生物质能产业现状及发展前景.doc

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1、生物质能产业现状及发展前景摘要：生物质能的开发利用是发展新型能源的重要选择，是国际可再生能源领域的焦点。本文总结了我国生物质能资源现状及发展潜力，介绍了国外生物质能发展概况并综合评价了我国生物质产业，主要包括沼气产业、生物质液体燃料、生物质发电以及固体成型燃料产业的发展现状，阐述了我国推动生物质能发展的政策环境，展望和预测了我国物质能源的发展前景，并对生物质产业发展提出建议。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物；生物质能则是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源，是惟一可替代化石能源转化成气态、液

2、态和固态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源。据估计，全世界每年由光合作用而固定的碳达21011吨，含能量达31018千焦，可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10倍；生成的可利用干生物质约为1700亿吨，而目前将其作为能源来利用的仅为13亿吨，约占其总产量的0.7612，资源开发利用潜力巨大。由于生物能源所具有的优势，世界各国已经将其作为发展新型能源的重要选择。近年来，燃料乙醇、生物柴油、生物质发电及沼气等生物质能产业在世界范围内得到了快速的发展，尤其进入21世纪后，随着国际石油价格的不断攀升及京都议定书的生效，生物质能更是成为国际可再生能源领域的焦点。许多国家纷纷制定了开发生物质能源、促

3、进生物质产业发展的研究计划和相关政策，如美国的生物质技术路线图、生物质计划，欧盟委员会提出的到2020年运输燃料的20将用生物柴油和燃料乙醇等生物燃料替代计划，日本的“阳光计划”，印度的“绿色能源工程计划”以及巴西实施的酒精能源计划等。中国政府对生物质能的开发利用也极为重视，自20世纪70年代以来，连续在4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，开展和实施了一系列生物质能利用研究项目和示范工程，推动了我国生物质能产业的发展。本文对生物质能资源现状及发展潜力、产业发展现状和政策环境进行了综合评价，分析了未来生物质能产业发展前景，并对生物质能产业发展提出建议。1国内资源

4、现状及潜力生物质能资源，按原料的化学性质分，主要为糖类、淀粉和木质纤维素类。按原料来源分，则主要包括以下几类：农业生产废弃物，主要为作物秸秆；薪柴、枝桠柴和柴草；农林加工废弃物，木屑、谷壳和果壳；人畜粪便和生活有机垃圾等；工业有机废弃物，有机废水和废渣等；能源植物，包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源等3。我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论生物质能资源50亿吨左右，是我国目前总能耗的4倍左右4。目前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、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾、林业生物质、能源作物等。全国农作物秸秆年产量约6亿吨，除部分作为造纸原料和畜

5、牧饲料外，约3亿吨可作为燃料使用，折合约1.5亿吨标准煤。其它农业废弃物约1.3亿吨5。预计2010年农作物秸秆的产量约为7.8亿吨，2015年的产量将达到9亿吨；畜禽粪便和农产品加工业废水经过沼气化处理后，理论上可以生产沼气约750亿m3，预计到2010年规模化畜禽养殖场的粪便资源实物量将达到25亿吨；城市固体废弃物年产生量约1.5亿吨，2010年，我国城市垃圾总量将达到2.3亿吨；每年可提供林业资源约9亿吨，其中可作能源用途的资源约3亿吨，包括林加工剩余物约2000万吨，薪炭林约2270万吨，用材林约11790万吨，灌木林约3390万吨，疏林约720万吨以及其它林木废弃物等；甜高粱、小桐子

6、、黄连木、油桐等能源作物（植物）的种植面积达2000多万公顷，可满足年产量约为5000万吨生物液体燃料的原料需求68。据预测在2020年前后全国生物能源原料总量达到约21吨，约折合l5亿吨标准煤。超过届时全国能源消费需求预计总量28.69亿吨标煤的一半。可见，我国生物质能资源量巨大，具有广阔的发展空间。2国外生物质能概况2.1美国美国在开发利用生物质能方面处于世界领先地位，生物质能利用占一次能源消耗总量的4左右。从1979年就开始采用生物质燃料直接燃烧发电，生物质能发电总装机容量超过10000MW，单机容量达1025MW9。乙醇产量自2001年以来已翻了一番，已成为仅次于巴西的燃料乙醇大国。2

7、006年，乙醇约占美国汽油消费总量的5，乙醇掺烧比例通常为10，添加乙醇的混合汽油占全国汽油供应总量的46。2007年乙醇的产量是64亿加仑，比2000年增加了4倍。根据美国可再生燃料协会统计，截至2008年底，美国共有189个乙醇生产厂，生产能力为3300万吨。美国商业性生产生物柴油始于20世纪90年代初。2006年，生物柴油生产能力为260万吨，实际产量为125万吨，截止到2007年底，现有生物柴油生产企业171家，生物柴油产量4.5亿加仑，比2006年提高80。根据美国国家生物柴油委员会的计划，到2015年，生物柴油产量将占全国运输柴油消费总量的5，达到610万吨。为帮助降低生产先进生物

8、燃料的成本，并使相关技术达到商业化，2007年美国将其能源部生物质能研究经费增加65，总数达1.5亿美元10。2.2欧洲欧洲主要国家的生物质能源开发利用均以丰富的森林资源为基础，具有政府重视、起步较早、以市场运作和龙头企业带动为主等特点，主要利用形式有供暖、发电和生物柴油等3种，其中以供暖为主11。芬兰生物质能源提供方式以建立燃烧站为主，较小规模的燃烧站仅提供暖气，大型燃烧站则同时提供暖气和电力，全国年能源总消耗4000亿kWh，其中810亿kWh由生物质能源提供，占20。瑞典利用无工业价值的木材采用热电联合装置产热和供电，其联合汽化（BIG-CC）工艺处于世界领先地位。生物质能源达1100亿

9、kWh。其中，330亿kWh以区域供暖的形式提供，530亿kWh供给工业，130亿kWh供给居民及服务部门，110亿kWh供应交通部门。瑞典的生物质能源利用主要实行市场化，其中颗粒燃料市场在近几年增长了100，总需求量达150万吨，总价值达2.5亿欧元11。丹麦在生物质直燃发电方面成绩显著。丹麦的BWE公司率先研究开发了秸秆生物燃烧发电技术，迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。目前，丹麦已建立了130家秸秆发电厂，使生物质成为丹麦重要的能源。德国是生物质柴油的最大生产国，德国对生物柴油的生产企业全额免除税收；自2004年起，无需标明即可在石化柴油中最多加入5的生物柴油，2007年生物柴油产

10、量达到了289万吨；然而由于德国政府取消生物柴油企业免税优惠，2008年产量出现下滑，生物柴油行业产能利用率仅为55%12。在发电方面，德国使用生物质能源发电占22，其中58以木材为燃料发电，41为沼气发电，3通过液体生物质（如生物柴油）发电等。目前，德国生物质能源发电站1兆瓦以上的有350家，有超过7万户家庭使用以木材颗粒燃料为原料的供暖机、发电机13。据预计，到2030年，德国生物质能源占年能源总消耗量的比例将达到17.4。2.3巴西巴西目前已经成为世界上最大的乙醇生产和消费国。巴西生产乙醇的原料主要是甘蔗，2005/2006年度，甘蔗产量为4.23亿吨，其中49.77用于生产乙醇；乙醇产

11、量约为128.12亿公斤，其中50.5是用于混入汽油的无水乙醇，其余则是独自作为替代汽油的含水乙醇。2008/2009年度，巴西乙醇产量达到210.9亿公斤。巴西法律规定，汽油中必须添加25的乙醇燃料，巴西国内生产的82的汽车都采用了混合燃料发动机，可以使用普通汽油也可以使用乙醇，或者两种燃料的混合物。巴西是世界上最大的乙醇出口国，其乙醇生产总量的15用于出口，主要销往美国、印度、韩国、日本、牙买加等国。2008年乙醇出口量为51.6亿公升，比2007年增长46%，主要出口市场为美国。此外，巴西还大力利用可再生资源进行发电，其中80以上的电力都是来自可持续技术，主要是水力发电（占77）。来自生

12、物质和水力发电厂的能源总量占巴西能源生产总量的4514。2.4印度印度是沼气使用历史悠久的国家，在1975年启动国家沼气开发计划（NPBO），到2008年已建沼气池450万个，为农村无电区的数十万家庭提供了炊事和照明。近期生物质压缩成型、技术气化等进展显著。气化发电主要用于水泵、磨谷机和其它小型电气设备；气化产出燃气则主要用于烟草、茶叶、食品等加工生产过程中15。3我国生物质能产业现状目前中国的生物质能产业发展初具规模，积累了一些成熟的经验，但不同的应用领域技术的成熟程度不尽相同。少数生物质能转化利用技术初步实现了产业化应用，如农村户用沼气、养殖场沼气工程和秸秆发电技术；生物质发电、生物质致密

13、成型燃料、生物质液体燃料等正进入商业化早期发展阶段；还有许多新兴生物质能技术尚处于研究阶段。3.1沼气产业我国沼气产业始于70年代，经历了两落三起，现在处于第三个高峰发展期。至2007，我国新增农村户用沼气用户482.35万户，全国已累计推广户用沼气池2650万口，年产沼气达102亿m3。比2000年增加了1802万口，年均增长速度为17.7。建设养殖场沼气工程2.66万处，总池容285万m3，年产沼气达3.56亿m316。已有大中型沼气工程3764处（见表1）17，已累计建成秸秆集中供气站734处；沼气灶具及其配套产品年生产能力已达到500万套，沼气产品基本实现了标准化生产。同时，在综合利用

14、方面，以沼气为纽带，建立了物质多层次利用、能量合理流动的高效农业生产模式。在北方推广的“四位一体”沼气生态农业模式，以及南方建立的以养殖业为龙头，以沼气为纽带，带动农作物和经济作物发展的现代农业技术“猪-沼-果”模式，对沼气、沼液、沼渣的多层次综合利用的生态农业模式，己成为农村经济的新增长点，成为了我国生物质能利用的特色。我国户用沼气技术居国际领先水平，而大中型沼气工程则起步较晚，与发达国家相比，在原料的种类广泛性、针对不同物料的沼气发酵工艺技术、微生物菌剂开发研究、规模化沼气工程的设备和装备技术、沼气发酵产品和固液残余物综合利用等方面均存在较大差距，需要进一步加强自主创新。3.2生物质液体燃

15、料我国生物液体燃料发展也取得了可观的成绩，特别是生物柴油生产以及以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。3.2.1生物柴油中国政府、研究单位和一些企业对生物柴油非常重视。“八五”和“九五”期间，开展了野生油料光皮树油的采集、酯化改性和应用试验研究；“十五”期间，科技部将野生油料植物开发和生物柴油技术发展列入国家863计划和科技攻关计划；国家“十一五”规划，2010年我国生物柴油年利用量将达200万吨。中国科技大学、江苏石油化工学院、北京化工大学、吉林省农业科学院、广州能源研究所等科研单位纷纷展开了生物柴油的研究工作，并成功利用菜籽油、大豆油、废煎炸油等为原料生产生物柴油。我国几大国营石油集团如中石油、中石化、中海油和中粮集团都设立了专门的机构研究生物柴油。除此之外，我国还涌现出正和、古杉、卓越、天冠、湖南天源等许多家生物柴油民企18，开发出自主知识产权的生物柴油生产技术和工业化试验工厂。据广州能源研究所生物柴油课题组的不完全统计调查，目前全国生物柴油生产厂家已达到69家，总生产能力为113.63万吨/年。其中，山东省的生物柴油生产企业最多，为9个，产能最大的省份为江苏省，37.32万吨/年。然而，廉价、来源稳定的原料供应不足成为了阻碍生物柴油产业发展最大的问题，2008年，许多生物柴油工厂因原料得不到供应而停产，全国生物柴油实际产量仅为30万吨左右19。为促进