"生物能的利弊"
生物质能源的积极作用
我国是个能源消费大国，经济发展与能源、资源利用的矛盾日益突出，发展生物质能源对于缓解这些矛盾具有积极的作用。
1.可改善现有能源消费结构，降低石油进口依存度
目前，我国的能源形势十分严峻，资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高。我国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，预计2010年我国将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。能源安全令人担忧。因此，必须改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源方向发展。在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是降低石油进口依存度、保障能源安全的重要途径。生物质能源原料供应充足，成本低廉且相对稳定，具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。从能源当量上看，生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，存量丰富且可再生。在所有新能源中，生物质能与现代工业化技术和现代化生活有很大的兼容性，对常规能源有很强的替代能力。
2.减少二氧化碳排放，改善生态环境
目前，我国二氧化碳的排放总量仅次于美国而居世界第二位，二氧化硫的排放量居世界第一位。我国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的66.7%均来自燃煤。生物质能源，不但在使用过程中不会大量产生二氧化碳，而且绿色植物在进行光合作用时还要吸收大量二氧化碳，可明显降低空气污染和减少酸雨现象的发生。发展生物质能源，以生物质燃料替代煤炭，可减少二氧化碳排放；以生物燃油替代石化燃油，可减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力作出巨大的贡献。
3.充分利用边际土地，增加农民收入
我国是农业大国，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤。我国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约1亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。这些土地多位于老、少、边、穷地区。当地农民缺少致富途径，依靠种植粮食作物收入很低。通过合理利用这些地区的盐碱地、荒地和冬闲田等未利用或利用不充分的土地资源，种植甘蔗、甜高粱、薯类、油菜等能源作物，可以为这些地区的经济发展和农民增收开辟一条途径。
发展生物质能源可能带来的负面影响
(一)对国家粮食安全的影响
1.导致国际粮食贸易下滑，影响我国粮食供给
近年来，随着美国等国生物质能源产业的迅猛发展(主要以玉米为原材料)，造成玉米等粮食国际贸易出口量呈下降趋势。这种状况短期内对我国粮食安全虽不会造成太大影响，但从长远分析，由于我国耕地潜力非常有限，而人口增加压力较大，粮食供给存在一定的缺口。随着我国人口的进一步增长，对国际粮食的需求将继续增大，由生物质能源产业发展引起的国际粮食贸易下滑，将对我国粮食安全产生较大的影响。
2.引起世界粮价较大波动及价格联动，影响我国粮食市场
随着国际生物质能源产业的发展，国际农产品价格大幅度上涨。由于市场对基于玉米的乙醇需求强劲增长，玉米价格大涨。预计今后几年，玉米价格将持续保持在较高水平，农产品将进入高价位时期。近期世界农产品价格上涨，既与一些暂时性因素有关，如小麦产区天气干旱、世界粮食库存位于多年低点，也与农产品市场正在出现结构性变化有关，如用于发展生物质能源的粮食比例提高。近年来，国内外农产品市场价格联动越来越明显，国际农产品价格的上涨已传导到国内，并与国内因素交织，加剧了我国粮食与相关产品的市场价格波动。
3.“与粮争地”可能性增大，对粮食生产造成一定压力
尽管提倡利用盐碱地、荒地和冬闲田等未利用或利用不充分的土地资源来种植能源作物，但在市场经济条件下，由于种植生物燃料等作物带来的经济效益大于食用作物，极易出现农民利用耕地种植能源作物，造成粮食作物播种面积减少、粮食产量下降的状况。根据IMF(国际货币基金组织)的一份报告资料，假如在2015年前将生物燃料占全球燃料总需求的比重提高到5%。那么，世界耕地面积就必须比目前扩大15%。一旦生物质能源的原料作物挤压粮食面积，就会危害粮食安全。
(二)对生态环境的影响
1.土地开发导致生物多样性减少
生物质能源作物种植同农业生产一样，也会引起生态环境破坏，人工引种是引起生物多样性减少的重要原因。在林地、湿地、草地、山地以及滩涂、荒漠地区，过度开发、垦殖生物质能源作物，将使大量原生地植被遭到破坏，原有生态系统平衡被打破，导致物种减少甚至灭绝。
2.植保过程易污染环境，破坏生物链
发展生物质能源作物与种植其他农作物一样，需要做好植物保护等管理工作。施用各种杀虫剂和除莠剂等农药，将对昆虫、水体中的鱼类和包括人类在内的哺乳动物产生不良的影响；同时，影响大气环境和水环境，导致生态环境恶化、农作物产量下降或绝收。
世界范围内粮食价格的不断上涨已经让人们开始重新权衡发展生物燃料究竟是利是弊。粮食价格的持续攀升或许存在多重原因，但生燃料肯定难逃其咎。由于种植燃料作物带来的经济效益大于食用作物，不少本应用作食用作物的耕地成为燃料作物的温床。由此带来食物短缺的问题，不仅人类受扰，连家畜也跟着挨饿，因为原本属于它们的食物都被制成燃料。
就在今年2月，欧盟能源部长设立了一项指标，要求交通运行系统中生物燃料的使用比例在2020年提升到10%。实际上，世界上多数国家都在企图使用生物燃料缓解愈演愈烈的能源危机，每年，全球有上亿美元的资金流向生物燃料的开发和应用。
对生物燃料一片叫好的声音已经开始分化，经合组织最近在巴黎召开讨论有关可持续发展的圆桌会议，会议报告指出，现在已是时候全面审核生物燃料的利弊了，人们有必要重新定位对生物燃料的期待值，并且适时适当地对生物燃料的发展政策进行调整。
经合组织发言人强调，生物燃料的利弊还处于讨论阶段，下最终论断尚为时过早。不过，经合组织的这份报告对生物燃料作出了更为理性的评述，正确合理的应用生物燃料应当综合考虑其经济上的收效、对环境造成的影响，以及与整个社会发展的和谐程度，并不能因为它是一项新技术，就全盘认可。
一方面，生物燃料的原料安全，污染较少，并且为农民创造了新的收入渠道。另一方面，食品价格上涨与生物燃料的发展有着不可调和的矛盾，这同时也成为国际能源价格不稳定的因素之一。另外，生物燃料意味着环保的定义并非无可挑剔，尽管无毒无害，但是燃烧产生大量的二氧化碳无疑会加重全球温室效应。
经合组织与联合国粮食及农业组织7月发表在另一份报告《2007—2016世界农业展望》中预测，以目前生物燃料的发展速度推算，国际粮价居高不下、持续上涨的局面在接下来十年都不会改观。并且，一味发展生物燃料缓解能源危机，而不顾随之而来食物短缺的威胁并不是明智之举。
事实上，在第一代生物燃料投入应用时，已经有人就其成本及环境污染问题提出不同看法。从某种程度上说，生物燃料生产成本昂贵，对环境的污染也极有可能超过石油等矿物燃料。然而，技术的创新总能给与人们强大的信心，据称尚处研究开发阶段的第二代乙醇燃料更侧重于对废弃物的利用。由于第二代生物燃料的研究尚未完全结束，生物燃料的未来变得悬而未决。http://ks.cn.yahoo.com/question/1307100600325.html
1生物质混燃发电与直燃发电、气化发电的对比
常见的生物质发电技术有直燃发电、沼气发电、甲醇发电、生物质燃气发电技术等。目前，国内研究较多的是生物质直燃发电和生物质气化发电技术，对生物质混燃发电技术的应用研究有限。基于我国小火电数量多而污染重的特点，以及农村生物质本身来源广且数量大的特殊国情，本文先从技术和政策角度对生物质混燃发电技术进行讨论，然后分析生物质混燃发电的经济效益、环保效益和社会效益，后者更为重要。
1.1生物质直燃发电现状
生物质发电主要是利用农业、林业废弃物为原料，也可以将城市垃圾作为原料，采取直接燃烧的发电方式。如英国ELY秸秆直燃电站是目前世界上较大的秸秆直燃电厂，装机容量为3.8万kW，年耗秸秆约20万t。古巴政府与联合国发展组织等机构合作，预计投资1亿美元兴建以甘蔗渣为原料的环保电厂。我国直燃发电方面在南方地区有一定的规模。两广省份共有小型发电机组300余台，总装机容量800MW。生物质直接燃烧发电技术已比较成熟，由于生物质能源需要在大规模利用下才具有明显的经济效益，因而要求生物质资源集中、数量巨大、具有生产经济性。
1.2生物质气化发电现状
生物质气化发电是指生物质经热化学转化在气化炉中气化生成可燃气体，经过净化后驱动内燃机或小型燃气轮机发电。小型气化发电采用气化-内燃机(或燃气轮机)发电工艺，大规模的气化-燃气轮机联合循环发电系统作为先进的生物质气化发电技术，能耗比常规系统低，总体效率高于40％，但关键技术仍未成熟，尚处在示范和研究阶段。在气化发电技术方面，广州能源研究所在江苏镇江市丹徒经济技术开发区进行了4MW级生物质气化燃气-蒸汽整体联合循环发电示范项目的设计研究，并取得了一定成果。
1.3生物质混燃发电现状
生物质混燃发电技术在挪威、瑞典、芬兰和美国已得到应用。早在2003年美国生物质发电装机容量约达970万kW，占可再生能源发电装机容量的10%，发电量约占全国总发电量的1%。其中生物质混燃发电在美国生物质发电中的比重较大，混烧生物质燃料的份额大多占到3%～12%，预计还有更多的发电厂将可能采用此项技术。英国Fiddlersferry电厂的4台500MW机组，直接混燃压制的废木颗粒燃料、橄榄核等生物质，混燃比例为锅炉总输入热量的20%，每天消耗生物质约1500t，可使SO2排量下降10%，CO2排放量每年减少100万t。在我国生物质混燃发电技术应用不多，与发达国家相比还相距较远。但是该项技术可以减少CO2的净排放量，符合低碳经济的发展要求、符合削减温室气体的需要，具有很大的发展潜力。
在我国农村，农户土地分散导致秸秆收集难度较大，收集运输成本限制着秸秆的收集半径，加上秸秆种类复杂，若建立纯燃烧秸秆的电厂，难以保证原料的经济供应。掺烧生物质不失为一种更现实的解决方案，即把部分生物质和煤混燃，减少一部分耗煤。与生物质直燃发电相比，生物质混燃发电具有投资小、建设周期短、对原料价格易于控制等优势。从技术上看，混烧比纯烧具有更多的优越性：可以用秸秆等生物质替代一部分煤来发电，不必新建单位投资大、发电效率低的纯“秸秆”电厂。何张陈将混燃案例与气化案例作了比较，发现气化案例的发电成本要比混燃案例高，而且对生物质价格变化更敏感。兴化中科估计的单位装机容量投资约为丰县鑫源投资的11.3倍，约为宝应协鑫的1.4倍。混燃还可以提高秸秆等生物质的利用效率、缓解腐蚀问题、减少污染、简化基础设施。
2生物质混燃发电技术解析
由于我国小火电厂数量多并且污染大，与其废弃关闭，不如因地制宜的对一些小型燃煤电厂设备略加改造，利用生物质能发电。典型的生物质能发电厂设备规模小，装机容量<30MW；但是利用生物质混燃发电既可发挥现有煤粉燃烧发电的高效率，实现生物质的大量高效利用，而且对现役小型火电厂改造无需大量资金投资，凸显出生物质混燃发电的优越性，特别是生物质气化混烧发电通用性较强，对原有电站的影响比直接混烧发电对原有电站的影响小些。生物质锅炉按燃烧方式有层燃炉、流化床锅炉、悬浮燃烧锅炉等方案可供选择，对现役火电厂实施混燃技术改造，锅炉本体结构不需大的变化（主要改造锅炉燃烧设备）。改造主要涉及在已有燃料系统中进行生物质掺混，有以下3方式。
（1）在给煤机上游与煤混合，再一起制粉后喷入炉膛燃烧。
（2）采用专门的破碎装置进行生物质的切割或粉碎，然后在燃烧器上游混入煤粉气流中，或通过专设的生物质燃烧器喷入炉膛燃烧。
（3）将生物质在生物质气化炉中气化，产生的燃气直接通到锅炉中与煤混合燃烧。本文主要以第2种和第3种为研究对象。
技术上，生物质和煤混燃关键是生物质燃料的选择和积灰问题。燃料的选择可以通过管理手段并辅以掺混设备加以解决。下面主要讨论积灰问题。
生物质和煤混燃的可行性，在一定程度上受积灰的影响很大。不同燃料的积灰特性与多种因素相关，如灰的含量、飞灰的粒径分布、灰的组成和灰的流动性。积灰是必须考虑的重要因素，因为积灰对锅炉运行、锅炉效率、换热器表面的腐蚀和灰的最终利用都有重要影响。与煤相比，生物质（如秸秆）和煤混燃时，两种原料之间的相互作用会改变积灰的组成、降低颗粒的收集效率和灰的沉降速率。生物质灰中碱性成分（特别是碱金属K）含量也比较高，且主要以活性成分存在，从火焰中易挥发出来凝结在受热面上形成结渣和积灰，实际商业应用中生物质掺混比*高为15%，当掺比较小时，一般不会发生受热面灰污问题。国际和国内的经验均表明，生物质混燃发电在技术上没有大的障碍，技术上是完全可行的。
