張哲

(云南農(nóng)業(yè)大學，云南昆明 650201)

　　摘 要：目前全球的化石能源危機十分嚴峻，使得越來越多的國家開始對生物質能源發(fā)展給予了高度的重視。文章在闡述生物液體燃料、生物燃氣、固體成型燃料及微藻能源等技術進展的基礎上，分析當下生物質能源技術開發(fā)進展和生物質能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素，并進一步提出有效的對策建議，以供參考。

　　伴隨著國家相關生物質能源生產(chǎn)行業(yè)標準規(guī)范的逐步完善，目前我國生物質能源生產(chǎn)開發(fā)已初具規(guī)模，在一系列法律法規(guī)的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發(fā)展。然而，中國生物質能源產(chǎn)業(yè)在實際發(fā)展過程當中，仍然存在著工業(yè)體系不完善、原料資源不足、產(chǎn)業(yè)化基礎不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此，如何準確把握生物質能源產(chǎn)業(yè)的影響因素，制定合理有效的應對策略，是當下的生物質能源發(fā)展中迫切關注的重要課題。

　　1世界能源結構的現(xiàn)狀與問題

　　1.1節(jié)能減排舉措影響世界能源結構

　　燃料的使用效率與能源結構直接決定了二氧化碳的排放量，因而能源開發(fā)利用同自然環(huán)境之間的聯(lián)系緊密。近年來，煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加，引起了氣候的異常及失衡。有研究指出，生物質燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95％左右，若每年生產(chǎn)一億噸生物質燃料，則能達成5.5％二氧化碳的減排，故生物質能源產(chǎn)業(yè)的推進對世界能源結構的優(yōu)化具有重要意義。

　　1.2世界化石燃料危機嚴重

　　據(jù)統(tǒng)計，在全球能源的總用量中，化石能源所占比例高達85％，每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源，人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭，使得人類面臨愈發(fā)嚴峻的能源危機。

　　1.3可持續(xù)發(fā)展理念促進生物質能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　如今，可持續(xù)發(fā)展思想已深人人心。作為一種可再生能源，生物質能源在給人們提供生產(chǎn)原料與能量的同時實現(xiàn)了環(huán)境友好的目標，能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。

　　2生物質能源技術開發(fā)的進展

　　2.1生物液體燃料

　　包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當前采用液體催化劑的化學酯交換法是生產(chǎn)生物柴油的關鍵技術，利用對原料油當中水分、游離酸的嚴格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產(chǎn)率的影響，但設備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離，且環(huán)境友好性較差。燃料乙醇的生產(chǎn)目前還在探索過程中，我國的燃料乙醇發(fā)展快，以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團等為代表的企業(yè)都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進展。此外，生物質快速熱裂解液化等技術也是國際上的研究熱點。

　　2.2生物燃氣

　　瑞典、丹麥和德國的生物燃氣技術發(fā)達，已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模化、自動化與專業(yè)化，多使用高濃度糞草原料進行中溫發(fā)酵，其應用逐漸延伸到車用燃氣與天然氣管網(wǎng)領域。至2008年，我國的沼氣工程初步實現(xiàn)全面發(fā)展，厭氧擋板反應器、上流式厭氧污泥床等發(fā)酵工藝都有了示范應用。但受未熱電聯(lián)產(chǎn)和環(huán)境、溫度條件影響，大多沼氣工程穩(wěn)定性不足且高濃度發(fā)酵等工藝應用少。

　　2.3固體成型燃料

　　歐美地區(qū)的生物質固體成型燃料已走向規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化，瑞典、泰國等地區(qū)對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀80年代，我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發(fā)有限公司等企業(yè)為代表的燃料工廠。

　　2.4微藻能源

　　微藻生物柴油技術的研發(fā)主要集中在含油量高且環(huán)境適應性強的微藻的選育、規(guī)模化產(chǎn)油光生物系統(tǒng)的研發(fā)以及收集微藻、提取油脂這幾個方面，所面臨的最大難題是油脂含量、細胞密度高的微藻細胞的培養(yǎng)。使用微藻對石油形成進行模擬是我國研究微藻的開端，此后微藻異養(yǎng)發(fā)酵技術、微藻光合發(fā)酵模型等的創(chuàng)新都推動了我國微藻能源的研究開發(fā)。

　　3影響生物質能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素

　　3.1產(chǎn)業(yè)模式局限

　　我國的生物質能源開發(fā)利用管理模式還有待健全，原料評價體系、技術規(guī)范等還不完善。項目模式也存在缺陷，例如，小型項目配套政策的缺失使得立項復雜且操作成本較高。

　　3.2生產(chǎn)技術滯后

　　我國的沼氣工程大多應用的是濕發(fā)酵工藝，裝備與技術水平都比較滯后，不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術還存在障礙，受工藝復雜、酸濃度需求高、副產(chǎn)物多、設備要求高和成本高等因素制約，乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發(fā)酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外，五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術的落后和生物柴油使用性能低、經(jīng)濟性低等也是目前需要解決的難點。

　　3.3資源供應不足

　　原料供應不足是我國生物質能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸，單一的原料來源制約了沼氣工程規(guī)模化發(fā)展，非糧原料供應的問斷不利于其全年均衡生產(chǎn)，陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業(yè)發(fā)展進程，生物柴油技術也面臨著原料不足的狀況。

　　4對策與建議

　　4.1創(chuàng)新生物能源技術

　　生物質能源是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展是重要能源保障，必須借助自主知識產(chǎn)權核心技術的創(chuàng)新來保證生物質能源產(chǎn)業(yè)化的持久。各級政府需積極推廣國產(chǎn)化計數(shù)，通過補助力度的加大來調(diào)動各單位研發(fā)應用自主技術的積極性，可通過專項資金的設立來支持生物質能技術創(chuàng)新，逐步形成分散式的產(chǎn)業(yè)體系。

　　4.2合理利用邊際土地

　　針對原料不足這一瓶頸，應當充分利用邊際土地來發(fā)展非糧生物質能，逐步建設以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質液體與氣體燃料生產(chǎn)基地。

　　4.3加強國家政策支持

　　生物質能源的開發(fā)利用對于我國資源、能源供應都具有重要意義，必須將其納入安全戰(zhàn)略的考慮范疇并給予相應的政策支持。國家可結合生物質能源發(fā)展需求完善相關激勵體系，推行納入能源生產(chǎn)社會成本、環(huán)境成本的全成本定價方案，科學制定產(chǎn)品價格補貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強制收購等方面的政策，給生物質能源發(fā)展提供強有力的體系支撐。