外生物质能源研究以及发展趋势分析

　　关键词：生物质能源;产业化;能源危机;能源作物;进展

　　1引言

　　生物质是指通过光合作用产生的动植物、微生物及其产生的废弃物。生物质能源就是利用生物质通过化学转化生成的生物柴油、生物乙醇、生物天然气等形态的能源。随着石油价格的攀升、气候变暖、能源短缺及《联合国气候变化框架公约》的约束，生物质能源越来越受到许多国家的关注，也是科学研究的焦点之一。

 

　　2国外发展现状

　　为应对资源短缺，缓解对于化石燃料的依赖，各国投入大量的人力、物力、财力发展新的可以循环的清洁高效能源，随着水电、风力发电等的开发利用，各国将焦点集中在生物质能源的研究和开发上。国际上已经产业成熟化的生物质能源项目有欧盟的菜籽油生物质能源项目、美国的大豆生物质能源项目、巴西的甘蔗生物质能源项目及马来西亚的棕榈油生物质能源项。

　　2.1国外燃料乙醇的研究

　　燃料乙醇生产量较大的国有是美国和巴西，其产量占据了全球的90%以上。其生产燃料乙醇主要依赖于谷物淀粉、蔗糖和甜菜。其中，加拿大和美国主要使用玉米，巴西主要使用甘蔗，欧盟主要使用质量差、变质的小麦。燃料乙醇的生产技术已经成熟，乙醇汽油混合物替代纯粹汽油也在逐步的推广。

　　2.2国外生物柴油的研究

　　生物柴油主要的生产地是欧盟，其主要使用的原材料是菜籽油。预计到2020年，生物柴油将占据欧盟使用交通燃料的10%以上。生物柴油之所以在欧盟发展迅速，离不开政策的支持。欧盟减免了生物柴油90%的税收，还从立法、补贴原材料生产、促进销售等多方面推动生物柴油产业的发展。2008年，欧盟生物柴油的生产量达775.5万t，并且保持年35.7%的增长率。

　　1991年，生物柴油研究才刚刚起步。到20世纪末，随着技术的成熟和能源短缺的加剧，生物柴油产业得到了扩张式的发展。1991年，生物柴油全球产量为0.91万t;2000年，生物柴油全球产量达到了73万t;2008年，生物柴油全球产量达到7020万t。美国、法国、意大利和巴西生产生物柴油的主要原料是菜籽油。泰国、马来西亚和印度尼西亚生产生物柴油的主要原料是棕榈油。

　　2.3国外沼气的研究

　　沼气是生物质在特定条件下，通过发酵而产生的可燃烧气体。瑞典PURAC公司将动物粪便、食物废弃物及动物加工剩余物作为原料生产沼气，沼气通过纯化措施可供燃气汽车使用。目前，在瑞典已有520辆轿车、64辆公交车使用沼气作为动力燃料。德国将生物质产生的沼气用于发电，取得了良好的效果。1999年，德国就有850家小型沼气发电站，1年后小型沼气发电站就达到了2000余家‘阳。

　　2.4国外生物制氢研究

　　生物制氢是当前生物质能源研究的热点之一，有广阔的前景。随着对能源危机和温室效应的进一步认识和科学技术的发展，生物制氢研究引起了人们的重视。1999年，在南非金山大学的实驗内，实现了实验室条件下植物纤维素发酵制氢技术的突破。新加坡南洋理工大学在生物制氢方面，研究聚焦于污泥厌氧产氢技术，从理论上揭示了此种方法可放大的可行性。

　　3中国发展现状

　　我国发展生物质能源产业具有大量的原材料资源。生物质原材料包括：林木、灌草藤、陈化粮、林业生产下脚料、植物秸秆、淀粉类、糖类、麦类、植物油等。根据国情，生物质能源的原料来源应以有机废弃物和利用荒山荒地栽植的能源植物为主，从农林两条线出发考虑，①可充分利用农业生产剩余物，包括秸秆、藤蔓、根茎等，将其转化为生物质能源;②充分利用田间地头、边角地、低产田地等种植适应性好的能源作物，作为生物质能源的原料;③森林抚育剩余物、林业生产剩余物、家具生产剩余物等大量的林业木质边角料可以作为生物质能源的原料;④充分依托商品林地、林业边际性土地发展生物质积累迅速的能源林、薪炭林等，发林业生物质产业。

　　3.1中国燃料乙醇的研究

　　燃料乙醇在我国已经实现了工厂化万吨级的生产，技术已经成熟。其主要使用的原料有陈化粮(小麦、玉米)、能源作物(甘薯、马铃薯)、含糖作物(甜菜、甘蔗)。纤维素类(纤维能源植物、农业剩余物、林业剩余物等)受技术的限制，还未实现规模化生产。

　　2005年，随着技术的发展，结合消化陈化粮的实际，国家批准筹建了河南天冠燃料乙醇、吉林燃料乙醇、安徽丰原燃料乙醇、黑龙江华润乙醇4家企业规模化生产燃料乙醇。投产后，年生产燃料乙醇达130万t，成为燃料乙醇生产大国。随着生产的持续，陈华粮迅速的被消化，再加上小麦、玉米价格的上涨，利用粮食作为原料的生物乙醇生产项目遇到了发展瓶颈。国家层面更愿意企业利用非粮原料开发和生产燃料乙醇。2009年，广西科学院成了我国首个国家非粮生物质能源工程技术研究中心，标志着我国非粮生物质能源研究进入了新阶段。

　　能源作物薯类也是我国发展燃料乙醇优良原材料之一，其含糖、淀粉量高，可种植面积广，适应性较强，单位产量高，转化公益与玉米、小麦类似。现阶段，我国甘薯种植面积已达700万ha，产量约1.5亿t。由中粮集团投资建设的以木薯为原料年产20万t燃料乙醇示范项目以投产，取得了良好的效益。

　　3.2中国生物沼气的研究

　　生产沼气的主要原料有人畜粪便、作物秸秆、残羹剩饭、杂草杂灌、水草等等。沼气是种植业、养殖业剩余物、废弃物下游净化的完美链条，成为政府重视，政府支持，农民欢迎的优质项目，是建设美丽乡村的重要手段之一。农业部门不完全统计数据显示，我国沼气年产量已达80×104万m3，大中型沼气工程达3556处，城市污水净化沼气池工程49300余项。沼气池项目是民生项目，是农民增收项目，也是环保项目。种植业(饲料)养殖业(粪便、下脚料)沼气工程(沼液、沼渣)种植业(饲料、农产品)养殖业农业循环经济发展的模式在我国部分地区发展十分良好。我国沼气工程技术成熟，所需零部件可标准化生产，基建队伍完备，沼气技术服务成熟，已经具备了规模化发展的条件。

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