田水泉1，張立科1，楊風(fēng)嶺1，張憲宏1，樊靜2

(1.許昌學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南許昌461000；2.河南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河南省環(huán)境污染控制重點實驗室，河南新鄉(xiāng)453007)

摘要：隨著全球能源的緊缺和化石燃料使用帶來的環(huán)境污染的加劇，生物質(zhì)作為可替代化石能源的可再生能源之一，其使用范圍越來越廣泛。介紹了生物質(zhì)及生物質(zhì)能的基本概念。綜述了生物質(zhì)能的直接燃燒、氣化、液化、熱解等熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)，并對這些技術(shù)的應(yīng)用與前景進(jìn)行了闡述。針對生物質(zhì)能在轉(zhuǎn)化和利用中存在的問題，提出了相應(yīng)的解決措施。

能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，能源的供給能力密切關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，是國家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一。我國目前主要能源來自于煤、石油、天然氣等化石能源，化石能源作為一次性能源，其燃燒造成空氣污染，大氣變暖、海平面上升和酸雨等環(huán)境問題。國務(wù)院能源研究所對未來15年內(nèi)能耗總量的預(yù)測，2020年煤炭采耗30億t，我國煤資源還能維持?jǐn)?shù)十年，而我國的石油需求將達(dá)到4.5～6.0億t，進(jìn)口依存度將超過50%；30～40年內(nèi)，石油資源將無法滿足人類的需要，還有天然氣缺口367億m3[1]。

因此，迫切需要一種新的清潔可再生能源來代替化石能源。我國有豐富的可再生能源資源且種類齊全，從生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、太陽能熱和發(fā)電到地?zé)?，已?jīng)實現(xiàn)可再生能源供應(yīng)多元化[2]。但是，由于水能和地?zé)崮苡械赜蛳拗?，全面發(fā)展很困難；我國大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計和制造與國際先進(jìn)技術(shù)相比還存在一定差距，主要問題是單機(jī)容量小、關(guān)鍵技術(shù)依賴進(jìn)口、零部件質(zhì)量有待提高；太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)電成本大約是我國常規(guī)電力成本的10倍左右[3]，在我國太陽能光伏發(fā)電主要用于解決新疆、西藏等偏遠(yuǎn)無電離網(wǎng)地區(qū)的居民用電。

然而，生物質(zhì)能是可再生且不會增加溫室氣體的低硫燃料，還可減少環(huán)境公害，與其他可再生能源相比，利用技術(shù)上的難題較少。因此，從生物質(zhì)能的特點看，開發(fā)和使用生物質(zhì)能源，符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。

1生物質(zhì)和生物質(zhì)能

生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動植物和微生物以及農(nóng)林廢棄物和城市固體有機(jī)垃圾等。生物質(zhì)的硫含量、氮含量低，燃燒過程生成的SO2、NOx較少，由于其CO2的排放量與其生長時吸收的量相當(dāng)，可有效減輕溫室效應(yīng)和環(huán)境污染。生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用。地球上的植物每年通過光合作用合成大約1400～1800Gt的干生物質(zhì)，其中蘊含的能量可達(dá)目前全球每年總能耗的10倍，在世界能耗中生物質(zhì)能約占14%，在不發(fā)達(dá)地區(qū)占60%以上。全世界約20億人90%以上的生活能源是生物質(zhì)能[4]。

我國生物質(zhì)能資源量每年4.87億t油當(dāng)量，其中有約3.7億t可用于發(fā)電和供熱，占總量的76%[5]。目前全球生物質(zhì)能消費量僅次于煤、石油、天然氣，居第四位。

生物質(zhì)能具有許多優(yōu)點：①生物質(zhì)能資源分布十分廣泛，遠(yuǎn)比石油豐富，且可不斷再生；②從生物質(zhì)能資源中提取或轉(zhuǎn)化得到的能源載體更具有市場競爭力；③開發(fā)生物質(zhì)能源資源，可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高就業(yè)機(jī)會，具有經(jīng)濟(jì)與社會雙重效益；④在貧瘠或被侵蝕的土地上種植能源作物或植被，可以改良土壤、改善生態(tài)環(huán)境、提高土地的利用程度；⑤城市內(nèi)燃機(jī)車輛使用從生物質(zhì)資源提取或生產(chǎn)出的甲醇、液態(tài)氫，有利于環(huán)境保護(hù)。生物質(zhì)能的開發(fā)和應(yīng)用越來越受重視，其資源豐富、應(yīng)用廣泛且可持續(xù)利用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的燃料或其他化學(xué)品。

2生物質(zhì)能源化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的方法和應(yīng)用

目前，生物質(zhì)能的研究方向主要有以下3方面：

(1)通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w、焦油等。

(2)通過生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)將生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下轉(zhuǎn)化成沼氣、酒精等。

(3)通過壓塊細(xì)密成型技術(shù)將生物質(zhì)壓縮成高密度固體燃料等。

與其他技術(shù)相比，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)具有能耗少、轉(zhuǎn)化率高、較易工業(yè)化等優(yōu)點。生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)包括：直接燃燒、氣化、熱解、液化等方法，可以獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品。生物質(zhì)能源的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)獲得能量和化學(xué)品的方法包括：

2.1直接燃燒技術(shù) 生物質(zhì)直接燃燒是生物質(zhì)能最早被利用的傳統(tǒng)方法，就是在不進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的情況下，將生物質(zhì)作為燃料轉(zhuǎn)化成能量的過程。通常是在蒸汽循環(huán)作用下將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換為熱能和電能，為烹飪、取暖、工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)電提供能量和蒸汽。直接燃燒可大致分為爐灶燃燒、鍋爐燃燒、固型燃燒和垃圾焚燒4種方式。

2.1.1爐灶燃燒。爐灶燃燒是最原始的利用方法，一般適用于農(nóng)村或山區(qū)分散獨立的家庭用爐，投資最省，但效率最低。

生物質(zhì)在爐灶中燃燒的熱效率一般為10%～15%，在省柴爐灶中燃燒的熱效率為30%左右。到目前為止，我國已推廣新式省柴節(jié)煤灶1.7×108戶，新式灶提高了熱效率10多個百分點，緩解了部分地區(qū)柴草不足的緊張局面[6]。

2.1.2鍋爐燃燒。鍋爐燃燒采用現(xiàn)代化的鍋爐技術(shù)適于大規(guī)模利用生物質(zhì)，效率高，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但其投資高，不適合分散的小規(guī)模利用。生物質(zhì)作為鍋爐的燃料直接燃燒，其熱效率為50%～60%。

從國內(nèi)外生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，流化床鍋爐對生物質(zhì)燃燒的適應(yīng)性較好。Eriksson和Kjellstrem等研究了木材水解殘渣在150kW的粉末燃燒器里燃燒情況[7]，結(jié)果表明，直接燃燒是燃?xì)廨啓C(jī)使用的切實可行的方法。生物質(zhì)燃料在床內(nèi)停留時間較長，可以確保生物質(zhì)燃料完全燃燒，提高生物質(zhì)鍋爐的效率，同時流化床鍋爐能夠在850℃左右穩(wěn)定燃燒，燃料燃盡后不易結(jié)渣，并且減少了NOx、SOx等有害氣體的生成，有益于環(huán)境的保護(hù)，符合國家的節(jié)能減排政策。

2.1.3固型燃燒。固型燃燒是把生物質(zhì)固化成型為高密度的固體燃料后，采用傳統(tǒng)的燃煤設(shè)備燃用，以便集中利用，提高熱效率。生物質(zhì)經(jīng)過固化以后，能量密度可增大到加工前10倍左右，熱值可以達(dá)到15000kJ/kg左右，經(jīng)測定該燃料排放物的污染度低于煤，是一種高效、潔凈的可再生能源。

生物質(zhì)具有以下優(yōu)點：

(1)使用便利、易于貯運和易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及大規(guī)模使用等特點。另外，現(xiàn)有燃燒設(shè)備(包括鍋爐、爐灶等)經(jīng)簡單改造即可使用。

(2)替代煤炭保護(hù)生態(tài)環(huán)境。目前我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6.00億t，折合標(biāo)煤3.00億t，其中53%作為燃料使用，約折合1.59億t標(biāo)煤。如果這些原料都能固化成型得到有效開發(fā)利用，替代原煤對于有效緩解能源緊張、治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展具有重要意義。

(3)提高能源利用率。直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%～30%，而生物質(zhì)制成顆粒以后經(jīng)燃燒器(包括爐、灶等)燃燒，其熱效率為87%～89%，提高了57%～79%，節(jié)約大量能源。該方法的實用技術(shù)和設(shè)備在農(nóng)村有很大的推廣價值，到2010年結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，固化成型燃料的年利用率將達(dá)到100萬t[8]。

目前，制約固體成型燃料發(fā)展的因素主要集中在成型機(jī)械的穩(wěn)定、可靠運行上。

2.1.4垃圾焚燒。垃圾焚燒也是采用鍋爐技術(shù)的，但由于垃圾的品位低、腐蝕性強(qiáng)，所以要求技術(shù)更高、投資更大，從能量利用的角度看也必須規(guī)模較大才可行。熱值較高的生物垃圾采用熱電聯(lián)供方式進(jìn)行處理，工藝流程為：生物垃圾—選擇性破碎機(jī)—流化床焚燒爐—廢熱鍋爐—供熱/汽輪發(fā)電機(jī)[9]。2006年，國家和地方發(fā)改委共核準(zhǔn)39個生物質(zhì)能直燃發(fā)電項目(目前，全國已有10多個生物質(zhì)直燃發(fā)電項目在建)，合計裝機(jī)容量128.4萬kW投資，預(yù)計100.3億元，2006年完成5.4萬kW。

目前發(fā)達(dá)國家已由直接焚燒法向熱解焚燒法發(fā)展，而我國已將熱解焚燒法列入自然科學(xué)領(lǐng)域中的前沿研究項目[10]。

直接燃燒是最早采用的一種生物質(zhì)開發(fā)利用方法，可以最快速實現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模無害化、資源化利用，成本較低，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)性和開發(fā)潛力。

2.2氣化利用技術(shù) 生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是將生物質(zhì)原料加熱逸出揮發(fā)物，并在高溫下熱解，熱解后的產(chǎn)物與氣化介質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)并燃燒，燃燒放出的熱量用于維持干燥、裂解和還原反應(yīng)，最終生成了含有CO、H2、CH4和CnHm的混合氣體。這些產(chǎn)物與煤相比，生物質(zhì)揮發(fā)分含量高、灰分含量少、固定碳含量少，但活性較高，因此，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)夂罄眯矢撸猛緩V泛，既可供生產(chǎn)、生活直接燃用，也可用來發(fā)電進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，從而實現(xiàn)生物質(zhì)的高效清潔利用，但生物質(zhì)熱解氣化中的焦油消除問題，已成為制約生物質(zhì)氣化技術(shù)的主要因素。

目前研究生物質(zhì)的氣化利用又可分為氣化供電/供熱/發(fā)電/制氫和間接合成。生物質(zhì)轉(zhuǎn)換得到的合成氣(CO+H2)經(jīng)催化轉(zhuǎn)化制造潔凈燃料汽油和柴油以及含氧有機(jī)物如甲醇和二甲醚等。生物質(zhì)的氣化制氫是指氣化產(chǎn)品中的氫氣分離并提純，所得到的產(chǎn)品可作為燃料電池用氫[11]。

生物質(zhì)氣化發(fā)電是一種新興的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿尤細(xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，氣化發(fā)電工藝包括以下3個過程：①生物質(zhì)氣化，將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；②氣體凈化，氣化出來的燃?xì)舛紟в幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運行；③燃?xì)獍l(fā)電，利用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)機(jī)進(jìn)行發(fā)電，有的工藝為了提高發(fā)電效率，發(fā)電過程可以增加采熱鍋爐或蒸汽輪機(jī)。我國生物質(zhì)氣化在技術(shù)研究與裝置開發(fā)方面，自20世紀(jì)90年代以來已取得了一系列的成果，十五期間，國家863計劃在1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制開發(fā)出4～6MW的生物質(zhì)氣化燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的示范工程，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組單機(jī)功率達(dá)500kW，系統(tǒng)效率也提高到28%，為生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了很好的基礎(chǔ)。我國第一座生物質(zhì)氣化發(fā)電項目于2004年1月2日在江蘇省興化市簽約開建，其原料主要來自米廠稻殼[12]。

生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能，正面臨著前所未有的發(fā)展良機(jī)。

國家電網(wǎng)公司擔(dān)任大股東的國能生物質(zhì)發(fā)電公司目前已有19個秸稈發(fā)電項目得到主管部門批準(zhǔn)，大唐、華電、國電、中電等集團(tuán)也紛紛加入，河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省的100多個縣(市)開始投建或是簽訂秸稈發(fā)電項目。

另外，我國已基本具備了發(fā)展生物質(zhì)氣化合成甲醇技術(shù)的空間，只要各部分的關(guān)鍵問題得到解決并結(jié)合新技術(shù)和提高系統(tǒng)效率，生物質(zhì)氣化合成甲醇技術(shù)就會具有廣闊的發(fā)展前景。

2.3熱解技術(shù) 生物質(zhì)在隔絕或少量供給氧氣的條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)的加熱分解過程通常稱之為熱解。

不同熱解條件可得到不同組成和比例的燃燒產(chǎn)物[13]：

低溫及低熱傳導(dǎo)速率的熱解條件會得到固體(焦炭)；低溫、高熱傳導(dǎo)速率和短氣體停留時間則得到液態(tài)產(chǎn)物(如甲醇、丙酮、乙酸、焦油等)；高溫、低熱傳導(dǎo)速率和長氣體停留時間則得到氣體燃料(一般為CO、H2、CH4等混合氣體)；而根據(jù)熱解過程中原料停留時間和溫度的不同，熱解工藝又可分為3種類型：①慢速熱解。主要用于燒木炭業(yè)；②常規(guī)熱解，將生物質(zhì)原料放入常規(guī)熱解裝置中進(jìn)行，經(jīng)熱解，可得到原料重量20%～25%的生物炭和10%～20%的生物油；③快速熱解。將磨細(xì)的生物質(zhì)原料在快速熱解裝置中進(jìn)行，熱解產(chǎn)物中的生物油，一般可以達(dá)到原料重量的40%～60%?？焖贌峤膺^程需要的熱量以熱解產(chǎn)生的部分氣體為熱源供。

其中，快速熱解生產(chǎn)生物油被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料路線[14]。

如果能夠開發(fā)出選擇性優(yōu)良的快速熱解工藝，生產(chǎn)出低含氧量高熱值的液體燃料，那么快速熱解工藝將具有非常強(qiáng)的競爭力，因此，世界各地的研究機(jī)構(gòu)相繼開發(fā)了各式各樣的快速熱解工藝，包括輸送流式裂解、快速升溫裂解、旋風(fēng)式熔融裂解、裂解磨旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器、流化床快速裂解等[15]。

荷蘭、美國最先利用該方面的研究，其中美國的熱解試驗裝置最高產(chǎn)油率達(dá)70%；荷蘭BTG生物質(zhì)技術(shù)公司已于2005年6月在馬來西亞建成一套日處理50t椰子殼和棕櫚殼的旋轉(zhuǎn)錐式生物質(zhì)熱解液化裝置，所產(chǎn)生物油全部返銷歐洲用于燃燒發(fā)電和精致試驗；加拿大DynaMotive公司是目前利用生物質(zhì)快速熱解技術(shù)實行商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)，處理量為1500kg/h，生物油的產(chǎn)率達(dá)到60%～75%[16]。我國從十五計劃開始快速熱解的相關(guān)研究工作，然而目前仍然處于實驗室和中間試驗研究階段。

熱解得到產(chǎn)物中含有醇類化合物，而且基本不含硫、氮和金屬成分。但熱解得到的液體燃料熱穩(wěn)定性差，并存在腐蝕性。熱解過程中，必須消除焦油問題，提高液體燃料產(chǎn)率。

2.4液化技術(shù) 將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料使用，是有效利用生物質(zhì)能的最佳途徑。液化是指通過化學(xué)方式將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成液體產(chǎn)品的過程。液化技術(shù)主要有直接液化和間接液化兩類。

2.4.1直接液化技術(shù)。生物質(zhì)的直接液化是將生物質(zhì)、一定的溶劑和催化劑放入高壓釜中，通入氫氣或惰性氣體，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο聦⑸镔|(zhì)直接液化的技術(shù)，其主要形式有熱解液化、催化液化、加壓加氫液化等[17]。生物質(zhì)直接液化還具有以下優(yōu)點：①原料不需要進(jìn)行脫水和粉碎等高耗能步驟；②設(shè)備簡單、操作簡單；③產(chǎn)品質(zhì)量好、熱值高。但同時也存在一些問題，如：生物質(zhì)定向催化及定向轉(zhuǎn)化、設(shè)備放大及系統(tǒng)優(yōu)化和油品提質(zhì)及加工利用。

生物質(zhì)的熱解液化是在缺氧條件下將生物質(zhì)迅速加熱到500～600℃，使之主要轉(zhuǎn)換成液化產(chǎn)物的一種工藝。這種液體燃料既可以直接作為燃料使用，也可以再轉(zhuǎn)化為品位更高的液體燃料或價值更高的化工產(chǎn)品。液化產(chǎn)品的處理方法包括催化加氫、熱加氫、催化裂解及兩段精制處理等。

目前催化加氫是較常用的方法，高壓液化技術(shù)是生物質(zhì)直接液化技術(shù)的一種，是指在較高壓力、一定溫度和溶劑、催化劑存在等條件下對生物質(zhì)進(jìn)行液化反應(yīng)制取液體產(chǎn)品的技術(shù)。

與同為直接液化的快速熱裂解法相比，該技術(shù)具有工藝簡單、易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等特點，因而得到廣泛關(guān)注和深入的研究。目前該技術(shù)發(fā)展尚不成熟，正處于研究試驗階段，其中具有代表意義的研究成果包括由中國科技大學(xué)生物質(zhì)潔凈能源實驗室研制可年產(chǎn)生物油約10000t的YNP－1000A生物質(zhì)熱解液化裝置，以及由華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點實驗室開發(fā)設(shè)計的生產(chǎn)能力為100kg/h車載移動成生物質(zhì)流化床熱解液化裝置等[18]。

2.4.2間接液化技術(shù)。間接液化就是把生物質(zhì)氣化成氣體后，在進(jìn)一步進(jìn)行催化合成反應(yīng)制成液化產(chǎn)品。

生物質(zhì)氣化合成燃料是一種間接液化技術(shù)，是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用的主要方式之一，產(chǎn)品包括費托合成染料(汽油、煤油、柴油等)及含氧化合物燃料(甲醇、二甲醚)，合成燃料產(chǎn)品純度較高，幾乎不含S、N等雜質(zhì)，燃燒后無黑煙排放，合成氣還可經(jīng)過分離提純制取氫氣，用于燃料電池發(fā)電，合成燃料的尾氣可用于發(fā)電和供熱，氣化產(chǎn)生的廢渣是優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)肥料，可提煉高附加值產(chǎn)品，由燃?xì)庵蟹蛛x出的CO2可用于合成塑料產(chǎn)品等。

目前，荷蘭應(yīng)用技術(shù)研究院(TNO)已建成生物質(zhì)/煤氣化費托合成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)；德國Choren公司成功開發(fā)了生物質(zhì)間接液化生產(chǎn)合成柴油，2002年完成了年產(chǎn)1000t合成柴油的示范工程的運行，2005年建成了年產(chǎn)量1萬t的工業(yè)示范工程；日本的MHI完成了生物質(zhì)氣化合成甲醇的系統(tǒng)工程；瑞典的Bio－MeetProject集成生物質(zhì)氣化燃?xì)鈨艋c重整等技術(shù)聯(lián)產(chǎn)電力、二甲醚、甲醇，其系統(tǒng)總體效率達(dá)到42%。我國雖然對費托合成進(jìn)行了多年研究，在國家863創(chuàng)新項目中國科學(xué)院創(chuàng)新方向項目的支持下，已建成100tDME/年的中試裝置并開車成功，但要取得工業(yè)化應(yīng)用的突破還必須在生物質(zhì)定向氣化、催化重整、合成催化劑和系統(tǒng)優(yōu)化方面進(jìn)行核心技術(shù)的研究[19]。

3存在的問題及解決措施

我國開展生物質(zhì)能資源的研究工作較早，尤其生物質(zhì)的厭氧處理技術(shù)比較成熟，但從生物質(zhì)資源開發(fā)利用的整體來上看，還存在以下問題，并就這些問題提出一些對策和建議。

3.1存在的問題

3.1.1成本太高。由于發(fā)達(dá)國家對新能源關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)的嚴(yán)密控制，我國在新能源研發(fā)上步履維艱。近年來，我國在生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的研究上雖然取得了重要進(jìn)展，但生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)仍因投資過大和運行成本過高受到嚴(yán)重制約，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢。

如目前成熟的國產(chǎn)化生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備幾乎沒有，但進(jìn)口設(shè)備投資達(dá)1.2萬元/kW以上，同時由于生物質(zhì)資源分散，電站規(guī)模小，常規(guī)技術(shù)效率較低，加之生物質(zhì)收集運輸成本較高，導(dǎo)致原料價格較高，一般生物質(zhì)發(fā)電成本高達(dá)0.6～0.7元/(kW·h)，所以生物質(zhì)發(fā)電成本遠(yuǎn)高于常規(guī)電力成本，即便有國家0.25元/(kW·h)的補貼，發(fā)展仍比較困難。

而且生物質(zhì)生產(chǎn)熱解油和氣化合成液體燃料技術(shù)尚未成熟，投資和生產(chǎn)成本高，如糧食燃料乙醇生產(chǎn)成本高于4000元/t，國家補貼1300～1500元/t[20]，也難以長期發(fā)展，不符合國家的政策。

3.1.2體制和政策的阻礙。事實證明，在生物質(zhì)能發(fā)展的眾多影響因素中，體制、機(jī)制的約束比技術(shù)問題和經(jīng)濟(jì)成本更難以解決，中國迄今為止尚未建立統(tǒng)一的管理機(jī)構(gòu)，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)行動，政出多門，矛盾重重，對生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展極為不利，而且政府的支持、激勵政策明顯不足，缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)鼓勵政策和激勵機(jī)制，政策的協(xié)調(diào)性、連續(xù)性和穩(wěn)定性差，沒有形成一定規(guī)模的、穩(wěn)定的市場需求，這也影響了投資者的積極性。

3.1.3資源問題。所有生物質(zhì)都可以作為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的原料，但必須具有可獲得性與經(jīng)濟(jì)性。生物質(zhì)資源包括可以用能源用途的各類有機(jī)廢棄物、生物質(zhì)農(nóng)林資源以及利用邊際性土地種植的各類生物質(zhì)資源。

生物質(zhì)開發(fā)利用的首要條件是擁有穩(wěn)定可靠的生物質(zhì)資源，資源評估是發(fā)展可再生能源的一項重要的基本工作。

目前我國生物質(zhì)能資源評價明顯不足，尤其是對于可利用土地和相應(yīng)資源的評價，還沒有系統(tǒng)全面的研究，在估算的基礎(chǔ)上，不同部門的研究結(jié)論差距較大，這是造成生物質(zhì)資源開發(fā)利用難以決策的一個重要原因。現(xiàn)在最緊迫的任務(wù)之一就是立即開展生物質(zhì)資源的調(diào)查摸底，進(jìn)行可作為能源開發(fā)利用的生物質(zhì)資源的區(qū)域規(guī)劃工作，在我國保證糧食供應(yīng)是基本國策，對農(nóng)林資源植物的摸底調(diào)研，必須堅持不與口糧、食油爭耕地的原則，對可利用的土地做定性、定量分析，并落實到能源作物種植品種、品質(zhì)和產(chǎn)量估算中。

3.1.4環(huán)境問題。生物質(zhì)能利用的碳循環(huán)零排放對解決溫室氣體排放問題有重要貢獻(xiàn)，這是開發(fā)利用生物質(zhì)能的優(yōu)勢。但是，在生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用過程中，生物質(zhì)原料生產(chǎn)過程對生態(tài)環(huán)境都有一定的影響，同時各種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展完善程度不同，有的還處于研究試驗階段，因此，在生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位能源過程中，不同的技術(shù)可能又對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的二次污染。如果不能有效解決，將影響技術(shù)的應(yīng)用推廣和降低市場競爭力，這也是目前發(fā)展生物質(zhì)能源技術(shù)必須解決的問題。

3.1.5其他制約因素。生物質(zhì)能技術(shù)的開發(fā)是資金密集型項目，籌集資金是普遍存在的一大難題，還有就是缺乏從事生物質(zhì)能研發(fā)，新能源業(yè)務(wù)的專業(yè)技術(shù)和管理人才及吸收人才防止專業(yè)技術(shù)人才流失的措施，缺乏健全的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度，等等。

3.2對策與建議

3.2.1突破核心技術(shù)。先進(jìn)生物質(zhì)能技術(shù)是國家的核心競爭力，我國的生物質(zhì)能現(xiàn)代技術(shù)研究和應(yīng)用起步較晚，大量的關(guān)鍵技術(shù)尚未得到解決，政府必須組織核心技術(shù)科技攻關(guān)，設(shè)立專項資金，重視對生物質(zhì)能利用技術(shù)的系統(tǒng)研發(fā)，有針對性地對一批重點領(lǐng)域開展重點研究。為了加快發(fā)展我國生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)，還有必要積極開展對外人員、技術(shù)和信息的交流與合作，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)工藝和主要設(shè)備，必須堅持自主開發(fā)與引進(jìn)消化吸收相結(jié)合的技術(shù)路線，在引進(jìn)時需要根據(jù)我國原料的特點、設(shè)備管理水平和消化吸收能力全面考慮，有目的、有選擇地引進(jìn)，同時大力加強(qiáng)我國自身科研投入和力量，堅持消化和創(chuàng)新相結(jié)合的發(fā)展模式，力爭在一些關(guān)鍵性技術(shù)上取得突破，充分掌握相關(guān)的核心技術(shù)，努力實現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化，提高國際競爭水平。

3.2.2完善相關(guān)政策體制?？稍偕茉吹耐茝V及應(yīng)用，需要政策的支持。2006年1月1日《可再生能源法》的實施，為生物質(zhì)能源的發(fā)展提供了可靠的法律保障，但與其相應(yīng)的配套措施尚未出臺[21]。所以，我國在政策執(zhí)行時，應(yīng)更強(qiáng)調(diào)生物質(zhì)能的環(huán)保性、可持續(xù)性，應(yīng)制定操作性較強(qiáng)的生物質(zhì)能源發(fā)展政策，如給予生物質(zhì)能加工企業(yè)在稅收、原料方面的優(yōu)惠政策，并應(yīng)設(shè)立統(tǒng)籌協(xié)調(diào)辦公室，強(qiáng)化各職能部門之間的通力協(xié)作，提高法律法規(guī)執(zhí)行的力度，縮短政策實施周期，實現(xiàn)高效率加速發(fā)展，同時建立國家級的質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，抓好產(chǎn)品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化工作[22]。

3.2.3重視資源開發(fā)。提高對發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)能源的認(rèn)識，特別是能源植物的培育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)引起各級領(lǐng)導(dǎo)和社會各界的重視，研究、培育、開發(fā)速生高產(chǎn)的能源植物品種，利用山地、荒地、沙漠、湖泊和近海地區(qū)發(fā)展能源農(nóng)場、林場或養(yǎng)殖場，建立生物質(zhì)能資源發(fā)展基地，建立培育、經(jīng)營、加工和市場的產(chǎn)業(yè)鏈，為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資源補給。近期應(yīng)對生物質(zhì)能資源生產(chǎn)所需要的土地資源開發(fā)詳查工作，調(diào)查生物質(zhì)資源的蘊藏總量和分布情況，強(qiáng)化對邊際土地和未開發(fā)土地培育能源作物資源的普查工作，建立我國生物質(zhì)能的資源圖譜，部署物種選擇、培育和種植的試驗以及生物多樣性和生態(tài)環(huán)境影響的評價工作。中遠(yuǎn)期需要加強(qiáng)生物質(zhì)能資源大面積種植的試驗和試點工作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行資源種植發(fā)展規(guī)劃，為今后生物質(zhì)能發(fā)展奠定堅實的資源基礎(chǔ)[23]。

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