也将越来越大,因此在能源发展过程中,必须兼顾安全性、经济性和清洁性的要求。发展生物能源,可以减少对环境的废弃物排放和环境污染,减轻环境承载压力,有利于环境问题的解决和环境生态功能的恢复与提高。
第一,减少二氧化碳等温室气体的排放,有利于温室效应等环境问题的解决。生物质是一种有机原料,在转化过程中排放的二氧化碳量等于生长过程中吸收的量,燃烧过程中的硫化物和氮化物较少,从整个生命周期来说,对碳贡献基本为零。从而极大地减少空气中二氧化碳的浓度。
第二,减少生产废弃物和生活垃圾的环境排放量,有利于水环境污染及城市垃圾成灾等问题的解决。通过生物质的开发利用,作物秸秆、畜禽粪便、林产废弃物、有机垃圾等农林废弃物和环境污染物被大量回收、加工、利用并且可以干净地燃烧,使之无害化和资源化,便于将植物储存的光能与生物资源深度开发和循环利用相结合,从而减少有机废弃物在环境中的堆积与直接排放,减少工业有机废水、废渣直接排放造成的水环境和土壤环境污染。更是从根本上解决了农村中广泛存在的农业、林业废弃生物质造成的水、土环境污染与环境破坏,有利于环境质量的改善和生态环境系统自身功能的恢复与提高。
(三)有利于增加农民收入,促进农村经济发展
生物能源,主要集中在农村,无论是用于发电还是生产液体燃料,都是废物利用。可大幅度提高农业生产的附加值,有效增
加农民收入,使农民直接受益,这对我国农村的发展具有特殊意义。
首先,生物能源的种植和开发有利于增加农民收入。由于我国农业长期在低端领域发展,提供食物和一般工业的初级原材料。这就导致农民增收困难,没有需求拉动,农产品的市场范围受限,农产品价格偏低,挫伤农民参与农业生产的积极性。而通过生物能源的种植与开发,可以很好的解决这一问题。一般来讲,每亩地平均可以产生约1吨秸秆,如果每吨秸秆按售价200元计算,相当于每亩地净增加收入200元。如果每户农民有10亩地,就可以增加收入2000元。按平均每户4人计算,相当于人均增加500元。此外,还可以将荒山、荒坡承包给农民种植能源林,通过出售能源植物增加收入。
其次,生物能源的发展也有助于带动相关产业的发展,促进农村经济的发展。生物能源的发展有助于带动大宗粮食深加工及相关产业的发展,实现农副产品的增值和转化。生产1t(吨)燃料乙醇,用红薯作原料大致需要7t,用木薯,甜高粱和秸秆作原料分别需要5t,4t和lOt。四川盛产红薯,仅四川省每年红薯产量就达170万t,目前的状况是:30%的红薯用作种子,30%用来喂猪,30%烂掉,进入流通领域的红薯只有10%。从当地农民手中收购,现在售价是0.2元/kg(公斤),农民因此增收非常微薄。如果发展生物燃料产业,可卖到0.4元/kg,无疑会增加当地农民收入。再如,吉林燃料乙醇生产带动周边地区平均玉米增收35
元/t。按目前每户3人,每户耕地产7t玉米计算,平均每人年增收82元。所以说发展生物能源有助于增加农民收入,帮助农村地区脱贫致富、实现小康目标。
四、我国的生物能源现状
我国政府十分重视生物能源的开发,早在上世纪50年代就在农村推广沼气,并收到良好的效果。本世纪初国家又决定发展燃料乙醇,先后在东北、华中和华东建立了大规模的燃料乙醇生产企业,并制定了相关标准,目前已有部分省市(如广西)的汽车在使用乙醇汽油。近年来我国还投入了相当的力量组织生物能源的研究与攻关,在产能微生物研究、生物转化研究、过程与设备研究等方面都取得了可喜成果。
我国是粮食大国,资源丰富多样,但由于人口的众多,同时也是资源匮乏的国家,发展生物能源十分符合我国国情。对此农业部成立了生物质工程中心,目的是加强农业生物质技术研究,在生物能源的开发等方面取得突出进展,并使我国在未来达到国际先进水平。与此同时,国内的众多科研院所也纷纷加入研发行列,试图开拓出自己的道路。巴西、美国等利用玉米淀粉转化成酒精已经取得很大成效。但是就世界上大多数国家和地区而言,不可以用有限的耕地去发展新的能源产业。所以利用荒地种植野生、半野生的能源植物已是大家认同的发展方向。另外,与某些国家采用把玉米、甘蔗转化成乙醇,或是从油料作物中提取生物柴油不同,我们国家把目光放在了更为高效的纤维素上。
目前生物能源的主要形式有燃料乙醇、生物柴油、生物制氢和沼气。我国生产这些生物能源的主要能源有:(1)淀粉质原料:主要有木薯、甘薯、玉米、马铃薯、小麦、大米和高梁等;(2)糖质原料:主要有甘蔗、糖蜜和甜菜;(3)纤维素原料:纤维素原料是地球上最有潜力的燃料乙醇生产原料,主要有农作物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造纸厂和造糖厂含有纤维素的下脚料、生活垃圾等;(4)其他原料:如造纸厂的亚硫酸盐纸浆废液、淀粉厂的甘薯淀粉渣和马铃薯淀粉渣、奶酪工业的副产品等。而生物制氢的原料较为丰富,迄今为止,已有牛粪、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、淀粉废水、酿酒废水、麦麸、酒糟、玉米秸秆等农业固体废弃物以及厨余垃圾可以生成氢气,其中以葡萄糖、污水、纤维素为原料的研究较多,但均处于实验室水平。
结论
生物能源潜力无限
就我国而言,我国生物燃料的研制和加工起步较晚。然而,生物燃料乙醇深加工业在资源开发、技术提升、生产规模、产品销售等方面都初战告捷。从“十五”开始,我国先后建成5个生物燃料乙醇定点生产企业。2005年,全国燃料乙醇总产量达到102万吨; 2006年,增长到160万吨; 2007年再增到189万吨,居世界第三位。我国对生物燃料乙醇试点定点厂实行“四定”政策:一是“定点生产”;二是“定向流通”;三是“定区使用”;四是“定额
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