如何高效利用我國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)資源

熱心網(wǎng)友：對(duì)于生物質(zhì)這個(gè)詞大家都有肯能感到陌生， 所以我們先解釋一下這個(gè)名詞， 生物質(zhì)是指 利用大氣、水、土地等通過(guò)光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī) 物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。它包括植物、動(dòng)物和微生物。廣義概念：生物質(zhì)包括所有的植物、微生 物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作 物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。狹義概念：生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除 糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素（簡(jiǎn)稱木質(zhì)素） 、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢 棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。特點(diǎn)：可再生、低污染、分布廣泛。 因?yàn)樯镔|(zhì)中含有能量， 因此引伸出生物質(zhì)能這個(gè)詞， 生物質(zhì)能就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯 存在生物質(zhì)中的能量形式， 即以生物質(zhì)為載體的能量。 它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光 合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、 液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源， 同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。 國(guó)內(nèi)生物質(zhì)的資源分布 因?yàn)樯镔|(zhì)包括植物、動(dòng)物和微生物，所以在分析生物質(zhì)資源分布的時(shí)候，我們只考慮 植物的分布。我國(guó)農(nóng)林生物質(zhì)資源豐富、數(shù)量巨大,較常見(jiàn)的有秸稈、稻殼、薪材、鋸末和 甘蔗渣等。 據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)農(nóng)作物秸稈可收集量約為 4.5 億 t/年， 折合標(biāo)準(zhǔn)煤 1.8 億 t， 稻殼 5000 萬(wàn) t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 2000 萬(wàn) t ；林業(yè)加工過(guò)程產(chǎn)生的木質(zhì)廢棄物約 2400 萬(wàn) m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 150 萬(wàn) t ；各種天然薪材的合理提供量為 1.4 億 t ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 0.74 億 t。 農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源 我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó),農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源豐富。 每年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的產(chǎn)量約為 6.5 億 t， 到 2010 年產(chǎn)量可達(dá) 7.3 億 t，可產(chǎn)生 12EJ 的能量。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源主要包括農(nóng)作物秸稈和 農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物。農(nóng)作物秸稈是我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)的生活用能，其中水稻、玉米和小 麥秸稈占到 84.3%；農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物有稻殼、玉米芯、花生殼和甘蔗渣等。1999 年，我 國(guó)各地區(qū)主要農(nóng)業(yè)生物質(zhì)可利用量的合計(jì)總量達(dá) 5.6 億 t。 列前 10 位的地區(qū)是： 山東、 河南、 河北、江蘇、黑龍江、吉林、四川、湖北、安徽和內(nèi)蒙古。其中，秸稈類生物質(zhì)的主要流向 為 15%還田，24%飼用，2.3%用于工業(yè)，近 60%用于薪柴或露地燃燒。因此，我國(guó)農(nóng)業(yè)生 物質(zhì)資源具有巨大的應(yīng)用潛力。 林業(yè)生物質(zhì)資源 我國(guó)現(xiàn)有森林面積為 1.75 億 hm2，其蓄積量為 124.56 億 m3。2002 年，全國(guó)造林面積 為 777.10hm2，比上一年增長(zhǎng) 56.8%。我國(guó)陸地林木生物質(zhì)資源總量在 180 億 t 以上，可用 于生產(chǎn)生物質(zhì)能源的主要是薪炭林、 林業(yè)廢棄物和平茬灌木等。 林業(yè)生物質(zhì)能資源在我國(guó)農(nóng) 村能源中占有重要地位。2002 年，我國(guó)農(nóng)村消耗的林業(yè)生物質(zhì)能資源約 1.66 億 tce,占農(nóng)村 能源總消費(fèi)量的 21.2%。在丘陵、山區(qū)和林區(qū)等區(qū)域，農(nóng)民 50%以上的生活用能依靠林業(yè)資 源。1999 年，我國(guó)林業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)量列前 10 位的地區(qū)是：黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、云南、吉 林、江西、湖南、廣西、廣東和山西。另外，我國(guó)有宜林荒山荒地約 4692.71 萬(wàn) hm2，可以 開(kāi)發(fā)種植高產(chǎn)能源植物。 （資料來(lái)自于百度百科） 我國(guó)生物質(zhì)能源的利用現(xiàn)狀 我們國(guó)家生物質(zhì)能源的資源十分豐富， 然而我國(guó)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用起步較晚， 隨著 近些年的研究和開(kāi)發(fā)，經(jīng)取得了明顯的效果。但總體來(lái)說(shuō)主要是作為燃料提供熱能或發(fā)電、 農(nóng)田有機(jī)肥料及多種化工產(chǎn)品等。 生物質(zhì)作為燃料或發(fā)電 （1）直接燃燒 我國(guó) 9 億多農(nóng)村人口的生活用能大部分依賴于生物質(zhì)能源。 然而直接燃燒熱效率低， 目 前生物質(zhì)的直接燃燒利用著重于研究開(kāi)發(fā)提高燃燒的熱效率， 減少有害物排放， 如研究開(kāi)發(fā) 各種鍋爐等用能設(shè)備上。生物質(zhì)的燃燒，國(guó)外用于商業(yè)化發(fā)電，我國(guó)在這一方面仍需進(jìn)一步 完善。 直接燃燒主要包括爐灶燃燒、壓縮成型燃料燃燒、聯(lián)合燃燒和焚燒垃圾。爐灶燃燒是傳 統(tǒng)農(nóng)村人們的用能方式， 因效率比較低而逐漸被淘汰。 壓縮成型燃料燃燒是將生物質(zhì)壓縮成 型，使其密度增大，性能接近煤，相當(dāng)于鍋爐直接燃煤技術(shù)，而且尾氣排放污染小，進(jìn)行發(fā) 電很有發(fā)展前景， 其中顆粒成型燃燒尤適合家庭或暖房取暖。 聯(lián)合燃燒是燃煤摻入生物質(zhì)燃 燒，可減少二氧化硫及氮的氧化物的排放。焚燒垃圾是鍋爐在 800—1000℃高溫下燃燒垃圾 可燃組分， 釋放熱量供熱或發(fā)電。 目前我國(guó)現(xiàn)代生物質(zhì)能中用于直接燃燒的高效燃燒鍋爐有 200 多臺(tái),效率均可達(dá) 80%，有幾十家垃圾焚燒爐正常運(yùn)行。 垃圾顧名思義是一種環(huán)境污染物，其實(shí)它是“放錯(cuò)位置的財(cái)富” ，許多國(guó)家和地區(qū)，已 經(jīng)形成垃圾產(chǎn)業(yè)，垃圾的資源化既可以減輕環(huán)境污染，又可以緩解資源短缺。近年來(lái)，國(guó)外 不斷開(kāi)發(fā)出新型發(fā)電技術(shù)如城市生活垃圾發(fā)電，據(jù)試驗(yàn)焚燒 500t 垃圾可以發(fā)電 1 萬(wàn)千瓦? 時(shí)。匈牙利建造的一座大型垃圾發(fā)電廠，有 4 個(gè)垃圾燃燒室，每個(gè)燃燒室可燃燒 15t 垃圾? 電站既發(fā)電又給附近用戶提供了高達(dá) 250℃的蒸汽。垃圾發(fā)電在丹麥、瑞典、德國(guó)、法國(guó)、 日本、英國(guó)等國(guó)家也得到重視和應(yīng)用。污泥發(fā)電，日本東京大學(xué)發(fā)明了一種使污泥固化的方 法，據(jù)試驗(yàn)固化污泥每千克有 4000 大卡熱量，相當(dāng)于低質(zhì)煤的發(fā)熱量，用它進(jìn)行發(fā)電，既 可節(jié)約能源，又可保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生。但是我國(guó)垃圾資源的產(chǎn)業(yè)化尚未形成。 我國(guó)生物質(zhì)能直接燃燒發(fā)電處于起步階段， 仍具有較大的發(fā)展?jié)撃埽?美國(guó)利用生物質(zhì)如 廢木材和農(nóng)業(yè)廢棄物燃燒發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，其發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量為 736MW。 （2）利用轉(zhuǎn)化技術(shù) 生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用， 按照轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的形態(tài)可分為生物質(zhì)的液化和氣化， 液化與氣化 通常采用生物技術(shù)和熱化學(xué)兩種方法。 生物質(zhì)的液化， 生物質(zhì)的熱解液化技術(shù)在我國(guó)目前尚處于試驗(yàn)研究階段。 我國(guó)各大院校 如浙江大學(xué)對(duì)生物質(zhì)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯中的熱解特性， 以及各種堿金屬和相關(guān)無(wú)機(jī)元素在生物 質(zhì)熱解中的析出行為進(jìn)行了研究， 上海理工大學(xué)、 東南大學(xué)等也正在從不同的角度對(duì)生物質(zhì) 液化技術(shù)進(jìn)行研究。 研究生物質(zhì)液化是為了提高液體產(chǎn)物的產(chǎn)率， 減少固體殘留物和氣態(tài)產(chǎn) 物的量獲得品質(zhì)更高的液體產(chǎn)品。 生物質(zhì)熱解液化所得液體燃料習(xí)慣上稱為生物柴油， 可以直接作為燃料使用， 也可以轉(zhuǎn) 化為品位更高的液體燃料或價(jià)值更高的化工產(chǎn)品。 生物柴油的研究與開(kāi)發(fā)起步晚， 有望在今 后幾十年中迅速發(fā)展起來(lái)，形成生物柴油產(chǎn)業(yè)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)乙醇產(chǎn)量的 1/3 以木薯 為原料,2004 年廣西乙醇產(chǎn)量為 30 萬(wàn) t,其中木薯生產(chǎn)乙醇總量達(dá)到 10 萬(wàn) t。利用生物質(zhì)生 產(chǎn)酒精方面巴西和美國(guó)成績(jī)很突出。 研究結(jié)果表明木薯作為燃料乙醇原料的綜合效益居第二 位,它是生產(chǎn)生物乙醇的首選原料,目前科技工作者在木薯乙醇生產(chǎn)中已經(jīng)開(kāi)發(fā)出諸如連續(xù) 發(fā)酵、差壓精餾等可與玉米乙醇生產(chǎn)相媲美的技術(shù)。黑龍江、吉林和河南三省建設(shè)陳化糧為 燃料乙醇生產(chǎn)工程,主要原料為玉米、甘薯等,并已在全國(guó)十余個(gè)城市開(kāi)展了摻和 10%乙醇的 汽油醇燃料應(yīng)用示范工作。 生物質(zhì)的氣化,我國(guó)生物質(zhì)生產(chǎn)沼氣研究工作開(kāi)展的較好,利用秸稈和糞便通過(guò)發(fā)酵,產(chǎn) 生沼氣后照明和生活用燃料。目前,我國(guó)特別是四川等地在農(nóng)村已普遍使用了較為實(shí)用的沼 氣池。沼氣開(kāi)發(fā)利用主要有農(nóng)業(yè)沼氣,工業(yè)沼氣,城市下水道污水沼氣,城市垃圾沼氣。生物 質(zhì)氣化產(chǎn)物主要包含甲烷、乙烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等,這些產(chǎn)物可用做生活燃?xì)?或工業(yè)用氣。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)中歷史最長(zhǎng)、最具實(shí)用性的一種技術(shù),但生物 質(zhì)氣化氣存在的最大弱點(diǎn),即氣體中 H2/CO 值較低。 我國(guó)在技術(shù)與裝置開(kāi)發(fā)方面自 1990 年代 以來(lái),已取得了一系列的成果,如主要集中于生物法和熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法生物質(zhì)的制氫技術(shù),中國(guó) 科學(xué)院廣州能源研究所開(kāi)發(fā)研制的各式氣化爐 ,可用于清潔供熱供電和供氣,部分產(chǎn)品已經(jīng) 出口東南亞各國(guó)。 目前二甲醚的合成主要通過(guò)煤氣化、 天然氣氣化以及重渣油氣化等途徑獲 得的合成氣來(lái)合成。 據(jù)報(bào)道,該研究所研究出利用生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法。 發(fā)明專利是一種利用沼氣重整生物質(zhì)氣化氣合成二甲醚的新方法,工藝涉及生物質(zhì)的高效潔 凈利用領(lǐng)域,提供了一種完全由生物質(zhì)高效清潔利用合成燃料二甲醚的綠色合成方法。?? 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成其他化工產(chǎn)品 上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院固體廢物研究中心,利用水熱技術(shù)對(duì)甘蔗渣、樹葉和菜皮 ?種生物質(zhì)垃圾的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到的產(chǎn)物中含有大 量的腐植酸物質(zhì)。這類腐植酸物質(zhì)可以作為生態(tài)肥料,腐植酸含量能達(dá)到 45%左右具有良好 的肥效和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。廣西大學(xué)生物技術(shù)學(xué)科的研究人員針對(duì)此難題經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān),成功地 研制了利用污泥制造成高效無(wú)污染的生態(tài)有機(jī)肥的技術(shù),生產(chǎn)的肥料不僅能使農(nóng)作物產(chǎn)量有 較大的提高,而且使果蔬的品質(zhì)有極大的提高,深受農(nóng)民的普遍青睞。2000 年該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給 上市公司桂林集琦集團(tuán),當(dāng)年便實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 我國(guó)農(nóng)村生產(chǎn)沼氣過(guò)程中,同時(shí)得到發(fā)酵液、 渣 等厭氧發(fā)酵殘留物,作為農(nóng)田的有機(jī)肥料,效果很好,從而使得生物質(zhì)能源得到充分利用。我 國(guó)木薯生產(chǎn)乙醇技術(shù)趨于成熟,乙醇除了作為運(yùn)輸燃料替代汽油,還可以生產(chǎn)冰醋酸、 乙烯及 其下游產(chǎn)品。生物質(zhì)的催化合成甲醇技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、俄 羅斯等,早在 10 年前就已開(kāi)展了技術(shù)攻關(guān)研究。朱靈峰等研究者開(kāi)展了此項(xiàng)研究工作,填補(bǔ) 了我國(guó)此研究領(lǐng)域的空白。 結(jié)果表明,解決了催化劑失活問(wèn)題,秸稈類生物質(zhì)熱化學(xué)法制得的 低熱值燃?xì)馔ㄟ^(guò)適當(dāng)處理制備的合成氣,可直接催化合成甲醇。生物質(zhì)能的研究工作逐漸轉(zhuǎn) 向熱解產(chǎn)品的深加工開(kāi)發(fā),如活性炭、 木醋液等應(yīng)用研究領(lǐng)域。 木焦油是國(guó)際緊俏產(chǎn)品,木醋 液可形成多種化工產(chǎn)品。 （資料來(lái)源江西林業(yè)科技報(bào) 2006 年第 5 期） 開(kāi)發(fā)和利用生物質(zhì)能源已成為世界許多國(guó)家開(kāi)源節(jié)流、化害為利和保護(hù)環(huán)境的重要措 施。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)發(fā)表的一份調(diào)查報(bào)告說(shuō)，至少有多個(gè)工業(yè)化國(guó)家在開(kāi)發(fā)利用“綠 色能源”方面取得了顯著成績(jī)，其中有些國(guó)家通過(guò)實(shí)施“綠色能源”計(jì)劃，在很大程度上緩 解了本國(guó)能源緊缺的矛盾?同時(shí)有效地改善了環(huán)境。 而我們國(guó)家在擁有豐富的生物質(zhì)資源時(shí)， 我們更要合理的開(kāi)發(fā)與利用， 改善利用生物質(zhì) 能源的技術(shù)，提高能源利用效率，使我國(guó)在利用生物質(zhì)能源方面更加完善，最終使生物質(zhì)能 源成為我國(guó)重要能源的之一。

熱心網(wǎng)友：這要看政府的推廣力度了