生物燃料問題范文
時間：2023-11-01 17:43:34
導語：如何才能寫好一篇生物燃料問題，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
1、引言
某木制品公司使用一臺YGL-350MA型有機熱載體鍋爐作為供熱動力，由于其廠內產生了大量的木削廢料，可作為燃料使用，因此就直接采用木削作為有機熱載體鍋爐燃料，導致鍋爐熱效率十分低下，其能效問題尤為突出，造成了很大的浪費，也產生了多余的排放。根據現場測試和燃料的分析，發現鍋爐日常生產使用負荷情況下，鍋爐熱效率為43.16%，與相關法規要求的鍋爐熱效率相差很大。所以本文就現場測試數據和燃料分析，結合鍋爐結構特點，以找出燃料變化引起熱效率低下的原因，分析小型燃煤鍋爐直接使用生物質燃料引發的節能問題。
2、生物質燃料的分析與燃燒特點
所謂生物質燃料，是包括植物材料和動物廢料等有機物質在內的燃料，是最古老燃料的新名稱。通常我們說的谷殼、木削、莖狀農作物、花生殼、樹皮、鋸末等，總之是以往農業社會常用的燃料，隨著工業的發達慢慢不用而廢棄，現在卻發現這些燃料產生的污染遠遠低于現代工業的主要燃料-煤。所以這幾年出現了許多的專門用于生物質燃料的鍋爐，同時也有許多燃煤鍋爐改造成燃燒生物質燃料，但真正能充分利用燃料的實例很少。
2.1 生物質燃料的成分分析
以上某木制品公司的木削經檢測工業成分分析：收到基灰分為7.32%，收到基水分為13.32%，干燥無灰基揮發分為83.57%，收到基低位發熱量為14425kJ/kg ；另一公司使用谷殼作為燃料經檢測工業成分分析：收到基灰分為12.65%，收到基水分為12.28%，干燥無灰基揮發分為78.81%，收到基低位發熱量為13142kJ/kg。綜合長期檢測數據，各種生物質燃料的工業成分分析如表1。
根據以上成分分析可得出，生物質燃料的揮發分、H的含量高，說明其易燃燒且燃燒的速度快，能適應爐膛水冷條件高的鍋爐，同時產生的煙氣量比煤多，所以爐膛要比普通的燃煤鍋爐要大。也正因為揮發分、H的含量高，燃料時產生了大量水蒸汽，吸收了大量熱，且C含量相對較少，所以生物質燃料的低位發熱量相對較低。同樣出力的鍋爐，如燃料為生物質，其需要燃料量要比煙煤多出近一倍。
2.2 生物質燃料開發及燃燒特點
生物質燃料通俗一點說，就是農林產品的副產品，生物質燃料的利用就是一個變廢為寶的過程，生物質燃料的來源廣泛，易得，適合農產品加工行業的鍋爐使用。我國十分重視生物能源的開發和利用。生物質燃料顆粒產品在我國推廣應用還很少，我們還是直接進行燃燒為主，其燃料燃燒狀況也不容樂觀，燃料熱值利用還很低。因為生物質燃料本身被認為是廢料利用，從企業管理層到政府管理層都對其真正高效地利用不夠重視。
現在生物質燃料燃燒往往不徹底，浪費極大，主要原因是使用單位不了解生物質燃燒燃燒的特點，現分析如下：
（1）生物質燃料揮發分、H的含量高，單位重量的燃料需要氧氣量較煙煤多。
（2）生物質燃料都很輕，燃料燃燒時一般隨著煙氣一邊飄一邊燃燒，如引風過大或煙氣流程短，可能燃料會在尾部煙道中還在燃燒，嚴重威脅引風機的運行，也造成浪費。
（3）部分生物質燃料有“爆竹”現象，出現噴火，應注意，避免燒傷。
3、燃煤鍋爐使用生物質燃料現狀
在廣大的農村，以往的我們現稱之為生物質燃料的產品都放在田間地頭燃燒，作為肥料使用，使田間到處彌曼著白煙，同時污染環境。在使用生物質燃料時，這些使用單位大部分未改造爐膛就直接使用生物質燃料，這樣燃燒時鍋爐房內往往是“烏煙瘴氣”的，燃料亂堆亂放，燃料熱值的利用很低。燃燒過程中產生的煙灰往往堵塞煙道，使鍋爐正火燃燒，產生浪費，鍋爐出力也往往不足。
4、使用生物質燃料的燃煤鍋爐熱效率簡單測試
鍋爐熱效率簡單測試是一種利用鍋爐熱反平衡的方法來測量鍋爐熱效率的方式。所謂鍋爐熱反平衡就是測量出鍋爐運行各種部位和形式的能量損失，扣除這些能量損失的百分比，得出鍋爐熱效率。這種方法能更好檢測出鍋爐運行過程中能量浪費的重點所在，能夠通過檢測、分析，能抓住解決鍋爐能效問題的關鍵，從而因地置宜的提出解決方案。
5、燃煤鍋爐使用生物質燃料提高鍋爐熱效率的建議
根據以上能量損失檢測，目前大部分使用生物質燃料的燃煤鍋爐主要能效問題是：（1）排煙溫度很高，一般會達到400℃以上，主要生物質燃料在尾部煙管內繼續燃燒引起的；（2）氣體未完全燃燒熱損失高，尾部煙氣CO含量高，由于燃料的飛動易使局部氧氣供應缺少，使氣體未完全燃燒；（3）固體未完全燃燒熱損失高，也是因為燃料的飛動并燃燒，有的未完全燃燒就進入煙囪。相對這些問題提出以下鍋爐改造建議：（1）嚴格控制風量及爐膛負壓，降低煙氣流動速度，降低燃料飄動速度；（2）擴大爐膛體積，才能增加燃料量，使之出力不會因使用生物質燃料而明顯下降，拆除所有爐拱，生物質易點燃，爐拱作用不大，而且灰渣很少，也可降低爐排高度；（3）在爐膛出口處增加二次風，阻擋大量燃料飛走，并增加煙路中氧含量使燃燒能順利進行。
6、結束語
隨著生物質燃料的廣泛應用使，用生物質燃料的燃煤鍋爐的改選工作已顯得尤為重要，生物質燃料的產業化也將形成，它有益于我國現行的能源利用結構，有益于節能降耗的基本國策。
參考文獻：
[1] 孫達衛，賈連發，張宏偉. 鍋爐的三種熱效率.廣州；曖通空調.2001.6
篇2
作為當事業主，中糧集團經歷此番重創，其籌謀已久的生物燃料戰略，也行至風口浪尖。在幾近失去非糧乙醇的最后陣地（也是唯一）后，新一波市場質疑奔襲而來，這讓寧高寧和中糧不得不重新審視，停步反思。
在過去的六七年間，中糧在生物燃料幾乎所有戰線上都發起沖擊，意欲先期搶占制高點，提前為未來的“生物質時代”劃定疆界――從過往新能源發展經驗看，寧高寧為中糧定制的大棋局，理當獲得不菲回報。
盡管戰略大膽、愿景誘人、技術可行、團隊堪戰，執行層面的技術細節亦可圈可點，但受限于多變的政策墻，中糧不得不疲于奔命，苦心構建的生物燃料產業鏈，已是一片項目衰微。
歷經玉米、薯類、甜高粱等多種原料項目的挫敗，如今中糧生物燃料重心已押寶纖維素，它能拯救中糧的燃料夢想嗎？
生物大鱷
寧高寧對行業有著近乎固執的領先情結。他對企業部門有一個要求，無論是做什么領域，都一定要做到前三名，否則就要從集團中除名。
“做生物燃料這個業務，符合公司有限多元化的戰略。生化能源事業部在集團內是比較特殊的一個部門，做的是扎扎實實的實業，這可以更好地抗御風險。”中糧一位負責人向《能源》記者解釋道。
有限多元化與行業前三，這給中糧的生物燃料戰略定下了發展基調。
2005年，剛從華潤調任不久的寧高寧，“借著酒勁”給老東家打了電話，希望能借道華潤進入生物燃料產業。之后雙方一拍即合，到2006年初，中糧完成了對黑龍江華潤酒精廠（中糧肇東）和華潤生化的收購。
有了這個基礎，寧高寧沒有遲疑，以當時華潤酒精和華潤生化人馬為班底，成立了中糧生化能源事業部。而這個4000多員工的部門成為了日后中糧在生物燃料戰場上攻城拔寨的利器。
隨后，擅長資本運作的寧高寧虎口拔牙，閃電收購吉林乙醇和豐原生化（中原生化）部分股權成功。至此，四大定點企業已三入其甕，一個生物帝國雛形初現。
在2007年初中糧控股籌劃在港上市時，在招股書中濃墨重彩地突出了生物燃料的戰略規劃：規劃上市所得款項22億港元中，19億港元用來推進該戰略，建立黑龍江、廣西、河北、遼寧、湖北五個基地，將中糧控股的燃料乙醇生產能力由2006年的18萬噸，提升到2008年108萬噸，最終成為中國領先的燃料乙醇供應商。
而在之前的2006年，中糧集團已經動用大量人力物力完成了對全國原料產地普查，并和內蒙古、山東等多個各地政府簽訂了燃料乙醇投資協議。
如果這個布局最終成功，加上之前位于安徽的豐原生化，中糧就控制了東北、華北、華中、華南全國各個地區的原料生產區域。在寧高寧的運籌下，僅兩年時間，中糧的生物燃料帝國已經悄然成型。
但一場突如其來的輿論讓中糧狂飆的生物步伐驟然終止。2006年至2007年間，在經過“與民爭糧”、“與糧爭地”的全民糧食大討論后，即便是最樂觀的執行者，也嗅到了這場寒冬的災難氣息。
中國政府出于對糧食安全的擔憂，本為解決陳化糧問題而誕生的生物燃料項目被決策層迅速收緊：項目審批權上調、嚴格控制企業生產規模。遷延至2007年6月，以玉米等為原料的燃料乙醇項目被徹底叫停。受此波折，除中糧北海木薯項目外，非糧燃料乙醇項目也再未被審核通過。
轉戰纖維素
折戟北海早有端倪。由于原料木薯種植分散、效率不高，而大量的需求導致了廣西木薯市場出現巨大波動：農民惜售、市場炒作、價格一路狂飆。盡管采取了包括與農民簽訂長期收購協定、向國外進口木薯等一系列措施，但是中糧最終依然未能避免原料價格暴漲、市場供應嚴重不足的問題。
“原料收購成本大漲，種植結構不合理，缺乏相應的銷售渠道，并且技術還不是很成熟，政策不明確等都是非糧燃料乙醇需要面對的問題。”中投顧問新能源行業研究員沈宏文分析道。
此后，通過一系列公關，盡管當時國家能源局專門赴廣西進行調研并制定解決方案，但是企業元氣已經大傷。“我們現在的木薯項目只能維持三成的銷量。”中糧人士坦承道。
如今回頭再檢討中糧的生物燃料戰略時，在政策逆轉之外，最大漏子應是中糧本身在原料生產線上的布局。
彼時，除內蒙古赤峰為玉米原料生產線和山東甜高粱項目外，包括廣西、河北、湖北、遼寧等地均以薯類為原料，此后，糧食被禁、非糧受限，同屬1.5代的薯類與甜高粱，卻因上述各種問題，至今未能打開局面。
若沿著既定目標前行，中糧必須修正原料類別。
“目前的趨勢是國家對第一代糧食原料燃料乙醇的補貼在逐步減少。”中糧人士說，“這是一個政策導向問題。對于非糧燃料乙醇，比如說木薯和纖維素等項目，有無政策支持就很重要。”
所以，當以玉米為原料的一代燃料乙醇技術正從國家戰略層面消失，以木薯為原料的1.5代的燃料乙醇生產線也不是那么受“待見”時，被廣泛看好，沒有了所謂的“爭糧”“爭地”質疑的纖維素燃料乙醇項目成為主要陣地也就理所當然了。
2011年5月，消息稱中糧燃料乙醇二代技術纖維素項目取得突破，和中海油一道，中糧與英國TMO可再生能源公司將在2012年前建設真正的年產量可以達到萬噸級的“商業項目”。
事實上，早在2006年，中糧便與丹麥諾維信公司簽訂了6年的排他性合作開發纖維素燃料乙醇協議，此后消息不斷，卻迄今尚無整體布局的突破。
一位中糧人士告訴記者，纖維素項目經過5年的發展，已經取得了不少成績，在技術層面，正逐漸地解決前進道路上的每一項障礙，“但是目前最大的問題不是技術，而是什么時候可以取得生產許可，這個才是關鍵。”
“相對于風能和太陽能而言，生物燃料確實稍微復雜一點。但是，這不是不進行的理由。通過推動燃料乙醇項目，我們不僅可以很大程度上緩解能源壓力，而且還能帶動相關產業，推動三農發展。相關政策不足導致了今天的局面。”清華大學李十中教授談到這個問題，顯得痛心疾首，“國家一定要制定相關政策支持產業發展。”
篇3
生物質能的分類及其發展
生物質包括植物光合作用直接或間接轉化產生的所有產物，從這個概念出發，生物質能就是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質主要有4類：農作物秸稈及其他殘余物、林產品和木材加工殘余物、動物糞便、能源植物。但是，從作為可以產生能源的資源角度看，城市和工業有機廢棄物和有機廢水也是生物質能資源。
生物質能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性等特點。根據技術手段可分為直接燃燒技術、熱化學轉換技術、生物轉換技術、液化技術和有機垃圾處理技術等。依據這些技術手段，生物質能可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。
直接燃燒和發電
直接燃燒發電的過程是：生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒后，得到的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產生出的高溫高壓蒸氣在蒸汽輪機中膨脹做功發電。
直接燃燒是使用最廣泛的生物質能源轉化方式，技術成熟。在發達國家，生物質直接燃燒發電站可再生能源發電量的70％。與燃煤發電相比，生物質直接燃燒發電的規模較小，鍋爐負荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系統發電效率大多為20％～30％。目前，美國生物質發電裝機容量已達10500兆瓦，70％為生物質一煤混合燃燒工藝，單機容量10兆瓦～30兆瓦，發電成本3～6美分／千瓦時，預計到2015年，裝機容量將達16300兆瓦。
國外生物質直接燃燒發電技術已基本成熟，進入推廣應用階段。該技術規模效率較高，單位投資也較合理，但它要求生物質資源集中，數量巨大，如果考慮生物質大規模收集或運輸的支出，則成本較高，比較適合現代化大農場或大型加工廠的廢物處理等，不適合生物質較分散的發展中國家。我國目前農業現代化程度較低，生物質分布分散，采用大規模直接燃燒發電技術有一定困難。
生物質氣化及發電
生物質氣化的基本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質原料加熱，使較高分子量的有機化合物裂解為低分子量的CO、CH4等可燃氣體。轉化過程的氣化劑有空氣、氧氣、水蒸氣等，但以空氣為主。氣化原料是農作物秸稈或林產加工廢棄物。生物質氣化產出氣的熱值根據氣化劑的不同存在很大差異，當以空氣為氣化劑時，產出氣的熱值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之間，該氣體可以作為農村居民的生活能源，也可以通過內燃機發電機組發電。
生物質氣化發電技術在國際上已受到廣泛重視。國外小型固定床生物質氣化發電已商業化，容量為60千瓦～240千瓦，氣化效率70％，發電效率為20％，以印度農村地區的應用比較成功。發達國家如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等，比較關注的是生物質氣化聯合循環發電技術(BIGCC)。該技術的系統效率可達40％，有可能成為生物質能轉化的主導技術之一。這一技術存在的問題是單位投資額非常高，并且技術穩定性不夠。
我國有著良好的生物質氣化發電基礎，在上世紀60年代就開發了60千瓦的谷殼氣化發電系統。目前已開發出多種固定床和流化床小型氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料，生產燃料氣，主要用于村鎮級集中供氣。
生物質致密(壓縮)成型燃料技術
將生物質粉碎至一定的粒度，不添加粘接劑，在高壓條件下，可以得到具有一定形狀的固體燃料。成型燃料可再進一步炭化制成木炭。根據擠壓過程是否加熱，生物質致密(壓縮)成型燃料有加熱成型和常溫成型兩種；根據最后成型的燃料形狀可以分為棒狀燃料、顆粒燃料和塊狀燃料三種。生物質致密(壓縮)成型技術解決了生物質能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點，提高了使用效率。
成型燃料在國外很受重視，開始研究時的著眼點以代替化石能源為目標。上世紀90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領域大量應用生物質致密成型燃料。后來，以丹麥為首開展了規模化利用的研究工作。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質致密成型燃料發電廠。隨后，瑞典、德國、奧地利先后開展了利用生物質致密成型燃料發電和作為鍋爐燃料等的研究。美國也已經在25個州興建了樹皮成型燃料加工廠，每天生產的燃料超過300噸。但生物質成型燃料仍以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發展最快。
我國生物質成型燃料技術基礎好，設備水平與世界先進水平差別不很大，不足的是我國成型燃料的應用水平還不高。
沼氣技術
有機物在厭氧及其他適宜條件下，經過微生物分解代謝，產生以甲烷為主要氣體的混合氣體，即沼氣。一般沼氣中甲烷含量為50％～70％，每立方米沼氣的熱值為17900千焦～25100千焦。生產沼氣的原料可以是高濃度的有機廢水，也可以是畜禽糞便、有機垃圾和農作物秸稈等。
在發達國家，主要發展厭氧技術處理畜禽糞便和高濃度有機廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國等發達國家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。美國、英國、意大利等發達國家的沼氣技術主要用于處理垃圾。美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，日產26萬立方米沼氣，用于發電、回收肥料，效益可觀，預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18兆瓦，今后10年內還將投資1.5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發電廠。
在發展中國家，沼氣池技術主要使用農作物秸稈和畜禽糞便生產沼氣作為生活炊事燃料，如印度和中國的家用沼氣池。同時，印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程和處理禽畜糞便的應用示范工程。我國是利用生物質生產沼氣最多的國家。
燃料乙醇
生物質可以通過生物轉化的方法生產乙醇。目前在生物能源產品產業規模方面，發展最快的就是燃料乙醇。生產燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三種，燃料乙醇的消耗量已超過世界乙醇產量的60％以上。
巴西是世界上最早利用甘蔗生產燃料乙醇的國家。以甘蔗為原料，工藝相對簡單，既節能又節省投資，生產成本較低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生產廠，年產燃料乙醇1200萬噸，有1550萬輛汽車以乙醇汽油作為燃料。
美國從上世紀70年代末開始用玉米生產燃料乙醇，到2005
年產量已經超過1200萬噸。盡管目前乙醇的生產成本較高，但在美國，玉米燃料乙醇已成為一種成熟的石油替代品。
我國從2002年開始用陳化糧生產燃料乙醇，生產規模達102萬噸，主要以玉米和小麥為原料。其背景是在1996年～1999年連續4年糧食總產量穩定5億噸左右，糧食供過于求，糧食階段性過剩并出現大量積壓的情況下提出的。實踐證明，糧食燃料乙醇生產技術成熟、工藝完善，是目前比較現實的石油替代燃料。
但面對我國人多地少的實際，大規模推廣應用糧食燃料乙醇顯然存在著原料供應的瓶頸問題，長遠來說必須開發非糧食為原料的乙醇燃料。“十五”期間，國家開展了非糧食能源作物――甜高粱培育等關鍵技術的研究與開發，包括利用甜高粱莖稈汁液和纖維素廢棄物等生物質制取乙醇的技術工藝。對第一種技術工藝，我國初步具備了規模化開發的基礎，但纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術還存在技術不成熟、諸多關鍵技術尚未解決等問題。
生物柴油
生物柴油是利用動植物油脂生產的一種脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各種廢棄的動植物，也可以是含油量比較高的油料植物。實踐證明，生物柴油不僅具有良好的燃燒性能，還有良好的理化特性和動力特性。
國外通常采用大豆和油菜籽生產生物柴油，但成本稍高。為降低成本，一些國家開始用廢棄食用油和專門的木本油料植物生產生物柴油。目前，生物柴油在歐盟已經大量使用，進入商業化發展階段。2004年歐盟生物柴油產量為224萬噸，并計劃到2010年達到800萬噸～1000萬噸。
我國人多地少，發展生物柴油只能靠非食用油料資源。因此，我國目前生產生物柴油的原料主要是餐飲廢油、工業廢油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下腳料等。利用這些原料既回收利用了資源，又解決了環境污染問題。我國生物柴油的生產起步晚，但發展較快。目前已有30多家生物柴油生產廠。
除了上述生物質能利用技術外，還有生物制氫技術、熱裂解技術等，基本處于研究階段。
我國發展生物質能的必要性
開發生物質能具有能源與環境雙重效益，有可能成為未來可持續發展能源系統的主要能源之一。因此，許多國家都高度重視生物質能源開發，并制定了相應的開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的乙醇能源發展計劃等。聯合國開發計劃署(UNDP)、歐盟和美國(DOE)的可再生能源開發計劃中也都把生物質能列為重點發展方向。
目前，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據估算，地球陸地每年生產1000億噸～1250億噸干生物質；海洋年生產500億噸干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的10倍。
我國的生物質資源也相當豐富。目前我國生物質能年獲得量達到3.14億噸標準煤，到2050年資源潛力可達到9.04億噸標煤且潛力巨大。
根據發達國家的經驗可知，現今正是我國實現工業化的關鍵時期。大部分發達國家在此期間(此時人均GDP在3000美元左右)都經歷了人均能源、資源消費量快速增長和能源、資源結構快速變化的過程。這對能源安全等問題提出了更高的要求。據預測，2020年中國一次能源的需求為25億噸～33億噸標準煤，最少將是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估計將在50億噸標準煤左右。根據我國現在的能源需求增長趨勢推算，到2020年，我國僅石油的缺口就將達1.3億噸～1.5億噸。能源供應不足問題已成為我國經濟社會發展的主要矛盾之一。因此，要從根本上解決我國能源供應不足的問題，必須實施多元化能源發展戰略，積極開發生物質能源是出路之一。
從保護環境角度看，我國SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量僅次于美國居第二位。2006年，SO2排放量達2550萬噸，其中約85％是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的1／3。SO2和酸雨造成的經濟損失約占GDP的2％。生物質能屬于清潔能源，生物質中有害物質(硫和灰分等)的含量僅為中質煙煤的1／10左右。同時，生物質二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環，其能源利用可實現二氧化碳零排放，擴大生物質能利用是減排CO2,最重要的途徑。
另外，生物質一直是我國農村的主要能源之一。因地制宜開展生物質能利用技術及產品的研究、推廣和使用，可以把農民從煙熏火燎中徹底解放出來，既節約資源，又可以改善農民的居住環境，減少水土流失，提高其生活水平。
我國發展生物質能存在的問題
篇4
一、多能互補的必要性
數據顯示，我國60％左右農村人口仍然靠傳統的秸桿和薪材等解決能源問題。全國農村每年直接消耗的各種能源相當于5.6億噸標準煤，占全國總能耗的一半左右。發展新能源已成為改變農村能源使用結構，減少環境污染以及促進農村社會和諧發展的重要手段。然而，農村新能源到底該向何發展，發展中要解決哪些問題?
農村新能源主要包括沼氣、太陽能、風力發電、微小水電、生物質能這幾個方面。現階段農村能源應該多種形式并存，不同的地區應根據自身的特點，確定適合當地經濟發展水平的發展方向和發展重點。
在談到農村新能源利用時，國務院發展研究中心研究員周宏春教授提出了“四位一體”和“五配套”的概念。“四位一體”，就是以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，將種植業和養殖業結合起來，在全封閉條件下將沼氣池、豬禽舍、廁所和日光溫室等一體化。
“這樣既解決農村的能源供應，改善農民衛生和生活環境，又可以減少農作物和蔬菜生長中農藥化肥的使用量，提高食品品質和食品安全。”“五配套”模式，是建一個沼氣池、一個果園、一個暖圈、一個蓄水窖和一個看營房，實行人廁、沼氣、豬圈三結合的立體養殖和多種經營系統。
農村新能源代表著未來能源利用的方向，發展前景是很好的。但是，一些地區受技術水平制約，影響了農村新能源技術的推廣使用。此外，隨著農村養殖戶的減少，沼氣的替代能源問題也是需要考慮的。拿沼氣發展來說，要跳出為沼氣而建沼氣池的單純觀念，將推廣沼氣與養殖、種植相結合，打造“養殖一沼氣一種植”的模式，促進經濟增長方式的轉變，達到“三沼(氣、渣、液)”綜合利用，增加農民收入的目標。
總之，農村能源的發展應堅持“因地制宜，多能互補，綜合利用，講求效益”。“特別是要重視發展生物質能技術及其產業。”農村能源行業協會會長朱明強調說。具體來說，就是大力發展以秸稈、稻草等這些原料豐富、取材容易的生物質能，以及清潔的太陽能、風能、微水電等可再生能源，同時通過改革爐具等措施提高能源利用效率，以實現農村地區社會經濟的可持續發展。
國家發展改革委副主任解振華表示，未來我國將有序推進以秸稈為主要原料的生物質能源。為緩解資源能源約束，發展循環經濟，保護環境，應對氣候變化，我國將大力推動農作物秸稈在農業領域的循環利用，積極發展以秸稈為原料的加工業，有序發展以秸稈為原料的生物質能源。
二、生物質產業和技術在各國的發展概況
生物質產業已受到了國際社會的廣泛關注，許多國家制定了促進生物質產業發展的相關政策，并投入了大量的資金用于研究開發和推廣應用。由于生物質能作為可再生能源僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源，因此它在整個能源系統中占有重要的地位。近些年來，開發利用生物質能成為當前國內外廣泛關注的重大課題，既涉及農業和農村經濟發展，又關系到國家的能源安全。作為經濟快速發展的中國，大力開發新型可再生能源已經是國家發展的重要戰略，因此開發利用生物質能這一課題，有利于中國開拓新能源，并且能夠緩解能源供需矛盾，也是解決“三農”問題，保證社會經濟持續性發展的重要任務。
生物質能的利用分為兩種：直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農林廢棄物及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440～1800億噸(干重)，其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3～8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當薪柴使用，效率低。影響生態環境。
現代生物質產業是利用農作物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等可再生或循環的有機物質為原料，通過TA性加工轉化生產化工產品、生物質燃料和生物能源以及生物質產品的一個格外引人關注的新興產業。生物質既是可再生能源，也能生產出上千種的化工產品，且因其主要成分為碳水化合物，在生產及使用過程中與環境友好、又勝石油能源一籌。
目前我國的秸稈產出量已超過7億噸，折合成標煤約為3.5億噸，相當于7個神東煤田，全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳，相當于2007年全國二氧化碳排放量的1／8。隨著國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80％的行動目標，我國秸稈資源化駛入快車道。以“秸稈能源”為代表的生物質能利用，在大力發展低碳經濟的背景下，進入人們的視野。
目前。世界上較為成熟、可規模化開發利用的生物質技術主要集中在發電、固化成型燃料、沼氣和液體燃料等方面。其中，生物質發電在發達國家已受到廣泛重視，2005年全世界生物質發電的裝機容量約達5000萬千瓦，主要集中在北歐和美國。
生物質固化成型燃料在發達國家通常用來替代煤、燃氣等作為民用燃料進行炊事、取暖，或用于區域供熱和發電等。美國和歐洲一些國家的生物質成型燃料產品已進入商業化階段，并相應開發了專用爐具；泰國、印度、越南、菲律賓等國也建成了一些生物質成型燃料生產廠，逐漸進入了規模化生產階段。
沼氣技術已經在有些國家普遍應用，歐洲和印度等地已建設了大量的戶用沼氣和大中型沼氣工程。截至到2003年底，德國的大中型沼氣工程總數已超過3000個，大多采用以畜禽糞便和秸稈為主要原料的厭氧消化工藝，機械化和自動化程度很高，生產出來的沼氣主要用于發電。
生物液體燃料已實現規模化生產和應用。2005年，全世界生物燃料乙醇的總產量約為3000萬噸，主要集中在巴西和美國；生物柴油總產量約220萬噸，主要集中在德國。巴西以甘蔗為原料生產燃料乙醇，2005年的消費量為1200萬噸，替代了當年汽油消費量的45％；美國主要利用耕地多、產量大的玉米為原料，同時積極發展纖維素制取燃料乙醇技術。歐盟對生物燃料也很重視。主要以大豆、油菜籽和回收的動植物廢油等為原料生產柴油，2005年原歐盟15個成員國年產量約200萬噸，占世界總產量的90％，其中德國年產量約為150萬噸。
三、中國生物質產業的發展情況
中國農業生物質資源主要有農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工業副產品和能源作物等，資源豐富，產業發展潛力巨大。農業生物質具有資源種類多，分布范圍廣的特點，可轉化為電力、燃氣和液體燃料等多種商品位能源。
一直致力于生物質能研究的中國農業大學石元春院士認為，以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。在當今發展清潔能源應對全球氣候變暖的大形勢下，秸稈迎來了 一個發展現代能源產業的重大機遇。
根據最新資料和有關專家預測，我國秸稈目前的用途是：還田15％，飼料16％，工業原料3％，薪柴50％和露地焚燒16％。也就是說，目前秸稈中的66％，約6_7億噸是用于能源的，具有替代2.4億噸標煤和減排5.8億噸二氧化碳的能力。
秸稈還田、秸稈飼料、工業原料和薪柴的利用屬于傳統產業提升，而以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。據了解，秸稈能源在歐洲發展已經有30多年，特別是北歐的丹麥和瑞典，秸稈發電和顆粒燃料的技術成熟度和商業化程度最高。
1、農作物秸稈
2004年我國小麥、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯類、油料等主要農作物產量達4.69億噸，秸稈產量約為5.96億噸。預計到2020年我國主要作物的秸稈總量將達到8億噸左右。其中，約有50％左右農作物秸稈用作農村居民生活用能，由于采用傳統的燃燒方式，效率低下；我國以甘蔗渣及稻殼發電為應用方式的生物質燃燒發電已得到初步應用，總裝機容量達800兆瓦；固化成型燃料技術已初步形成了研究、開發和應用同步推進的良好勢頭；以秸稈過腹還田、粉碎還田和生產有機肥還田的技術已形成一定應用規模；以秸稈為主要原料生產生物質材料的技術研究已經起步。
目前我國秸稈能源化主要有直接作為農村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發電這幾個途徑。其中秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料和秸稈發電已經在不少地方進行了探索和推廣。
發展秸稈顆料燃料產業前景廣闊。中國現年消費煤炭26億噸，其中中小鍋爐用約10億噸，是溫室氣體排放大戶，如果采用秸稈顆粒燃料替代，減排效益不可低估。
在中國，截至2007年底，核準的生物質直燃發電項目約百個，裝機容量2500兆瓦，建成投交并網發電的項目總裝機容量400兆瓦以上。截至2008年底，中國國能生物質發電集團已有10個30兆瓦和7個12兆瓦的生物質電站正在運營，其中單縣電站裝機容量30兆瓦，年發電2.2億千瓦時，可替代8.7萬噸標煤的燃煤，減排18萬噸二氧化碳，農民年新增收入6000萬元和獲得1000多個工作崗位。秸稈直燃發電的技術和設備已經可以全部自主與國產。
秸稈能源產業還將為農民帶來增收的機會。以每噸秸稈農民可獲250至300元算，全國4億噸能源用秸稈就能獲得1000億至1200億元。計劃2012年達40億元。此外，農村的能源中，由煙熏火燎燒薪柴到燒顆粒燃料，能效可以提高2～3倍，能源消費質量也將顯著提高。
2、能源作物
能源作物指經專門種植，用以作為能源原料的草本和木本植物，如甜高粱、甘蔗、木薯以及油菜等。全國未利用土地總面積為24508.79萬公頃，其中有6020.56萬公頃土地資源可供能源作物的開發種植。另外，每年還有約900萬公頃不同類型的季節性農閑地，可以種植能源作物。
3、生物液體燃料
我國已建設了以陳化糧為原料生產燃料乙醇的示范工程，分別在6省市進行示范，燃料乙醇年生產能力已達102萬噸。在非糧食作物生產燃料乙醇方面也取得了一定進展，已培育出適應鹽堿地種植的“醇甜系列”雜交甜高粱品種，并建成了產業化示范基地；培育并引進了多個優良木薯品種，平均畝產超過3噸；育成了一批能源甘蔗新品系和能、糖兼用型甘蔗品種，并篩選出了適合甘蔗清汁發酵的菌株和活性干酵母菌株。
此外，我國已對利用菜籽油、棉籽油、烏桕油、木油、茶油和地溝油等原料生產生物柴油的技術開展了研究，目前已有年產10萬噸生物柴油的生產能力。我國在雙低油菜與雜種優勢利用的結合上已達到國際先進水平：在油菜、油葵等主要作物上已開發出高含油量品種，含油量高達51.6％；為了不與食用油和工業用油爭原料，還開發了利用麻瘋樹果實、黃連木籽等能源作物生產生物柴油的技術，初步具備了商業化發展的條件；在利用季節性農閑地種植油菜生產生物柴油方面具有很大潛力。
四、生物質產業在中國未來的前景
以生物質為原料生產綠色能源和環境友好產品是人類實現可持續發展的必由之路，已成為世界科技領域的前沿。隨著經濟的發展和社會的進步，世界各國將會更加重視環境保護和全球氣候變化問題，通過制定新的能源發展戰略、法規和政策，進一步加快生物質產業的發展。
從目前生物質的資源狀況和技術發展水平看，今后發展的主要趨勢是發電、供熱、生產液體燃料和生物質材料等。最近20多年來，生物質技術發展很快，產業規模、經濟性和市場化程度逐年提高，預計在2010～2020年間，大多數生物質技術可形成較強的市場競爭力，在2020年以后將會有更快的發展，并逐步成為主導產業。
生物質產業正成為朝陽產業。在中國發展生物質產業具有深遠的意義，不僅有利于解決資源、能源短缺和環境污染問題，更是解決好“三農問題”、加快社會主義新農村建設的戰略舉措。中國政府高度重視生物質產業的發展。已經研究制定了一系列促進生物質產業發展的相關政策。
加強生物質技術研究與工程集成，在固化成型、燃燒、沼氣、燃料乙醇、生物質材料等方面的關鍵技術研究和裝備開發方面取得突破性進展，創新一批具有自主知識產權的技術和產品；推廣一批先進的生物質工程技術；建成一批生物質產業化示范工程；開展我國農業生物質資源現狀調查，初步查清我國生物質資源的擁有量和分布情況，建立生物質資源數據庫，促進我國農業生物質產業的形成與發展。
全面推進生物質工程科技創新，在生物質能源轉化和材料利用等方面達到國際先進水平，部分技術達到國際領先水平，增強我國農業生物質產業的國際競爭力。提高生物質能和產品在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題；基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。
以科學發展觀為統領，以國家目標和市場需求為導向，針對我國生物質產業發展的關鍵環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發為切入點，通過技術研究、集成和重點突破，創新生物質工程技術，加快生物質科研成果轉化，促進生物質產業化進程，為建設社會主義新農村、為提高國家能源保障能力、為全面實現資源節約型和環境友好型社會建設目標提供重要的科技和產業支撐。
我國政府及有關部門已連續在四個國家五年計劃將生物質能利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質能利用技術的研究與開發，如戶用沼氣池、節柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質壓塊成型、氣化與氣化發電、生物質液體燃料等，取得了多項優秀成果。《可再生能源法》的和實施表明中國政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質能在現代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優惠支持，“農林生物質工程”也已經成為“十一五”國家科技支撐計劃重大項目。
對國際上生物質產業發展趨勢和中國生物質產業發展現狀，以及需要解決的緊迫問題與薄弱環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發，增強我國農業生物質產業的競爭力，提高生物質能和在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題，基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。雖說生物質產業是世界發展和新興的朝陽產業。但其當前成本與價格尚難與石油基產品競爭。
利用取之不盡，用之不竭的農林生物質生產材料和石油化工產品是綠色化學的重要研究方向。
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自20世紀中期以來，石油成為世界上最重要的能源物資。石油危機給世界經濟發展投下了濃重的陰影，可再生能源發展成為大趨勢。此外，汽車尾氣對環境的污染也日益嚴重，成為人類共同面對的一大難題。生物質能源原料來源廣、可大規模開發、廉價和清潔的屬性，使之成為世界各國新能源競相發展的戰略首選。我國是世界生物質資源大國，加快先進生物燃料技術產業化及高值化綜合利用，是加快新能源發展、緩解化石能源危機、減少PM2.5和溫室氣體排放、提高農業資源綜合利用率的核心與關鍵。
世界許多國家都成立了專門的生物能源開發管理機構，制定了相應的開發研究計劃，美國的國家生物質能管理辦公室及其“能源農場計劃”、“乙醇發展計劃”，巴西的國家生物質能委員會及“燃料乙醇和生物柴油計劃”，印度的國家生物燃料發展委員會及“綠色能源”工程，以及法國政府的“生物質發展計劃”，日本政府的“新陽光計劃”等等，這一系列大量積極務實的戰略舉措與激勵政策，加快了世界生物質能源產業技術的發展，并產生了重大社會效益和經濟效益。據國際能源署（IEA）的最新統計，目前，全球開發利用的生物質能源已占新能源的77%以上，其中，生物質液態與氣態能源占生物質能源利用總量的60%以上，而且這一比例還在加速攀升。
作為生物能源的主力軍，燃料乙醇具有無可替代的優勢――使用方便，不需要改造現有汽車。添加10%的燃料乙醇到汽油中，可以減少汽車尾氣CO排放量的30%，烴類排放量的40%，同時減少CO2和氮氧化合物的排放。因此，燃料乙醇在許多國家得到了大力發展。
燃料乙醇生產推廣歷程
巴西、美國走在了世界燃料乙醇生產推廣的前列，全球大部分的燃料乙醇是這兩國生產的。中國、歐盟、加拿大、澳大利亞、中南美洲等國家和地區緊隨其后開始了燃料乙醇的生產和推廣。全球燃料乙醇年產量從1970年代的數十萬噸急速增長到了近7 000萬噸（2013年，見表1），推廣區域從巴西、美國發展到美、歐、亞、非、大洋各大洲。
表1 2013年燃料乙醇產量（美國農業部） 單位：萬噸
1.中南美洲
巴西早在20世紀70年代就開始生產、推廣燃料乙醇，是目前世界上唯一不供應純汽油的國家，也是世界上最早推廣使用燃料乙醇的國家。1977年巴西開始使用E20汽油（含乙醇20%），1980年研制出使用含水乙醇的汽車發動機，所用燃料乙醇含水量達7.8%，目前，巴西全國有超過250萬輛汽車是由使用含水乙醇發動機驅動的，另有1 550萬輛車使用含乙醇22%～100%的E22乙醇汽油。
目前，巴西車用燃油的主要國家標準除柴油外僅有兩項，一是Gasolina-E22，即22%燃料乙醇+78%汽油;另一是Ethanol-E100，即93%燃料乙醇+7%水。靈活燃料車主可以自由選擇E22和E100的混配比例。政府主要職責是根據甘蔗收成和市場需求確定當年酒精與汽油的混配比例，即在糖價走高時，適當降低乙醇混配比例，反之，則提高比例。這也是政府自1998年開始規定，酒精汽油混配比例從按22%強制性混配調整為可根據酒精的供給情況在22%～25%進行混配的重要原因。2013年，巴西生產燃料乙醇1 872萬噸，占全球產量的26.75%。
秘魯2013年產乙醇約18.9萬噸，消費6.7萬噸。立法規定自2010年起，汽油中必須混配7.8%的生物乙醇。墨西哥、哥倫比亞等國計劃推廣E10乙醇汽油，阿根廷計劃使用E15乙醇汽油。
2.北美洲
美國是第一大燃料乙醇生產國，2013年產量達3 972萬噸，占全球產量的56.77%。在糧食主產區的幾個州強制推廣E15，其他地區強制推廣E10/E85供消費者自由選擇。
1979年，第二次石油危機爆發，美國國會為保障國家能源安全考慮，出邦政府燃料乙醇發展計劃，大力推廣含10%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇產量因此從1979年的3萬噸快速增長至1990年的260萬噸。1990年，美國國會通過《清潔空氣法修正案》規定，1992年開始39個一氧化碳超標地區強制采用10%的乙醇混合汽油。1995年開始9個臭氧超標地區強制使用5.7%的乙醇混合汽油。環保要求的提高為陷入低油價泥潭的美國燃料乙醇行業注入了活力。2007年，美國《能源獨立及安全法案》獲得通過，其中具體規定了未來15年中燃料乙醇的強制使用標準，到2015年美國一半以上的新車將使用含85%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇再次迎來了一輪高速增長，2010年燃料乙醇產量達3 500萬噸。根據美國能源部公布的資料可以看出，近年來美國燃料乙醇的生產與使用獲得迅猛發展：1993年年產量突破38億升，2002年突破76億升也用了10年時間，2004年則超過了114億升。根據美國能源部的計劃，到2025年可再生物質生產的生物燃料將代替從中東進口的石油的75%，到2030年將用生物燃料代替現在汽油使用量的30%，屆時將需要燃料乙醇2 280億升（1.8億噸左右）。
加拿大已形成規模生產，并正逐步推廣使用乙醇汽油。其各省對燃料乙醇的使用要求不同，其中安大略省已立法，要求汽油中必須含有10%的燃料乙醇，溫尼泊省也是10%，而薩斯喀則溫省要求為7.5%。
3.歐盟
近十年來，歐盟燃料乙醇產業發展極為迅速，消費量從2002年的0升/天驟增至2011年的1 300萬升/天（見表2、3）。已成為重要的燃料乙醇生產區和消費區，2013年產量達409萬噸，占全球產量的5.85%。各國推廣E5～E8乙醇汽油。
4.亞洲
我國是第三大燃料乙醇生產國，2013年產量達208萬噸，占全球產量的2.97%，在部分省市封閉推廣E10。2000年以來，我國原油對外依存度由30%上升至國際公認警戒線（50%）以上，達到58%，高于美國的53%。我國能源安全已成為不可忽視的問題（如圖1）。
在能源安全受到威脅，并且國內存在存糧需要消化的背景下，我國在2002年前后開始推廣用存糧做燃料乙醇（見表5）。
2006年以前，玉米乙醇受政策扶持率先發展，但因“與人爭糧”矛盾突出，2006年后政策轉而全面限制玉米乙醇的大規模推廣，補貼也被不斷下調，玉米乙醇產量增速因此大幅下滑。國家批準建設燃料乙醇定點的其中4家企業采用的是1代技術，由于糧食占成本的主要部分，達到70%以上，隨著糧食價格的上漲，成本進一步上升。以中糧生化為例，2011年，公司燃料乙醇生產成本為8 182元/噸，而銷售價格僅為5 657元/噸，公司完全依賴政府補貼才能維系生存。根據國家政策規劃，黑龍江等10個省區已開始燃料乙醇汽油的試點工作。從數據看，國內燃料乙醇供需仍存在一定缺口（見表4）。在玉米乙醇成本高企，政府全面限制國內糧食乙醇產能規模進一步擴張的情況下，以纖維素乙醇為代表的非糧乙醇將逐漸成為國內燃料乙醇的主要組成部分，未來市場空間較大。由于現有燃料乙醇定點資質的多為玉米乙醇企業，其產能擴張受到政策與高成本的雙重限制，實際產量增長緩慢。目前，現有試點地區內燃料乙醇需求無法被完全滿足，玉米乙醇已無法滿足《可再生能源中長期規劃》、《可再生能源“十二五”規劃》對未來我國燃料乙醇利用量大幅提升的要求。出于國家能源安全、糧食安全與企業發展的戰略考慮，燃料乙醇勢必走向大規模發展“非糧”的時代。目前，國內以糧食秸稈、玉米芯為原料的2代纖維素乙醇生產已經具備基本技術條件，山東龍力生物、中糧肇東、河南天冠和安徽豐原都已完成纖維素乙醇中試，并開始運行或建設工業化規模的生產線。同時，企業也在積極申報定點供應資質。纖維素乙醇已經燃起星星之火。
我國燃料乙醇的發展還存在很多制約因素亟待解決：
一是燃料乙醇產業的戰略定位與政策扶持力度不匹配，國家缺少統一的生物能源管理機構。本世紀初，我國已把發展可再生能源定格為國家戰略。先后出臺了《可再生能源法》《可再生能源中長期發展規劃》等鼓勵生物燃料發展的政策法規。但是我國對生物燃料規模化發展對減少PM2.5和溫室氣體排放上的作用認識和重視不夠，特別是隨著能源與環境問題的日益突出，美國、歐盟甚至東南亞都在持續加大對生物質燃料生產推廣的政策支持，而我國所出臺的鼓勵政策不配套，實施細則不完善，沒有發揮出應有的政策導向作用。特別是對1.5代生物燃料的推廣使用、2代生物燃料的技術創新、研究開發缺乏系統、連續和穩定的政策支持，從而導致生物燃料的推廣應用積極性受到影響，技術創新投入也步履維艱。2007年以糧食為原料的燃料乙醇停止審批，直到2012年又核準了2家分別以木糖渣和甜高粱為原料的共10萬噸產能，2013年核準了4家以木薯為原料的共65萬噸產能。目前，我國燃料乙醇產業發展緩慢，2015年前400萬噸規劃目標很可能落空。政策因素無疑在制約著我國生物燃料的規模化發展。缺乏統一的生物能源管理機構，具體運行中的一些細小問題解決困難。由于國家部門工作程序不一致，使燃料乙醇實際市場需求和指令性計劃的矛盾一直得不到及時解決。根據國家發改委推廣燃料乙醇的政策要求，為了確保封閉推廣區域的市場供應，燃料乙醇生產企業要根據市場的實際需求保證供給，也就是說市場需要多少燃料乙醇生產企業必須生產多少。而國家補助則是按每年年初制定的燃料乙醇計劃數執行。另外，為鼓勵和引導企業發展非糧燃料乙醇，國家出臺了一些扶持政策。由于沒有明確的認定程序，雖然天冠集團和安徽豐原分別改造了30萬和17萬噸木薯乙醇產能并通過了驗收，但是近年來兩家生產企業銷售的木薯燃料乙醇至今沒有得到應有的扶持。
二是生物燃料乙醇的功能定位和宣傳不夠，沒有體現出乙醇作為汽油品質改良劑的實質功能，使社會層面對乙醇汽油認識不足。生物燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不是簡單替代油品使用，它是優良的油品質量改良劑，它既是增氧劑，又是汽油的高辛烷值調和組分（一般汽油的辛烷值最高為97，乙醇的辛烷值為112。辛烷值為我國汽油的標號值，10%的乙醇加入量可提高汽油近3個標號）。當前我國正面臨著油品質量升級（國三到國四、國五）、降低PM2.5排放等問題，但煉油行業普遍采取的限錳、降硫，降烯烴等工藝會導致汽油辛烷值損失較大，而我國高辛烷值組分油資源本身就缺乏。乙醇中既不含硫、烯烴、芳烴，辛烷值又高，同時可以降低50%左右的PM2.5排放，是最綠色環保、安全有效、可再生的汽油辛烷值添加劑。美國、歐盟、加拿大、澳大利亞等國的實踐已經充分證明：乙醇作為高品質汽油中不可或缺的重要組分，是對MTBE為代表的傳統石化基汽油調和劑的最佳替代品（由于污染地下水問題，美國、澳大利亞等國已禁用MTBE。其中美國走了30年使用MTBE的彎路之后，又回過頭來再走乙醇代替MTBE的路子，其經驗教訓可幫助我們更正確的認識燃料乙醇）。使用乙醇作為汽油的改良劑，是對國家、環境、農民、石化企業、生物能源產業諸方有利、多家共贏的最佳選擇。
三是政策扶持力度偏低。生物能源作為具有特殊戰略性意義的新興產業，因其使用的對象是龐大的傳統能源產業，世界各國都在定價機制、財政稅收、投資金融等方面給予優惠和扶持。我國生物燃料的規模化發展正處于關鍵階段，無論是生物質資源的收儲運體系構建、產品供應鏈和市場成熟度都無法與現有的化石能源相比，但在產業政策中又得不到應有的合理的鼓勵和扶持。例如，美國給予纖維乙醇等第2代先進生物燃料以高額補助（噸纖維乙醇約2 150元RMB），我國已出臺木糖渣生產的纖維乙醇補貼政策為每噸纖維乙醇800元RMB。由于與美國政策力度差距較大，將制約我國在這一新領域長期處于競爭優勢的后續發展能力。
日本目前尚未大規模使用燃料乙醇，由于資源缺乏，目前只有含3%乙醇的汽油供應。政府計劃2020年前，50%以上汽車使用乙醇汽油，2030年所有汽車使用乙醇汽油。
印度作為發展中大國對能源問題也十分重視，其乙醇年產量在17～30億公升之間，生產原料主要是糖蜜，目前正在推廣使用含乙醇5%的乙醇汽油，每年需從巴西進口乙醇，但印度政府的目標是做到燃料乙醇自給自足，因此巴西方面預計這種進口狀況不會持續太久。
泰國政府對燃料乙醇的生產使用十分重視，擬建立年產100萬噸燃料乙醇生產能力，在全國推廣使用E10乙醇汽油。2013年6月27日，廣東中科天元新能源科技有限公司為泰國Ubon Bio Ethanol有限公司設計、建造的以干鮮木薯、糖蜜為原料日產40萬升燃料乙醇廠順利通過驗收。為了減少對石油的依賴，泰國能源部正采取多種措施，積極推廣乙醇汽油。措施包括：與知名品牌汽車廠合作，在各類現有汽車及摩托車上加裝轉換裝置;從價格等方面實行優惠，推動E85乙醇汽油（85%乙醇）的廣泛應用;與郵政部門進行試點合作，對首批200輛至300輛長途運輸汽車進行E85乙醇汽油改裝試驗;加強對民眾的宣傳，消除老百姓對使用乙醇汽油的誤解。
菲律賓2009年2月頒布新的法律：《生物燃料法案》，要求汽車燃料用汽油至少含有5%的乙醇，到2011年達10%。關于生物乙醇使用，法律明文規定本地生產的生物乙醇要高于進口生物乙醇。然而，本地生產的數量遠遠供不應求。
5.非洲
肯尼亞、烏干達、南非都在積極發展以甘蔗、甜菜為原料的燃料乙醇的生產。
6.大洋洲
澳大利亞絕大多數新的和許多較老式的汽車及輕量化商用汽車可使用E10，E10已在澳大利亞NSW、ACT和Queensland省的400個加德士加油站出售。加德士澳大利亞公司推出的Bio E-Flex燃料（E85）在一百多個大城市和地區使用，僅適用于靈活燃料汽車。
未來展望
燃料乙醇作為汽油的改良劑和可再生替代品，在石油資源日漸匱乏、環保問題日益嚴峻的形勢下成為世界性發展方向，隨著車輛保有量的快速增加，其生產、推廣規模迅速擴大的趨勢不可逆轉，1代燃料乙醇因消耗糧食而飽受爭議，未來以木薯、甜高粱、木質纖維素類生物質為原料的非糧燃料乙醇將是主要發展方向。
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一、固化技術
能量密度小是生物質能源利用上的主要問題，此問題使得生物質常占用大量空間，儲藏與運輸成本高。為了解決這個難題，生物質固化技術應運而生；在一定壓力與溫度下，將生物質原料干燥并粉碎，之后壓合成燃燒效率與燃燒性能較高的高密度規則固體，大幅度降低了儲藏與運輸費用，為生物質燃料的工業生產以及廣泛引用提供了可能。生物質固化的方式有許多種，熱壓成型技術設備成本低，工藝簡單操作方便，成為了應用最普遍的生物質固化處理手段。有以針對大豆和玉米秸稈為原料的固體燃料研究表明，用熱壓成型法處理秸稈時，在含水率10%左右，成型率較高。生物質固體燃料在使用時也會出現諸多問題，其中最為突出的是其燃燒時的結焦現象，嚴重影響了固體生物質燃料的大規模應用。現今，對固體燃料的燃燒結焦的研究還非常少，故此問題很難解決，隨著研究的深入和科技的進步生物質固體燃料的發展一定會有新的契機。
二、液化技術
生物質的液化是在高溫高升溫速率的條件下實現原料的熱裂解氣化，之后裂解氣在很短時間內冷凝獲得生物質液體油，這種生物質液體油清潔高效、綠色環保是一種優質液體燃料。生物質液體油的生產設備趨于小型，工藝較為簡單，相對其他高溫高壓工藝成本較低；然而由于對熱裂解的機理方面的研究有限，其生產效率還比較低，故至今沒能大規模應用于工業生產。生物質液態油的物理性質以及組分含量與其燃燒效率和燃燒性能密切相關，現今眾多專家學者正對生物質熱裂解液態油的物理以及化學性質開展深入研究，并開發了多種新型液化技術。在眾多新型生物質液化加工法中，基于超臨界流體卓越的擴散性與溶解性開發的超臨界液化技術效果最為顯著，但其設備成本較高，工藝復雜工業應用較為困難，但在實驗室技術的層面上受到了廣泛關注。有研究者以大豆秸稈為原料研究了其在水與乙醇超臨界體系中的液化過程，并考察了乙醇組分含量對生物質液態油轉化率的影響。實驗表明，在中等乙醇摩爾分數的條件下，產物油分含量最大。
三、氣化技術
以氧氣為助劑，利用生物質不完全燃燒的特性將生物質變為CH4、CO、H2等可燃性氣體的過程稱之生物質的氣化。在所有生物質利用手段之中，氣化技術是應用最廣泛的一種，20世紀末日本能源學家吉川邦夫提出了生物質高溫氣化的思想，并在東京工業大學進行了實驗。我國郭建維利用制備的諸多Ni基催化劑利用流化床反應設備進行了生物質氣化技術的研究，并對各種催化劑的效果進行了評價。生物質氣體中存在大量焦油，對生物質氣體的凈化是提高產品質量的關鍵工段。工業上新興的去焦油技術是催化裂解法，在高溫下（一般在800℃以上）將焦油催化分解變為小分子氣體并入燃氣之中，既省去了傳統洗焦水污染嚴重的問題又增加了生物質燃氣的燃燒組分，前景廣闊。
四、前景展望
到21世紀中葉，世界人口將接近九十億，為了滿足人民生活需求，糧食作物的種植規模必將持續擴大，從而產生大量的莊稼秸稈，為生物質能源產業提供了充分的原料，這也為生物質能源產業發展奠定了基礎。此外，化石燃料使用后嚴重的污染問題近年來也備受關注，我國也出臺相關政策限制化石燃料的使用。例如，在一些城市實行“搖號申領私家車牌照”和“私家車單雙號出行”等規定，這都十分有利于生物質能源產業的發展。同時，生物質能源產業也面臨諸多挑戰，現在國內的生物質能源生產企業規模還十分有限，資金缺乏，生產工藝落后，科研創新能力較差。此外，生物質能源的產品銷路狹窄、產業鏈結構不合理等諸多因素制約著生物質能源產業的發展。然而隨著政府對生物質能源的關注程度的不斷加大與資金投入的不斷增加，許多問題都會逐漸得以解決，生物質能源產業將會迎來新的生機。
五、小結
我國缺乏石油資源，且煤炭資源因為近年來的過度開發，各地煤礦也出現余量不足的情況。生物質能源的原料種類多樣，轉化形勢不一，用途廣泛，另外其清潔環保，二氧化碳排放少，前景廣闊。此外我國是農業和人口大國，生物質資源豐富，農村剩余勞動力眾多，在此得天獨厚的環境下，政府應出臺相關政策鼓勵各地在鄉村大力開發生物質資源，緩解城市能源短缺并實現農民增收。與發達國家比較，我國的生物質資源技術還十分落后，產品轉化率不高，造成了大量的原料浪費，針對此問題政府應劃撥經費支持生物質利用的技術創新，增加優質生物燃料的產量，支撐我國能源戰略。
（作者單位為河南工業大學）
[作者簡介：張馳（1989―），男，河南新鄉人，研究生，研究方向：負載型催化劑在酯交換反應中的應用。]
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篇7
一、國內生物燃料產業發展現狀及存在的主要制約因素
（一）國內生物燃料產業發展現狀
1、燃料乙醇開始規模化應用
“十五”期間，我國在黑龍江、吉林、河南、安徽4省，分別依托吉林燃料乙醇有限責任公司、河南天冠集團、安徽豐原生化股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司四家企業建成了四個燃料乙醇生產試點項目進行定點生產，初步形成了現有國內燃料乙醇市場格局。到2007年，我國燃料乙醇產能達160萬噸，四家定點企業產能達144萬噸。值得注意的是，為不影響糧食安全并改善能源環境效益，我國已確定不擴大現有陳化糧玉米乙醇生產能力的政策，轉向以木薯和甜高粱等非糧作物為原料生產燃料乙醇，并開始商業化生產。目前，廣西木薯乙醇項目的生產能力超過20萬噸，2008年全國燃料乙醇總產量達172萬噸。此外，生物液體燃料也已開始在道路交通部門中初步得到規模化應用，我國燃料乙醇的消費量已占汽油消費量的20%左右，在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北、河北、山東、江蘇部分地區已基本實現車用乙醇汽油替代普通無鉛汽油。
2、生物柴油步入快速發展軌道
自2002年經國務院批示，國家發改委開始推進生物柴油產業發展以來，生物柴油年產量由最初的1萬噸發展到現在的近20萬噸，總設計產能約200萬噸/年，生物柴油被納入《中華人民共和國可再生能源法》的管理范疇。2008年，為鼓勵和規范生物柴油產業發展，防止重復建設和投資浪費，根據生物燃料產業發展總體思路和基本原則，結合國家有關政策要求及產業化工作部署與安排，國家發改委批準了中石油南充煉油化工總廠6萬噸/年、中石化貴州分公司5萬噸/年和中海油海南6萬噸/年3個小油桐生物柴油產業化示范項目。截止目前，我國生物柴油產業已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源發展公司等民營公司、外資公司以及中糧集團、航天科工集團和三大石油集團共同參與的格局。
（二）生物燃料產業發展需突破的主要制約因素
目前，我國生物燃料產業的快速發展還面臨許到原料資源供應、產業發展的技術瓶頸、商業化應用市場和政策、市場環境不完善等制約因素。
1、原料資源供應嚴重不足
無論是燃料乙醇還是生物柴油都面臨著“無米下鍋”。
從燃料乙醇看，如果完全用玉米來生產，按照1∶3.3 比例計算，2020 年將達4950 萬噸，加上其他工業消費對玉米需求的增長，未來我國玉米生產將難以滿足燃料乙醇生產的工業化需求，而且隨著陳化糧食逐步消耗殆盡和玉米價格的不斷上漲，玉米燃料乙醇的發展可能威脅到我國糧食安全，因此完全使用玉米生產燃料乙醇在我國并不現實。
從生物柴油看，國內僅有的幾個項目都是以地溝油、植物油腳等廢棄油脂做原料，而全國一年的廢棄油脂也只有600―700萬噸，其中相當比例還要用于化工生產，每年可供生物柴油企業利用的廢棄油脂不足50 萬噸。按照1.2 噸廢棄油脂生產1 噸生物柴油計算，40 多萬噸廢棄油脂能滿足的產能只有30 多萬噸。目前，我國很多企業處于部分停產或完全停產狀態，行業發展陷入了困境。
2、產業發展中的技術、標準瓶頸制約
目前，我國生物質能產業發展尚處于起步階段，產業發展中的生產技術、產品標準、生產設備等問題已成為阻礙生物燃料產業快速健康發展的重要問題之一。
從燃料乙醇的發展看，一方面，我國的自主研發能力還比較弱，缺乏具有自主知識產權的核心技術。目前國內以玉米、木薯等淀粉類為原料的生產技術已經進入商業化初期階段，以甜高粱、甘蔗等糖質類為原料基礎的燃料乙醇生產技術大多處于試驗示范階段，還需在優良品種選育、適應性種植、發酵菌種培育、關鍵工藝和配套設備優化、廢渣廢水回收利用等方面作進一步研究。而國外以淀粉、糖質類為原料的燃料乙醇生產技術已經十分成熟，并進入大規模商業化生產階段。此外，我國的纖維素乙醇還處在試驗階段，技術還有待完善，尤其是如何降低纖維預處理和纖維酶的成本，高效率的發酵技術等方面，總體而言與國外發達國家相比差距較大。另一方面，國內還缺乏以不同生物質為原料的燃料乙醇相關產品和技術標準。盡管我國于2001年頒布了變性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和車用乙醇汽油（GB18351－2001）兩項強制性國家標準，在技術內容上等效采用了美國試驗與材料協會標準（ASTM）；但上述標準主要是基于淀粉類原料而制定的，而制備燃料乙醇的原料種類較多且生產工藝也大不相同，在某些技術指標上也會有所差異，單一基于淀粉類原料制定的標準在一定程度上制約了我國燃料乙醇產業的快速發展。
從生物柴油的發展看，我國主要采用化學酯化法生產生物柴油，已形成較完備的技術體系和方法，但由于酯化過程要進行水洗、除渣、酯化、分離、蒸餾、洗滌、干燥、脫色等一系列過程，因此，轉化率低，成本較高，而且產品質量難以保障。此外，雖然我國在2007年頒布了《柴油機燃料調和用生物柴油（BD100）國家標準》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、殘炭均高于石油類柴油，常會以B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用。而我國至今沒有B5或B20標準，更沒有對生物柴油企業的生產設計和運行進行技術規范，生物柴油質量難以保證，導致難以進入中石油、中石化的銷售終端，大量生物柴油賣給企業用作燒鍋爐等用途，極大地制約了我國生物柴油產業的快速健康發展。
3、生產成本過高，商業化應用缺乏市場前景
從燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗為原料生產的燃料乙醇成本可以與汽油相競爭外，其他國家燃料乙醇的成本都比較高，而我國燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、轉化率低等因素影響，燃料乙醇的生產成本更高；從生物柴油看，在原料價格高峰時，生物柴油的生產成本是每噸接近7000元，而售價是6000元左右。因此，不依靠政府補貼，大規模的商業化應用缺乏市場前景。
4、政策法規和市場環境尚需改進
雖然我國在2005年2月28日通過了《可再生能源法》，并于2007年8月出臺了《可再生能源中長期發展規劃》，但主要是以利用再生能源發電作為目標和重點的，缺乏對包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料開發利用的明確性規定。另外，在生物燃料產業發展方面缺乏利用稅收減免、投資補貼、價格補貼、政府收購等市場經濟杠桿和行政手段促進發展的政策性法規；而且，部分出臺的優惠政策行業內企業很難享受。此外，我國生物燃料產業的市場化競爭和運作環境也有待進一步完善。
二、我國生物燃料產業發展的路線圖
（一）發展目標
按照因地制宜、綜合利用、清潔高效的原則，合理開發生物質資源，以產業發展帶動技術創新，通過加強生物質的資源評價和規劃，健全生物燃料產業的服務體系，包括完善科技支撐體系，加強標準化和人才培養體系建設，完善信息管理體系等途徑促進生物燃料產業的發展，實現生物燃料產業發展從追趕型到領先型的轉變。到2020年，燃料乙醇年利用量達1000萬噸，生物柴油年利用量達200萬噸，年替代化石燃料1億噸標準煤。
（二）發展路線
近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，應維持玉米乙醇、小麥乙醇的現有發展規模，繼續提高玉米乙醇、小麥乙醇項目的生產效率；重點發展木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧淀粉類燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧燃料乙醇的生產工藝，提高生產經濟性；進行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖類原料的直接發酵技術的示范；同時，加大纖維素遺傳技術研發力度，爭取在纖維素酶水解技術上有所突破；開展抗逆性能源植物的種植示范。在生物柴油方面，仍將維持以廢棄油脂為主，以林木油果等為輔的原料供給結構；開展高產木本油料種植技術研究；開展先進酯化技術示范；制定生物柴油技術規范和B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用的產品標準，并建立國家級的質量監測系統。
中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖類作物為原料的燃料乙醇的產業化利用，應用耐高溫、高乙醇濃度、高滲透性微生物發酵技術，采用非相變分離乙醇技術；戊糖、己糖共發酵生產乙醇技術實現突破，纖維素乙醇進入生產領域；耐貧瘠能源作物在鹽堿地、沙荒地大面積種植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技術成功，燃料乙醇在運輸燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力開發以黃連木、麻風樹等木本油料植物果實作為生物柴油主要原料的生物柴油，高產、耐風沙、干旱的灌木與草類規模化種植技術取得突破；高壓醇解、酶催化、固體催化等生物柴油技術廣泛應用。
遠期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高熱值產品（如丁醇等）；植物代謝技術取得突破，減少木質素含量提高纖維素含量，大規模生產木質纖維類生物質燃料乙醇的工業技術開發成功并實現產業化。在生物柴油方面，以黃連木、麻風樹等木本油料植物果實作為生物柴油主要原料的生物柴油的生產工藝不斷成熟且生產經濟性不斷提高，規模不斷擴張；工程微藻法技術逐步完善并走向成熟且實現產業化。
三、促進我國生物燃料產業發展的保障措施
（一）統一思想，合理規劃，有序推進
向全社會廣泛宣傳發展生物燃料產業的重要意義，切實提高對發展生物燃料產業重要性的認識，把生物燃料產業的發展提高到國家經濟和社會發展的戰略高度予以考慮。同時，要借鑒先發國家在生物燃料產業發展過程中的經驗和教訓，仔細分析生物燃料產業發展過程中可能會出現的問題。此外，各地區也要按照因地制宜、統籌兼顧、突出重點的原則，做好生物燃料產業發展的規劃工作，根據生物質資源狀況、技術特點、市場需求等條件，研究制定本地區生物燃料產業發展規劃，提出切實可行的發展目標和要求，充分發揮好資源優勢，實現生物質能的合理有序開發，走出一條具有中國特色的生物燃料產業發展路徑。
（二）開展資源評價，發展能源作物
必須通過生物質資源的調查和評價工作，搞清各種生物質資源總量、用途及其分布，為發展生物燃料產業奠定良好基礎。一是開展調查研究，做好資源評價。二是在生物質資源普查與科學評價基礎上，制定切實可行的能源作物發展規劃，以確定在什么地方具有大規模種植何類能源作物的條件。在不毀壞林地、植被和濕地，不與糧爭地，不與民爭糧的原則下，調整種植業比例，優化種植結構，根據主要能源作物品種的性能、適宜的邊際性土地等資源數量、區域分布現狀，科學制訂能源作物的種植規劃。在種植基礎好、資源潛力大的地區，規劃建設一批能源作物種植基地，為生物燃料示范建設和規模化發展提供可靠的原料供應基礎。
（三）加大生物燃料產業前沿技術研究和產業化示范工作
必須要堅持點面結合、整體推進的原則，將近、中遠期目標相結合，并結合我國生物質資源特點，加大對生物燃料產業前沿技術和技術產業化研究的支持力度。一是制定生物燃料產業發展的技術路線圖，通過政府、企業和研究機構的共同工作，提出中長期需要的技術發展戰略，有利于幫助企業或研發機構識別、選擇和開發正確的技術，并幫助引導投資和配置資源。二是加強生物燃料產業技術的試點和產業化示范工作，設立生物燃料產業研究發展專項資金，增加研究開發投入，加大生物燃料產業技術的研發力度，加快推進生物燃料產業技術的科技進步與產業化發展。三是重視生物燃料產業技術和產品的標準體系建設，制定生物燃料產業技術和產品標準，發揮標準的技術基礎、技術準則、技術指南和技術保障作用，并建立國家級的質量監測系統加強市場監督工作，促進生物燃料產業的健康發展。
（四）加強財政、稅收和金融政策的引導和扶持
一是可以給予適當的財政投資或補貼，包括建立風險基金制度實施彈性虧損補貼、對原料基地給予補助、具有重大意義的技術產業化示范補助和加大面對生產生物燃料產品企業的政府采購等措施，以保證投資主體合理的經濟利益，使投資主體具有發展生物燃料項目的動力。二是加大對投資生物燃料項目的稅收優惠，包括對投資生物燃料項目的企業實行投資抵免和再投資退稅政策，對生產生物燃料產品的企業固定資產允許加速折舊，對科研單位和企業研制開發出的生物燃料新技術、新成果及新產品的轉讓銷售在一定時期可以給予減免營業稅和所得稅等措施，以鼓勵和引導更多的企業重視、參與生物燃料產業發展。三是積極引導金融資本投向生物燃料產業，包括對生物燃料龍頭企業實施貸款貼息，支持有條件的生物燃料企業發行企業債券和可轉換債券，支持符合條件的生物燃料企業以現有資產做抵押到境外融資以獲得國際商業貸款和銀團貸款，鼓勵和引導創業投資增加對生物燃料企業的投資等措施，鼓勵以社會資本為主體按市場化運作方式建立面向生物燃料產業的融資擔保機構，以降低生物燃料企業的融資成本，擴充和疏通生物燃料企業的融資渠道。
（五）加強部門間合作，建立產業服務配套體系，完善市場體系建設
一是建設和完善服務保障體系。整合資源，建立和完善產業服務配套體系，針對生物質資源分布廣、收集運輸難等問題，建立生物質資源收集配送等產業服務體系；積極引導農民發展能源作物種植、農作物秸稈收集與預處理等專業合作組織，建立生物質原料生產與物流體系；盡快建立完善生物燃料產業技術的推廣服務體系、行業質量標準和產品檢測中心等配套服務體系，加強生物燃料產業技術、管理人才隊伍的建設。二是必須盡快開發具有自主知識產權的生物燃料產業的國產設備，重點開發有利于生物燃料產業發展的裝備設計與制造技術，包括大型專用成套設備和成熟的生產工藝路線。三是完善市場體系建設。要通過市場帶動，積極發展上下游企業和相關配套產業，整合資源，優化結構，建立完善的市場體系。
篇8
實際上，一直到2050年，傳統的石油，不管是是汽油還是柴油，仍然占據車用能源的最主要部分，所以減少燃油消耗，提高燃油經濟性，仍然是今后的重要工作。
燃油經濟性改善仍然是減少能源消耗的重要部分。相對來說，商用車擁有的改善空間更多，占了整個改善空間的三分之二，而且主要是柴油，這也給我們提出了一個思路，對于汽車，尤其是柴油乘用車的燃油經濟性的改進，我們應該加大力度，不管是在法規、政策，還是在技術開發方面。
還有一個問題是柴油和汽油比例失調。2000年到2009年車用柴油是增長了142%，而柴油保有量增長了100%，從2000年到2009年車用汽油消耗增長了81%，而汽油車保有量增長了440%。從2000年到2009年，柴油單車年消耗量增長了20%，汽油車卻降低了66%。通過這些數據可以看出，柴油車的潛力很大。
然后是生物燃料。通過我們和清華大學的研究發現，如果提前規劃，那么生物燃料在中國會發揮很大的作用。生物燃料的成本到2025年會大幅降低，市場競爭力也將增強。另外，在確保糧食安全不會影響的前提下，采用1.5到2代的生物燃料技術，到2050年能產生2.1到4.6億噸的生物質原料，如果把這些生物燃料制造成生物柴油，能夠幫助我們緩解石油消耗，以及柴油和汽油不平衡的問題。
天然氣有兩個使用途徑，一是天然氣自己本身作為供給燃料，直接到加氣站使用，還有一種是天然氣發電。直接作為燃料，加氫站是一個問題，在全國范圍內加氫站還沒有形成規模；如果用天然氣發電，那么發電廠在清潔電力方面還有工作要做。但正如不少專家說得那樣，天然氣的潛力非常大。
最后是汽車電氣化。通用在汽車電氣化方面做了非常多的努力。今后我們還將推出純電動汽車和燃料電池電動車，我們認為存目前在的主要問題，一個是基礎設施，包括充電站和加氫站的基礎設施，另外就是電動車和燃料電池電動車的綜合成本。
篇9
中國糧食良好表現的背后
此次世界糧食危機，中國糧食的表現是好的。自2003年糧食連續4年增產，接近了歷史的最高點。2003―2007年間的大米和小麥消費庫存比都高于30%，玉米也在20%以上，明顯高于聯合國提出的糧食安全系數。中國糧食的良好表現得益于“立足國內”和“自給率95%”的糧食安全戰略。由于糧儲充足和年后的糧食出口政策，在國際市場糧價暴漲中，國內糧食期貨價卻普遍下跌；國際米價突破噸價1000美元時，國內米價卻低于400美元。
中國糧食安全問題更多的是在深層次上。人口眾多，需求旺盛，耕地凈減，用水無增，農民種糧積極性不高，以及糧食增產乏力等。1998年中國糧食產量達5.12億噸，后持續減產到2003年的4.3億噸，2007年才重新邁上5億噸臺階，要進一步實現人年均糧食380―400公斤，總產5.4―5.8億噸的2020年目標，其難度是相當大的。除加大投入，提高生產力水平外，多年的實踐證明，中國糧食問題的癥結在于農民的種糧積極性，目前的人為壓低糧價政策只會適得其反。
中國糧食問題主要是增加飼料供應問題。隨著收入和消費水平的提高，糧食的直接消費漸減和動物性食物消費迅增是個常理，中國正是處在這個階段。1986年和2006年中國城鎮居民直接糧食消費分別是138公斤和76公斤；鄉村居民分別是275公斤和239公斤，20年分別減少了45%和13%；而城市居民的動物性食品消費則由35公斤增加到74公斤，農村居民由17公斤增加到34公斤，20年翻了一番。據專家預測，中國年人均糧食消費量（含直接消費與間接消費）將由2000年的223公斤下降到2020年的160―202公斤，約年需糧食2.2―2.8億噸。屆時，人糧畜飼將“兩分天下”，玉米、薯類等飼料生產將占到“半壁河山”，糧經飼三元結構中的飼料份額將快速擴展。
糧食消費結構上的這種重大的趨勢性變化，將有利于緩解糧食總量上的壓力。因為目前的水稻和小麥產量水平可基本滿足2020年前后的人糧消費，而飼料的回旋余地和拓展潛力很大。除玉米、薯類、高粱外，還可以利用邊際性土地大力發展飼草以及利用酒糟等農產品加工的有機廢棄物。因而以農林廢棄物和利用邊際性土地進行原料生產的生物燃料，將與飼料生產相結合，形成物質和能量的綜合開發與循環利用的糧、經、飼、能四元結構的新生產體系。
石油換代的陣痛
糧食與石油，一農一工，本是兩股道上跑的車。自油價拉升糧食成本和發展石油的生物燃料替代以來，二者的關系就越來越密切了。
據國際權威機構推算，全球石油剩余可采儲量加上儲量增長潛量共2297億噸，可用39年；再加上待發現的石油資源量，共3574億噸，可用53年；而天然氣和煤炭分別是63年和90年。如果說20世紀是化石能源的世紀，那么21世紀將是化石能源換代的世紀。在這個能源的歷史巨變中，怎能不引發社會與經濟的分娩般的陣痛，此次糧食危機便可見一斑駁。
石油換代的陣痛在中國將尤為劇烈。中國化石能源剩余可采儲量中，石油只占4%，約35億噸標煤，儲產比已到警戒線11（均按2005年計），而消費量是世界第二，進口依存度近半。這是一次求供倒懸和無米之炊的“巨痛”。中國自1994年為石油凈進口國后，2006年的3.2億噸石油消費中有1.8億噸是進口的，進口量還將繼續擴大。進口石油非“一買一賣，按價付款”那么簡單，中國70%的進口石油來自不穩定的中東地區，要通過馬六甲海峽。需要多大投入才能保障這條海上石油通道？才能將俄羅斯和中亞的油氣流入中國？這是需要付出巨大資金、政治、外交，以至軍事代價和承當巨大風險的，其隱性成本比表觀價格要高許多。
應對石油換代“陣痛”的另一條路是“走出去”，開發國外石油資源。但我們已晚于西方國家一個世紀，這已經是肉少骨多和爭奪“最后一杯羹”的戰場，而不是伊甸樂園。面對風云突變的國際舞臺和形勢不穩的石油資源國，這更是一項代價和風險度極高的境外投資。國際能源組織報告中就提醒中國和印度，要十分注意過分依賴中東石油的“海灣石油癮”可能產生的近期和遠期風險。
“擴大進口”和“走出去”可以“止痛”，但“替代”才能“治病”。可惜不久前頒布的《中國可再生能源發展規劃》提出的目標是：“力爭到2010年使可再生能源消費量達到能源消費總量的10%，2020年達到15%。”其實，按國際慣例屬于常規能源的大水電在2006年就已經占到一次能源消費總量的7％了，2020年的非水能可再生能源的發展目標實際是7%左右，其中生物燃料對石油燃料的替代指標是2%（歐盟是10％、美國是20%）。中國在化石能源替代上的決心和步子顯然是不大的。
此次世界糧價危機中，中國糧食的良好表現靠的是“立足國內”和“糧食自給率95%”的好戰略，而同樣是國家戰略物資的石油，進口依存度卻已近50%。按石油儲產比11，到2020年將所剩無幾，60%的進口依存度是打不住的。“立足國外”和“坐吃山空”的石油政策還能夠維持多久？現在提出要向“非常規油氣”進軍，但“部分關鍵技術需要持續攻關，且投入大、周期長，經濟效益短期內難以實現”。為什么不可以改變一下傳統的工業思維模式，把目光多投放到生物燃料和“三農”上來，把石油替代真正抓起來。
如果設想，像美國2030年生物燃料替代30%的石油運輸燃料那樣，中國石油替代也能達到30%，中國的能源安全和“三農”將會是個什么樣子？
生物燃料是替代石油的唯一選擇
1973年世界石油危機發出警訊后，石油進口國就開始尋思“替代”了。
巴西和美國上世紀70年代就開始以甘蔗和玉米生產乙醇替代石油；90年代美國進行了長達5年的以甲醇作為運輸燃料的試驗，但以失敗而告終；1999年，克林頓總統令，大力推行生物燃料替代；布什上任后又主張發展氫能，在世界掀起過一陣“氫能熱”，后來又改口說：“這不是近期的解決辦法，也不是中期的解決辦法，而確實是遠期的解決辦法”，轉而大力支持生物燃料替代。美國在發展生物燃料上可以用“雷厲風行”和“緊鑼密鼓”來形容。
美國年消費石油9.5億噸，凈進口6.4億噸，石油對美國經濟和外交壓力越來越大。經過三四十年尋覓才找到能使美國絕處逢生的生物燃料，故不惜頂住國際社會強大的輿論壓力，傾其20%以至40%（2015年）的玉米及技術突破后的非食物性原料，替代30%（2030年）甚至50%（2050年）的石油運輸燃料。為減少與糧食供應的沖突，2006年布什在國情咨文中要求6年內（到2012年）使纖維素乙醇的商業化生產成為現實，并以1.6億美元建3個纖維素乙醇示范廠和投入21億美元用于新技術研發，全面部署了由玉米乙醇向非糧二代生物燃料的戰略過渡。“兩利相權取其重，兩害相權取其輕”，在發展生物燃料上美國如此之堅定是有他的道理的。
2007年全球生物乙醇產量已經達到4500萬噸，其替代規模是其他可再生能源不能比擬的。2020年前后將發展到2億噸，約相當于現在世界石油生產量的5%，生物燃油對化石燃料的替代已經駛上了快車道。石油的生物燃料替代是多個國家經30多年選擇的結果，正如歐盟委員會提出的：“生物燃料是唯一可以大規模獲得的替代運輸燃油的能源。”它已經成為石油替代的一種世界共識和趨勢。
生物燃料是個繞不過去的坎
替代石油難道非要生物燃料嗎？
不是可以煤變油嗎？中國神華集團2007年在內蒙古等地已經試生產了，據該集團網站稱，轉化成1噸燃油需要消耗4噸煤炭和用水10噸，CO2排放量是原油精煉的7―10倍。我國煤炭產地主要在缺水的北方，按內蒙古項目年需耗水1000萬噸左右，還有寧夏東部、陜西榆林以及新疆黑山等都是嚴重缺水地區，如處理不當，這將是又一場新的生態災難。
不是可以用煤轉化為甲醇和二甲醚嗎？按能量投入產出比，得到1份能量的甲醇燃油需要投入4―6份能量的煤，生產1噸煤基甲醇要排放8.25噸CO2，還有腐蝕機械、儲存困難、影響人體健康等諸多問題尚難解決。美歐經多年試驗均已宣布失敗。目前世界上沒有一個國家以甲醇為運輸燃料。
更重要的是，煤變油和轉化甲醇二甲醚的原料都是不可再生的煤炭，這種高資源投入，高環境和高經濟代價的“拆東墻補西墻”，有這個必要嗎？
不是可以用“清潔燃料汽車”嗎？所謂“清潔燃料汽車”，是一種用蓄能電池技術和以電或氫為動力驅動的汽車。與汽油相比，電能與氫能要清潔許多，但它們都是由一次能源轉化而來的二次能源，它清潔了城市，而發電廠和轉化氫能的污染依舊。且電與氫的能效比汽油低，比生物燃料低得更多，且蓄能電池適于城市短程而不便長途使用。
不是可以用水能、風能、太陽能、地熱能、海洋能和核能替代嗎？不行，這些能種只適合于轉化為物理態的電能和熱能，唯有生物質能才是經植物光合轉化成的化學態能量，最適合于轉化為液態燃料。
還有一條是絕對繞不過去的，那就是生物燃料可以與化石能源一樣地生產塑料和化工原料等的物質性產品，這是任何其他能源都做不到的。
生物燃料的石油替代之所以是“繞不過去的坎”，這是它和其他能源自身的特性所決定，不依人的意志為轉移的。
中國太需要生物燃料了
中國太需要生物燃料了。生物燃料是改變中國石油“立足國外”現狀的基本途徑，是實現石油替代繞不過去的坎。能源農業可以為現代農業開辟一個前景廣闊、需求無限的新戰場；可以為推進農村工業化和城鎮化及富余勞動力就近轉移開辟一個全新路徑；可以為農民增收和脫貧致富開辟一條新渠道。生物燃料可以將產能潛力4.7億噸標煤的農林廢棄物利用起來；可以將產能潛力1.2億噸標煤的尚無經濟價值或價值很低的低質土地利用起來種植能源作物；可以將產能潛力3.1億噸標煤的能源林資源利用起來。生物燃料可以讓中國的能源農業走出國門，以我國的資金和技術與非洲和東南亞等發展中國家的豐富水土資源結合起來發展生物能源產業，做到合作共贏，共同致富。
上述原因難道不足以說明發展生物燃料產業在解困中國石油和糧食兩大難題中的重要作用嗎？
本世紀之初，中國曾為解決陳化糧壓庫而批建了4個燃料乙醇廠，先后在吉林等5省及冀、魯、蘇、鄂27個地市推行使用E10乙醇汽油，2006年銷售量達1544萬噸。出于糧食安全考慮和避免失控，國家發改委2006年底發文不再新批玉米乙醇項目,鼓勵發展非糧生物燃料。這既使生物燃料與糧食安全脫鉤，又指明了一條健康的非糧發展道路。中國在石油的生物燃料替代上有了一個好的開始。但是近一年來卻顯得猶豫被動起來，這又是為了什么？
何時走向主動替代之途
20世紀是石油的世紀，美歐等發達國家得天時與地利而縱橫捭闔。是上世紀70年代的全球石油危機和世紀之交的資源性枯竭震撼了這些石油巨鱷，使他們“如鯁在喉”，坐臥不寧。他們積30余年之探覓，終于找到了替代之途，于是置種種質疑和指責于不顧，氣定神逸和雷厲風行地發展起生物燃料來。為減少玉米乙醇與糧食供應間的碰撞，又大踏步地邁向了非糧的二代生物燃料時代。他們敢于幡然自悟地批判自己的“石油癮”，提出2020年替代20%，2030年替代30%和2050年替代50%的目標；宣布“結束依靠中東石油的歷史”和為能源的“自主”與“安全”而立法。
篇10
關鍵詞：生物質；生物質能；產業；沼氣；生物質發電；生物質燃料；能源作物
1 概 述
近年來，在能源危機、保護環境和可持續發展的呼聲中，可再生的清潔能源以及能源的多元化倍受關注，生物質能成為其中的一個新亮點。
為了促進可再生能源的開發利用，增加能源供應，改善能源結構，保障能源安全，保護環境，實現經濟社會的可持續發展，中國已經制定并實施了《可再生能源法》。可再生能源是清潔能源，是指在自然界中可以不斷再生、永續利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發利用。根據《可再生能源法》的定義，目前主要包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等非化石能源[1]。中國可再生能源資源非常豐富，開發利用的潛力很大，其中生物質能的開發潛力更大。
生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，它目前是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統中占有重要地位[2]。據有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的重要組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。
生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質能轉變而來的。生物質能是可再生能源，通常包括以下幾個方面：一是木材及森林工業廢棄物；二是農業廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業有機廢棄物；六是動物糞便。在世界能耗中，生物質能約占14%，在不發達地區占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質能，直接燃燒生物質的熱效率僅為10%~30%[3]。生物質能的優點是燃燒容易，污染少，灰分較低；缺點是熱值及熱效率低，體積大而不易運輸。
目前世界各國正逐步采用如下方法利用生物質能：1）熱化學轉換法，獲得木炭、焦油和可燃氣體等高品位的能源產品，該方法又按其熱加工的工藝不同，分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法；2）生物化學轉換法，主要指生物質在微生物的發酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產品；3）利用油料植物所產生的生物油；4）把生物質壓制成成型狀燃料(如塊型、棒型燃料)，以便集中利用和提高熱效率。
“為了緩解中國能源短缺問題，保證能源安全，治理有機廢棄污染物，保護生態環境，建議國家應大力開發生物質能，實施能源農業的重大工程。”中國作物學會理事長路明研究員在接受記者采訪時說[4]，“生物能源開發工程應主要包括：沼氣計劃、酒精計劃、秸稈能源利用計劃和能源作物培育計劃等。”
在2006年8月召開的全國生物質能源開發利用工作會議上，國家發展與改革委員會副主任陳德銘提出，今后15年，中國在生物質能源方面將重點發展農林生物質發電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發電、生物固體成型燃料技術四大領域，開拓農村發展新型產業，為農村提供高效清潔的生活燃料，并為替代石油開辟新的渠道。
綜上所述，目前，中國生物質能源的產業化利用途徑主要包括以下方面：沼氣利用工程、農林生物質發電、生物固體成型燃料、生物質液體燃料、能源作物培育利用等。
2 中國生物質能產業發展目標
中國農村生物質能是一座待開發的寶藏。根據《可再生能源中長期發展規劃》確定的主要發展目標，到2010年，生物質發電達到550萬千瓦（5.5GW），生物液體燃料達到200萬噸，沼氣年利用量達到190億立方米，生物固體成型燃料達到100萬噸，生物質能源年利用量占到一次能源消費量的1%；到2020年，生物質發電裝機達到3000萬千瓦，生物液體燃料達到1000萬噸，沼氣年利用量達到400億立方米，生物固體成型燃料達到5000萬噸，生物質年利用量占到一次能源消費量的4%[5]。
開發利用生物質能是當前國內外廣泛關注的重大課題，既涉及農業和農村經濟發展，又關系到國家的能源安全。今后5～10年，中國農村生物質能發展的重點是沼氣、固體成型燃料和能源作物。《農業生物質能產業發展規劃》確定的主要發展目標是[6，7]：到2010年，全國農村戶用沼氣總數達到4000萬戶，新建大中型養殖場沼氣工程4000處，生物質能固體成型燃料年利用量達到
100萬噸，能源作物的種植面積達到2400萬畝左右。
據統計，全世界每年通過光合作用生成的生物質能約50億噸，相當于世界主要燃料消耗的10倍，而作為能源的利用量還不到其總量的1%，中國的利用量更是遠遠低于世界平均水平[8]。2005年，中國可再生能源開發利用總量約1.5億噸標準煤（tce），為當年全國一次能源消費總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%)，根據政府的規劃目標，到2010和2020年可再生能源利用總量將達到2.7億tce和5億tce，分別占屆時能源消費總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此，中國生物質能的發展利用空間很大。
3 中國生物質能產業化的發展前景
3.1沼氣利用工程的發展空間
沼氣的利用主要包括沼氣燃氣和沼氣發電。目前，中國農村生物質能開發利用已經進入了加快發展的重要時期。統計顯示，截至2005年底，中國農村中使用沼氣的農戶達到1807萬多戶，建成養殖場沼氣工程3556處，產沼氣約70億立方米，折合524萬噸標準煤，5000多萬能源短缺的農村居民通過使用了清潔的氣體燃料，生活條件得到根本改善[5]。中國已經建成大中型沼氣池3萬多個，總容積超過137萬立方米，年產沼氣5500萬立方米，僅100立方米以上規模的沼氣工程就達到630多處[10]。距離2010年預定目標的發展空間還很大。
中國經過二十多年的研發應用，在全國興建了大中型沼氣工程和戶用農村沼氣池的數量已位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術，還是建造、運行管理等都積累了豐富的實踐經驗，整體技術水平已進入國際先進行列。
沼氣發電發展前景廣闊，但目前還存在一些障礙，如技術障礙、市場障礙、政策障礙等，通過制定發展規劃、加強技術保障體系建設、引入競爭機制，創新投資體系，研究制定促進沼氣發展利用的國家級配套政策，等等。當技術、市場、政策等壁壘被克服后，沼氣發展前景廣闊，產業空間巨大。
3.2生物質能發電的發展前景
目前，生物質發電主要包括沼氣發電、生物質直燃發電、生物質混燃發電、農林秸稈生物質氣化發電、生物質炭化發電、林木生物質發電等。
生物質能源轉化為電能，正面臨著前所未有的發展良機：一方面，石油、煤炭等不可再生的化石能源價格飛漲；另一方面，各地政府頂著“節能降耗20%”的軍令狀，對落實和扶持生物質能源發電有了相當大的默契和熱情。國家電網公司擔任大股東的國能生物質發電公司目前已有19個秸稈發電項目得到了主管部門批準，大唐、華電、國電、中電等集團也紛紛加入，河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省的100多個縣、市開始投建或是簽訂秸稈發電項目[8]。
煤炭作為一次性能源，用一噸少一噸。而中國小麥、玉米、棉花等農作物種植面積很大，產量很高，而且農作物是可再生資源，相對于現在電廠頻頻“斷煤”、不堪煤價攀升的尷尬局面，推廣秸稈發電具有取之不盡的資源優勢和低廉的成本優勢。
生物質直接燃燒發電（簡稱生物質發電）是目前世界上僅次于風力發電的可再生能源發電技術。據初步估算，在中國，僅農作物秸稈技術可開發量就有6億噸，其中除部分用于農村炊事取暖等生活用能、滿足養殖業、秸稈還田和造紙需要之外，中國每年廢棄的農作物秸稈約有1億噸，折合標準煤5000萬噸。照此計算，預計到2020年，全國每年秸稈廢棄量將達2億噸以上，折合標準煤1億噸，相當于煤炭大省河南一年的產煤量。
為保障生物質發電原料供應，在強化傳統農業生產的基礎上，應大力開發森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等國土資源，充分挖掘生態系統的生物質生產潛力。重點加強高效光合轉化作物、速生林木與特種能源植物的培育推廣，大幅度擴大生物質資源的生產規模，逐步建立多樣化的生物質資源生產基地。
大力發展生物質發電正當其時。中國“十一五”規劃要求：建設資源節約型、環境友好型社會，大力發展可再生能源，加快開發生物質能源，支持發展秸稈發電，建設一批秸稈和林木質電站，生物質發電裝機達550萬千瓦。中國可再生能源發電價格實行政府定價和政府指導價兩種形式。其中生物質發電項目上網電價實行政府定價，電價標準由各省（自治區、直轄市）2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加每千瓦時0.25元補貼電價組成[11]。 作為《中華人民共和國可再生能源法》配套法規之一的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》規定，生物質發電項目補貼電價，在項目運行滿15年后取消。自2010年起，每年新批準和核準建設的發電項目補貼電價比上年批準項目遞減2%。發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目，不享受補貼電價[11]。通過招標確定投資人的生物質發電項目，上網電價按中標確定的價格執行，但不得高于所在地區的標桿電價。
2010年，中國生物質能產量將達到22TWh，生物質發電裝機容量5.5GW，占全國總發電量的0.78%；2020年，中國生物質能產量達到120TWh，生物質發電裝機容量30GW，占全國總發電量的2.6%；2010年和2020年可再生能源發電占發電總量的比例仍然較小，分別為8.63%和11.86%[12]。國家發展與改革委員會計劃到2020年底將可再生能源發電的比例提升到15%~16%。
據農業部提供的數據[13]，中國擁有充足的可發展能源作物，如農作物秸稈年產6億噸、畜禽糞便年產21.5億噸、農產品加工業如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產品的年產量超過1億噸、邊際土地4.2億公頃，同時還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據中國科學院石元春院士估計，如果能利用現有農作物秸稈資源的一半，生物質產業的產值就可達近萬億元人民幣。截止到2005年底，中國生物質發電量2GW，距離2010年的5.5GW和2020年的30GW還有很大的發展空間。作為唯一可運輸并儲存的可再生能源，憑其優越的先天條件，中國生物質能發電產業具備廣闊的發展空間，擁有巨大的投資價值。
3.3 生物質固體燃料的發展模式
生物質固體成型燃料也是農業部今后的重點發展領域之一。農業部將重點示范推廣農作物秸稈固體成型燃料，重點在東北、黃淮海和長江中下游糧食主產區進行試點示范建設和推廣，發展顆粒、棒狀和塊狀固體成型燃料，并同步開發推廣配套爐具，為農戶提供炊事燃料和取暖用能。
豐富、清潔、環保又可再生的生物質能源過去卻沒有得到重視，而被白白浪費掉。河南農業大學張百良教授分析指出，除去飼養牲畜、工業用和秸稈還田，中國每年還具有4億噸制作成型燃料的資源可以生產1.5億噸成型燃料，可替代1億噸原煤，相當于4個平頂山煤礦的年產量[8]。以農作物秸稈為原料的生物質固體燃料產業規模雖然不是很大，但因目前開發程度低，發展空間仍巨大。
3.4生物質液體燃料的發展模式
3.4.1 生物液體燃料生產大國的典型模式
生物液體燃料具有替代石油產品的巨大潛力，得到了各國的重視，主要包括燃料乙醇和生物柴油。國際油價的持續攀升，提高了生物液體燃料的經濟性，在一些國家和地區已經具有了商業競爭力。目前，巴西燃料乙醇折合成油價約25美元／桶，低于原油價格。2005年，巴西和美國仍然是燃料乙醇的生產大國，分別以甘蔗和玉米為原料，摻混汽油，占其國內車用交通燃料的50%和3%，比2004年分別提高6%和1%。美國在2001~2005年，燃料乙醇產量已經翻了一番，2005年最新的能源法案中又提出，到2010年燃料乙醇產量再增加一倍的目標。歐盟確定了到2010年生物液體燃料在總燃料消耗的比例達到6%的目標[14]。
目前，生產生物液體燃料比較成功的典型模式有巴西模式和美國模式。
1）巴西甘蔗－乙醇模式
巴西是推動世界生物燃料業發展的先鋒。它利用從甘蔗中提煉出的蔗糖生產乙醇，代替汽油作為機動車行駛的燃料。如今巴西乙醇和其他競爭燃料相比，價格上已具有競爭性。這也是當前生物燃料業發展最為成功的典范。巴西熱帶地區的光照使得那里非常適合種植甘蔗。現在，巴西已經是世界上最大的甘蔗種植國，每年甘蔗產量的一半用來生產白糖，另一半用來生產乙醇。
最近幾年，由于過高的汽油價格和混合燃料轎車的推廣，巴西燃料乙醇工業更是得到了長足的發展。混合燃料轎車能夠以汽油和乙醇的混合物為燃料，自從2003年在巴西大眾市場銷售后，銷量節節攀升，目前已經占據了巴西轎車市場的半壁江山。在混合燃料轎車需求的拉動下，巴西燃料乙醇的日產量從2001年的3000萬升增加到2005年的4500萬升，已能滿足國內約40%的汽車能源需求[14]。
用蔗糖生產乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未來4年中，巴西計劃將新建40～50家大型乙醇加工廠。為了保證原料供應，甘蔗的種植面積也將不斷擴大。
當前巴西生物燃料發展戰略的成功，并不意味著巴西的蔗糖乙醇會成為世界生物燃料業未來的選擇。因為即使只替代目前全球汽油產量的10%，也需要將巴西現有的甘蔗種植面積擴大40倍。巴西不可能“騰”出這么多土地用于種植甘蔗。另外，由于甘蔗的品種有強烈的地域性，巴西的技術路線在別的國家很難走得通。就連非洲、印度、印度尼西亞都無法照搬，更別說主要地處溫帶的中國了。
因此，巴西模式盡管取得了迄今最大的成功，但卻不是未來世界生物燃料業發展的方向，更不適合地處溫帶、缺少耕地的中國。探索適合中國國情的生物液體燃料發展模式成為當務之急。
2）美國玉米－乙醇模式
美國是主要的燃料乙醇生產國之一，但與巴西不同，它用的不是甘蔗而是玉米。盡管有不少反對的聲音，但美國燃料乙醇的日產量仍從1980年的100萬升增加到現在的4000萬升。目前，美國已投入生產的乙醇生產廠有97家，另外還有35家正在建設當中。這些工廠幾乎都集中在玉米種植帶。
玉米中用于生產乙醇的主要成分是淀粉，通過發酵它可以很容易地分解為乙醇。這正是用玉米生產乙醇的優勢，但這也是人們反對的原因，因為淀粉是一種重要的糧食。2007年美國計劃投入4200萬噸玉米用于乙醇生產，按照全球平均食品消費水平，同等數量的玉米可以滿足1.35億人口一年的食品消耗[14]。
中國現在80%的乙醇的原料是谷類，由于原本過剩的谷物在2000年后產量快速減少，使得燃料乙醇的發展再次面臨挑戰[15]。玉米加工燃料乙醇業過快發展，一些地區甚至玉米主產區已在考慮進口玉米了。國家已經制定相關政策，對玉米加工燃料乙醇項目加以限制，強調發展燃料乙醇要以非糧原料為主，因為谷類供給安全問題對于擁有巨大人口的中國來說，始終應該放在首位。糧食安全始終是國家重大戰略問題。中國糧食不能承受“能源化”之重。中國國情和美國、巴西不一樣，其成功經驗雖有可資借鑒之處，但不能照搬他們的模式。
生物液體燃料方面新技術的研發，在很大程度上取決于解決生物燃料生產的原料供應問題。目前生產液體燃料大多使用的是糧食類作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是從能源的投入、產出分析，利用糧食類作物生產液體燃料是不經濟的。因此，利用木質纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。
3.4.2中國生物質液體燃料的產業化發展途徑
中國生物液體燃料的發展已初具規模。當前，中國以陳化糧為原料生產燃料乙醇的示范工程，年生產能力已達102萬噸，生產成本也達到了消費群體初步接受的水平。在非糧食能源作物種植方面，中國已培育出“醇甜系列”雜交甜高粱品種，并建成了產業化示范基地，培育并引進多個畝產超過3噸的優良木薯品種，育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品種。具備了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地溝油等原料年產10萬噸生物柴油的生產能力[16]。
1）油菜籽－生物柴油模式
中國農科院油料作物研究所所長王漢中研究員呼吁：國家應大力推廣“油菜生物柴油”。生物柴油相對于礦物柴油而言，是通過植物油脂脫甘油后再經過甲脂化而獲得。發展油菜生物柴油具備三大優點：一是可再生；二是優良的環保特性：生物柴油中不含硫和芳香族烷烴，使得二氧化硫、硫化物等廢氣的排放量顯著降低，可降解性還明顯高于礦物柴油；三是可被現有的柴油機和柴油配送系統直接利用。因此，生物柴油在石油能源的替代戰略中具有核心地位。
目前，發展生物柴油的瓶頸是原料。木本油料的規模有限，大豆、花生等草本油料作物與水稻、玉米等主要糧食作物爭地，擴大面積的潛力不大。而作為生物柴油的理想原料，油菜具有其獨特的優勢。首先適應范圍廣，發展潛力大:長江、黃淮流域、西北、東北等廣大地區都適宜于油菜生長；其次油菜的化學組成與柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳鏈組成與柴油很相近，是生物柴油的理想原料；第三，可較好地協調中國糧食安全與能源安全的矛盾：長江流域和黃淮地區的油菜為冬油菜，充分利用了耕地的冬閑季節，不與主要糧食作物爭地。
根據歐洲油菜發展的經驗和油料科技進步的情況，王漢中預計，只要政策、科技、投入均能到位，經過15年的努力，到2020年，中國油菜種植面積可達到4億畝，平均畝產達到200千克，含油量達到50%左右。屆時，中國每年可依靠“能源油菜”生產6000萬噸的生物柴油(其中4000萬噸來源于菜油，2000萬噸來源于油菜秸稈的加工轉化)，相當于建造3個永不枯竭的“綠色大慶油田”[17]。
2）纖維素－乙醇模式
在整個生物燃料領域，當前最吸引投資者的并不是用蔗糖、玉米生產乙醇，或是從油菜籽中提煉生物柴油，而是用纖維素制造乙醇。所有植物的木質部分--通俗地說，就是“骨架”--都是由纖維素構成的，它們不像淀粉那樣容易被分解，但大部分植物“捕獲”的太陽能大多儲存在纖維素中。如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素轉化為乙醇，那么將為世界生物燃料業的發展找到一條可行的道路。
雖然因技術上的限制，目前還沒有一家纖維素乙醇制造廠的產量達到商業規模，但很多大的能源公司都在競相改進將纖維素轉化為乙醇的技術。最大的技術障礙是預處理環節(將纖維素轉化為通過發酵能夠分解的成分)的費用過于昂貴。但是，要想用纖維素生產乙醇，預處理環節無法回避。技術上的不確定性，迫使制造乙醇的大部分投資仍集中在傳統的工藝--通過玉米、蔗糖生產乙醇，但這些辦法無法從根本上解決當前的能源危機。為了保證能源安全，美國總統布什說，美國政府計劃在6年內把纖維素乙醇發展成一種有競爭力的生物燃料。
因為發展能源不可能走犧牲糧食的道路。盡管現在技術上還存在障礙，但大部分人仍相信，利用纖維素生產燃料乙醇代表了未來生物燃料發展的方向。中國生物質液體燃料的未來也同樣寄希望于用纖維素生產燃料乙醇。一旦技術取得突破，纖維素乙醇產業化發展空間巨大，產值難以估量。但是，各國的國情與能源結構不同，不能寄希望于某個方面來解決，因為任何國家都不可能單靠技術引進發展本國的生物燃料產業。因此，需要因地制宜，多能互補。
3）能源作物－生物液體燃料模式
石元春院士表示，在能源結構的歷史轉型中，中國發展生物質能源有很強的現實性和可行性。目前，中國對石油的進口依存度為近40%；SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中國發展生物質能源不僅原料豐富，而且還有自行培養的甜高粱、麻瘋樹等優良能源植物；燃料乙醇、生物柴油等主產品工業轉化技術基本成熟且有較大的改進空間，成本降幅一般在25%~45%，且目前在新疆、山東、四川等地已取得進展[4]。
發展能源作物不會威脅糧食安全與環保。曾有專家提出能源安全和糧食安全存在矛盾。解決這個問題需要充分認識到糧食安全和能源安全有統一性，發展能源農業將是促進農民增收、調動農民種糧積極性的有效措施。糧食作物和能源作物有很好的互補性。首先，能源作物大都是高產作物，既能滿足糧食安全的需求，又是很好的能源作物。其次，能源農業開發的領域很廣，可以做到不與或少與糧食爭地。能源農業開發的領域，大多是利用農業生產中的廢棄物，如利用畜禽場糞便、農產品加工企業的廢水與廢物開發能源，既能增加農民收入，又能為糧食生產提供優質肥料，是生產清潔能源、促進糧食生產、保證糧食安全和能源安全的雙贏舉措。
除糧食外，中國其他可用于生物質能生產的植物和原料還有很多，如甘蔗、甜菜、薯類等。廣西科學院院長黃日波說，僅廣西的甘蔗資源和木薯資源分別具備年產830萬噸和1300萬噸生物乙醇的生產潛力，加起來超過2000萬噸[15]。
科技部中國生物技術發展中心有關專家指出，根據能源作物生產條件以及不同作物的用途和社會需求，估計中國未來可以種植甜高粱的宜農荒地資源約有1300萬公頃，種植木薯的土地資源約有500萬公頃，種植甘蔗的土地資源約有1500萬公頃[15]。如果其中20%~30%的宜農荒地可以用來種植上述能源作物，充分利用中國現有土地與技術，生產的生物質可轉化5000萬噸乙醇，前景十分可觀。
據農業部科教司透露，為穩步推動中國生物質能源的發展，并為決策和進一步開發利用土地資源提供可靠的數據，該司決定按照“不與人爭糧，不與糧爭地”的原則，開展對適宜種植生物質液體燃料專用能源作物的邊際土地資源進行調查與評價工作，以摸清適宜種植能源作物邊際土地資源總量及分布情況[18]。
以能源作物為原料的生物液體燃料模式發展潛力巨大，將是未來生物質能源發展的方向之一。
4) 林木生物質－生物柴油發展模式
利用中國豐富的林木生物質資源生產生物柴油，將薪炭林轉變為能源林，實現以林木生物質能源對油汽的替代或部分替代，探索兼顧能源建設和生態環境建設的新模式，實現可再生能源與環境的可持續發展。開發林業生物質能產業是林業的一個很有潛力的新產業鏈，既是機會，也是創新，不僅具有巨大潛力和發展空間，更是林業發展新的戰略增長點。
“森林具有可再生資源的屬性。林業是天然的循環經濟。生物質能技術是林業發展的新契機。”專家研究指出，中國生物質資源比較豐富，據初步估計，中國僅現有的農林廢棄物實物量為15億噸，約合7.4億噸標準煤，可開發量約為4.6億噸標準煤[19]。專家預測2020年實物量和可開發量將分別達到11.65億噸和8.3億噸標準煤。中國現有木本油料林總面積超過600多萬公頃，主要油料樹種果實年產量在200多萬噸以上，其中，不少是轉化生物柴油的原料，像麻瘋樹、黃連木等樹種果實是開發生物柴油的上等原料。
中國現有300多萬公頃薪炭林，每年約可獲得近1億噸高燃燒值的生物量；中國北方有大面積的灌木林亟待利用，估計每年可采集木質燃料資源1億噸左右；全國用材林已形成大約5700多萬公頃的中幼齡林，如正常撫育間伐，可提供1億多噸的生物質能源原料；同時，林區木材采伐、加工剩余物、城市街道綠化修枝還能提供可觀的生物質能源原料[19]。
中國發展林業生物質能源前景十分廣闊。中國林業可用來發展生物質能源的樹種多樣，可作為能源利用的現有資源數量可觀。在已查明的油料植物中，種子含油量40%以上的植物有150多種，能夠規模化培育利用的喬灌木樹種有10多種。目前，作為生物柴油開發利用較為成熟的有小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐和烏桕等樹種。初步統計，這些油料樹種現有相對成片分布面積超過135萬公頃，年果實產量在100萬噸以上，如能全部加工利用，可獲得40余萬噸生物柴油[19]。
目前全國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地，如果利用其中的20%的土地來種植能源植物，每年產生的生物質量可達2億噸，相當于1億噸標準煤；中國還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復墾地，這些不適宜農業生產的土地，經過開發和改良，大都可以變成發展林木生物質能源的綠色“大油田”、“大煤礦”，補充中國未來經濟發展對能源的需要[18]。國家林業局副局長祝列克介紹，“十一五”期間，中國主要開展林業生物質能源示范建設，到2010年，實現提供年產20萬噸~30萬噸生物柴油原料和裝機容量為100萬千瓦發電的年耗木質原料。到2020年，可發展專用能源林1300多萬公頃，專用能源林可提供年產近600萬噸生物柴油原料和裝機容量為1200萬千瓦發電年耗木質原料，兩項產能量可占國家生物質能源發展目標30%以上，加上利用林業生產剩余物，林業生物質能源占到國家生物質能源發展目標的50%以上[19]。
可見，林木生物質能源的發展將逐步成為中國生物質能源的主導產業，發展空間巨大，前景廣闊。
4 結 語
國家已出臺的《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》及相關產業政策，明確提出“因地制宜，非糧為主”的發展原則，發展替代能源堅持“不與人爭糧，不與糧爭地”，要更加依靠非糧食原料。從大方向來看，用非糧原料能源替代化石能源是長遠方向，例如薯類和纖維質以及一些植物果實來替代。為避免糧食“能源化”問題[20]，必須開發替代糧食的能源原料資源。開發替代糧食資源，如以農作物秸稈和林木為代表的各類木質纖維類生物質，及其相應的生物柴油和燃料乙醇生產技術，被專家們認為是未來解決生物質液體燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物質能源將成為未來能源重要組成部分，到2015年，全球總能耗將有40%來自生物質能源，主要通過生物質能發電和生物質液體燃料的產業化發展實現。
有關專家也對生物質能源的發展寄予了厚望，認為中國完全有條件進行生物能源和生物材料規模工業化、產業化，可以在2020年形成產值規模達萬億元。
雖然生物質能源發展潛力巨大、前景廣闊，并正在逐步打破中國傳統的能源格局，但是生物質能的產業化發展過程也并非一帆風順，因為生物質原料極其分散，采集成本、運輸成本和生產成本很高，成為生物質燃料乙醇業的致命傷，若不能妥善解決將可能成為生物質能產業發展的瓶頸。
生物質能的資源量豐富并且是環境友好型能源，從資源潛力、生產成本以及可能發揮的作用分析，包括生物燃油產業化在內的生物質能產業化開發技術將成為中國能源可持續發展的新動力，成為維護中國能源安全的重要發展方向。在集約化養殖場和養殖小區建設大中型沼氣工程也將成為中國利用生物能源發電的新趨勢。從環保、能源安全和資源潛力綜合考慮，在中國推進包括以沼氣、秸稈、林產業剩余物、海洋生物、工業廢棄物為原料的生物質能產業化的前景將十分廣闊。
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