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生物质能的现状及发展前景

现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会

对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环

境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注[1-4]。有许多国家都制定了相应的

开发研究计划，例如，日本的新阳光计划、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[5]。一个新兴的生物质产业正在全球范围蓬勃兴起。据专家估计，生物质

能源将成为未来能源的重要组成部分，到2015年，全球总耗能将有40%来自生物质能源，

主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化实现[6]。

1生物质能的概念及特性

1.1生物质能的概念

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质体内的一种能量形式，它以生物质为载体，

直接或间接地来源于植物的光合作用。它分布广泛、产量巨大、可再生且性能稳定，同风能、

太阳能相比，很少受自然因素的制约，又能加工转换成常规的固态、液态和气态燃料，便于

储存运输[8]，生物质能是惟一的可再生碳源。生物质生长过程中吸收大量的CO2气体，燃

烧过程排放的CO2气体与吸收的相当，几乎没有SO2气体排放，因此被称为CO2中性燃

料[9]。其包括城市垃圾:工业、生活和商业垃圾，全球每年排放100×108t;有机废水:工业废

水和生活污水，全球每年排放4500×108t;粪便:禽、畜粪便和人类粪便，全球每年排放300

×108t以上;林业生物质:薪柴、落叶、树皮、树根及林业加工废弃物等;农业产品及其废弃物:

秸秆、果壳、果核、玉米芯等;水生植物:藻类、浮萍、水动芦、风信子等;能源植物:油料作

物和富含碳氢化合物的植物[10]。中国的生物质能主要来源于农业废弃物及农林产品加工废

弃物、薪柴、城市生活垃圾等3个方面。

1.2生物质能的特性

作为世界第四大能源，生物质能在人类历史上曾发挥着重要的作用，就是在现实生产生

活中，尤其是在发展中国家的农村，生物质能的消耗占全国能量消耗的40%[11]，与其他能

源相比，生物质能有其特有的特性。

1.2.1分布广泛且产量巨大

生物质能源的分布广泛，从南极到北极，从海洋到陆地，从平原到高山，到处都有生物

质能的分布。生物质能在整个能源系统中占有重要地位，一直是人类赖以生存的重要能源之

一，就其能源当量而言，是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源。目前，全球每年水、

陆生物质通过植物光合作用产生的有机物达1800×108t，热当量为3×1021J左右，是全球

目前总能耗量的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%[11]，而中国理论生物质能

资源为50亿t左右标准煤，是目前我国总能耗的4倍左右。据估计，在理想状况下，地球

上生产生物质的潜力可达到现实能源消费的180～200倍[12]。

1.2.2可再生性好

大多数的生物质能是净初级生产品，即利用太阳能将二氧化碳(通过光合作用)转化为有

用的碳类化合物的地球生物量。每年有大量的净初级生产品产生、消亡，但当环境条件适合

生长时又会有大量的净初级生产品产生。只要保证相对合理地开发、利用，就能得到较好的

恢复与再生，这些净初级产品是不会全部耗尽的，但可获得的量会有所波动。

1.2.3生物质能是绿色能源

主要包含两方面的内容:第一，生物质能可以减少有害气体及烟尘排放量和温室气体增

量，维持全球碳平衡，提高环境质量。目前主要的功能是减少因使用化石能源而产生的CO2、

SO2等气体的排放[1];第二，开发利用生物质能可以减少环境公害，如生产、生活废物堆积

引起的大量占用耕地现象和对景观的影响。

1.2.4开发转化技术容易

从目前国内外生物质能开发利用的基本形式来看，生物质能的开发较之其他新能源如:

太阳能、风能、地热能、潮汐能等的开发利用相对普及。这主要是由于生物质能的开发具有

层次性，无论是初级产品还是高级产品都与人类的生产生活息息相关。正是基于此，生物质

开发技术上的难题就相对较少，人们既可利用生物质能的热能效应又可将简单的热效应充分

转化为化学能、电能等高层次能源。

2开发生物质能的重要意义

2.1化石燃料和环境恶化

自20世纪70年代以来，人们对石油、煤炭、天然气的储量和可开采时限作过种种的估

算与推测，几乎都得出了一致的结论:21世纪化石燃料中有的将被开采殆尽，有的因开采成

本高或开发使用导致的一系列环境问题而失去开采价值。地质学家也早已明确指出:石