生物能源的现状及开发前景分析胡春艳（学号）（重庆文理学院，重庆市永川卫星湖文化旅游区，402160）摘要：针对生物能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物能源的概念入手，综述和探讨了国内外生物质能源的发展状况，展望了中国生物能源开发的广阔前景，并进一步提出了生物能源今后发展的方向与措施。

关键词：生物能源；开发；利用Abstract：Aiming at the grave significance of biomass energy to economic development，this paper, starting from the concept of biomass energy，synthesized and discussed the national and international development，reviewed the expansive foreground，and brought forward the orientation and measures for the future development in the end.Key words：biomass energy；exploitation；utilization1.引言20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物能源上。

改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物能源的轨道。

进入21世纪，谁能把握住生物能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。

因此，应该提高对发展生物能源重要性的认识，为顺利开展生物能源的开发利用创造有利环境。

2.生物能源的概念生物能源是以生物为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物中存储的一种能量形式。

碳水化合物是光能储藏库，生物是光能循环转化的载体，生物能源是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物能源。

煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物在地质作用影响下转化而成的。

所以说，生物是能源之源。

3.生物能源开发利用的必要性3.1 缓解能源、环境危机的必然选择煤、石油、天然气等矿物燃料是工业社会的核心能源，但它们是不可再生资源，储藏量有限。

据国际能源机构统计，煤、石油、天然气可供开采的年限分别只有240年、40年和50年。

随着人类经济社会的飞速发展，能源消耗的速度越来越快，尤其是矿物燃料消费的不断增加，导致了对它们的过度开采，使得价格日益上涨并渐趋枯竭；同时，高强度的利用使多余的能量和碳素大量释放，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果，引起了国际社会的极大忧虑。

如果没有新的能源来取代常规能源在能源结构中的主导地位，21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机。

为缓解双重危机，人们把视线聚焦到可再生能源身上。

太阳能、风能、水电等虽然是可再生能源，但不能进行物质生产，而生物既能贡献能量，又能像煤炭和石油那样生产出千百种化工产品。

如燃料乙醇与车用普通汽油相比，一氧化碳的排放可降低7%，碳氢化合物可减少48%；生物柴油富含氧，与普通柴油混合使用，可使燃烧更加充分。

据检测，生物柴油无毒，能进行生物降解，添加20%的生物柴油，可减少排放二氧化硫70%，降低空气毒性90%；使用生物塑料能解决白色污染问题。

同时生物能源以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物、城市有机垃圾等为原料，使之无害化和资源化，将植物蓄存的光能与物质资源深度开发和循环利用，符合发展循环经济的理念。

因此，生物能源既能满足缓解能源危机的需要，又符合保护环境、实现可持续发展的要求，是中国进行可再生能源开发利用的必然选择。

3.2 保障国家安全的现实需要随着能源危机的逐步扩大，各国对本国常规能源资源的保护和对国外能源市场的争夺将日益升级，极不利于世界的和平与稳定。

据有关专家预计，到2010年，中国石油进口依存度可能会进一步上升。

固然，发展生物能源不是获得新能源的唯一途径，人类可以发展核能源，甚至可以通过高技术手段从外太空获得能源，但后两者蕴藏着巨大的风险。

首先，核能源的发展极可能给世界带来新的不稳定因素，甚至直接威胁到人类的生存环境；其次，各国家或集团受技术水平的限制，在有限的外太空区域内进行能源开发，将不可避免地引发新的国际争端。

能源安全已经成为国家安全不可分割的重要组成部分，能源问题直接关系到中国经济的快速增长以及社会的可持续发展与稳定。

相比之下，生物能源则是能生产出其它能源的最安全、最稳定的能源。

目前，许多国家，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。

20世纪90年代以来，美国在生物能源方面的研究经费逐步加大，按照美国能源署的要求，到2010年混合性生物柴油(90%常规柴油和10%生物柴油)的产能要从现在的100万吨提高到1200万吨。

欧盟委员会提出，到2020年，运输燃料的20%将用生物燃料替代。

中国在生物能源发展方面也作出了积极部署。

据推算，利用中国现有生物资源的一半，以生物为原料生产燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各达年产1200万吨生产能力计，每年相当于建设一个大庆油田，并可减少1.6亿吨二氧化碳净排放量，相当于2003年进口石油量的55%或从俄罗斯进口量的9倍并节约150亿美元外汇，可以大大减轻中国外交、援助、贷款的压力，降低遭讹诈、受制于人的危险，减少资金投入和政治外交代价付出。

从这些意义上说，发展生物能源无疑是保障国家能源安全、国防安全和经济安全的大战略。

3.3 解决“三农”问题的良好途径“三农”问题是中国经济发展的根本性问题，对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局，全国上下都给予了足够的重视。

生物产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地，生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品，既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题，又能够实现农业和农民增收，是解决“三农”问题的一条有效途径。

据推算，只要利用中国50%的低质地，生产能源作物，发展生物能源，就可以实现年产值约1万亿元，加上秸秆、畜禽粪便等，生物产业就可以催生1000个生物能源企业，带动500万农户，促进5000万农业劳动力转移，实现农民增收400亿元。

同时，生物能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料，使4000万农户生活用能效率提高2～3倍。

除此之外，发展生物产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染。

4.中国生物能源的利用现状4.1中国生物质能源的利用状况中国政府及有关部门对生物能源的利用极为重视，中央几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用，国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物能源技术的研究与应用列为重点研究项目。

在此背景下，涌现出了一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如户用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物气化发电和集中供气、生物压块燃料等，取得了较好的社会效益和经济效益。

同时，中国已组建起了一支高水平的科研队伍，拥有一批致力于生物能源技术研究与开发的着名专家学者，具备一定的产业和技术基础。

1.沼气技术此技术是中国发展最早、较为普遍的生物能源利用技术。

20世纪70年代，中国为解决农村能源短缺的问题，曾大力开发和推广户用沼气池技术。

在“九五”期间，应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目，现已取得预期的进展。

“十五”科技攻关课题《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》以污水处理达标和大功率沼气发电机组为课题攻关的突破口，利用污水处理产生的沼气建造沼气发电示范工程，促进了沼气工程的进一步推广，使沼气工程在中国社会经济发展过程中发挥出更大的能源、环保效益。

至今，中国已建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5 500万m3，仅100 m3以上规模的沼气工程就达630多处。

2.生物气化技术中国生物气化技术近年有了长足的发展。

气化炉的形式从传统上吸式、下吸式发展到先进的快速流化床和双床系统等，应用上除了传统的供热之外，在农村家庭供气和气化发电上也取得了重大突破。

“八五”期间，国家科委安排了“生物热解气化及热利用技术”的科技攻关课题，取得了丰硕成果：采用氧气气化工艺，研制成功生物中热值气化装置；以下吸式流化床工艺，研制成功l00户生物气化集中供气系统与装置；以下吸式固定床工艺，研制成功食品与经济作物生物气化烘干系统与装置；以流化床干馏工艺，研制成功1000户生物气化集中供气系统与装置。

“九五”期间，国家科委安排了“生物热解气化及相关技术”的科技攻关专题，重点研究开发1MW大型生物气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。

“十五”期间，中国在利用生物能源方面硕果累累。

由中国科学院广州能源研究所研发的“4兆瓦生物气化联合循环发电系统”，以谷壳、木屑、稻草等多种生物废弃物为原料，发电效率可达20%～28%，运行每度成本约0.35～0.45元，能满足农村处理农业废弃物的需要。

目前全国已建成农村气化站200多个，谷壳气化发电机组100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。

3.固体和液体燃料技术“八五”期间，中国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术。

此外，中国还重点对生物压缩成型技术进行了科技攻关，引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合国情的生物压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒状生物成型燃料。

中国的生物螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上，属国际先进水平。

“九五”期间，开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。

“十五”期间，中国对植物油和生物裂解油等代用燃料进行了初步试验研究，包括植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等。

4.生物工程技术优势在生物工程中，国际公认有三个需要解决的重大工程技术问题。

一是克服木质纤维素分子对生物转化的抗性--由多糖降解为可发酵糖；二是通过微生物代谢工程和基因工程研究高速、高效、高收率的利用可发酵糖生物转化；三是简捷、高效的下游过程技术——产物分离。

尽管中国生物技术整体水平与发达过相比仍较低，但在这三个生物利用关键技术难题方面却有着独到的技术优势。

首先，中国采用分子振动技术与微生物酶法相结合处理木质纤维素，可以提高纤维素水解速度和水解液中还原糖浓度，显着降低可发酵糖成本。

第二，在五碳糖、六碳糖微生物共代谢研究方面，中国不仅构建了可以利用木糖生成乙醇的基因工程细菌，提高了用秸杆生产乙醇的经济性，还筛选、诱变得到了共代谢木糖、葡萄糖生产高光学纯度乳酸的真菌等。