關鍵詞:農(nóng)村生物質(zhì)能;沼氣;秸稈
面對能源和環(huán)境問題的雙重挑戰(zhàn),可再生能源的開發(fā)利用越來越受到人們的重視。生物質(zhì)能源作為一種可再生能源,是通過綠色植物的光合作用,將太陽能以化學能的形式貯存在生物體中的能量形式,可通過轉(zhuǎn)換技術,生產(chǎn)多種高效、清潔、低污染的能源。生物質(zhì)能源種類較多,從原料來源的角度看,生物質(zhì)能源可分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物和加工剩余物、薪柴和林業(yè)加工剩余物、人畜糞便和能源植物等幾類。可制成沼氣、生物質(zhì)燃氣、生物發(fā)酵制取的氫氣等氣體燃料,生物柴油、燃料乙醇、生物質(zhì)裂解液化等液體燃料以及炭棒、顆粒燃料(顆粒機加工生產(chǎn)而成)等固體燃料。與其他可再生能源相比,生物質(zhì)能源具有地區(qū)性限制小、可控性強、轉(zhuǎn)化形式多樣等優(yōu)勢,且生產(chǎn)成本相對較低,在一定程度上減少對礦物燃料的依賴,保障國家的能源安全、減輕環(huán)境污染,是解決未來能源危機的最具潛力的途徑之一。
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1、我國生物質(zhì)能源研究綜述
當前對生物質(zhì)能源的研究普遍認為我國生物質(zhì)能資源豐富,發(fā)展?jié)摿Υ螅瑒偟葘ξ覈镔|(zhì)能源的數(shù)量和地理分布進行研究,發(fā)現(xiàn)我國生物質(zhì)能源雖總量豐富,但省際分布不均,差異明顯。呂文等對我國部分地區(qū)林木生物質(zhì)能源進行實地調(diào)查,研究其增長態(tài)勢、分布以及需求等,預測到2020年,全國可利用林木生物質(zhì)能源將突破10億t。王濤對我國生物質(zhì)燃料油原料的主要木本植物資源進行全面普查分析,認為燃料油原料資源如黃連木等資源量豐富、分布廣泛,發(fā)展?jié)摿Υ蟆6∥谋蟮韧ㄟ^計量分析和灰色關聯(lián)分析,指出農(nóng)作物秸稈作為生物質(zhì)能源的一個重要來源,蘊含量大,資源豐富且能持續(xù)供給.
生物質(zhì)能源的利用主要有氣化、液化、固化、熱解和直接燃燒等方式,目前我國已具備發(fā)展生物質(zhì)能源的技術條件,生物質(zhì)柴油轉(zhuǎn)化技術、農(nóng)村用沼氣技術已達世界先進水平,直接燃燒發(fā)電技術、纖維乙醇轉(zhuǎn)化技術、生物質(zhì)固化成型技術等也相對成熟。
發(fā)展生物質(zhì)能源的效益研究主要集中在環(huán)境效益和經(jīng)濟效益兩方面。閻竣等以四川、陜西和內(nèi)蒙古為例,對農(nóng)村戶用沼氣系統(tǒng)的社會經(jīng)濟效益進行評價,指出使用沼氣可以節(jié)省時間、減少化肥和農(nóng)藥投入,同時可為農(nóng)戶的經(jīng)營活動創(chuàng)造良好條件和就業(yè)機會等,增加農(nóng)民收入。李鐵松根據(jù)實地調(diào)研數(shù)據(jù),對南充沼氣能源建設進行經(jīng)濟效益和環(huán)境效益分析,指出沼氣的使用在減少農(nóng)戶化肥、燃料花費的同時,改善了農(nóng)戶的生活衛(wèi)生條件,提高了生態(tài)環(huán)境效益。
雖然目前我國生物質(zhì)能源消耗較大,約15%,但主要集中在農(nóng)村,以直接燃燒為主,利用水平低,在商業(yè)用能中所占比例極小。為我國更好地發(fā)展生物質(zhì)能源,需要進一步完善技術、健全法律法規(guī)、進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),走非糧、非耕地的生物質(zhì)能源發(fā)展道路。
2、我國農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀
我國是農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)能源種類豐富、分布廣泛,據(jù)估計,當前我國生物質(zhì)能源總量約為7億t標準煤,預計2020年將達9億~10億t標準煤。近年來,我國加大農(nóng)村生物質(zhì)能源的發(fā)展力度,生物質(zhì)能源的開發(fā)利用取得了一定的進展。
2.1沼氣利用規(guī)模不斷擴大
2003年農(nóng)業(yè)部《農(nóng)村沼氣建設國債項目管理辦法》確定了對農(nóng)村沼氣項目建設每年10億元國債的補助標準,大力推動農(nóng)村沼氣的發(fā)展利用。在農(nóng)村戶用沼氣技術方面,我國達到國際領先水平,南方“豬沼果”、北方“四位一體”以及西北的“五配套”等多種利用模式,有效推動了戶用沼氣的發(fā)展。2003年至2012年,農(nóng)村戶用沼氣池規(guī)模不斷擴大,年均利用率基本達到90%,2012年中央安排沼氣建設投資30億元,年末累計農(nóng)村戶用沼氣池3 652.3萬戶,年總產(chǎn)氣量約138億m 3,為近3 600萬農(nóng)戶提供了生活燃料。
生活污水凈化沼氣池逐年增加,2012年已建成208 551處,總池容達到970萬m3。沼氣工程建設以農(nóng)業(yè)廢棄物處理T程為主,2012年沼氣工程91952處,其中大型沼氣T程5 246處,中型沼氣工程9767處,各類沼氣工程年總產(chǎn)氣量約達20億m3,農(nóng)村沼氣受益人口達1.5億多人。沼氣工程已實現(xiàn)零部件的標準化生產(chǎn),建立起較為完善的技術服務體系。
2.2秸稈能源化利用起步并快速發(fā)展
我國秸稈資源量豐富。據(jù)農(nóng)業(yè)部《全國農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評價報告》測算,2009年我國農(nóng)作物秸稈理論資源量為8.2億t,以稻草、麥秸和玉米秸為主,也包括棉稈、油料作物秸稈、豆類秸稈和薯類秸稈,主要分布在華北和長江中下游地區(qū)。2009年可收集農(nóng)作物秸稈資源量6.87億t,約占理論資源量的83.8%,除去作為造紙原料和畜牧飼料利用的部分,約3億t可作為燃料使用,折合標準煤約1.5億t。2006年“十一五”規(guī)劃提出支持發(fā)展生物質(zhì)能,積極發(fā)展農(nóng)村沼氣、秸稈發(fā)電等。2007年《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出要在糧食主產(chǎn)區(qū)建設以秸稈為燃料的生物質(zhì)發(fā)電廠,加快生物質(zhì)固體成型顆粒燃料示范建設,到2020年,實現(xiàn)生物質(zhì)固體成型優(yōu)質(zhì)燃料的普遍使用。當前我國秸稈能源化利用方式主要有秸稈沼氣、熱解氣化、秸稈炭化和固化成型。到2012年,我國農(nóng)村地區(qū)已累計建成秸稈沼氣集中供氣T程409處,供氣7.15萬戶;秸稈熱解氣化集中供氣站961處,供氣21.93萬戶;秸稈炭化加工點102處,年產(chǎn)量約25萬t;秸稈固化成型加工點895處,年產(chǎn)量約382萬t。
2.3農(nóng)村生物質(zhì)能消費情況
我國農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)能源消費主要有沼氣、秸稈和薪柴。2007年生物質(zhì)能源總消費量(折合標準煤)較2000年增長26.37。其中,秸稈和薪柴的消費比例較高,2007年二者的消費量分別占生物質(zhì)能源消耗總量的61.46%和35.73%,2004年以來,薪柴的消費量呈現(xiàn)略微下降的趨勢。沼氣的消費量占生物質(zhì)能源消費總量的比重較低,但增長較快,2007年我國農(nóng)村地區(qū)的沼氣消費量102 .396 26億t,折合標準煤731.11萬t,占生物質(zhì)能源消費總量的2.81%,較2000年增長了2.02%。
3、我國農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展展望
總體看來,我國農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)能利用已走向成熟階段25,但仍存在生物質(zhì)資源量及分布情況調(diào)查不清、利用率不高、能源化利用技術水平有待提高、產(chǎn)業(yè)化程度低等問題。為實現(xiàn)《生物質(zhì)能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》2015年生物質(zhì)能年利用超過5 000萬t標準煤的目標,完成年生物質(zhì)燃氣集中供氣30億m 3,農(nóng)村沼氣用戶5000萬戶,沼氣年產(chǎn)190億m3,生物質(zhì)成型顆粒燃料年利用量1000萬t的發(fā)展規(guī)劃,需要在做好農(nóng)村生物質(zhì)資源的調(diào)查評價工作的基礎上,提高生物質(zhì)能利用轉(zhuǎn)化技術水平,加大生物質(zhì)能開發(fā)利用的政策、資金支持力度,建立完善生物質(zhì)能源市場,加快生物質(zhì)能源的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的進程。
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