如何高效利用我国农村生物质资源
对于生物质这个词大家都有肯能感到陌生, 所以我们先解释一下这个名词, 生物质是指 利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机 物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生 物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作 物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除 粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素) 、农产品加工业下脚料、农林废 弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点:可再生、低污染、分布广泛。 因为生物质中含有能量, 因此引伸出生物质能这个词, 生物质能就是太阳能以化学能形式贮 存在生物质中的能量形式, 即以生物质为载体的能量。 它直接或间接地来源于绿色植物的光 合作用,可转化为常规的固态、 液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源, 同时也是唯一一种可再生的碳源。 国内生物质的资源分布 因为生物质包括植物、动物和微生物,所以在分析生物质资源分布的时候,我们只考虑 植物的分布。我国农林生物质资源丰富、数量巨大,较常见的有秸秆、稻壳、薪材、锯末和 甘蔗渣等。 据统计,我国农作物秸秆可收集量约为 4.5 亿 t/年, 折合标准煤 1.8 亿 t, 稻壳 5000 万 t,折合标准煤 2000 万 t ;林业加工过程产生的木质废弃物约 2400 万 m3,折合标准煤 150 万 t ;各种天然薪材的合理提供量为 1.4 亿 t ,折合标准煤 0.74 亿 t。 农业生物质资源 我国是农业生产大国,农业生物质资源丰富。 每年的农业生产废弃物的产量约为 6.5 亿 t, 到 2010 年产量可达 7.3 亿 t,可产生 12EJ 的能量。农业生物质资源主要包括农作物秸秆和 农产品加工废弃物。农作物秸秆是我国广大农村地区传统的生活用能,其中水稻、玉米和小 麦秸秆占到 84.3%;农产品加工废弃物有稻壳、玉米芯、花生壳和甘蔗渣等。1999 年,我 国各地区主要农业生物质可利用量的合计总量达 5.6 亿 t。 列前 10 位的地区是: 山东、 河南、 河北、江苏、黑龙江、吉林、四川、湖北、安徽和内蒙古。其中,秸秆类生物质的主要流向 为 15%还田,24%饲用,2.3%用于工业,近 60%用于薪柴或露地燃烧。因此,我国农业生 物质资源具有巨大的应用潜力。 林业生物质资源 我国现有森林面积为 1.75 亿 hm2,其蓄积量为 124.56 亿 m3。2002 年,全国造林面积 为 777.10hm2,比上一年增长 56.8%。我国陆地林木生物质资源总量在 180 亿 t 以上,可用 于生产生物质能源的主要是薪炭林、 林业废弃物和平茬灌木等。 林业生物质能资源在我国农 村能源中占有重要地位。2002 年,我国农村消耗的林业生物质能资源约 1.66 亿 tce,占农村 能源总消费量的 21.2%。在丘陵、山区和林区等区域,农民 50%以上的生活用能依靠林业资 源。1999 年,我国林业生物质产量列前 10 位的地区是:黑龙江、内蒙古、四川、云南、吉 林、江西、湖南、广西、广东和山西。另外,我国有宜林荒山荒地约 4692.71 万 hm2,可以 开发种植高产能源植物。 (资料来自于百度百科) 我国生物质能源的利用现状 我们国家生物质能源的资源十分丰富, 然而我国生物质能源的开发利用起步较晚, 随着 近些年的研究和开发,经取得了明显的效果。但总体来说主要是作为燃料提供热能或发电、 农田有机肥料及多种化工产品等。 生物质作为燃料或发电 (1)直接燃烧 我国 9 亿多农村人口的生活用能大部分依赖于生物质能源。 然而直接燃烧热效率低, 目 前生物质的直接燃烧利用着重于研究开发提高燃烧的热效率, 减少有害物排放, 如研究开发 各种锅炉等用能设备上。生物质的燃烧,国外用于商业化发电,我国在这一方面仍需进一步 完善。 直接燃烧主要包括炉灶燃烧、压缩成型燃料燃烧、联合燃烧和焚烧垃圾。炉灶燃烧是传 统农村人们的用能方式, 因效率比较低而逐渐被淘汰。 压缩成型燃料燃烧是将生物质压缩成 型,使其密度增大,性能接近煤,相当于锅炉直接燃煤技术,而且尾气排放污染小,进行发 电很有发展前景, 其中颗粒成型燃烧尤适合家庭或暖房取暖。 联合燃烧是燃煤掺入生物质燃 烧,可减少二氧化硫及氮的氧化物的排放。焚烧垃圾是锅炉在 800—1000℃高温下燃烧垃圾 可燃组分, 释放热量供热或发电。 目前我国现代生物质能中用于直接燃烧的高效燃烧锅炉有 200 多台,效率均可达 80%,有几十家垃圾焚烧炉正常运行。 垃圾顾名思义是一种环境污染物,其实它是“放错位置的财富” ,许多国家和地区,已 经形成垃圾产业,垃圾的资源化既可以减轻环境污染,又可以缓解资源短缺。近年来,国外 不断开发出新型发电技术如城市生活垃圾发电,据试验焚烧 500t 垃圾可以发电 1 万千瓦? 时。匈牙利建造的一座大型垃圾发电厂,有 4 个垃圾燃烧室,每个燃烧室可燃烧 15t 垃圾? 电站既发电又给附近用户提供了高达 250℃的蒸汽。垃圾发电在丹麦、瑞典、德国、法国、 日本、英国等国家也得到重视和应用。污泥发电,日本东京大学发明了一种使污泥固化的方 法,据试验固化污泥每千克有 4000 大卡热量,相当于低质煤的发热量,用它进行发电,既 可节约能源,又可保护环境卫生。但是我国垃圾资源的产业化尚未形成。 我国生物质能直接燃烧发电处于起步阶段, 仍具有较大的发展潜能, 美国利用生物质如 废木材和农业废弃物燃烧发电技术已经成熟,其发电设备装机容量为 736MW。 (2)利用转化技术 生物质能源的开发利用, 按照转化产物的形态可分为生物质的液化和气化, 液化与气化 通常采用生物技术和热化学两种方法。 生物质的液化, 生物质的热解液化技术在我国目前尚处于试验研究阶段。 我国各大院校 如浙江大学对生物质废弃物在回转窑中的热解特性, 以及各种碱金属和相关无机元素在生物 质热解中的析出行为进行了研究, 上海理工大学、 东南大学等也正在从不同的角度对生物质 液化技术进行研究。 研究生物质液化是为了提高液体产物的产率, 减少固体残留物和气态产 物的量获得品质更高的液体产品。 生物质热解液化所得液体燃料习惯上称为生物柴油, 可以直接作为燃料使用, 也可以转 化为品位更高的液体燃料或价值更高的化工产品。 生物柴油的研究与开发起步晚, 有望在今 后几十年中迅速发展起来,形成生物柴油产业。统计数据表明,我国乙醇产量的 1/3 以木薯 为原料,2004 年广西乙醇产量为 30 万 t,其中木薯生产乙醇总量达到 10 万 t。利用生物质生 产酒精方面巴西和美国成绩很突出。 研究结果表明木薯作为燃料乙醇原料的综合效益居第二 位,它是生产生物乙醇的首选原料,目前科技工作者在木薯乙醇生产中已经开发出诸如连续 发酵、差压精馏等可与玉米乙醇生产相媲美的技术。黑龙江、吉林和河南三省建设陈化粮为 燃料乙醇生产工程,主要原料为玉米、甘薯等,并已在全国十余个城市开展了掺和 10%乙醇的 汽油醇燃料应用示范工作。 生物质的气化,我国生物质生产沼气研究工作开展的较好,利用秸秆和粪便通过发酵,产 生沼气后照明和生活用燃料。目前,我国特别是四川等地在农村已普遍使用了较为实用的沼 气池。沼气开发利用主要有农业沼气,工业沼气,城市下水道污水沼气,城市垃圾沼气。生物 质气化产物主要包含甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等,这些产物可用做生活燃气 或工业用气。生物质气化是生物质热转化技术中历史最长、最具实用性的一种技术,但生物 质气化气存在的最大弱点,即气体中 H2/CO 值较低。 我国在技术与装置开发方面自 1990 年代 以来,已取得了一系列的成果,如主要集中于生物法和热化学转换法生物质的制氢技术,中国 科学院广州能源研究所开发研制的各式气化炉 ,可用于清洁供热供电和供气,部分产品已经 出口东南亚各国。 目前二甲醚的合成主要通过煤气化、 天然气气化以及重渣油气化等途径获 得的合成气来合成。 据报道,该研究所研究出利用生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法。 发明专利是一种利用沼气重整生物质气化气合成二甲醚的新方法,工艺涉及生物质的高效洁 净利用领域,提供了一种完全由生物质高效清洁利用合成燃料二甲醚的绿色合成方法。?? 生物质转化成其他化工产品 上海大学环境与化学工程学院固体废物研究中心,利用水热技术对甘蔗渣、树叶和菜皮 ?种生物质垃圾的转化产物和机理进行了研究。结果表明,生物质转化得到的产物中含有大 量的腐植酸物质。这类腐植酸物质可以作为生态肥料,腐植酸含量能达到 45%左右具有良好 的肥效和经济价值。广西大学生物技术学科的研究人员针对此难题经过两年的攻关,成功地 研制了利用污泥制造成高效无污染的生态有机肥的技术,生产的肥料不仅能使农作物产量有 较大的提高,而且使果蔬的品质有极大的提高,深受农民的普遍青睐。2000 年该技术转让给 上市公司桂林集琦集团,当年便实现产业化。 我国农村生产沼气过程中,同时得到发酵液、 渣 等厌氧发酵残留物,作为农田的有机肥料,效果很好,从而使得生物质能源得到充分利用。我 国木薯生产乙醇技术趋于成熟,乙醇除了作为运输燃料替代汽油,还可以生产冰醋酸、 乙烯及 其下游产品。生物质的催化合成甲醇技术发达国家,如美国、日本、英国、法国、德国、俄 罗斯等,早在 10 年前就已开展了技术攻关研究。朱灵峰等研究者开展了此项研究工作,填补 了我国此研究领域的空白。 结果表明,解决了催化剂失活问题,秸秆类生物质热化学法制得的 低热值燃气通过适当处理制备的合成气,可直接催化合成甲醇。生物质能的研究工作逐渐转 向热解产品的深加工开发,如活性炭、 木醋液等应用研究领域。 木焦油是国际紧俏产品,木醋 液可形成多种化工产品。 (资料来源江西林业科技报 2006 年第 5 期) 开发和利用生物质能源已成为世界许多国家开源节流、化害为利和保护环境的重要措 施。据联合国环境保护机构发表的一份调查报告说,至少有多个工业化国家在开发利用“绿 色能源”方面取得了显著成绩,其中有些国家通过实施“绿色能源”计划,在很大程度上缓 解了本国能源紧缺的矛盾?同时有效地改善了环境。 而我们国家在拥有丰富的生物质资源时, 我们更要合理的开发与利用, 改善利用生物质 能源的技术,提高能源利用效率,使我国在利用生物质能源方面更加完善,最终使生物质能 源成为我国重要能源的之一。
在新农村建设中,农村基础设施是农村经济社会发展和农民生产生活改善的重要物质基础。加快发展农村能源,是加强农村基础设施建设的主要内容,是促进生态保护、发展循环经济的重要途径,也是社会主义新农村建设的重要内容。目前盐城农村可再生能源的使用现状却并不乐观,大量农村生物质能源被弃置不用,甚至白白烧掉,既严重浪费了稀缺的能源,又造成环境污染,还增加了农民的经济负担。
农村能源利用现状和问题
盐城市没有常规能源资源,农村可供利用的能源主要是生物质能源,此外还有太阳能和风能,盐城市生物质能源资源可分成四类:即人畜粪便、草类、农作物秸秆和薪柴。目前农村能源主要包括薪柴、秸秆、小水电、太阳能等可再生能源以及煤炭、燃料油、电力等商品能源。2006年盐城市农业普查资料显示:盐城农村居民生活用炊事能源有较大改变,使用天然气和液化气的农户越来越多,但由于盐城位处苏北地区,经济仍相对欠发达,许多农户仍以柴草为主要炊事能源。第二次农业普查对1785114户在农村居住1年以上常住户的炊事能源使用情况进行的调查结果显示:2006年末,农村居民家庭主要炊事用能源以柴草为主,辅助炊事用能源以电为主;不同地区农村居民家庭炊事能源的使用差异较大。
(1)以柴草为主要炊事能源的农村居民家庭超过八成。2006年末,使用柴草作为主要炊事能源的农村居民家庭有1467766户,占82.2%;使用煤的38112户,占2.1%;使用液化气或天然气的262092户,占14.7%;使用沼气的户数占0.7%;使用电的户数占0.9%;使用其他能源的户数占0.01%。分地区看,使用柴草作为主要炊事能源的农村居民家庭的户数比重超过80%的有6个县(市、区),其中阜宁县户数比重占89.7%;使用煤作为主要炊事能源的户数比重超过4%的有建湖县;使用液化气或天然气作为主要炊事能源的户数比重超过15%的有4个县(区、市),其中亭湖区的户数比重最高为22.8%。
(2)以电为辅助炊事能源的农村居民家庭达到五成以上。2006年末,盐城全市农村使用辅助炊事能源的常住户有1525756户。其中:使用电作为辅助炊事能源的有866454户,占56.8%;使用液化气或天然气的有530332户,占34.8%;使用煤的有50245户,占3.3%;使用柴草的有66600户,占4.37%;使用沼气的占0.2%;使用太阳能的有6300户,占0.4%;使用其他能源的有2437户,占0.16%。分地区看,使用电作为辅助炊事能源的农村居民家庭的户数比重超过50%的有7个县(市、区),其中阜宁县的户数比重最高,达77.5%;使用液化气或天然气作为辅助炊事能源的户数比重超过全国平均水平(23.2%)的有7个县(市、区),其中大丰市的户数比重最高,达57.5%。
30多年来,尽管政府对农村能源进行了有计划和有组织的开发, 但是直接焚烧薪柴、秸秆的状况未得到根本性改变。无论从整个农村能源消费总量还是从农村生活用能的角度,薪柴、秸秆所占比重都相当高,浪费极大。而且生物质直接焚烧, 将产生的大量烟尘和余灰,严重污染生活环境并损害人们的身心健康。另外, 农药、化肥的不正确使用和垃圾等随意堆放, 使得大气、地下水、土壤等受到了严重污染, 加之砍伐、植被破坏和农民环保意识不强等, 致使农村污染高于城市。开发农村可再生能源,做好农村能源节约,不仅有利于改变农民传统生活能源消费模式,减少农民对商品能源的依赖,而且能够有效改善农村生产生活条件,推进社会主义新农村建设。
沼气的开发利用是解决农村能源和环境问题重要途径
为了彻底解决农村能源和环境问题, 沼气开发利用就成为农村居民使用能源的一条切实可行的重要途径。
1、沼气是适合盐城农村资源环境的清洁环保能源。沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃性气体。沼气的热值:5500-5800大卡/立方米。主要成份是甲烷和二氧化碳。发展农村能源不仅开发沼气、太阳能、秸秆气化等可再生能源,促进资源的循环利用,而且治理农业农村面源污染,改善和保护生态环境,是社会主义新农村建设的基础性工程,具有较好的开发前景和发展潜力。
沼气的发热值相当高,一般为20934——25121千焦/立方米,燃烧最高温度可达1400℃,高于城市液化气的热值,是一种优质燃料。沼气是一种可再生无污染的能源,只要有太阳和生物的存在,就能不断的周而复始地来制取沼气。微量的一氧化碳和硫化氢虽有毒性,但经过氧化燃烧作用,可解除毒性,所以制取沼气不会产生污染,相反传染疾病的病源——人畜粪便以及城镇有机废物,经过沼气池厌氧发酵、沉淀作用,能杀灭病菌和寄生虫卵,有效防止了疾病传染。沼气原料来源广泛,可以就地取材,人畜粪便、作物秸杆、植物的枯枝落叶、污泥垃圾、含有机物的工业废渣、废水等均可作为制取沼气的发酵原料,不需要特殊的生产条件,池温稳定在10℃以上就可产气。江苏省属亚热带和暖温带地区,年平均气温为13℃—16℃,只要注意沼气池的越冬管理,一年四季均可产气。
2、沼气工程可为生态农业、农村环境建设做贡献。沼气不仅是一种优质高效清洁燃料,而且所产生的沼液、沼渣也有非常广泛的用途。沼气余渣的肥效是普通农家肥的三倍多,可有效地促进作物增产,提高产品质量;沼液可以用来施肥、养殖鱼虾、浸种。通过走“猪——沼——果”、“猪——沼——鱼”、“猪——沼——菜”等种养业生物链模式,改善了土壤长期使用化肥出现的板结情况,有机肥成分明显提高,农村水体污染现象得到有效控制;同时使农产品品质得以提升,可见沼气不仅能解决农村能源问题,而且将农户的生产、生活、种植、养殖有机地结合起来,实现农业资源的再生增值和多级利用,改善农村环境,引导农民脱贫致富,创造良好的生态环境,带动农村经济可持续发展。
3、沼气是技术发展成熟的可靠能源。经过20多年的摸索,农村沼气技术已经发展成熟,且为了保证建设一个使用一个,保护使用农户的利益,盐城规定农村沼气项目建设必须执行相关国家或行业标准。统一采用“一池三改”模式,要求各地严格按照这些规程和标准,逐村调研,逐户设计,统一施工,做到建一个用一个,切实为改善农民生活和促进农业生产发挥实效。盐城组织开展的农村沼气工程建设,具体包括三个方面:农村“一池三改”(建沼气池、改厕、改圈、改厨)户用沼气、大中型畜禽场沼气治理和生活污水净化沼气池。
4、沼气开发利用成为可能的成因。盐城是农业大市,畜牧业生产是盐城的传统产业。据第二次农业普查数据显示:2006年盐城生猪饲养量达819.37万头左右,家禽饲养量达2.16亿只左右,羊的饲养量达138.19万只,牛的饲养量1.82万头。多年来,盐城畜牧业生产在全省具有举足轻重的重要位置:2006年,全市生猪的产量占全省20%,家禽的饲养量占全省27.2%。在全省的生猪饲养量前10名中,盐城的阜宁、东台、滨海、大丰等四县(市)榜上有名,其中阜宁县多年来一直位居第一。
目前每年产生数以万吨的粪便绝大部分不能得到有效利用,通过建设沼气工程,可以化废为宝,生产大量的优质燃气,代替燃烧秸杆和煤,可大大改善广大农民的生活质量。农户建一口八立方米的沼气池,可年产沼气300立方米,可基本满足一家4-5人的生活用能需求,节约燃料和电费500元左右。目前全市已新建有农村“一池三改”户用沼气工程近3.43万户,其中2007年新建1.24万户,不仅给农民带来生活质量的提升,而且节约了大量能源支出。
沼气发展中遇到的困难及其根本原因
农村新能源,无论是生物质能源还是太阳能、风能、沼气等,并不是什么全新的、重新创造的能源,实际上是最为传统的能源,一直是人类特别是传统农业社会赖以生存的最重要能源。但农村新能源的“新”表现在农村可再生能源的“工业化式”利用上,即规模化(集中化)、技术化和装备化。所谓规模化(集中化),就是将农村可再生能源(特别是生物质能源)集中到一起,集中处理、加工、转换、传输和使用。所谓技术化,就是农村可再生能源利用不再是顺手用材、靠天吃饭,而是借助一定的物理、化学和生物技术,实现可再生能源的有效转化和贮存。所谓装备化,就是农村可再生能源的转化、贮存、传输和使用往往需要一定装备和工具。农村新能源规模化、技术化和装备化需要新型农民和新型农村的生产生活方式。但是,目前作为农村新能源的沼气在推广使用中遇到一定的困难。
1、畜禽养殖排泄物治理任务十分繁重,沼气建设工程量很大。有关资料表明:在正常情况下一个百头牛场年排粪尿量达1100吨。一个千头猪场年排粪尿量达2000余吨,一个万只鸡场年排粪便达360吨,可以说一只畜禽就是一个污染源,一个规模养殖场就是一个大的污染场,盐城规模以上猪场、鸡场、肉牛场、奶牛场几千家,就有几千个污染源。一个千头猪场年排泄污水约7000多吨,污水不加处理直接渗入地下,造成地下水中的硝酸盐含量过高,给环境造成严重污染。此外畜禽养殖还对周围空气产生严重污染,空气中的氨气、硫化氢气体及其他有毒有害气体直接对畜禽和人群产生污染,影响人畜健康。据2006年第二次农业普查资料显示:盐城生猪年末存栏286.15万头,羊存栏51.53余万只,家禽存栏6876.1万只。全市养殖污水排放量上几千万吨。但目前列入省级治理项目的生猪和牛存栏量仅占盐城2006年总量的个位数,并且盐城畜禽散养户只有很小一部分建设户用沼气池。从目前畜禽养殖排泄物治理的情况看,主要以沼气化进行处理。因此,在养殖业污染治理中,沼气建设工程量还很大。
2、农村生活污水尚未得到有效处理,推广农村生活污水净化沼气技术任务非常艰巨。据测算,盐城全市乡村人口601.81万人,以每人每年100公斤的污水量计算,农村生活污水年产生量达6亿吨,而农村生活污水治理工作才刚起步,农村生活污水还处于无序排放的状态,推广农村生活污水净化沼气技术的面很广。
3、农户劳动力外出打工规模大。目前,农民占有耕地比较少,难以容纳农村劳动力充分就业。在这种情况下,农民的兼业行为就比较突出,特别是通过外出打工获得收入就成为许多农村劳动力的重要选择,工资性收入成为农民增收的亮点。近年来,全市农民工资性收入持续快速增长,日益成为农民收入不可或缺的重要来源。2006年全市农民工资性纯收入人均2117.7元,占农民收入的比重达39.3%,比上年增加4.5个百分点。本地就业吸纳能力逐步增强,直接增加了当地农村劳动力就业机会。农村劳务输出继续增加。2006年,全市外出从业人员122.3万人。由于劳务输出人数不断增加,农民外出劳务收入始终保持两位数增长。2006年,农民外出打工得到的劳务收入人均1271.42元,占农民纯收入的23.6%。外出打工的劳动力基本上是以拥有较高文化水平和较强体力的“精英”农村劳动力为主,而农村新能源具有一定的技术含量,需要一定的知识水平和劳动强度,这些“精英”农民的外出无疑会使农村新能源的开发利用缺少必备的人力资源支持。
4、农村内部出现社会分化。当前,我国农民更像是一个身份的象征,农民已经被分化为具有相当差异的社会阶层。不同农村社会群体的收入不同、就业方式不同,就造成他们对发展农村新能源具有不同的态度和不同的支付能力。
5、资金短缺,全面推广有一定困难。沼气工程建设是新农村建设的重要内容之一,是民心工程和富民工程,之所以目前尚未全面推广,建设资金不足是重要原因之一。建设一个沼气池需费用约为3000元左右,对苏北尤其是盐城农村居民而言是笔不小的开支,需要政府将沼气建设工程作为农村基础建设工程来加以扶持。2004年开始,江苏通过农村沼气国债项目,为苏北五市争取了800万元,同时江苏通过小型公益设施农村能源项目也拿出800万元,扶持试点县的沼气池建设。但分到每个试点县的资金只有10万元,按照1户补助1000元的标准一个县最多只能建100个沼气池。盐城“十一五”规划新建“一池三改”户用沼气池7万个,需要建设资金达2.1亿元之巨。如此巨额的资金需求,如果不能得到政府的大力投入必将对盐城的沼气事业产生严重制约。建设资金短缺,培训专项经费更加捉襟见肘,经费短缺影响了技术的推广与普及。
6、媒体宣传不够,群众认识不充分。在开发利用农村能源上,突出存在的是比较忽视经济增长与资源环境的协调发展,尤其是对以沼气为重点的农村能源建设功效缺乏了解,仅仅停留在“省柴节煤、点灯烧饭”的层次上,没有足够认识到农村能源利用在新的发展阶段对生态环境改善、农民增收致富和促进农村发展方面的重要作用,没有把农村能源开发利用作为生态环境建设和可持续发展一项重要举措来抓,没有真正把农村能源建设列入到新农村建设的议事日程。目前广播、电视、报刊等新闻媒体的社会宣传不够,使广大干部、群众对农村能源建设重要性认识不充分,能源利用新产品、新成果信息没有完全深入到村、组、农户。
推进农村新能源开发利用必须立足长远,多策并举
1、做好打“持久战”的准备。我国农村新能源的推广不是一蹴而就的事情,需要一个比较长的时间推广、接受、再推广过程,才能够使广大农民认识和接受新能源。在这个长期的过程中,新能源的发展可能会遇到一些困难和挫折,但不能因此产生消极和怀疑情绪。
2、当前农村新能源推广利用的重点是农村高收入水平群体。从收入水平的人群分布来看,2006年盐城农村人均年收入在1万元以上的农户占全部农户的比重为20%,2006年盐城平均每户常住人口为3.59人。这样计算,大约20%左右的农户家庭年收入在2.5万元左右,按户均农村新能源固定资产投资2500元计算,农村新能源固定资产投资占家庭收入的比重为10%左右,应该是在可承受范围之内。因此,按照循序渐进的原则,当前阶段我国农村新能源推广应首先着力于这些收入水平比较高的农民群体。增加农民收入水平就成为农村新能源长远发展的基础。农民收入水平的增加不仅可以提高农民利用农村新能源的能力。更重要的是,农民收入水平提高可以使其更加注重能源使用质量,从而提高农民利用农村新能源的意愿。
3、农村新能源利用要尽量采用劳动力节约型技术。目前我国农村劳动力,特别是比较富裕的农村劳动力的机会成本比较高,如果农村新能源利用所耗费的劳动力数量比较大、劳动强度也较高,就会抑制那些最具有利用新能源能力和意愿的农民进入农村新能源领域。随着农村劳动力的转移,妇女在农村生产生活中的作用越来越重要。因此,农村新能源利用技术也应根据农村的这一发展趋势来进行技术推广。
4、加强教育、宣传和培训。农村新能源不仅技术含量较高,还需具备一定的安全知识,这对许多农民(特别是农村妇女)来说,无形中就存在一个门槛,使得许多农民对新能源望而却步。因此,通过对广大农民对农村新能源的教育、宣传和培训,可以提高农民利用新能源的自觉性。
5、加强农村新能源服务体系的建设。当前,我国农村能源在科学研究、技术推广、产业开发、社会化服务等方面都没有形成自己的发展体系。乡级服务站已基本上没有了,县级农村能源办公室的级别也很低,而且一般以提供沼气技术的咨询和服务为主,服务范围窄,工作力度小。要发展农村新能源,必须加强农村新能源的科研和技术服务体系建设。农村新能源利用要与村庄整治相结合。目前,我国许多地区正在进行以“归村并点”为主要方式的村庄整治,村庄整治不仅可以为农村新能源的规模化利用提供条件,还可以通过新能源管网建设与村庄整治相结合,降低发展农村新能源的固定资产投资,吸引更多的农民利用新能源。
6、把发展生物质能源作为工业反哺农业、城市支援农村的一个尝试。通过财政税收、金融等方面的优惠政策,引导企业与农村、农民之间形成更紧密的经济联合体。这不仅能有效解决生物质能资源分散性、易变质性与大工业生产集中性、连续性的矛盾,还能促进农村新兴产业发展和农民增收。
7、生物质能源开发利用要优先考虑农村能源的需求,为新农村建设服务。建议国家设立专项资金,加大投入,实施农村生物质能源利用惠民工程,从农民需求入手,以提高传统生物质能源利用效率为核心,以农林剩余物能源利用为重点,着力加快省柴节煤炉灶的升级换代,大力普及沼气使用,积极开发秸秆气化、秸秆致密成型等小规模、分散性、直接为广大农民群众服务的生物质能源产业。(作者单位:江苏省统计局盐城调查局/盐城市农村社会经济调查队)
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.3国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,甚至从外太空获得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境;其次,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水,是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前,发展中国家主要发展沼气池技术,以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发;加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上.
实际上,目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外,还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:
1.在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下,必然对森林等自然资源进行不合理采伐,破坏了自然植被和生态平衡;
2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用,不仅造成资源浪费,而且使其成为主要的有机污染源,除造成严重的大气和水污染之外,还排放大量的温室气体,加剧了全球温室效应;
3.同时,随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题,必须予以足够的重视,并采取有效措施着力加以解决。
事实上,大力开发和利用生物质能源,对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义,产生诸多利益;
4.减少污染,改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题,这也是大部分生物质利用的首要目标。
5.解决农村能源供应问题,提高农民生活水平。
我国农村能源供应紧张,而生物质源丰富,所以可利开展利用生物质能,可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。
6.改善能源结构,减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨,如果能充分开发,可以在我国的能源消费中占重要的地方,这对改善我国能源结构,减少我国对石化燃料的依赖,进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放,最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据:
1.目前,绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染,给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民,随着生活水平的提高,迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面,以生物质可燃气作为他们的生活能源,就会改善其卫生环境,提高生活质量,减轻劳动强度。
2.众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,利用生物质气化技术将其转换成可燃气,生产出优质能源,变废为宝,可谓一举两得。
3.禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源,随着大型畜牧场的不断建成和发展,所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源与环境双重意义。
4.随着我国社会经济的迅速发展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例,1995年,年垃圾产量均已突破400万吨,1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾,不仅可获得能源,而且达到低费用治理污染的目的。
5.我国的边远地区,生物质资源丰富,多属于缺电、少电地区,可将生物质气化发电,或供热可自产自用。
6.事买上,生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景,其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源,而且具有保护环境,节省资源的功能。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。
我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。
虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:
a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。
b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。
c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。
此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:
a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。
b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。
c.目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。
d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。
e.政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
4.1发展方向
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:
a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。
b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。
c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。
d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
4.2对策
根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,制定严格的技术标准,加强技术监督和市场管理,规范市场活动,为生物质技术的推广创造良好的市场环境。
b.在工业化生产与规模化应用方面:加强生物质技术与工业生产的联系,在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3优先领域
.秸秆能源利用
.有机垃圾处理及能源化
.工业有机废渣与废水处理及能源化
.生物质液体燃料
4.4重大关键技术
.高效生物质气化发电技术
.有机垃圾IGCC发电技术
.高效厌氧处理及沼气回收技术
.纤维素制取酒精技术
.生物质裂解液化技术
.能源植物培育及利用技术
5.结语
生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。我国幅员辽阔,但化石能源资源有限,生物质资源丰富,发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源,开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持,为我国的生物质能源事业创造有益的发展环境。
本条例所称农村可再生能源,是指农村的生物质能、太阳能、风能、微水能、地热能等非化石能源。第三条 农村可再生能源的开发利用坚持因地制宜、综合利用,政府引导与市场运作相结合,经济效益、社会效益和环境效益相统一的原则。第四条 县级以上人民政府主管农村能源工作的部门负责本行政区域内农村可再生能源开发利用的监督管理,所属管理机构负责具体工作。
县级以上人民政府其他有关部门按照各自职责负责本行政区域内农村可再生能源开发利用的有关监督管理工作。
乡镇人民政府在上级人民政府主管农村能源工作部门的指导下,做好本行政区域内农村可再生能源开发利用的有关工作。第二章 推广应用第五条 县级以上人民政府及其主管农村能源工作的部门、乡镇人民政府应当开展利用农村可再生能源和节约能源的宣传教育,普及有关知识,推广新技术、新产品,为开发利用农村可再生能源提供指导和服务。第六条 各级人民政府应当根据农村实际情况因地制宜地推广下列可再生能源技术:
(一)沼气综合利用技术和生产生活污水沼气厌氧发酵技术;
(二)生物质气化、固化和液化等技术;
(三)太阳能热水、采暖、干燥等技术;
(四)利用地热能种植、养殖等技术;
(五)微水能发电及其他利用技术;
(六)风能利用技术;
(七)其他可再生能源技术。第七条 县级以上人民政府及其有关部门应当结合农业结构调整建设沼气利用工程,发展沼气生态农业。
各级人民政府应当按照沼气开发利用规划,引导、鼓励、扶持、组织下列地区重点建设沼气利用工程:
(一)血吸虫病疫区;
(二)畜牧业相对集中发展地区;
(三)生活污水未纳入污水处理管网统一处理的地区;
(四)农村贫困地区、少数民族地区。第八条 大中型畜禽养殖场应当优先采用沼气环保能源技术。
鼓励采用沼气厌氧发酵技术处理生产生活污水。没有修建污水处理厂的集镇或者污水管网未能覆盖的地方,应当优先采用沼气厌氧发酵技术处理生产生活污水。第九条 秸秆资源丰富的地区,当地人民政府及其有关部门应当加强对秸秆综合利用的指导,有计划地示范推广秸秆气化、固化等技术。第十条 鼓励有条件的村(居)民小区、机关、学校、敬老院、医院等采用太阳能供热采暖等技术。建设单位、房地产开发企业在建筑和设计施工中应当根据业主的意见为利用太阳能提供必备条件。第十一条 在有地热能、微水能、风能的地区,当地人民政府及其有关部门应当采取扶持措施,试点示范,促进开发,推进综合利用。第十二条 县级以上人民政府及其有关部门、乡镇人民政府应当在农村推广先进适用的省柴节煤灶以及制茶、烤烟、砖瓦生产等方面的节能技术。
用能单位和个人应当逐步淘汰或者改造高能耗设备和工艺。以薪柴为生活能源的农户应当采用节柴技术,减少薪柴消耗。第三章 保障措施第十三条 各级人民政府应当将农村可再生能源的开发利用纳入国民经济和社会发展计划,与农村卫生保健、环境保护等工作统筹规划,配套实施。
县级以上人民政府应当将农村可再生能源技术和产品的科学技术研究纳入科技发展规划。
县级以上人民政府主管农村能源工作的部门应当定期开展农村可再生能源资源调查,会同其他有关部门编制农村可再生能源开发利用规划,报同级人民政府批准。第十四条 县级以上人民政府应当设立农村可再生能源发展专项经费,列入同级财政预算。
县级以上人民政府有关部门应当按照省人民政府的规定,安排部分专项资金用于农村可再生能源的开发利用。第十五条 各级人民政府按照国家有关规定,将农村可再生能源技术推广纳入农业技术推广体系,建立健全技术服务网络,加强农村可再生能源科学研究、技术指导和培训、信息咨询、安全管理等公益性的服务。第十六条 各级人民政府应当鼓励各种经济主体参与农村可再生能源的开发利用和技术推广,依法保护开发利用者的合法权益,推动农村可再生能源的发展。
与传统能源行业相比,生物质能具有可再生、污染低、分布广等特性。严酷的现实已经倒逼着人类社会必须寻找和发展可再生清洁能源,我们中国尤其如此。生物质能源可以覆盖化石能源的全品类,因此这个产业兴旺发展的时机已经成熟。国家能源局此前发布的《生物质能发展“十三五”规划》明确,全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。截至2020年“十三五”规划末,生物质能在可再生能源中占比将达到30%,超过光伏和风电的总和。据了解,我国生物质重点产业将实现规模化发展,成为带动新型城镇化建设、农村经济发展的新型产业。
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。属再生能源。据计算,生物质储存的能量为270亿千瓦,比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有: (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便,通过厌氧消化产生可燃气体甲烷,供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中,生物质能所占比重微乎其微。
浙江境内有西湖、东钱湖等容积100万立方米以上湖泊30余个,海岸线(包括海岛)长6400余公里。自北向南有苕溪、京杭运河(浙江段)、钱塘江、甬江、灵江、瓯江、飞云江和鳌江等八大水系,钱塘江为第一大河,上述8条主要河流除苕溪、京杭运河外,其余均独流入海。
浙江地处亚热带季风气候区,降水充沛,年均降水量为1600毫米左右,是中国降水较丰富的地区之一。浙江省多年平均水资源总量为937亿立方米,但由于人口密度高,人均水资源占有量只有2008立方米,最少的舟山等海岛人均水资源占有量仅为600立方米。 浙江省海洋资源十分丰富,海岸线总长6486.24公里,占中国的20.3%,居中国首位。其中大陆海岸线2200公里,居中国第5位。有沿海岛屿3000余个,水深在200米以内的大陆架面积达23万平方公里,海域面积26万平方公里。面积大于500平方米的海岛有3061个,是中国岛屿最多的省份,其陆域面积有1940.4万公顷,90%以上无人居住。其中面积495.4平方公里的舟山岛(舟山群岛主岛)为中国第四大岛。
浙江岸长水深,可建万吨级以上泊位的深水岸线290.4公里,占中国的1/3以上,10万吨级以上泊位的深水岸线105.8公里。东海大陆架盆地有着良好的石油和天然气开发前景。港口、渔业、旅游、油气、滩涂五大主要资源得天独厚,组合优势显著。截至2013年,有港口58个,泊位650个,年吞吐量2.5亿吨。海岸滩涂资源有26.68万公顷,居中国第三。舟山是浙江唯一的海岛市,是国家重点开发区域之一。
浙江海域辽阔,气候温和,水质肥沃,饵料丰富,适宜多种海洋生物的栖息生长与繁殖。生物种类繁多,素有“中国鱼仓”美誉。
浙江可供海水养殖的品种:石斑鱼、鲍鱼、扇贝、海参、鳗鲡、褐菖鮋、黑鲷、真鲷、鲈鱼、鮸状黄姑鱼、黄条鰤、河豚、卵形鲳鲹、鲻骏鱼、海鳗、中华乌塘鳢、中国对虾、日本对虾、斑节对虾、长毛对虾、刀额新对虾、脊尾对虾、梭子蟹、青蟹、海马。 土地调查是一项重大的国情国力调查。浙江省第二次土地调查自2007年启动,历时3年,至2010年1月完成了标准时点(2009年12月31日)调查成果的汇总分析,全面查清了浙江省土地利用状况,掌握了各类土地资源底数。2014年6月20日,经省政府同意,省国土资源厅、省统计局今天联合公布浙江省第二次土地调查主要数据成果。
根据第二次调查的结果,至2009年12月31日(标准时点),浙江省耕地2980.03万亩,占18.83%;园地943.52万亩,占5.96%;林地8530.94万亩,占53.91%;草地155.76万亩,占0.97%;城镇村及工矿用地1333.49万亩,占8.43%;交通运输用地319.07万亩,占2.02%;水域及水利设施用地1289.53万亩,占8.15%;其他土地273.53万亩,占1.73% 。
数据显示,浙江省2009年末耕地面积比1996年第一次调查时净减少207.98万亩,人均耕地从1996年第一次调查时的0.72亩下降到0.56亩,约相当于全国人均耕地的三分之一。浙江省耕地数量少、耕地质量不高、后备资源不足的基本省情没有改变,耕地保护形势仍然十分严峻,必须毫不动摇地坚持最严格的耕地保护制度。
第二次调查数据显示,浙江省2009年末建设用地面积比1996年第一次调查时净增加40.58万公顷(608.65万亩),虽然建设用地增加满足了浙江省经济社会发展的需求,但与发达地区相比,建设用地节约集约利用水平仍有较大的提升空间;同时,建设用地供需矛盾仍然十分突出,必须毫不动摇地继续坚持最严格的节约用地制度。
浙江省的土壤以黄壤和红壤为主,占浙江省面积70%以上,多分布在丘陵山地,平原和河谷多为水稻土,沿海有盐土和脱盐土分布。 浙江省矿产种类繁多,有铁、铜、铅、锌、金、钼、铝、锑、钨、锰等,以及明矾石,萤石、叶蜡石、石灰石、煤、大理石、膨润土、砩石等。明矾石矿储量居世界第一(60%),萤石矿储量居中国第二。
浙江省境内已发现矿产113种。截至2009年底浙江省统计矿产资源储量的矿产93种(不包括油气、放射性矿产)。浙江省列入统计的矿区有2392个,比上年减少302个,其中固体矿产矿区2343个,地热矿泉水矿区49个。
非金属矿产丰富,部分矿种探明资源储量位居全国前列。以探明资源储量而言,明矾石、叶蜡石居全国之冠,萤石、伊利石、铸型辉绿岩居全国第二,饰面闪长岩第三,沸石、硅灰石、透灰石、硼矿、膨润土、珍珠岩等列前十名之内。多数矿床规模大,埋藏浅,开采条件好。
金属矿产点多面广,但规模不大。浙江省铁、铜、钼、铅、锌、金、银、钨、锡矿产较多,但多数为小型矿床或矿点,仅少数矿产地达到大中型规模,且矿石组成复杂,共伴生多种元素。
省域成煤地质条件差,煤炭资源贫乏;陆域尚无发现油气资源,但海域油气前景看好。 浙江省植被资源在3000种以上,属国家重点保护的野生植物有45种。树种资源丰富,素有东南植物宝库之称。
浙江林地面积667.97万公顷,其中森林面积584.42万公顷。森林覆盖率为60.5%,活立木总蓄积1.94亿立方米。森林面积中,乔木林面积420.18万公顷,竹林面积78.29万公顷,国家特别规定灌木林面积85.95万公顷。
浙江的森林覆盖率、毛竹面积和株数位于中国前茅。其中竹林面积占中国的1/7,竹业产值约占中国的1/3,森林群落结构比较完整,具有乔木林、灌木林、草本三层完整结构的面积占了乔木林的54.2%,只有乔木层的简单结构的面积仅占乔木林的1.5%。森林的健康状况良好,健康等级达到健康、亚健康的森林面积比例分别为88.45%和8.23%。森林生态系统的多样性总体上属中等偏上水平,森林植被类型、森林类型、乔木林龄组类型较丰富。
野生动物种类繁多,有123种动物被列入国家重点保护野生动物名录。野生动物有兽类80多种,鸟类300-400种,其国家一级保护动物22种,二级保护动物103种,省级保护动物44种。 二次能源 电力生产:浙江省电力总装机容量5728万千瓦,总发电量2568亿千瓦时,其中6000千瓦及以上发电机组发电量2503亿千瓦时。
热电联产:地方热电联产企业年发电量172亿千瓦时,年集中供热量3.2亿吉焦。(截至2010年) 可再生能源 风能利用:浙江省已建成投产风力发电总装机容量24.9万千瓦。风力发电量4.7亿千瓦时。
太阳能利用:浙江省已建成投产的光伏利用示范项目装机容量2.96万千瓦,累计推广太阳能热水器920万平方米。
垃圾焚烧发电:浙江省已建成投产的垃圾焚烧发电机组装机容量33.3万千瓦,年发电量约20.1亿千瓦时。
农村生物质能:浙江省农村地区生产、生活用能中,秸秆和薪柴消费折合标准煤57.8和95.6万吨。沼气用户14.4万户,大中型沼气工程7240处,年产沼气1.7亿立方米,折合标准煤10.3万吨。农村清洁能源利用率已达66.0%。(截至2010年)
前景:前途无量。传统化石能源日渐枯竭,新的能源必须开发。核能,太阳能,风能,生物质能都是新的清洁能源,而在这几种清洁能源中生物质能的基元物质的量是最大的。
问题:沼气这种生物质能已经比较成熟;生物乙醇是生物质能非常大的一块儿,其还是有很大的问题要解决:1,淀粉发酵,粮食危机的影响造成粮食发酵酒精不太现实。2,通植物纤维素发酵,副产物的抑菌作用和菌类的转化效率都是要解决的问题。
http://www.ocn.com.cn/reports/2006107shengwuzhineng.htm
地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t,含能量达3×1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍,或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大,但地球上每个国家都有某种形式的生物质,生物质能是热能的来源,为人类提供了基本燃料。
中国拥有丰富的生物质能资源,中国理论生物质能资源50亿吨左右。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。
近年来,中国在生物质能利用领域取得了重大进展。
2006年底全国生物质能发电累计装机容量220万kW,其中蔗渣热电联产170万kW;农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万kW。此外,2006年完成生物质气化及垃圾填埋气发电3万kW,在建的还有9万kW。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处,年产沼气约90亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处,年生产生物质燃气2,000万立方米。
中国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视,己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等,取得了多项优秀成果。政策方面,2005年2月28日,第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》,2006年1月1日起已经正式实施,并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位,并在政策上给予了巨大优惠支持,因此,中国生物质能发展前景和投资前景极为广阔。
中投顾问发布的《2008-2010年中国生物质能利用产业分析及投资咨询报告》共十章。首先介绍了生物质能的定义、种类、特性及开发范围等,接着分析了国际国内和中国农村生物质能的开发与利用情况,并对生物质能技术进行了细致分析,然后具体介绍了生物柴油、燃料乙醇和生物质能发电产业的发展。随后,报告对生物质能利用产业做了投资分析,最后分析了生物质能利用产业的未来发展前景。您若想对生物质能产业有个系统的了解或者想投资生物质能相关行业,本报告是您不可或缺的重要工具。
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量,这些植物以生物质作为媒介储存太阳能,属再生能源。据计算,生物质储存的能量比目前世界能源消费总量大2倍。
生物质能从广义层面讲,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
从狭义和法律层面讲,生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。依据来源不同,可将适合于能源利用的生物质分为林业剩余物、农业剩余物、生活污水、工业有机废渣废液、城乡固体废物和畜禽粪便等六大类。
发展生物质能的意义:
目前,生物质能在我国可再生能源消费总量中占比不到10%。当前的“小产业”若政策得当,方向正确,未来则是可再生能源领域的“巨人”。每年若对城乡各类有机废弃物进行无害化、减量化和资源化利用,将对我国环境、能源和粮食安全发挥巨大作用。
随着生物质能产业发展规模不断壮大,将会逐步改变我国农业农村生产生活方式,实现新时代县域经济绿色低碳循环可持续发展新业态,进而推动我国新型城镇化、乡村振兴战略和碳中和目标尽早实现。
以上内容参考:百度百科-生物质能