生物质能的现状和发展前景论文
生物质资源以林业和农业废弃物为主
我国生物质资源丰富，主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪便、城市生活垃圾、有机废水和废渣等，每年可作为能源利用的生物质资源总量约相等于4.6亿标准煤。其中农业废弃物资源量约4亿吨，折算成标煤量约2亿吨林业废弃物资源量约3.5亿吨，折算成标煤量约2亿吨其余相关有机废弃物约为6000万吨标准煤。
生物质发电保持稳步增长势头
随着国内大力鼓励和支持发展可再生能源，生物质能发电投资热情迅速高涨，各类农林废弃物发电项目纷纷启动建设。我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。据国家能源局数据显示，2019年，我国生物质发电累计装机达到2254万千瓦，同比增长26.6%我国生物质发电新增装机473万千瓦我国生物质发电量1111亿千瓦时，同比增长20.4%，继续保持稳步增长势头。
生物质能占可再生能源比例逐步扩大
从我国能源结构以及生物质能地位变化情况来看，近年来，随着生物质能发电持续快速增长，生物质能装机和发电量占可再生能源的比重不断上升。具体表现为：2019年我国生物质能源装机容量和发电量占可再生能源的比重分别上升至2.84%和5.45%。生物质能发电的地位不断上升，反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾燃烧发电占比不断提高
根据中国产业发展促进会生物质能产业分会于2019年6月30日发布的《2019中国生物质发电产业排名报告》数据，截至2018年，我国已投产生物质发电项目902个，并网装机容量为1784.3万千瓦，年发电量为906.8亿千瓦时。
其中：我国农林生物质发电项目为321个，并网装机容量为806.3万千瓦，较2017年增加了51个项目、105.5万千瓦装机容量。而垃圾发电项目已达到401个，并网装机容量为916.4万千瓦，较2017年增加了63个项目、191.3万千瓦装机容量。
垃圾焚烧发电项目401个，并网装机容量916.4万千瓦，年发电量为488.1亿千瓦时，年处理垃圾量1.3亿吨。
沼气发电项目180个，较2017年增加44个装机容量为61.6万千瓦，较2017年增加11.7万千瓦年发电量、上网电量分别达到24.1亿、21.4亿千瓦时，较2017年各增加2亿、2.1亿千瓦时。
2018年农林生物质发电全行业发电设备平均利用小时数为4895小时，同比2017年减少774小时。装机容量增加约105.5万千瓦，但是发电量和上网电量和2017年基本持平，主要原因一是部分企业转为热电联产，供热量增大二是行业原料成本固定，但是盈利能力减弱，发电补贴未能及时下发，部分企业资金链紧张，最终导致停产。自2017年开始，垃圾焚烧发电装机增速明显高于农林生物质发电，装机装量超过农林生物质发电。到2018年，垃圾焚烧发电装机容量高于农林生物质发电约110万千瓦，上网电量高于农林生物质发电约35.7亿千瓦时。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
我国生物质成型燃料仍处于发展初期，受限于农村市场，专业化程度不高，大型企业主体较少，市场体系不完善，尚未成功开拓高价值商业化市场。迄今，生物质能一直处于“一入能源深似海，从此碰壁是常态”的尬尴局面。但事实上，生物质能是新兴的生态能源，包含任何可再生或可循环有机物质，科学合理地对其开发和利用，能够拥有千亿级的产业市场。
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。
从各省的生物质发电产业发展情况来看，东部沿海和广东地区装机容量处于领先地位。截至2019年底，山东省生物质发电装机容量达到324.3万千瓦，安徽省和江苏省分别为195.4万千瓦和203.1万千瓦，广东省装机容量达到239.4万千瓦。截至2019年底，全国25个省(区、市)农林生物质发电累计装机容量973万千瓦，较2018年增长21%，2019年新增装机容量170万千瓦。截至2019年底，农林生物质发电累计装机容量排名前五的省份分别是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省和江苏省，五省份合计装机容量占全国累计装机容量的54.3%。
目前我国生物质能源的总体利用局势是多集中在东部沿海地区，中部西部的比例较低目前总装机量较低但环比增长较高。根据最新国家发改委的文件，未来国家会加大对生物质能源发电的补贴力度，进一步落实全面禁煤的政策，生物质能源在未来仍有巨大的市场潜力并会逐渐发展为成熟的产业。
由于我国地广人多，常规化石能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制二氧化碳等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。除了转化为生物质能源，近年来，双方聚焦于将生物炭与肥料结合，制成“炭基肥”。该肥料价格与市场上常见的复合肥相当，又可有效减少10%~15%的化肥量，因而很受农户欢迎。高校专注于提供技术支撑，企业则负责打通产业各个环节， “三聚—南农”模式开始被各地复制。2017年4月，来自东北、新疆、河南、山东、湖北和江苏等地近20家企业牵手南农大，合作兴建秸秆生物质企业，预计到2020年，年处理秸秆500万吨以上，产值达200多亿元。因此，立足于我国农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型生物质锯末颗粒机设备既是农村发展的迫切需要，又是减少二氧化碳等气体排放、保护环境、实施可持续发展战略的根本需要。在农村尽可能采用生物质锯末颗粒机技术，多用生物质能，减少煤炭等化石能源消耗，可以收到一举多得的效果：
第一，减轻农民经济负担，帮助农民就业增收。农民增加生物质能消费，可以减少商品煤的购买量，从而减少现金支出；生物质原材料的收集及供应可创造大量新的工作岗位并给农户带来直接收益。
第二，提高农民生活质量，改善农村环境条件。针对中国生物质能产业的发展现状，许多行业专家和企业站了出来，共同谋划、献计献策。基于此基础上，2017年5月，由中国产业发展促进会的常务理事单位中国光大绿色环保有限公司、凯迪生态环境科技股份有限公司以及广东长青(集团)股份有限公司3家单位共同发起成立了中国生物质能源产业联盟。联盟于2018年6月10日，正式更名为中国产业发展促进会生物质能产业分会(简称“生物质能产业促进会”)十年前，国会更加重视可再生燃料以帮助保护国家能源安全，但技术壁垒阻碍了生物乙醇生产商的努力 - 直到现在。NREL正在进行的研究可能是克服这些障碍的关键。微生物消除了一个关键步骤通常用于分解生物质的过程称为同时糖化和发酵，其工作原理如下：将原料用热和化学物质预处理以分离并除去木质素和半纤维素组分。剩余的生物质通过酶分解成糖，并且将所得到的糖供给给将它们转化成乙醇（或另一种燃料或化学品）的微生物。NRNs生物科学中心的高级科学家Yannick Bomble说，我们没有这样做。我们用一种微生物就可以做到这一切。生物质燃料的含硫和含灰量远低于煤炭，燃烧温度较低，代替煤炭可以减排二氧化硫、氮氧化合物和灰渣，既能改善农户的室内卫生，又能减少村庄灰渣的堆放和运输量，利于改善村容村貌。
第三，利于保障能源供应，提高能源利用效率。商业生物精炼厂通常采用的苛刻的预处理工艺提取纤维素和半纤维素并留下木质素 - 但不是以可用的形式。Tucker说，传统的预处理，在高温下用大量酸进行烹饪，将木质素浓缩成焦油。这种新的DMR工艺不会很大程度上修改木质素，您可以随时升级它。从农村置换出来的部分煤炭可以用于大容量机组发电或其他用途，既可以缓解煤炭供应紧张的局面，也可以避免农村用煤的低效率造成的浪费。
第四，减排二氧化碳，洁净大气环境。在生物质生长——燃烧利用的循环周期中，大气中的二氧化碳净增长为零。
第五，有利于实现可持续发展。生物质能是可再生能源，其可持续性优于石油、天然气、煤炭等生物质能源。
我国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物等生物质资源总量每年约4.6亿t标准煤。目前，我国生物质能年利用量约3500万t标准煤，Himmel说，我们必须帮助确保该行业取得成功，Himmel与工业界密切合作，大幅降低将生物质转化为可用生物燃料和生物制品的成本。这是一段充满挑战的时间。问题是，为什么新的第二代商业化生物炼制厂按计划运行却不能盈利？利用率仅为7.6%。
