生物质燃料和其他燃料的相同点和不同点有哪些

发展生物新能源的意义与展望

分类：农业 字数：2980 来源：绿色大世界 第10期

摘 要:生物质能源是贮存在生物质中并以其为载体的能量。生物质能源是重要的可再生能源,世界各国把发展生物质能源等新能源作为能源发展的优先选择。中国生物质能源开发已进入实质性阶段,可开发的生物质资源到2010年可达3亿吨,发展生物质能源,对于优化广大农村地区的能源结构十分可行且势在必行。对发展生物质能源的技术问题和能源效益问题也进行了讨论。

关键词:新能源生物质生物质能可再生能源

中图分类号:tk6 文献标识码:a 文章编号:1005-569x(2009)10-0031-02

1 引 言

现代社会,人类每天都在大量消耗着煤炭、石油、天然气,而这些能源具有不可再生性。因而,能源的巨大需求与供给的严重不足形成尖锐矛盾,并成为人类社会向前发展的巨大障碍。开发新能源,成为人们普遍关心的重大课题。风能、太阳能、核能、生物质能等新能源的开发以及节能环保技术的研发,成为世界各国政府发展能源的主要方向。基于我国的基本国情,发展生物新能源,具有广阔的前景。

2 关于生物质新能源

顾名思义,生物质指所有的动、植物和微生物,是通过光合作用而形成的各种生命有机体。

可再生能源是重要的能源资源，开发利用可再生能源具有以下重要意义：

1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多，人均能源消费水平低， 能源需求增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会发展的需要，保护环境， 实现可持续发展，除大力提高能源效率外，加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。

2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石 能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二 氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保， 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。

3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区，能源基础设施落后，全 国还有约 1150 万人没有电力供应，许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富，加快可再生能源开发利用，一方面可以利用当地资 源，因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题，另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源，使可再生能源成 为农村特色产业，有效延长农业产业链，提高农业效益，增加农民收 入，改善农村环境，促进农村地区经济和社会的可持续发展。

4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛，各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源，对促进地区经济发展具有重要意义。同时， 可再生能源也是高新技术和新兴产业，快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点，可以有效拉动装备制造等相关产业的发展，对 调整产业结构，促进经济增长方式转变，扩大就业，推进经济和社会 的可持续发展意义重大。

当前，国际石油价格一再飙升，能源消费大国苦不堪言，因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。

到如今为止，可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾，其原因之一，是能源危机日益临近，照2003年的煤炭开采速度，中国的煤炭还可以开采80多年，而中国，是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油，在不足四十年之内，也将枯竭。我们设想，如果这一天到来，我们人类会怎么办呢？

所以，无论那个国家，都在瞄准这一方向努力，希望获得技术突破，从而在真正的危机来临之前，摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好，“二十一世纪的能源科技，将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”

可再生能源的意义远不止此，它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物，它能极大的摆脱资源的限制，从而减少资源争夺的争斗，给世界带来和平。天凤海雨，取之不尽，用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义，无论怎样形容，都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。

再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早，但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大，而国外正在开发的已经达到了7500千瓦，投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组，其主机都是从国外进口的，目前发电的成本还高于火电，要靠国家的财政补贴才能度日，就算这样，完全收回成本，也需要十年时间。也就是说，十年之中，我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。

除了风力发电，生物质能发电也方兴未艾，主要是直接燃烧生物质，例如秸秆发电，目前国电集团有很多小热电机组投产，效益不错。它的发电方式和常规火电差不多，使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电，利用细菌发酵产生沼气，燃烧后推动燃气轮机，发电效率较高。但是造价不菲，光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了，最好用半发酵的原料，比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂，但是技术也主要是引进的，光菌种的使用专利，就是不小的费用。太能能发电，在我国近年也有较快的发展，单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内，把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说，尽管太阳能电池板价格下降比较快，它发电的成本竟然是火电的五倍多，投入商业运营还有漫长的路要走。

上面说的几种发电方式，其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组，不能满足电力的大量使用，并且稳定性差。比如风力发电，尽管我国的风力资源很丰富，但是由于风力发电的不稳定性，它的电量经过潮流计算，大约只能占到总发电量的百分之十，如果机组过多，就会影响整个电网的稳定运行，因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组，发电量又比较小，难以满足需求。

另外，还有潮汐发电，世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦，已经十分可观了。以中国的海岸条件来说，能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝，施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说，坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告，认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量，是远远不能满足需求的。

我国的能源政策，以前写入教科书的是：“大力开发水电，适当发展核电，控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是：火电发电量占百分之八十，水电占百分之二十。其余是核电，还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解，但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错，能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。

核电的问题大家尽管不太了解，我个人了解的也不是很深入，但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。

既然那么多发电方式都有问题，难道能源问题就没有出路了吗？答案是否定的，车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬，一方面随着科学的进步，可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候，投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要，除核电外，别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说，不发展核电，我们是不是另有出路，这是个问题。

目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构，民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前，一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究，这个国家地域狭小，资源贫乏，但是四面环海，海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。

全世界波浪利用的机械设计数以千计，获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。

最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854－1973年的119年间，英国登记了波浪能发明专利340项，美国为61项。在法国，则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。

60年代，日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产，产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外，还出口，成为仅有的少数商品化波能装备之一。

该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒，靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气，推动涡轮机发电。

日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩，实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案，继续研究改进。

但是我国政府的重视程度明显是不够的，在三十年的时间里，投入的研究经费才一千万多，够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里，就投入了数十亿英镑。

波浪能发电的好处显而易见，就是规律性强，能量周期性变化短，如果有大规模的蓄能装置，（比如水库）是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破，取代火电的地位是完全有可能的。

如果要想使波浪能发电取代火电的话，蓄能环节必不可少，最便宜的蓄能方式就是水库，所以，我个人认为，岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说，利用海水的波浪能提水，送到岸边建立的蓄水库里。理由无他，主要是蓄水库蓄能最经济，并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大，有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便，没有工程难度，并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。

生物性能源举例：水藻 ----生物燃油

美国瞄准以水藻为原料的新型生物能源

生物能源在美国可再生能源中所占的比例最大，从1998年的43%增加到2008年的53%。国会2008年5月通过一项包括加速开发生物能源的法案，要求10年后把从石油中提炼出来的燃油的消费量减少20%，代之以生物燃油。这需要每年生产350亿加仑生物燃油。2004年以来，美国生物能源的研究与开发朝着从玉米、大豆等农作物中提取乙醇的方向发展，专家们称之为第一代生物能源。不过不少专家现在认为，美国有可能跳过以玉米、大豆为代表的第一代生物能源，直奔以水藻为代表的新型生物能源。

美国全国水藻联合会研发部部长维尔·瑟蒙德（WillThurmond）在回答新华社记者提问时表示，从水藻中提炼生物原油的研究，可以追溯到20世纪70年代的石油危机。危机解除后，美国政府几度中断研究经费，有关项目未能推行。近年油价飞涨导致水藻研究提速，现在已进入研究与开发的最后成熟阶段。按照计划，2010年将启动多点示范工程，2011年将同美国军方和政府签订第一批政府采购合同，2012年将签订第一批商业合同，2013年将大批量商业生产并降低销售价格，2015年以低售价抢占市场份额，2020年将主宰生物原油市场。美国军方对开发水藻资源最感兴趣，因为其飞机、舰艇、坦克、装甲车等武器，是世界上消费柴油最多的“油耗子”。去年12月和今年1月，新西兰航空公司、美国大陆航空公司、日本航空公司，先后用掺有水藻中提炼的生物燃油的混合航空汽油试飞成功。

瑟蒙德认为，与第一代生物能源相比，新型生物能源具有无与伦比的优点：第一，玉米、大豆只能在可耕地上种植收获；而水藻可以在沟渠、池塘、海滩以及任何不毛之地上养殖，从而大量节省宝贵的耕地。这对于中国和印度这样人口多、耕地少的国家具有特别重要的意义。第二，在一英亩（约合中国六亩）耕地上种植大豆、欧洲油菜、棕榈，一年能够提炼出来的燃油分别为50、150、650加仑；而在一英亩水面上养殖水藻，一年能够提炼出来的燃油为10000加仑，后者分别为前者的200、69、15倍。这是因为大豆等农作物受季节影响，一年只种一季，水藻一般不受季节影响，而且繁殖得非常快，一天可以增长一倍。美国现有20多家养殖水藻的小企业，那里的农场主说，“千万别让中国农民掌握养殖水藻的技术，否则，十亿中国农民能把全世界的钱赚走。”第三，水藻在进行光合作用的过程中，需要吸收空气中大量的碳，因而能够净化大气，起到环境保护作用。现在美国专家提出在污染排放严重的企业，如煤炭发电厂周围，建设水藻养殖场，这样可以实现低排放乃至零排放目标，一举多得，既发展绿色循环经济，又增加新的增长点。

去年5月，美国国会批准布什政府拨款10亿多美元研发生物燃油。奥巴马就职后，尽管美国陷入次贷危机和严重经济衰退，新政府毅然在刺激经济的计划中拨款约8亿美元加速生物燃油的研究与开发。三年来，美国能源部以合作伙伴的形式，注资约10亿美元支持生物能源研究项目，旨在2012年前出成果。这些科研经费有一部分流入有关水藻的研究与开发项目。美国政府还硬性规定，凡是在成品油中掺入一定比例生物燃油的炼油厂，其生产的成品油每加仑可享受一美元奖励。此举导致欧盟委员会今年早些时候宣布，将在6个月内对销售到欧洲市场的“美国生物燃油”征收29%的反倾销税和47%的反补贴税。美国民间对水藻研究与开发项目的投资也非常踊跃，微软公司的比尔·盖茨一次就投入1亿美元。许多私人投资者认准这是一本万利的赚钱项目。一个有趣的现象是：集聚在休斯敦的世界各大石油公司的代表，对美国加速开发新型生物能源——水藻，非但不反对、不反感，反而怀有极大的兴趣。他们不放过出席有关下一代生物能源的研讨会。他们在会上提出的问题比记者提出的还要多。他们所代表的世界著名石油公司，大多支持甚至投资参与水藻能源的研发项目。

美国全国水藻联合会会长巴里·科恩（BarryCohen）告诉记者，现有的研究成果表明，从水藻里可以提炼出生物柴油、汽油乃至航空汽油，水藻残渣还可以发电。从近期看，美国不可能生产出足够多的大豆、玉米提炼乙醇，欧洲也不可能种植出足够多的向日葵、油菜籽提炼生物原油。现在美欧生物炼油厂的炼制能力过剩，约有一半设备长期闲置，原因就是生物原料严重短缺。这为新型生物能源——水藻后来居上提供了天赐良机。从长远看，水藻里提炼出来的柴油、汽油最终有可能为美国所有交通工具提供燃料。如果说石油是黑色金子，那水藻则是绿色钻石，其市场前景非常广阔。

国务院相关政策

《中华人民共和国可再生资源法》第十六条规定，国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。

《中华人民共和国循环经济促进法》第三十四条规定，国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术，对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用，开发利用沼气等生物质能源。

国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》中的基本原则是统筹规划，重点突出因地制宜，分类指导科技支撑，试点示范政策扶持，公众参与。以及大力推进产业化，加大政策扶持力度。

2009年1号文件《中共中央国务院关于2009年促进农业稳定发展农民持续增收的若干意见》中的第7条：加快发展畜牧水产规模化标准化健康养殖。

国家各部委相关政策

国家发改委的“生物质能综合利用示范项目”中示范内容有：生物质成型燃料。以农作物秸秆、林木枝桠材、农林产品加工剩余物等生物质为原料，生产颗粒状、棒状和块状等致密成型燃料，主要用于为农村和小城镇居民提供炊事、取暖等生活燃料，多余产品可向市场出售。通过示范项目建设，完善生物质成型技术，建立生物质成型燃料的商业化经营模式。

农业部的《农业生物质能产业发展规划》：到2010年，重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区建设村镇级秸秆固化成型燃料示范点500处。

财政部的《生物能源和生物化工非粮引导奖励资金管理暂行办法》第二条中央财政安排生物能源和生物化工非粮引导奖励专项资金，用于支持以非粮为原料的生物能源和生物化工放大生产，优化生产工艺，促进生物能源和生物化工产业健康发展，专项资金支持范围：(一)秸秆类木质纤维制乙醇放大生产示范《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》第四条支持对象为从事秸秆成型燃料、秸秆气化、秸秆干馏等秸秆能源化生产的企业。工业和信息化部的《国家长期粮食安全中长期规划纲要(2008～2020年)》中第四点：保障粮食安全的主要任务。(二)利用非粮食资源。加快农区和半农区节粮型畜牧业发展，积极推行秸秆养畜。转变畜禽饲养方式，促进畜牧业规模化、集约化发展，提高饲料转化效率。

科技部的《国家科技支撑计划“十一五”发展纲要》第4点农业中的重大项目(1)农林生物质工程。以充分利用我国农林生物质材料、促进循环农业发展为目标，以农作物秸秆、林业采伐及加工剩余物、畜禽粪便等农林剩余物及能源植物为主要原料，重点研究高活性糖化酶和纤维素酶制造、共代谢基因工程菌构建、非相变产物分离、分子合成、接枝共聚、生物可燃气高效转化、低成本农林生物质集储、专用能源植物培育等共性关键技术，突破农林生物质转化过程中降解与改性、分离与合成、能源和材料转化等环节的技术瓶颈，构建农林生物质转化创新技术平台。

环境保护部《关于公布资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)的通知》中三、再生资源第16项综合利用的资源指：农作物秸秆及壳皮，包括粮食作物秸秆、农业经济作物秸秆、粮食壳皮、玉米芯。生产的产品是代木产品、电力、热力及燃气。技术标准要求产品原料70%以上来自所列资源。

国家税务总局《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》中规定了生物能源与生物化工财税扶持政策的原则是：国家鼓励利用秸秆、树枝等农林废弃物，利用薯类、甜高粱等非粮农作物和小桐子、黄连木等木本油料树种为原料加工生产生物能源，鼓励开发利用盐碱地、荒山和荒地等未利用土地建设生物能源原料基地。今后将具备原料基地作为生物能源行业准入与国家财税政策扶持的必要条件。介绍了秸秆高效生态循环利用技术集成创新工程：秸秆高效生态循环利用工程技术，是以玉米秸秆制取低浓度酒精技术、秸秆固体燃料烘干果蔬技术、秸秆固体燃料烘干粮食技术为核心技术，集成 “玉米秸秆固体燃料成型技术”、“秸秆酒糟饲养牛、羊、鹅、鸭技术”、“畜禽粪污沼气发电技术”、“发酵牛粪养蚯蚓技术”、“蚯蚓养鸡鸭鱼生产绿色食品技术”、“有机肥生产技术”、清洁能源入户工程等技术，形成秸秆处理零排放的生态农业循环经济产业化模式。

文献数据来自：南京格林威尔能源科技。

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源风能燃料电池发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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发达国家发展低碳经济的做法与经验借鉴

[内容提要] 大量的化石能源消费排放的CO2破坏了地球大气的碳平衡,引发

全球变暖,威胁人类生存。在气候问题备受关注的国际大背下,发展低碳经济越来越受到国际社会的重视。发达国家对于发展低碳经济已经有了一定的经验,中国作为温室气体排放大国,在向低碳经济转型中,面临着特定的制约因素。因此,中国要借鉴发达国家发展低碳经济的成功经验,积极开展低碳经济发展的相关政策和技术研究,探索适合国情的低碳经济发展之路。

[关键词] 低碳经济 中国经济 可持续发展

低碳经济的概念及特征

为了应对气候变化给人类环境带来的巨大挑战,英国于2003年颁布了《能源白皮书(英国能源的未来———创建低碳社会)》,率先提出了“低碳经济”。虽然该白皮书没有为“低碳经济”提出明确的概念,但溪低碳发展模式制定了较为详细的长远目标和路线图,希望把英国转变为一个低碳经济体,并积极推动“低碳经济”的全球发展。此后,其他欧洲国家及日本也纷纷提出发展低碳经济和建设低碳社会的设想。

随着低碳经济实践的进展,低碳经济的内涵不断得到拓展。目前大多数学者认同的内涵主要包括三方面:①发展低碳经济的关键在于降低单位能源消费量的碳排放量(即碳强度),通过碳捕捉、碳封存、碳蓄积降低能源消费的碳强度,控制CO2排放量的增长速度。②发展低碳经济的关键在于促进经济增长与由能源消费引发的碳排放脱钩,实现经济与碳排放错位增长,通过能源替代、发展低碳能源和无碳能源控制经济体的碳排放弹性,并最终实现经济增长的碳脱钩。③发展低碳经济的关键在于改变人们的高碳消费倾向和碳偏好,减少化石能源的消费量,减缓碳足迹,实现低碳生存。

可以认为,低碳经济是一种由高碳能源向低碳能源过渡的经济发展模式,是一种旨在修复地球生态圈碳失衡的人类自救行为。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架和政策措施的制定及创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发及运用,并促进整个经济朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式转变。

低碳经济作为一种新的经济发展模式有以下特征:一是经济性,包括两层含义:①低碳经济应按照市场经济的原则和机制来发展②低碳经济的发展不应导致人们的生活条件和福利水平下降。二是技术性:也就是通过技术进步,在提高能源效率的同时,降低CO2等温室气体的排放强度。三是目标性:发展低碳经济的目标应该是,将大气中温室气体的浓度保持在一个相对稳定的水平上,不至于带来全球气温上升影响人类的生存和发展,从而实现人与自然的和谐发展。

发达国家发展低碳经济的做法

1 政策引导、法律规范低碳经济发展

英国是低碳经济的倡导者,也是最积极推动低碳经济发展的国家。2007年,英国推出全球第一部《气候变化法案》,2008年开始实施,从而成为世界上第一个拥有气候变化法的国家2009年4月,英国又成为世界上第一个立法约束“碳预算”的国家。2009年7月15日,英国政府又正式发布了《英国低碳转换计划》,英国能源、商业和交通等部门还在当天分别公布了一系列配套方案,包括《英国可再生能源战略》、《英国低碳工业战略》和《低碳交通战略》等。

日本近年来不断出台重大政策,将重点放在低碳经济上。2004年,日本发起的“面向2050年的日本低碳社会情景”研究计划,其目标是为2050年实现低碳社会目标而提出的具体对策。2008年5月,日本政府资助的研究小组发布了《面向低碳社会的十二大行动》。2009年4月,日本又公布了名为《绿色经济与社会变革》的改革政策草案,目的是通过实行减少温室气体等排放措施,强化日本的低碳经济。

美国虽然没有签署《京都议定书》,但近些年来,美国十分重视节能减碳,如2005年通过的《能源政策法》,2007年7月美国参议院提出了《低碳经济法案》,2009年6月美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》。美国国务卿表示,美国政府致力于支持清洁能源技术和低碳经济发展,以应对全球气候变化。

2 重视低碳技术的研制开发

在低碳技术的研发中,欧盟的目标是追求国际领先地位,开发出廉价、清洁、高效和低排放的能源技术。英、德两国将发展低碳发电站技术作为减少CO2排放量的关键。他们认为,煤在中期和长期内仍将继续发挥作用,因此必须发展效率更高、能应用清洁煤技术的发电站。为此,英、德政府调整产业结构,建设示范低碳发电站,加大资助发展清洁煤技术、收集并存储碳分子技术等研究项目,以找到大幅度减少碳排放的有效方法。[1]

日本作为推动低碳经济的急先锋,每年投入巨资致力于发展低碳技术。根据日本内阁府2008年9月发布的数字,在科学技术相关预算中,仅单独立项的环境能源技术的开发费用就达近100亿日元,其中创新型太阳能发电技术的预算为35亿日元。目前日本有许多能源和环境技术走在世界前列,如综合利用太阳能和隔热材料、大大削减住宅耗能的环保住宅技术,利用发电时产生的废热、为暖气和热水系统提供热能的热电联产系统技术,以及废水处理技术和塑料循环利用技术等。这些都是日本发展低碳经济的重要优势。此外,日本还持续投资化石能源的减排技术装备,如投资燃煤电厂烟气脱硫技术装备,形成了国际领先的烟气脱硫环保产业。

美国高度关注市场机制下温室气体减排的能源有效利用的技术创新,政府制定了低碳技术开发计划,成立了专门的国家级有关低碳经济研究机构,为从事低碳经济的相关机构和企业提供技术指导、研发资金等方面的支持,从国家层面上统一组织协调低碳技术研发和产业化推进工作。美国是世界上低碳经济研发投入最多的国家,2009年2月联邦政府向国会提交了它的2010年(2009年10月1日实施)年度预算。根据该预算,仅对清洁燃煤技术的研究就提供了150亿美元的拨款。[2]目前美国正在加速下一代发电技术的研究、开发及示范,计划在2012年建成世界上第一个零排放发电厂。

3 把发展可再生能源作为降碳的重要举措

英国是一个岛国,气候多变,能源不足,很重视可再生能源的发展。2009年英国公布的“碳预算”中,提出到2020年可再生能源供应要占15%,其中30%电力来自可再生能源,相应的温室气体排放要降低20%,石油需求降低7%。英国风力资源丰富,第一个海上风力发电站于2000年12月开始建设,经过近10年的发展,英国已成为全球拥有海上风力发电站最多、总装机容量最大的国家。目前英国陆、海风力发电站的电量足够供应150万家庭使用。按计划,2009年到2012年间,英国将投资90亿英镑用于发展海上风力发电,向280万家庭供应电力。英国政府从政策和资金方面向可再生能源倾斜,确保英国在可再生能源发展方面处于世界领先地位。

德国2004年通过了可再生能源法,保证可再生能源的地位。确定了以下几个重点领域:①大力发展风能,促进现有风力设备的更新换代。②将清洁电能的使用率由2004年的12%提高到2020年的25%~30%,将热电年供的使用率提高25%。③至2020年,建筑取暖中使用太阳能、生物燃气、地热等清洁能源比例由2004年的6%提高2020年的14%。目前,可再生能源工业正在德国迅速发展,可再生能源占整个德国能源消费的比重在逐年提高,已由2003年时的3.5%提高到2008年的8.7%。发电行业中使用可再生能源所占的比重在2008年时已达到17%。

日本是世界上可再生能源发展最快的国家之一。2009年4月,日本政府推出“日本版绿色新政”四大计划,其中对可再生能源的具体目标是:对可再生能源的利用规模要达到世界最高水平,即从2005年的10.5%提高到2020年的20%。日本在可再生能源方面注重发展地热、风能、生物能、太阳能,尤其以太阳能开发利用为核心,提出要强化太阳能的研制、开发与利用,计划太阳能发电2020年比现在增加20倍。为了实现这个目标,日本政府在积极推进技术开发降低太阳能发电系统成本的同时,进一步落实包括补助金在内的政府鼓励政策,强化太阳能利用世界前列的位置。

4 运用经济手段剌激低碳经济发展

(1)碳税。开征碳税被发达国家认为是富有成效的政策手段。碳税是一种混合型税种,它的税率由该能源的含碳量和发热量决定,不同的能源由于含碳量和发热量不同,会有不同的税负,低碳能源的税负要低于高碳能源的税负。近几年,英国,美国、日本、德国、丹麦、挪威、瑞典等发达国家对燃烧产生的CO2的化石燃料开征国家碳税,如英国对与政府签署自愿气候变化协议的企业,如果企业达到协议规定的能效或减排就可以减免80%的碳税。

(2)财政补贴。政府对有利于低碳经济发展的生产者或经济行为给予补贴,是促进低碳经济发展的一项重要经济手段。英国对可再生能源的使用采取了一系列财政补贴措施。如英国的电力供应者被强制要求提供一定比例的可再生能源(由2005—2006年的5.5%提高到2015—2016年的15.4%)。与此相应,英国政府对电力供应者提供了一定补贴。丹麦在能源领域采取了一系列措施推动可再生能源进入市场,包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠,对生物质能发电采取财政补贴激励。加拿大自2007年起对环保汽车购买者提供1000~2000加元的用户补贴,鼓励本国消费者购买节能型汽车,减少CO2排放。

(3)税收优惠。对低碳经济发展实施税收优惠政策是发达国家普遍采用的措施。美国政府规定可再生能源相关设备费用的20%~30%可以用来抵税,可再生能源相关企业和个人还可享受10%~40%额度不等的减税额度。欧盟及英国、丹麦等成员国规定对可再生能源不征收任何能源税,对个人投资的风电项目则免征所得税等。[3]

总之,发达国家通过采取以上政策措施,在发展低碳经济方面的成效开始逐步体现。2006年以来,几乎所有的斯堪的纳维亚国家(丹麦、挪威和瑞典)以及比利时、荷兰、瑞士和英国的单位GDP碳排放增长趋于下降。瑞典和荷兰的碳排放已保持稳定,而在很难控制的运输行业,瑞典和日本已经稳定住了碳排放。

中国发展低碳经济面临挑战

中国作为世界第二大能源生产国和消费国,第二大CO2排放国,高度重视全球气候变化问题。中国先后于1998年签署、2002年批准了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。2007年6月中国发布实施《中国应对气候变化国家方案》,成立了由国务院总理担任组长的国家应对气候变化领导小组,并提出在“十一五”规划(2006—2010年)期间单位GDP能耗降低20%。在当前国际金融危机的形势下,中国也没有放松对气候变世界经济与政治论坛 2009年第6期化的重视,在新增加的4万亿刺激经济投资计划中,国家安排了5 800亿元用于节能减排、生态工程等与应对气候变化相关的项目。但是结合中国现阶段的实际情况,中国发展低碳经济还面临着严峻挑战。[4]

第一,发展阶段的挑战。目前,中国正处在工业化发展的加速阶段,人口基数庞大,减少贫困、发展经济、满足就业、提高全体人民的生活水平、实现国家的现代化仍然是中国面临的最大任务。研究表明,即便实现“十一五”节能减排目标,中国也只能做到相对的低碳经济发展。如果GDP的增长速度按9%来计算的话,即使我们每年能源强度下降4%以上,到2010年,总的CO2排放还会比2005年增加20%以上。这意味着中国温室气体排放总量将在一个比较长的时期内保持持继增长的趋势。

第二,能源结构的挑战。煤炭是我国的最主要的能源,主要是我国是世界上产煤大国之一,仅次于美国位居第二。在我国国内,长期以来形成了以煤炭为主的能源结构,到目前为止,我国能源供应仅以煤为主,在我国能源消费中,煤炭占70%以上。以煤炭为主的能源消费结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。由于煤的碳密集程度比其他化石燃料要高得多,单位能源燃煤释放的CO2是天然气的近两倍,以煤炭主为的能源结构必然会产生较高的排放强度。

第三,技术水平的挑战。我国研发和创新能力有限,总体技术水平不高,这是我国由“高碳经济”向“低碳经济”转型的最大挑战。尽管《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》要求发达国家向发展中国转让技术,但执行情况并不乐观。目前,我国与发达国家在低碳技术方面还存在较大落差。比如,在电力行业中煤电的整体煤气化联合循环技术、高参数超临界基组技术、热电多联产技术等,中国仍不太成熟可再生能源和新能源技术方面,大型风力发电设备、高性价比太阳能光伏电池技术、燃料电池技术、氢能技术等,与发达国家相比有不小差距。[5]

第四,强制性减排的挑战。虽然中国作为发展中国家在过去的10年中暂时没有强制性减排的任务,但是这样的时间最多不会超过2020年。伴随着我国经济的快速发展和能源需求量的持续增长,CO2的排放量也在不断增加。国际能源机构已经预测中国经济增长的能源消耗和CO2排放将在2010年左右超过美国。因此国际社会要求中国参与温室气体减排或限排承诺的压力与日俱增。

中国发展低碳经济的对策

(1)确立率先发展低碳经济的战略。从中国实际情况看,面对日益严峻的能源和环境约束,必须高度重视向低碳经济转型。各级政府都要把大力发展低碳经济作为建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力的重要举措,把发展低碳经济战略纳入国民经济发展总体规划,部署低碳经济的发展思路,为低碳经济的发展提供政策、制度、资金和组织保障。要大力开展低碳宣传,提高全社会的环境意识和节能意识,引导低碳社会生活方式,倡导公众循环消费、低碳消费,例如,提倡开环保车、家庭节能等,实现消费方式的转型与可持续发展。

(2)积极采取强有力的经济政策手段。目前,我国低碳经济的发展缺少强有力的经济政策手段,如我国至今还没有像一些发达国家那样对能源企业制定强制性的绿色能源比例,也没有鼓励消费者使用低碳产品的补贴。因此,要借鉴发达国家的已有做法,加强政策扶持,提供有利于低碳经济发展的税收优惠、财政补贴等措施。开征碳税和推行碳交易是富有成效的政策手段,我国应考虑开征碳税,开征碳税的结果可以极大地降低CO2的排放,而且也增加了工业的能效以及竞争力。碳排放交易机制有利于各地区、各单位之间实现利益均衡,提高减排效率。我国要建立碳交易市场,加强对碳交易的管理。一方面,要规范交易规则,发展碳交易的中介机构,确保合理的交易价格另一方面,要建立绿色能源交易机制,把碳交易与激励发展清洁能源政策结合起来,调动全社会发展和利用清洁能源的积极性。

(3)加大可再生能源和核能的开发利用。开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。中国可再生能源资源丰富,据有关资料介绍,我国可开发的水电资源居世界首位,我国有丰富的风能、氢能、生物质能,海洋能等资源也居世界领先地位。但目前除水电得到相对较好的开发利用外,由于技术开发水平、使用成本等问题,可再生能源在我国能源消费构成中不到2%,远远低于8%的国际平均水平。因此,要集中力量,大力发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。核电是一种不排放任何温室气体的高效和耐久能源。目前,全球核电发电量占总发电量的17.1%,发达国家比重更大,日本的核发电已占总发电量的36%,韩国占38%,美国占29%,英国占28%,法国占77%。但中国还以火力发电为主,燃煤的火电占总发电量的83%,水利发电占16%,核能发电只占1.8%,核电占总电量比重与发达国家相比落后20多年。[6]为此,我国必须从发展火电为主转变到以发展核电为主轨道上来,加快发展核能,大幅度提高核能消费比重,并加速形成产业化规模。

(4)加强低碳技术研发与创新。低碳经济的发展需要有坚实的基础研究做支撑。目前,我国低碳技术的研发能力较弱,为此政府要加强对国家级研究机构的长期投入,构建起国家级的低碳技术研究机构,整合国内现有的技术资源,协调开展基础性和公共性技术研发,并加强与企业的交流与合作,发挥政府和企业、基础研究与产业发展之间的纽带作用要加大清洁煤技术的开发利用。我国能源探明储量中,煤炭占90%以上,这种“富煤贫油少气”的能源资源特点决定我国能源生产以煤为主的格局将长期存在。因此,中国要大力发展煤炭洗选、加工转化先进燃烧、烟气净化技术,以此来大幅度减少CO2的排放加强国际技术交流合作,英国、美国等发达国家,具有成熟的低碳技术,中国要通过国际协商与合作机制,促进这些发达国家对中国的技术转让,增强低碳技术的国际引进、消化与二次创新。

(5)制定和完善有利于低碳经济发展的法律法规。要尽快建立和完善低碳经济的法律体系。发达国家在发展低碳经济的同时,都将立法作为推进低碳经济的重要手段。我国要加快低碳经济的立法工作,为发展低碳经济提供法律保证。要抓紧制定《低碳经济法》、《循环经济法》,制定《可再生能源法》的配套办法和标准,对于涉及能源、环保、资源等的法律需要做进一步修改,比如《环境保护法》、《环境影响评价法》、《大气污染防治法》、《煤炭法》、《电力法》等。通过立法、通过修改法律,通过采取行动落实这些法律,运用法律手段推进低碳经济的发展。

(6)大力植树造林,增加碳汇。碳汇是指由绿色植物通过光合作用吸收固定大气中的CO2,通过土地利用调整和林业措施将大气中的温室气体储存于生物碳库。据科学测定,一亩茂密的森林,一般每天可吸收CO267公斤,放出氧气49公斤,可供65人一天的需要。在《京都议定书》正式生效后的一系列气候公约国际谈判中,国际社会对森林吸收CO2的汇聚作用越来越重视,逐步将造林、再造林等林业活动纳入碳汇项目。因此,我国要大力植树造林,重视培育林地,特别是营造生物质能源林,在吸碳排污,改善生态的同时,创造更多的社会效益。

参考文献:

[1]任力.国外发展低碳经济的政策及启示.发展研究,2009(2)

[2]杨明钦.美国经济危机的复兴与应用清洁能源、节能技术的关系.中国能源,2009(4)

[3]熊良琼,吴刚.世界典型国家可再生能源政策比较分析及对我国启示.中国能源,2009(6)

[4]马建英·中国“气候威胁论”·世界经济与政治论坛,2009(3)

[5]金乐琴,刘瑞.低碳经济与中国发展模式转型.经济问题探索,2009(1)

[6]单宝.日本推进新能源开发利用的举措及启示.科学、经济、社会,2008(2)

文献来源：世界经济与政治论坛 2009年第6期

作者简介:徐冬青,江苏省社会科学院世经所副研究员

太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源，同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约?3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源於太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

地热能

地热能是来自地球深处的可再生热能，它起源於地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，其利用可分成地热发电和直接利用两大类。 地热能的储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那麼地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛，据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当於100PW·h。 不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度较大。

风能

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有著十分重要的意义。即使在已开发国家，高效洁净的风能也日益受到重视。

海洋能

大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏著巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏，不像在陆地和空中那样容易散失。

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋之中，分述如下：

潮汐与潮流能来源於月球、太阳引力，其他海洋能均来源於太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形式的海洋能。

海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存著温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。

潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比；波浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。

河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可生渗透压力，其能量与压力差和渗透流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。

生物能

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源於植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。

据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当於全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林?品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等。

氢能

氢能是一种二次能源，因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，这种能源总有枯竭的一天，而氢能若能从中生产，则可望能抒解能源危机的警戒。

在自然界中，氢已和氧结合成水，必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。燃料电池即是将氢与氧直接通过电化学反应产生电与水，一个步骤就可发电，发电较传统方式有效率。商品化后，这样的发电系统不但适合一般家庭使用，其副产品所产生的热水，大约在摄氏40到60度间，相当适合家庭洗澡与厨房利用，一举两得。

1、 生物浸出脱硫

2、气体生物脱硫

3、表面处理法

常规脱硫技术：

1、石膏湿法

2、旋转喷雾干燥法

http://wenku.baidu.com/view/feebb880d4d8d15abe234eec.html有个文献你可以看看希望对你有帮助！

直燃式锅炉采取的脱硫措施

一般为加碱脱硫，与除尘器配套使用。一般常见的有陶瓷多管+碱脱硫除尘器（不加碱仅为除尘），还有水浴脱硫除尘器。

084386 汉语言文学 兰艳丽

摘 要：本文通过新能源——生物质能的概述，初步展示其性质特点。同时，结合当下时事，论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展，重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染，效益高的新性能源，通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。

关键词：生物质能，新农村建设，秸秆应用，现状分析

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），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依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

生物质能特点

1) 可再生性

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；

2) 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3) 广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4) 生物质燃料总量十分丰富。

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

生物质能应用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。

新农村建设离不开新能源发展

中国是一个农业大国，农村人口占大多数，因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来，随着农村经济的发展，农民生活水平不断提高，广大农村对于能源的需求量也在不断上升，传统能源的大量使用造成了严重的污染问题，同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨，中国石油探明总储量仅占世界的2.1%，但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富，蕴含着发展新能源的巨大潜力，因此，将可持续发展理念引入农村能源利用领域，大力推进新能源建设，则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。

新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务，目的在于改善农村生态环境，提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业，开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针，即“因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益”，这是在短缺经济的背景下，针对能源危机而提出来的。目前，我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化，大量商品能源进入农村市场，农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题，原十六字方针因缺少生态观和市场观，已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。

1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。

生物质能在新农村建设中的应用意义

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，它通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。

以秸秆产能技术为例，秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源，年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍，植物在燃烧过程中放出二氧化碳，但它在生长过程中要吸收二氧化碳，这放出和吸收是基本平衡的，所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势，将它燃烧产生的灰分不小于10%，而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料，是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季，由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关，因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔，秸秆的收获时间也存在一定的差异，但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆，至于农作物收获后，经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列，它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况，应该具体问题具体分析处理。

从实际应用来说，秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭，秸秆煤不仅投入小、生产安全，还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点，在新农村建设中推广秸秆煤，不仅能使农村的生态环境得到保护，而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种：一是秸秆气化发电，二是秸秆直接燃烧发电，用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化，重点是燃烧设备的变化，而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧，这既可节约煤，又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同，可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆，称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂，可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置，改造成为生物质能电厂，这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电，能够有利于减轻农民的负担，同时可以有利于保护环境。

生物质能在新农村建设的现状与发展对策

我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中，常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染， 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是，我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示，每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1．5亿吨标准煤，林业剩余物资源量约2亿吨标准煤，小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积，理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量，理论上可以生产沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。但到2008年底，全国生物质发电装机容仅315万千瓦，其中蔗渣发电170万千瓦，碾米厂稻壳发电5万千瓦，城市垃圾焚烧发电40万千瓦，秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。

生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是：思想认识不到位，技术研发。创新能力弱，政府配套政策不健全，资金缺口大。投融资体系单一，市场体系建设不完善。针对这些存在的问题，为了生物质能的发展应需要做到：提高认识、理清思路、加大宣传，加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范，开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规，吸收外国的成功经验等等。

在呼唤环保建设的今天，无污染的生物质能将会成为热门的能源，为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之，生物质能是可再生能源，它的应用对于新农村建设有重大的意义，有利于环保工作的进行，而且产能的原材料数量多，分布广，有部分原材料还起到了变废为宝，回收利用等，加大应用生物质能的力度，能够促进调整能源结构，保障能源安全。当然，生物质能也不是没有缺点的，热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30％。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善，从而为新农村建设发展指向一条明亮的，无污染的发展道路。

【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.

【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4

【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4

【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期

【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008

【6】 百度百科