我国生物质能资源主要来源有农作物秸秆、树木枝杈、畜禽粪便、能源作物(植物)、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等。全国农作物秸秆年产生量约6亿吨,除部分作为造纸原料和畜牧饲料外,大约3亿吨可作为燃料使用,折合约1.5亿吨标准煤。林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨,大约3亿吨可作为能源利用,折台约2亿吨标准煤。畜禽养殖和工业有机废水理论上可年产沼气约800亿立方米,全国城市生活垃圾年产生量约1.2亿吨。目前,我国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤,今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展,生物质资源转换为能源的潜力可达10亿吨标准煤。
生物质能在我国处于起步阶段,根据生物质能利用技术状况,重点发展沼气、生物质发电、生物质液体燃料。到2010年,沼气年利用量达到190亿立方米,生物质发电总装机容量达到550万千瓦,生物燃料乙醇年利用量200万吨,生物柴油年利用量达到20万吨。到2020年,沼气年利用量达到440亿立方米,生物质发电总装机容量达到3000万千瓦,生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨,生物柴油年利用量达到200万吨。按照规划,在2005~2020年的15年间,生物质发电、燃料乙醇、生物柴油年均增速分别达93%、59%和2.6倍。生物质能的主要利用形式有以下几种。
(1)沼气
我国大中型沼气工程工艺技术成熟,已形成了专业化的设计和施工队伍,服务体系基本完备,具备了大规模发展的条件。到2008年底,全国已经建设农村户用沼气池约3000万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程达到2700多处,年产沼气约100亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质的生活燃料。目前,沼气技术已从单纯的能源利用发展成废弃物处理和生物质多层次综合利用,并广泛地同养殖业、种植业相结合,成为发展绿色生态农业和巩固生态建设成果的一个重要途径。
沼气发电工程
2007年7月,农业部颁布了《农业生物质能发展规划》,提出到2015年,建成一批农业生物质能基地,技术创新和产业发展体系基本建成,开发利用成本大幅度降低,初步实现农业生物质能产业的市场化。生物质能产业成为农业发展的重要领域,对促进农民增收、改善农村生活条件、建设社会主义新农村的作用日趋明显,成为保障国家能源安全、保护生态环境的重要力量。截至2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户,占适宜农户的30%左右,年生产沼气155亿立方米;到2015年,农村户用沼气总数达到6000万户左右,年生产沼气233亿立方米左右,并逐步推进沼气产业化发展。
除沼气外,我国生物质发电、生物液体燃料技术的应用仍处于产业化发展初期。(www.xing528.com)
(2)生物质发电
我国生物质发电的现状是:技术基本成熟,规模有待扩大。目前我国已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术。
到2006年,全国生物质发电装机容量超过220万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,在引进国外垃圾焚烧发电技术和设备的基础上,现已具备制造垃圾焚烧发电设备的能力。但总体来看,我国在生物质发电的原料收集、进化处理、燃烧设备制造等方面与国际先进水平还有一定差距。
(3)生物液体燃料
生物液体燃料是重要的石油替代产品,主要包括燃料乙醇和生物柴油。2006年年底前,我国以粮食为原料的生物燃料乙醇生产年生产能力是165万吨,2007年以后,国家开始限制以粮食为原料的燃料乙醇的生产,燃料乙醇的发展势头变缓。生物液体燃料的重点技术研发方向是利用非粮食原料(主要为甜高梁、木薯以及木质纤维素等)生产燃料乙醇的技术。目前不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力,合理利用非粮生物质原料生产燃料乙醇。以餐饮业废油、榨油厂油渣、油料作物为原料的生物柴油生产能力达到年产5万吨,同时我国已开始在交通燃料中使用燃料乙醇。
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