『壹』 生物質能源
生物質能是自然界中有生命的植物提供的能量。這些植物以生物質作為媒介儲存太陽能。屬再生能源。據計算,生物質儲存的能量為270億千瓦,比目前世界能源消費總量大2倍。人類歷史上最早使用的能源是生物質能。19世紀後半期以前,人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質能的方式有: (1) 製取沼氣。主要是利用城鄉有機垃圾、秸桿、水、人畜糞便,通過厭氧消化產生可燃氣體甲烷,供生活、生產之用。(2) 利用生物質製取酒精。當前的世界能源結構中,生物質能所佔比重微乎其微。
1.什麼是生物質?什麼是生物質能?生物質(biomass)可以理解為自然界通過光合作用產生的一切生命體(動、植、微生物)及其代謝的產物(糞便、秸稈)等。
生物質能(biomass energy)則可以簡單地理解為這些生命體里所蘊含的能量,是一種能源。2.身邊的生物質能利用 就拿國內來說,已經規模化利用方式有主要有沼氣池、生物質發電等。(可能還有堆肥之類的,本身作為熱能方向的學生不甚了解)3.生物質能里利用方式固體燃料 例如火力發電廠中與煤混燃發電,或是直接的生物質發電廠發電。存在的問題就是生物質在中國的收集運輸成本較高。在歐洲一些國家生物質發電發展的很好,而且生物質已經被製作成顆粒燃料,可以簡單的用於日常替代煤。液體燃料 液體燃料的話,主要有通過生化轉化、熱解等技術產生的生物乙醇、生物柴油等等。曾經,美國向墨西哥大量采購玉米作為燃料生產乙醇,而且采購價格比國內食用采購價還高,導致墨西哥國內市場問題。對這個生化轉化有興趣的話有很多相關的書籍可以了解一下。垃圾焚燒 垃圾焚燒也可以算作生物質能的利用范疇,與之前提到的火電廠不同,其主要問題在於會產生劇毒物質二惡英,但作為迄今為止優秀的垃圾處理方式,已經慢慢推廣。同學畢業後就有很多去往深圳能源的垃圾焚燒廠。沼氣 其本質也屬於生物質生化轉化范疇,與發酵之類相關。
『貳』 生物質為什麼被各國研究開發
生物質能是世界上最普遍的一種可再生能源。據估算,地球上每年經光合作用而生成的生物質總量為1440億~1800億噸(乾重),相當於目前全世界每年總能耗的3~8倍。若把動物排泄的糞便也包括進去,則其數量更大。但是,迄今人們實際利用的生物質能還很少,並且利用的效率也不高。至今,利用的生物質能只佔全球總能耗的6%~13%。其中我國約占總能耗的30%,在非洲某些國家則高達60%以上;而發達國家生物質能在總能耗中所佔比重較小,像美國只佔3%~4%。隨著化石能源的日益短缺和高新科技的發展,特別是保護生態環境的迫切需要,研究開發和充分合理利用生物質能,不但越來越顯得非常必要,而且也已經具備了這種可能性。世界各國都將發展生物質能技術。比如說,有的國家著重研究生物質的液化問題,以它來代替石油;有的國家則側重於研究生物質的氣化,以提高生物質能的利用效率……
[我還想知道]
在新能源的大家族中,還有異軍突起的電磁能、磁流體發電技術、電氣體發電技術以及超導技術在電力工業中的應用等等。
清潔能源是指對環境無污染的能源。它包含了太陽能、風能、水能、潮汐能,還有核能和地熱能。
『叄』 生物質能源有哪些種類
依據來源的不同,可以將適合於能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。
1、林業資源
林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供的生物質能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業副產品的廢棄物,如果殼和果核等。
2、農業資源
農業生物質能資源是指農業作物(包括能源作物);農業生產過程中的廢棄物,如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農業加工業的廢棄物,如農業生產過程中剩餘的稻殼等。
能源植物泛指各種用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、製取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。
3、污水廢水
生活污水主要由城鎮居民生活、商業和服務業的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業有機廢水主要是酒精、釀酒、製糖、食品、制葯、造紙及屠宰等行業生產過程中排出的廢水等,其中都富含有機物。
4、固體廢物
城市固體廢物主要是由城鎮居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建築業垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜,受當地居民的平均生活水平、能源消費結構、城鎮建設、自然條件、傳統習慣以及季節變化等因素影響。
5、畜禽糞便
畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱,它是其他形態生物質(主要是糧食、農作物秸稈和牧草等)的轉化形式,包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。
6、沼氣
沼氣是由生物質能轉換的一種可燃氣體。沼氣是一種混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼氣是有機物質在厭氧條件下,經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。由於這種氣體最先是在沼澤中發現的,所以稱為沼氣。
人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內,在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵,類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化,從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體,可以燃燒。通常可以供農家用來燒飯、照明。
生物質能源特點:
1、可再生性
生物質能屬可再生資源,生物質能由於通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用;
2、低污染性
生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質作為燃料時,由於它在生長時需要的二氧化碳相當於它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似於零,可有效地減輕溫室效應;
3、廣泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物質能;
4、總量十分豐富
生物質能是世界第四大能源,僅次於煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000~1250億噸生物質;海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當於世界總能耗的10倍。我國可開發為能源的生物質資源到2010年可達3億噸。
隨著農林業的發展,特別是炭薪林的推廣,生物質資源還將越來越多。
5、廣泛應用性
生物質能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發電、生產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等形式存在,應用在國民經濟的各個領域。
以上內容參考:網路-生物質能
『肆』 世界上所有能源的存儲量是多少
(1)世界能源儲量和分布 目前,人類使用的能源最主要是非再生能源,如石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費量的90%左右,再生能源如水力、植物燃料等只佔10%左右。
世界能源儲量最多是太陽能,在再生能源中佔99.44%,而水能、風能、地熱能、生物能等不到1%。在非再生能源中,利用海水中的氘資源產生的人造太陽能(聚變核能)幾乎佔100%,煤炭、石油、天然氣、裂變核燃料加起來也不足千萬分之一。所以,人類使用的能源歸根到底要依靠太陽能,太陽能是人類永恆發展的能源保證。
世界能源儲量分布是不平衡的。石油儲量最多地區是中東佔56.8%;天然氣和煤炭儲量最多是歐洲,各佔54.6%和45%。亞洲大洋洲除煤炭稍多(佔18%)以外,石油、天然氣都只有5%多一點。據預測,全世界石油儲量只夠開采30~40年,天然氣約60年。
(2)我國能源儲量和分布 我國有著豐富的能源資源。世界各國有的能量資源我國都有。我國煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位;石油資源佔世界第十一位;天然氣資源佔世界第十四位;太陽能資源居世界第二位;潮汐、地熱、風力和核燃料資源都很豐富。但人均佔有量很少,只有世界平均水平的一半。我國能源資源地區分布不均衡。1985年,煤炭探明儲量7690億噸,主要集中在華北和西北,各佔59.3%和19.2%,西南佔9.6%,華東佔5.8%,中南3.4%,東北2.7%。石油探明儲量25億噸,天然氣儲量3800億立米,主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區內。可開發水力資源有3.78億千瓦,年發電量1.92億千瓦時,主要集中在西南,佔68%,中南佔15.2%,西北佔10%,華東佔3.6%,東北佔2%,華北佔1.2%。我國太陽能和風能資源豐富,有很大利用潛力。
參考資料: http://www.hbylzx.com/yilingonline/printpage.asp?BoardID=18&ID=1143
『伍』 地球上的能源到底還有多少
按照目前的消耗水平,世界上現在的石油60-70年,天然氣80-100年,煤炭210-230年,核能可以用500年而風能,太陽能,水力資源,潮汐能是可以再生和循環利用的,但是開發技術跟不上,開發成本太高,所以能源危機離我們不遠了。
『陸』 生物能源有哪幾種
1、燃料乙醇概念:燃料乙醇一般是指提及濃度達到99.5%以上的無水乙醇。
特點:可作為新興能源,減少石油消耗,保障國家能源安全;辛烷值高,抗爆性能好,可作為汽油添加劑,提高辛烷值,減少礦物燃料對大氣污染;是可再生能源,利用農作物發酵生產乙醇,燃燒排放二氧化碳與作物在生長過程中消耗二氧化碳基本持平,可減少礦物燃料燃燒產生的二氧化碳
2、生物柴油概念:生物柴油是清潔的可再生能源,它是一大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程薇藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料製成的液體燃料,是優質的石化柴油代替品。
特點:優良的環保性、較好的低溫發動機啟動性能、較好的安全性能、較好的安全性能、具有可再生性能、無需改動柴油發動機
3、生物沼氣概念:生物沼氣是指利用城市生活垃圾、農作物廢料甚至污泥等分解產生的氣體,主要成分為甲烷和二氧化碳,可用於發電和供熱。
4、生物丁醇概念:生物丁醇是以生物為原料,通過與乙醇相似的發酵工藝制備而成的可再生能源。
特點:碳排放量較低、蒸汽壓力較低、與汽油混合與水的寬容度較大,與汽油混合比較高5、微藻制油概念:薇澡即指是生長在海中的藻類,是植物界的隱花植物,通過有效的利用太陽能,進行光合作用固定二氧化碳,將無機物轉化為氫、高不飽和烷烴、油脂等能源物資。
特點:薇澡生物是可再生、速生生物、對大氣二氧化碳沒有凈增加、人工培養資源佔用小6、生物質發電概念:生物質發電是指利用生物質所具有的生物質能進行的發電,是可再生能源發電的一種,包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋發電、早期發電等。
『柒』 生物能是什麼
生物質能是自然界中有生命的植物提供的能量,這些植物以生物質作為媒介儲存太陽能,屬再生能源。據計算,生物質儲存的能量比目前世界能源消費總量大2倍。人類歷史上最早使用的能源是生物質能。19世紀後半期以前,人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質能的方式有: (1) 製取沼氣。主要是利用城鄉有機垃圾、秸稈、水、人畜糞便,通過厭氧消化產生可燃氣體甲烷,供生活、生產之用。(2) 利用生物質製取酒精。當前的世界能源結構中,生物質能所佔比重微乎其微。[1]
中文名
生物質能
外文名
biomass energy
類別
能量的一種
含義
太陽能以化學能貯存在生物質中
媒介
生物質
快速
導航
生物質特點
生物質
分類
特點
利用
資源
效益分析
意義
我國生物質能現狀
質能研究
問題分析
發展前景
簡介
生物質能可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。
生物質特點
生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念:生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素)、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點:可再生、低污染、分布廣泛。
2013年中國生物質能源的特點分析,①可再生性,生物質能源是從太陽能轉化而來,通過植物的光合作用將太陽能轉化為化學能,儲存在生物質內部的能量,與風能、太陽能等同屬可再生能源,可實現能源的永續利用。
②清潔、低碳。生物質能源中的有害物質含量很低,屬於清潔能源。同時,生物質能源的轉化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質,生物質能源的使用過程又生成二氧化碳和水,形成二氧化碳的循環排放過程,能夠有效減少人類二氧化碳的凈排放量,降低溫室效應。
③替代優勢。利用現代技術可以將生物質能源轉化成可替代化石燃料的生物質成型燃料、生物質可燃氣、生物質液體燃料等。在熱轉化方面,生物質能源可以直接燃燒或經過轉換,形成便於儲存和運輸的固體、氣體和液體燃料,可運用於大部分使用石油、煤炭及天然氣的工業鍋爐和窯爐中。國際自然基金會2011年2 月發布的《能源報告》認為,到2050 年,將有60%的工業燃料和工業供熱都採用生物質能源。
④原料豐富。生物質能源資源豐富,分布廣泛。根據世界自然基金會的預計,全球生物質能源潛在可利用量達350EJ/年(約合82.12 億噸標准油,相當於2009年全球能源消耗量的73%)。根據我國《可再生能源中長期發展規劃》統計,我國生物質資源可轉換為能源的潛力約5 億噸標准煤,隨著造林面積的擴大和經濟社會的發展,我國生物質資源轉換為能源的潛力可達10 億噸標准煤。在傳統能源日漸枯竭的背景下,生物質能源是理想的替代能源,被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的「第四大」能源。
生物質
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能(biomassenergy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質能的原始能量來源於太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。很多國家都在積極研究和開發利用生物質能。生物質能蘊藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機物中,它是由太陽能轉化而來的。有機物中除礦物燃料以外的所有來源於動植物的能源物質均屬於生物質能,通常包括木材、及森林廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業有機廢棄物、動物糞便等。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當於全世界能源消耗總量的10-20倍,利用率不到3%。
『捌』 世界上能源一共有多少種
能源是提供能量的物質資源.地球上有各種各樣的能源,能源可以根據其成因、性質和使用狀況進行分類.
如按使用狀況分類,有常規能源(包括煤、原油、天然氣等),新能源(包括核燃料、地熱能、太陽能等);
如按能源成因分類,可分為一次能源和二次能源,一次能源像煤、天然氣、水能、風能等,二次能源是指煤氣、原油加工品、火葯、電能、沼氣等;
如按能源可否再生分:
可再生能源:不隨其本身的轉化或被人類利用而減少的能源,如太陽能、生物能、水能、風能、地熱能等
非再生能源:隨其本身的轉化或被人類利用而減少的能源,如化石燃料、核燃料等
有些能源,如火山能、地震能、雷電能、宇宙射線能等還未能被人們所利用開發,期待進一步開發利用.
『玖』 生物燃料的國外現狀
目前,生物燃料主要被用於替代化石燃油作為運輸燃料,如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料儲量逐步下降、環境保護日益嚴峻的背景下,生物燃料受到各國政府的高度重視。歐盟委員會積極推進生物燃料發展,制定了2015年生物燃料占運輸燃料消費總量8%的目標。美國通過法律手段強制在運輸燃料中添加生物燃料,具體比例是柴油中添加2%的生物柴油,汽油中添加5%的燃料乙醇。據調查數據統計,2011年8月16日,美國白宮宣布推出一項總額為5.1億美元的計劃,由農業部、能源部和海軍共同投資推動美國生物燃料產業的發展。英國政府從2006年起要求生產運輸燃油的能源企業必須有3%的原料是來自可再生資源,並且比例將逐年提高。根據國際能源機構(IEA)的數據,2010年全球生物燃料日產量為182.2萬桶,2011年降至181.9萬桶。 作為應對氣候變化戰略的一部分,西歐和北美政府強制要求,在未來15年裡汽油和柴油中要添加更多的生物燃料組分。修改後的歐盟燃料質量法規定,歐盟汽油中可再生乙醇的含量將從5%倍增至10%,歐盟各國將在加油站出售這種命名為E10的汽油。
世界對生物柴油的需求量有望從2006年的690萬噸增長至2010年的4480萬噸。到2010年,亞洲有望超過北美、中歐和東歐,成為僅次於西歐的世界第二大生物柴油生產地區。全球生物柴油工業呈現快速增長,2000~2005年產能、產量及消費量年均增長率約為32%,而到2008年產能和需求增速更快,年均增速將分別達到115%和101%,甚至更高。2005~2010年全球生物柴油生產模式也將發生變化,2005年西歐生物柴油產量佔全球總產量的75%,2010年將減少至低於40%,主要原因是以亞洲為首的其他地區產量增速加快,亞洲將可能成為第二大生物柴油生產地區,其次是北美地區。從消費情況來看,2005年德國佔全球消費量的61%,其他消費國家主要包括法國、美國、義大利和巴西,其消費總和只佔到全球消費量的11%。2010年,美國可能成為全球最大的生物柴油市場,佔全球消費量的18%,新的大型消費市場將出現在中國和印度,其他國家的消費總和將佔到全球消費量的44%。生物燃料的原料來源成為生物燃料可持續發展的重要課題。
東南亞正在崛起成為一個主要的生物柴油生產基地,到2010年更有望成為世界上領先的供應地區。東南亞各國政府和企業紛紛斥巨資發展生物柴油工業,在建的生物柴油工廠遍及各地,也因此成為未來西歐和北美地區生物柴油的主要供貨地。棕桐油是東南亞最豐富的自然資源之一,將成為該地區發展生物柴油工業的主要原料。同時,該地區還計劃將大量土地開發為新的油棕種植園。東南亞生物柴油工業發展最快的是馬來西亞,然後是泰國和印尼,馬來西亞和印尼的粗棕櫚油合計產量大約佔到全球產量的85%。
泰國能源部去年5月份開始實施一項到2012年使生物柴油產量達到255萬噸的計劃。馬來西亞政府表示,2007年,該國生物柴油產量將翻一番多,達到110萬噸,工廠將由3家增加至今年的22家,到2008年將達到29家,到2010年,馬來西亞生物柴油產量將達到330萬噸,成為僅次於美國和德國,與印度並列的世界第三大生物柴油生產國。印尼政府表示,該國生物柴油產量有望從2006年的18萬噸增長至2007年的75萬噸,到2008年將達到120萬噸,該國的生物柴油工廠將由4家增加至今年的15家,到2008年將達到23家。到2010年,印尼和泰國的生物柴油年產量都將達到約130萬噸。 目前,巴西所有車用汽油均添加20%~25%的燃料乙醇,並且已有大量使用純燃料乙醇的汽車。除在本國大力發展生物乙醇工業之外,巴西還積極開展國際「乙醇外交」。今年3月,巴西與美國簽訂了在西半球鼓勵生產和消費乙醇的協定。此外,還同義大利和厄瓜多簽訂了共同開發乙醇項目的合作協定。中國限制使用玉米加工生物燃料之後,引起了巴西工業界的廣泛關注,巴西農業部1995年就表示關注中國推廣使用乙醇汽油的行動,希望與中國在發展乙醇燃料方面進行廣泛的合作。
美國從上世紀70年代開始利用其耕地多、玉米產量大的優勢,發展燃料乙醇,目前以玉米為原料生產燃料乙醇的生產工藝已經基本成熟。今年年初布希表示,美國到2012年法定的可再生和替代性能源的總量目標是要達到75億加侖,到2017年達到350億加侖,而當前的替代能源每年產量是40億加侖。因此美國玉米價格節節攀升。隨著對燃料汽油需求的不斷增加,美國的乙醇加工項目也不斷上馬,2004—2005被用於生產乙醇的玉米總量是13.23億蒲式耳,2005~2006達到21.5億蒲式耳,美國農業部預計,2007年將會有約32億蒲式耳玉米用於加工成燃料乙醇。
一些企業正在致力於將非糧食類或廢棄生物質如秸稈等轉化為乙醇,以幫助解決原料供應問題。以木質纖維素為原料生產生物乙醇是技術開發的焦點。木質纖維素來源於農業廢棄物(如麥草、玉米秸稈、玉米芯等)、工業廢棄物(如制漿和造紙廠的纖維渣)、林業廢棄物和城市廢棄物(如廢紙、包裝紙等)。目前世界各國研究利用木質纖維素發酵生產乙醇的科研機構都圍繞著這幾大關鍵技術進行攻關,但是目前世界上還沒有一家工業規模利用纖維質原料生產燃料乙醇的企業。其主要障礙是酶解成本過高、缺乏經濟可行的發酵技術。因此,技術路線的優化組合問題、生產過程中成本降低的問題以及乙醇廢糟的綜合利用等問題,需要解決。
養殖藻類是另一個潛在的生物燃料原料。一些企業正在開發從藻類中產業化生產合成氣和氫氣的體系。綠色燃料技術公司與亞利桑那公共服務公司合作,利用以天然氣為原料的發電廠排出的二氧化碳養殖可以轉化為生物柴油或生物乙醇的藻類。綠色燃料技術公司的技術去年在亞利桑那州的一個發電廠進行了中試並獲得了巨大成功。公司計劃將該項目范圍擴大,並於2008年在亞利桑那州開始商業化生產,然後擴展至澳大利亞和南非。 我國玉米資源比較豐富,2006年產量1.44億噸,居世界第二位,玉米秸稈年產量達6億多噸。在全球高度關注能源危機,關注可再生資源開發利用的大背景下,以玉米為原料生產的燃料乙醇、玉米乙烯及其衍生物、可降解高分子材料等,成為企業競相開發和投資的熱點。2006年,我國可再生能源年利用量已達到1.8億噸標准煤,約為一次能源消費總量的7.5%。摻入10%燃料乙醇的乙醇汽油成為中國能源替代戰略的著力點之一。
2001年國內酒精原料中玉米占原料總量的比重為59%,到2006年,這一比重已經上升到79%。目前有關部門正著手研究、開發汽車用甘蔗燃料乙醇。目前我國甘蔗年產量在8500萬噸左右,僅產食用酒精50多萬噸。若技術攻關成功,成本控製得當,用甘蔗生產燃料乙醇,將會有很好的發展前景。但問題在於,我國甘蔗種植面積十分有限,主要集中在廣西、雲南等少數幾個省份,而且隨著國內食糖消費量大幅增加,價格也將一路上揚,生產成本將可能大大高於玉米製造燃料乙醇。國家發改委相關人士也表示,繼續推廣乙醇汽油是大勢所趨,非糧生物能源如紅薯、木薯、甜高粱、纖維質乙醇是今後發展的重點,將加大這方面的科研投入力度。而另一方面,相關部委緊急叫停玉米加工乙醇後,政府仍會繼續「適度」發展燃料乙醇行業,堅持能源與糧食雙贏,在確保糧食安全的前提下,國家會採取一些財稅扶持政策,支持燃料乙醇的生產和使用。
(一)我國大型集團公司積極進行生物燃料的研究開發及生產
2006年11月,中國石油集團與四川省簽訂合作開發生物質能源框架協議,雙方將以甘薯和麻瘋樹為原料發展生物質能源,「十一五」期間將建成60萬噸/年燃料乙醇、10萬噸/年生物柴油項目。2006年12月,中石油又與雲南省簽署框架協議,在以非糧能源作物為原料製取燃料乙醇、以膏桐等木本油料植物為原料製取生物柴油等方面進行合作。2007年初,中石油與國家林業局就發展林業生物質能源簽署合作框架協議,並正式啟動雲南、四川第一批能源林基地建設。作為我國石油能源行業的巨頭,中石油在生物質能源的頻頻出手令人矚目,充分顯示了生物質能源對中石油集團發展的戰略重要性。中石油總經理蔣潔敏表示,「十一五」末,中石油非糧乙醇年生產能力將超過200萬噸/年,達到全國產量的40%以上,同時形成林業生物柴油每年20萬噸/年的商業化規模,並建設生物質能源原料基地40萬公頃以上。
無獨有偶,中糧集團近年也將生物質能源發展提到了戰略重地的高度,一時間與中石油並駕齊驅,成鏖戰之勢。2007年4月6日,緊隨中石油之後,中糧集團與國家林業局簽署《關於合作發展林業生物質能源框架協議》,雙方將重點建設一批能源林基地,開發利用林業生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大產品。
中糧集團在燃料乙醇、生物柴油等方面頻頻重拳出擊,進行企業並購。目前,國家發改委先後批准建設的4套燃料乙醇生產裝置。2006年國家審批第5個燃料乙醇生產裝置,也是唯一的一個非糧作物燃料乙醇裝置——廣西15萬噸/年木薯乙醇項目正在建設中。
2006年7月,中石化在攀枝花建設了一座10萬噸/年的生物柴油裝置,配套的能源林基地為40萬~50萬畝。同月,中石化總投資約1800萬元、規模為2000噸/年生物柴油的試驗裝置在河北建成。2007年4月13日,中石化與中糧集團簽訂《關於發展中國生物質能源及生物化工的戰略合作協議書》,共同發展生物質能源及生物化工,雙方將在未來5年內合作建設100萬~120萬噸/年燃料乙醇的生產裝置。
尤其值得注意的是,在政府的幫助下,一些中國公司在海外開辦生物燃料加工廠。例如,一家中國企業在奈及利亞投資9000萬美元開生物乙醇加工廠,以木薯作原料,年產15萬噸,北京出資85%,15%由奈及利亞政府負擔。2007年4月12日,國家科技部與義大利環境國土與海洋部簽署協議:武漢的生物柴油公司與義大利有關單位合作,在武漢興建一條將餐館產生的潲水油、地溝油等廢棄油脂,加工成為生物柴油的生產線。這條生產線建成投產後每年可生產3萬噸生物柴油,生產成本在5000元/噸左右,與石油柴油相當,發展前景看好。該項目在武漢實施成功後還將向我國的其他大中城市推廣。
(二)國家鼓勵以非糧食作物進行生物燃料的研發及生產,企業積極響應
國家發改委2006年12月18日下發的《關於加強玉米加工項目建設管理的緊急通知》明確提出,我國將堅持非糧為主積極穩妥推動生物燃料乙醇產業發展,並立即暫停核准和備案玉米加工項目,對在建和擬建項目進行全面清理。通知要求,「十五」期間建設的4家以消化陳化糧為主的燃料乙醇生產企業,未經國家核准不得增加產能。
相關部委鑒於目前危及糧食安全的嚴峻形勢對國內一些地方盲目發展玉米加工乙醇能力的態勢實施緊急剎車,令生產企業猝不及防。糧食問題直接關繫到整個社會與國家經濟的穩定,這也許是國家部委對發展玉米加工乙醇能力緊急剎車的最根本原因。去年玉米和大豆的國際期貨價格大幅飆升,受此影響,國內市場的玉米價格也一路走高,國內四大定點乙醇生產廠全部虧損,為了不進一步刺激玉米需求,國家發改委此前已經叫停了一些中小乙醇生產項目。
國家現在和將來都不會鼓勵用玉米大規模發展燃料乙醇和工業酒精,但我國有6億多噸的農作物秸稈,應該展開規模化利用,還有北方的甜高粱及南方的木薯等非糧作物都在國家鼓勵利用之列。尋找玉米替代資源,企業已經開始行動。
中糧集團正努力發展木薯、甜高粱和纖維素乙醇,中糧集團的廣西15萬噸/年木薯乙醇項目正在建設中,計劃在今年投產;甜高粱乙醇正在中試階段,分別在廣西桂林和內蒙古五原建設了液態發酵和固態發酵中試裝置;在黑龍江肇東建立了500噸/年的纖維素乙醇中試裝置,目前正改造生產裝置,優化工藝流程,為萬噸級工業示範裝置的建設奠定基礎。到2010年,中糧集團將年產燃料乙醇310萬噸,其中玉米乙醇佔42%、木薯乙醇佔26%、紅薯及甜高粱等為原料的乙醇佔32%。 誠然,我國有豐富的非糧生物質資源有待開發利用,除了有農作物秸稈、甜高粱、木薯、紅薯處,還有甘蔗、甜菜、芒草、柳枝稷等。但這些作物普遍存在收集、貯運的難題,生產中又有技術、工藝、設備不成熟等諸多問題,另外農業生產的季節性和工業化生產連續性的矛盾也是制約非糧食乙醇發展的主要因素。
(一)乙醇燃料的推廣促使糧食價格上漲
讓人擔憂的跡象頻頻出現。世界一些積極推廣乙醇燃料的國家糧食已在上漲,比如美國、巴西、墨西哥和中國等國家。以美國為例,用玉米生產乙醇對糧價上漲起到了促進作用。2006年8月,購買1蒲式耳(等於35.238升)玉米要付2.09美元,但2006年9月、10月、11月和12月,這個價格分別上漲到2.2美元、2.54美元、2.87美元和3美元。2006年美國乙醇燃料工業消耗了美國20%左右的玉米,今年預計增加至25%以上。
在中國,摻入10%乙醇的乙醇汽油成為中國能源替代戰略的重要目標,但是糧食和糧食產品與乙醇燃料的爭奪也日趨白熱化。專業研究機構預測,「十一五」期間,中國玉米缺口在350萬噸左右,將由玉米的凈出口國轉變為凈進口國,而加工企業搶購糧源必然會使玉米價格扶搖直上。此外,與其他國家不同的是,中國的玉米都是非轉基因,非常適合人畜食用,用來生產乙醇燃料顯然大材小用。
(二)反對聲音漸起,有研究認為乙醇燃料加劇了環境污染
世界范圍內已經有多項研究表明,被標榜為綠色的乙醇燃料並非如人所願可以保環境,而是更加劇了環境污染。美國斯坦福大學大氣科學家馬克·雅各布森等人的研究結果表示,乙醇燃料對人和生物健康損害比人們以前想像的還要大,以乙醇為燃料的車輛可能導致更多人罹患或死於呼吸系統疾病。如果用以乙醇為燃料的車輛替代所有的轎車和卡車,美國死於空氣污染的人數將增加4%。證明乙醇燃料不「綠」反「黑」的研究結果並非孤例。美國華盛頓州立大學的生物學家伯頓·沃恩的研究小組通過實際調查發現,生產乙醇的過程中造成了另一種環境污染,減少生物多樣性和增加土壤的侵蝕。另外,即使用非糧食作物甘蔗來生產乙醇,也要消耗很多的水,每處理1噸甘蔗需要用水3900升(3.9噸水),對環境又增加了負擔。
(三)生物乙醇產出效率較低
目前世界上普遍用玉米生產生物乙醇,但是產出效率比較低。即使技術最先進的工廠用100kg玉米也只能生產出約45L乙醇,而且在生產乙醇和栽培玉米等原料作物過程中消耗的能量相當於所產乙醇產生能量的80%,同時也會排放二氧化碳。科學家經過系統測算之後,對生物燃料的經濟性產生了疑問。
生物燃料在生產過程中所消耗的能源比它們所能夠產生的能源要多,並且生產成本高於它們所替代的石油燃料。能源成本首先包括種植作物所需的化肥,也包括進行轉化所需的水、蒸汽及電力。經濟成本包括人工、除草劑、灌溉與機械以及化肥。與汽油相比能量密度較低的乙醇還增加了運輸成本,並降低了發動機效率。玉米、柳枝稷、木質纖維素、大豆及葵花油等多種生物燃料原料植物的能源與經濟性逆差是相似的。所有植物生長都需要二氧化碳,當這些植物作為燃料或者轉化為其他用於燃燒用途的燃料時會被再次釋放出來。從這個意義上說,生物質對碳吸收與排放的影響是中性的。不過,這沒有將耕種、施肥、施殺蟲劑、運輸、乾燥以及轉化為可用燃料的過程中的能源消耗考慮進去。其中,化肥是消耗能源的主要方面,工業固氮生產氨的Haber-Bosch工藝需要消耗大量能源,大約每噸氨需要3100萬英熱單位的能源,如果原料不是天然氣,而是煤,或者採用需部分氧化的其他工藝,則每噸氨需要4100萬英熱單位的能源。磷肥與鉀肥生產過程中所消耗的能源要低許多(主要是在機械開采、粉碎、乾燥等環節)。化肥在生物乙醇、生物柴油生產過程所消耗的能源中分別佔45%、24%。在生物柴油的生產過程中,需要與甲醇進行酯交換反應,而這也要佔到所消耗能源的35%。 我國正在擬訂生物能源替代石油的中長期發展目標,到2020年,生物燃料生產規模達到2000萬噸,其中生物乙醇1500萬噸、生物柴油500萬噸。如果進展順利,到2020年,達到3000萬噸以上。2006年我國進口石油1.4億噸,預計2010年進口2億噸,2020年進口3億噸。這就能夠在2020年以前把我國石油的對外依存度控制在50%以下,提高我國能源安全。中國的生物燃料很豐富,秸稈和林業採伐加工剩餘物有10億噸,合5億噸標准煤,還有900萬公頃木本油料林和薪碳林,30多種油料樹種。
「十一五」我國將投入1010億美元,到2020年實現生物能源占交通能源需要的15%,即1200萬噸。我國還計劃到2010年種植1300萬公頃麻瘋樹,從中提取600萬噸生物柴油。柴油機燃料調合用生物柴油(BDl00)生產標准近日正式頒布,於2007年5月1日實施。這必將大大促進我國生物燃料產業的發展。
但是為避免對糧食生產威脅,我國發展燃料乙醇也正在從糧食為主的原料路線向非糧轉變,當然,作為調節糧食供需餘缺的手段,玉米燃料乙醇仍將保持適度的規模。從大方向來看,不能再用糧食做燃料乙醇。用非糧物質替代石油將是長遠的方向。我國農村勞動力豐富,在田頭地角都可以種植纖維素原料植物,更有條件發展。
當2008年國際油價重挫曾一度沖破40美元之時,作為替代能源之一的燃料乙醇的發展前景也令人擔心。但燃料乙醇擁有清潔、可再生等特點,可以降低汽車尾氣中一氧化碳和碳氫化合物的排放。未來我國燃料乙醇行業的重點是降低生產成本、減少政府補貼,為此,制定生物燃料乙醇生產過程的消耗控制規范,及產品質量技術標准,統一燃料乙醇生產消耗定額標准,包括物耗、水耗、能耗等,是降本增效的有力手段。而未來我國燃料乙醇行業發展的方向是如何實現非糧乙醇的規模化。因此,決定未來燃料乙醇發展前景的關鍵是成本和技術。
未來,中國政府還將繼續適度發展燃料乙醇行業。「十一五」期間,中國燃料乙醇的潛在市場規模將急劇擴大。以中國四家燃料乙醇生產企業的產能來看,遠遠不能滿足未來國內對燃料乙醇的需求,燃料乙醇裝置產能擴張不可避免。因此計劃到「十一五」末,國內乙醇汽油消費量佔全國汽油消費量的比例將上升到50%以上,這意味著屆時中國燃料乙醇的產能和產量將會有一個質的飛躍。 中國在生物燃料方面的政策扶持相對較晚,近年隨著政府的重視,生物燃料技術迅速提高,市場競爭日趨激烈。截至2010年底,我國生物質固體成型燃料年利用量為50萬噸左右,非糧原料燃料乙醇年利用量增加20萬噸,生物柴油年產量為50萬噸左右。根據《可再生能源中長期發展規劃》和《可再生能源發展「十一五」規劃》,國家確定的「十一五」生物質能的發展目標為:到2010年,生物質固體成型燃料年利用量達到100萬噸,增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬噸,生物柴油年利用量達到20萬噸。可見我國生物燃料的發展規模距離之前的規劃相去甚遠,生物質固體成型燃料只完成了1/2,非糧燃料乙醇則僅完成了既定目標的10%左右。總的來說,我國「十一五」期間生物質能源的利用出現「虎頭蛇尾」的情況,究其原因主要是國家產業扶持政策沒有跟上。截至2012年4月中旬,《可再生能源發展「十二五」規劃》已上報國務院,但仍未正式發布。《規劃》已初定我國2015年生物燃料乙醇年利用量達到500萬噸,與「十一五」的規劃目標相比翻了一倍多;生物柴油年利用量為100萬噸。
為了「十二五」期間不重蹈覆轍,我國有關部門正在積極制定應對措施。根據《可再生能源中長期發展規劃》,到2020年,我國生物柴油年利用量達到200萬噸,生物燃料乙醇年利用量達1000萬噸。而由於化石能源的有限性,開發新型能源已上升為各國的能源戰略。目前全球原油可采年限約為46年,而我國石油可采年限僅為15.62年。發展替代能源是解決我國能源供應緊張問題的有效途徑。雖然由於原料短缺及價格高漲等原因,目前我國生物柴油的產能利用率較低,有些企業處於部分停產甚至完全停產狀態,但隨著國家產業扶持政策的出台,「十一五」期間生物燃料「先熱後冷」的局面將不再出現,生物柴油行業必將得到長遠的發展。
『拾』 為什麼在世界能源記錄里幾乎找不到生物能
是生物能對人類的貢獻小嗎?完全不是。歷史上它對人類社會進步所起的決定性作用且不說,就是現在,全世界大約還有25億人,即幾乎佔世界人口的一半,燒飯、取暖和照明都在依靠生物能。這些人大多數居住在發展中國家的農村。調查結果告訴我們,在1987年全世界消耗的能源中,生物能佔了14%,大約相當於12.57億噸石油。特別是發展中國家,消耗的全部能源中生物能的比重竟高達35%。
是生物能資源貧乏嗎?不是。有人估計,目前地球上綠色植物所儲存的能量,加在一起大約相當於8萬億噸標准煤,比目前已知地殼內可供開採的煤炭總儲量還多8倍!
這還不算,更重要的是,像煤炭這樣一類的礦物能源,短時期內不會再生,采出一點少一點,總有一天會採光。而生物能卻是「活」的,能夠再生,可以永續利用,永不枯竭。生物學家說,地球上的綠色植物一年當中通過光合作用儲存起來的太陽能,幾乎是目前人類一年中主要燃料消耗量的10倍。也就是說,全世界綠色植物在一年中「新生」出來的能量,就足夠人類使用好幾年!
使用生物能會帶來環境污染嗎?不會,恰恰相反。生物質基本上是由碳水化合物組成的,如果這種燃料燃燒能夠完全,那隻會產生很少或者根本不會產生有毒有害氣體。
生物質的燃燒產物主要是二氧化碳。二氧化碳被稱做「溫室氣體」,它在空氣中的含量多了會產生「溫室效應」,引起全球氣溫上升,從而帶來一系列嚴重後果。但是,綠色植物又能吸收「吞噬」二氧化碳,大量種植綠色植物不僅可以抵消由於燃燒生物質而產生的「溫室氣體」,而且實際上還能幫助阻止全球氣候變暖,有利於改善生態環境。
因此,盡管目前生物能的用量還不是很多,它在世界能源構成中所佔的比重不是很大,但是它很有前途,大有潛力可挖,世界上很多國家都在努力開發生物能,有人甚至贊譽它是「未來的燃料」。