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1、中美巴三三国生物物质能源源发展现现状及未未来展望望的比较较目前,生生物质能能技术的的研究与与开发已已成为世世界重大大热门课课题之一一,受到到世界各各国政府府与科学学家的关关注。许许多国家家都制定定了相应应的开发发研究计计划,如如日本的的阳光计计划、印印度的绿绿色能源源工程、美美国的能能源农场场和巴西西的酒精精能源计计划等,其其中生物物质能源源的开发发利用占占有相当当的比重重。目前前,国外外的生物物质能技技术和装装置多已已达到商商业化应应用程度度,实现现了规模模化产业业经营,以以美国、瑞瑞典和奥奥地利三三国为例例,生物物质转化化为高品品位能源源利用已已具有相相当可观观的规模模,分别别占该国国一次
2、能能源消耗耗量的44、166和100。在在美国,生生物质能能发电的的总装机机容量已已超过1100000兆瓦瓦,单机机容量达达1025兆瓦瓦;美国国纽约的的斯塔藤藤垃圾处处理站投投资20000万万美元,采采用湿法法处理垃垃圾,回回收沼气气,用于于发电,同同时生产产肥料。巴巴西是乙乙醇燃料料开发应应用最有有特色的的国家,实实施了世世界上规规模最大大的乙醇醇开发计计划,目目前乙醇醇燃料已已占该国国汽车燃燃料消费费量的550以以上。美美国开发发出利用用纤维素素废料生生产酒精精的技术术,建立立了1兆瓦的的稻壳发发电示范范工程,年年产酒精精25000吨。我国生物物质能源源的现状状生物质能能:唯一一可运输输
3、并储存存的可再再生能源源生生物质能能是我国国第三大大能源,仅仅次于煤煤与石油油,在全全部能源源消耗中中约占115%,是是唯一可可运输并并储存的的可再生生能源,既既可作为为燃料发发电又可可发电。目目前主要要利用于于发电和和转化为为“绿色汽汽油”与“生物石石油”。据据吴创之之介绍,全全世界每每年通过过光合作作用生成成的生物物质能约约为500亿吨,其其中仅11%用作作能源,但但它已为为全世界界提供了了14%的能源源,并成成为世界界上155亿农村村人口赖赖以生存存的主要要能源。生物能源发电目前受地域资源限制,分布不均导致成本较高,每度电约在0。45元至0。5元。我国生物物质能源源的发展展特点(一)逐逐
4、步改善善现有的的能源消消费结构构,降低低石油的的进口依依存度 中国经经济的高高速发展展,必须须构筑在在能源安安全和有有效供给给的基础础之上。目目前,中中国能源源的基本本状况是是:资源源短缺,消消费结构构单一,石石油的进进口依存存度高,形形势十分分严峻。2004年,中国一次能源消费结构中,煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气占2.6%,水电等占7.0%;一次能源生产总量中,煤炭占75.6%,石油占13.5%,天然气占3.O%,水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%,消费量却是世界第二,且需求持续高速增长,1990年的消费量刚突破1亿吨
5、,2000年达到2.3亿吨,2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后,2005年进口原油及成品油约1.3亿吨,估计2010年将进口石油2.5亿吨,进口依存度将超过50%。进口依存度越高,能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东,且需经马六甲海峡,受国际形势影响很大。 因此,今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时,改变目前的能源消费结构,向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡,已是大势所趋,而在众多的可再生能源和新能源中,生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。 (二)生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展 生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物,
6、以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国,生物质原料生产是农业生产的一部分,生物质能源的蕴藏量很大,每年可用总量折合约5亿吨标准煤,仅农业生产中每年产生的农作物秸秆,就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷,可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算,每年约可生产10亿吨生物质,再加上木薯、甜高粱等能源作物,据专家测算,每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨,农村可再生能源开发利用潜力巨大。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高,而且市场容量几近无限,这为农民增收提供了一条重要的途径;
7、生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化,从而有利于环保和资源的循环利用,可以显著改善农村能源的消费水平和质量,净化农村的生产和生活环境。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出和不可替代,这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。(三)净化环境,进一步为环境“减压” 随着中国经济的高速增长,以石化能源为主的能源消费量剧增,在过去的20多年里,中国能源消费总量增长了2.6倍,对环境的压力越来越大。2003年,中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨,居世界第二位。2025年前后,中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年,中国二
8、氧化硫的排放量也超过了2000万吨,居世界第一位,酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的23均来自燃煤。预计到2020年,氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。京都议定书已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标,中国是京都议定书的签约国,承担此项任务只是时间早晚的问题。此外,农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此,发展生物质能源,以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放,以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染,将对于改善能源结构、提高能源利用效
9、率、减轻环境压力贡献巨大。(四)技技术逐步步完善,产产业化空空间广阔阔 从生物物质能源源的发展展前景看看,第一一,生物物乙醇是是可以大大规模替替代石化化液体燃燃料的最最现实选选择;第第二,对对石油的的替代,将将由E885(在在乙醇中中添加115%的的汽油)取取代E110(汽汽油中添添加100%的乙乙醇);第三,FFVs(灵活燃料汽车)促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代,生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造;第四,沼气将规模化生产,用于供热发电、(经纯化压缩)车用燃料或罐装管输;第五,生物质成型燃料的原料充足,技术成熟,投资少、见效快,可广泛用于替代中小锅炉用煤,热电联产(CHP)能效在
10、90%以上,是生物质能源家族中的重要成员;第六,以木质纤维素生产的液体生物质燃料(Bff。)被认为是第二代生物质燃料,包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油(FT柴油),以及经热裂解(TDP)或催化裂解(CDP)得到的生物柴油。此外,通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大,如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合,优化育种条件,就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化,由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。 据专家预测估计,到2010年,中国年生产生物燃油约为600万吨,其中,生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨:到2020年,年生产生物燃油将达
11、到1900万吨,其中,生物乙醇1000万吨,生物柴油900万吨。 (五)生物质燃料流通体系和相关政策进一步健全完善 随着生物质产业的进一步发展,现有的以粮食为原料的燃料乙醇的销售体系,将会扩大到以甜高粱、甘蔗、麻风树等非粮食作物为原料的液体燃料的销售,与此相配套的非粮食生物质燃料的收购、调配和销售体系将在全国建立并逐步完善。非粮食燃料乙醇收购价格将由国务院价格主管部门根据有利于促进非粮食生物质燃料发展的原则确定并公布。同时,参照目前已实行的陈化粮燃料乙醇的财政和税收优惠政策,对非粮食燃料乙醇、生物柴油的生产和销售制定财政和税收优惠政策。有关非粮食生物质燃料的生产和销售管理办法、价格及财政税收政
12、策将由国家发展和改革委员会同有关部门制定。生物质能能对中国国的意义义中国国是一个个人口大大国,又又是一个个经济迅迅速发展展的国家家,211世纪将将面临着着经济增增长和环环境保护护的双重重压力。因因此改变变能源生生产和消消费方式式,开发发利用生生物质能能等可再再生的清清洁能源源资源对对建立可可持续的的能源系系统,促促进国民民经济发发展和环环境保护护具有重重大意义义。开发发利用生生物质能能对中国国农村更更具特殊殊意义。中中国800人口口生活在在农村,秸秸秆和薪薪柴等生生物质能能是农村村的主要要生活燃燃料。尽尽管煤炭炭等商品品能源在在农村的的使用迅迅速增加加,但生生物质能能仍占有有重要地地位。119
13、988年农村村生活用用能总量量3.665亿吨吨标煤,其其中秸秆秆和薪柴柴为2.07亿亿吨标煤煤,占556.77。因因此发展展生物质质能技术术,为农农村地区区提供生生活和生生产用能能,是帮帮助这些些地区脱脱贫致富富,实现现小康目目标的一一项重要要任务。19911年至19998年年,农村村能源消消费总量量从5.68亿亿吨标准准煤发展展到6.72亿亿吨标准准煤,增增加了118.33,年年均增长长2.44%。而而同期农农村使用用液化石石油气和和电炊的的农户由由15778万户户发展到到49337万户户,增加加了2倍多,年年增长达达17.7,增增长率是是总量增增长率的的6倍多。可可见随着着农村经经济发展展
14、和农民民生活水水平的提提高,农农村对于于优质燃燃料的需需求日益益迫切。传传统能源源利用方方式已经经难以满满足农村村现代化化需求,生生物质能能优质化化转换利利用势在在必行。生物质能能高新转转换技术术不仅能能够大大大加快村村镇居民民实现能能源现代代化进程程,满足足农民富富裕后对对优质能能源的迫迫切需求求,同时时也可在在乡镇企企业等生生产领域域中得到到应用。由由于中国国地广人人多,常常规能源源不可能能完全满满足广大大农村日日益增长长的需求求,而且且由于国国际上正正在制定定各种有有关环境境问题的的公约,限限制二氧氧化碳等等温室气气体排放放,这对对以煤炭炭为主的的我国是是很不利利的。因因此,立立足于农农
15、村现有有的生物物质资源源,研究究新型转转换技术术,开发发新型装装备既是是农村发发展的迫迫切需要要,又是是减少排排放、保保护环境境、实施施可持续续发展战战略的需需要。中国经经济迅速速发展,有有专家预预计:115年内内能源供供应要翻翻1倍,要要面对能能源供应应紧张和和大气污污染两者者之间就就有了矛矛盾。而作作为一个个迅速崛崛起的发发展中国国家,面面临着经经济增长长和环境境保护的的双重任任务。为为了保护护环境并并实现经经济的持持续增长长,改变变能源的的生产和和消费方方式,开开发利用用可再生生清洁的的能源资资源是必必然的选选择。所所以说与与化石能能源相比比,我国国新能源源和可再再生能源源具有广广阔的发
16、发展潜力力和发展展前景。由于地球球上生物物数量巨巨大,由由这些生生命物质质排泄和和代谢出出许多有有机质,这这些物质质所蕴藏藏的能量量是相当当惊人的的。根据据生物学学家估算算,地球球上每年年生长的的生物能能总量约约14000118000亿吨(干干重),相相当于目目前世界界总能耗耗的100倍。我我国的生生物质能能也极为为丰富,现现在每年年农村中中的秸秆秆量约66.5亿亿吨,到到20110年将将达7.26亿亿吨,相相当于55亿吨标标煤。柴柴薪和林林业废弃弃物数量量也很大大,林业业废弃物物(不包包括炭薪薪林),每每年约达达37000m33,相当当于20000万万吨标煤煤。如果果考虑日日益增多多的城市市
17、垃圾和和生活污污水,禽禽蓄粪便便等其他他生物质质资源,我我国每年年的生物物质资源源达6亿吨标标煤以上上,扣除除了一部部分做饲饲料和其其他原料料,可开开发为能能源的生生物质资资源达33亿多吨吨标煤,而而随着农农业和林林业的发发展,特特别是随随着速生生炭薪林林的开发。从生生物质能能的资源源总体构构成来看看,目前我我国农村村中生物物质能约约占全部部生物质质能的约约70%以上,其其他主要要是城镇镇生活垃垃圾、污污水和林林业废弃弃物,而而从先进进国家目目前的生生物质资资源和利利用来看看,其主主要构成成均都是是以林业业废弃物物和薪炭炭林为主主。我国国随着薪薪炭林技技术的发发展和工工业化水水平的提提高,这这
18、方面的的比例也也会越来来越大,所所以这方方面的开开发利用用量也是是不容忽忽视的。随着人类类大量使使用矿物物燃料带带来的环环境问题题日益严严重,各各国政府府开始关关心重视视生物质质能源的的开发利利用。虽虽然各国国的自然然条件和和技术水水平差别别很大,对对生物质质能今后后的利用用情况将将千差万万别,但但总的来来说,生生物质能能今后的的发展将将不再像像最近2200多多年来一一样日渐渐萎缩,而而是重新新发挥重重要作用用,并在在整个一一次能源源体系中中占据稳稳定的比比例和重重要的地地位。影响生物物质能开开发利用用的因素素很多,所所以不同同的预测测方法结结果差别别很大,从从1000到3000EJ,但但不论
19、哪哪种预测测方法都都说明了了生物质质在未来来的能源源体系中中有特别别重要的的意义,不不论那个个时间,生生物质能能总是总总能耗的的10-30%之间。 由于我我国目前前的生物物质能主主要是在在农村经经济中利利用,所所以农村村未来能能源需求求和消耗耗情况对对生物质质能的开开发利用用量影响响很大,有有关资料料对我国国农村今今后能源源使用情情况作了了预测,这这个指标标可以较较大程度度上反映映我国今今后生物物质能消消耗的趋趋势。它它的预测测按两种种,第一一种是常常规方案案预测,即即建立在在现时生生物质能能发展情情况的基基础之上上的预测测,其结结果是各各时段(2000、2010、2030、2050)的生物质
20、利用量的增长速度分别为8.9%、7.7%、8.0%、3.6%;第二种是加强方案预测,即以突出强调生物质能对化石能源的替代为依据的预测,其结果是各时段的发展速度分别为9.6%、8.0%、7.4%、4.5%。表1-11到表1-4给出出了未来来农村能能源需要要的预测测和对各各种可再再生能源源需求的的变化。由由预测可可知,随随着社会会的发展展,传统统利用生生物质能能的比例例将越来来越少,到到20550年,农农村生物物质能的的利用中中传统利利用方法法不到11%,但但是,生生物质能能的现代代化利用用技术的的比例将将越来越越高,到到20550年可可能达到到农村总总能耗的的13%。另外外,从预预测中可可以看出
21、出天然生生物质能能在农村村能源的的比例随随时间推推移将越越来越少少,从330%降降到133.7%左右,但但是不管管那个时时期,也也不管那那个方案案,生物物质能在在农村能能源中的的比例都都很大(高高于144%),而而且是最最主要的的可再生生能源(占占可再生生能源的的50%以上),这这可以充充分说明明生物质质能在今今后几十十年内在在我国农农村能源源,甚至至于我国国能源体体系的重重要地位位。巴西生物物质能源源发展情情况概览览及启示示一、巴西西的能源源现状巴西是一一个真正正的农业业大国,2006年农业GDP占全部GDP 27.2%,农业出口额占全部出口额的 36%,从事农业的人员占全部就业人员的37%
22、。在这样一连串令人惊异的数字之后,更令人惊异的是巴西在能源利用方面的巨大成就,2005年它的生物质能源比例已占全部能源的29%(见图1),而同期世界的生物质能源应用比例仅为11%,如加上水电、核电,巴西的可再生能源比例已达到44.7%,同期世界的可再生能源应用比例仅为14%。不仅是从统计数字上看,在巴西考察期间,我也注意了随处可见的加油站(见图2),从照片可见,巴西加油站一升汽油价格为2.26雷亚尔,一升酒精价格为0.85雷亚尔,酒精燃料的价格大大低于汽油价格,经询问当地接待人员,得知酒精燃料的驱动能力与汽油相仿,只是在爬坡加动力时略逊,在城市里行驶没有什么差别,因此酒精燃料很受欢迎,很有竞争
23、力,被广泛应用。用甘蔗提提取酒精精是目前前巴西生生物质能能源的主主要构成成部分,约约占巴西西全部能能源的113.99%,巴西广广泛使用用酒精燃燃料,极极大的缓缓解了石石油能源源价格危危机,同同时酒精精是一种种清洁能能源,对对环境无无污染,实实现了环环境和生生态的可可持续。近近年来其其他生物物质能源源的应用用也日益益增加,特特别是生生物柴油油的研究究开发应应用,得得政府的的鼎力支支持,取取得许多多明显成成效,到到在这一一点上,巴巴西确实实是走在在世界的的前列。木炭在巴巴西倍受受青睐,1975年以前,所有的木炭均用天然林生产,对生态环境产生了有害的影响。此后,大量培植了以桉树为主的薪炭林,改进了炭
24、窑技术,提高了将木材转换成木炭的效率,大大增加了木炭的生产和利用,1990年共消费了3 600多万133 的木炭其中1 860多万m2用于炼铁。巴西在利用生物质生产酒精方面,成绩也很突出。大量种植了甘蔗来生产酒精,年产量达到120亿t,占该国总能耗的4 。酒精或同汽油混合(酒精占20%)用于未经改造的内燃机,或以掺水酒精的形式(舍4.5% 的水)用于专用的轿车或轻型运输车。1989年,有420万辆汽车完全用酒精行驶,约500万辆则用酒精汽油混合物行驶在替代进口石油、节省外汇支出方面取得了成功。19761987年,共节约用于进口石油的外汇达124.8亿美元,而实行这个计划的总投资额只有69.7亿
25、美元。二、巴西西生物质质能源的的发展过过程和政政策措施施70年代代之前,巴巴西基本本上是依依赖石油油进口的的国家,70 年代和80年代的两次石油危机,沉重打击了巴西经济,迫使巴西大力发展本国石油工业和研发使用替代能源。1975年巴西开始实施国家乙醇计划,20世纪80年代中期,乙醇燃料的利用达到了一个高峰。当时巴西每年生产的80万辆汽车中,四分之三以上是采用乙醇燃料发动机的。之后由于政府更迭、政策改变和国际市场上石油价格下跌等原因,导致巴西国内乙醇燃料供应量急剧萎缩,1990年,乙醇燃料汽车的销售量几乎降低到零。乙醇燃料无人问津。不过,一一些企业业和研究究人员从从来没有有停止过过对替代代能源的的
26、研发工工作,即即便是在在乙醇燃燃料无人人问津的的年代里里,一直直坚持乙乙醇燃料料技术的的研发工工作,包包括提高高乙醇生生产效率率、甘蔗蔗的基因因及萃取取技术等等。本世纪初初,国际际石油价价格开始始逐步上上升时,巴巴西乙醇醇的生产产效率已已经翻了了3番,生生产成本本也从每每升0.6美元元降至00.2美美元左右右,因此此乙醇燃燃料的再再度推广广在经济济上变得得可行。随随着各国国对乙醇醇燃料的的兴趣日日益高涨涨,巴西西政府又又制定了了更加雄雄心勃勃勃的生物物质能源源生产计计划和一一系列政政策措施施,确定定了技术术开发路路线、人人员和资资金投入入框架(见见图3)。巴巴西政府府计划在在未来77年内,甘甘
27、蔗产量量将从目目前的44.277亿吨增增加到66.277亿吨,新新建899家乙醇醇燃料生生产厂。到到20113年,乙乙醇燃料料的年产产量将扩扩大到3350亿亿升,其其中约1100亿亿升将用用于出口口。巴西西还研究究开发了了乙醇和和汽油混混用的汽汽车发动动机,目目前巴西西销售的的新车一一半以上上是这种种“灵活活燃料”汽汽车。车车主可以以自由选选择添加加的燃料料类型,可可以是石石油,可可以是乙乙醇,也也可以是是石油和和乙醇的的混合物物。在发发展酒精精燃料的的基础上上,巴西西近几年年加大了了研发生生物柴油油的计划划。巴西西政府于于20004年12月6日公布布了实施施生物柴柴油的临临时法令令,宣布布巴
28、西将将于20007年年开始必必须在矿矿物柴油油中掺加加2%的生生物柴油油,到220122年增加加到5%。作为为柴油机机车的动动力,也也可以作作为发电电动力。巴巴西生产产生物柴柴油的主主要原料料是蓖麻麻、棕榈榈油、大大豆、棉棉籽油、向向日葵和和玉米等等。根据据国家农农牧业研研究公司司(EMMBRAAPA,也也即巴西西农科院院)研究结结果,蓖蓖麻、向向日葵、大大豆、棕棕榈油、棉棉籽含油油量分别别为477%、42%、18%、20%、15%,根据据这些作作物的亩亩产量推推算,蓖蓖麻、向向日葵、大大豆、棕棕榈油、棉棉花的每每公顷产产油量分分别为7705公公斤、6630公公斤、5540公公斤、440000
29、公斤和和4500公斤。为为加快推推动生物物柴油计计划的实实施,由由巴西社社会发展展银行向向生产厂厂家提供供项目资资金900%的融融资计划划,还通通过加强强家庭农农业计划划对种植植生物柴柴油原料料的农户户提供融融资贷款款。目前前已在部部分地区区的加油油站供应应蓖麻、棕棕榈油等等炼制的的生物柴柴油。巴西把生生物能源源的研究究与发展展作为全全国的头头等大事事,访巴巴期间我我们有幸幸参观了了总统府府,在巴巴西总统统府大门门进去正正对的那那面墙壁壁上,就就是一幅幅巨大的的关于生生物能源源开发计计划的宣宣传画(见见图4),据据说巴西西总统卢卢拉逢人人必谈生生物能源源开发计计划,甚甚至一些些桑巴学学校提交交
30、20008年狂狂欢节表表演节目目的策划划方案时时也以乙乙醇燃料料作为主主题,圣圣保罗绿绿斑点”舞蹈学学校提交交的主题题是“乙乙醇,世世界需要要,巴西西拥有”。巴西乙醇燃料和生物质能源不断引起全球关注,吸引了大量的国外投资,成为巴西最值得骄傲的一个成就。三、巴西西开发生生物质能能源的启启示1、宏观观战略的的实现需需要在每每个环节节落实巴西政府府把生物物能源开开发确定定为国家家发展战战略后,采采取了切切实措施施,通过过多种金金融法律律经济科科技等多多种手段段的综合合运用,在在每个环环节上扎扎实推进进,形成成了国家家发展战战略科技研研发市场应应用的完完整链条条,实现现了预期期目标,占占领了新新能源技
31、技术领域域的国际际制高点点,形成成了能源源市场上上的国际际竞争力力。巴西西生物能能源开发发计划注注重目标标和效益益,以市市场应用用验证国国家战略略和科技技研发的的成功,对对我国实实施自主主创新,建建设创新新型国家家战略,对对我们一一些应用用技术开开发计划划的实施施,是一一个有益益的借鉴鉴和参考考。2、制定定科技研研发目标标须有长长远观点点巴西进行行生物能能源技术术的研发发源于石石油危机机所迫,但但是也经经历了石石油降价价后无人人问津的的低谷,一一波三折折的过程程中,他他们坚持持了科技技研发,才才能在近近期新的的能源紧紧张局面面中,提提出优异异的科研研成果和和产品,从从容应对对世界面面临的难难题
32、,这这种立足足长远确确定科研研目标的的战略思思维,应应是我们们借鉴的的榜样。3、科研研成果的的普及应应用必须须有经济济可行性性科研经济济建设服服务,研研发成果果的经济济可行性性是一个个重要因因素,巴巴西以往往在乙醇醇应用上上出现反反复的经经验教训训告诉我我们,在在确定科科技研发发目标和和推广应应用时,务务必把经经济效益益、经济济可行性性切实纳纳入考虑虑,切实实从理念念贯彻落落实到实实践,时时时刻刻刻用经济济指标衡衡量,实实实在在在算财务务帐,这这样的成成果才有有应用的的价值,才才能为市市场接受受,才能能形成竞竞争力。4、加强强与巴西西在生物物质能源源研究开开发方面面的合作作访巴期间间,我们们亲
33、眼看看到巴西西在生物物质能源源技术研研发应用用的领先先情况,目目前生物物质能源源的开发发应用也也是我国国的重要要新产业业,十一一五科技技支撑计计划中,把把“农林林生物质质综合开开发利用用”作为为重大项项目。巴巴西科研研人员已已在这个个方面做做了长期期大量的的研究,取取得了大大量成果果,我国国相关研研究机构构和企业业,应与与巴西积积极主动动开展在在生物质质能源研研究开发发方面的的合作,利利用好人人类共有有的无形形财富,使使我们的的研究开开发在高高位起步步,有更更高的效效率。生物质能能源是一一个新的的学科,新新的产业业,巴西西是从上上世纪770年代代起步,我我国则是是在十五五计划期期间开始始起步和
34、和试点,一一个新兴兴产业的的发展,必必然伴随随许多未未知问题题,会发发生许多多未料到到的情况况,例如如:各国国适生适适用的植植物品种种不同,怎怎样筛选选出能效效更高的的原料作作物和提提取工艺艺;按照照大规模模工业化化开发的的方式发发展生物物质能源源,各国国怎样因因地制宜宜的确定定种植的的模式和和布局;生物质质能源的的原料作作物怎样样避免“与与民争粮粮,与粮粮争地”;怎样避避免为扩扩大种植植面积而而破坏一一些生态态保护区区而导致致了环境境生态的的恶化(例例如现在在全世界界都在担担忧巴西西生物质质能源开开发会破破坏亚马马逊森林林湿地);此外,生生物质能能源所用用的农作作物需使使用化肥肥和杀虫虫剂,
35、农农场还需需使用汽汽油驱动动农业器器械运作作,都涉涉及使用用化石燃燃料,是是否会增增加有害害气体排排放;,生生物质能能源将挑挑战农作作物最基基本的功功能,如如何避免免造成新新的饥饿饿。这这些问题题是巴西西的问题题、是中中国的问问题,也也是全球球都在探探索的问问题,这这些问题题为我们们提出了了新的课课题,需需要国内内外科研研机构广广泛的合合作研究究,各国国企业界界联合探探索做好好产业规规划,集集成人类类共有的的智慧,让让这个有有光明前前景的新新兴产业业,为全全世界人人民带来来更美好好的生活活。美国生物物质能概概况 (1)生物物质能种种类 生物质质(Biiomaass)主主要指的的是自然然界中的的
36、各类植植物,它它们通过过光合作作用将太太阳能转转换成化化学能蕴蕴涵在有有机体内内。生物物质能(Biomass Energy或Bioenergy)指的是利用生物质为原料通过生物提炼技术(Biorefinery)得到的可供日常应用的能源形式,主要包括:乙醇、生物柴油、生物发电等。 据美国国能源信信息署(EIA)的统计数字,美国从2000年起,生物质能就超过或接近传统水力发电而成为与之并驾齐驱的另一大可再生能源,也是液体交通燃料的唯一可再生替代能源。2004年,生物质能产量占到了美国总能源产出的4,占所有可再生能源(含水电)的46.5。生物质的利用还可以促进农村经济的发展,降低对进口能源的依赖,避免
37、使用MTBE(甲基权丁基醚)及其他有毒的燃料添加剂,减少空气和水的污染及温室气体排放,意义十分重大。 (2)外外物质给给料的来来源 了解生生物质给给料的特特性对生生物质能能和生物物产品的的生产是是至关重重要的。目目前关注注的重点点主要是是富含纤纤维素的的生物质质,如:玉米秸秸秆、麦麦秆、稻稻草、木木材等,来来源主要要是农业业、林业业和木材材加工厂厂的剩余余物以及及城市木木质垃圾圾、能源源作物(大大豆)等等。工业业上的造造纸黑浆浆、牲畜畜厩肥也也是来源源之一。对对生物质质的评价价标准主主要是考考虑其性性能特点点,是否否易于收收集和清清除,便便于运输输及环境境污染等等。 美国生生物质来来源在不不同
38、发展展阶段其其重点是是不同的的。近期期,主要要是一些些容易加加工处理理的农作作物以及及低成本本或无成成本的工工业剩余余物,生生产技术术也较为为成熟;中期,农农业和林林业剩余余物将作作为主要要的生物物质给料料,其特特点是供供应量大大,可促促进生物物质能源源和产品品工业的的发展,但但利用此此类给料料生产生生物质能能的技术术尚不成成熟,还还处于研研发实验验阶段;长期来来看,一一旦生物物提炼工工业逐步步发展成成熟起来来,就需需要专门门对能源源作物进进行栽培培、种植植,目前前美国农农业部已已经开始始针对快快速生长长的树木木和草类类进行研研究。今今后,生生物提炼炼厂将要要采用的的先进技技术主要要有将生生物
39、质纤纤维水解解制成糖糖和木质质素、生生物质通通过热化化学转换换成合成成煤气并并通过发发酵和催催化制成成生物高高聚合板板及燃料料等。 2.美美国的生生物质计计划 20000年6月,美美国通过过生物质质研发法法,据此此设立了了生物质质计划和和生物质质研发技技术顾问问委员会会,这是是一个多多部门协协作的计计划,负负责联邦邦生物质质研究项项目的协协调和促促进。 20001年12月,生生物质研研发技术术顾问委委员会向向能源部部长和农农业部长长提交了了生物质质研发建建议及220022年的工工作计划划。20002年年10月,技技术顾问问委员会会又按照照两部部部长的要要求,提提交了美美国生物物质能和和生物产产
40、品远景景规划,提提出了一一直到220200年的研研发路线线和远景景目标,争争取到那那时有110的的交通燃燃料,55的工工业和各各类设施施所需的的热电、18的化学品和材料来自于国产生物质。 20003年1月,又又出台了了生物质质技术路路线图。这这是生物物质计划划的具体体实施方方案。它它不仅给给出了的的研发计计划,还还给出了了促进生生物质利利用的政政策措施施。可以以说,该该报告才才真正标标志着生生物质计计划的正正式实施施。显示示出了比比较清晰晰的立法法规划划技术术路线具体体实施的的美国计计划进展展模式。 20000年,为为了配合合生物质质计划的的开展,能能源部还还专门成成立了国国家生物物质能中中心
41、,对对能源部部所属实实验室的的生物质质研发项项目进行行统筹,协协调研发发资源、提提供技术术支持。国国家生物物质研究究中心设设在国家家可再生生能源实实验室(NREL),其他几个大的实验室如橡树岭国家实验室(ORNL)、阿尔贡国家实验室(ANL)和爱达荷国家工程与环境实验室(INEEL)、西北太平洋国家实验室(PNNL)等都参与该中心的研究。 3.美美国生物物质能研研究重点点领域 美国生生物质能能的重点点研发领领域主要要为五大大块。 (1)生物物质结料料研发 (2)糖转转化平台台核心技技术研发发 (3)热化化学转化化平台技技术研发发 (4)生物物质产品品研发 (5)集成成化的生生物质提提炼厂 4.
42、20005年年美国生生物质能能研发项项目 20000年的的“生物质质能研发发法”和20002年的的“农场法法”还鼓励励在生物物质能研研究方面面进行跨跨部门合合作和对对项目的的联合申申请,项项目的评评审和资资助由美美国农业业部下属属的自然然资源保保护局和和能源部部的能效效和可再再生能源源办公室室联合负负责。 20005年10月6日,美美国农业业部和能能源部联联合宣布布11个生生物质能能研发、示示范项目目获得政政府生物物质能研研发计划划12660万美美元的资资助,加加上来自自私营伙伙伴的投投入,总总经费为为19000万美美元。这这11个项项目是从从6700多个申申请项目目中优选选出来的的,集中中体
43、现了了美国生生物质能能研究的的重点领领域。 项目1:加强强用于生生物燃料料和生物物制品的的秸秆纤纤维素的的开发利利用 项项目2:开发发低木质质素柳枝枝稷,增加加乙醇产产量 项项目3:佛罗罗里达乙乙酸生产产用生物物质结料料商业化化试验工工厂设施施建设 项目4:生物物电力示示范及教教育推广广 项目目5:生物物柴油提提取的甘甘油转化化为环氧氧甘油、碳碳酸甘油油和氧化化3碳的接接触和非非接触反反应路径径 项目目6:利用用玉米茎茎叶改善善环境 项目7:由生生物质木木质素提提取碳纤纤维 项项目8:集成成高附加加值处理理系统的的环境和和经济效效能 项项目9:生物物质气化化:一个个社区规规模的生生物质能能综合
44、示示范系统统 项目目10:生生物质能能:美国国南部非非工业化化私有森森林的最最佳激励励和可持续性性措施 项目111:生物物质商业业化的激激励措施施:利用用可再生生能源证证书、减减少排放放优惠以以及对减减少氨、PM10和PM25排放项目的激励来开发生物质市场美国生物物质能政政策及发发展现状状一、美国国生物质质能产业业发展现现状和展展望 总体体而言,美美国在开开发利用用生物质质能方面面处于世世界领先先地位。 1.生物质质发电方方面 美国从从19779年就就开始采采用生物物质燃料料直接燃燃烧发电电,生物物质能发发电总装装机容量量超过1100000MWW,单机机容量达达10MMW225MWW。据报报道
45、,目目前美国国有3550多座座生物质质发电站站,主要要分布在在纸浆、纸纸产品加加工厂和和其它林林产品加加工厂,这这些工厂厂大都位位于郊区区,提供供了大约约6.66万个个工作岗岗位。美美国能源源部又提提出了逐逐步提高高绿色电电力的发发展计划划,预计计到20010年年,美国国将新增增约11100万千瓦瓦的生物物质发电电装机。 2.燃料乙乙醇方面面 目目前,美美国是仅仅次于巴巴西的燃燃料乙醇醇大国,美美国的乙乙醇产量量自20001年年以来已已翻了一一番。220066年,乙乙醇约占占美国汽汽油消费费总量的的5,乙乙醇掺烧烧比例通通常为110,添添加乙醇醇的混合合汽油占占全国汽汽油供应应总量的的46。2
46、0007年年乙醇的的产量是是64亿亿加仑,比比20000年增增加了44倍。根根据美国国可再生生燃料协协会统计计,截至至20006年底底,美国国共有1111个个乙醇生生产厂,生生产能力力为16600万万吨。另另有766个厂和和3000个厂分分别处在在建设之之中和筹筹划之中中。到220099年,乙乙醇生产产能力将将达34490万万吨。如如果在建建和筹划划中的厂厂家全部部投入生生产,乙乙醇生产产能力将将达98800万万吨。根根据美国国农业部部统计,美美国用于于乙醇生生产的玉玉米20006年年为211.5亿亿蒲式耳耳(占玉玉米总产产量的220),220099年预计计将达440亿蒲蒲式耳。220077年
47、美国国玉米种种植面积积预计为为90550万英英亩,比比上年778300万英亩亩增长115,为为19444年以以来的最最高水平平。 33.生生物柴油油方面 美国国于200世纪990年代代初开始始商业性性生产生生物柴油油。20006年年,生物物柴油生生产能力力为2660万吨吨,实际际产量为为1255万吨,截截止到220077年底,美美国现有有生物柴柴油生产产企业1171家家,生物物柴油产产量4.5亿加加仑,比比20006年提提高800。如如果在建建和计划划之中的的厂家投投入生产产,生物物柴油生生产能力力预计将将达8990万吨吨。根据据美国国国家生物物柴油委委员会的的计划,到到20115年,生生物柴油油产量将将占全国国运输柴柴油消费费总量的的5,达达到6110万吨吨。 二二、促进进生物质质能产业业发展的的政策法法规 美国生生物质能能产业的的快速发发展离不不开近年年来,特特别是221世纪纪以来相相继出台台的一系系列促进进生物质质能产业业发展的的相关政政策法规规。 1.20000年美美国通过过了生生物质研研究法,据据此设立立了生物物质研究究开发计计划和生生物质研研究开发发部和生生物质研研究开发发技术顾顾问委员员会。 2.20002年年布什签签署了美美国农业业法令(220022FaarmBilll),鼓鼓励联邦邦政府通通过采购购、直接接
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