“落紅不是無情物,化作春泥更護花”。清代著名詩人龔自珍或許并沒有想到,他這句比喻自己雖前途不暢也不忘報國情懷的詩句更富有了本來的意思。現在,隨著生物質能的發展,“落紅”這一類曾被當作“廢物”的物質不僅可以化作春泥,還可以用來作燃料,用來發電等,這就是現在國家大力倡導的生物質能。
生物質能:新能源的“績優股”
隨著低碳經濟持續升溫,作為一種可再生的新能源,生物質能日益為大家高度關注。“21世紀生物能源產業將迅猛發展”曾一度成為輿論關注的焦點。
所謂生物質能,是蘊藏在生物質中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量。生物質作為一種可再生能源,其來源非常豐富,如木材及森林工業廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業有機廢棄物甚至是動物糞便等。在世界能耗中,生物質能約占14%,在不發達地區占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質能。
毫無疑問,生物質的資源量非常豐富,而且是物質型能量源,具有重大的開發價值。有關專家估計,生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分,到下世紀中葉,采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。歐盟曾明確提出:生物燃料是惟一可以大規模替代汽油和柴油的可再生能源,也是替代石油化工產品的惟一渠道,在美國、巴西、日本等國也積極倡導生物質能源。
我國作為一個經濟迅速發展的發展中國家以及人口大國,目前面臨著經濟增長和環境保護的雙重壓力。因此,改變能源生產和消費方式、開發利用生物質能等可再生的清潔能源資源,對建立可持續的能源系統、促進國民經濟發展和環境保護具有重大意義。事實上,中國近年來也陸續出臺了一些政策和規劃,扶持生物質產業。
生物質能源就像新能源里的“績優股”,越來越受到人們的青睞。
新農村:生物質能的廣闊天地
“沼氣帶動種養業,循環經濟來發展;改變農村臟亂差,清潔文明新農家;生活質量大提高,生態農村景觀美。”這是流傳在河南省鹿邑縣關于沼氣改變農村面貌的幾句順口溜,這也正是我國廣大農村進行沼氣綜合利用的寫照。而沼氣,正是生物質能源的一種形式。
而對生物質能的進一步開發利用對于農村,尤其是對于現在正在進行的新農村建設,更具重要意義。
在我國南方,由于光照時間長,沼氣利用技術得到了快速發展,近幾年,隨著沼氣利用技術的發展,在山東、甚至在東北地區許多農村都開始了沼氣利用。而作為生物質能源利用的一種普遍形態,“四位一體”模式的沼氣綜合利用讓廣大農村得了實惠。
中國80%人口生活在農村,秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭等商品能源在農村的使用迅速增加,但生物質能仍占有重要地位。1998年農村生活用能總量3.65億噸標煤,其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤,占56.7%。
資料顯示,1991年至1998年,農村能源消費總量從5.68億噸標準煤發展到6.72億噸標準煤,增加了18.3%,年均增長2.4%%。而同期農村使用液化石油氣和電炊的農戶由1578萬戶發展到4937萬戶,增加了2倍多,年增長達17.7%,增長率是總量增長率的6倍多。可見隨著農村經濟發展和農民生活水平的提高,農村對于優質燃料的需求日益迫切。傳統能源利用方式已經難以滿足農村現代化需求,生物質能優質化轉換利用勢在必行。
有關專家指出,生物質能高新轉換技術不僅能夠大大加快村鎮居民實現能源現代化進程,滿足農民富裕后對優質能源的迫切需求,同時也可在鄉鎮企業等生產領域中得到應用。由于我國地廣人多,常規能源不可能完全滿足廣大農村日益增長的需求,而且由于國際上正在制定各種有關環境問題的公約,限制CO2等溫室氣體排放,這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此,立足于農村現有的生物質資源,研究新型轉換技術、開發新型裝備,既是農村發展的迫切需要,又是減少排放、保護環境、實施可持續發展戰略的需要。
成本需降低技術待突破
資源豐富、前景廣闊。生物質能的美好未來吸引了許多的投資者。經過不斷嘗試,許多問題也同時顯露出來了。如原料漲價、銷售不暢、融資困難、產業環境惡劣等等,這些都在制約著生物質能的開發利用。
有業內專家指出,表面上看生物質取之不盡,但目前的狀況是,能量轉化效率低,中間成本高,原料稀缺。據了解,生物質能與風能、光伏的最大差別在于其原料更加“稀缺”。盡管生物質資源量巨大,但原料獲取和轉化過程中需要額外投入,導致原料總成本居高不下。與其他非水能的可再生能源相類似,生物質的能量密度低,需要大量的土地。此外,生物質物流也需要耗費大量的人力、物力進行收集、儲存、運輸,以秸稈發電為例,考慮到收購過程中車損、燃油及人力消耗,即使寬松估計,經濟收購半徑不宜超過50公里,生物柴油所需的地溝油收購半徑也只有300公里左右。而木本植物制油的成本則更昂貴,它涉及到育苗、栽培、基建、維護、采集、運輸等諸多環節,是一個龐大的系統工程。
解決這一系列問題的關鍵是加大生物能源技術研發力度,用科技推動這一新興產業的發展。
目前,生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一,許多國家都制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等等。目前,國外的生物質能技術和裝置多已達到商業化應用程度,實現了規模化產業經營。
多年來,我國的生物能源技術的發展也取得了很多成就。例如,我國已經能夠獨自設計、建設大型生物發電廠,而且主要設備都已經實現國產化。我國在生物燃料電池、優選生物燃料的研究方面也取得了很多技術突破。在沼氣技術方面,我國研究、篩選了300多株厭氧微生物菌種,也取得了很多技術成就。
在產業發展方面,我國生物能源技術的應用規模居全球第一位,但是總體技術含量較低。例如,我國已經在農村地區興建沼氣池上千萬座,數量居全球首位。在科爾沁、黑山、菏澤等地建成或者在建生物發電廠多座,一般項目投資都超過2億元,有些投資額更大。但總體上看,我國生物能源技術的應用規模很大,發展速度很快,但是技術水平較低。在主導未來生物能源產業的轉基因技術、生物電池技術等領域,我國基本沒有發布開創性的技術成果。
令人欣慰的是,為了解決能效低的問題,我國學術界開始了諸如細菌光合制氫等新的嘗試。目前“第二代生物質能技術”進展也比較樂觀,比如依靠基因技術培育更具效率的物種;或者尋求工藝突破以提高轉換效率。很多專家對培育微細藻類和纖維素發酵寄予厚望。同時,“第二代技術”也吸引了歐美風險投資和大企業的關注。
我們相信,假以時日,生物質能———這個能源里的新秀,定能帶給我們更為潔凈和美好的生活空間。
責任編輯: 中國能源網