生物能源范文

时间:2023-03-22 07:36:28

生物能源

生物能源范文第1篇

4月6日,成品油涨价的前一个晚上,北京的加油站前突然排起了长龙,进入汽车时代的中国人,开始感觉到了国际石油价格暴涨对日常生活的明显压力。什么是进口石油依赖的危害,不需要经济学家讲课,看看你身边的加油站的油价表,就可以知道。

对此,我们很难淡定。奇怪的是,汽车比我们多得多的美国人却似乎越来越淡定。

美国人如何做到一反常态的淡定并且居然做到了美国国内油价比中国的便宜?很值得我们深思。找到其中的答案,就能对世界经济体系未来走势产生明确的判断。

事实上,美国对石油进口的摆脱是一切问题的关键,这也并非什么神来之笔,而是有其长远既定路线,连续三位总统,十几年的时间,美国从太阳、风、生物酒精、氢燃料等各个方向积极探索新能源,并先知先觉,于去年果断停止了对氢燃料的政策性扶植。最终,土壤和生物、农业,成为美国选择的新能源主流方向。

也就是说,过去的十几年到未来的几十年,美国将鼓励自己的农民从自己的土地上,直接种植出能源作物,美国的口号是实现每年十亿吨的燃料乙醇供应,现在看,这个目标并不遥远。

到了今天,美国建设的E85加油站遍布全国,其中85%的成分是生物酒精。美国的汽车,已经开始变成燃烧自己农民种出的燃料的机器。美国土地丰富,农业发达,说美国是个农业国,并不过分。种植能源,将使美国农民继续成为最令人羡慕和富裕的人群。

美国已经开始戒毒了,我们却制定了“依托外汇储备优势,立足开发利用域外油气资源”的国策。这是在往鸦片馆里跑。

1994年,中国正式沦为石油净进口国,进口石油240万吨,2010年,我国净进口石油超过两亿吨,如此增速,世界第一。

石油价格的持续上涨,会导致国内各种化工原材料的跟涨,成为国内通胀的两架发动机之一。人民从此生活在油深钱热之中,幸福感指数如何能不下降?

事实上,中国的生物能源曾是走在世界前列的,至少没有落后美国那么多,然而,2002年前后,舆论认为国际粮食价格大涨,是因为油在吃人,美国的粮食都拿去炼酒精,导致世界粮食价格大涨,第三世界饥荒。中国的粮食如果也去炼酒精,中国人就要面临粮食安全危机。因此,从那时开始,生物能源被以威胁粮食安全的理由高度弹压。

什么叫本末倒置,这个能源政策就是例子。

国际粮价上涨,与国际油价上涨是正相关的,这是不可抗拒的经济规律与大趋势,只有顺应趋势,才能使中国农民在国际油价上涨的过程中,搭上顺风车。否则国际粮价依然上涨,国内政策螳臂当车,下场只能使农民继续穷困,石油继续依赖进口,通胀继续加重。

这十年来,巴西与美国稳健发展生物新能源,巴西成了绿色的沙特,未来的发展有了坚实的能源净出口基础。美国自不必说,戒毒成功,可以放任国际油价上涨,本国农业与农民受益,并坐看中国取而代之,患上进口石油“毒瘾”,进入能源通胀陷阱的热闹。

我们在过去的十年,大力发展风电、太阳能。但即便全国的风电资源全部利用上,也解决不了1%的能源需求,而且,风能不稳定,根本无法实现稳定并网,现在能拿出的解决办法居然是在每个风电场旁边再修个火电厂,如此解决风电并网难题,这不是开发新能源的国际笑话吗?

中国的太阳能电池与多晶硅产能已经严重浪费,并造成了巨大的二次污染,太阳能电池寿命短、制造能耗大、工业废料贻害子孙、废电池无法回收。中国的农民,十年来没有在国际油价上涨的过程中,获得哪怕一点点的收益,而粮食价格并没有因为我们的贞洁,而出现些许的下降,我们不但没有能够避免粮食进口依赖,反而陷入石油进口依赖的厄运。

中国的新能源政策就这样走进了歧途,让我们继续忍受高油价之痛吧,这就是犯错误的代价。

生物能源范文第2篇

生物质能源是太阳能以化学能储存在生物中的一种能量形式,它以生物质为载体,具有资源丰富、可再生、环保等优点。通过对生物质材料的开发和加工获得燃气、燃料、电能等各种形式的能源,与风能、太阳能、核能成为新的能源替代路径。随着基础能源的日渐枯竭和环境的日益恶化,开发可再生的生物质新能源成为世界各国的重要战略选择。中国作为一个生物资源丰富的国家,发展生物质新能源的战略意义尤为突出,生物质能源的发展受到国家的高度重视,并已列入国民经济发展的的重要日程中。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出大力发展可再生能源,扩大生物质液体、燃料生产能力,将生物质液体燃料作为“十一五”国家能源战略的重要组成部分。但是,在看到生物质新能源将给人类带来的新机遇的时候,也要清醒的意识到,生物质能源的开发和利用因其本身的特点也会带来一系列的负面效应,如果不能很好的面对这些挑战,长期来看,生物质能源不能处在一个健康和可持续的发展轨道上。所以,认真思考生物质新能源领域中的产生的新的伦理问题也是亟待关注的一个方面。

1生物质新能源开发利用中的伦理关涉问题

1.1生物能源发展与粮食安全问题

生物质能源的主要载体为生物,主要是能源植物。生物质新能源的开发直接或间接的影响到粮食的安全问题。

1.1.1生物新能源所需粮食性原料对粮食安全的威胁

目前各国使用的目前各国发展的第一代生物质能源使用的原料主要是玉米、甘蔗、油料作物。其中美国主要是玉米和大豆油;欧盟则是玉米、小麦、大麦、菜籽油、甜菜和大豆油;巴西为甘蔗和大豆油;加拿大为玉米和小麦;中国和印度为玉米;马来西亚、印度尼西亚为棕榈。而第二代、第三代生物质能源的开发需要对非粮食性生物质能的深度加工利用,这将提高研发的技术难度和开发成本,所以目前的趋势为生物质能源主要以第一代也就是粮食性作物作为生物质能源的来源。这直接对人类的粮食性需要产生影响,特别是对粮食供给的影响。以巴西为例,在水资源丰富和土地资源丰富的地方,还不能凸显这种矛盾,但是一旦这些资源受到很大限制时,人的口粮与新能源的激烈大战就会打响。这里涉及到一个人权的问题,人类的自身生存都不能保证,还谈何能源的利用呢?这个问题在我国的情况可能比较突出,玉米被作为燃料乙醇的最主要来源,需求量持续大幅度增加,加剧了供需缺口。例如2003年我国燃料乙醇年产仅有7万t,近几年一路飙升,至2006年已达到年产100万t。市场上玉米价格猛涨,燃料乙醇生产遇到了与民争食的问题。为了解决13亿人口的吃饭问题,国内可耕土地已经筋疲力尽,玉米被作为燃料乙醇的最主要来源,需求量持续大幅度增加,加剧了供需缺口,如果考虑单纯的玉米的来源,那么我们就只能饿着肚皮开车了。

1.1.2能源种植所需要的土地对粮食安全的威胁

非粮食性能源作物的需要也直接挤压着粮食性作物的耕地使用,非粮食作物的高收益率和能源开发的迫切需要的双重挤压导致了非粮食作物的种植对有限的粮食耕地的使用,这将直接导致粮食供给的短缺。

1.1.3生物新能源开发对粮食安全的间接威胁

生物质能源的开发利用也间接的影响到粮食安全,生物质能源的开发利用将会诱导使用在原有粮食生产领域的资源到新能源的开发过程中来从而对传统的农业功能发生重大转变,使农业的发展不在以传统意义的农产品为主,那么新的农业的发展应该如何适应这种转变?农业之当展的伦理定位何在?与农产品粮食相关联的市场也将会受到生物能源开发的影响,生物质能源开发利用对传统农产品的资源、以及与之关联的农产品的价格的上涨也严重威胁着人类对食用粮食产品的利用。

1.2生物安全性

1.2.1能源作物的生物改良的安全风险

在生物能源的发展过程中,生物质能源的来源除了天然的生物外,还会需要对一些生物种质进行基因改良,以便提高生物能源的利用率,满足规模化生产的需要。现代生物技术在生物质能源的发展中扮演了非常关键的一环,这种生物技术的应用必然影响着生物的遗传特性,从而也会影响其所处的特定生物环境。所以生物能源作物的培育种植对环境的安全也是一个非常值得重视的方面。生物能源的生产来源主要是一些能源作物,而天然的能源作物又存在着产能低、占地广、生长条件苛刻的一些原因,所以要想找到一种天然的品质优良的作物是很困难的,有必要将天然的能源作物使用现代生物技术改良,而这些转基因改良后的作物的安全性评估又是一个值的考虑的因素。这也是所有转基因生物对环境安全都要面临的一个风险。所以考虑发展生物能源过程中对环境的影响都是需要权衡利弊的一个重要方面。

1.2.2生物质能源的开发利用对生态环境的破坏

在种植生物质能源作物过程殊的肥料、农药、除草剂可能会产生对周围生态的间接影响。比如对水质的影响,在美国的密西西比河岸有一个巨大的玉米能源种植区,这些地区是美国最理想的能源作物种植环境,但同时在种植过程中大量的化学肥料、农药的使用导致水源的质量逐年不断下降,同业也严重影响了当地渔恶民的渔业生产,所以在总体上因其带来的损失也抵消它的经济效益和环境可持续的代价。

1.2.3生物质能源开发对生物多样性的损害

生物能源开发过程中必然涉及对生态系统生物多样性的影响,生物质能源的开发的能源作物的种植长期来看必然导致新的生态环境生物多样性的干扰,数据报告显示截至到2020年为止,美国的谷物和大豆的生物种类将会下降到60%,相比于没有覆盖能源作物的地区,亚洲油棕榈能源作物也将下降到85%,Fletcher等人的研究也发现,对脊椎动物来说,替代能源作物区域的生物多样性和丰富性要远远低于同样条件下的未种植地区的种类。所以在考虑生物质新能源的能源作物种植时,与当地的生态安全和生物种类的影响是需要考虑的伦理问题。

1.3环境可持续性

生物质能源虽然相比其他的新能源有着清洁、低污染的优势,但是受生物新能源发展本身的多因素影响,使得生物质能源的发展并不是沿着一个低耗能的环境可持续性的发展方向前进。

1.3.1能源需要的紧迫性导致对环境可持续的忽视

生物质能源受形式所迫,即能源危机的迫切需要,导致在环境和生活需要之间的失衡。能源危机问题日益严重,同时环境危机的解决也亟不可待,在面临能源危机和环境危机的双重压力下,短期内很难得到两全其美的解决,人们往往注重短期的生活需要,而忽视长期的环境可持续的需要,甚至以非必须的生活需要满足为由开发生物新能源以换取环境可持续的要求。

1.3.2生物质能源的生产过程复杂性导致中间环节对环境影响的忽视

生物质能源可能在其结果终产物看来是非常理想的低污染能源,但是由于其生产过程的复杂性,导致附属产品和生产环节对环境可持续的破坏容易受到忽视,而且有时候从总体看来,相对于环境的可持续的价值,生物能源的开发可能具有非常大的负价值。大面积种植单一作物将会改变生物多样性环境,水土流失严重,以东南亚的婆罗洲岛为例,该岛先前是一个环境非常好的热带雨林,随着可再生能源-生物柴油的开发热潮,为了生产更多的棕榈油,这里的人们开荒辟地,扩种棕榈树。导致这里的生物种类急剧单一,而且也造成了当地气候的急剧变化。产能低、占地广和需要传统化肥的作物对后续环境的不可利用性。因为较低的产能,所以需要的种植面积是非常大的,同时对水源的需求也急剧上升,而水资源问题在未来也将是一个非常严峻的问题。

1.3.3生物质新能源生产过程中的能源消耗中环境可持续的忽视

生物质新能源的生产需要对生物质初材料进行加工和处理才能获得可以直接使用新的能源。在将生物能源物料加工成生物柴油终产品的过程中,这个过程还要需要多个过程农用设备及乙醇转化装置还需要大量的传统能源维持生产,以及其加工过程的副产物的环境污染,这也将影响到新能源的环境可持续方面。这个过程中需要直接和间接的使用到基础能源,那么就不能不评估生物质能源的产出和投入之间的比较。传统的乐观派只是看到生物能源能解决当下的能源危机难题,或者其对经济发展带来的拉动作用。但是忽视了对生物能源的产出和所投入能源的之间的净收益比较。如果不考虑对基础能源的投入,那么发展和开发利用生物质新能源就不是缓解传统的能源压力,而是加重了能源危机,因而是一种不道德的能源战略。美国康奈尔大学DavidPimentel跟踪了多种农作物生产乙醇和生物柴油的成本,包括种植、生长、收获过程中所需的能源,肥料、杀虫剂的使用以及运输所需能源,种植需要和生产过程中的需要的能源损耗比其产出的能源还要多。这样看来生物质能源的开发的过程也可能产生投入大于产出的可能,所以这种开发可能对于环境的可持续性来说具有消极的影响。

1.4生物新能源与新殖民主义

生物能源对于原料产地的要求和本身的可能产生的负效应,使得生物能源的发展在国与国家之间的利益也成为新的伦理焦点。越来的越多的发达国家将生物能源的生产放在较为不发达的国家中来,将生物能源的负效应转嫁到不发达国家身上,SeifMadoffe认为这将导致“气候殖民主义”,“大规模抢占非洲土地”,欧洲企业,其中一些有外国援助资金支持,正快速地在热带国家建立广大的碳栽培牧场(CarbonMonocultureFields)。关于坦桑尼亚的Saadani国家公园,Madoffe质疑富裕的发达国家在这些地区种植“可再生”碳是否道德,因为这些对当地贫民有严重的负面影响,而且要砍伐热带雨林来给“碳牧场”栽培腾地方。是否真的有大面积不使用的土地?不,这是不可能的。源地释放的碳能够被另一个地方的植物固定吸收吗,或者说碳可以从一个国家“出口”到另一个国家吗?这就会引发诸如不平等权力关系和不公平商业交易等方面的问题。富裕国家在这些地区种植“可再生”碳,但却会给当地贫民带来严重的负面影响,而且要砍伐热带雨林来给“碳牧场”栽培腾地方,这样合理吗?此外,为了缓解气候变化,在贫穷国家占用大规模耕地,消耗大量的水资源,污染土地、河流和海岸生态系统,这样做对吗?看看那些欧洲和美国公司拥有的大型种植项目,这些项目还受到“发展援助”的资助。所以在生物能源发展的过程中相同于其他能源的发展,生物能源的发展的在新的利益驱使下,有可能打着发展贫穷国家的经济的幌子来转嫁生物能源风险的目的。

1.5利益相关者的分配

在生物能源的发展过程中涉及到多方的利益问题,主要涉及到能源使用者、能源开发者、能源间接的利益相关者的利害关系问题,能源使用者、能源开发者的常常由于直接的与新能源的利益相关,所以往往侧重于它们之间的利益,而间接的能源相关者也因为与新能源之间的联系的潜在性和隐蔽性而常常受到忽视。①富人和穷人间因新能源产生的经济不公平,由于生物新能源的开发往往附带着巨大的投入,所以这种新能源的使用代价也相比传统的能源使用成本要高,而这也将导致新的使用阶层和不能使用阶层之间隐性不公;②如前所述,新能源的开发可能会给直接的能源需求者带来丰厚的经济利益,为能源使用者带来实际的能源便利,但是这对于那些对基本生活的粮食需要者,处在饥饿状态的穷人来说,将会加剧这种利益之间的冲突。除了粮食的危机,因能源开发所导致的农业资源紧缺、农产品价格上扬、环境损失、都以不同的形式与潜在的利益相关者相连,在这其中经济利益和实用效果可能往往会受到极大的关注,而潜在利益相关者的利益可能会受到忽视,比如,在生物能源的开发的过程中可能面临着产业升级换代的过程,新的生物能源研究开发面临着一个转换的过程中旧的能源领域的从业人员可能会被要求掌握新的技术,而且新的生物能源生产所需要的新的伦理规范来规范和引导生物新能源生产,所以对旧能源领域转型人员以及生物新能源开发利用所涉及到的相关从业人员的“善”待以及对他们的伦理规导都是需要关注的伦理问题。综上所述,生物质新能源的发展在为当代的人类生活带来极大的便利时也产生了一些单靠技术所不能解决的伦理问题,这些问题是因为生物能源发展本身所受的多方面因素所导致的。包括经济利益的驱使、能源危机的解决迫切需要、生物质因素的特点决定、环境可持续的需要、贸易公平的需要、利益相关者的分配等几种伦理关涉,在生物能源的发展的过程中必须考虑到这几方面所带来的伦理问题的思考,因此,笔者在这里提出几条潜在的生物新能源发展的伦理原则以使的生物能源的开发利用处在一个健康和可持续的发展轨道上,使得生物能源能真正的为人类的生活带来便利。

2生物质新能源开发利用中的伦理原则

2.1保证生物质新能源开发利用对人类不伤害性

生物能源的发展必须以满足能源的需要为界限,不能危及到人们必须的、基本的生命需要。依照康德义务论伦理,人是发展的目的,所以必须正视生物能源所涉及到的人的其他利益需求,生命的需要是摆在首要位置的。不能用牺牲食用粮食的代价,特别是贫困人口的饥饿甚至死亡换取部分人的非必须的能源需要。其次要注意生物能源开发过程中的不伤害性,要采用对人无害的生物质能源利用技术、工艺。考虑生产诸环节可能存在的潜在危险。最后要注意到生物质能源利用对人类其他必要的生活领域的潜在影响,尤其要注意使用者和生物能源开发相关利益者的联系,保证生物能源的开发不会威胁到这类人群的基本的生命权利。

2.2生物能源的开发利用要注重效率

目前来看,大部分的生物质新能源开发利用的回报率不高。整个新能源开发利用过程中必须从整体上对投入和产出之间的能源做总体分析,使得产出的能源利用率大于投入能源消耗率。更不能将新能源的直接经济利益作为开发利用生物能源的充分理由,必须考虑对基础能源的使用成本。在投入资源到生物新能源的开发研究时,必须强调能源效率的净收益。首先,这种效率除了要考虑能源本身的投入和产出效率外,必须要考虑整个能源开发过程中的综合效率的提高,生物能源开发利用过程中要涉及到对经济、环境、人类生活、气候、以及其他各种潜在的影响,这种新的生物质能源的开发利用的成本是不是太大?这些成本不仅包括经济成本,还要包括对环境、人、以及其他相关利益损失的机会成本,必须保证开发的净利益要大于所有成本的总和。再次,注重对开发生物质新能源的开发利用在目前存在条件下不确定性的风险评估,生物能源的开发所使用技术是技术创新的结果,不可避免的会产生一些不确定的风险,包括对生命、社会的影响,所以在考虑总体的收益的时候要考虑这些不确定因素的风险,同时采取适当的解决措施尽可能减少这些风险。

2.3生物能源的开发要注意环境的可持续性原则

生物质能源开发对环境的依赖性也要求生物质新能源的开发利用也需要考虑环境的可持续性。首先,必须保证最低限度的对环境的污染,生物质能源的开发利用过程中必然产生对环境的负面影响,所以生物新能源的开发利用必须确保它比化石类能源的对环境的可持续性方面要效果更好,需要制定必要的环境可持续性标准。再次,生物能源的开发利用要适度,不能超过环境的可再生限度,杜绝粗放的使用生物质能源的开发方式,同时要兼顾代级之间对环境的需要。当下的生物质能源的开发不能影响到后代的生态系统的安全。要求在开发生物质新能源的过程中考虑到持续性的对土地、水源和其他自然资源的利用的综合因素,也不会破坏生态平衡和生存的气候环境。最后,生物质能源的开发必须保证生物质来源的安全性,考虑到生物技术改良的生物资源对环境安全和可持续性的影响。保证不危及环境的可持续利用。

2.4生物新能源开发利用要保证经济公平

生物能源的开发过程中必定会产生潜在的风险,这些风险往往被能源投资者以扶贫和经济利益的形式诱使贫穷国家接收这种风险,这在短期可能会改变贫穷者的经济状况,但是长期来看生态资源的过度开发,以及潜在的利益损失会拉大贫穷和富人之间的差距。同时在新能源相关的市场中,也可能加大这种差距,可能会把新能源开发的风险分摊到未使用者的身上。所以生物能源的开发必须考虑周全它所涉及到的相关利益者的利益,保证穷人的利益至少不会受到伤害,最大程度的协调好各利益相关者的利益。对涉及到的新能源更新换代的产业升级过程中保持对所涉及到的弱势群体的关注,给予“善”的关怀。

3生物质新能源开发利用中的伦理实现

生物能源范文第3篇

摘要会计在处理生物能源的时候会遇到这样的问题,因为生物能源的核算与我们所熟悉的化石燃料的核算有着本质的区别,本文分析了有关碳核算的争论主要问题和许多亟待解决的问题,提出应出台相关政策来鼓励拥有长期效应的节能减排措施

关键词生物能源节能减排

一、引言

由于全球气候变化,京都协议书及排污权交易制度等的发展,使得CO2排放,交易及节能减排等特定环境问题的处理规范探讨日渐引起会计学界的关注和重视,京都协定书下的CDM、JI等机制均提供了通过碳排放交易机制分配碳排放配额的框架。目前,碳会计研究需要解决一个棘手的问题--如何处理生物能源。

二、正文

之所以会计在处理生物能源的时候会遇到这样的问题,主要是因为生物能源的核算与我们所熟悉的化石燃料的核算有着本质的区别。化石能源中沉积的远古时期的“碳”在燃烧时被释放在大气层中,使温室气体增多,诱发全球变暖。然而,对于生物燃料来讲,在被燃烧时释放到大气中的CO2使其在通过光和作用从大气中吸收的CO2。假如植物(生物能源)生存在一个可持续发展的系统中,植物的生长速度即其吸转化CO2的速度和生物能源的燃烧速度即向大气中释放CO2的速度是一样的。理论上,燃烧生物能源的净CO2排放量为零。但是,由于生物能源的生长和消耗并不发生在同一时间,同一空间,对其的会计核算也是如此,这使得我们很难的到均衡的会计数据。

当经济发展与合作组织第一次提出《关于国家碳排放评估手册》,温室气体排放和和沉积被列在了一起。手册指出:燃烧生物能源所产生的CO2排放量不应该被放在一个国家的官方的排放清单里。其理论依据是:假如系统为可持续发展系统,净二氧化碳排放量为零。假如系统不是可持续发展系统,净CO2排放量应依据土地利用变化来核算。同样,京都议定书规定:将土地利用变化和林业活动所产生的CO2排放量和沉积量作为测量“碳储值的可核算变化”,而生物能源燃烧产生的排放量作为“中性碳”来处理,即不包含在排放清单内。然而对这项规定却一直存在这众多质疑。

目前有关碳核算的争论主要聚焦在两点上。第一,我们如何评估一个节能减排活动是否值得执行和鼓励。第二,我们如何计量CO2的排放量。第一个问题需运用比较法,比较新项目与现有活动的排放量。第二个问题只是涉及碳排放的量化计算,这已方面的研究已经取得了一定的成果。第一个问题在公共管理制度,节能减排政策的制定方面有着至关重要的影响。而第二个问题,则更偏向作用于企业在国际交易中的统一计量作用以及监管方建立统严格的监督标准。

当前的一些争论焦点集中到了有关温室气体排放在生物质能源系统方面的影响。从会计角度看,学者Searchinger质疑了京都议定书在核算生物能源温室气体排放量的计量。一个明确和稳定的系统边界在排放量的核算中至关重要。国际政府间气候变化委员会(IPCC)的另一个职能是总结了所有系统(国家)的实际排放量(包括国家间碳排放权交易问题)。

然而国际政府间气候变化委员会(IPCC)的核算系统中包含了生物能源系统。他们精确的合算了化石燃料产生排放的时间地点以及排放量,同时他们也考虑了当地(国家系统)的生物能源碳储量的变化量。然而,尽管联合国气候变化框架公约和京都议定书都在实施,当所有国家都不报告生物碳含量和碳沉积总量的情况下,我们仍旧无法确立一个明确和稳定的系统边界。

从时间角度看,我们面临这样一个问题:一些拥有化石燃料和生物燃料组合的国家系统,在短时间内,其温室气体排放量会呈现上升趋势,而长远来看,其排放量将最终处于下降趋势。而我们所需要的便是一个用现有的高排放来换取长远“利益”。

从全球的视角来看,一个国家的节能减排活动很可能造成另一个国家CO2排放量的增加。一项有关生态工业的研究表明,目前发达国家从发展中国家大量进口产品和服务,而这些产品和服务生产过程中的碳排放扔归属于发展中国家(Peters et al. 2009)。而排放成本,权利和义务却能通过全球经济一体化传导到各个国家。

三、结论

对于生物能源系统和节能减排战略的评价需要有一个全局化的观念,这要求我们考虑在以循环系统的观念来评估温室气体的影响。并且也应出台相关政策来鼓励拥有长期效应的节能减排措施。但这也是有许多亟待解决的问题的。但是如果我们想要弄清楚生物能源系统的成本和收益,我们必须制定系统边界,并给出明确的核算和评估措施,包括机会成本的计算。如果我们需要核算一个国家的节能减排,我们则需要考虑时间空间等多方面的会计信息系统。主要问题是,我们需要寻求一个完整稳定的,边界明确的会计系统。

参考文献:

[1]Peters,G. P,2009. Trade, transport,and sinks extend the carbon dioxide responsibility of countries: An editorial essay. Climatic Change 97(34): 379388.

生物能源范文第4篇

生物能源是指利用生物可再生原料及太阳能生产的能源,生物能源主要包括生物电能和生物燃料两大类。生物电能主要是利用各种植物秸杆进行发电,而生物燃料则是通过发酵产生甲醇和乙醇燃料等。生物能源既是可再生能源,又是无污染或低污染的绿色能源。

生物能源不含硫,其碳循环是动态的,能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水,将太阳能以化学能形式储藏在植物中,是一种可再生的环保型新能源。因此,开发生物能源是解决能源危机和保护生态环境的有效途径。

各国已广泛开始关注用生物能源来代替化石燃料,并制定了相应的计划,如日本的“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。

生物燃料乙醇

生物燃料乙醇也称燃料酒精、乙醇汽油和乙醇柴油。燃料乙醇可以单独作为一种燃料或作为改进型混合燃料。生物燃料乙醇是一种燃烧充分、可再生的燃料,近年来备受青睐。

在1979年,美国便开始制定酒精发展计划,同年,日本工业技术研究院开始对稻草、废木材等进行能源化研究,时至今日酒精发酵技术已基本完善。1980年,美国和加拿大两位华裔教授几乎同时宣布已经解决木糖酒精发酵的问题,这一研究成功使半纤维素利用进入一个崭新阶段。1998年9月由美国第一家商业化以纤维质(蔗渣和稻草壳)为原料生产酒精的工厂破土动工。

目前生物燃料乙醇的制备有2种,一种是直接由淀粉、蜜糖等物质通过各种转化,最后分离出乙醇:一般的方法是首先使用淀粉酶,经水解成为醛,然后把剩余化学键折断,经葡萄糖酶催化,生成葡萄糖,最后用酵母发酵法,把葡萄糖转化成乙醇。另一种是由木质纤维通过发酵作用生产乙醇:纤维素制备乙醇主要有酸水解和酶水解乙醇生产工艺两大类。目前对酸水解研究较少,因其较酶水解工艺来说,研究和发展潜力较弱;纤维素酶水解乙醇生产工艺可以分为分步水解发酵工艺、同步糖化发酵工艺以及复合水解发酵工艺。

从原材料来看,各国的乙醇主要以玉米、小麦、薯干等粮食为原料经过发酵生产而成。美国是世界上最大的以谷物为原料生产生物燃料乙醇的国家。2004年,美国生产乙醇消耗的玉米约占其产量的11%。

面临重重问题

目前,生物燃料乙醇主要存在如下问题:①使用粮食作为发酵原料生产乙醇;②从植物中提炼乙醇需要耗费大量能源;③酒精废液带来环境污染;④燃料乙醇价格没有优势。

而其中最严峻的问题是使用粮食作为发酵原料生产乙醇。这不仅大大提高了燃料乙醇的生产成本,还导致了能源与粮食的矛盾,必将引发粮食安全、争用农地等问题。越来越多地使用粮食生产生物燃料可能给世界范围内已经高度开发的土地和水资源造成更大的压力。如果在2015年前将生物燃料占全球燃料总需求的比例提高到5%,那么,世界耕地面积就必须比目前扩大15%。

我国已经于2007年5月份叫停了用玉米提炼生物乙醇的新项目,而改用甜高粱、红薯和木薯。现有的以玉米为原料的生物乙醇项目也计划在未来五年内全部转化为甜高粱,红薯和木薯。另外,在我国,来自农田及森林、的废弃物如玉米秆、稻麦秆等相当多,若利用这些纤维原料替代淀粉类原料,则能够有效地降低成本,解决能源与粮食的矛盾。目前由于缺乏有效的原料预处理和发酵方式,纤维类原料生产生物燃料乙醇未被广泛推广使用,因此对这两项关键技术的研究将成为今后的重点。而纤维素原料生产燃料乙醇的实用性关键在于木糖发酵,因此找出发酵的优良菌种成了必须首先解决的问题。日本生物能公司在日本神户和京都等大学研究人员的帮助下,使用生物工程设计的酵母,可直接把淀粉发酵成乙醇。公司用此法获得约92%的理论乙醇产率,由此大大降低了生产成本。中国科学院化工冶金研究所生化工程国家重点实验室筛选出发酵乙醇的优良菌种,并优化了利用纯木糖培养的条件。

同时,我们也需要进一步进行生物燃料乙醇生产过程的优化研究。综合利用生产原料,根据原料的不同特性,筛选经济可行的生物能源生产路线,加大副产品加工利用,从而降低生物能源生产成本。

发展生物能源和种植油料作物可绿化荒山、滩涂、盐碱地。我国南方约有2千万平方米荒山荒坡,北方有1亿平方米盐碱地,利用荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地种植能源植物既不占宝贵的耕地资源,又可提供大量的生产原料。

生物能源范文第5篇

但是,在寻找替代能源的过程中,粮食的能源化利用,已令全球粮食贸易地理格局发生改变,局部地区粮食供求失衡状况逐步加剧。以美国、欧洲、巴西等为代表的国家和地区,由于大量使用玉米、棕榈油等作为生物燃料、生物原料,已经拉动全球饲料及农牧产品价格大幅上涨。在全球粮食供应关系偏紧、粮食库存不断下降的背景下,其负面影响不容低估。

发展生物能源,首先要充分尊重人的生存权。获得足够的食物,是生存权的底线保障。在当今世界,解决饥饿问题形势并不乐观。有数据表明,从2001年到2003年,全世界有8.54亿人处于半饥饿状态。

其次,还要充分认识粮食安全的全球责任。有资料显示,目前全球粮食库存处于近30年的低谷,而全球有37个国家因战乱和自然灾害而面临粮食危机。全球粮食库存量减少,生物燃料的需求不断增长,客观上已经出现了与人争粮的局面。大量玉米用于生产乙醇,已使美国玉米出口减少。美国的玉米产量占世界的40%,出口的玉米占世界玉米出口总量的70%,其出口量减少不仅对全球玉米行情乃至粮食和食品价格产生重大影响,而且,以玉米等为原料的饲料价格上涨,还直接助推全球肉、蛋制品价格全面抬高。在一些贫困国家和地区,严重时甚至会引发社会问题,导致或加剧动荡。对此,富国应承担更多责任。

再者,对发展粮食燃料的替代效应也应要理性分析。据测算,全美国的谷物产量只能供应其运输所需燃料的3.7%,即便利用美国全部的3亿公顷耕地生产谷物乙醇,也只能满足其15%的需求。如技术上不取得实质性的突破,那种以牺牲粮食安全为代价、短期内以粮食燃料来摆脱石油依赖的愿望,不仅过于理想化,而且得不偿失。

生物能源范文第6篇

石元春(中国农业大学教授):虽然目前石油价格有所下降,但随着全球石油储量越来越少,未来的石油价格肯定会越来越高,寻求可再生清洁能源、实现能源的多元化已刻不容缓。生物燃料其实是一个很宽泛的概念,燃料乙醇、生物柴油、固体成型燃料等都属于这个范围,其中一些技术和设备相对成熟,投资少,见效快,宜于分散生产和农村中小规模生产,比如固体成型燃料。

林伯强(厦门大学能源经济研究中心主任):大规模发展第二代生物燃料,面临的困难还是比较大。就拿秸秆来说吧,秸秆是向农民收购的,当没有生产纤维素生物燃料时,秸秆是农业废弃物,可以轻易获取,但是一旦开始生产,农民就会向你要钱了,原料的价格很可能会随之上涨。生物燃料的监管也很困难:我国规定,用固体生物燃料发电的生物燃料电厂使用生物燃料比率须大于80%,而煤的比率必须小于20%,但掺杂更多煤炭可以获利更多,这样一来许多电厂就会掺杂40%或更多的煤。因此国家在审批的过程中必须非常谨慎,不然就会变成小煤电。当然,随着技术的改进,可再生能源的价格还都有下降空间。

在哪里种植生物燃料作物?

皮门特尔(美国康奈尔大学生态与农业科学教授):美国每年会生产6亿吨草料,用于喂养1亿头牛、7亿只羊、4亿匹马以及大量野生动物,比如鹿、麋鹿等。据美国农业部称,这已严重超过美国草原的承受力,因此根本没有多余的草料可用于生产生物燃料乙醇。

林伯强:我认为土地问题是发展生物燃料最大的瓶颈。尽管第二代生物燃料的原则是不与粮争地,但实际操作起来却有困难:因为作为生物燃料的植物种植起来比其他作物简单,只要这些植物能够卖上好价钱,农民想要在土地上种植什么东西其实很难监管。这就需要有力的地方性监督和合适的经济措施。石元春:绝大多数能源作物是纤维素植物,生物能源不都是柴油。原料主要来源有二,有机废弃物和边际性土地上种植的能源作物,贡献约各占一半。前者不需要额外土地,我国每年产生各类作物秸秆6.5亿多吨,除去秸秆还田、养畜饲料和其他竞争性用途,尚有1.7亿吨秸秆未得到有效处理和利用。边际性土地包括非粮低产农田及可垦荒草地,这些土地种不了粮食。

李十中(清华大学核研院新能源研究所教授):中国本身有很多可以用作生物燃料的资源,比如秸秆,很多是被烧掉了。按现有生产水平,大约六七吨秸秆可以生产出1吨燃料乙醇,今后技术进步,产率还可以提高10%左右。新疆、内蒙古的草原荒漠等种植的防风固沙的草本植物和灌木等也是生物燃料的很好原料。还有石院士提到的边际性土地也可以种植一些很不错的能源作物,比如甜高粱,它对土地肥力,气候等要求都比较低,对旱、涝、盐碱的抗性都很高,从东北到海南都可以生长。甜高粱含糖量高,所以加工起来也比较容易,是非常理想的生物燃料原料。

生物燃料真的清洁吗

蒂尔曼(美国明尼苏达大学生态演化及行为系教授):在巴西,人们开垦草地,种植甘蔗,再用甘蔗去生产乙醇。我们经过仔细调查和分析后发现,这些生物乙醇要抵消在种植、生产过程中产生的二氧化碳,至少要等17年。而用生长在热带泥炭地上的棕榈生产生物燃料棕榈油,要抵消棕榈油整个生产过程中释放的二氧化碳,甚至需要长达数百年的时间。从这些数据中,我们不难得出结论:至少在二氧化碳减排方面,生产生物燃料是得不偿失的。

雅各布森(美国斯坦福大学环境工程学教授):为生产生物燃料而改变土地使用方式,的确会导致二氧化碳排放量增多。

最新数据显示,与玉米乙醇相比,生产第二代生物燃料,比如纤维素乙醇,可能需要更多的土地。其他一些技术,仅需要1/30~1/150的土地就能达到同样的效果,比如风能、太阳能等。而生产纤维素乙醇,如果考虑土地使用面积、使用方式的改变,二氧化碳和其他污染物的排放可能仅是略微降低甚至有所升高。

皮门特尔:我也认为,如果把森林和草原都转变为生物燃料,很可能会造成环境大灾难。

美国农业每年都要生产9亿吨生物质,其中400吨将用作食物,500吨成为农业残留物。但这些残留物不能被收集用于生物燃料的生产,因为这会使土壤侵蚀的程度加剧100倍,破坏农业生产根本。

在美国,森林每年能出产5亿吨木料,其中两亿吨可用于制作木具或其他用途,剩余3亿吨或许可以用来生产生物乙醇,但如果不能赢利或减少二氧化碳排放量,也许就得不偿失。

在很多人看来,第二代生物能源――纤维素生物质在环境友好性方面明显优于第一代生物燃料玉米乙醇,但事实是否如此呢?与玉米乙醇相比,每生产1个单位的纤维素生物质,就需要种植、采集、处理两倍的纤维素原料,而在这一过程中,还需要投入大量的土地、灌溉用水与化石能源。

在生产纤维素乙醇时,原料必须要经过强酸处理,以从木质素中去除碳水化合物。经过酸处理的原料还要接受碱处理,目的是中止酸化过程。被水浸泡之后,木质素会被水稀释,不能直接用作燃料。除非人们把木质素与水分分开,但这个过程需要投入大量能源。从总体上来说,生产纤维素生物质并不能赢利。

李十中:采用干发酵法来处理纤维素,就能够避开上述过程,生产过程中的排放其实也与技术有很大关系。

对生物燃料在种植、收集、制造和运输的全部过程中所消耗的能量,一般采取“生命周期评价法”进行计算,这是一种用于评估产品从原材料的获取、产品的生产直至产品使用后的处置,对环境影响的技术和方法。

现在,纤维素生物燃料生命周期能效水平还不是非常理想。但采用不同原料,不同处理方法,纤维素生物燃料整个生命周期的排放是不一样的,我们就是要找到最佳的原料和处理方法。

石元春:发展生物燃料还可基本解决秸秆露天焚烧、畜禽粪便和塑料地膜等污染问题,将这些计算进去,其实也减少了二氧化碳排放。我国政府在今年6月初通过的《可再生能源中长期发展规划》中也强调,发展可再生能源不得破坏生态环境。要做到不破坏生态环境,就需要在扩大生物燃料的原料生产规模的同时,严格把关开发的界限,所要开发的土地应为边际性土地,有的是低产田;土地开发利用要与生态建设相结合。只要把关严格,生物燃料肯定能够减少二氧化碳排放量,只是减排多少的问题。(罗绮 褚波)

生物能源范文第7篇

关键词:生物质能;生物质能源产业;生物能源政策

中图分类号:F206

文献标识码:A

文章编号:16710169(2014)04009307

基金项目:教育部人文社会科学研究一般项目“低碳技术创新与产业政策保障研究”(10YJA790249);中国地质大学(武汉)资源环境经济研究中心开放基金项目“我国能源发展新体系和新模式研究”(2011A001)

作者简介:张平,武汉大学经济与管理学院教授、博士生导师(湖北 武汉 430072);张晔,武汉大学经济与管理学院博士研究生,华中农业大学经济管理学院讲师(湖北 武汉 430070)

生物质能源是一种可再生能源,大力发展生物质能源技术和生物质能源产业,对缓解能源危机和改善生态环境至关重要。在生物能、太阳能、风能、地热能、水能、氢能、核能等新能源当中,生物质能源具有一定的特殊性,即在理论上,它的使用不会净增温室气体排放,还能在一定范围内维持甚至增加陆地土壤的碳储量,从而可以有效地解决化石能源枯竭和全球环境污染问题。因此,全球主要发达国家在以开发应用低碳能源技术为核心的能源改革计划中,都把生物质能源作为国家战略性产业来发展,以保证本国的政治安全、经济安全和环境安全。

一、生物质能源产业的发展规律

(一)生物质能源范畴

生物质指的是地球上一切通过光合作用生长的生命体,其主要的存在形式包括动物、植物、微生物,以及上述生命体新陈代谢产生的有机物。生物质能则是上述生物质将太阳能转化,并以化学能量的形式储存于体内的能量,因此,生物质能源是一种间接的太阳能。迄今为止,人类利用生物质能源的主要来源有农业作物及副产品、木质纤维素、城市废水以及其他有机废弃物(如表1所示)。

表1生物质能按来源分类

农业作物及副产品木质纤维素城市污水和废弃物

原料来源能源作物;农业副产品或废弃物(如:梗、茎等);动物副产品;农产品加工业副产品(如:稻壳、小核籽、甘蔗渣、动物脂等);水生物(如:微藻、大型藻类等)。森林木本植物;芒草;木质产品加工废弃物;城市林木废弃物;森林火灾破坏的树木等。城市有机固体废弃物;城市废水;垃圾填埋产生的气体;污泥等。

资料来源:Bioenergy Industry Report 2010。

现阶段,全球生物质产的主导产品,正在经历从第一代生物质能源向第二代生物质能源的转变。以农业作物及副产品(除了水生物)为原料的生物质能源,被称为第一代生物质能源或传统生物质能源,如生物乙醇和生物柴油,主要通过液体或固体发酵。第一代生物质能源已在一些国家形成产业化生产,产业链结构较为完善,如美国、巴西等。然而,第一代生物质能源由于其抢占本可用于人类食用或加工的粮食作物,可能带来粮食安全和食品价格上涨问题,在许多国家的产业发展遇到瓶颈。另外,第一代生物质能源的生产过程还可能造成第二次环境污染。由于第一代生物质能源的局限性,以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源备受关注。目前,第二代生物质能源仍处于技术创新阶段,绝大多数企业受到负利润率的影响,至今未能形成产业化生产。然而毋庸置疑的是,第二代生物质能源是生物质能源产业发展的必然趋势。

(二)影响生物质能源产业发展的因素

1生产企业规模影响。规模经济效应在生物质能源产业非常突出。单位生物质能源产出所分摊的固定资本投入,以及产生的边际运营费用,都将随着企业规模扩大而显著下降。例如,一个生产能力达到40兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本约为250万美元;而一个生产能力仅为1兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本要达到约800万美元。因此,将有限的生产要素向若干企业集中,将有利于生物质能源产业规模扩大和资本积聚。

2供求结构影响。生物质能源在供给方面的影响因素有:特定的生物质数量和质量、生物质能源转化技术、生物质能源生产成本、企业规模以及产业内部和产业间竞争的状况。生物质能源的需求则主要受能源需求量、各国关于生物质能源的生产消耗出台的规制、可替代产品的价格和供给状况、消费者心理以及能源输送渠道的建设等因素影响。可以说,生物质能源供求影响因素在很大程度上决定了世界各国生物质能源产业的发展现状和特点。

3上下游产业链发育程度影响。与其他形式的可再生能源不同的是,生物质能源的产出除了受产业关联、供需关系等因素影响外,还在很大程度上受制于上游产业的发展水平、上下游的产业关系和社会服务的水平。一个完整的、层次合理的、有明显空间指向性的产业链结构,例如,农业、林业、食品加工业,以及物流业等上游和周围产业的发展水平,以及该国的废水管理,垃圾填埋场的气体管理,二次污染的防治等社会服务水平,都在不同程度上促进或者制约了该国生物质能源产业的发展。如何能使生物质能源产业在价值链、企业链、供需链和空间链上形成均衡对接,是目前世界各国发展生物质能源产业的现实问题。

4产业政策影响。生物质能源是朝阳产业,即使在一些发达国家,其发展仍处于产业生命周期的初创期。在此阶段,政府的作用更多体现在研发资金支持和投资补助如建立企业孵化器和培育初创企业等方面,它们对于生物质能源产业的起步将有重要作用。

二、生物质能源产业发展状况

(一)全球生物质能源产业发展格局

在全球能源体系当中,第一代生物质能源已经成为仅次于化石燃料之后的第二大能源供给产业。根据21世纪可再生能源政策公司(REN21)的“2013年全球可再生能源发展报告”的数据,在2011年全球消耗的能源中,化石燃料比重首次低于80%,可再生能源则提供了超过19%的能源,其中传统生物质能源的比重达93%(如图1所示)。另外,据国际能源署(IEA)预测,到2050年,全球生物质能源产能有望达到每年1500 EJ。

从全球生物质能源产业分布看,主要集中在一些发达国家和能源短缺但生物质原料丰富的国家。从生物质能源产量规模看,美国和巴西两国的生物乙醇产量已经达到全球产量的70%;从生物质能源占国内能源消费比重大小来看,芬兰和瑞典两个国家该项指标较大,如在芬兰国内全部总能源消耗中,已经有超过12%是由生物质能源供给的。

需要注意的是,尽管生物质能源占全球能源消费的比例达到19%,但是其中的生物燃料比例却非常低,2011年只有08%。生物燃料增长陷入停顿的主要原因是:全球最大生物燃料供应国家巴西和美国的生产放缓。如美国生物质能源产品主要集中在生物乙醇和生物柴油,其主要生产原料为玉米。生物燃料产业消耗了美国国内近40%的玉米,对美国国内食品价格稳定造成不小压力。

图12011年全球能源消耗结构――可再生能源消耗分析

资料来源:Renewables 2013 Global Status Report。

(二)中国生物质能源发展状况

目前,中国已经产业化的生物质能利用方式有:沼气、生物质发电、成型燃料、燃料乙醇和生物柴油等。2010年,生物质能源产业总产值超过211亿元,年增长率达到89%。其中,燃料乙醇和生物柴油产值约为70亿元和32亿元;生物质发电实现产值约35亿元;农村沼气估计产值约为68亿元。

1沼气产业。中国是最早利用沼气的国家之一,但是在2005年以前,沼气利用主要以户用沼气为主,缺乏大型沼气工程。经过近十年的技术攻关和财政支持,2012年初,已经建成大中型沼气工程226万处、养殖小区和联户沼气工程199万处、秸秆沼气示范工程47处。其中,大型沼气工程年产沼气共计40亿立方米。

2生物质发电。截至2010年6月底,中国国内已经投产的总装机规模由2006年的140万千瓦增加到550万千瓦,其中农林生物质发电400万千瓦,垃圾发电70万千瓦,沼气发电80万千瓦。已经有50个生物质发电项目实现了并网发电,发电装机容量达到200万千瓦以上。2006-2010年,生物质能发电的投资总额由168亿元增加到586亿元。目前生物质能发电行业的区域分布是:华东地区装机容量占全国比重为49%;中南地区22%;东北地区15%;华北地区占8%,西南和西北地区占3%。

3燃料乙醇。2011年,中国燃料乙醇产量为190万吨,按照“定点生产、定向流通、封闭销售”原则布局设点。中国目前已经成为继美国、巴西、欧盟之后的全球第四大燃料乙醇生产国和消费国。但是,近期粮食燃料乙醇已经不可能实现增产,中期非粮燃料乙醇受制于原料的持续供应,所以,从远期看,发展纤维乙醇是必然选择。

三、全球生物质能源大国政策特点

(一)美国生物质能源政策特点

1制定鼓励和规范生物质能源发展的法律体系。美国已经建立了一套生物质能源相关的法案和政策法规。2005年出台的《能源政策法》是美国能源政策的重大转折点,标志着美国以扩大供应为重点的能源政策,开始转向扩大供应与扩大国内能源开发并重的能源政策。该政策极大地提升了生物质能源的战略地位。奥巴马总统执政后,推出了“清洁能源国家战略”,明确将生物质能源的开发和市场化作为经济振兴计划的重点之一。

2由政府强制规定可再生能源消费比例。在联邦政府层面,尽管生物燃料与玉米消耗有一些矛盾,但是出于低碳和环保目的,美国仍然计划2020年生物质能源和生物质化工产品比2000年增加20倍,达到能源总消费量的25%。美国环境保护局(EPA)为此还规定了全国每年生物燃料使用目标。如2013年的强制使用量为16055亿加仑,2014年增加至1815亿加仑。

在州政府层面,美国已有36个州政府通过《可再生能源配比标准》(RPS),这是一个强制执行的规则。RPS中强制规定了电力产业输送的电能中,必须有相应比例的电能来自于规定的可再生能源。其中,生物质能源是重要的部分。此标准逐年递增。每个州的标准的制定,都是基于本州的基本状况,如经济发展水平、能源供应的多元性和环境因素。

3实施积极的财税政策,鼓励生物质能源企业发展。其中,政府财政补贴是重要方式之一。奥巴马政府在2011年推出51亿美元的财政补贴计划,用以鼓励第二代生物质能源产业的发展。美国还通过政府风险共担机制,为生物质能源企业的贷款提供担保,保障生物质能源企业的资金需求。这些财政刺激政策效果显著,吸引了大量的传统能源企业纷纷进入生物质能源领域。

4鼓励生物质能源国际合作和国内企业联盟。由于美国和巴西是世界上最主要的乙醇燃料生产国,所以美国通过与巴西签订在生物质能源技术转让和国际标准等方面的合作备忘录,积极推动“乙醇欧佩克”国际组织的组建,以控制乙醇燃料的国际市场。与此同时,在国内鼓励生物质能源企业组建企业联盟,提高生物质能源生产集中度。

5通过生物质能源产业带动就业。2010年美国联邦政府通过财政拨款形式,向生物质能源企业拨款6646亿美元。其中生物乙醇和生物柴油企业发展为农村地区带来了厂房建设、企业运营和设备维护等多种就业机会。根据美国可再生能源委员会统计,生物乙醇产业仅2005年一年就创造了超过15万人的就业机会,增加了57亿美元的家庭收入。生物质能源产业与就业形成一种良性循环。

6特别重视生物质能源原料供应保障。在联邦政府层面上,美国于2008年颁布的《农场法案》中,提出了《生物质作物援助计划》(BCAP),目的在于补贴生物质能源产业上游企业或农场主,保障来自于农业和林业的原料供应,以推进生物质能源产业供应链的建设。在该计划中,美国农业部下属的农场服务局向从事符合规定的有关生物质原料收获、储藏和运输的业务,提供最多为每千吨45美元的补贴。从2010年4月至今,该计划已向生物产业上游提供了约245亿美元的资金补助。

7严格控制生物质能源产业可能造成的第二次污染。美国《可再生能源标准计划II》(RES2)中规定,从事第二代生物质能源生产的企业,尤其是木质纤维质能源企业,在生产中造成的温室气体排放量,必须低于美国对所有能源企业设置的标准的50%~60%。而且,温室气体排放量的测量要基于整个产品的生命周期。

(二)欧盟生物质能源政策特点

在欧洲,生物质能尤其是生物柴油,是可再生能源中最主要和最重要的部分之一。欧盟统计局2010年数据显示,生物质能源提供了欧盟27国(EU27)超过67%的可再生能源产能。因此,发展和推广可再生能源,是欧盟减少温室气体排放、应对气候变化和强化能源安全的重要战略之一。欧盟已拟定长远规划和具体目标:在2020年之前,可再生能源在欧盟总能源消耗中的比重达到20%,在运输部门的总能源消耗中的比重超过10%。

欧盟生物质能源政策的特点是:将其产业发展纳入整个经济体的发展中,强调产业发展可能带来的出口贸易和就业机会的增加(尤其是在农村地区)。生物质能源产业发展目标被定位于应对欧盟扩大引起的某些问题,如农田废弃、失业率上升和过度城市化。因此,生物质能源产业也被作为农业政策的一部分,得到欧盟《共同农业政策》提供的资金支持。

欧盟委员会于2005年12月通过了《生物质能行动计划》(BAP),详细规划了欧盟增加生物质能用于取暖、发电和交通运输的措施。另外,为发展生物质能源产业,欧洲多国采取了强制电价补贴(Feedin Tariff)的产业激励政策。德国是该政策实施的成果最显著的国家之一,成功推动了包括生物质能源产业在内的可再生能源产业的发展。德国政府向产自能源作物的生物质能源提供每千瓦时4~7欧分的奖励。荷兰也于2009年起,开始推行新的激励可持续能源补贴计划(SDE),以实现其到2020年可再生能源占能源消耗超过20%的目标。

(三)巴西生物质能源政策特点

1利用气候资源优势,鼓励扩大生物原料种植面积。巴西的国情决定了其生物质能源产业有巨大的发展潜力。巴西有适宜生物质生长的气候条件,土地资源丰富,国内有大量目前闲置或者被用作牧场的适宜耕种的土地。目前,巴西是世界上第二大生物乙醇生产国。2011年巴西生物乙醇产量达到2102亿升,其主要生产原料为甘蔗;生物柴油产量达到2727亿升,主要生产原料包括大豆、蓖麻籽、向日葵、棉花和动物脂肪。但是,由于巴西生物乙醇依赖甘蔗作为主要原料,因此,在巴西生物燃料政策当中,尤其重视甘蔗供应的保障。巴西已经拟定和实施政策,计划花近20年的时间,改造现有富余的牧场,在2017年以前,将甘蔗种植面积从2008年的440万公顷增加到800万公顷,其中约50%的甘蔗产出将用于生物乙醇生产。

2制定专项财税计划,推动生物燃料消费。巴西政府于1975年推行制定乙醇汽油计划,并在税收、补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业制定相关配套政策。第二次石油危机(1978―1979年)后,巴西进入“乙醇阶段”,开始大量使用乙醇以代替石油。巴西汽车工业对车辆实行必要改装所需的投资都是由政府通过软贷款方式筹集的。2004年12月,巴西政府颁布了有关使用生物柴油的法令,规定从2008年起,全国市场上销售的柴油必须添加2%的生物柴油;到2013年添加比例提高到5%。

四、关于生物质能源产业化的争议与共识

近几年来,关于生物质能源大规模产业化的争议逐步加大,主要集中在以下几个方面:

第一,使用生物质能源是否确实能降低温室气体排放量?“碳中立”(Carbonneutral)是衡量一个能源产业是否能实现内部碳平衡,达到碳减量的一个标准。一个“碳中立”的能源产业,应能通过使用可再生能源,使排放到空气中的二氧化碳总量和从大气中移除的二氧化碳总量达到平衡。近年来,各国学者对于生物质能源是否真正达到“碳中立”,存在越来越多的争议和质疑。事实上,生物质能源对温室气体排放的影响,很大程度上取决于具体的生产和使用方式。例如,以农业作物为原料的第一代生物质能源,其种植、运输及生产过程,都可能会加剧温室效应的产生。

第二,生物质能源大规模生产是否对粮食安全和食品价格产生负面影响?据联合国粮食与农业组织(FAO)数据,全球有超过925亿人存在严重的营养不良问题,其中16%来自发展中国家。在中国,农村地区还有2 688万人的温饱问题没有得到彻底解决,大部分粮食首先要用来满足人们的基本生活需要。原料主要取自于农业作物的第一代生物质能源产业的发展,可能使得原本供给食用或饲料加工的作物被转而用做生物质能源生产的原料,这将间接影响土壤用途,减少或者改变农业土壤的使用结构,可能造成人口基数较大、土地资源紧缺的国家面临粮食安全和土地竞争的困境。同时,粮食供给量减少带来的供需关系变动,必然影响到食品价格的稳定,这也将给本国经济的稳定带来负面影响。这也是一些人口大国发展生物质能源产业所面临的主要困境之一。

第三,生物质能源产业化带来的大规模种植和提取是否会破坏环境?有研究表明,扩大生物燃料的生产可能会导致更多的物种遭受威胁。尤其是以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源,其产业发展将有可能威胁到原始森林的保有、生物多样性,以及土壤和水资源的保护。

尽管存在上述质疑和争论,但是,主要的生物质能源国家对其本国生物质能源产业发展依然存在一种共识,那就是:生物质能源在替代传统化石能源、优化能源结构和减少温室气体减排放等方面的积极作用不容忽视。未来的生物质能源政策框架应该综合考虑应对气候变化、保障能源安全、保护生态环境、保护农业、保障粮食安全和维护经济稳定等更多的因素,并通过一个均衡发展的生物质能源体系,使生物质能源产业的发展更加理性化,减少其对社会、经济和环境的负面影响。

五、中国生物质能源政策要点

(一)生物质能源政策沿革

中国是全球第二大能源消耗国,优化能源结构的中长期规划对经济社会可持续发展至关重要。在生物质能源产业发展方面,中国同时具有“资源劣势”和“政策优势”的双重特征。一方面,生物质能源资源的约束主要来自于巨大的人口及其粮食需求、耕地稀缺等,因此,在生物质能源的战略思路上,国家需要优先考虑粮食保障问题,这就决定了生物质能源产业发展的局限性。另一方面,在生物质能源政策上,政府已经制定并出台的一系列政策措施,又促进生物质能源产业快速发展。早在2007年9月,国家发展和改革委员会就出台了《可再生能源中长期发展规划》,提出逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例,力争到2020年,使可再生能源消耗量达到能源消耗总量的15%左右。2009年6月出台的《促进生物产业加快发展的若干政策》中再次明确提出:对经批准生产的非粮燃料乙醇、生物柴油、生物质热电等重要生物质能产品,国家给予适当支持。因此,尽管生物质能源起步较晚,但是其发展较快。

(二)生物质能源发展原则

第一,从资源约束角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑本国的基本国情。生物质能源产业的发展,将对本国的劳动力市场、土地资源的使用、小农整合状况等产生影响,尤其更应重视其发展对于粮食安全的威胁。因此,对于如中国这样的人口大国,在制定发展生物质能源产业的战略思路和产业政策上,应首先考虑粮食保障问题,使其产业发展与人口的增长相协调。

第二,从经济安全角度,生物质能源产业政策的制定,应以维护本国能源安全为前提。能源安全有四重意义:一是保证能源的供给安全,以提供足够的能源,支持国家经济发展;二是价格的稳定,需要政府密切监控;三是能源运输安全;四是对环境的影响。对于生物质能源产业来说,其发展应该服从国家的能源安全战略,不可无限扩张,但也不可忽视化石能源的不可持续性。掌握世界能源的话语权是维护国家安全的重要途径之一。

第三,从环境保护角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑其给环境带来的综合影响。其中重要的环境因素有:温室气体的排放、空气质量、土壤质量、水质量和生物多样性。

(三)生物质能源发展目标

“十一五”以来,我国以《可再生能源法》为基础,制定了一系列支持可再生能源发展的政策,推动可再生能源产业的快速发展。在生物质能源方面,依据《国家能源发展“十二五”规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》,国家能源局于2012年7月24日印发《生物质能发展“十二五”规划》,作为“十二五”时期我国生物质能产业发展的基本依据。

该《规划》提出了我国生物质能源产业在“十二五”期间的发展目标为:到2015年,生物质能产业形成较大规模,其中,生物质发电装机容量1 300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时,生物质年供气220亿立方米,生物质成型燃料1 000万吨,生物液体燃料500万吨;在电力、供热、农村生活用能领域初步实现商业化和规模化利用;在交通领域扩大替代石油燃料的规模。同时,生物质能利用技术和重大装备技术能力显著提高,出现一批技术创新能力强、规模较大的新型生物质能企业,形成较为完整的生物质能产业体系(如表2所示)。

表2“十二五”时期生物质能发展目标

领域利用规模年产能量

数量单位数量单位

1生物质发电1 300万千瓦780亿千瓦时

其中:农林生物质发电800万千瓦480亿千瓦时

沼气发电200万千瓦120亿千瓦时

垃圾发电300万千瓦180亿千瓦时

2生物质供气220亿立方米

其中:沼气用户5 000万户190亿立方米

大型农业剩余物燃气6 000处25亿立方米

工业有机废水和污水处理厂污泥等沼气1 000处5亿立方米

3生物质成型燃料1 000万吨

4生物液体燃料

其中:生物燃料乙醇400万吨

生物柴油和航空燃料100万吨

资料来源:中华人民共和国国家能源局:《生物质能发展“十二五”规划》。

(四)生物质能源政策重点

1发展以农林作物副产品为原料的生物质能源产业。在生物质能发电方面:在秸秆剩余物资源较多、人均耕地面积较大的粮棉主产区,发展秸秆直燃发电;在甘蔗种植主产区和蔗糖加工集中区推进蔗渣直燃发电;在重点林区和林产品加工集中地区,结合林业生态建设,利用林业剩物和林产品加工剩余物发展林业生物质直燃发电;在“三北”地区,结合防沙治沙,建设灌木林种植基地,发展沙生灌木平茬剩余物直燃发电及综合利用工程等。

在生物燃料方面:非粮燃料乙醇是未来发展重点。按照《可再生能源中长期发展规划》,到2020年要实现生物燃料乙醇年利用量为1 000万吨的目标。据测算,如果以木薯、甘蔗、甘薯、甜高粱等经济作物为原料,每年可生产第15代非粮乙醇1 800万吨;以稻草、玉米秸秆等农林废弃物,每年可低成本生产第2代纤维素乙醇5 000万至7 000万吨左右,生产潜力巨大。

在木质纤维素开发方面:政策应鼓励建设非粮能源原料基地。比如在未开发的、荒地较多的地区,可以根据当地自然条件和作物植物特点,种植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物,建设非粮生物液体燃料的原料供应基地。国家《生物质能发展“十二五”规划》提出,在“十二五”时期,建设一批产业化规模的纤维素乙醇示范工程,建成纤维素酶批量生产基地。由于目前木质纤维素为原料的生物质能源技术仍未完善,生产成本非常高,尚无法实现经济效益。因此,产业政策应支持相关的应用研究,突破关键设备和集成工艺,以降低纤维素乙醇生产成本,提高其经济性。

2发展城市有机废弃物利用过程中的生物质能。例如,在人口密集和土地资源紧张的中东部地区和城市,鼓励建设生活垃圾焚烧发电项目;在西部地区则引导开发和建设垃圾填埋场沼气发电项目。无论采取什么方式,应结合城市生态环境保护,选择适宜的生活垃圾、污水处理厂污泥处理及能源利用方式,实现地区产业与社会经济的协调发展。

3鼓励第三代生物质能源技术的发展。比如在条件适合地区,利用工业废水及富含二氧化碳的废气,采用先进养殖技术,建设“含油微藻”规模化养殖场,开展微藻固碳生物燃料产业化项目,并通过其示范效应和带动效应,推进商业化规模的微藻生物燃油生产。

生物能源范文第8篇

关键词:生物能源;实验技术;垃圾处理;新能源

中图分类号:S216 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)06-0104-02

随着我国经济的发展,越来越重视科学技术,但是受到特殊的历史因素影响,与西方发达国家相比,在生物技术等高新技术等领域,还有较大的差距,而在食品、医疗等领域中,如果应用生物技术,将会极大的提高技术水平,在这种背景下,很多专家和学者对生物技术等高新技术进行了研究。生物技术是近些年才兴起的一门学科,由于发展的时间较短,目前自身还不是很完善,其中生物能源技术是一个重要的项目,近年来随着工业的发展,对环境造成了较大的影响,而生物能源技术能够利用废物等资源,代替传统的石油和煤炭能源,从而达到安全环保的目的。

1 生物能源实验技术分析

1.1 生物能源实验技术的概念

生物能源实验技术是随着生物技术的发展,逐渐形成的一门学科,由于出现的时间较晚,目前还没有形成一个完整的体系,因此对于生物能源实验技术的概念,不同学者提出的看法也不同,通过大量的分析知道,大多学者认为,生物能源技术就是利用农林、工业和生活垃圾等作为原理,通过添加一些可燃物,从而可以燃烧提供能量,这样就形成了一种新型能源。而生物能源实验技术,就是对如何将垃圾转变成能源的过程,进行具体实验研究的一门技术,随着经济水平的提高,各个领域产生的垃圾越来越多,如何处理这些垃圾,成为了很多专家和学者研究的问题,而生物能源技术不但能够很好的解决这个问题,还能够达到开发新能源的目的,因此各个国家都很重视生物能源实验技术的研究,经过了多年的发展,已经取得了一定的成果,但是根据垃圾的组成不同,添加的助燃物等有较大的差异,尤其是我国人口众多,而且地域面积较大,不同地区产生的垃圾量较大,而且成分的差异很大,要想很好的解决这个问题,生物能源实验技术是一个很好的方式。在我国生物能源技术发展的初期,借鉴了西方发达国家的经验,从国外引进了一些助燃物,但是在使用的过程中,发现由于垃圾的成分不同,助燃物的效果会有一定的差异,而生物能源实验技术,就是为了找到一个最佳的助燃物,使垃圾燃烧产生的废气污染最低,同时产生的能量

最高。

1.2 生物能源实验技术的特点

通过生物能源实验技术的概念可以知道,其最大的特点,就是可以将没有的垃圾,转化成有用的能源,在解决了垃圾处理问题的同时,也可以减少煤炭等传统资源的消耗,对于经济和科技的可持续发展,具有非常重要的意义,但是看似简单的变化,却有着非常复杂的过程。在以往处理垃圾时,主要采用燃烧的方式,而受到当时经济水平的限制,垃圾的数量较少,其中的有害物质很少,燃烧后对环境的影响很小,进入到21世纪后,世界人口的数量急剧增加,生物垃圾越来越大,工业水平的提高,导致工业废料越来越多,尤其是化学工业的发展,使得生物和工业垃圾中,有很多有害物质,这些物质会对环境造成一定的影响。经过了多年的发展,这些影响越来越大,如近年来酸雨、雾霾等灾害频发,都是由于垃圾的处理不当导致的,如果能够根据垃圾的实际情况,利用生物能源实验技术,添加适当的助燃物,在燃烧的过程中,对产生的气体进行处理,就可以很好的将这些垃圾转化成为能源。

2 生物能源实验技术的应用

2.1 垃圾处理

对于生活和生产中的垃圾,传统的处理方式主要有两种,分别是土埋和燃烧,如果垃圾中没有污染物质,埋到土壤的一段时间后,经过一系列的化学变化,会转化成土壤的一部分,但是垃圾的成分不同,转化的时间具有一定的差异,而燃烧需要的时间很短,但是在燃烧的过程中,通常会产生一些有害的气体,进入到大气中会造成环境污染。在化学工业水平较低的时代,这两种方式可以很好的处理垃圾问题,但是随着化学工业的发展,生活和工业垃圾中,经常会参杂一些有害的化学物质,如果选择土埋的方式,很难在短时间内转化,甚至会影响周围的土壤,造成更严重的污染,而燃烧虽然不会对土地造成污染,燃烧产生的气体会对大气产生污染,因此近些年来,如何处理垃圾成为了人们关注的重点。随着经济的发展以及人口数量的增加,垃圾问题也显得越来越重要,生物能源实验技术的出现,很好的解决了垃圾处理问题,在实际的垃圾处理时,通过采集一定的样本,然后添加不同的助燃物,观察燃烧的效果,然后选择一种燃烧产生污染气体最少、热能最大的助燃物,这样在解决垃圾的同时,还能够在一定程度上解决能源的问题。

2.2 新能源开发

随着工业水平的提高,对于能源的需求越来越大,而石油和煤炭属于不可再生资源,终有用尽的一天,这些资源在使用的过程中,会向大气排放大量的二氧化碳等气体,会对环境造成一定的影响,在这种背景下,寻找新的高效、清洁型能源,成为很多专家和学者研究的问题,近些年风能、太阳能、生物能源等开始受到人们的重视。其中风能和太阳能等,是利用自然能源的方式,虽然对环境造成的影响最少,但是很大程度上受到自然环境的限制,因此只能在一些特殊的地区开发,而生物能源受到的限制很少,从某种意义上来说,生物能源技术是在生物循环的基础上建立起来的,可以利用垃圾制造生物燃料,也可以利用桉树制造生物柴油等。由此可以看出,生物能源实验技术的前景更加广阔,由于自然界中存在着循环,不同物质之间可以进行转化,而生物能源技术正好利用了这个特点,只要分析出能源的成分,就可以利用其他的物质,提取出这些成分,从而制造出这种能源,目前受到技术水平的限制,生产的生物能源与实际的能源相比,供给的能量较低,相信随着生物能源实验技术的发展,生物燃烧生产工艺的提高,这些燃料燃烧产生的能量也会越来越大。

3 结语

通过全文的分析可以知道,生物能源技术可以很好的解决垃圾问题,同时可以达到开发新能源的目的,因此各个国家都很重视生物能源技术的研究,而生物能源实验技术,是研究垃圾转化成能源过程的一门技术,是实现生物能源技术的基础,我国作为一个发展中国家,在很长一段时间内,主要发展重工业,对环境造成了较大的影响,现在我国已经成为了世界第二大经济体,如何治理环境成为了重要问题,而生物能源实验技术,不但能够很好的解决生物、工业中的废物,还可以生产出生物燃料,对于我国经济的可持续发展来说,具有非常重要的意义。

参考文献

[1] 彭良才.论中国生物能源发展的根本出路[J].华

中农业大学学报(社会科学版),2011,(2):

1-6.

[2] 杜祥琬,黄其励,李俊峰,高虎.我国可再生能

源战略地位和发展路线图研究[J].中国工程科

学,2009,(8):4-9+51.

[3] 马春红,李运朝,刘旭,及增发,李晓煜,何晓

棣,崔四平,王立安,贾银锁.生物质能源研究

进展与前景展望[J].河北农业科学,2011,

(3):117-121.

生物能源范文第9篇

能源是人类赖以生存发展的基础。目前,世界能源体系在很大程度上依赖石油燃料,然而石油作为不可再生能源,储量不断减少。研究表明,全球石油储量仅可用54a。同时,利用石油燃料带来的其他一系列急需解决的全球问题,诸如温室效应、全球变暖和气候变化等。因此,更多的目光聚焦在能够可再生的能源-生物能源上。生物能源(Bioenergy)主要指利用生物的活动,将生物质、水、CO2、畜禽粪便等其他废弃物生产的能源,具有补偿目前石油燃料需求的潜力。同时,在生物燃料的生产、使用以及生物质的合成过程中存在碳、氮循环,因此,使用生物能源会减少大气中温室气体的排放。此外,发展生物能源的优势还在于保障国家能源安全、外汇储蓄以及解决直接与农村发展相关的经济问题和社会问题。

1国外生物能源的发展

目前,用来制造生物能源的原料主要有各种农林资源、生活和工业废水、城市固体废物和畜禽粪便等。据估计,地球每年存储的生物能源相当于世界主要燃料的10倍,然而目前生物能源的利用量不足其总量的1%,由此可以推测生物能源将是未来最重要的新能源之一。生物能源主要包括生物质制氢、废水生产沼气、生物质热解液化或固体成型、生物柴油、燃料乙醇、秸秆丁醇等技术。目前产量最大的生物能源是燃料乙醇、沼气和生物柴油。美国是世界最大的生物燃料乙醇生产国,主要以玉米为原料。2007年美国《新能源法案》规定:在2022年之前,燃料乙醇的产量将提高到360亿加仑(1加仑=3.79kg)。随着玉米燃料乙醇的产量增加,导致玉米价格上涨,导致粮食安全问题。因此,科学家们开发了纤维素乙醇。纤维素乙醇是利用秸秆、农作物壳皮茎秆、树叶、落叶、林业边角余料和城乡有机垃圾等纤维为原料生产燃料乙醇。沼气产业主要以农林废弃物和生活垃圾为原料,生产的沼气可以提供生活和生产所需能源,产生的沼渣和沼液还可用于农业施肥,可以同时达到产能和减少环境污染,实现种植、养殖的良性循环。因此,沼气产业将成为连接循环农业各个环节的纽带和中心,将在循环农业产业体系建设中发挥重要作用。美国现有30多家公司投入了上百万美元,主要以大豆为原料,生产生物柴油;而包括法国、德国、英国、波兰在内的欧盟国家则以油菜籽为原料,来生产生物柴油;巴西以蓖麻油为主要原料生产生物柴油;日本主要以煎炸油为原料生产生物柴油,1999年建成了259L/d生物柴油工业化实验装置,目前生产能力达40万t。

2生物能源与循环经济

循环经济(CircularEconomy)是一种全新的经济形态,以资源的节约利用和循环利用为特征。简单来说,循环经济是以“废物”资源循环再利用为核心,以“减量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循环(Recycle)”为经济活动的行为准则,实现资源与能源的高产出、循环利用和安全供给。传统的经济的增长是建立在资源和能源高速消费的基础上的,目前全球经济增长都面临着资源和能源匮乏的危机。循环经济考虑到资源和能源的有限性,因此从生产的开端实现资源和能源的“减量化”,减少资源的浪费;生产流程中实现资源的“再使用”,延长资源和能源使用的时间强度;同时在末端产生的垃圾和废品尽量实现资源的“再循环”,即所谓的废品回收利用和废物综合利用。因此其从长远来看是一种既节约资源,又节约成本的经济增长方式。环境经济学认为循环经济从生态环境保护实践中提出,以经济为核心,以资源利用为分析对象,核心在于促进经济发展的同时,兼顾保护环境。从技术层面来看,生物能源可以实现资源的循环利用、废弃物无害化处理和资源的能源转化,是实现循环经济的技术路径,成为连接循环经济各个环节的纽带和中心,将在循环经济产业体系建设中发挥重要作用。

3河北省生物能源产业发展现状

河北省是农业大省,发展生物能源具有得天独厚的有利条件,能够为生物能源提供可靠的原料保障。目前,河北省耕地面积约为5.988×1010m2,小麦、玉米和棉花每年的秸秆量达6180万t,作物秸杆约2/3被当作肥料或牲畜饲料,未开发利用的秸秆超过1780万t,占可收集资源量的37.73%,因此农作物秸秆资源可开发利用空间巨大。畜禽废弃物年产量约为1.7亿t,用作沼气或加工成新型饲料的不足1%;森林面积约为5.525×1010m2,林业“三剩物”年产量总计约为570万t,是全国该类剩余物的产量大省,可折合标煤约为370万t。另外,河北省境内尚有荒山、荒地、荒滩等土地资源约为5.26×1010m2,适于大面积栽种黄连木、文冠果等含油量较高的树木,发展能源林业。2012年,河北省油葵种植总面积达到了2.69×108m2,总产值约为5.34万t。河北省各级政府长期对生物能源产业给予大力支持。河北省新能源产业“十二五”发展规划的发展目标之一就是生物质能开发利用工程。2006年中粮集团与衡水老白干集团签署的燃料乙醇项目,总投资15亿元生产燃料乙醇。近年来,河北省进一步加大对生物燃料和相关生物化工产品的资金技术支持,2015年中粮集团燃料乙醇(秦皇岛经济技术开发区)列为河北省重点发展项目。由于政府有关部门的大力支持,几年来河北省形成了以燃料乙醇、沼气、生物柴油为主的生物能源技术措施、管理体系。河北省和国家林业局、中石油联合在邯郸市组织实施了林油一体化油料能源示范基地建设项目,完成黄连木新造林约为2.13×106m2,为今后发展油料能源林基地奠定了基础。河北省在能源林业和农业育种方面取得了显著进展。国家高粱改良中心河北分中心选育出能饲1号、能饲2号和冀甜3号甜高粱新品种3个。河北科技师范学院初步建立了非粮柴油能源植物引种园,引种非粮柴油能源植物150余种,对部分非粮柴油能源植物进行了种子生物学特性与配套栽培技术研究。沼气利用是河北省发展生物能源的重要成果。河北经贸大学通过对高效产酸菌系构建及产甲烷优势菌优化,建立了高固体浓度果蔬废弃物厌氧发酵过程控制技术。生物柴油方面,新奥集团在微藻基因改造、高通量筛选技术、立体养殖、高效低成本光生物反应器技术和工业废水回收技术等方面都有所突破,建有目前世界上最先进的微藻油生产设施,年生产微藻油可达10t以上,处于国内领先地位。河北省生物能源产业具有一定的基础和技术水平。据不完全统计,河北省省内建成并投产的生物质能源生产企业有64家。衡水老白干酿酒集团公司燃料乙醇、华药生物丁醇、石炼化公司、武安正和公司生物柴油、河北强民生物质成型燃料等项目正在积极推进中。生物沼气经过多年的开发和推广,截止2015年底,河北省累计建成350万户,建成大中沼气工程2500处,总池容积16.8万m3,沼气发电站10座,推广秸秆压块炊事采暖炉具30万户。2015年世界银行为河北省农村再生能源开发示范项目贷款7150万美元,将投资建设和运行6处沼气设施,把作物秸秆和畜禽粪便转化成沼气,为河北省96100户农村居民提供了稳定的清洁能源。

4河北省生物能源产业发展对策

4.1发展循环经济并坚持可持续发展

由于国内外学者认为第一代生物能源主要以糖料或淀粉作物为原料生产乙醇,会引起“与人争粮”、“与粮争地”等社会问题。循环经济的关键和核心是“废物”循环和再利用,因此国际生物能源研发的重点是利用农林废弃物发展生物能源,尤其是以玉米秸秆为主的作物秸秆更体现了很高的综合开发价值。目前河北省在全省推广秸秆联户沼气站和生物质发电项目。截至2013年底,发展秸秆联户沼气工程20处,投产秸秆生物质发电厂8座,年利用农作物秸秆216.6万t。因此,应进一步寻求对生物能源和化工产业在技术等方面实现突破,保证全省粮食安全和生物能源产业可持续发展。

4.2因地制宜开发多层次的非粮生物能源

根据河北省不同地区自然地理因素,统筹规划,开发多层次、多元化的非粮生物能源,确保生物能源产业的发展。在燕山和太行山的荒山荒地和宜林丘陵建设以黄连木、油桐、文冠果、橡栎、刺槐为主的能源林基地。在荒地、荒滩、盐碱地不适宜粮食作物种植的地方,可以种植甜高粱、甘薯、油葵等耐旱、耐瘠薄、耐盐碱的作物,发展能源农业。在平原粮食高产地区,重点开发纤维素乙醇、纤维素丁醇、秸秆发电、秸秆沼气技术。在临海地区开发微藻能源,在工业发达的中心城市,建设适度规模的生物柴油生产厂、城市污水沼气生产厂。

4.3创新机制加强生物能源技术研究

产业的发展离不开技术的创新,生物能源产业作为一项新兴产业,寻求关键技术方面的突破对产业发展具有至关重要的作用。从总体上讲,河北省生物能源产业缺乏具有自主知识产权的核心技术,新技术开发和应用方面相对较差,前瞻性的基础技术研发尤为薄弱。目前,河北省可抓住京津冀协同发展的历史机遇,根据生物能源科技创新重点,着重引进掌握核心技术的高端人才,发展一批有潜力的生物能源企业。同时,依托生物能源企业,按照企业科技创新人才需求,协调相关科研院校,建立人才定向培养输送机制,实现产学研一体化,开展生物能源技术的共性、关键技术和产业化试验研究,核心生产装备研制,促进技术创新及技术转化,大幅度提升河北省生物能源产业的技术水平。

生物能源范文第10篇

关键词:生物能源;能源作物;开发利用

一、生物能源发展的提出

生物能源(bio-energy)主要是指利用农作物、树木和其他植物及其残体,畜禽粪便,有机废弃物等可再生或循环的有机物质为原料生产的能源。

生物能源主要包括生物电能和生物燃料两大类。生物电能主要是利用各种植物秸杆进行发电,而生物燃料则是通过发酵产生甲醇和乙醇燃料等。生物能源既是可再生能源,又是无污染或低污染的绿色能源。在世界资源日趋贫乏以及环境生态危机日显突出的情况下,生物能源的开发和普及将成为未来社会能源发展的趋势。

二、生物能源在各国发展动态

原油价格的攀升,各国已广泛开始关注用生物能源来代替化工燃料,美国植物种植结构以及扩张的速度大大加快,酒精生产能力大大提高,乙醇提炼厂在美国各地开始布点建设。生物柴油中大豆油使用量也在大幅提高,从纤维中提炼油料也将逐步进入能源更新计划。

欧盟计划规定在运输燃料中必须包含一定的生物燃料,欧盟委员会已经指示加紧生物燃料的生产,并对生物原料种植业给予补贴。菜籽油几乎是所有欧盟国家生物柴油的原料,由此使得欧盟内油菜种植面积和菜籽产量都出现快速地增长。同时,欧盟还从东南亚进口大量的棕榈油以及用棕榈油生产的生物柴油。

随着油价高涨,巴西的乙醇出口增速大幅提高。作为世界生物乙醇两大领跑国之一的国家,甘蔗是巴西各大酒精提炼企业的主要原料,在巴西南部,一些本来种植谷物和油料作物的土地被改种甘蔗,中西部地区原有的生产大豆土地也将被改种甘蔗。

阿根廷政府为生物柴油产业提供了更大的增长机会,在鼓励生物柴油生产方面,出口生物柴油享受比出口其生产原料如玉米、大豆更低的税率。为了保证生物柴油生产厂的高生产率运转,阿根廷还打算从南美其他国家进口大豆等产品。

三、生物能源在发展过程中所带来的问题

(一)粮食安全问题

生物能源的迅速发展会导致大量土地被用于种植某几种作物以生产生物能源,从而造成用来食用的部分农产品供应不足,价格上涨,给低收入者带来负担。如世界上最大的玉米和大豆出口国的美国,大量使用玉米和大豆生产生物燃料可引发国际市场上玉米及大豆等粮食价格的暴涨,以及以玉米和大豆等作为原料的肉类、畜禽产品等价格的上涨。在粮食供求趋紧的情况下,粮食将成为一种重要的国家间政治谈判砝码和国家战略资源,粮食安全的问题也越来越成为国际政治的核心问题之一。

(二)环境污染问题

生物燃料在生产的过程中所产生的对环境有污染和提炼之后所产生的排放物都是造成环境污染的来源。此外,燃料作物的种植、提炼、运输和分配也会导致其他温室气体排放。生物燃料如果种植过度,对森林和其他生物的生长不利,也对生态环境的造成一定的威胁。2009年初联合国发表的公告指出:“发展生物能源可能引发乱砍滥伐森林,给环境带来比使用化石燃料更严重的后果,而且可能影响生物的多样性”。

(三)能量收益问题

关于能源作物制取生物燃料生命周期过程中能量收益也是值得关注的问题之一。能源作物的生产,以及转化为生物燃料并通过运输等途径实现分配利用,在整个生命周期都需要消耗数量可观的化石能、电能及热能。在能源危机和粮食危机日益侵扰人类的今天,生物燃料是否能真正实现“能源经济性”值得探讨。

四、生物能源未来的发展方向

(一)多途径的开发优质生物能源

即便是资源条件得天独厚的美国,也意识到光靠耕地和玉米、大豆,并不能充分满足大幅减少对石油依赖的要求。能源作物一般可分为木质纤维类和淀粉/糖(油)类两大系列。前者与人类食用完全没有矛盾,因此是当今研究开发的热点,预计将在5-10年内成为“第二代生物燃料”的主要原料。“第三代生物燃料”则指含油藻类,对太阳能的生物转化效率更高。海洋工程微藻的油脂含量在40%以上,特别适合海域或者水域较丰富的国家。依靠生物技术,大力开发培育新型能源植物,是优质生物能源的一个重点发展方向,如对海洋微藻进行基因工程改造,可以使其缩短生长周期、提高产油量。一些国家已开始培育种植耐旱耐寒耐盐碱、生长快、产量高的“能源草”。通过育种技术进一步提高木薯的淀粉含量和甜高粱茎秆的含糖量,以及通过生物技术减少甜高粱、柳枝稷等茎秆的木质素而增加纤维素的含量,都具有一定的可行性。

(二)现已开发能源作物和生物柴油给料的筛选

各种能源作物的生产投入,单产量,单位可供利用的能源所需原料都是能源作物筛选过程中的重要指标。“八五”、“九五”计划期间,甜高粱秸秆制取乙醇被国家科技部列入科技发展规划,主要是因为甜高粱在生物能源系统中是一位强有力的竞争者,其酒精产量每公顷可达3.92t,约为玉米的2.1倍,木薯的1.3倍。

生物柴油的给料包括含油量高的油料植物。筛选优质的生物柴油给料获取油脂资源是解决能源短缺的一个重要的途径,各种草本油料作物和木本油料作物的含油量、加工工艺都是筛选的重要指标。“八五”期间,我国曾针对麻疯树、光皮树、绿玉树等油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备研发等进行系统研究,目前初步具备了推广应用的技术基础。

(三)加快开发生物质工业转化的工艺,提高转化效率,减少环境污染

生物质转化效率的提高,可以提高生物质的利用率,同时减少环境污染,如在燃料乙醇生产过程中,高速、高效、高回收率地利用可发酵糖进行生物转化的技术;加强生物柴油转化过程中新型固体催化剂的研究;超临界法和超声波法等新生产工艺的研究开发;废弃的甘油转化为高附加值的产品(环氧氯丙烷、1,3-丙二醇、丙酮醇、醚等)的研究。由于纤维素可以从杂草甚至从废纸中提取,纤维素制乙醇技术被专家普遍认为是生物能源产业的真正未来。目前,我国纤维素乙醇研发技术已取得阶段性成果,与国际水平差距不大,然而距离实现工业化生产还有较长时间。除此以外,借鉴石油化工的经验,走生物精炼和乙醇联产模式,尽可能地最大提升和拓展底物的各组分的经济价值,也许是促使纤维素乙醇产业化的一条重要途径。

(四)因地制宜,合理发展生物能源产业

能源作物主要涉及灌木与草本植物,灌木中有柳树和杨树等,草本中包括细叶、柳枝稷和芦苇等,作物中有甜高粱、油菜、甘蔗、甘薯和木薯等。随着科学技术的进步,能源作物的范畴也在不断的扩大。由于在自然环境、发展模式、发展水平、社会环境、产业形式和国家政策差异性,世界各国的主体能源作物不尽相同,而且也是处于不断的调整之中。如巴西用甘蔗生产乙醇,美国用玉米生产乙醇,同时还发展柳枝稷等其他能源作物,欧洲以油菜和速生矮林为主,我国甜高粱适应北方种植,甘蔗和木薯适应南方种植。

从能源作物的可持续发展来看,能源作物的环境效益建立,与环境相适应的种植制度和养地制度十分重要。在能源作物的种植方面,要防止同一种能源作物长期种植可能出现的生态问题。在全世界还没有完全解决粮食问题的时候,要协调好能源作物与粮食作物的土地竞争问题,减少能源作物产生的负面影响。发展能源作物要充分利用荒山荒坡和盐碱地,重点考虑非粮食类型的能源作物。有些能源作物能够在坡地、边角地、盐碱地和瘠薄地种植,不仅促进生物多样性,而且还能一定程度上改善周边的自然生态环境,如甜高粱能在盐碱地、滩涂地等边际土地生长良好,其茎秆生产燃料乙醇也不会与粮食争耕地,因此是一种十分优质的能源作物。

参考文献:

1、王玉柱,张建广.国际生物能源发展及我国的对策研究[J].现代商贸工业,2008(9).

2、朱万斌,李杰等.国际生物能源研究开发现状和趋势[J].中国工程科学,2011(2).

3、王亚静,毕于运,唐华俊.中国能源作物研究进展及发展趋势[J].中国科技论坛,2009(3).

4、曹湘洪.我国生物能源产业健康发展的对策思考[J].化工进展,2007(7).

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