【正文】 要通過過濾才能用于發(fā)電或輸入天然氣管道，增加了生產(chǎn)成本。生物質(zhì)固體成型燃料是指通過專門設(shè)備將生物質(zhì)壓縮成型的燃料，儲存、運(yùn)輸、使用方便，清潔環(huán)保，燃燒效率高，既可作為農(nóng)村居民的炊事和取暖燃料，也可作為城市分散供熱的燃料。隨著加工生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)不斷發(fā)展，大量的生物質(zhì)固體成型燃料又是一種很好的生物質(zhì)發(fā)電廠的生物燃料。國外生物能源發(fā)展概況生物質(zhì)是目前世界上最廣泛、大量利用的可再生能源，據(jù)估計占世界一次能源供應(yīng)量的 11%，但絕大部分都是在發(fā)展中國家通過傳統(tǒng)低效的火爐為農(nóng)村家庭的炊事提供熱能，只有一小部分是在發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家通過現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行集中或分散發(fā)電、供熱、供氣和制取液體燃料。后者代表了生物質(zhì)能利用的發(fā)展方向，并展現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿Α５?2022 年底，全世界生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量超過了 6000 萬千瓦，主要集中在北歐和美國；生物燃料乙醇年產(chǎn)量約 7000 萬噸，主要集中在巴西、美國；生物柴油年產(chǎn)量約 1750 萬噸，主要集中在德國、美國、法國。沼氣已是成熟的生物質(zhì)能利用技術(shù)，在歐洲和印度等地已建設(shè)了大量沼氣工程和分散的戶用沼氣池。 美國計劃 2022 年將生物能源在交通運(yùn)輸中使用的石油制品中添加比例增加到 7％以上。歐盟計劃 10 年內(nèi)在交通運(yùn)輸中添加 ％的生物能源。日本計劃在未來 10 年內(nèi)將生物能源添加比例增加到 10％。巴西在未來 10 年內(nèi)將生物能源比例增加到 20％25％。5 / 38 幾種主要類型生物質(zhì)能發(fā)展情況 生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電工藝有三種類型：生物質(zhì)在鍋爐的直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)煤混合直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電。其中，生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在歐洲應(yīng)用普遍，技術(shù)基本成熟并得到規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用，其技術(shù)路線為 “鍋爐+汽輪機(jī)/斯特林發(fā)動機(jī)（通常為熱電聯(lián)產(chǎn)，即 CHP） ”，其中，汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)為常規(guī)技術(shù)，一般應(yīng)用于中型以上發(fā)電系統(tǒng)，斯特林發(fā)動機(jī)發(fā)電技術(shù)處于技術(shù)開發(fā)和示范階段，是歐洲目前重點支持研發(fā)的生物質(zhì)利用方面的主要技術(shù)。近年來，通過生物質(zhì)與礦物燃料的混合燃燒發(fā)電方面的研究和示范應(yīng)用，表明混燃可提高生物質(zhì)發(fā)電的效率，且當(dāng)生物質(zhì)的比重不高于 20%時一般不需對現(xiàn)有設(shè)備作改動，是生物質(zhì)燃燒發(fā)電的發(fā)展方向。生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電有望提高總體能源效率，世界上很多發(fā)達(dá)國家把它作為國家級示范工程進(jìn)行推廣，提高。世界上生物質(zhì)發(fā)電比較成功的國家有奧地利、丹麥、芬蘭、法國、瑞典、德國、美國等發(fā)達(dá)國家。尤其是芬蘭，生物質(zhì)發(fā)電量占本國發(fā)電量的 11%，居世界第一。丹麥 BWE 公司研發(fā)的秸稈直接焚燒發(fā)電機(jī)組也廣泛應(yīng)用于世界各國。我國也已引進(jìn)此技術(shù)。到 2022 年底，全世界生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量超過了 6000 萬千瓦，主要集中在北歐和美國。 生物質(zhì)液體燃料生物液體燃料具有替代石油產(chǎn)品的巨大潛力，主要包括燃料乙醇和生物柴油。隨著國際油價的持續(xù)攀升，提高了生物液體燃料的經(jīng)濟(jì)性，在一些國家和地區(qū)已經(jīng)具有了商業(yè)競爭力。生物液體燃料方面新技術(shù)的研發(fā)，在很大程度上取決于解決生物燃料生產(chǎn)的原料供應(yīng)問題。目前生產(chǎn)液體燃料大多使用的是糧食類作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等，但是從能源的投入、產(chǎn)出分析，利用糧食類作物生產(chǎn)液體燃6 / 38料是不經(jīng)濟(jì)的。因此，利用木質(zhì)纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。2022 年全球燃料乙醇產(chǎn)量超過了 7000 萬噸， 生物柴油產(chǎn)量超過了 1750萬噸。由于利用糧食類作物生產(chǎn)液體燃料不是很經(jīng)濟(jì)，一些國家開始利用木質(zhì)纖維素制取燃料乙醇來降低生產(chǎn)成本。目前，加拿大已經(jīng)建成首家用麥稈生產(chǎn)燃料乙醇的工廠；殼牌投資 4600 萬美元建設(shè)年產(chǎn) 20 萬噸的燃料乙醇商業(yè)化生產(chǎn)線，德國正在開發(fā)使用木材和麥稈等生產(chǎn)高級柴油的技術(shù)。美國能源部也支持了多個投資巨大的纖維素乙醇中試及產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)項目，旨在利用木材、稻草、玉米秸等纖維素廢料生產(chǎn)燃料乙醇。 生物沼氣主要為厭氧法處理禽畜糞便和高濃度有機(jī)廢水，是發(fā)展較早的生物質(zhì)能利用技術(shù)。80 年代以前，發(fā)展中國家主要發(fā)展沼氣池技術(shù)，以農(nóng)作物秸稈和禽畜糞便為原料生產(chǎn)沼氣作為生活炊事燃料。如印度和中國的家用沼氣池；而發(fā)達(dá)國家則主要發(fā)展厭氧技術(shù)，處理禽畜糞便和高濃度有機(jī)廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國、美國等發(fā)達(dá)國家均普遍采取厭氧法處理禽畜糞便，而象印度、菲律賓、泰國等發(fā)展中國家也建設(shè)了大中型沼氣工程處理禽畜糞便的應(yīng)用示范工程。歐洲“生物沼氣”利用前景看好，在 1997 年歐盟出臺的可再生能源白皮書中，曾提出到 2022 年歐洲“生物沼氣”的使用量要相當(dāng)于 1500 萬噸石油當(dāng)量。目前看來這一目標(biāo)難以實現(xiàn)，但有研究預(yù)計 2022 年歐洲“生物沼氣”產(chǎn)量可以達(dá)到 600 萬到 900 萬噸石油當(dāng)量。在歐洲各國中，德國開發(fā)的熱電組合裝置（ＣＨＰ）成為利用“生物沼氣”的主要設(shè)備，其可同時供熱和發(fā)電。英國“生物沼氣”的使用量也在穩(wěn)定增長，倫敦市政府已經(jīng)制訂了一份利用垃圾實現(xiàn)城市供電的大膽計劃。法國由于在歐洲各國中農(nóng)業(yè)種植面積最大，被認(rèn)為是最具“生物沼氣”發(fā)展?jié)摿Φ膰?。另外，丹麥和瑞典政府也明確提出將“生物沼氣”作為能源供應(yīng)的重要組成部分。7 / 38“生物沼氣”以其良好的環(huán)保性正受到歐洲各國越來越高的重視，未來發(fā)展前景看好。2022 年到 2022 年間歐洲各國“生物沼氣”的使用量增長了 ％。 生物質(zhì)固體成型燃料美國在 20 世紀(jì) 30 年代就開始研究生物質(zhì)致密成型燃料技術(shù)及其燃燒技術(shù)，并研制了螺旋壓縮機(jī)及相應(yīng)的燃燒設(shè)備，日本在 20 世紀(jì) 40 年代開始研究機(jī)械式活塞式致密成型技術(shù)處理林業(yè)廢棄物，與 1954 年成功研制出了單頭、多頭螺桿擠壓棒狀致密成型機(jī)。在亞洲，泰國、印度等國也建立了不少生物質(zhì)致密成型燃料專業(yè)生產(chǎn)廠。目前，德國有 100 多家顆粒成型燃料工廠，主要以木屑、木片、枝、邊角料等生物質(zhì)為原料。瑞典有生物質(zhì)顆粒成型燃料加工廠 10 多家，企業(yè)的年生產(chǎn)能力達(dá)到了 20 多萬噸。? 微藻生物柴油全球石油俱樂部（The Global Petroleum Club）評估結(jié)果顯示，1 公頃海藻１年能生產(chǎn) 96000L 生物柴油；與之相比，1 公頃油椰子１年生產(chǎn) 5950L 生物柴油，而１公頃大豆１年只能生產(chǎn) 446L 生物柴油。　　美國 Valcent 公司 2022 年 12 月發(fā)布的試驗報告表明，該公司利用高密度垂直式生物反應(yīng)器持續(xù) 90 天，每天平均獲得１g / Ｌ海藻干物質(zhì)，根據(jù)試驗結(jié)果推算，相當(dāng)于每年每英畝（１acre = 平方米）海藻干物質(zhì)產(chǎn)量可以達(dá)到276t，干物質(zhì)油脂含量達(dá)到 50%，因此每年每英畝可以生產(chǎn) 138t 生物柴油。 主要國家生物質(zhì)能發(fā)展情況 美國 2022 年，美國通過了《生物質(zhì)研究開發(fā)法案》 ，啟動了生物質(zhì)能源研究計劃，吹響了進(jìn)軍生物能源的號角。美國總統(tǒng)布什在 2022 年的《國情咨文》中提8 / 38出了“10 年減 20%”的目標(biāo)，即用 10 年的時間使汽油消費(fèi)下降 20%，要達(dá)到這個目標(biāo)，其生物燃料的產(chǎn)量在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上再增加七倍，達(dá)到 350 億加侖（ 億噸） 。目前，美國在生物能源的研發(fā)投入已超過 10 億美元，白宮在2022 年農(nóng)業(yè)議案中提議為纖維素乙醇開發(fā)提供 12 億美元的撥款和 21 億美元的貸款。同年 3 月，美國能源部投資 億美元資助 6 家纖維素乙醇生產(chǎn)企業(yè)，計劃在 2022 年使生產(chǎn)成本與玉米乙醇相當(dāng)，實現(xiàn)纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)的商業(yè)化。生物質(zhì)能利用占一次能源消耗總量的 4％左右。用生物質(zhì)能發(fā)電總裝機(jī)容量已超過 10 000MW，單機(jī)容量達(dá) 10～25MW。到 2022 年，美國物質(zhì)能發(fā)電的總裝機(jī)容量超過 1000 萬千瓦。紐約的斯塔藤垃圾處理站投資 20 000 萬美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發(fā)電，同時生產(chǎn)肥料；開發(fā)出利用纖維素廢料生產(chǎn)酒精技術(shù)，建立了 1MW 的稻殼發(fā)電示范工程，年產(chǎn)酒精 2500t。STM公司是美國通用汽車公司發(fā)展斯特林發(fā)動機(jī)技術(shù)的專業(yè)公司，研制出的STM4—120 發(fā)動機(jī)被美國能源部評價為世界上最先進(jìn)的斯特林發(fā)動機(jī)，可與沼氣技術(shù)或生物質(zhì)氣化技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成 50kW 左右的村級生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)。普林斯頓大學(xué)能源與環(huán)境中心，在研制以生物質(zhì)燃?xì)鉃槿剂?，發(fā)電功率為200kW 的小型燃料電池／燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)。 美國能源部在 2022 年 3 月發(fā)布的《2022 年度能源展望》中指出，到 2030年，生物燃料計劃中產(chǎn)自玉米的乙醇為 150 億加侖。但這 150 億加侖乙醇到2030 年僅能滿足 %的汽車燃料需求。2022 年美國生物柴油年生產(chǎn)能力達(dá) 100 萬噸以 上。 巴西2022 年它的生物質(zhì)能源比例已占全部能源的 29%，其中薪柴和甘蔗占生物質(zhì)能的 50％～60％，其余是農(nóng)業(yè)廢棄物。而同期世界的生物質(zhì)能源應(yīng)用比例僅為 11%，如加上水電、核電，巴西的可再生能源比例已達(dá)到 %，同期世界的可再生能源應(yīng)用比例僅為 14%。巴西是乙醇燃料開發(fā)應(yīng)用最有特色的國家，實施了世界上規(guī)模最大的乙醇9 / 38開發(fā)計劃(原料主要是甘蔗、木薯等)，目前乙醇燃料已占該國汽車燃料消費(fèi)量的 50％以上。用甘蔗提取酒精是目前巴西生物質(zhì)能源的主要構(gòu)成部分，約占巴西全部能源的 %，巴西廣泛使用酒精燃料，極大的緩解了石油能源價格危機(jī)，同時酒精是一種清潔能源，對環(huán)境無污染，實現(xiàn)了環(huán)境和生態(tài)的可持續(xù)。巴西保持世界燃料乙醇生產(chǎn)和使用的領(lǐng)先地位，目前消費(fèi)量達(dá) 1073 萬噸/年，汽油將繼續(xù)調(diào)合高達(dá) 22%～24%乙醇。巴西有近 400 萬輛以乙醇為燃料的汽車，乙醇的消費(fèi)量已占到全國汽車燃料消費(fèi)量的 43%。巴西政府計劃在未來 7 年內(nèi)，甘蔗產(chǎn)量將從目前的 億噸增加到 億噸，新建 89 家乙醇燃料生產(chǎn)廠。到 2022 年，乙醇燃料的年產(chǎn)量將擴(kuò)大到 350億升，其中約 100 億升將用于出口。巴西還研究開發(fā)了乙醇和汽油混用的汽車發(fā)動機(jī)，目前巴西 銷售的新車一半以上是這種“靈活燃料”汽車。車主可以自由選擇添加的燃料類型，可以是石油，可以是乙醇，也可以是石油和乙醇的混合物。巴西近幾年加大了研發(fā)生物柴油的計劃。巴西政府于 2022 年 12 月 6 日公布了實施生物柴油的臨時法令，宣布巴西將于 2022 年開始必須在礦物柴油中摻加 2%的生物柴油，到 2022 年增加到 5%。作為柴油機(jī)車的動力，也可以作為發(fā)電動力。巴西生產(chǎn)生物柴油的主要原料是蓖麻、棕櫚油、大豆、棉籽油、向日葵和玉米等。 歐洲 歐洲是生物質(zhì)能開發(fā)利用非常活躍的地區(qū)，新技術(shù)不斷出現(xiàn)，并且在較多的國家得以應(yīng)用。1991 年，在瑞典瓦那茂興建了世界上第一座完成的生物質(zhì)氣化燃?xì)廨啓C(jī)／發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)／發(fā)電機(jī)聯(lián)合發(fā)電廠，凈發(fā)電量 6MW，凈供熱量9MW，系統(tǒng)總效率達(dá) 80％以上。該國用催化裂解法處理生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂退教幱谑澜珙I(lǐng)先地位。在芬蘭，使用上流式氣化爐生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)猓糜趨^(qū)域集中供熱，已達(dá)到商業(yè)化水平。該國的生物質(zhì)氣化設(shè)備制造廠在 1988 年前生產(chǎn)的 9 套設(shè)備，分別安裝在芬蘭、瑞典各地運(yùn)行。在芬蘭有世界上第一個以10 / 38泥炭為原料用氣化合成氨的方法來生產(chǎn)化肥的廠家。近十多年來，歐共體開展了將木料氣化合成甲醇的研制工作，先后已有數(shù)個示范廠，德國已廣泛應(yīng)用含1％～3％甲醇的混合汽油供汽車使用，在法國、捷克、瑞典、西班牙、前蘇聯(lián)等國，都在開發(fā)應(yīng)用甲醇和乙醇的液體燃料。在荷蘭、英國、比利時、希臘、葡萄牙等國，開展了用生物質(zhì)熱解法制取生物油的研究，生物油經(jīng)改性后可作液體燃料。歐洲有的國家，還利用植物油作燃料的開發(fā)和研究。英國在研究應(yīng)用基因技術(shù)改良油菜品種，以期提高產(chǎn)量，并使菜籽中的脂肪酸碳鏈由 18 個碳原子縮短到 8 個左右，獲得優(yōu)質(zhì)菜籽燃油。瑞典在研究用適當(dāng)配比菜籽油和甲醇的方法，獲得生物柴油。由于 2022 年后石油價格的翻番、災(zāi)害天氣對能源供應(yīng)的影響以及天然氣管線的糾紛等因素，促使歐盟加速尋找可替代的資源。生物燃料已證明是可以信賴的石油替代品，在許多歐盟國家的柴油中已添加了低含量的生物柴油，一些大公司宣布其上億歐元的投資計劃，汽車制造商也將高混合比的生物乙醇汽車投放市場。從歐盟各國 2022—2022 年生物燃料的市場份額來看，雖然到 2022年底未能達(dá)到 2％的目標(biāo)，但在 2 年中生物燃料的市場份額也翻了一倍，其中生物柴油達(dá) 1．4％，而生物乙醇僅占汽油份額的 0．4％，各國的情況也差別很大，德國和瑞典已超過目標(biāo)值，而某些國家尚未起步。不過這種差別將逐步消失，因為從 2022 年開始，又有 13 個國家對生物燃料予以稅收減免，8 個國家將生物燃料作為強(qiáng)制性義務(wù)。歐盟委員會 2022 年 12 月 7 日批準(zhǔn)了一項旨在增加使用以森林、農(nóng)業(yè)和廢物為原料的能源的生物能源行動計劃。在利用生物燃料用于交通方面，歐盟的行動計劃主要內(nèi)容是制訂要求供應(yīng)商在所銷售的常規(guī)燃料當(dāng)中生物能源占據(jù)最低限額的比重。歐盟還將于 2022年出臺報告，要求各成員國政府制定市場上生物燃料的銷售份額。目前這一比例僅僅為 %，這使得歐盟在 2022 年制定的有關(guān)在 2022 年使這一份額達(dá)到%的目標(biāo)成為泡影。行動計劃提議改進(jìn)有關(guān)燃料的標(biāo)準(zhǔn)，以鼓勵在交通、取暖和發(fā)電方面更多地使用生物能源。行動計劃還建議加強(qiáng)研發(fā)領(lǐng)域的投資，特11 / 38別是開展從木材和垃圾當(dāng)中生產(chǎn)可燃液體燃料的工作。行動計劃還將發(fā)起一個教育宣傳活動，使得農(nóng)民和林業(yè)主對開發(fā)能源作物產(chǎn)生興趣。此外，歐盟還計劃通過立法以提倡利用可再生能源取暖。2022 年 21 個成員國僅有 2 個國家達(dá)到設(shè)定的指標(biāo)，平均