全球生物质能发展方向

1、全球生物质能源（）的主要发展方向，存在问题，及其对策生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计，植物每年贮存的能量约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l%。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放，回到自然界中。事实上，生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源，至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统的利用方式，不仅热效率低下，而且劳动强度大，污染严重。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等

2、燃料，生产电力。而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。另外，中国现在每年仅废弃的作物秸杆、林业弃置物达10亿吨，相当于1亿多吨的燃料汽油。生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。生物质能源的研究与发展将是本世纪人类生活和社会发展必然趋势，同时也是农业科研所面临的一次重大机遇和挑战。一 为什么要发展生物质能源1. 能源与环境人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力，经济越发展，能源消耗多，尤其是化石燃料消费的增加，就有两个突出问题摆在我们面前：一是造成环境污染日益严重，二是地球上现存的化石燃

3、料总有一天要掘空。工业文明的高速发展将化石能源（主要包括石油、天然气和煤炭）推到了核心能源位置。近30年来，全球对化石能源的消耗速度比它们自然形成的速度大约快100万倍，化石能源贮存量很快将逼近枯竭的极限，同时化石能源燃料燃烧时所产生的有害物质严重污染环境，引发了温室效应、生物物种多样性降低、土地荒漠化等诸多生态问题，严重影响着国家的资源安全和社会经济持续发展，威胁着人类的生存。按消费量推算，世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年，也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际，世界石油资源大概所剩无几。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放大量

4、的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，是造成臭氧层破坏，全球气候变暖，酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说，如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位，在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机，是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。 国家安全固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径，人类可以采用高技术手段获得核能源，甚至从外太空获得能源，但其中的危害也是有目共睹的。首先，核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境；其次，各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发，将不可避

5、免地引发新的争夺或争端，其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源，而且通过一系列转换技术，可以生产出不同品种的能源，如固化和炭化可以生产因体燃料，气化可以生产气体燃料，液化和植物油可以获得液体燃料，如果需要还可以生产电力等等。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。农业的发展及其社会主义新农村建设的一次历史机遇我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上，生物质一直是农村的主要能源之一，在国家能源构成中也占有益要地位。新世纪，生物能源与太阳能、风能等新能源的开发利用，成

6、为备受世人瞩目的重大课题。生物能源是以生物质（主要是指薪柴、农林作物、农作物残渣、动物粪便及生活垃圾）为载体的能量。它的主要形式有沼气发电、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇等。生物能源在增加能源供给、减少环境污染的同时，还有助于解决农村就业和农民增收问题，有助于保护土壤，促进农业的可持续发展。中国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，每年可产生7亿多吨秸秆以及大量的禽畜粪、森林加工剩余物等。此外，我国还有约20亿亩荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业。根据生产条件以及不同作物的用途和社会需求，估计我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

7、地资源约有1500万公顷。估算如果其中20%30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物，充分利用我国现有土地与技术，生产生物质，前景十分可观。由于生物能源需要大量的农作物做原料，因此生物能源的前端是农业，生物能源的发展，也将改变中国农业的发展方向。传统的农业认为就是生产猪、牛、羊、稻、麦、棉的，一跨出这个范围就认为是非农业了，现在农业的农产品生产和农产品的加工生产统一的链条正在形成。这种改变最直观的就是：中国的农业正从单纯的提供食物向提供能源或其他产品的方向发展。二 国外生物质能技术的发展状况生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划，在日本的阳

8、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发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。 沼气技术主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水，是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前，发展中国家主要发展沼气池技术，以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池；而发达国家则主要发展厌氧技术，处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前，日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便，而象印度、菲律宾、泰国等发展中国

9、家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平，从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾，美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，日产26万m3沼气，用于发电、回收肥料，效益可观，预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW，今后10年内还将投资1.5亿英镑，建造更多的垃圾沼气发电厂。 生物质热裂解气化早在70年代，一些发达国家，如美国、日本、加拿大、欧共体诸国，就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发，

10、到80年代，美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发；加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究；此外，菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂，装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行：瑞典能源中心取得世界银行贷款，计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂，利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。 生物质液体燃料另一项令人关注的技术，因为生物质液体燃料，包括乙醇、植物油等，可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色

11、的国家，70年代中期，为了摆脱对进口石油的过度依赖，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，到1991年，乙醇产量达到130亿升，在980万辆汽车中，近400万辆为纯乙醇汽车，其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料，也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年，美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程：年处理稻壳12，000吨，年发电量800万度，年产酒精2，500吨，具有明显的经济效益。 中国开始燃料乙醇项目是在2000年，当时是基于三个主要因素：谷物过剩、燃料短缺和大气污染。据了解，2002年，我国

12、以先试点后推广的方式发展燃料乙醇，随后批准在吉林、河南、黑龙江和安徽四省进行总规模为132万吨/年的燃料乙醇装置。但由于总体发展计划不够，我国尚未能根据自己的国情制订生物能源明确的研究目标和技术路线，总体产业规模还较小。目前，我国酒精生产企业只有200多家，其中年产3万吨以上的约40家，其余的年产量还在万吨左右。在工艺方面，酒精的能耗还很高，特别是传统酒精生产工艺料水比达1：3.5以上，致使设备利用率低、酒精蒸馏耗气量大，还造成综合利用和废水处理投资与能耗大。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。因为谷类供给安全问题对于

13、拥有巨大人口的中国来说，始终应该放在首位。开发替代粮食资源，如以农作物秸秆为代表的各类木质纤维类生物质，及其相应的燃料乙醇生产技术，被专家们认为是未来解决燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路。除粮食外，我国其他可用于生物质能源生产的植物和原料还有很多，如甘蔗、甜菜、薯类等。 能源价格的上涨，特别是2005年上半年出现的油荒，使得中国加大了对普通汽油的替换，以玉米为原料生产的乙醇汽油成为中国许多城市的选择。从2006年1月开始，中国有9个省的主要城市不再出售普通汽油，这些城市的加油站将全部更换为供应乙醇汽油。这9个省包括中国主要的石油生产区黑龙江、山东等省，也包括江苏、河北、湖北等经济比较发达

14、的地区。有关乙醇汽油的国家标准，中国已经于2001年4月颁布。2002年6月30日起，中国河南省的郑州、洛阳、南阳和黑龙江省的哈尔宾、肇东等5个城市开展试点使用乙醇汽油，根据试用结果，乙醇汽油完全可以替代普通汽油，现有汽车发动机无须改造。除乙醇汽油外，中国的生物柴油也开始进入了准备推广阶段。2005年3月，中国的生物柴油生产关键技术研究取得重大进展，产品各项指标达到美国ASTM6751标准, 使用性能良好，完全能够作为柴油内燃机燃料。在今后5年内，中国将建成年产2万5万吨规模的生物柴油产业化示范工程。这似乎预示着，生物能源将成为中国解决能源问题的一个选择。中国政府非常重视生物能源的发展，并制定

15、了明确的发展目标，预计未来几年，中国的乙醇生产能力将达到年产1000万吨。现在中国的乙醇燃料生产规模为200万吨。目前产量居世界第三。 白蚁的生物制氢 白蚁是一种社会性昆虫并在地球上已生活了亿年之久，在其长期的生物进化过程中，白蚁以消化木质素，纤维素，及有机腐殖质为主。在小时之内，的进入肠道的纤维素可以被降解，因此，研究白蚁的生物系统及其仿生利用具有及其重要的意义，具体可以参考孙建中教授2013年出版的英文专著（见网站： ）。目前，在中国造成危害的主要白蚁种类包刮以下四个属的白蚁：乳白蚁属Coptotermes，危害代表种为台湾乳白蚁（C. formosanus）；散白蚁属（Reticulit

16、ermes）, 危害代表种为黑胸散白蚁（R. chinensis）和黄胸散白蚁（R. flaviceps）；土白蚁属Odontotermes，危害代表种为黑翅土白蚁（O. formosanus）；大白蚁属Macrotermes，危害代表种为黄翅大白蚁（M. barneyi）。在长江流域及以南地区，这些白蚁属均有分布并每年都给造成了严重的经济损失。 微生物厌氧技术及其工程菌与酶的生物降解美国农业部长约翰斯2006年1月9日宣布，将提供3800万美元贷款和补助，鼓励美农场主与中小企业从事可再生能源项目的开发和高附加价值农产品的研发，其中再生能源项目可优先获得贷款。约翰斯是在田纳西州首府那什维尔参加

17、美国最大的农民协会组织全美农场主协会联盟（American Farm Bureau Federation）年会上作上述宣布的。约翰斯表示，这项贷款和补助是美农业部战略发展计划之一，3800万美元中的1900万美元作为无偿补助资金支持可再生能源生产计划，以及鼓励农村、中小企业从事高附加价值产品的研发。 另外，1880万美元，主要用于19个州的33个乡村经济发展贷款项目，可望创造2700个工作机会。美国是可再生能源的最大生产国，每年利用玉米生产乙醇1000万吨，添加到汽油中30亿加仑（912万吨），中西部12个州汽油添加乙醇比例达到5-10%。近年来国际石油价格上涨，美加大了可再生生物能源利用技术

18、的研发力度。2005年8月，美国会还通过法案。要求到2012年，汽车用汽油中添加乙醇的数量达到80亿加仑（2430万吨）。据美国农业部统计，自2001年以来，农业部已经投资了二亿九千万美元用于农业可再生能源研究，这也是布什总统承诺降低对国外石油依赖计划的一部分。 其它技术此外, 生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料：泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。三 我国的生物质能源1 生物质能资源我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上（在但第平方公里土地面积上，植物经过光合作

19、用而产生的有机碳量，每年约为158吨）。以平均热值为15,000千焦/公斤计算，折合理论资源最为33亿标准煤，相当于我国目前年总能耗的3倍以上.实用实上，目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查，目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤，除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途：薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，一项调查表明：我国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤0.74亿吨：禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤；城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右，并以每年8%-10%的速度增，据估算，我

20、国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。2 生物质能源和利用我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源，极少部分用于乡镇企业的工业生产：而利用方式长期来一直以直接燃烧为主，只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源，但规模较小。普及程度较低，在国家，甚至农村的能源结构中占有极小的比例。生物质直接燃烧方式不仅热效率低下，而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化，严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外，还对生态、社会和经济造成极其不利的影响：1在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下，必然对森林等自然资源进行不合理采伐，破坏了自然植被和生态平衡；2对于有机垃圾、有机废水、有机废

21、渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用，不仅造成资源浪费，而且使其成为主要的有机污染源，除造成严重的大气和水污染之外，还排放大量的温室气体，加剧了全球温室效应；3同时，随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高，能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题，必须予以足够的重视，并采取有效措施着力加以解决。事实上，大力开发和利用生物质能源，对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义，产生诸多利益；4减少污染，改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题，这也是大部分生物质利用的首要目标。5解决农村能源

22、供应问题，提高农民生活水平。 我国农村能源供应紧张，而生物质源丰富，所以可利开展利用生物质能，可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。6改善能源结构，减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨，如果能充分开发，可以在我国的能源消费中占重要的地方，这对改善我国能源结构，减少我国对石化燃料的依赖，进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放，最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。3 市场需求可以预计，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据：1目前，绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田，不仅浪费了大量的能源，而成了

23、严重的环境污染，给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民，随着生活水平的提高，迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面，以生物质可燃气作为他们的生活能源，就会改善其卫生环境，提高生活质量，减轻劳动强度。2众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂，每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放，利用生物质气化技术将其转换成可燃气，生产出优质能源，变废为宝，可谓一举两得。3禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源，随着大型畜牧场的不断建成和发展，所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源

24、与环境双重意义。4随着我国社会经济的迅速发展，城市人口的增多和居民生活的改善，城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例，1995年，年垃圾产量均已突破400万吨，1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾，不仅可获得能源，而且达到低费用治理污染的目的。5我国的边远地区，生物质资源丰富，多属于缺电、少电地区，可将生物质气化发电，或供热可自产自用。6事买上，生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景，其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源，而且具有保护环境，节省资源的功能。四 我国生物质能技术发展现状与问题我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，国家几

25、位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目，涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等，取得了可观的社会效益和经济效益。同时，我国已形成一支高水平的科研队伍，包括国内有名的科研院所和大专院校：拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。a沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代，我国为解决农村能源短缺的问题，曾大力开发和推广户用沼气地技术，全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划

26、中，国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目，计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今，我国已建设了大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5，500万m3，仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处，其中集中供气站583处，用户 8.3万户，年均用气量431m3，主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益，对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中，应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目，分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施，现已取得预期的进展。我国厌氧技术

27、及工程中存在的主要问题：相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。b我国的生物质气化技术近年有了长足的发展，气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等，在应用上除了传统的供热之外，最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题，取得了相当成果：采用氧气气化工艺，研制成功生物质中热值气化装置；以下吸式流化床工艺，研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置：以下吸式固定床工艺，研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置；以流化床干馏

28、工艺，研制成功1000户生物质气化集中供气系统与装置。“九五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题，重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个，谷壳气化发电100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。c“八五”期间，我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术，并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究：如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间，开展了野生油料植物分

29、类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究，但技术比较落后，主要开展高压液化和热解液化方面的研究。d此外，在“八五”期间，我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关，引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上，属国际先进水平。虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩，技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距，如：a新技术开发不力，利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上，近年逐渐重视热解气化技术的开发应用，也取得了一定突破，但其他技术开展却非

30、常缓慢，包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等，都没有突破性的进展。b由于资源分散，收集手段落后，我国的生物质能利用工程的规模很小；为降低投资，大多数工程采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，转换效率低下。所以，生物质能项目的投资回报率低，运行成本高，难以形成规模效益，不能发挥其应有的、重大的能源作用。c相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，多为低水平重复研究，最终未能解决一些关键技术，如：厌氧消化产气率低，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题没有彻底解决，给长期应用带来严重问题；沼气发电与气化发电效率较低，相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统

31、常处于维修或故障的状态，从而降低了系统运行强度和效率。此外，在我国现实的社会经济环境中，还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用，主要表现为：a在现行能源价格条件下，生物质能源产品缺乏市场竟争能力，投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性，而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。b技术标准未规范，市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上，由于未有合适的技术标准和严格的技术监督，很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产，引起项目技术不过关，达不到预期目标，甚至带来安全问题，这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。c目前，有关扶持生物质能源

32、发展的政策尚缺乏可操作性，各级政府应尽快制定出相关政策，如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。d民众对于生物质能源缺乏足够认识，应加强有关常识的宣传和普及工作。e政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视，开发生物质能源是一项系统工程，应视作实现可持续发展的基本建设工程。五 发展方向与对策1 发展方向在近日召开的中国首届生物经济高层论坛上，国内外有关专家不约而同将目光聚焦在燃料乙醇和生物柴油上。专家们认为，开发替代粮食资源，如以农作物秸秆为代表的各类木质纤维类生物质，及其相应的燃料乙醇生产技术，是解决燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路。我国的生物质能资源丰富，价格便宜，而经济环境和发展水平对生

33、物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点，我国生物质的发展既要学习国外先进经验，又要强调自己的特色，所以，今后的发展方向应朝着以下几方面：a进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用，为农村提供清洁的能源，改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。b加强生物质工业化应用，提高生物质能利用的比重，提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响，为生物质能今后的大规模应用创造条件，也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。c研究生物质向高品位能源产品转化的技术，提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备，是未来多途径利用生物

34、质的基础，也是今后提高生物质能作用和地位的关键。d同时，利用山地、荒地和沙漠，发展新的生物质能资源，研究、培育、开发速生、高产的植物品种，在目前条件允许的地区发展能源农场、林场，建立生物质能源基地，提供规模化的木质或植物油等能源资源。2 对策根据上面的主要发展方向，今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展，主要取决于以下几个方面：a在产业化方面：加强生物质利用技术的商品化工作，制定严格的技术标准，加强技术监督和市场管理，规范市场活动，为生物质技术的推广创造良好的市场环境。b在工业化生产与规模化应用方面：加强生物质技术与工业生产的联系，在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面：既重点解决推广应用中

35、出现的技术难题，在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性，为大规模使用生物质创造条件。c在技术研究方面：既重点解决推广应用中出现的技术难题，如焦油处理，寒冷地区的沼气技术等，又要同时开展生物质利用新技术的探索，如生物质制油，生物质制氧等先进技术的研究。d制定一项生物质能源国家发展计划，引进新技术、新工艺，进行示范、开发和推广，充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪，逐步以优质生物质能源产品（固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式）取代部分矿物燃料，解决我国能源短缺和环境污染等问题。3优先领域秸秆能源利用有机垃圾处理及能源化工业有机废渣与废水处理及能源化生物质液体燃料4.4重大关键

36、技术高效生物质气化发电技术有机垃圾IGCC发电技术高效厌氧处理及沼气回收技术纤维素制取酒精技术生物质裂解液化技术能源植物培育及利用技术5. 结语生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。我国幅员辽阔，但化石能源资源有限，生物质资源丰富，发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源，开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持，为我国的生物质能源事业创造有益的发展环境。发展生物能源的初衷就是保护生态环境，在实际应用中也是以此为基点。六

37、 生物能源的开发利用，前端是农业，中端是发酵等生物转化技术，后端是大化工产业。生物能源产业的兴起与发展必然会对农业产业化、农村工业化、城乡一体化具有明显的促进作用。我们应有计划地开展能源植物物种选择、引种栽培、遗传改良等工作，变土壤劣势为能源优势，为进一步形成规模化工业资源做准备。据测算，木质产品在加工过程中，有12的木材（树皮、木屑）成为废料，其实这些废料中含有30的纤维和40木质素，完全可以转化为酒精，加入添加剂后就可以代替汽油，缓解目前我国经济持续快速发展对于木材和原料的需求。     近年来，欧美等一些国家对燃料乙醇的研究和应用，起步早，投入大，

38、发展迅速。如美国对降解纤维素、半纤维素肥料生产燃料酒精方面的研究发展很快，已形成由能源部、农业部和环保局共同负责，并由相关企业和研究所承担有关研究项目的研发体系；巴西在2002年燃料酒精年产量已经达到820万吨，其“酒精替代计划”已使温室气体的排放减少了20%。 我国将发展生物能源 推动农业和能源产业革命生物能源的发展将推动中国农业产业革命，在不久的将来，一部分能源将由农业来提供原料生产 据北京周报报道能源价格的上涨，特别是2005年上半年出现的油荒，使得中国加大了对普通汽油的替换，以玉米为原料生产的乙醇汽油成为中国许多城市的选择。从2006年1月开始，中国有9个省的主要城市不再出售普通汽油，

39、这些城市的加油站将全部更换为供应乙醇汽油。 这9个省包括中国主要的石油生产区黑龙江、山东等省，也包括江苏、河北、湖北等经济比较发达的地区。 有关乙醇汽油的国家标准，中国已经于2001年4月颁布。2002年6月30日起，中国河南省的郑州、洛阳、南阳和黑龙江省的哈尔宾、肇东等5个城市开展试点使用乙醇汽油，根据试用结果，乙醇汽油完全可以替代普通汽油，现有汽车发动机无须改造。 除乙醇汽油外，中国的生物柴油也开始进入了准备推广阶段。2005年3月，中国的生物柴油生产关键技术研究取得重大进展，产品各项指标达到美国ASTM6751标准, 使用性能良好，完全能够作为柴油内燃机燃料。在今后5年内，中国将建成年产

40、2万5万吨规模的生物柴油产业化示范工程。 这似乎预示着，生物能源将成为中国解决能源问题的一个选择。 生物能源主要指利用淀粉质生物（如粮食、薯类、作物秸秆等）加工成乙醇（燃料酒精）、生物柴油、生物氢等，直接作为动力来源。 科技部中国生物技术开发中心主任王宏广说：“生物能源有三大益处：可促进解决农村就业和农民增收问题；直接增加国家的能源供给；减少二氧化碳排放，可改善生态环境。” 王宏广介绍，中国政府非常重视生物能源的发展，并制定了明确的发展目标，预计未来几年，中国的乙醇生产能力将达到年产1000万吨。现在中国的乙醇燃料生产规模为200万吨。目前产量居世界第三。 由于生物能源需要大量的农作物做原料，

41、因此生物能源的前端是农业，生物能源的发展，也将改变中国农业的发展方向。 “传统的农业认为就是生产猪、牛、羊、稻、麦、棉的，一跨出这个范围就认为是非农业了，现在农业的农产品生产和农产品的加工生产统一的链条正在形成。”中国工程院石元春院士说。 这种改变最直观的就是：中国的农业正从单纯的提供食物向提供能源或其他产品的方向发展。 启动能源作物培育计划 不久前中国政府启动了能源作物培育计划，按计划将能源作物分为四类：一是以制酒精为目的的一年生或多年生作物，如玉米、甘蔗、甜高粱、甘薯、木薯等；二是以生产燃料油（如生物柴油、烃类物质）为目的的植物，如油菜、绿玉树、黄连木等；三是用于直接燃烧的植物；四是可供厌

42、氧发酵的藻类或其它植物。对于按计划种植的能源植物给予一定的经济支持。中国每年有冬、夏闲田约900万公顷，用来专门种植能源作物。 目前海南正和生物能源有限公司在河北已开发了11万亩黄连木种植基地，每年可产果实2万3万吨，可获得生物柴油原料800012000吨。该公司计划在此基础上建立年产生物柴油5至20万吨的炼油化工厂。 由中国工程院石元春院士主持的国家专项农林生物质工程也在2005年9月启动，规划生物柴油在2010年的产量为200万吨年，2020年的产量为1200万吨年。2005年，由侯祥麟院士主持的替代燃料发展战略研究开始进行。 中国政府为生物能源的发展给予了政策支持。加大乙醇汽油等生物能源

43、的示范推广力度，并为生物能源生产企业解决技术问题，帮助企业降低生产成本，以及提供市场准入支持。目前企业每生产一吨燃料乙醇可得到国家财政1800元的补贴，并免征5%的消费税。为积极配合车用乙醇汽油的推广应用，一些地方的交通厅与物价局相继出台配套政策，确保乙醇汽油顺利推广。 2005年10月，福建源华能源科技有限公司的“生物柴油”生产投产，年产量将达3万吨。中国国家发改委已批准建设的4家乙醇生产试点企业之一安徽丰原集团年产乙醇能力超过了60万吨。 丰原集团董事长李荣杰介绍，2吨粮食可替换1吨石油，只要石油价格不低于每桶35美元，粮食价格不超过每吨1400元，利用农产品资源转化成石化产品对企业是有效

44、益的。在技术方面，生产乙醇时，小麦、玉米等原料的综合利用技术很成熟，不会造成环境污染。 中国是世界上玉米的主要生产国之一，每年玉米的种植面积大约有2000万公顷，除去食用、饲料、酿酒等需要外，每年大约有400600万吨玉米剩余，这些玉米卖不出去成了陈粮。 此外中国杂交油菜品种处于世界领先水平，油菜的种植面积及总产量居世界第一，油菜籽资源丰富，用来开发生物柴油原料充足。同时，中国也是世界最大的棉花生产国，每年棉籽产量1300多万吨，可用来生产生物柴油。 “中国发展生物质能源关键技术已经成熟，原料资源极为丰富，投入成本远远低于开采石油和开发核能。” 王宏广说。 石元春介绍，随着生物能源利用的扩大，

45、可以逐步减少中国对国际能源的依赖。从1993年开始中国成了原油纯进口国， 2004年进口达到了1.2亿吨，中国对原油进口的依赖达到了40%。如果按现在的速度发展，2020年，中国对原油进口的依赖将达到60%，而60%是一个危险的临界点，达到就出现了能源安全问题。 将会应用转基因技术 “我们可以用运转基因技术来加大粮食的生产。”2005年11月11日，在北京召开的农业发展大会上，中国全国人大副委员长蒋正华说，“当然这种粮食不是用来吃的，而是用来为生产提供原料的。” 转基因食品在中国一直处于争议中，因此在中国的农业生产中还没有用运转基因技术。生物能源的发展，对中国的粮食生产提出了更大的要求。 蒋正

46、华介绍，今后中国的粮食生产将分为两种，一种是提供食用的粮食，一种是为生物能源提供原料的粮食。 目前中国的转基因技术研究已经成熟，完全可以提高粮食的产量。2004年，中国农业大学生物学院朱登云组织的“高蛋白质、高赖氨酸转基因玉米自交系和杂交组合的选育”课题组研究获得成功,该课题组经过7年研究，将马铃薯花粉上的一个基因转入玉米,结果赖氨酸和蛋白质比常规玉米含量分别提高30%、90%,攻克了国际上一直没有攻克的难题。课题组把研究出的转基因玉米品种中的10个品种进行了试种,经现场测产,增产27.1%。全生育期88天，更适合中国气候生长。 粮食安全不受影响 中国刚解决温饱不久，而且今后粮食安全一直是13

47、亿人口吃饭面临的威胁。将粮食用于能源发展，会不会威胁到中国的粮食安全呢？ 王宏广对此表示了乐观的看法：发展生物能源与保障粮食安全并不冲突。“社会上一直存在一种误解，认为发展生物能源会影响国家的粮食安全。其实，生物能源不是与人争粮，主要是利用农业和粮食加工废弃物；也不会与粮争地，主要利用荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地。” 王宏广说。 在中国有很大一部分油菜是冬季作物，很少与粮食作物发生争地矛盾。 生产生物能源的丰原集团董事长李荣杰也认为，粮食安全问题不会是制约因素，因为生物能源和生物材料的主要原料来源是陈化粮以及粮食加工和饲料生产的下游产品，这类资源极其丰富，通常都弃置掉，浪费巨大；还有就是在荒滩

48、、盐碱等种植高产能源作物，如菊芋、甜高粱、红薯、木薯等，既不占用宝贵的耕地资源，又可提供大量的生产原料，还有利于改善生态环境、增加农民收入。“只要控制合理，发展生物能源不但不会对粮食安全构成威胁，反而能在一定程度上保障粮食安全。” 中国农业大学教授李十中认为，能源农业开发的领域很广，可以做到不与或少与粮食争地。李十中介绍，中国目前每年陈化粮、饲料用粮约1亿吨左右，加工转化可获得相当5000万吨原油，同时还有30%继续成为饲料。中国目前研究出的甜玉米，每公顷产量可达70吨，可生产6吨以上乙醇。南方的木薯、甘蔗，生长广泛的菊芋、土豆、山芋等等这些不属主要粮食的植物，是转化为生物能源、材料的最佳原料

49、。中国西南地区的麻疯树等木质油料发展迅速，籽含油率达50%，现有10万亩，2010年可发展到1000万亩。另外，中国现在每年仅废弃的作物秸杆、林业弃置物达10亿吨，相当于1亿多吨的燃料汽油。 中国现有耕地面积13004万公顷，而荒地面积高达10800万公顷，二者之比为1：0.83，接近持平。中国目前还有未开发利用的大面积荒地存在。能源作物对环境的适应性强及其低投入、高产出的特点，尤其适合在中国这个国土面积大、荒山荒地多、水资源非常贫乏（特别是北方地区）的国家种植。 但是还是有许多的人对此表示出担心，认为因为2004年中国曾出现短暂的粮食短缺，并一度出现不能食用的“陈化粮”非法流入某些粮食市场的现象而导致出现食品安全问题。在中国的三大粮食品种里面，目前小麦和水稻还是短缺的，只有玉米是供过于求。虽然吉林是中国玉米大省，但在未来的两、三年内，也许将会从现在玉米的大量积压转变为紧缺。我国生物能源开发新态势生产力的发展使得人类对能源的需求越来越大，严峻的能源问题日益成为全世界关注的突出问题。  科学家指出：地球上亿万年积累的化石能源（石油、天然气、煤等），仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭。人们终于认识到，化石能源的使用不是无限的。未雨绸缪，利用现代科技发展生物能源，是解决未来能源问题的一条重要出路。