關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源;產(chǎn)業(yè)化;能源危機(jī);能源作物;進(jìn)展

　　1引言

　　生物質(zhì)是指通過光合作用產(chǎn)生的動(dòng)植物、微生物及其產(chǎn)生的廢棄物。生物質(zhì)能源就是利用生物質(zhì)通過化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的生物柴油、生物乙醇、生物天然氣等形態(tài)的能源。隨著石油價(jià)格的攀升、氣候變暖、能源短缺及《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的約束，生物質(zhì)能源越來越受到許多國家的關(guān)注，也是科學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。

 

　　2國外發(fā)展現(xiàn)狀

　　為應(yīng)對資源短缺，緩解對于化石燃料的依賴，各國投入大量的人力、物力、財(cái)力發(fā)展新的可以循環(huán)的清潔高效能源，隨著水電、風(fēng)力發(fā)電等的開發(fā)利用，各國將焦點(diǎn)集中在生物質(zhì)能源的研究和開發(fā)上。國際上已經(jīng)產(chǎn)業(yè)成熟化的生物質(zhì)能源項(xiàng)目有歐盟的菜籽油生物質(zhì)能源項(xiàng)目、美國的大豆生物質(zhì)能源項(xiàng)目、巴西的甘蔗生物質(zhì)能源項(xiàng)目及馬來西亞的棕櫚油生物質(zhì)能源項(xiàng)。

　　2.1國外燃料乙醇的研究

　　燃料乙醇生產(chǎn)量較大的國有是美國和巴西，其產(chǎn)量占據(jù)了全球的90%以上。其生產(chǎn)燃料乙醇主要依賴于谷物淀粉、蔗糖和甜菜。其中，加拿大和美國主要使用玉米，巴西主要使用甘蔗，歐盟主要使用質(zhì)量差、變質(zhì)的小麥。燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，乙醇汽油混合物替代純粹汽油也在逐步的推廣。

　　2.2國外生物柴油的研究

　　生物柴油主要的生產(chǎn)地是歐盟，其主要使用的原材料是菜籽油。預(yù)計(jì)到2020年，生物柴油將占據(jù)歐盟使用交通燃料的10%以上。生物柴油之所以在歐盟發(fā)展迅速，離不開政策的支持。歐盟減免了生物柴油90%的稅收，還從立法、補(bǔ)貼原材料生產(chǎn)、促進(jìn)銷售等多方面推動(dòng)生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2008年，歐盟生物柴油的生產(chǎn)量達(dá)775.5萬t，并且保持年35.7%的增長率。

　　1991年，生物柴油研究才剛剛起步。到20世紀(jì)末，隨著技術(shù)的成熟和能源短缺的加劇，生物柴油產(chǎn)業(yè)得到了擴(kuò)張式的發(fā)展。1991年，生物柴油全球產(chǎn)量為0.91萬t;2000年，生物柴油全球產(chǎn)量達(dá)到了73萬t;2008年，生物柴油全球產(chǎn)量達(dá)到7020萬t。美國、法國、意大利和巴西生產(chǎn)生物柴油的主要原料是菜籽油。泰國、馬來西亞和印度尼西亞生產(chǎn)生物柴油的主要原料是棕櫚油。

　　2.3國外沼氣的研究

　　沼氣是生物質(zhì)在特定條件下，通過發(fā)酵而產(chǎn)生的可燃燒氣體。瑞典PURAC公司將動(dòng)物糞便、食物廢棄物及動(dòng)物加工剩余物作為原料生產(chǎn)沼氣，沼氣通過純化措施可供燃?xì)馄囀褂谩Ｄ壳埃谌鸬湟延?20輛轎車、64輛公交車使用沼氣作為動(dòng)力燃料。德國將生物質(zhì)產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，取得了良好的效果。1999年，德國就有850家小型沼氣發(fā)電站，1年后小型沼氣發(fā)電站就達(dá)到了2000余家‘陽。

　　2.4國外生物制氫研究

　　生物制氫是當(dāng)前生物質(zhì)能源研究的熱點(diǎn)之一，有廣闊的前景。隨著對能源危機(jī)和溫室效應(yīng)的進(jìn)一步認(rèn)識和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物制氫研究引起了人們的重視。1999年，在南非金山大學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室條件下植物纖維素發(fā)酵制氫技術(shù)的突破。新加坡南洋理工大學(xué)在生物制氫方面，研究聚焦于污泥厭氧產(chǎn)氫技術(shù)，從理論上揭示了此種方法可放大的可行性。

　　3中國發(fā)展現(xiàn)狀

　　我國發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)具有大量的原材料資源。生物質(zhì)原材料包括：林木、灌草藤、陳化糧、林業(yè)生產(chǎn)下腳料、植物秸稈、淀粉類、糖類、麥類、植物油等。根據(jù)國情，生物質(zhì)能源的原料來源應(yīng)以有機(jī)廢棄物和利用荒山荒地栽植的能源植物為主，從農(nóng)林兩條線出發(fā)考慮，①可充分利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剩余物，包括秸稈、藤蔓、根莖等，將其轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源;②充分利用田間地頭、邊角地、低產(chǎn)田地等種植適應(yīng)性好的能源作物，作為生物質(zhì)能源的原料;③森林撫育剩余物、林業(yè)生產(chǎn)剩余物、家具生產(chǎn)剩余物等大量的林業(yè)木質(zhì)邊角料可以作為生物質(zhì)能源的原料;④充分依托商品林地、林業(yè)邊際性土地發(fā)展生物質(zhì)積累迅速的能源林、薪炭林等，發(fā)林業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)。

　　3.1中國燃料乙醇的研究

　　燃料乙醇在我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化萬噸級的生產(chǎn)，技術(shù)已經(jīng)成熟。其主要使用的原料有陳化糧(小麥、玉米)、能源作物(甘薯、馬鈴薯)、含糖作物(甜菜、甘蔗)。纖維素類(纖維能源植物、農(nóng)業(yè)剩余物、林業(yè)剩余物等)受技術(shù)的限制，還未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

　　2005年，隨著技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合消化陳化糧的實(shí)際，國家批準(zhǔn)籌建了河南天冠燃料乙醇、吉林燃料乙醇、安徽豐原燃料乙醇、黑龍江華潤乙醇4家企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)燃料乙醇。投產(chǎn)后，年生產(chǎn)燃料乙醇達(dá)130萬t，成為燃料乙醇生產(chǎn)大國。隨著生產(chǎn)的持續(xù)，陳華糧迅速的被消化，再加上小麥、玉米價(jià)格的上漲，利用糧食作為原料的生物乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目遇到了發(fā)展瓶頸。國家層面更愿意企業(yè)利用非糧原料開發(fā)和生產(chǎn)燃料乙醇。2009年，廣西科學(xué)院成了我國首個(gè)國家非糧生物質(zhì)能源工程技術(shù)研究中心，標(biāo)志著我國非糧生物質(zhì)能源研究進(jìn)入了新階段。

　　能源作物薯類也是我國發(fā)展燃料乙醇優(yōu)良原材料之一，其含糖、淀粉量高，可種植面積廣，適應(yīng)性較強(qiáng)，單位產(chǎn)量高，轉(zhuǎn)化公益與玉米、小麥類似。現(xiàn)階段，我國甘薯種植面積已達(dá)700萬ha，產(chǎn)量約1.5億t。由中糧集團(tuán)投資建設(shè)的以木薯為原料年產(chǎn)20萬t燃料乙醇示范項(xiàng)目以投產(chǎn)，取得了良好的效益。

　　3.2中國生物沼氣的研究

　　生產(chǎn)沼氣的主要原料有人畜糞便、作物秸稈、殘羹剩飯、雜草雜灌、水草等等。沼氣是種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)剩余物、廢棄物下游凈化的完美鏈條，成為政府重視，政府支持，農(nóng)民歡迎的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目，是建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的重要手段之一。農(nóng)業(yè)部門不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國沼氣年產(chǎn)量已達(dá)80×104萬m3，大中型沼氣工程達(dá)3556處，城市污水凈化沼氣池工程49300余項(xiàng)。沼氣池項(xiàng)目是民生項(xiàng)目，是農(nóng)民增收項(xiàng)目，也是環(huán)保項(xiàng)目。種植業(yè)(飼料)養(yǎng)殖業(yè)(糞便、下腳料)沼氣工程(沼液、沼渣)種植業(yè)(飼料、農(nóng)產(chǎn)品)養(yǎng)殖業(yè)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式在我國部分地區(qū)發(fā)展十分良好。我國沼氣工程技術(shù)成熟，所需零部件可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，基建隊(duì)伍完備，沼氣技術(shù)服務(wù)成熟，已經(jīng)具備了規(guī)模化發(fā)展的條件。

　　推薦閱讀：《能源化工》是由中國石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司 南化集團(tuán)研究院主辦的期刊。