國內(nèi)外生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)

董玉平，王理鵬，鄧波，陸萍，申樹云(山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山東濟(jì)南250061) 　　摘要：生物質(zhì)能是一種重要的可再生能源，利用現(xiàn)代生物質(zhì)能技術(shù)，轉(zhuǎn)化為清潔、廉價(jià)、高品味的能源，對于緩解能源緊張和環(huán)境保護(hù)，具有重要的意義。介紹了國內(nèi)外生物質(zhì)能利用技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了目前該領(lǐng)域的主要研究方向及其存在的問題，分析了我國生物質(zhì)能的研究和開發(fā)中存在的障礙，并提出了相應(yīng)的對策。 　　0引言 　　能源危機(jī)已成為世界性的問題，是制約當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，而且化石能源的使用也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。生物質(zhì)作為世界上的第四大能源，具有可再生性、資源豐富、環(huán)境友好等特點(diǎn)，可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑之一。因此，開發(fā)生物質(zhì)能利用技術(shù)已成為各國競相投入研發(fā)的熱點(diǎn)。 　　1國內(nèi)外生物質(zhì)研究和利用現(xiàn)狀 　　生物質(zhì)是人類利用最早的能源，包括所有動(dòng)植物和微生物以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物質(zhì)。由于生物質(zhì)的可持續(xù)利用，不會(huì)增加二氧化碳的凈排放，因此全球氣候?qū)⑹芤嬗谏镔|(zhì)的廣泛應(yīng)用，符合能源需求和環(huán)境保護(hù)的要求。生物質(zhì)能源的開發(fā)利用早已引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注，許多國家都制定和實(shí)施了相應(yīng)的開發(fā)研究計(jì)劃，如美國的能源農(nóng)場、巴西的酒精能源、日本的陽光計(jì)劃等等。我國政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源利用也極為重視，開展了如薪炭林、沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等各類生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā)，為生物質(zhì)能發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 　　1．1國外發(fā)展現(xiàn)狀 　　生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以分為物理方法，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方法，生物轉(zhuǎn)化方法。物理方法只是改變生物質(zhì)的形狀、致密度，以便于應(yīng)用和儲(chǔ)藏；熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法是通過熱化學(xué)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備得到一氧化碳、氫氣、小分子烴或生物質(zhì)油等物質(zhì)；而生物轉(zhuǎn)化是通過微生物或酶把生物質(zhì)進(jìn)行生化反應(yīng)的過程。 　　美國目前生物質(zhì)發(fā)電的總裝機(jī)容量達(dá)到104MW，單機(jī)容量達(dá)10～25MW，生物質(zhì)能利用占一次能源消耗總量的4%左右。其在沼氣發(fā)電領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平，總?cè)萘恳堰_(dá)340MW。紐約的斯塔藤垃圾處理站投資2×108美元，采用濕法處理垃圾，回收沼氣，用于發(fā)電，同時(shí)生產(chǎn)肥料。美國西肯塔基大學(xué)開發(fā)了一種新型的生物質(zhì)空氣氣化生產(chǎn)高熱值低焦油燃?xì)饧夹g(shù)，焦油含量很低，碳轉(zhuǎn)化率和氣化效率較高。美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了煤生物質(zhì)流化床高壓聯(lián)合氣化的研究，獲得了滿意的結(jié)果；并對各種生物質(zhì)能利用技術(shù)進(jìn)行了一系列的分析和評價(jià)。加拿大西安大略大學(xué)開發(fā)的生物質(zhì)直接超短接觸液化技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成本僅為50加元/t，是生物質(zhì)液化技術(shù)的重大突破。 　　歐洲是生物質(zhì)能開發(fā)利用非?；钴S的地區(qū)。目前德國政府對沼氣發(fā)電入網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)貼，以此來鼓勵(lì)農(nóng)戶使用沼氣技術(shù)，并撥專款對沼氣技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究。根據(jù)德國沼氣協(xié)會(huì)的計(jì)算，以德國目前的技術(shù)水準(zhǔn)，每年可使用沼氣發(fā)電6×1010kW，占全部用電量的11%。德國大學(xué)TUBINGEN開發(fā)了低溫裂解裝置處理城市垃圾，加料流量達(dá)2t/h。荷蘭Twente大學(xué)開發(fā)了旋轉(zhuǎn)錐式反應(yīng)工藝。奧地利成功地推行建立燃燒木質(zhì)能源的區(qū)域供電計(jì)劃，目前已有九十多個(gè)容量為1000～2000kW的區(qū)域供熱站，年供熱1000MJ。瑞典和丹麥正在實(shí)行利用生物質(zhì)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)的計(jì)劃，使生物質(zhì)能在提供高品位電能的同時(shí)，滿足供熱的要求。 　　巴西是世界上最大的由甘蔗桿制乙醇的生產(chǎn)國和消費(fèi)國。生物質(zhì)特別是甘蔗廢棄物或甘蔗渣，在巴西能源中占有舉足輕重的作用。2006年，巴西的乙醇總產(chǎn)量達(dá)到1。75×1010L，占全球總產(chǎn)量的38%，其44%的交通燃料為乙醇。目前看來，物理化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物技術(shù)的交叉，融合將是生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢。 　　1．2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 　　我國對生物質(zhì)能源利用極為重視，已連續(xù)在四個(gè)五年計(jì)劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了生物質(zhì)能利用新技術(shù)的研究與開發(fā)，取得了較大的進(jìn)展。 　　生物質(zhì)氣化方面，近年來國內(nèi)科研單位取得了明顯進(jìn)展。中國科學(xué)院廣州能源研究所在循環(huán)流化床氣化發(fā)電方面取得了一系列進(jìn)展，已經(jīng)建設(shè)并運(yùn)行了多套氣化發(fā)電系統(tǒng)；中國林業(yè)科學(xué)院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所在生物質(zhì)流態(tài)化氣化技術(shù)、內(nèi)循環(huán)錐形流化床富氧氣化技術(shù)方面取得了成果；西安交通大學(xué)近年來一直致力于生物質(zhì)超臨界催化氣化制氫方面的基礎(chǔ)研究；中國科技大學(xué)進(jìn)行了生物質(zhì)等離子體氣化、生物質(zhì)氣化合成等技術(shù)的研究；山東大學(xué)研究了固定床氣化技術(shù)。目前氣化技術(shù)已進(jìn)入應(yīng)用階段，特別是生物質(zhì)氣化集中供氣技術(shù)和中小型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)，由于投資較少，比較適合農(nóng)村地區(qū)分散利用，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益。 　　生物質(zhì)固化成型方面，從20世紀(jì)80年代中期起我國開始了成型燃料的開發(fā)研究，通過引進(jìn)、消化國外先進(jìn)機(jī)型，研制出各種類型的適合我國國情的生物質(zhì)成型機(jī)，用以生產(chǎn)棒狀、塊狀或顆粒生物質(zhì)成型燃料。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)了HPB2Ⅲ型液壓驅(qū)動(dòng)式雙向擠壓秸稈成型機(jī)，并進(jìn)行了市場化的積極探索。總體來看，目前我國的生物質(zhì)固化成型裝備距國際先進(jìn)水平還有不小的差距。我國生物質(zhì)熱解液化技術(shù)的研究尚處于起步階段。1997年，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)的董良杰，采用Kissinger法和Dzawai法對動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，開展了木屑及其組分熱裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究。中國科技大學(xué)研制了一種電熱式快速流化床生物質(zhì)熱解液化設(shè)備，可以用于各種固體生物質(zhì)的液化。 　　我國是世界上沼氣利用開展的較好的國家，生物質(zhì)沼氣技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，污水處理的大型沼氣工程技術(shù)也進(jìn)入了商業(yè)示范和初步推廣階段。目前已建成農(nóng)村戶用沼氣池近1．7×107個(gè)，建成大中型沼氣工程2400多處，形成了年產(chǎn)超過8×109m3沼氣的生產(chǎn)能力。 　　2生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)概述 　　生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)主要包括生物質(zhì)氣化技術(shù)，生物質(zhì)固化成型技術(shù)、生物質(zhì)熱解液化技術(shù)和沼氣技術(shù)。其主要涉及到物理、化學(xué)、生物等多學(xué)科領(lǐng)域的交叉、滲透。 　　2．1生物質(zhì)氣化技術(shù) 　　生物質(zhì)氣化是在不完全燃燒條件下，利用空氣中的氧氣或含氧物質(zhì)作氣化劑，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為含CO，H2，CH4等可燃?xì)怏w的過程。目前氣化技術(shù)是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)中最具實(shí)用性的一種。氣化反應(yīng)過程同時(shí)包括固體燃料的干燥、熱分解反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)。 　　目前氣化技術(shù)主要的研究方向如下： 　　(1)新的氣化方法和氣化工藝的研究。郭建維利用廢棄的白木屑在流化床生物質(zhì)氣化系統(tǒng)上進(jìn)行了催化裂解氣化實(shí)驗(yàn)研究，在制備了多種鎳基催化劑的條件下，對不同催化劑的裂解氣化性能進(jìn)行了評價(jià)。日本東京工業(yè)大學(xué)建立了高溫空氣氣化的實(shí)驗(yàn)裝置，對煤和廢棄物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并于1999年由吉川邦夫提出了高溫空氣氣化的初期理論框架?？柹?。P將高溫空氣氣化技術(shù)與IGCC相結(jié)合形成MEET2IGCC系統(tǒng)，空氣過剩系數(shù)可以大大減少、合成煤氣熱值得到較大提高、系統(tǒng)熱效率可達(dá)40%以上等優(yōu)點(diǎn)。 　　(2)生物質(zhì)氣凈化技術(shù)和洗焦廢水的處理。目前生物質(zhì)氣化去除焦油的方法主要包括普通方法和催化裂解法。普通方法去焦油產(chǎn)生的洗焦廢水容易造成二次污染。張文華采用好氧生物處理技術(shù)來處理洗焦廢水，用首都師范大學(xué)生物系保存的兩株假單胞菌混合后對氣化洗焦廢水進(jìn)行生物降解，當(dāng)洗焦廢水濃度為100ml/L時(shí)，COD去除率可達(dá)到81．4%。催化裂解法是在一定溫度下，使用催化劑把焦油分解成永久性小分子氣體，裂解后的產(chǎn)物與燃?xì)獬煞窒嗨?，避免了洗焦廢水的污染問題。常見的催化劑有鎳基、木炭和白云石催化劑。鎳基催化劑活性高，但易被氣化過程中所生成焦炭覆蓋其活性表面使活性下降，而且目前使用鎳基催化劑成本比較高。吳正舜采用高溫以及木炭催化的雙重功效對焦油裂解進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，裂解操作溫度控制在800℃以上時(shí)，對燃?xì)庵械慕褂陀忻黠@的裂解作用。 　　(3)超臨界水生物質(zhì)催化氣化制氫技術(shù)。在超臨界水中進(jìn)行生物質(zhì)的催化氣化，生物質(zhì)的氣化率可達(dá)到100%，氣體產(chǎn)物中H2的體積百分含量甚至可超過50%，反應(yīng)不生成焦油、木炭等副產(chǎn)品。對于含水量高的濕生物質(zhì)可直接氣化，不需要高能耗的干燥過程。西安交大動(dòng)力工程多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國內(nèi)最早開展了這方面的研究，設(shè)計(jì)了一套連續(xù)反應(yīng)式超臨界水生物質(zhì)催化氣化制氫實(shí)驗(yàn)裝置，對葡萄糖液模型化合物和花生殼的超臨界水催化氣化進(jìn)行了研究，討論了反應(yīng)物、催化劑、反應(yīng)條件等因素的影響運(yùn)用過渡態(tài)理論，對羧甲基纖維素鈉(CMC)和鋸木屑/CMC的超臨界水氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。由于在超臨界水氣中所需的溫度和壓力對設(shè)備要求比較高，這方面的研究目前還主要停留在小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究階段。 　　2．2生物質(zhì)固化成型技術(shù) 　　生物質(zhì)原料作為燃料存在能量密度小、運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本高、占用空間大等缺點(diǎn)，這成為制約生物質(zhì)資源規(guī)?；玫?ldquo;瓶頸”；生物質(zhì)固化成型技術(shù)是將分散的的各類生物質(zhì)原料經(jīng)干燥、粉碎到一定粒度，在一定的溫度、濕度和壓力條件下，使原料顆粒位置重新排列并發(fā)生機(jī)械變形和塑性變形，成為規(guī)則形狀的密度較大的固體燃料。固化成型燃料既可以提高原料的密度、減少運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)成本，又可以改善原料的燃燒性能、提高燃燒效率，是解決生物質(zhì)資源規(guī)模化利用的有效方法。 　　生物質(zhì)固化成型技術(shù)主要的研究方向如下： 　　(1)生物質(zhì)固化成型工藝的研究。生物質(zhì)成型工藝主要分為濕壓成型、熱壓成型和炭化成型。熱壓成型是目前普遍采用的生物質(zhì)壓縮成型工藝，其工藝過程一般可分為原料粉碎、干燥混合、擠壓成型和冷卻包裝等幾個(gè)環(huán)節(jié)。針對不同的原料種類、粒度、含水率等影響因素，應(yīng)采用不同的工藝類型、工藝流程。樊峰鳴以玉米秸稈、大豆秸稈為原料，采用改進(jìn)型生物質(zhì)秸稈成型機(jī)，就大粒徑秸稈粒度、含水率等對成型密度、抗水性影響因素進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原料含水率在8%～15%時(shí)均很容易壓縮成型，在12%左右成型效果最佳。 　　(2)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的研究。生物質(zhì)壓縮成型機(jī)主要分為螺旋式、活塞式和壓輥式。壓輥式又分為平模式和環(huán)模式。螺旋擠壓式成型機(jī)開發(fā)應(yīng)用最早，但成型部件(尤其是螺桿)磨損嚴(yán)重和單位產(chǎn)品能耗高；活塞式成型機(jī)靠活塞的往復(fù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力可以分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)式和液壓驅(qū)動(dòng)式；壓輥式成型機(jī)主要用于生產(chǎn)顆粒狀成型燃料。其主要工作部分是由壓輥和壓模組成，原料在壓輥的作用下被壓入壓膜上的成型孔內(nèi)。目前的成型設(shè)備及配套設(shè)備缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不同的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的成型機(jī)千差萬別，成型機(jī)對各種原料的適應(yīng)性差，使成型設(shè)備的生產(chǎn)難以產(chǎn)業(yè)化。 　　(3)生物質(zhì)成型燃料燃燒特性的研究。成型燃料的燃燒特性對于燃燒過程的結(jié)焦現(xiàn)象有很大的影響，其數(shù)據(jù)一般通過熱重分析試驗(yàn)獲得。生物質(zhì)成型燃料因?yàn)槊芏群湍芰棵芏鹊淖兓约靶螤畹纫蛩氐挠绊懀淙紵匦耘c松散生物質(zhì)原料不同。余有芳、盛奎川研究了棉桿成型塊等生物質(zhì)固體燃料在小型移動(dòng)層上吸式熱解燃燒爐中的熱特性。結(jié)果表明，密度較大的棉桿成型塊升溫速率和降溫速率均較低，揮發(fā)份的逸出時(shí)間增加，高溫燃燒時(shí)間延長。目前對于成型生物質(zhì)燃料的燃燒特性及其燃燒時(shí)的結(jié)焦現(xiàn)象的研究還很少，阻礙了成型燃料的廣泛應(yīng)用。 　　2．3生物質(zhì)液化技術(shù) 　　生物質(zhì)液化技術(shù)主要是指生物質(zhì)的熱裂解液化。生物質(zhì)的熱裂解液化是指在中溫(500℃)高加熱速率(可達(dá)1000℃/s)和極短的氣體停留時(shí)間(約2s)的條件下生物質(zhì)發(fā)生的熱降解反應(yīng)，生成的氣體經(jīng)快速冷卻后可獲得液體生物油，所得的油品基本上不含硫、氮和金屬成分，是一種綠色燃料。生產(chǎn)過程在常壓和中溫下進(jìn)行，工藝簡單、成本低、裝置容易小型化、產(chǎn)品便于運(yùn)輸、存儲(chǔ)，因此生物質(zhì)熱解液化技術(shù)受到國際上的廣泛重視。 　　生物質(zhì)液化涉及的研究內(nèi)容如下： 　　(1)熱裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及機(jī)理的研究。目前熱解工藝技術(shù)未能供商業(yè)化運(yùn)營，主要原因是生物質(zhì)熱解過程十分復(fù)雜，對其原理的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這在很大程度上制約了熱解技術(shù)的提高與發(fā)展。為制定合理的熱解工藝、有效地利用生物質(zhì)熱解技術(shù)，必須對生物質(zhì)熱解反應(yīng)過程作深入的研究。Lanzetta對玉米和小麥秸稈的等溫?zé)崾е貏?dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在較低溫度時(shí)，熱解為單段反應(yīng)過程，此過程生成焦炭和揮發(fā)份；當(dāng)反應(yīng)溫度在247℃以上時(shí)，明顯分為兩個(gè)反應(yīng)階段。第一階段形成揮發(fā)份和固相中間體，在第二階段這種固相中間體進(jìn)一步裂解成揮發(fā)份和固體殘?jiān)?，第一階段比第二階段熱解速度快得多，與釋放出的大量揮發(fā)份有關(guān)。 　　(2)熱裂解裝置的研究。在生物質(zhì)快速熱裂解的各種工藝中，反應(yīng)器的類型及其加熱方式的選擇，在很大程度上決定了產(chǎn)物的最終分布。常用的制取生物質(zhì)液體燃料的反應(yīng)器都具有加熱速率快、反應(yīng)溫度中等、氣相停留時(shí)間短等共同特征。常見的幾種反應(yīng)器有旋轉(zhuǎn)錐式、流化床式、固定床式、攜帶床式等。 　　(3)生物油成分和理化特性的分析。確定生物油的主要組成成分有利于生物油的應(yīng)用，目前，各研究單位均采用色質(zhì)聯(lián)機(jī)分析技術(shù)，對其進(jìn)行初步定量分析。如果將生物油應(yīng)用于現(xiàn)有的燃燒設(shè)備，就必須采用一定的手段和方法測定生物油的某些理化性質(zhì)，如粘度、水分、熱值等。生物油理化特性和組成成分分析，可以對生物油進(jìn)行進(jìn)一步的精制處理提供依據(jù)。 　　(4)新型液化技術(shù)。主要包括加壓液化和超臨界液化。生物質(zhì)加壓液化是在較高壓力下的熱轉(zhuǎn)化過程，溫度一般低于快速熱解。Yokoyama等開發(fā)出了一套在高壓惰性體中用Na2CO3等催化劑、不使用CO或H2等還原性氣體的生物質(zhì)液化技術(shù)。超臨界液化是利用超臨界流體良好的滲透能力、溶解能力和傳遞特性而進(jìn)行的生物質(zhì)液化。劉孝碧、曲敬序等在間歇高壓釜實(shí)驗(yàn)裝置上，采用乙醇和水在亞/超臨界狀態(tài)下對玉米秸稈進(jìn)行液化反應(yīng)，考察了乙醇摩爾含量對玉米秸稈在超/亞臨界乙醇-水中萃取過程的影響，并對液化產(chǎn)物進(jìn)行了初步分析。研究結(jié)果表明，隨著乙醇摩爾分?jǐn)?shù)的增加，玉米秸稈液化的轉(zhuǎn)化率和萃取率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，油溶物含量增大，有機(jī)水溶物含量減小。 　　2．4沼氣技術(shù) 　　沼氣是把有機(jī)物質(zhì)在一定條件下經(jīng)過微生物發(fā)酵作用而生成的以甲烷為主的可燃?xì)怏w。沼氣的主要成分是甲烷和二氧化碳，屬中等熱值燃?xì)?。沼氣既能有效處理有機(jī)廢物、改善衛(wèi)生狀況，而且還可提供大量清潔能源。沼氣技術(shù)的研究和大力推廣，對于改善生態(tài)環(huán)境和保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)快速發(fā)展有重大意義。 　　沼氣技術(shù)涉及的主要內(nèi)容和方向如下： 　　(1)沼氣發(fā)酵技術(shù)。沼氣發(fā)酵技術(shù)是指從發(fā)酵原料到產(chǎn)出沼氣的整個(gè)過程所采用的技術(shù)和方法，主要包括原料的預(yù)處理，接種物的選取和富集，消化器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等一系列技術(shù)措施。沼氣發(fā)酵對厭氧環(huán)境、接種物-菌種選擇與富集培養(yǎng)、合理配料、料液pH值、發(fā)酵溫度等條件有嚴(yán)格的要求。常用的幾種消化器包括高速消化器、接觸式厭氧工藝、厭氧過濾器等。目前的研究主要集中在大中型沼氣工程的發(fā)酵工藝和小型沼氣池的商品化方面。 　　(2)沼氣發(fā)電技術(shù)與沼氣燃料電池技術(shù)。沼氣燃燒速度慢，造成沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒持續(xù)期長，燃燒效率低，后燃嚴(yán)重。為此通常采用柴油引燃和快速燃燒系統(tǒng)等措施。燃料電池是將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、污染低、既可集中供電也可分散供電的特點(diǎn)。目前的研究主要集中在提高沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率和沼氣燃料電池性能方面。 　　(3)沼氣的綜合利用技術(shù)。以沼氣設(shè)施為紐帶，以沼氣綜合利用技術(shù)為核心的各種“生態(tài)農(nóng)業(yè)模式”，并以各種資源進(jìn)行了有效整合和綜合利用，既改善了生態(tài)環(huán)境，又提高了資源的利用率。涂國平、賈仁安等以江西丘陵紅壤為對象，研究了沼氣生態(tài)工程對提高土壤有機(jī)含量的作用。但目前總體來講，對于“生態(tài)農(nóng)業(yè)模式”中的具體技術(shù)細(xì)節(jié)尚缺乏深入研究，對綜合利用的研究深度和規(guī)范性有待提高。 　　3我國生物質(zhì)能研究應(yīng)用中存在的問題和應(yīng)對策略 　　3．1存在的問題 　　我國在生物質(zhì)能源開發(fā)方面取得了巨大成績，但技術(shù)水準(zhǔn)卻與發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距；在我國現(xiàn)實(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，還存在一些消極因素制約和阻礙著生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展、推廣和應(yīng)用。 　　(1)由于資源分散，收集手段落后，我國的生物質(zhì)能利用工程的規(guī)模很小，離產(chǎn)業(yè)化尚有一段距離；設(shè)備管理水平差，設(shè)備利用率低，轉(zhuǎn)換效率較低。 　　(2)生物質(zhì)能中的關(guān)鍵技術(shù)還未能完全解決。如：厭氧消化產(chǎn)氣率低，氣化利用中的焦油問題，沼氣發(fā)電與氣化發(fā)電效率較低等。 　　(3)民眾對于生物質(zhì)能源還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和熱情。 　　3．2應(yīng)對策略 　　(1)針對生物質(zhì)資源分散、收集困難的特點(diǎn)，應(yīng)大力開展小型生物質(zhì)利用設(shè)備的研制和推廣，因地制宜，建立分散、獨(dú)立的生物質(zhì)能源系統(tǒng)。 　　(2)國家應(yīng)加大對生物質(zhì)能源研究的投入，集中精力和資金，重點(diǎn)研究一項(xiàng)或幾項(xiàng)適合國情生物質(zhì)能利用技術(shù)，并解決其關(guān)鍵問題，爭取在盡快的時(shí)間推廣使用，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 　　(3)加大對生物質(zhì)能企業(yè)的扶持力度，鼓勵(lì)企業(yè)對生物質(zhì)能的研究開發(fā)，對采用生物質(zhì)能技術(shù)的企業(yè)適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)貼。各級政府應(yīng)盡快制定和落實(shí)相關(guān)優(yōu)惠政策，如減免稅、價(jià)格補(bǔ)貼、貼息貸款和電力上網(wǎng)等，鼓勵(lì)生產(chǎn)和消費(fèi)生物質(zhì)能源。 　　(4)加強(qiáng)對民眾進(jìn)行生物質(zhì)能技術(shù)的宣傳。 　　4結(jié)論 　　鑒于傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭、能源需求的日益增長和生物質(zhì)的特點(diǎn)，以及生物質(zhì)對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國家安全的作用越來越突出。因此，世界各國都展開了廣泛的研究，也取得了一定的成果。本文對生物質(zhì)能的現(xiàn)代化利用技術(shù)進(jìn)行了闡述，包括生物質(zhì)氣化，固化成型，生物質(zhì)液化技術(shù)以及沼氣技術(shù)，分析了國內(nèi)外對生物質(zhì)能研究的主要方向，對目前生物質(zhì)利用中存在的問題和應(yīng)對策略提出了意見和建議。由于生物質(zhì)能利用的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，現(xiàn)有的技術(shù)水平距商業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用尚有一段距離，普遍存在著設(shè)備能量轉(zhuǎn)化率不高以及對各種技術(shù)的機(jī)理研究不夠深入等問題。對此，建議國家應(yīng)該加大對相關(guān)研究的投入和對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的扶持力度。