生物科技论文发表研究当前生物质的新科技应用模式及影响

来源:期刊VIP网所属分类:生物科学发布时间:2015-04-27浏览:

  摘要:生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点:可再生、低污染、分布广泛。

  关键词:生物质,科学技术,论文刊发

  生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomassenergy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,利用率不到3%。

  国内外经验表明,发展生物质能产业能够增加能源供应、保护生态环境、增加农民收入和促进社会经济可持续发展。贵州拥有丰富的生物质能资源,发展生物质能具有明显的优势,但各方面原因使得贵州生物质能产业的规模和水平相对较低。为此,本文拟通过对贵州生物质能产业发展的有利条件、存在问题和对策进行分析探讨,为促进贵州生物质能产业发展提供参考。

  一、贵州生物质能产业发展的有利条件

  1.国家重视新能源开发,市场发展前景广阔

  2006年1月1日,我国开始正式实施《可再生能源法》,可再生能源被划分为能源产业的重点领域优先发展,并得到专项财政资金的大力支持。为了促进生物质能产业的快速发展,我国政府和农业部、财政部等相关部门还相继出台了包括《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《生物燃料乙醇弹性补贴财政财务管理办法》、《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》在内的一系列配套措施。

  贵州第十次党代会报告中明确提出,“充分发挥能源、矿产资源组合良好的优势,发展壮大煤及煤化工、磷及磷化工、铝及铝加工和冶金工业,积极开发生物质能源,把贵州省建成我国南方重要的能源 、原材料基地”。贵州是煤炭资源大省,也是典型的“富煤贫油”省,除煤炭以外天然气、石油等资源均需从外省调入,特别是石油对外过高依赖性使地区经济发展和人民日常生活受到了严重影响,而生物质能的推广有助于调整全省的能源消费结构,缓解燃油供应紧张的局面。据有关资料,2010年贵州成品油消费量达377万吨,以成品油目前消费量增长速度计算,至2015年贵州成品油消费量将达600万吨左右,其中柴油消费量大约为350万吨,汽油消费量大约为250万吨,市场潜力巨大。

  2.原料资源十分丰富,农村富裕劳动力多

  在贵州农村,农民普遍养殖牲畜、种植庄稼,各家都有农作物秸秆、禽畜粪便、生活垃圾,成为沼气开发广泛的原料来源。而且,贵州拥有丰富的油菜、马铃薯及能源植物资源,既可用于发展生物质柴油,也可发展生物制乙醇,具有发展的多样性。据初步估算,贵州常用耕地面积2642万亩,每年主要农作物秸秆理论资源总量超过1600万吨,可利用资源总量超过590万吨。在林业方面,贵州林木生物质总量超过3.33亿吨,可采伐更新的林木生物质总量可超过3300万吨以上。

  贵州是一个“欠发达、欠开发”的山区农业省份,全省3950多万人口中就有2900多万在农村。农村人口比重高,农村生产生活条件差,农民收入水平低、增收渠道窄,贫困人口和农村富裕劳动力较多。这就使得农村剩余劳动力可以满足生物质能产业发展的需要,生物质能产业发展又为广大的剩余劳动力提供合适的工作岗位。

  3.自然条件优越,区位优势明显

  贵州地处亚热带湿润季风气候区,气候温暖湿润,立体气候明显,水量充沛,境内典型的喀斯特地形地貌、多样性的土壤特质等自然条件,非常有利于各种动植物的生长、繁衍。另外, 贵州高原山地居多,山地和丘陵占国土总面积的92.5%,不宜发展农产品种植的荒山荒地较多,按20%的利用率计算,每年也有大量的土地可用于生物质能源的生产。

  贵州处于中国的西南腹地,交通方便,与东南亚国家十分临近,区位优势明显,周边国家和省区丰富的生物质能源作物,比如木薯、甘蔗、麻风树等,可为贵州发展生物质能产业提供原料。值得一提的是,周边国家和省区生物质能源发展较快,对于能源作物的种植及开发,都具有较完善的技术和完整的体系,这对贵州而言是可以利用的先进经验。

  4.技术研发取得成绩,产业发展具备基础

  2000年以来,贵州已经启动从优势能源植物筛选、利用评价、良种培育、基地建设到加工生产技术工艺等系列基础试验示范工作, 基本建立了以小油桐、乌柏、光皮树、芭蕉芋为主的优质高产栽培和良种繁育技术体系,掌握了高转化率的加工工艺和技术,特别是生物柴油化学生产技术已经形成比较完备的生产加工技术体系和方法,并获多项国家发明技术专利。

  贵州从八十年代就开始发展农村沼气,2008年全省沼气用户超过149.6万户,实际利用141.5万户,年产气76682.6m3,秸秆生物气化产气集中供气点达20余处。在生物液体燃料方面,贵州已建成小油桐、芭蕉芋、甘薯、马铃薯、甘蔗和油桐产业示范基地共达100多万hm2,省内多家企业还建成了年产1—3万吨的生物柴油加工示范生产线,并准备逐步建设年产10万吨以上的生产能力。2005年武汉凯迪电力股份有限公司来贵州投资修建生物质能电厂,开启了贵州生物质能发电的历史纪元。截至2011年,已在贵州投资100多亿元用于生物质发电,年发电量达30多亿度 。

  二、贵州生物质能产业发展存在的主要问题

  1.缺乏统一产业管理,政策法规不完善

  由于历史原因,生物质能按能源品种分属不同的行业,没有形成统一的归口行业,而对于该行业的领导和管理分属于多个厅委,职能交叉和重叠问题严重,造成政出多门、多头管理、资金分散和重复建设。此外,虽然我国很重视生物质能的发展并为此制定了包括《可再生能源法》在内的许多鼓励政策,但政策法规体系仍有待完善。如,《可再生能源法》明确指出要制定激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策,但至今相关政策尚未出台。又如,根据《可再生能源法》规定要求,财政部设立了可再生能源发展专项资金,出台了《可再生能源发展专项资金暂行管理办法》,但如何使用资金、优惠政策幅度多少等没有明确指出。到目前为止,贵州由于没有建立科学完善的服务管理体系,存在生物质能工程设备维护和运行管理不善等问题。还有,在现行能源价格条件下,技术标准未规范,造成市场管理混乱的现象。

  2.产业体系不健全,企业市场竞争力弱

  虽然经过多年的发展,贵州的沼气、生物柴油和燃料乙醇等部分生物质能产业已经有了一定的市场规模,但从整体上看还处于产业发展的培育阶段,并没有形成健全的生物质能产业体系,原料来源缺乏、加工技术力量薄弱、行业垄断和管理服务体系不健全就是其中的主要表现。产业体系不健全使许多企业或经营者把重点放在抓基地、建厂房、争取国家政策性补助上,却在产业链的基础环节、市场培育和技术保障方面还存在一定的盲目性。产业体系不健全还导致许多基地经营水平低、示范效果差、农户持观望态度,对发展原料生产没有信心。

  3.研究开发基础薄弱,技术水平相对滞后

  贵州生物质资源非常丰富,但利用率却十分低下,主要作为初级能源在农村被利用。近几年,贵州生物质能产业获得了较快发展,但技术研发基础薄弱,力量投入分散,重点不突出,针对性不强,技术发展水平相对滞后,沼气、生物电能、生物质燃料和能源作物等在技术上目前都需要做进一步研究和创新。首先,国内沼气装置普遍采用常温、低浓度发酵,而欧洲国家普遍采用高温、高浓度发酵,这就造成我们的沼气装置产气率比发达国家低几倍甚至低几十倍。其次,对于生物质发电项目,虽然国家提出了0.25元/千瓦时的电价补贴政策,但也面临着投运即亏损的现状,现行的上网电价难以维持生物质发电运行的状况。再次,糖料作物、淀粉作物产量高,但转化利用成本较高;油脂植物转化利用成本低,但种植产量较低,农户种植积极性不高。最后,在优势物种选择、良种选育方面,研究领域狭窄,技术积累不够,在解决品种抗逆性、高产优质和规模化经营方面突破性不大。目前大多数能源植物的研究尚处于收集、引种、筛选、评价及试种栽培的探索阶段,原料结构单一、应用范围小,规模化和产业化程度还比较低。

  4. 运营资金严重不足,投资渠道比较单一

  生物质能产业是一个新兴产业,存在投资成本高、风险较大、周期长且回报率低等诸多问题,加上公平、公正的市场环境没有完全形成,使得投资者失去了投资的动力。目前,贵州生物质能产业发展资金主要来源于国家和政府拨款,没有形成一定规模的基金和行之有效的投资融资机制,投资模式和投资渠道比较单一。很多相关企业因缺乏足够的资本或担保,很难申请到贷款,个体私营企业和外商参与生物质能建设的积极性没有充分的调动起来,资金短缺成为贵州生物质能产业发展的重要障碍。

  三、贵州生物质能产业发展对策

  1.建立有效协调机制,完善政策法规体系

  生物质能产业是跨学科、跨行业、跨部门的新兴产业,涉及能源、经济、农业、林业、科技、环保等多个部门,为了促进产业稳定健康发展,贵州应尽快成立专门的领导小组,统筹、协调和规划产业发展。鉴于贵州生物质能处于产业发展初期,产品种类繁多,每种产品的产业化发展程度也不尽相同,政府应对整个产业做出一个明确的发展规划,根据产业体系内每种产品所处的发展阶段确定它的发展方向和发展趋势。不能单纯依靠市场引导,而必须在遵循市场规律的基础上,依靠政府的力量来推动产业发展,并逐步扩大其市场规模。

  在法律法规方面,贵州应围绕生物质能开发利用这个核心目标,建立一系列相关配套法规和机制,如制定《贵州生物质能发展条例》、制定相关的技术标准、建立检测和认证机构等 。各级部门要继续细化实施细则,落实相关法律法规,构筑完善的法律保障体系。在经济鼓励政策方面,贵州应加强补贴政策、税收政策、价格政策、低息或贴息贷款政策、配额制和政府采购等方面的研究,使出台的经济鼓励政策具有系统性、针对性和可操作性。

  2. 探索推进新的发展模式,加快产业开发进程

  发展生物质能是一项产业化程度较高的系统工程,涉及政府、加工企业、科研单位、农户等多个部门,目前没有现成的模式可循。贵州有关部门应从国家能源发展战略和解决“三农”问题的高度出发,把产品加工、原料种植、基地建设和退耕还林、生态工程、结构调整、石漠化治理、农民增收等结合起来,大力探索推进新的发展模式,改善现有产业链中的薄弱环节,使生物质能产业化发展成为必然。根据生物质能产业体系不健全的现实,贵州应重点推广“公司+科研+基地+农户”和“政府+企业+农户”两种经营模式。第一种模式强调建设一定规模的产业化示范基地,各方共同争取国家的政策支持和资金补助,既满足企业的原料供应,又保证农民的经济收入,实现企业和农户之间利益共赢。第二种模式强调实行以市场运作和龙头企业带动为主,政府扶持为辅的发展机制。即,由企业根据市场需求情况自主投资开发利用,政府规定合理的市场门槛、规范生物质能市场、重点扶持龙头企业,带动整个生物质能产业发展。在探索推进新的发展模式的同时,抓紧开展生物质能进入市场各个环节的研究,找出其中存在或可能出现的问题,提出解决办法、做好应急方案。

  3.大力开展科技攻关,突破关键技术制约

  根据经济社会发展需要和生物质能产业技术发展现状,贵州应按照突出优势、重点突破、多元互补的原则,以保障国家能源安全和服务“三农”为目标,以高新技术与核心技术研究开发为手段,加大科技攻关力度,突破一批限制生物质能产业发展的关键技术,促进生物质能产业发展。首先,强化自主创新,重点利用先进育种和生物技术手段,选育速生丰产、抗旱耐瘠、抗病虫害的专用能源植物品种。其次,研究速生丰产栽培、病虫害防止、矮化密植及配方施肥等适用技术和省力化技术。再次,加快科技成果的引进和新技术研发集成、应用与推广,加速科技成果转化,大幅度提高产量和品质。最后,加强小油桐、黄连木、乌柏、芭蕉芋、甘薯等副产品的综合利用和技术研发,降低生物质能生产成本,提高综合效益。

  4.实施多元化投资战略,加大资金支持力度

  我国生物质能建设资金主要来源于国家或政府拨款,产业发展资金严重不足,特别是贵州这样一个经济比较贫困、发展比较落后的地区,政府的资金供给低于全国平均水平。为此,贵州只有不断拓宽融资渠道,积极营造政府引导、企业为主、广泛吸纳社会资本的多元化投资格局,才能满足产业化发展的需要。首先,贵州有发展燃料乙醇和生物柴油的诸多优势,应积极创造条件,争取国家把贵州确定为绿色能源基地并作为推广燃料乙醇和生物柴油的试点省份,纳入国家总体规划。其次,贵州在积极争取中央支持的同时,自己应加大政府投入,建立发展专项资金,加大产业支持力度,促使贵州生物质能产业发展得又快又好。再次,制定农村金融整体改革方案,努力形成商业金融、合作金融、政策性金融和小额贷款组织互为补充、功能齐备的农村金融体系,为生物质能发展提供资金保障。商业银行、农业政策银行等要重新回到农村,对这一前瞻性产业给予支持。最后,抢抓国际国内产业分工调整的重大机遇,积极承接国内外产业转移,加大相关政策的落实力度,使国内外特别是东部沿海地区有实力的企业参加贵州生物质能产业建设。

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