1、前言
隨著全球石油、煤炭的大量開采，能源日益枯竭庫，存量不斷減少，能源短缺和隨之而來的環境污染日漸引起人們的關注，并已成為制約我國經濟社會又快又好發展的瓶頸。改善能源結構，利用現代科技開發生物質能源來緩解能源動力，減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視，已將“大力發展生物質能”列入國家“十二五”規劃。
2、我國生物質能產業發展現狀及前景
現階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用，生物質直燃發電，工業替代燃料和交通運輸燃料這四方面。
2.1沼氣利用
近年來沼氣利用在中國發展迅速，在中央投資的帶動下，各地也加大投入，形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發展的新格局。沼氣開發利用現在不僅能解決農民的燒柴問題，更重要的是我國的沼氣發展正從分散式農戶經營向產業化方向轉變。2008年山東民和牧業建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯產沼氣工程；2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作，以養殖場，公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看，通過生物發酵產沼氣的技術相當成熟，但是現階段還存在沼氣工程總體規模較小效益不高，產氣不是很穩定，特別是在北方冬季產氣明顯不足，和沼氣副產品市場需求不足等因素約束。
2.2生物質直燃發電
生物質直燃發電是最早采用的一種生物質開發利用方式，也是消耗量最大、最直接、最容易規模化和工業化的能源利用方式。早在2004年，山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發電的試點示范，而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發電行業的發展，年投資額增長率都在30%以上，到201 0年我國生物質直燃發電量已達到550萬千瓦。其中，我國生物質最大的企業國能生物發電集團有限公司在201 0年投入運營和在建生物質發電項目近40個，總裝機容量1 00萬千瓦。到201 3年，該公司規劃生物質發電裝機數量達到1 00臺，裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時，年消耗農林剩余物可達3000萬噸，每年可為農民增收約8042元，每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。
生物質直燃發電技術比較成熟，而且它是增加農民收入、促進農民增收的直接載體，是實現工業反哺農業、加快農村經濟發展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發電還存在項目投資和運營成本較高，原料供應季節性強，需要政府補貼，受國家政策影響風險大等問題。
2.3工業替代燃料
生物質作為工業替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。
生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農業生物質廢棄物為原料，用作工業鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發始于20世紀80年代，早期主要集中在螺旋擠壓成型機上，但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重，壽命較短，電耗大等缺點，導致綜合成本較高，發展停滯不前。進入2000年以來，生物質成型技術得到明顯的進展，成型設備的生產與應用已初步形成了一定規模。國家發改委規劃到2010年，生物質成型燃料生產量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業蒸汽鍋爐方面。其中，珠海紅塔仁恒紙業有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節能減排項目，該項目201 1年投入運行，以兩臺40t/h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐，代替現有的六臺燃油鍋爐，富通新能源生產銷售
顆粒機、
木屑顆粒機、
秸稈壓塊機等供生物質燃料成型機械設備，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售。
生物質可燃氣較早使用在氣化發電方面，一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發電。生物質氣化發電廠的規模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦，與生物質直燃發電相比，它的規模較小，但它發電效率較高，投資成本較少，對原料的來源限制也較少。除了氣化發電，生物質可燃氣也越來越多地應用在工業替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業，它將原燃燒重油的兩段式連續推鋼加熱爐改燒生物燃氣，該項目在2009年初立項，并201 0年5月正式投產至今運行正常，這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業生物燃氣項目。
生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農業廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發性氣體，再經冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16~18MJ/kg，產油率可達70%，它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料，也可進一步加工轉換成化工產品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚，但近年來發展較快。浙江大學，中國科技大學，山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作，也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業化應用過程中，2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發區成功建設了一套年產3000噸的生物油工業實驗裝置并一直連續運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業應用的新階段，從2007年在安徽合肥建立起第一套年產萬噸的生物油裝置以來，其2009年在山東濱洲和201 1年在陜西銅川宜君科技工業園分別投產了第兩套和第三套的年產萬噸的生物油裝置，這也標志著生物質裂解油的產業化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產成本較低，但是它熱值較低，又具有～定的酸性，需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外，還可以進一步通過精煉工藝生產多種化學品，開發利用的市場潛力巨大，具有十分廣闊的發展前景。
2.4交通運輸燃料
生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末，利用糧食相對過剩的條件，我國開始發展生物燃料乙醇。從目前的情況看，玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟，但基于對國家糧食安全的擔心，和發展經濟類作物會發生品種單一，種性退化較嚴重等問題，國家一直有意保持國內燃料乙醇的產量在一定的限制水平。
玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下，我國的企業和科研院校正加大力度地投入研發纖維素等新的燃料乙醇的生產。據了解，中國擁有發展纖維素乙醇的原料優勢。纖維素廣泛分布于農作物秸稈、皮殼當中，資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產3000t和一套年產5000t燃料乙醇工業化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯手建造的中國規模最大的年產萬噸的纖維素工廠將于201 1年正式投建。纖維素乙醇的生產代表了中國未來燃料乙醇的主流方向，目前需要做的是加快研發力度，突破技術瓶徑，降低生產成本，加快商業化生產的速度。
生物柴油主要應用于運輸業和海運業，是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發展狀況與燃料乙醇相似，用油類植物生產生物柴油的技術比較成熟，但是它受原料的制約嚴重。要發展大力生物柴油產業，必須要有穩定的原料來源。據了解，歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產生物柴油，但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產業不宜以食用油為原料，只能大力發展丘陵鹽堿等非糧用地發展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬f生物柴油項目正式投產運行，其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產工藝的裝置，產品已在海南島內的柴油零售批發網點推廣使用，這是我國首個麻風樹生物柴油產業化的示范項目。
近年來，利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注，因為微藻繁衍能力高，生長周期短，可大量培養而不占用耕地，能有效解決原料來源不穩定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”，其宗旨就是向藻類要能源，目標是到2010年每天產出百萬桶生物燃油，實現藻類產油的工業化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目，投入的2600萬英鎊將用于發展相關技術和基礎設施，該項目預計到2020年實現商業化。我國的科研人員也在政府和企業的大力支持下加緊研發這項新技術，希望能早日實現產業化。雖然現在較高的生產成本制約著微藻生物柴油產業的發展，但通過今后技術的不斷改進，相信微藻生物柴油產業的前景是十分廣闊的。
3、總結與展望
近年來我國沼氣利用、生物質直燃發電、生物質成型燃料和燃料乙醇等第一代生物能源技術產業規模正在不斷擴大，但同時也受到原料和生產成本等多方面因素的制約。而生物質裂解油、纖維素燃料乙醇、微藻生物柴油等第二代生物能源技術在政府、科研單位和企業加大力度的投入下，正建起了越來越多的工業示范裝置，相信不久將來會有更多的生物質能利用新技術和設備達到商業化應用，實現規模化產業化。
