生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用由來(lái)已久,巴西早在1931年就規(guī)定其國(guó)內(nèi)銷售的汽油必須添加2%-5%的無(wú)水乙醇。近幾年,高能源價(jià)格刺激和出于能源安全的考慮才使得生物質(zhì)能真正為各國(guó)政府重視。生物質(zhì)資源的利用形式主要是發(fā)電、制取可燃?xì)怏w及液體燃料等。各國(guó)對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源的主要考慮有不同的側(cè)重點(diǎn),但有兩個(gè)主要原因是相同的,即能源替代和環(huán)境保護(hù)。
曾經(jīng)有一段時(shí)間,許多人認(rèn)為生物質(zhì)能源可以替代化石能源,使人類擺脫對(duì)傳統(tǒng)石化能源的依賴,減少溫室氣體排放。并且許多人認(rèn)為,由于國(guó)際石油價(jià)格上漲和環(huán)境成本加大,生物質(zhì)能源在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)可行。但事實(shí)上,生物質(zhì)能源發(fā)展確實(shí)不盡如人意。生物質(zhì)能源發(fā)展涉及許多重要方面,比如說(shuō),許多國(guó)家生物質(zhì)能源主要以玉米等農(nóng)作物為主要原料,當(dāng)玉米通過(guò)加工可以轉(zhuǎn)化成乙醇汽油時(shí),玉米已經(jīng)具有能源屬性,不再是簡(jiǎn)單的糧食,而是能源供應(yīng)體系中的一部分,這樣玉米價(jià)格隨著能源價(jià)格波動(dòng),使能源安全與糧食安全相聯(lián)系。
生物質(zhì)能是可再生能源的一個(gè)重要組成部分,一般是指以生物質(zhì)為載體儲(chǔ)存的化學(xué)能。生物質(zhì)能原料來(lái)源廣泛,主要包括各種農(nóng)林廢棄物、生活垃圾、禽畜糞便以及廢水廢渣等。生物質(zhì)能的利用方式多種多樣,既可以用來(lái)發(fā)電,也可以加工成固體成型燃料,還可以轉(zhuǎn)化為多種氣體或者液體燃料,儲(chǔ)存和運(yùn)輸都比較方便。因此,生物質(zhì)能可以滿足各種形式的能源需求,這也是生物質(zhì)能的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)生物質(zhì)能總量比較豐富,目前主要以農(nóng)林廢棄物為主,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年,農(nóng)業(yè)廢棄物主要是農(nóng)作物秸稈可利用總量折合約4.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,林業(yè)廢棄物約2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,禽畜糞便0.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,生活垃圾0.12噸標(biāo)準(zhǔn)煤,廢水廢渣0.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
發(fā)展進(jìn)程相對(duì)滯后
隨著2006年中國(guó)《可再生能源法》實(shí)施,可再生能源產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展。中國(guó)目前生物質(zhì)能的主要利用方式有生物質(zhì)發(fā)電,加工轉(zhuǎn)化為固體、氣體、液體燃料等。2014年生物質(zhì)發(fā)電累積核準(zhǔn)裝機(jī)容量為1423萬(wàn)千瓦,并網(wǎng)約為950萬(wàn)千瓦。生物質(zhì)發(fā)電主要有農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電和城市生活垃圾發(fā)電。其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電占比為59%,并網(wǎng)容量約為500萬(wàn)千瓦,原料是各種農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物,主要集中在華中和華東等原料比較豐富的地區(qū)。垃圾發(fā)電并網(wǎng)約為423萬(wàn)千瓦,原料以城市生活垃圾為主,主要分布在大中城市周邊地區(qū)。生物質(zhì)固體成型燃料主要用于各種鍋爐,原料以農(nóng)作物秸稈和木屑為主,近幾年發(fā)展速度較快,2014年產(chǎn)量已達(dá)700萬(wàn)噸。沼氣是我國(guó)農(nóng)村利用生物質(zhì)能的主要方式。沼氣利用在中國(guó)發(fā)展起步較早,近幾年也得到較快的發(fā)展。2000年,農(nóng)村沼氣用戶約有848萬(wàn)戶,到2013年中國(guó)農(nóng)村沼氣用戶達(dá)4122萬(wàn)戶,沼氣利用量每年約137億立方米。沼氣利用方式比較靈活,可以根據(jù)具體需要設(shè)計(jì)不同的規(guī)模。一般來(lái)說(shuō),農(nóng)村戶用沼氣的規(guī)模相對(duì)較小,在一些農(nóng)村地區(qū)也建立一些中型的沼氣設(shè)備集中使用。除一般家用沼氣之外,一些規(guī)模相對(duì)較大的沼氣工程也得到了一定程度的發(fā)展。
但是相對(duì)于中國(guó)能源消費(fèi)總量的規(guī)模,生物質(zhì)能發(fā)展仍然相對(duì)緩慢。從規(guī)模和發(fā)展速度來(lái)看,生物質(zhì)能與其他可再生能源形成鮮明對(duì)比。2014年我國(guó)水電利用量241百萬(wàn)噸油當(dāng)量,位居世界第一,占全球水電總量的27.4%。非水可再生能源利用總量53百萬(wàn)噸油當(dāng)量,僅次于美國(guó)的65百萬(wàn)噸油當(dāng)量,其中風(fēng)電發(fā)電量占全球總量的22.4%,光伏發(fā)電占15.7%,都位居世界第二。從增速上看,2014年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量2319萬(wàn)千瓦,占全球新增裝機(jī)容量的44.9%,遠(yuǎn)超其他國(guó)家。2014年中國(guó)光伏新增裝機(jī)1056萬(wàn)千瓦,也位居世界首位。風(fēng)電裝機(jī)容量已從2005年的106萬(wàn)千瓦增加到2014年的9637萬(wàn)千瓦,太陽(yáng)能并網(wǎng)容量也從7萬(wàn)千瓦增加到2805萬(wàn)千瓦。而2014年中國(guó)生物質(zhì)發(fā)電累積并網(wǎng)裝機(jī)容量為950萬(wàn)千瓦,美國(guó)最多,為1610萬(wàn)千瓦,德國(guó)為880萬(wàn)千瓦。中國(guó)現(xiàn)階段生物質(zhì)液體燃料主要有燃料乙醇和生物柴油兩種,發(fā)展速度也相對(duì)緩慢,2014年產(chǎn)量分別為28億升和11億升。在總量上,中國(guó)雖然位于全球第四位,但是與美國(guó)和巴西的差距非常大,美國(guó)的燃料乙醇和生物柴油產(chǎn)量分別為543億升和47億升,遠(yuǎn)高于中國(guó)。從增長(zhǎng)速度來(lái)看,即使在低油價(jià)的背景下,前兩位的美國(guó)和巴西2014年的增長(zhǎng)速度為3.9%和1.6%,中國(guó)僅增長(zhǎng)0.3%。
由此可見(jiàn),中國(guó)生物質(zhì)能源的幾種主要利用方式發(fā)展都相對(duì)緩慢。然而,與其他可再生能源不同,生物質(zhì)能源現(xiàn)階段的主要原料是農(nóng)林廢棄物以及生物垃圾等,如果不能得到合理利用,不僅是一種資源浪費(fèi),更會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,發(fā)展生物質(zhì)能源具有環(huán)境保護(hù)與發(fā)展新能源的雙重意義。即使發(fā)展困難重重,也不應(yīng)該被忽視。
生物質(zhì)能源發(fā)展緩慢的原因是多方面的。其中主要一個(gè)原因就是原料的供應(yīng)問(wèn)題,這是由生物質(zhì)能源自身特點(diǎn)決定的。中國(guó)耕地有限(相對(duì)于人口),農(nóng)產(chǎn)品很難實(shí)現(xiàn)大幅增產(chǎn)(相對(duì)于目前生產(chǎn)水平),生物質(zhì)資源不足,這是規(guī)模發(fā)展生物質(zhì)能源的首要障礙。此外,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電所需的農(nóng)作物秸稈搜集比較困難,成本比較高。垃圾發(fā)電也存在類似的問(wèn)題,由于中國(guó)沒(méi)有實(shí)行垃圾分類,垃圾熱值不高,焚燒過(guò)程中可能產(chǎn)生有毒物質(zhì),對(duì)周邊環(huán)境造成危害,因此常常遭到周邊百姓的抵制。以食用糧為原料的生物質(zhì)液體燃料可能會(huì)威脅到糧食安全,并且現(xiàn)階段以微藻等轉(zhuǎn)化燃料的技術(shù)還不夠成熟。
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