我國生物質能技術發展現狀
:世界能源危機和全球環境日益惡化迫使人們開發可再生的能源。生物質能源作為一種可再生的新能源已經受到世界各國的高度重視。針對國內外生物質能的發展現狀,本文概述了生物質能源的概念,并分析了我國對生物質能的利用,主要包括:沼氣及沼氣發電、農林生物質發電、生物固體成型燃料等。 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
一. 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》?稍偕茉词乔鍧嵞茉,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。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。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%。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!敝袊魑飳W會理事長路明研究員在接受記者采訪時說,“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2017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。
二. 中國生物質能的發展前景
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2017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。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。距離2017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。
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