【正文】 四 生物質顆粒燃料的發(fā)展、問題和對策（一）生物質顆粒燃料概念生物質顆粒燃料實質是生物質能的直接燃燒應用，是對生物質能的加工利用。目前，沼氣技術已非常成熟，并得到了廣泛的應用；另一種是通過高溫熱解技術將秸稈或林木質轉化為以一氧化碳為主的可燃氣體，用于居民生活燃料或發(fā)電燃料，由于生物質熱解氣體的焦油問題還難以處理，致使目前生物質熱解氣化技術的應用還不夠廣泛。目前，這種利用能源作物生產液體燃料的技術已相當成熟，并得到了較好的應用，如巴西利用甘蔗生產的乙醇代替燃油的比例已達到25%；另一種是利用農作物秸稈或林木質生產柴油或乙醇，目前，這種技術還處工業(yè)化試驗階段。經(jīng)過壓縮成型的生物質固體燃料，密度和熱值大幅提高，基本接近于劣質煤炭，便于運輸和儲存，可用于家庭取暖、區(qū)域供熱，也可以與煤混合進行發(fā)電。 生物質固體燃料 大部分生物質原始狀態(tài)密度小，熱值低。生物質能是指利用生物質生產的能源。國外用轉基因方法獲得柴油油菜新品種；用轉基因技術獲得分解秸稈纖維生產酒精的工程菌。到2030年，℃。我國溫室氣體排放已嚴重影響我國氣候變化。水體污染中，農產品加工企業(yè)排出污染物的約占1／2。對環(huán)境污染最嚴重企業(yè)仍是養(yǎng)殖企業(yè)和農產品加工企業(yè)。生物質能的可再生和循環(huán)利用的特征，使能源農業(yè)具有重要環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意義。所以，發(fā)展能源農業(yè)可以拓展農業(yè)生產領域，延長農業(yè)產業(yè)鏈條，拓寬農民增收渠道。龍基電力公司在山東單縣建設的秸稈發(fā)電項目，今年6月份即可投產發(fā)電。能源農業(yè)包括生物質生產、加工與轉化、能源產品與應用等一個完整的產業(yè)鏈和技術體系。在可開發(fā)的生物質資源中，能源作物的種植和開發(fā)潛力很大；農作物秸稈有40％作為飼料、肥料和工業(yè)原料，尚有60％可用于能源開發(fā)利用，約相當2．1億噸的標準煤；薪柴也是重要生物質資源，有40％林業(yè)剩余物未加利用，約相當0．3億噸的標準煤；禽畜糞便除一部分作為肥料外，其他部分可以用于發(fā)展農村沼氣，約相當0．6億噸的標準煤。（二）農業(yè)資源綜合開發(fā)對能源農業(yè)實施開發(fā)，是對農業(yè)資源的深度開發(fā)和利用，是將農業(yè)副產品、剩余物、廢棄物變廢為寶的深度開發(fā)和利用農業(yè)資源的新型產業(yè)。我國從1993年進口原油3000萬t，成為原油凈進口國，2000年進口達7000萬t，2003年進口1億t。一些國家能源農業(yè)發(fā)展表明，未來生物質資源將主要來自能源農業(yè)。全球每年經(jīng)植物光合作用產生的生物質約1700億噸，其能量相當于世界主要燃料消耗的10倍。二 中國農業(yè)綜合開發(fā)實施能源農業(yè)開發(fā)的重大意義能源農業(yè)的提出，是時代賦予農業(yè)的新功能。能源農業(yè)的生產過程，主要是固定大氣中的CO2，而其利用過程主要釋放CO2和H2O，從生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的角度來講，這一過程并沒有增加大氣CO2的排放量，因此，發(fā)展能源農業(yè)有利于控制大氣中溫室氣體的濃度，對于地球表層溫度的升高、保持地球生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡具有重要意義。能源農業(yè)必須與一定的加工技術相結合。能源農業(yè)從其概念的內涵而言仍然屬于農業(yè)領域。在農業(yè)現(xiàn)代化建設過程中，解決我國乃至世界能源問題，尤其是對其解決石油危機方面的潛力和重要意義，尚未被社會各界所共識。（二）能源農業(yè)概念的提出及特征國內外都已經(jīng)開展了與能源農業(yè)領域相關的一些研究和應用，并取得了一些進展。人們通常按能源的形態(tài)特征或轉換與應用的層次對它進行分類。一 能源農業(yè)的概念（一）能源的概念在兩次石油危機后，“能源”這一過去人們談論得很少的術語，成了人們議論的熱點。 加強可再生能源開發(fā)利用也是我國農業(yè)綜合開發(fā)今后的重要任務。農業(yè)生物質能源與農業(yè)綜合開發(fā)江蘇省農業(yè)資源開發(fā)局 張曉晴（2008年3月）胡錦濤總書記指出：“加強可再生能源開發(fā)利用，是應對日益嚴重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。一場巨大的能源變革已經(jīng)悄然來臨。關于能源的定義，目前約有20種。世界能源委員會推薦的能源類型分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。但能源農業(yè)作為一個完整的概念在國內外只有為數(shù)不多的幾篇文獻可供參考。隨著石油問題國際化的凸現(xiàn)和石油儲量的下降，農業(yè)在解決能源方面的優(yōu)勢將會逐漸顯現(xiàn)出來。傳統(tǒng)農業(yè)主要是通過人類的農事活動，為人類提供衣食住等豐富的生活資源，而能源農業(yè)在生產程序和耕作技術體系上，同傳統(tǒng)的種植業(yè)一樣，都是通過土地對農作物進行加工和利用，故仍然屬于農業(yè)范疇。能源農業(yè)生產的產品并不能直接利用，而是在一定的技術經(jīng)濟條件下，通過加工之后，才能被人類利用，并不是傳統(tǒng)的農作物秸稈或薪柴的直接燃燒利用。（三） 能源作物能源作物是指經(jīng)專門種植用以提供能源原料的草本和木本植物。中國農業(yè)綜合開發(fā)實施能源農業(yè)開發(fā)具有十分重大的意義（一）可以通過農業(yè)資源的深度綜合開發(fā)利用，開辟新的能源途徑；緩解我國能源短缺，保證能源安全。目前作為生物質能源的利用量還不到其總量的1％。我國潛在的生物質資源非常豐富。預計到2020年，中國的GDP可能達到5萬億美元，能源需求25億t到30億t標煤。目前，我國的生物質資源主要是農作物秸稈和能源作物、農產品剩余物等。大量的農業(yè)副產品、剩余物、廢棄物，蘊藏著巨大的生物質能源。發(fā)展能源農業(yè)，必然要求建設一批生物質生產、加工與轉化、產品與應用的工業(yè)企業(yè)，進而為轉移農村剩余勞動力提供出路。該項目發(fā)電規(guī)模達到2．5萬千瓦，年消耗秸稈約20萬噸，年發(fā)電量達1．56億千瓦時。（四）開發(fā)能源農業(yè)是發(fā)展無污染的綠色能源，可以治理有機廢棄物污染，符合保護生態(tài)環(huán)境，建立可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟的需要。隨著全球大量使用煤炭、石油等化石能源所出現(xiàn)的問題，包括資源的有限性和環(huán)境問題，發(fā)達國家把生物質能作為重要的能源予以重視。2003年通報點名批評的十家排污大戶，8家是農產品加工企業(yè)。特別是，劣Ⅴ類水的河段，農產品加工企業(yè)污染貢獻率更高。國家氣象局局長秦大河介紹，中國科學家預估了未來中國氣候的變化：第一，中國氣候將繼續(xù)變暖。第三，中國不少地區(qū)降水出現(xiàn)增加趨勢，東南沿海增加值最大。轉基因技術應用于能源作物和能源微生物上，不受基因標識的限制，而應用在食物方面要求標識，因而受到很大限制。目前，作為能源的生物質主要是指農業(yè)、林業(yè)及其它廢棄物，如各種農作物秸稈、糖類作物、淀粉作物和油料作物，林業(yè)及木材加工廢棄物、城市和工業(yè)有機廢棄物、以及動物糞便等。雖然不經(jīng)過處理，也可以作為能源使用，但無論是運輸和儲存，還是利用效率方面，都不能與化石能源相提并論。未經(jīng)過加工的生物質(主要是農業(yè)、林業(yè)廢棄物)也可以直接用于發(fā)電和供熱?？傮w來看，生物質液體燃料是一種優(yōu)質的工業(yè)燃料，不含硫及灰份，既可以直接代替汽油、柴油等石油燃料，也可作為民用燃燒或內燃機燃料，展現(xiàn)了極好的發(fā)展前途。 （三）中國農業(yè)生物質能發(fā)展的主要內容我國十分重視生物能源的開發(fā)和利用。直接燃燒方式可分為爐灶燃燒、鍋爐燃燒、垃圾燃燒和固型燃料燃燒四種情況。生物質顆粒燃料用途廣泛，不僅可以用于家庭炊事、取暖，也可以作為工業(yè)鍋爐和電廠的燃料，替代煤、天然氣、燃料油等石化能源。以美國、瑞典和奧地利等國為例，生物能源的應用規(guī)模，分別占該國一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美國，生物能源發(fā)電的總裝機容量已超過1萬MW，單機容量達10～25MW；在歐美，針對一般居民家用的生物質顆粒燃料及配套的高效清潔燃燒取暖爐灶已非常普及。生物質致密(壓縮)成型技術解決了生物質能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點，提高了使用效率。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質致密成型燃料發(fā)電廠。 　　目前，僅瑞典就有生物質顆粒加工廠10多家，單個企業(yè)的年生產能力達到了20多萬噸。對于不同的原料，ETS系統(tǒng)在整個生產制粒過程的單位能量消耗為25～60kWh/t、生產成本為68～128美元/t，而傳統(tǒng)工藝的單位能耗為80～180kWh/t，可見，ETS生產效率顯著提高。有業(yè)內人士分析認為：如果我國引進ETS技術生產木質顆粒，產品的生產成本比國外要低很多。它與現(xiàn)有的飼料制粒方式相同，即原料從環(huán)模內部加入，經(jīng)由壓輥碾壓擠出環(huán)模而成粒狀。科技日報2005年11月16日訊：中國工程院院士倪維斗說：在國家發(fā)改委、科技部和農業(yè)部等支持下，清華大學已開發(fā)出了生物質顆粒燃料冷成型技術和設備，并在北京懷柔區(qū)組織了示范項目。如果這種設備能夠在農村廣泛推廣，使農村多余的秸稈和林業(yè)等廢棄物全部轉化為生物質固體顆粒，首先用于農民基本生活能源需要，多余的賣給城市或工業(yè)鍋爐替代燃煤，將會大大增加能源供應能力，也會顯著增加農民收入。 （四）三大問題成攔路虎 　　生物質燃料的原料主要是農林業(yè)廢棄物，存在著季節(jié)性強、收集運輸困難的問題。 　　缺乏合理有效的運行模式，服務體系不完善。這樣，在不久的將來，國產的生物質能源顆粒產品就有望進入我們的日常生活了。我國每年可再生生物質約12億噸，其中主要為農作物秸稈。據(jù)估算，全國每年農作物秸稈產量有6億噸左右，但由于目前大部分地區(qū)農村已不再利用秸稈作為主要生活燃料，加上還田量很低，綜合利用缺乏相應的技術、設備和資金等原因，這些年來農村很大部分秸稈被廢棄或直接焚燒，這不僅是對資源的嚴重浪費，還導致對大氣環(huán)境的污染，特別在秋冬季節(jié)極易引發(fā)火災。秸稈氣化后的草灰可以作為鉀肥返還農田，生產的焦油可以成為化工原料，真正實現(xiàn)了“廢物”――“資源”――“產品”的良性循環(huán)。要禁止農民直接在田中焚燒秸稈，就必須為農民找到一個合理利用農作物秸稈的辦法。秸稈氣化是采用一種生物質熱解氣化技術，先將農作物秸稈等生物質原料切碎，在缺氧狀態(tài)下使秸稈不充分燃燒，產生大量的氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃氣體，再將燃氣進行冷卻、除雜、去焦處理，送進儲氣柜，然后經(jīng)過管網(wǎng)輸給農戶供飲事用氣。農戶自家生產的秸稈拿到氣站換氣，還可以增收節(jié)支，可謂一舉多得。秸稈氣化工程不但利用了大量廢棄的秸稈資源，而且滿足了農村居民生活對優(yōu)質能源的需求，是農村能源供應的一種新趨勢和秸稈資源利用的新方向。而且燃氣中一氧化碳濃度較高，一但泄漏還會造成中毒危險；其次是造成經(jīng)濟損失。 第一，盡快改進秸稈氣化的焦油處理技術和燃氣凈化技術。 第三，建議試點過程由政府出資建設氣站。 六 農作物秸稈發(fā)電和存在的難題（一）農作物秸稈發(fā)電的概念秸稈發(fā)電屬于生物直燃發(fā)電。（二）國外秸稈燃燒發(fā)電簡述1973年第一次石油危機時丹麥開始研究利用秸稈作為發(fā)電燃料。在歐洲特別是北歐的一些國家，秸稈直燃發(fā)電已經(jīng)廣泛推廣，目前，丹麥已建立了130家秸稈發(fā)電廠，使生物質成為了丹麥重要的能源。同時，排放的灰渣富含鉀、鎂、磷和鈣，全部作為肥料還田。如瑞典2002年的能源消費量為7300萬噸標準煤，其中可再生能源為2100萬噸標準煤，約占能源消費量的28%，而在可再生能源消費中，生物質能占了55%，主要作為區(qū)域供熱燃料。秸稈發(fā)電比水電造價低。我國農村的秸稈資源相當豐富，主要的農作物種類有稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花和甘蔗。這樣做不僅浪費了秸稈資源，而且造成嚴重空氣污染，直接危害和影響了高速公路交通和航空安全。而我國生物質資源十分豐富，可作為能源利用的總量為3億噸，若能充分加以利用，可為農民增收近1000億元。在秸稈收購、加工、運輸?shù)确矫妫磕昕蔀楫數(shù)剞r民增加收入約2000萬元。因此歐洲生物質發(fā)電多采用熱電聯(lián)供模式，即不僅發(fā)電上網(wǎng)，而且為附近的居民提供熱水和其他熱力服務。 （四）存在的困難我國利用秸稈發(fā)電的前景是樂觀的，但是仍然存在很多的困難，包括：一、目前國內缺乏專門燃燒農林廢棄物鍋爐的設計、生產制造能力和使用經(jīng)驗，專業(yè)技術人才匱乏；原料收儲運所需的農業(yè)機械稀缺，不能滿足生物質發(fā)電的需求。五、我國農戶生產規(guī)模小，秸稈分散，收集困難。 沼氣實質上是人畜糞尿、生活污水和植物莖葉等有機物質在一定的水分、溫度和厭氧條件下，經(jīng)沼氣微生物的發(fā)酵轉換而成的一種方便、清潔、優(yōu)質、高品位氣體燃料，可以直接炊事和照明，也可以供熱、烘干、貯糧。除廣泛存在于糞坑、陰溝、池塘等自然界厭氧生態(tài)系統(tǒng)外，地層深處的古代有機體在逐漸形成石油的過程中，也產生一種性質近似于沼氣的可燃性氣體，叫做“天然氣”?！闱闆r下，沼氣中的主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和少量的硫化氫（H2S）、氫（H2）、一氧化碳（CO）、氮（N2）等氣體。沼氣的主要成分是甲烷，它的理化性質也近似于甲烷。很多人稱：“沼氣百利，而無一害”。各種農產品加工廢水，都可作為沼氣發(fā)酵的原料。?。?）沼氣發(fā)酵受溫度影響較大　　沼氣發(fā)酵可分為高溫（50－600C）、中溫（30－350C）和常溫（自然溫度）。這種沼氣池解決了進料和出料的矛盾，可以連續(xù)生產。大中型沼氣主要用來處理城市污水、高濃度工業(yè)有機廢水、人畜糞便及生活垃圾。北京市蟹島度假村，建了一座的沼氣池和一座150畝水面的污水處理系統(tǒng)，度假村內部生活垃圾和人畜糞便全部進行厭氧消化，產生的清潔能源供炊事用氣，消化液和沼渣作優(yōu)質肥料用于生產無公害農產品。（三）國外沼氣發(fā)展瑞典PURAC公司將利用動物加工副產品、動物糞便和食物廢棄物等生產的沼氣凈化后，經(jīng)壓縮送到城市加油站供天然氣汽車使用。 （四）我國開發(fā)利用現(xiàn)狀 經(jīng)過多年的研究開發(fā)，我國戶用沼氣技術居國際領先水平，發(fā)展規(guī)模居世界前列?！笆濉逼陂g，中央投資34億元專項支持沼氣建設，直接受益農戶達374萬戶。（五）建議為了使農村戶用小型沼氣更符合國家經(jīng)濟建設和社會全面發(fā)展，有兩點建議：國家進一步加大投資力度，滿足廣大農民的需求；突出重點。據(jù)衛(wèi)生防疫部門檢測結果：在沼氣池內，血吸蟲卵秋季22天，冬季40天內，死亡100％。生物質能源是中國僅次于煤與石油的第三大能源。 　　財政部經(jīng)濟建設司司長胡靜林在論壇上介紹，對我國能源與生物化工產業(yè)國家實施財稅扶持政策，將限定支持對象、控制支持范圍、把握支持力度，引導產業(yè)健康有序發(fā)展。 據(jù)了解，科技部將在“十一五”“農林生物質工程”，進行以生物質能源與生物質化工為主的研發(fā)，為生物質能源產業(yè)提供技術支撐。他認為，根據(jù)我國實際情況定位的重點產品按重要性依次為：燃料乙醇、成型燃料、工業(yè)沼氣、生物塑料和生物柴油。以美國為代表的發(fā)達國家都加大發(fā)展乙醇燃料生產的力度和速