国外生物质能的开发利用有哪些

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热，或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一

种新型的生物质再生能源，环保清洁，远远低于原煤的成本和市场价格，应用范围极为广泛，可以代替木

柴、原煤、液化气，广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、

煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及，还需大力宣传和推广。

2.3交通能源

秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素，有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、脂肪

、灰分等，用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源，同石油、天然气和煤等化石燃料

相比，最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟，主要路线是：谷物、秸

秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等；我国秸秆交通能源

技术研究虽然起步较晚，但日趋成熟，有些正形成小型规模和商品化。

3秸秆生物质能源化应用技术

秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电

和秸秆干馏等方式。

文/段劼 李海英 贾黎明

近期，国家发改委连续发布了《“十四五”生物经济发展规划》(以下简称《生物经济规划》)和《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《可再生能源规划》)。《生物经济规划》是我国首部生物经济五年规划，也是“生物经济”概念的首次提出，聚焦面向人民群众在医疗 健康 、食品消费、绿色低碳、生物安全等领域更高层次需求和大力发展生物经济的目标。生物能源是《生物经济规划》中的战略性新兴产业，与生物医药、生物农业、生物安全一起被列为生物经济的四大重点发展领域。《生物经济规划》中提到，发展生物能源对维护国家能源安全、粮食安全、生态安全，实现乡村振兴与绿色发展具有重要意义。《可再生能源规划》中指出发展生物质能源对于碳达峰和应对气候变化具有重要作用，是保障国家能源安全的重要选择，是我国生态文明建设、可持续清洁能源发展、建设生态宜居美丽乡村的客观要求。林业生物质能源发展正处于大有可为的战略机遇期。

林业生物质能源产业是生物经济与可再生能源的重要组成部分

《生物经济规划》中将生物能源定位为生物经济的支柱产业，目标是推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。《可再生能源规划》明确提出了将推动林业生物质能源多元化开发，包括生物质发电、生物质能清洁供暖、生物天然气和非粮生物质液体燃料四种类型，与《生物经济规划》中提到的生物能源领域产业发展类型一脉相承。此外，《生物经济规划》还明确了林业生物能源领域产业发展可采取的工程路径，包括：定向选育、推广和应用高产、高抗、速生的油料和能源林新品种，因地制宜开展生物能源基地建设，加强热化学技术创新，推动高效低成本生物能源应用在有条件的区域开展纤维素乙醇、生物柴油、生物天然气产业示范，打通生物质原料收集等重要环节，提高生物燃料生产规模建设以生物质热电联产、生物质成型燃料及其他可再生能源为主要能源的产业园区支持有条件的县域开展生物质能清洁供暖替代燃煤，稳步发展城镇生活垃圾热电联产，推进生物质成型燃料、沼气等生物质能清洁取暖在有条件的地区开展生物柴油推广试点，推进生物航空燃料示范应用。

我国国情特殊，富煤贫油少气，当前原油对外依存度超过70%，能源安全问题突出。同时，我国人口基数大，18亿亩耕地的红线不能突破，发展生物质能源不可能像国外一样使用粮食原料，必须以“不与人争粮、不与粮争地”为原则。依托我国46亿亩林地发展林业生物质能源是最佳选择，可以促进对化石能源的加速替代，保障国家能源向低碳、零碳方向发展，同时兼顾生态、粮食、能源和 社会 多重效益。

林业生物质能源具有可再生、储备量大、能值高、绿色低碳、能源转化类型多、安全等特点，是生物经济产业和可再生能源的重要组成部分，是绿色低碳能源银行。林业生物质能源不仅能促进实现碳中和，部分产业还可实现负碳排放。两个《规划》是在我国迈向“双碳”目标和第二个百年目标的背景下提出的，为我国林业生物质能源提供了巨大的发展机遇。

北林能源中心致力林业生物质能源产业发展

自2013年以来，依托于北京林业大学“国家能源非粮生物质原料研发中心”和“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”等科研平台，在国家自然科学基金、 科技 部 科技 基础资源调查专项和国家国际 科技 合作项目等支持下，北林林业生物质能源研发团队经过10年多系统研究，助力“能源林”写入新版《森林法》，牵头编制了《能源林培育技术规程》《油料能源林培育技术规程》和《纤维素乙醇能源林培育技术规程》等3项林业行业标准，协助国家林草局生物质能源办起草发布了刺槐、灌木、文冠果、元宝枫、欧李、山桐子等7项能源原料林可持续培育指南。在高能效先进生物质原料林可持续经营技术和“林油一体化”产业可持续发展模式等方面取得了重要标志性科研成果，为落实两个规划奠定了雄厚的技术基础。

(1)高能效先进生物质原料林可持续经营技术

为解决限制我国林业生物质能源产业发展原料短缺这一瓶颈问题，在 科技 部国家国际 科技 合作项目和教育部重大项目培育项目等的支持下，北林团队以刺槐、柠条、沙棘、沙枣、胡枝子、紫穗槐、三倍体毛白杨B301、欧美107杨、文冠果、无患子、黄连木等11个主要能源原料树种为研究对象，创新形成了高能效先进生物质原料林可持续经营技术。团队基于雄厚的前期研究基础，依托 科技 部“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”，与德国哈尔博格学院、西班牙马德里理工大学等一流高校的相关机构，围绕燃料型、燃油型能源原料林可持续经营技术开展了务实合作，形成了刺槐和杨树能源林高密度超短轮伐培育技术体系，生物质收获量比原有培育模式提高20%以上；形成了立地-树种(品种)适配、合理密度确定、平茬复壮等灌木能源林培育技术体系，生物量提高35%，还可形成能-饲联产产业体系；建立了我国主要燃油树种高含油率、高皂苷含量优良种质资源筛选技术，可实现多目标利用最优种质精确选择，并形成了系列新品种；形成了无患子、文冠果等主要燃油树种种质资源经济性状与立地适配、冠形及花果精准调控等原料林高效标准化培育技术，果实原料产量比现有措施分别提高47.4%和51.0%提出了国际接轨的能源原料林培育经济、环境、能耗可持续评价指标体系和评价技术。以上技术为保障林业生物质能源产业原料稳定供应奠定了坚实基础。

文冠果高产单株

刺槐高密度超短轮伐原料林

杨树高密度超短轮伐原料林

柠条饲能兼用原料林

(2)“林油一体化”产业可持续发展模式

为解决我国林业生物质能源产业原料供应不足、原料林培育技术体系不完善、产品单一、企业投资回报期长等问题，北京林业大学团队牵头，联合我国林业生物质能源龙头企业开展了“林油一体化”产业可持续发展模式及相关因素研究。以无患子、小桐子、光皮树等油料能源树种为研究对象，创新提出了“优良无性系种植园原料林培育模式+多联产产业链可持续发展模式”。研究表明：无患子无性系种植园的果实产量是实生林的2.3倍，经济效益是实生林的3.3倍，林油-皂-碳多联产产业链扭转了仅生产生物柴油的亏损局面1吨无患子干果的净收益可达3.5万元；1吨无患子生物柴油的碳足迹为-11.5t CO2eq，相比石化柴油，温室气体减排量达15.2 t CO2eq/t。除此之外，研究还形成了我国自主创新的“林油一体化”生产工艺及多联产路线图提出了符合我国国情的优先享受营造林普惠财政补贴政策、国家种业和良种优惠政策、财税优惠政策等7条产业可持续发展扶持政策建议。该模式为我国乃至世界林业生物质能源“林油一体化”产业发展提供了一条优化路径，对推进我国林业生物质能源产业高质量发展具有重要现实意义。

林业生物质能源生物产业发展展望

十多年来，北林林业生物质能源研发团队已基本摸清了适合各主要气候区的各类型最优能源原料发展树种，并围绕这些树种构建了原料高产稳产培育技术体系，在各能源林树种主要发展区域建立了优良种质资源收集与种植试验基地，作为技术支撑单位有效带动了一大批坚定开展林业生物质能源相关领域研发与推广应用的企业。同时，在国家林业和草原局的带领下，建立了“无患子产业国家创新联盟”“国家林草刺槐工程技术研究中心”等。这些平台的建立打通了 科技 成果转化通道，形成了林业生物质能源产业的良性合作和推广转化机制，在我国林业生物质能源原料树种良种选育和原料林培育、应用开发、绿色精深加工等方面实现了“政产学研用”的有机结合，为逐步形成有效的林业生物质能源市场化开发机制奠定了重要基础。

两个《规划》的发布为我国林业生物质能源的发展提出了纲领，也为“能源中心”的 科技 创新指明了方向。“十四五”期间，“能源中心”制定了8大专项计划共27条具体措施，将重点在油料能源林、固体燃料能源林及纤维素能源林等方面开展理论和技术突破，并开创淀粉能源林、新型林草生物质能源等新领域，在行业标准化建设方面继续发挥积极作用，扩大在生物质能源领域的国内外影响力，助力我国生物经济与林草生物质能源事业高质量可持续发展，最终为服务国家“双碳”战略和维护我国能源安全发挥重要作用。（作者单位系北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心）

1、一炉多用, 在供暖同时可做饭,烧水,沐浴。

2、超强转化系统,启动传热温度低,传热速度快。

3、安装成本低，供暖安全：设备通用，不改变原有的取暖设备，管道、暖气片通用，利用水循环来达到供暖料来源广泛，永不枯竭，随处可取(如：谷壳、玉米秆、稻秆、麦）

4、安全环保：工作压力小，没、炒菜、烧水、洗浴、取暖等，同时也适合烧锅炉、大棚加温、大面积供暖、中小饭店使用，不受季节限制，一年四季均可使用。

生物质锅炉用在居民的集中供热或为工厂提供气源，如食品加工业、制衣业、化工业等，以及火力发电厂。

给祖国母亲庆过生之后，我国北方各省将进入到一年一度的取暖季。

每到这时，人们除了和寒冷斗智斗勇之外，总会发现“看山不是山，看水不是水”的日子开始多了起来。这倒不是因为人生境界的提升，实在是“雾霾在眼前遮住了帘，不好掀开”。

众所周知，由于城市里的大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象的增多，本就不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释，再加上冬季燃煤取暖需求迅速上升，导致污染物排放和空气中悬浮物开始大量增加。每到此时，全国各省就开始严阵以待，誓要在保证民生供暖的基础上，打赢蓝天保卫战！

正是在这样的背景下，从2016年底开始，一场以“削减燃煤、清洁供暖”为目标的“煤改电、煤改气”行动开始轰轰烈烈的展开。初衷虽好，然而受限于我国“富煤贫油少气”的资源禀赋和农村当前经济能力、房屋结构、技术可行性、取暖效果等因素影响，我国的“煤改气、煤改电”推行之路出现严重问题。

据了解，要实行“煤改气”，每户居民完成煤改气采暖设备加燃气管道安装费至少需支出8000元左右，虽然前期政府会有补贴，但补贴期过后，天然气壁挂炉冬季采暖同样贵的吓人，每年数千甚至上万的成本对于城市居民尚且是一笔不小的支出，更何况是“煤改气”的主要推行地区——农村。

此时，“煤改气”推行出现了第一道坎：改得起却用不起，不愿用，甚至不敢用。随着“煤改气”的大面积落地，大家突然发现，用不起还不算最大的问题，最大的问题是——根本没气用。

据三大石油公司数据，在煤改气大力推行的2017年，全国天然气缺口超过110亿立方米，天然气供应堪忧。在这种情况下，部分地区不仅取暖受限，甚至日常生活都受到了影响：微弱的火苗使得烧火做饭成了问题，外卖火爆，菜市场却冷清，更滑稽的是，电磁炉厂家怎么也没想到，煤改气竟然将自家产品的销量推向了高峰……

那一年，天然气保供的严峻性甚至超过了污染治理本身。在此背景下，就地取材、利用生物质供热是清洁取暖方式逐渐进入了人们的视线。

实际上，我国生物质能具有极大的发展潜力，过去几年，我国农林生物质和垃圾发电都在稳步发展，并且，利用生物质供热的“煤改生”是农村替代散煤供暖的更好选择。

我国生物质资源丰富，包括农业废弃物、林业废弃物、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。“煤改生”的路径不仅能够实现清洁供暖，还能让同时解决垃圾污染，实现废物利用。

更重要的是，生物质热电联产或者生物质供热具有多方面的优势：

如今，“煤改生”作为县域及农村更有优势的燃煤供暖替代方案，开始越来越受到重视。自2017年起，国家陆续出台多项政策支持生物质能清洁供暖的发展，生物质清洁供暖正逐步驶入发展快车道：

2017年末，国家发改委、国家能源局联合发布了《关于促进生物质能供热发展的指导意见》，为生物质能供热、乃至清洁能源供热展开新的篇章；

2018年2月，国家能源局下发《关于开展“百个城镇”生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》，强调要推进区域清洁能源供热，减少县域（县城及农村）散煤消费，有效防治大气污染和治理雾霾；

2018年11月，国家能源局发布了《国家能源局关于做好2018-2019年采暖季清洁供暖工作的通知》，提出了积极扩大可再生能源供暖规模，根据各地生物质资源条件，支持发展生物质热电联产或生物质锅炉供暖，以及分散式生物质成型燃料供暖。

今年7月3日，国家能源局再次发布《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》，明确提出要拓展多种清洁供暖方式，主推清洁煤、生物质供暖。《通知》强调，在农村地区，应重点发展生物质能供暖，同时解决大量农林废弃物直接燃烧引起的环境问题。

如今，生物质能清洁取暖已然等到了发展契机。面对一个如此广阔的市场，如何才能抓住机会？如何才能实现突破？

2019年11月6日-7日，中国产业发展促进会联合国际能源署（IEA）将在北京举办以“共筑生态文明之基、同走绿色发展之路”为主题的“2019全球生物质能创新发展高峰论坛”。在这里，你将找到这个问题的答案。

论坛由中国产业发展促进会生物质能产业分会（以下简称“生物质能产业促进会”）承办，将邀请国内外政府机构、科研院所、行业组织、领军企业和行业知名专家等出席会议并做主题演讲，同时，还将举办生物质能科技装备展和生物天然气工程建设运营技术培训活动。

作为中国生物质能源领域最值得期待的年度行业盛会，预计将有500家以上企业参展参会，上万人观展。目前，行业内排名靠前的众多知名企业已报名参展参会，多位企业高层将登台演讲。届时，让我们一同探讨生物质能清洁供暖的发展机遇一同破解目前面临的产业难题。

根据新思界产业研究中心发布的《2019-2023年生物能源行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，生物能源种类多样，蕴含量巨大，具有普遍性、易取性，在使用过程中对环境污染小，可以替代石油燃料，其开发利用优势明显。以生物质发电市场来看，根据国家能源局发布的数据显示，2019年上半年，我国生物质发电新增装机容量为214万千瓦，累计装机容量达到1995万千瓦，同比增长22.1%；生物质发电量达到529亿千瓦时，同比增长21.3%。由此可以看出，我国生物能源行业发展势头强劲。

我国政策大力鼓励生物能源行业发展，生物能源投资热情高涨，行业规模不断扩大。从细分市场来看，生物制氢以植物纤维为原料，生产过程对环境友好，但现阶段仍处于研究阶段，尚未形成规模化生产。生物柴油可使用地沟油、回收植物油与动物油等废弃油脂进行生产，能够缓解石油供给压力。但受技术的限制，现阶段我国生物柴油生产规模较小，仍处于发展初期。

沼气是以农作物秸秆和禽畜粪便为原料，得到的能源可以用于燃料、供暖、发电等领域，排放出的废弃物还可以用作肥料和饲料，经济效益明显，在政策的推动下，其市场规模持续增长。2018年，我国沼气市场规模达到20.6亿元。沼气发电是沼气的重要应用领域，按照“十三五”规划来看，到2020年，我国沼气发电量将达到50万千瓦时，行业发展前景广阔。

燃料乙醇是优良的燃料，与普通汽油按照比例混配可制成乙醇汽油。乙醇汽油是新一代清洁环保型车用燃料，按照国家政策的要求，到2020年，全国范围内将基本实现车用乙醇汽油全覆盖。预计到2020年，我国燃料乙醇需求量将达到1300万吨以上，而我国燃料乙醇供给量远低于市场需求量，供需缺口正在逐步扩大，燃料乙醇行业未来可发展空间巨大。

新思界行业分析人士表示，生物能源是缓解能源压力、降低环境污染的重要方式之一，行业发展受到了国家政策的大力支持。我国生物能源应用中，生物质发电占据较大份额，新增及累计装机容量不断上升，发展态势良好。在细分市场中，燃料乙醇行业规模逐步扩大，但仍供不应求，未来发展空间巨大；沼气行业发展较为成熟，下一步是发展大型沼气工程。总的来看，我国生物能源行业发展势头强劲，未来仍有巨大提升空间。

一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子，在化学上就分解而言是稳定的。常温下，一氧化碳不与酸、碱等反应，但与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧、爆炸，属于易燃、易爆气体。因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2，能被氧化成+4价，具有还原性；且能被还原为低价态，具有氧化性。在一定条件下，一氧化碳和水蒸气等摩尔反应生成氢气和二氧化碳：CO + H2O → H2+ CO2。在工业装置中，早期的一氧化碳变换反应通常分两段进行，即高（中）温变换和低温变换。高（中）温变换用铁系作催化剂，典型水蒸汽和一氧化碳比为3左右，在温度为300～500℃、空速为2000～4000 h-1的条件下，高温变换炉出口一氧化碳含量为2%～5%；低温变换用高活性铜锌催化剂，在温度为180～280℃、空速为2000～4000 h-1的条件下，低温变换炉出口一氧化碳含量为0.2%～0.5%、二氧化碳（carbon dioxide），一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为44.0095、常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体、还是空气的组分之一（占大气总体积的0.03%-0.04%[5]）。在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56.6℃，沸点为-78.5℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水。在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高（2000℃时仅有1.8%分解），不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因与水反应生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。

二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品（固态）、作致冷剂（液态）、制造碳化软饮料（气态）和作均相反应的溶剂（超临界状态）等。