育推广，大幅度扩大生物质资源的生产规模，逐步建立多样化的生物质资源生产基地。
大力发展生物质发电正当其时。中国“十一五”规划要求：建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展可再生能源，加快开发生物质能源，支持发展秸秆发电，建设一批秸秆和林木质电站，生物质发电装机达550万千瓦。中国可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式。其中生物质发电项目上网电价实行政府定价，电价标准由各省（自治区、直辖市）2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成[11]。 作为《中华人民共和国可再生能源法》配套法规之一的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定，生物质发电项目补贴电价，在项目运行满15年后取消。自2010年起，每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目，不享受补贴电价[11]。通过招标确定投资人的生物质发电项目，上网电价按中标确定的价格执行，但不得高于所在地区的标杆电价。
2010年，中国生物质能产量将达到22TWh，生物质发电装机容量5.5GW，占全国总发电量的0.78%；2020年，中国生物质能产量达到120TWh，生物质发电装机容量30GW，占全国总发电量的2.6%；2010年和2020年可再生能源发电占发电总量的比例仍然较小，分别为8.63%和11.86%[12]。国家发展与改革委员会计划到2020年底将可再生能源发电的比例提升到15%~16%。
据农业部提供的数据[13]，中国拥有充足的可发展能源作物，如农作物秸秆年产6亿吨、畜禽粪便年产21.5亿吨、农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过1亿吨、边际土地4.2亿公顷，同时还包括各种荒地、荒草地、盐碱地、沼泽地等。据中国科学院石元春院士估计，如果能利用现有农作物秸秆资源的一半，生物质产业的产值就可达近万亿元人民币。截止到2005年底，中国生物质发电量2GW，距离2010年的5.5GW和2020年的30GW还有很大的发展空间。作为唯一可运输并储存的可再生能源，凭其优越的先天条件，中国生物质能发电产业具备广阔的发展空间，拥有巨大的投资价值。
3.3 生物质固体燃料的发展模式
生物质固体成型燃料也是农业部今后的重点发展领域之一。农业部将重点示范推广农作物秸秆固体成型燃料，重点在东北、黄淮海和长江中下游粮食主产区进行试点示范建设和推广，发展颗粒、棒状和块状固体成型燃料，并同步开发推广配套炉具，为农户提供炊事燃料和取暖用能。
丰富、清洁、环保又可再生的生物质能源过去却没有得到重视，而被白白浪费掉。河南农业大学张百良教授分析指出，除去饲养牲畜、工业用和秸秆还田，中国每年还具有4亿吨制作成型燃料的资源可以生产1.5亿吨成型燃料，可替代1亿吨原煤，相当于4个平顶山煤矿的年产量[8]。以农作物秸秆为原料的生物质固体燃料产业规模虽然不是很大，但因目前开发程度低，发展空间仍巨大。
3.4生物质液体燃料的发展模式
3.4.1 生物液体燃料生产大国的典型模式
生物液体燃料具有替代石油产品的巨大潜力，得到了各国的重视，主要包括燃料乙醇和生物柴油。国际油价的持续攀升，提高了生物液体燃料的经济性，在一些国家和地区已经具有了商业竞争力。目前，巴西燃料乙醇折合成油价约25美元／桶，低于原油价格。2005年，巴西和美国仍然是燃料乙醇的生产大国，分别以甘蔗和玉米为原料，掺混汽油，占其国内车用交通燃料的50%和3%，比2004年分别提高6%和1%。美国在2001~2005年，燃料乙醇产量已经翻了一番，2005年最新的能源法案中又提出，到2010年燃料乙醇产量再增加一倍的目标。欧盟确定了到2010年生物液体燃料在总燃料消耗的比例达到6%的目标[14]。
目前，生产生物液体燃料比较成功的典型模式有巴西模式和美国模式。
1）巴西甘蔗－乙醇模式
巴西是推动世界生物燃料业发展的先锋。它利用从甘蔗中提炼出的蔗糖生产乙醇，代替汽油作为机动车行驶的燃料。如今巴西乙醇和其他竞争燃料相比，价格上已具有竞争性。这也是当前生物燃料业发展最为成功的典范。巴西热带地区的光照使得那里非常适合种植甘蔗。现在，巴西已经是世界上最大的甘蔗种植国，每年甘蔗产量的一半用来生产白糖，另一半用来生产乙醇。
最近几年，由于过高的汽油价格和混合燃料轿车的推广，巴西燃料乙醇工业更是得到了长足的发展。混合燃料轿车能够以汽油和乙醇的混合物为燃料，自从2003年在巴西大众市场销售后，销量节节攀升，目前已经占据了巴西轿车市场的半壁江山。在混合燃料轿车需求的拉动下，巴西燃料乙醇的日产量从2001年的3000万升增加到2005年的4500万升，已能满足国内约40%的汽车能源需求[14]。
用蔗糖生产乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未来4年中，巴西计划将新建40～50家大型乙醇加工厂。为了保证原料供应，甘蔗的种植面积也将不断扩大。
当前巴西生物燃料发展战略的成功，并不意味着巴西的蔗糖乙醇会成为世界生物燃料业未来的选择。因为即使只替代目前全球汽油产量的10%，也需要将巴西现有的甘蔗种植面积扩大40倍。巴西不可能“腾”出这么多土地用于种植甘蔗。另外，由于甘蔗的品种有强烈的地域性，巴西的技术路线在别的国家很难走得通。就连非洲、印度、印度尼西亚都无法照搬，更别说主要地处温带的中国了。
因此，巴西模式尽管取得了迄今最大的成功，但却不是未来世界生物燃料业发展的方向，更不适合地处温带、缺少耕地的中国。探索适合中国国情的生物液体燃料发展模式成为当务之急。
2）美国玉米－乙醇模式
美国是主要的燃料乙醇生产国之一，但与巴西不同，它用的不是甘蔗而是玉米。尽管有不少反对的声音，但美国燃料乙醇的日产量仍从1980年的100万升增加到现在的4000万升。目前，美国已投入生产的乙醇生产厂有97家，另外还有35家正在建设当中。这些工厂几乎都集中在玉米种植带。
玉米中用于生产乙醇的主要成分是淀粉，通过发酵它可以很容易地分解为乙醇。这正是用玉米生产乙醇的优势，但这也是人们反对的原因，因为淀粉是一种重要的粮食。2007年美国计划投入4200万吨玉米用于乙醇生产，按照全球平均食品消费水平，同等数量的玉米可以满足1.35亿人口一年的食品消耗[14]。
中国现在80%的乙醇的原料是谷类，由于原本过剩的谷物在2000年后产量快速减少，使得燃料乙醇的发展再次面临挑战[15]。玉米加工燃料乙醇业过快发展，一些地区甚至玉米主产区已在考虑进口玉米了。国家已经制定相关政策，对玉米加工燃料乙醇项目加以限制，强调发展燃料乙醇要以非粮原料为主，因为谷类供给安全问题对于拥有巨大人口的中国来说，始终应该放在首位。粮食安全始终是国家重大战略问题。中国粮食不能承受“能源化”之重。中国国情和美国、巴西不一样，其成功经验虽有可资借鉴之处，但不能照搬他们的模式。
生物液体燃料方面新技术的研发，在很大程度上取决于解决生物燃料生产的原料供应问题。目前生产液体燃料大多使用的是粮食类作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是从能源的投入、产出分析，利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的。因此，利用木质纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一。
3.4.2中国生物质液体燃料的产业化发展途径
中国生物液体燃料的发展已初具规模。当前，中国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程，年生产能力已达102万吨，生产成本也达到了消费群体初步接受的水平。在非粮食能源作物种植方面，中国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种，并建成了产业化示范基地，培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种，育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品种。具备了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力[16]。
1）油菜籽－生物柴油模式
中国农科院油料作物研究所所长王汉中研究员呼吁：国家应大力推广“油菜生物柴油”。生物柴油相对于矿物柴油而言，是通过植物油脂脱甘油后再经过甲脂化而获得。发展油菜生物柴油具备三大优点：一是可再生；二是优良的环保特性：生物柴油中不含硫和芳香族烷烃，使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低，可降解性还明显高于矿物柴油；三是可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。因此，生物柴油在石油能源的替代战略中具有核心地位。
目前，发展生物柴油的瓶颈是原料。木本油料的规模有限，大豆、花生等草本油料作物与水稻、玉米等主要粮食作物争地，扩大面积的潜力不大。而作为生物柴油的理想原料，油菜具有其独特的优势。首先适应范围广，发展潜力大:长江、黄淮流域、西北、东北等广大地区都适宜于油菜生长；其次油菜的化学组成与柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油很相近，是生物柴油的理想原料；第三，可较好地协调中国粮食安全与能源安全的矛盾：长江流域和黄淮地区的油菜为冬油菜，充分利用了耕地的冬闲季节，不与主要粮食作物争地。
根据欧洲油菜发展的经验和油料科技进步的情况，王汉中预计，只要政策、科技、投入均能到位，经过15年的努力，到2020年，中国油菜种植面积可达到4亿亩，平均亩产达到200千克，含油量达到50%左右。届时，中国每年可依靠“能源油菜”生产6000万吨的生物柴油(其中4000万吨来源于菜油，2000万吨来源于油菜秸秆的加工转化)，相当于建造3个永不枯竭的“绿色大庆油田”[17]。
2）纤维素－乙醇模式
在整个生物燃料领域，当前最吸引投资者的并不是用蔗糖、玉米生产乙醇，或是从油菜籽中提炼生物柴油，而是用纤维素制造乙醇。所有植物的木质部分--通俗地说，就是“骨架”--都是由纤维素构成的，它们不像淀粉那样容易被分解，但大部分植物“捕获”的太阳能大多储存在纤维素中。如果能把自然界丰富且不能食用的“废物”纤维素转化为乙醇，那么将为世界生物燃料业的发展找到一条可行的道路。
虽然因技术上的限制，目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模，但很多大的能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。最大的技术障碍是预处理环节(将纤维素转化为通过发酵能够分解的成分)的费用过于昂贵。但是，要想用纤维素生产乙醇，预处理环节无法回避。技术上的不确定性，迫使制造乙醇的大部分投资仍集中在传统的工艺--通过玉米、蔗糖生产乙醇，但这些办法无法从根本上解决当前的能源危机。为了保证能源安全，美国总统布什说，美国政府计划在6年内把纤维素乙醇发展成一种有竞争力的生物燃料。
因为发展能源不可能走牺牲粮食的道路。尽管现在技术上还存在障碍，但大部分人仍相信，利用纤维素生产燃料乙醇代表了未来生物燃料发展的方向。中国生物质液体燃料的未来也同样寄希望于用纤维素生产燃料乙醇。一旦技术取得突破，纤维素乙醇产业化发展空间巨大，产值难以估量。但是，各国的国情与能源结构不同，不能寄希望于某个方面来解决，因为任何国家都不可能单靠技术引进发展本国的生物燃料产业。因此，需要因地制宜，多能互补。
3）能源作物－生物液体燃料模式
石元春院士表示，在能源结构的历史转型中，中国发展生物质能源有很强的现实性和可行性。目前，中国对石油的进口依存度为近40%；SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中国发展生物质能源不仅原料丰富，而且还有自行培养的甜高粱、麻疯树等优良能源植物；燃料乙醇、生物柴油等主产品工业转化技术基本成熟且有较大的改进空间，成本降幅一般在25%~45%，且目前在新疆、山东、四川等地已取得进展[4]。
发展能源作物不会威胁粮食安全与环保。曾有专家提出能源安全和粮食安全存在矛盾。解决这个问题需要充分认识到粮食安全和能源安全有统一性，发展能源农业将是促进农民增收、调动农民种粮积极性的有效措施。粮食作物和能源作物有很好的互补性。首先，能源作物大都是高产作物，既能满足粮食安全的需求，又是很好的能源作物。其次，能源农业开发的领域很广，可以做到不与或少与粮食争地。能源农业开发的领域，大多是利用农业生产中的废弃物，如利用畜禽场粪便、农产品加工企业的废水与废物开发能源，既能增加农民收入，又能为粮食生产提供优质肥料，是生产清洁能源、促进粮食生产、保证粮食安全和能源安全的双赢举措。
除粮食外，中国其他可用于生物质能生产的植物和原料还有很多，如甘蔗、甜菜、薯类等。广西科学院院长黄日波说，仅广西的甘蔗资源和木薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙醇的生产潜力，加起来超过2000万吨[15]。
科技部中国生物技术发展中心有关专家指出，根据能源作物生产条件以及不同作物的用途和社会需求，估计中国未来可以种植甜高粱的宜农荒地资源约有1300万公顷，种植木薯的土地资源约有500万公顷，种植甘蔗的土地资源约有1500万公顷[15]。如果其中20%~30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物，充分利用中国现有土地与技术，生产的生物质可转化5000万吨乙醇，前景十分可观。
据农业部科教司透露，为稳步推动中国生物质能源的发展，并为决策和进一步开发利用土地资源提供可靠的数据，该司决定按照“不与人争粮，不与粮争地”的原则，开展对适宜种植生物质液体燃料专用能源作物的边际土地资源进行调查与评价工作，以摸清适宜种植能源作物边际土地资源总量及分布情况[18]。
以能源作物为原料的生物液体燃料模式发展潜力巨大，将是未来生物质能源发展的方向之一。
4) 林木生物质－生物柴油发展模式
利用中国丰富的林木生物质资源生产生物柴油，将薪炭林转变为能源林，实现以林木生物质能源对油汽的替代或部分替代，探索兼顾能源建设和生态环境建设的新模式，实现可再生能源与环境的可持续发展。开发林业生物质能产业是林业的一个很有潜力的新产业链，既是机会，也是创新，不仅具有巨大潜力和发展空间，更是林业发展新的战略增长点。
“森林具有可再生资源的属性。林业是天然的循环经济。生物质能技术是林业发展的新契机。”专家研究指出，中国生物质资源比较丰富，据初步估计，中国仅现有的农林废弃物实物量为15亿吨，约合7.4亿吨标准煤，可开发量约为4.6亿吨标准煤[19]。专家预测2020年实物量和可开发量将分别达到11.65亿吨和8.3亿吨标准煤。中国现有木本油料林总面积超过600多万公顷，主要油料树种果实年产量在200多万吨以上，其中，不少是转化生物柴油的原料，像麻疯树、黄连木等树种果实是开发生物柴油的上等原料。
中国现有300多万公顷薪炭林，每年约可获得近1亿吨高燃烧值的生物量；中国北方有大面积的灌木林亟待利用，估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右；全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林，如正常抚育间伐，可提供1亿多吨的生物质能源原料；同时，林区木材采伐、加工剩余物、城市街道绿化修枝还能提供可观的生物质能源原料[19]。
中国发展林业生物质能源前景十分广阔。中国林业可用来发展生物质能源的树种多样，可作为能源利用的现有资源数量可观。在已查明的油料植物中，种子含油量40%以上的植物有150多种，能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前，作为生物柴油开发利用较为成熟的有小桐子、黄连木、光皮树、文冠果、油桐和乌桕等树种。初步统计，这些油料树种现有相对成片分布面积超过135万公顷，年果实产量在100万吨以上，如能全部加工利用，可获得40余万吨生物柴油[19]。
目前全国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地，如果利用其中的20%的土地来种植能源植物，每年产生的生物质量可达2亿吨，相当于1亿吨标准煤；中国还有近1亿公顷的盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地，这些不适宜农业生产的土地，经过开发和改良，大都可以变成发展林木生物质能源的绿色“大油田”、“大煤矿”，补充中国未来经济发展对能源的需要[18]。国家林业局副局长祝列克介绍，“十一五”期间，中国主要开展林业生物质能源示范建设，到2010年，实现提供年产20万吨~30万吨生物柴油原料和装机容量为100万千瓦发电的年耗木质原料。到2020年，可发展专用能源林1300多万公顷，专用能源林可提供年产近600万吨生物柴油原料和装机容量为1200万千瓦发电年耗木质原料，两项产能量可占国家生物质能源发展目标30%以上，加上利用林业生产剩余物，林业生物质能源占到国家生物质能源发展目标的50%以上[19]。
可见，林木生物质能源的发展将逐步成为中国生物质能源的主导产业，发展空间巨大，前景广阔。
4 结 语
国家已出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》及相关产业政策，明确提出“因地制宜，非粮为主”的发展原则，发展替代能源坚持“不与人争粮，不与粮争地”，要更加依靠非粮食原料。从大方向来看，用非粮原料能源替代化石能源是长远方向，例如薯类和纤维质以及一些植物果实来替代。为避免粮食“能源化”问题[20]，必须开发替代粮食的能源原料资源。开发替代粮食资源，如以农作物秸秆和林木为代表的各类木质纤维类生物质，及其相应的生物柴油和燃料乙醇生产技术，被专家们认为是未来解决生物质液体燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物质能源将成为未来能源重要组成部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。
有关专家也对生物质能源的发展寄予了厚望，认为中国完全有条件进行生物能源和生物材料规模工业化、产业化，可以在2020年形成产值规模达万亿元。
虽然生物质能源发展潜力巨大、前景广阔，并正在逐步打破中国传统的能源格局，但是生物质能的产业化发展过程也并非一帆风顺，因为生物质原料极其分散，采集成本、运输成本和生产成本很高，成为生物质燃料乙醇业的致命伤，若不能妥善解决将可能成为生物质能产业发展的瓶颈。
生物质能的资源量丰富并且是环境友好型能源，从资源潜力、生产成本以及可能发挥的作用分析，包括生物燃油产业化在内的生物质能产业化开发技术将成为中国能源可持续发展的新动力，成为维护中国能源安全的重要发展方向。在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程也将成为中国利用生物能源发电的新趋势。从环保、能源安全和资源潜力综合考虑，在中国推进包括以沼气、秸秆、林产业剩余物、海洋生物、工业废弃物为原料的生物质能产业化的前景将十分广阔。
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篇8
人类发展的历史伴随着人类对能源的持续的开发利用与替代的历程。人类从原始社会的钻木取火到核能等新能源的开发与利用经历了几次重大的替代过程， 其中主要包括火的使用，蒸汽机的发明与煤炭的使用，内燃机的发明与石油的使用，以及现阶段正在推广与普及的核能，太阳能，风能等新能源和可再生能源。其中每一次能源结构的变化与替代都伴随着人类生活习惯，社会结构，以及世界各国经济地位的巨大变化。从目前的经济发展对能源的消耗形势来看能源的供需缺口将越来越大且由于化石能源具有不可再生和污染物排放过多的特性， 人类对新能源和可再生能源的需求将越来越凸显。目前，在所有新能源中，核能是能源效率最高的一种能源， 但是由于福岛核电站事故等一系列安全问题， 世界各国对发展核能产业的态度一直变换不定。因此在这个世界能源转型与国际经济秩序重新建立的关键时刻，我国要如何选择，是否该能抓住核能产业发展机遇对于我国的经济发展具有十分重要的作用。
二、世界能源替代与经济发展历史
1. 火的使用与早期人类发展。火的发明与利用结束了原始人类茹毛饮血的生活，是将人类与动物区别开来的重要转折。人类通过摩擦取火不仅改变了饮食结构开吃加热之后的熟食，更为重要的是火种的普及为人类大范围使用自然界中的干柴等原始初级的生物质能源提供了可能。而这种初级能源的使用又使陶瓷，金属等材料的烧制与冶炼成为可能，进而逐步扩大了早期人类可使用工具的的范围，促进了人类社会经济的发展。此外，能源的使用也增强了人类对自然环境变化的适应性以及抵抗气温骤降等自然灾害的能力，为人口的稳定与经济增长提供保障。
2. 煤炭的使用与英国经济的崛起。煤炭能源的开采与利用是人类历史上第二次对能源利用的飞跃。源于英国的第一次工业革命开启了人类使用蒸汽机的时代，但是由于木材等初级生物质能源的燃烧效率比较低无法满足人类对蒸汽机使用的需要，因此人类对一种新的更有效率的能源的需求变得十分迫切。煤炭的开采与利用就在这种背景下应运而生了。之后又以燃煤蒸汽机为基础，人类发明了蒸汽式火车，蒸汽式轮船等新式交通工具，改变了人类出行方式并且大幅度提高了人类出行与运输的便利程度。
另外，燃煤蒸汽机还被用于矿物的开采与冶炼，纺织，造纸等不同的生产部门，极大的提高了劳动生产率，由于机器在一定程度上取代了人也导致社会结构发生巨大变革。英国得益于首先对燃煤式发动机的研发与利用在世界经济中的地位极速上升，美国及欧洲其它国家也得益于技术扩散迅速发展成工业化国家。而当时中国与印度当时还处于农业社会，由于没有及时搭上第一次能源与工业革命的快车在世界经济中的地位迅速的衰落下去。在第一次工业革命与燃煤式发动机大规模利用之前的十八世纪中叶，中国还遥遥领先的占据着全球GDP 的三分之一还多，此时的印度也在世界经济舞台上占据重要的位置， 其GDP 约占全球总GDP 的四分之一， 而同一时期包括英国在内的欧洲主要国家的GDP 总和约占当时全球GDP 总和的五分之一略少。而到了第一次工业革命结束，燃煤式蒸汽机大量使用之后的十九世纪三十年代，在此消彼长的作用下，包括英国在内的欧洲主要国家GDP 总和已经与中国GDP? 基本持平，都各占全球GDP 的约三分之一，而此时的印度GDP 已下降到占全球GDP 五分之一还不到的程度。由此可见，能源产品及技术的替代与更新对一个国家经济发展的重要影响。
3. 石油的使用与石油经济。石油的发现，开采与利用是人类历史上第三次对能源利用的飞跃。人类在1859 年首次发现石油这种能源产品，从此以后直至今天石油一直都是对全世界各个国家而言最重要的能源资源。石油被广泛的用于各行各业，比如被生产加工成汽油，煤油驱动以内燃机为动力的汽车，飞机，轮船等交通工具;再比如被加工合成各种化工原料用于制造纤维，塑料等有机化学材料。这些化工与运输材料的进步给人类生产与生活带来了巨大便利并且改变了人类的生产与生活习惯。虽然石油是一种极为重要的能源资源，但它在地球上的分布却极不均匀。以中东地区为例，富含石油资源，并在此基础上通过出口石油获得大量的石油美金为各产油国经济发展提供了足够的资金支持，改变了产油国及附近区域的经济结构。20 世纪70 年代，得益于石油经济，中东地区产油国平均年GDP 增长率都在接近10%的水平。此外，自20 世纪70 年代以来的几次石油危机均在不同程度上导致了世界经济危机和经济衰退。各个国家为了保证本国的能源安全也都运用过各种外交手段， 可见能源对一个国家经济发展的重要性是被全世界各国都有认可和重视的。
三、核能的发展与地位
根据2015 年统计数据， 核能， 约佔全球消耗量的4.4%，水能， 约佔全球消耗量的6.8%，风能，太阳能，生物质能总共约佔全球消耗量的2.8%。国际能源署预测到2030 年全球对能源的消耗量将更加剧烈， 其中对化石能源的绝对需求量在上升，但是从能源结构上来看全球对化石能源的需求比例是下降的。这部分对化石能源需求的下降要由其他能源来填补。
1. 核能发展现状。全球拥有核电站数量最多的国家是美国，根据2015 年统计数据，其拥有99 座。而核电占国内发电份额最高的却是法国，约占75%。原本日本拥有的核电站数量也很多， 但是受到福岛核事故的影响其数量在陆续减少。除此之外以中国，印度，俄罗斯为代表的大型发展中国家也拥有一定数量的核电站，发达国家中加拿大与韩国也拥有一定规模的核电站。而除法国外，核电发电量占国内总发电量比较高的国家大多集中在北欧和东欧地区。其中北欧地区的国家包括比利时、瑞典、芬兰等国;东欧地区的国家包括捷克、斯洛伐克、乌克兰、匈牙利等国。总的来说，全球现存核电站数量大概在440 座左右，总发电量大概在2 346 193GWh。占世界新能源消费总量的70%左右。
2. 其他新能源发展现状。风能，太阳能和生物能发电占全球总发电量的比例十分低，根据2015 年统计数据，这三种可再生能源发电量的总和大概占全球总发电量的7%。但是，风能发展速度却很快，据估计，在未来十年风力发电可为全球发电总量贡献越10%的电力。目前人类利用太阳能主要是通过光伏发电技术将太阳能转化成电脑进行利用。根据2015 年统计数据，全球累计光伏装机发电容量约为230GW，生物质能源是污染极少的可再生能源，它可以被转换成多种形态进行利用，其中包括泥煤，秸秆等能源产品。目前生物质能源发电在全球总发电量中所占比例较少，大概只有3%，乐观估计在未来十年内其所占比例至多增长至5%。
3. 核能的优势与核电产业近年来遇到的挫折。通过对比可以看到，虽然新能源与可再生能源种类繁多，但在能源供给与消费上占主导的还是核能。高效能的核能提供了超过70%的新能源消费量，这大大超过了其他新能源的能源供给量。因此，把握好核能产业发展的先机对把握新一轮能源替代的世界潮流至关重要。
就在世界各国都看到了核能带来的好处竞相发展核电站的时候，2011 年日本大地震却引发了福岛核事故。就在福岛核事故当年，日本即宣布要有计划制定政策进入零核电时代。2012 年日本颁布了《能源基本计划》和《原子能政策大纲》，计划在2050 年达到完全零核目标。然而作为能源匮乏的国家，核电的退出以及增加的能源进口也给日本经济带来了巨大的挑战。在2014 年，在进行抗震和抗海啸的技术改进后日本最终还是决定重启川内核电站的两个核能机组。然而在2015 年日本又关闭了五座正在运行的核电发电炉， 在民间呼声与政府政策博弈之后，日本政府暂时决定将核能供应比例定在占全部能源消耗的20%左右。
由于日本福岛核事故，除日本外的其他核电大国的核电政策也都有短暂的动摇。欧盟在福岛核事故后立即启动了对欧盟地区核电站的抗地震， 海啸等自然灾害以及?抗恐怖袭击等人为灾害的检测， 但检测结果并不让人满意，因此在正式提交检测报告的2012 年6 月欧盟各国并未就是否继续发展核能发电产业达成一致。欧盟二十八个成员国中有十四个国家拥有核电站， 其中以拥有58 座核电站的法国为代表的大部分有核电站的国家支持继续发展核电产业。但德国、瑞典、比利时、捷克、瑞士一直以来都坚定的支持弃核计划。虽然矛盾重重，但是2016 年欧盟能源机构还是拟定了继续发展核电的计划，可见核能在经济发展中的重要作用和能源供应上的吸引力。除欧盟外，美国、俄罗斯、韩国、印度、加拿大等核电大国也都对本国的核电安全进行了细致的评估，在评估后这几个国家均表示会继续大力发展核电。
四、我国能源利用现状
1. 我传统能源的储采情况。以每平方公里土地蕴含能源的储量为标准衡量，跟据2015 年统计数据，中国比世界平均水平高出约六成，因此总的来说在世界范围内比较我国可以算是能源储量丰富的国家。相对优质的石油与天然气储量分别只占世界总储量的5.4%，煤炭占到了全球总储量的约50%。但是由于我国对能源需求量巨大，因此开采速度也高于世界平均水平。从改革开放之初的1980 年到2012 年，我国对煤炭石油天然气为主的一次能源的需求量平均年增长率达到50%以上。根据2015 年统计数据，我国煤炭的产量约为36.8 亿吨，石油的产量约为2.15 亿吨，天然气的产量约为1 344 亿立方米。因此，从可持续发展的角度来看我国还是需要积极开发和利用可以替代传统化石能源的替代能源，保证我国经济安全快速持续发展。
2. 我国新能源产业发展现状。我国新能源和可再生能源的开发与利用还处于初级阶段。根据2015 年统计数据，我国新能源提供了全国一次能源供给量的9%。
(1)我国核能发展现状。我国核电技术的研发起始于改革开放之前， 但是核能发电真正商业化直到20 世纪90年代中期才开始。根据2015 年统计数据，我国大陆地区的在运核能发电站总数为30 座， 装机容量约26 849MW，并且正有另外24 座在建设中，全球在建的核电站总共66 座。
(2)我国其他新能源发展现状。我国风能利用研发最早始于建国初期，但是直到改革开放初期才开始商业化运作。我国风力资源主要集中在北方地区以及南方沿海地区，发电量排全球风力发电量第一，约14 536 万千瓦时。在未来十年我国风力发电装机容量预计还将增长一倍。我国的地理位置决定了我国大部分地区太阳能资源丰富的现状，这些太阳能资源主要被用于光伏发电。我国对光伏发电的技术研究起始于改革开放初期且光伏产业发展速度极快， 到2007 年我国就已经成为光伏电池产量最高的国家。但是由于成本及需求方面的因素，我国2005 年之前大部分光伏产品都用于出口， 后来随着国家政策的变化我国国内光伏发电装机容量在逐渐增加，到2015 年我国光伏装机容量已达到4 318 万千瓦。我国地大物博生物质资源十分丰富， 我国可利用的生物质能源量大概包括主要产自广大农村地区的秸秆，沼气等以及主要产自城市的生活垃圾等。但是我国真正利用到的生物质能源还不到可利用量的0.5%，近些年来我国正在加快生物质能源的开发与利用。
3. 核能在我国能源发展中的重要性。
首先， 我国目前的能源消费结构与世界整体能源消费结构还是存在一定差异的。根据2015 年统计数据，我国一次能源的消费中占比最多的是煤炭，占比约为40%。这个比例远高于世界平均煤炭消费比例。我国消耗的这些煤炭中大概有一半用于发电，转化为电力消耗，另一半用于直接燃烧消耗。与其他化石能源相比较，煤炭燃烧所产生的环境污染物更多，再加上我国能源利用效率低下，导致了严重生态环境破坏。其次为石油，占比约为20%。从所占比例来看，我国消费石油与天然气的比例与世界平均水平还相差很远，虽然这两种能源的燃烧效率都比煤炭更好， 排放的污染也更少。从以上这些统计数据可以看出我国的能源消费结构很依赖煤炭， 这样的能源结构不利于环境保护与节能减排且不具有可持续性。因此我国能源结构面临着从化石能源尤其是煤炭向可持续利用低污染的新能源转变的问题。其次， 与世界整体情况类似， 我国虽然地大物博，风力，水力，太阳能等清洁能源资源丰富，但是其能源提供效率与经济发展整体对需求还是存在一定差距。而核能发电效率非常高，排放的温室气体只有煤炭发电排放温室气体的1/6。因此，核能高效低碳的特性决定了其在我国新能源发展战略中的重要地位。
最后，核电产业的发展需要配套设施的建设，在一定程度上可以带动核电站所在地经济的发展。而我国现阶段仍面临?区域经济发展不平衡的问题，因此，内陆核电站的建立对于我国经济均衡发展有很大的好处。
五、世界能源发展对我国重启新建核电项目的重要启示
篇9
新能源是相对常规能源而言的,一般具有以下特征:尚未大规模作为能源开发利用,有的甚至还处于初期研发阶段;资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别;开发利用技术复杂,成本较高;清洁环保,可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放;资源量大、分布广泛,但大多具有能量密度低的缺点。根据技术发展水平和开发利用程度,不同历史时期以及不同国家和地区对新能源的界定也会有所区别。发达国家一般把煤、石油、天然气、核能以及大中型水电都作为常规能源,而把小水电归为新能源范围。
我国是发展中国家,经济、科技水平跟发达国家差距较大,能源开发利用水平和消费结构跟发达国家有着明显不同,对新能源的界定跟发达国家也存在着较大差异。小水电在我国的开发利用历史悠久,装机容量占全球小水电装机总容量的一半以上,归为新能源显然是不合适的。核能在我国的发展历史不长,在能源消费结构中所占比重很低,仅相当于全球平均水平的八分之一,比发达国家的水平更是低得多,核能在我国应该属于新能源的范围。
根据以上分析,可以把新能源范围确定为:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能等共9个品种。生物质能在广义上分为传统生物质能和现代生物质能,传统生物质能属于非商品能源,是经济不发达国家尤其是非洲国家的主要能源,利用方式为柴草、秸秆等免费生物质的直接燃烧,用于烹饪和供热;现代生物质能包括生物质发电、沼气、生物燃料等,是生物质原料加工转换产品,新能源中的生物质能仅指现代生物质能。传统生物质能和大中小水电可称之为传统可再生能源,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能则统称为新型可再生能源,是新能源的主要组成部分。
资源评价
跟常规能源相比,新能源最显著的优势就是资源量巨大(见表1)。太阳能是资源量最大的可再生能源,即使按最保守的可开发资源量占理论资源量1%计算,每年可供人类开发的太阳能也有1.3万亿toe,约相当于目前全球能源年需求量的100倍。风能的可开发资源量较低,但开发技术难度和成本也较低,全球陆上风电年可发电量约53亿kWh,相当于46亿toe。生物质能可开发资源量为48~119亿toe,不过由于存在粮食安全和环境问题,可开发资源量难以全部转化为能源。地热能的热源主要来自于长寿命放射性同位素的衰变,每年的再生量可达200亿toe以上。按照目前的技术进展情况,全球40~50a内可开发地热资源为1200亿toe,10~20a内可开发地热资源为120亿toe。海洋能资源量并不算丰富,按照全球技术可装机容量64亿kW、年利用2000小时计算,只有11亿toe。天然气水合物属于新型的化石能源,资源量相当于传统化石能源资源量的2倍,达20万亿toe。全球铀矿资源量为992.7万t,如果用于热中子反应堆,所释放的能量约相当于1400亿toe,而如果用于快中子反应堆,所释放的能量可提高60~70倍。核聚变所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40万亿t,理论上可释放出的能量为3万亿亿toe,按目前能源消费量计算,可供人类使用200亿年以上。氢能的制备以水为原料,燃烧后又产生水,可无限循环利用,既是二次能源也可在广义上称之为可再生能源。
从以上数据可以看出,能源资源完全不存在短缺或枯竭问题,人类需要克服的最大障碍是开发利用的技术和成本问题。随着技术的进步和能源价格的上涨,目前不可开发的新能源资源有可能变为可开发资源,因此,对新能源来说,理论资源量是相对不变的,而可开发资源量却可能会大幅度增加。
开发利用现状
不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太阳能、风能、生物质能和地热能发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离商业化还有较大距离。
截止到2009年2月,全球核电装机已达3.72亿kW,年发电量2.6万亿kWh,在全球一次能源结构中的比重约为6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以2006年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为1%左右,占全部可再生能源的比例也仅为8%左右。2007年,全球新型可再生能源发电装机量为1.65亿kW,相当于全球电力装机总容量的3.7%(见表2)。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再生能源发电装机容量仅为905万kW,占全球5.5%,远低于我国电力装机总容量占全球16%的比重。
我国发展新能源的政策建议
我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国、第三大石油进口国,发展新能源具有优化能源结构、保障能源安全、增加能源供应、减轻环境污染等多重意义,同时也是全面落实科学发展观,促进资源节约型、环境友好型社会和社会主义新农村建设,以及全面建设小康社会和实现可持续发展的重大战略举措。我国政府把发展新能源上升到国家战略的高度而加以重视,陆续出台了多部法律法规和配套措施。
从近几年的总体发展情况来看,我国新能源发展势头良好,增速远高于世界平均水平,不过由于种种原因,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除,主要表现在:资源评价工作不充分,技术总体水平较低,成本跟常规能源相比不具备竞争力,产业投资不足,融资渠道不畅,市场规模偏小,公众消费意愿不强,政策法规体系不够完善。结合国内外新能源发展的历史和现状,借鉴全球各国新能源发展经验,针对目前我国新能源发展过程中存在的问题,特提出如下对策建议。
(一)正确选择新能源发展方向
根据资源状况和技术发展水平,确立以太阳能为核心、核能和风能为重点的发展方向。太阳能是资源潜力最大的可再生能源,化石能源、风能、生物质能及某些海洋能都间接或直接来自于太阳能,地球每年接收的太阳辐射能量相当于当前世界一次能源供应量的1万倍。我国的太阳能热利用已经走在世界最前列,太阳能光伏电池的产量也已经跃居世界第一,不过在太阳能光伏发电方面却与光伏电池生产大国的地位极不相符。我国应进一步扩大在太阳能热利用方面的优势,同时把发展并网光伏和屋顶光伏作为长期发展重点。风能是利用成本最低的新型可再生能源,风电成本可以在几年内降低到常规发电的水平,目前已经初步具备市场化运作的条件。我国风力资源较丰富的区域为西部地区及东部沿海,属于电网难以到达或电力供应紧张的地区,发展风电应是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度远高于常规能源,核电站可以在较短时间内大量建造,迅速弥补电力装机缺口,最近国家发改委已经把核电规划容量提高了一倍多。
(二)加大新能源技术研发力度
我国从事新能源技术研究的机构分布在上百个高校和科研机构,数量虽多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建议整合具有一定实力的新能源研究机构,成立中央级新能源科学研究院。抓住当前因金融危机而引发全球裁员潮的有利时机,积极创造条件吸引国外高端研究人才。以新能源重大基础科学和技术的研究为重点,加强科研攻关,尽快改变我国新能源科学技术落后的面貌。密切与国外的技术合作与交流,充分利用CDM机制,注重先进技术的引进并进行消化吸收与再创新,努力实现技术水平的跨跃式发展。
可再生能源大多具有能量密度低、资源分布不均衡等缺点,对其进行低成本、高效率利用是新能源开发的首要问题。显然,可再生能源开发技术的复杂程度要比常规能源高得多,涉及资源评价、材料和设备制造、工程设计、配发和管理等多个领域,必须进行跨学科联合攻关,这对我国目前相对封闭的科研体制提出了挑战。国家需要在搞活科研创新机制、打造科研合作平台、加大知识产权保护力度等方面做更多的努力,营造良好的科研环境。
(三)有序推进新能源产业化和市场化进程
只有实现新能源的大规模产业化和市场化,才有可能使新能源的利用成本降至具有竞争力的水平,为新能源普及打下基础。在新能源开发成本较高、使用不便的情况下,推进新能源产业化和市场化必须由政府作为推手。促进产业化和市场化的措施涉及电价、配额、示范工程、技术转化、税费减免、财政补贴、投资融资等,要对各种新能源的不同特点进行充分分析,分门别类地制定合适的激励政策。为保证政策的长期有效要建立完善的督促检查机制,对违规行为进行惩处,以维护国家政策措施的严肃性。
国家应及时更新新能源产业的投资指导目录,引导、鼓励企业和个人对新能源的投资。同时,也要对新能源投资行为进行规范,避免一哄而上,造成局部重复投资或投资过热。防止企业借投资新能源套取财政补贴、减免税费或增加火电投资配额等不良行为。约束高污染新能源行业的投资行为,尤其是多晶硅副产品四氯化硅所带来的环境污染问题值得关注。
(四)及早实施“走出去”战略
我国是铀矿资源贫乏的国家,资源量远不能满足未来核电发展的需要,铀矿供应必须依赖国际市场。有关资料统计世界上铀矿资源丰富的国家有澳大利亚、美国、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯等,这5个国家的资源量合计占全球的比重为三分之二。其中,澳大利亚和哈萨克斯坦都是无核电国家,所生产的铀矿主要用于出口。我国与哈萨克斯坦等国家关系良好,可作为实施铀矿“走出去”战略的重要目的国。合作重点应该放在最上游的勘探、开采领域,争取获得尽可能多的探矿权和采矿权,为我国核电站提供稳定、长期的核燃料来源。
目前全球对天然气水合物的地质工作程度还非常低,这为我国获取海外天然气水合物资源提供了绝好的机会。在油气资源领域,美国、日本等发达国家已经把全球的优质资源瓜分完毕,而在天然气水合物领域,我国还存在较多获取海外资源的机会。太平洋边缘海域陆坡、陆隆区及陆地冻土带的天然气水合物资源丰富,这一地带所涉及的国家主要是俄罗斯、美国、加拿大,应努力争取获得跟上述三国合作开发的机会。拉丁美洲国家沿海的天然气水合物资源也比较丰富,要充分利用这些国家技术力量薄弱、研究程度低的现状,加强与这些国家合作,以期能够在未来取得这些国家的天然气水合物份额。
东南亚处于热带地区,自然植被以热带雨林和热带季雨林为主,特别适合油料作物的生长,是发展生物柴油产业的理想区域。东南亚国家是我国的近邻,可为我国的生物柴油产业提供丰富而廉价的原料。我国可采取以技术、市场换资源的合作方式,在当地设立林油一体化生产基地,产品以供应我国国内为主。
(五)调整、完善新能源发展规划和政策措施
我国已经出台的新能源发展规划有《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等,部分行业部门和地方地府也针对实际情况制定了各自的发展规划。国家级的规划存在两个问题:一是发展目标定得偏低,如风能到2010年的发展目标为1000万kW,到2020年的发展目标为3000万kW,而事实上,1000万kW的目标已经于2008年实现,3000万kW的目标也可能提前于2012年左右实现;二是缺乏设备制造产业和资源评价方面的目标。
国家有关部门应密切跟踪国外新能源现状,充分考虑新能源资源量、技术发展水平、环境减排目标、常规能源现状等因素,对我国新能源发展规划作出适当调整和完善,为新能源产业发展提供指导。我国有关新能源与可再生能源的规定和政策措施并不比国外少,但这其中有许多已经不再符合我国的实际,应立即对不合时宜或相互矛盾的规定和措施进行清理,制定出切实可行、可操作性高的配套法规和实施细则。
(六)建立符合国际标准的新能源统计体系
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进入21世纪，化石资源迅速消耗，生态环境不断恶化，保障能源安全、应对气候变化已成为全球性的焦点问题。世界能源产业发展将面向清洁化、低碳化，而随着全球畜牧业的规模化、集约化发展，畜牧业废弃物在给环境带来巨大挑战的同时也为清洁能源提供了取之不尽用之不竭的原料，成为“未来能源”的重要组成部分。
中国农业部科技教育司能源生态处的郝先荣调研员向中外与会代表介绍了中国沼气工程的发展现状与展望。她指出随着畜牧业的快速发展，随之带来的畜禽粪便污染也日益严重。目前，畜禽养殖业主要水污染物排放量情况为：化学需氧量1268.26万吨，总氮102.48万吨，总磷16.04万吨，铜2397.23吨，锌4756.94吨。在政府的支持引导下，按照“分散的粪便分散处理，因地制宜，宜小则小，宜大则大”的原则及有关农村沼气发展的政策法规，中国开展了户用沼气工程、小型沼气工程、中型沼气工程和大型沼气工程的建设，并探索形成了适宜中国不同地区的沼气建设推广模式。目前全国农村沼气建设成效显著，全国沼气用户逾4000万，沼气工程7.27万处，其中：大型沼气工程4631处(单体装置容积300m3以上)，中型沼气工程2.28万处(单体装置容积50～300m3)，小型沼气工程4.53万处(单体装置容积20～50m3)，原料除以畜禽粪便为主，还有农作物秸秆与蔬菜废弃物等。上述设施年节能能力相当于2400多万吨标准煤，减排二氧化碳5000多万吨，减少COD排放76万吨。
郝先荣强调，随着管理推广服务体系的日益完善，农村沼气标准的逐步完成，资金投入的显著增加和国际合作的广泛开展，中国沼气工程建设进入一个新的发展时期，由此也对中国农村沼气技术推广与新技术开发、建设速度与管理服务、地区平衡发展、国家政策与资金配套等方面提出了更高的要求。因此按照“巩固成果、优化结构，建管并重、强化服务，综合利用、提高水平”的思路，按照“因地制宜 业主自愿 统筹兼顾 突出重点 优化布局 集中连片 保证质量 注重效益 科技创新 强化服务”的建设原则，以增加沼气用户为目标，加大投入，强化管理，提高质量，创新机制，重点建设户用沼气、小型沼气、大中型沼气、沼气服务与科技支撑体系，试点开展沼气高值利用，推进农村能源清洁化、低碳化，充分发挥农村沼气在应对气候变化中的作用，促进现代农业发展和农村生态文明建设。通过开展技术创新，加大培训力度，加强国际交流，充分开发利用中国丰富的农业废弃物、养殖场废弃物资源，大力发展沼气等生物质能源、新能源产业，推进节能减排。
会议期间，中国国家发展与改革委员会能源研究所的秦世平副研究员、环境保护部的孔源博士、美国西部乳业联合会环境署的Paul Martin主任分别从政策研究的角度介绍了中美两国在沼气产业未来发展、中美两国在畜禽养殖污染环境方面所做的应对措施。
“生物质原料的年产出量为11.71亿吨标煤，49.2％来自有机废弃物，缓解中国能源困境的基本途径就是用清洁能源替代化石能源，而以动物粪便等有机废弃物为主要原料的生物质能更是其中的重要组成部分。”中国农业大学石元春院士从战略家的角度就中国生物质能源的现状和发展趋势做了生动详实的报告，并同与会代表分享他的新作《决胜生物质》。石院士介绍国家最近的《产业结构调整指导目录(2011年本)》，其中新能源的10个鼓励发展项目中5项是生物质能源，5项中2项是沼气。“生物质能源在中国将有一个较快的发展，特别是大型沼气开发工程和成型燃料对中小锅炉的燃煤替代工程。近年发展较快的是产业沼气，已有多处沼气发电上网，利用高浓度有机废水经净化压缩的车用生物燃气也已上市运行。”他呼吁我国政府调整能源结构和政策，大力扶持生物质产业发展；更多的生物质能源领域的科技界同仁，走与民营中小企业相结合的道路；全社会行动起来，推动生物质产业的发展，实现从碳氢化合物的“烃经济”到碳水化合物的“糖经济”的战略转型，进而进入“能源农业”这一崭新的时代。
Kyoung Ro博士是美国农业部农业研究局的环境工程师。他从生物化学和热化学转化技术人手，介绍了畜禽废弃物资源化利用前景。该技术可将动物粪便废弃物转化为生物质能源和其他高价值产品，而通过热化学技术转化得到的固体产品一生物碳，可提高土壤的质量，螯合碳，提供营养物质，还可作为活性炭的来源，进而吸附环境中的污染物。美国农业部农业研究局目前已使用这些技术开展了大量的研究工作并取得了初步成效。
同样来自美国密歇根州立大学的廖伟教授、伊利诺伊大学的张源辉教授，带来了新型环保型的动物废弃物利用综合体系研究成果。廖伟教授开发的系统包括厌氧发酵、藻类培养和生产生物燃气三个部分。厌氧发酵过程将会对农业废弃物中的纤维质进行预处理已备用做生物精炼的原料。厌氧发酵后的流体物用于培养藻类从而进一步减少臭气和多余养分对环境的污染。最终生物质燃气的生产过程将利用厌氧发酵对纤维质处理产生的碳水化合物和藻类生物质而产生的乙醇，整个过程显著增强了厌氧发酵预处理纤维素转变成糖的效率，提高了液态厌氧发酵产物中藻类生长的效率，过程的整合是一条有效解决废弃物资源化的可持续途径。张源辉教授介绍了自己利用生物垃圾和藻类生产生物原油的研究探索。他认为生物垃圾和藻类是唯一有可能最终取代石油的丰富资源。E2-Energy首先将动物、人和食品垃圾的有机固体通过热液化处理转化为生物原油，然后在热液化的废水中种植快速生长的藻类，并从大气中俘获二氧化碳，最后藻类生物质作为唯一的原料或作为一个添加物被返回热液化过程中，用以转化成额外的生物原油。目前这种使用热化学技术将含油低而产量高的微藻高效转化成原有的技术，从根本上改变了现有藻类柴油的思路和技术，为大规模生物油生产提供了科学依据和前景。
值得一提的是，作为美国加州大学戴维斯分校百年百项成果之一的厌氧分步固体发酵系统(APS发酵器)的研发者张瑞红教授对自己的研究成果也进行了详尽的阐述。该技术结合批量和连续生物生产工艺于单一的生物系统，将各种有机残余物转化成生物燃料和其他有价值的产品，实现了高效、稳定地生产氢气和沼气。目前这个新的APS发酵器技术已在加州大学戴维斯分校成功示范，并被两个公司商业化，成为了大学创新、技术转让和公共教育的典范，被各种新闻媒体和杂志广泛报道。
