關(guān)鍵詞:農(nóng)村生物質(zhì)能;沼氣;秸稈
面對(duì)能源和環(huán)境問(wèn)題的雙重挑戰(zhàn),可再生能源的開發(fā)利用越來(lái)越受到人們的重視。生物質(zhì)能源作為一種可再生能源,是通過(guò)綠色植物的光合作用,將太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式貯存在生物體中的能量形式,可通過(guò)轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)多種高效、清潔、低污染的能源。生物質(zhì)能源種類較多,從原料來(lái)源的角度看,生物質(zhì)能源可分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物和加工剩余物、薪柴和林業(yè)加工剩余物、人畜糞便和能源植物等幾類。可制成沼氣、生物質(zhì)燃?xì)狻⑸锇l(fā)酵制取的氫氣等氣體燃料,生物柴油、燃料乙醇、生物質(zhì)裂解液化等液體燃料以及炭棒、顆粒燃料(顆粒機(jī)加工生產(chǎn)而成)等固體燃料。與其他可再生能源相比,生物質(zhì)能源具有地區(qū)性限制小、可控性強(qiáng)、轉(zhuǎn)化形式多樣等優(yōu)勢(shì),且生產(chǎn)成本相對(duì)較低,在一定程度上減少對(duì)礦物燃料的依賴,保障國(guó)家的能源安全、減輕環(huán)境污染,是解決未來(lái)能源危機(jī)的最具潛力的途徑之一。 我國(guó)是世界第二大能源生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó),國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全面建設(shè)小康社會(huì)步伐的加快對(duì)能源生產(chǎn)和消費(fèi)提出了更高的要求。《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確提出要將可再生能源作為國(guó)家能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略組成部分,推動(dòng)其“全方位、多元化、規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”,以保障我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)此,國(guó)家能源局印發(fā)《生物質(zhì)能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,指出開發(fā)利用生物質(zhì)能對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展和農(nóng)民增收、培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有重要意義,并提出到2015年,生物質(zhì)能在農(nóng)村生活用能等領(lǐng)域的利用初步達(dá)到商業(yè)化和規(guī)模化水平。
1、我國(guó)生物質(zhì)能源研究綜述
當(dāng)前對(duì)生物質(zhì)能源的研究普遍認(rèn)為我國(guó)生物質(zhì)能資源豐富,發(fā)展?jié)摿Υ螅瑒偟葘?duì)我國(guó)生物質(zhì)能源的數(shù)量和地理分布進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)我國(guó)生物質(zhì)能源雖總量豐富,但省際分布不均,差異明顯。呂文等對(duì)我國(guó)部分地區(qū)林木生物質(zhì)能源進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,研究其增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)、分布以及需求等,預(yù)測(cè)到2020年,全國(guó)可利用林木生物質(zhì)能源將突破10億t。王濤對(duì)我國(guó)生物質(zhì)燃料油原料的主要木本植物資源進(jìn)行全面普查分析,認(rèn)為燃料油原料資源如黃連木等資源量豐富、分布廣泛,發(fā)展?jié)摿Υ蟆6∥谋蟮韧ㄟ^(guò)計(jì)量分析和灰色關(guān)聯(lián)分析,指出農(nóng)作物秸稈作為生物質(zhì)能源的一個(gè)重要來(lái)源,蘊(yùn)含量大,資源豐富且能持續(xù)供給.
生物質(zhì)能源的利用主要有氣化、液化、固化、熱解和直接燃燒等方式,目前我國(guó)已具備發(fā)展生物質(zhì)能源的技術(shù)條件,生物質(zhì)柴油轉(zhuǎn)化技術(shù)、農(nóng)村用沼氣技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平,直接燃燒發(fā)電技術(shù)、纖維乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)、生物質(zhì)固化成型技術(shù)等也相對(duì)成熟。
發(fā)展生物質(zhì)能源的效益研究主要集中在環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益兩方面。閻竣等以四川、陜西和內(nèi)蒙古為例,對(duì)農(nóng)村戶用沼氣系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià),指出使用沼氣可以節(jié)省時(shí)間、減少化肥和農(nóng)藥投入,同時(shí)可為農(nóng)戶的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)創(chuàng)造良好條件和就業(yè)機(jī)會(huì)等,增加農(nóng)民收入。李鐵松根據(jù)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù),對(duì)南充沼氣能源建設(shè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益分析,指出沼氣的使用在減少農(nóng)戶化肥、燃料花費(fèi)的同時(shí),改善了農(nóng)戶的生活衛(wèi)生條件,提高了生態(tài)環(huán)境效益。
雖然目前我國(guó)生物質(zhì)能源消耗較大,約15%,但主要集中在農(nóng)村,以直接燃燒為主,利用水平低,在商業(yè)用能中所占比例極小。為我國(guó)更好地發(fā)展生物質(zhì)能源,需要進(jìn)一步完善技術(shù)、健全法律法規(guī)、進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),走非糧、非耕地的生物質(zhì)能源發(fā)展道路。
2、我國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),生物質(zhì)能源種類豐富、分布廣泛,據(jù)估計(jì),當(dāng)前我國(guó)生物質(zhì)能源總量約為7億t標(biāo)準(zhǔn)煤,預(yù)計(jì)2020年將達(dá)9億~10億t標(biāo)準(zhǔn)煤。近年來(lái),我國(guó)加大農(nóng)村生物質(zhì)能源的發(fā)展力度,生物質(zhì)能源的開發(fā)利用取得了一定的進(jìn)展。
2.1沼氣利用規(guī)模不斷擴(kuò)大
2003年農(nóng)業(yè)部《農(nóng)村沼氣建設(shè)國(guó)債項(xiàng)目管理辦法》確定了對(duì)農(nóng)村沼氣項(xiàng)目建設(shè)每年10億元國(guó)債的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn),大力推動(dòng)農(nóng)村沼氣的發(fā)展利用。在農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)方面,我國(guó)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,南方“豬沼果”、北方“四位一體”以及西北的“五配套”等多種利用模式,有效推動(dòng)了戶用沼氣的發(fā)展。2003年至2012年,農(nóng)村戶用沼氣池規(guī)模不斷擴(kuò)大,年均利用率基本達(dá)到90%,2012年中央安排沼氣建設(shè)投資30億元,年末累計(jì)農(nóng)村戶用沼氣池3 652.3萬(wàn)戶,年總產(chǎn)氣量約138億m 3,為近3 600萬(wàn)農(nóng)戶提供了生活燃料。
生活污水凈化沼氣池逐年增加,2012年已建成208 551處,總池容達(dá)到970萬(wàn)m3。沼氣工程建設(shè)以農(nóng)業(yè)廢棄物處理T程為主,2012年沼氣工程91952處,其中大型沼氣T程5 246處,中型沼氣工程9767處,各類沼氣工程年總產(chǎn)氣量約達(dá)20億m3,農(nóng)村沼氣受益人口達(dá)1.5億多人。沼氣工程已實(shí)現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),建立起較為完善的技術(shù)服務(wù)體系。
2.2秸稈能源化利用起步并快速發(fā)展
我國(guó)秸稈資源量豐富。據(jù)農(nóng)業(yè)部《全國(guó)農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評(píng)價(jià)報(bào)告》測(cè)算,2009年我國(guó)農(nóng)作物秸稈理論資源量為8.2億t,以稻草、麥秸和玉米秸為主,也包括棉稈、油料作物秸稈、豆類秸稈和薯類秸稈,主要分布在華北和長(zhǎng)江中下游地區(qū)。2009年可收集農(nóng)作物秸稈資源量6.87億t,約占理論資源量的83.8%,除去作為造紙?jiān)虾托竽溜暳侠玫牟糠郑s3億t可作為燃料使用,折合標(biāo)準(zhǔn)煤約1.5億t。2006年“十一五”規(guī)劃提出支持發(fā)展生物質(zhì)能,積極發(fā)展農(nóng)村沼氣、秸稈發(fā)電等。2007年《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出要在糧食主產(chǎn)區(qū)建設(shè)以秸稈為燃料的生物質(zhì)發(fā)電廠,加快生物質(zhì)固體成型顆粒燃料示范建設(shè),到2020年,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)固體成型優(yōu)質(zhì)燃料的普遍使用。當(dāng)前我國(guó)秸稈能源化利用方式主要有秸稈沼氣、熱解氣化、秸稈炭化和固化成型。到2012年,我國(guó)農(nóng)村地區(qū)已累計(jì)建成秸稈沼氣集中供氣T程409處,供氣7.15萬(wàn)戶;秸稈熱解氣化集中供氣站961處,供氣21.93萬(wàn)戶;秸稈炭化加工點(diǎn)102處,年產(chǎn)量約25萬(wàn)t;秸稈固化成型加工點(diǎn)895處,年產(chǎn)量約382萬(wàn)t。
2.3農(nóng)村生物質(zhì)能消費(fèi)情況
我國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)能源消費(fèi)主要有沼氣、秸稈和薪柴。2007年生物質(zhì)能源總消費(fèi)量(折合標(biāo)準(zhǔn)煤)較2000年增長(zhǎng)26.37。其中,秸稈和薪柴的消費(fèi)比例較高,2007年二者的消費(fèi)量分別占生物質(zhì)能源消耗總量的61.46%和35.73%,2004年以來(lái),薪柴的消費(fèi)量呈現(xiàn)略微下降的趨勢(shì)。沼氣的消費(fèi)量占生物質(zhì)能源消費(fèi)總量的比重較低,但增長(zhǎng)較快,2007年我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的沼氣消費(fèi)量102 .396 26億t,折合標(biāo)準(zhǔn)煤731.11萬(wàn)t,占生物質(zhì)能源消費(fèi)總量的2.81%,較2000年增長(zhǎng)了2.02%。
3、我國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展展望
總體看來(lái),我國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)能利用已走向成熟階段25,但仍存在生物質(zhì)資源量及分布情況調(diào)查不清、利用率不高、能源化利用技術(shù)水平有待提高、產(chǎn)業(yè)化程度低等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)《生物質(zhì)能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》2015年生物質(zhì)能年利用超過(guò)5 000萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo),完成年生物質(zhì)燃?xì)饧泄?0億m 3,農(nóng)村沼氣用戶5000萬(wàn)戶,沼氣年產(chǎn)190億m3,生物質(zhì)成型顆粒燃料年利用量1000萬(wàn)t的發(fā)展規(guī)劃,需要在做好農(nóng)村生物質(zhì)資源的調(diào)查評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)上,提高生物質(zhì)能利用轉(zhuǎn)化技術(shù)水平,加大生物質(zhì)能開發(fā)利用的政策、資金支持力度,建立完善生物質(zhì)能源市場(chǎng),加快生物質(zhì)能源的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的進(jìn)程。
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