一、多能互補(bǔ)的必要性
數(shù)據(jù)顯示，我國60%左右農(nóng)村人口仍然靠傳統(tǒng)的秸桿和薪材等解決能源問題。全國農(nóng)村每年直接消耗的各種能源相當(dāng)于5.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國總能耗的一半左右。發(fā)展新能源已成為改變農(nóng)村能源使用結(jié)構(gòu)，減少環(huán)境污染以及促進(jìn)農(nóng)村社會(huì)和諧發(fā)展的重要手段。然而，農(nóng)村新能源到底該向何發(fā)展，發(fā)展中要解決哪些問題？
農(nóng)村新能源主要包括沼氣、太陽能、風(fēng)力發(fā)電、微小水電、生物質(zhì)能這幾個(gè)方面。現(xiàn)階段農(nóng)村能源應(yīng)該多種形式并存，不同的地區(qū)應(yīng)根據(jù)自身的特點(diǎn)，確定適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平的發(fā)展方向和發(fā)展重點(diǎn)。
在談到農(nóng)村新能源利用時(shí)，國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員周宏春教授提出了“四位一體”和“五配套”的概念。“四位一體”，就是以太陽能為動(dòng)力，以沼氣為紐帶，將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合起來，在全封閉條件下將沼氣池、豬禽舍、廁所和日光溫室等一體化。 “這樣既解決農(nóng)村的能源供應(yīng)，改善農(nóng)民衛(wèi)生和生活環(huán)境，又可以減少農(nóng)作物和蔬菜生長中農(nóng)藥化肥的使用量，提高食品品質(zhì)和食品安全。” “五配套”模式，是建一個(gè)沼氣池、一個(gè)果園、一個(gè)暖圈、一個(gè)蓄水窖和一個(gè)看營房，實(shí)行人廁、沼氣、豬圈三結(jié)合的立體養(yǎng)殖和多種經(jīng)營系統(tǒng)。
農(nóng)村新能源代表著未來能源利用的方向，發(fā)展前景是很好的。但是，一些地區(qū)受技術(shù)水平制約，影響了農(nóng)村新能源技術(shù)的推廣使用。此外，隨著農(nóng)村養(yǎng)殖戶的減少，沼氣的替代能源問題也是需要考慮的。拿沼氣發(fā)展來說，要跳出為沼氣而建沼氣池的單純觀念，將推廣沼氣與養(yǎng)殖、種植相結(jié)合，打造“養(yǎng)殖一沼氣一種植”的模式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，達(dá)到“三沼（氣、渣、液）”綜合利用，增加農(nóng)民收入的目標(biāo)。
總之，農(nóng)村能源的發(fā)展應(yīng)堅(jiān)持“因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講求效益”。 “特別是要重視發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。”農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長朱明強(qiáng)調(diào)說。具體來說，就是大力發(fā)展以秸稈、稻草等這些原料豐富、取材容易的生物質(zhì)能，以及清潔的太陽能、風(fēng)能、微水電等可再生能源，同時(shí)通過改革爐具等措施提高能源利用效率，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
國家發(fā)展改革委副主任解振華表示，未來我國將有序推進(jìn)以秸稈為主要原料的生物質(zhì)能源。為緩解資源能源約束，發(fā)展循壞經(jīng)濟(jì)，保護(hù)環(huán)境，應(yīng)對氣候變化，我國將大力推動(dòng)農(nóng)作物秸稈在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的循環(huán)利用，積極發(fā)展以秸稈為原料的加工業(yè)，有序發(fā)展以秸稈為原料的生物質(zhì)能源。
二、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)在各國的發(fā)展概況
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)已受到了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注，許多國家制定了促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，并投入了大量的資金用于研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。由于生物質(zhì)能作為可再生能源僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源，因此它在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。近些年來，開發(fā)利用生物質(zhì)能成為當(dāng)前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題，既涉及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又關(guān)系到國家的能源安全。作為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國，大力開發(fā)新型可再生能源已經(jīng)是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略，因此開發(fā)利用生物質(zhì)能這一課題，有利于中國開拓新能源，并且能夠緩解能源供需矛盾，也是解決“三農(nóng)”問題，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)性發(fā)展的重要任務(wù)。
生物質(zhì)能的利用分為兩種：直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計(jì)，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440~ 1800億噸（干重），其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當(dāng)薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境。
現(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是利用農(nóng)作物及其殘?bào)w、畜禽糞便、有機(jī)廢棄物等可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)為原料，通過工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化生產(chǎn)化工產(chǎn)品、生物質(zhì)燃料和生物能源以及生物質(zhì)產(chǎn)品的一個(gè)格外引人關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)既是可再生能源，也能生產(chǎn)出上千種的化工產(chǎn)品，且因其主要成分為碳水化合物，在生產(chǎn)及使用過程中與環(huán)境友好、又勝石油能源一籌。
目前我國的秸稈產(chǎn)出量已超過7億噸，折合成標(biāo)煤約為3.5億噸，相當(dāng)于7個(gè)神東煤田，全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳，相當(dāng)于2007年全國二氧化碳排放量的1/8。隨著國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80%的行動(dòng)目標(biāo)，我國秸稈資源化駛?cè)肟燔嚨馈Ｒ?ldquo;秸稈能源”為代表的生物質(zhì)能利用，在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，進(jìn)入人們的視野。
目前，世界上較為成熟、可規(guī)模化開發(fā)利用的生物質(zhì)技術(shù)主要集中在發(fā)電、固化成型燃料、沼氣和液體燃料等方面。其中，生物質(zhì)發(fā)電在發(fā)達(dá)國家已受到廣泛重視，2005年全世界生物質(zhì)發(fā)電的裝機(jī)容量約達(dá)5000萬千瓦，主要集中在北歐和美國。
生物質(zhì)固化成型燃料在發(fā)達(dá)國家通常用來替代煤、燃?xì)獾茸鳛槊裼萌剂线M(jìn)行炊事、取暖，或用于區(qū)域供熱和發(fā)電等。美國和歐洲一些國家的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品已進(jìn)入商業(yè)化階段，并相應(yīng)開發(fā)了專用爐具；泰國、印度、越南、菲律賓等國也建成了一些生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)廠，逐漸進(jìn)入了規(guī)模化生產(chǎn)階段。
沼氣技術(shù)已經(jīng)在有些國家普遍應(yīng)用，歐洲和印度等地已建設(shè)了大量的戶用沼氣和大中型沼氣工程。截至到2003年底，德國的大中型沼氣工程總數(shù)已超過3000個(gè)，大多采用以畜禽糞便和秸稈為主要原料的厭氧消化工藝，機(jī)械化和自動(dòng)化程度很高，生產(chǎn)出來的沼氣主要用于發(fā)電。
生物液體燃料已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。2005年，全世界生物燃料乙醇的總產(chǎn)量約為3000萬噸，主要集中在巴西和美國；生物柴油總產(chǎn)量約220萬噸，主要集中在德國。巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)燃料乙醇，2005年的消費(fèi)量為1200萬噸，替代了當(dāng)年汽油消費(fèi)量的45%；美國主要利用耕地多、產(chǎn)量大的玉米為原料，同時(shí)積極發(fā)展纖維素制取燃料乙醇技術(shù)。歐盟對生物燃料也很重視，主要以大豆、油菜籽和回收的動(dòng)植物廢油等為原料生產(chǎn)柴油，2005年原歐盟1 5個(gè)成員國年產(chǎn)量約200萬噸，占世界總產(chǎn)量的90%，其中德國年產(chǎn)量約為150萬噸。
三、中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況
中國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源主要有農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)副產(chǎn)品和能源作物等，資源豐富，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆＾r(nóng)業(yè)生物質(zhì)具有資源種類多，分布范圍廣的特點(diǎn)，可轉(zhuǎn)化為電力、燃?xì)夂鸵后w燃料等多種商品位能源。
一直致力于生物質(zhì)能研究的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石元春院士認(rèn)為，以秸稈為原料的現(xiàn)代能源是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)今發(fā)展清潔能源應(yīng)對全球氣候變暖的大形勢下，秸稈迎來了一個(gè)發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)的重大機(jī)遇。
根據(jù)最新資料和有關(guān)專家預(yù)測，我國秸稈目前的用途是：還田15%，飼料16%，工業(yè)原料3%，薪柴50%和露地焚燒16%。也就是說，目前秸稈中的66%，約6.7億噸是用于能源的，具有替代2.4億噸標(biāo)煤和減排5.8億噸二氧化碳的能力。
秸稈還田、秸稈飼料、工業(yè)原料和薪柴的利用屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提升，而以秸稈為原料的現(xiàn)代能源是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)了解，秸稈能源在歐洲發(fā)展已經(jīng)有30多年，特別是北歐的丹麥和瑞典，秸稈發(fā)電和顆粒燃料的技術(shù)成熟度和商業(yè)化程度最高。
1、農(nóng)作物秸稈
2004年我國小麥、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯類、油料等主要農(nóng)作物產(chǎn)量達(dá)4.69億噸，秸稈產(chǎn)量約為5.96億噸。預(yù)計(jì)到2020年我國主要作物的秸稈總量將達(dá)到8億噸左右。其中，約有50%左右農(nóng)作物秸稈用作農(nóng)村居民生活用能，由于采用傳統(tǒng)的燃燒方式，效率低下；我國以甘蔗渣及稻殼發(fā)電為應(yīng)用方式的生物質(zhì)燃燒發(fā)電已得到初步應(yīng)用，總裝機(jī)容量達(dá)800兆瓦；固化成型燃料技術(shù)已初步形成了研究、開發(fā)和應(yīng)用同步推進(jìn)的良好勢頭；以秸稈過腹還田、粉碎還田和生產(chǎn)有機(jī)肥還田的技術(shù)已形成一定應(yīng)用規(guī)模；以秸稈為主要原料生產(chǎn)生物質(zhì)材料的技術(shù)研究已經(jīng)起步。
目前我國秸稈能源化主要有直接作為農(nóng)村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發(fā)電這幾個(gè)途徑。其中秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料和秸稈發(fā)電已經(jīng)在不少地方進(jìn)行了探索和推廣。
發(fā)展秸稈顆料燃料產(chǎn)業(yè)前景廣闊。中國現(xiàn)年消費(fèi)煤炭26億噸，其中中小鍋爐用約10億噸，是溫室氣體排放大戶，如果采用秸稈顆粒燃料替代，減排效益不可低估，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)專業(yè)壓制農(nóng)作物秸稈顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售。
在中國，截至2007年底，核準(zhǔn)的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目約百個(gè)，裝機(jī)容量2500兆瓦，建成投交并網(wǎng)發(fā)電的項(xiàng)目總裝機(jī)容量400兆瓦以上。截至2008年底，中國國能生物質(zhì)發(fā)電集團(tuán)已有10個(gè)30兆瓦和7個(gè)12兆瓦的生物質(zhì)電站正在運(yùn)營，其中單縣電站裝機(jī)容量30兆瓦，年發(fā)電2.2億千瓦時(shí)，可替代87萬噸標(biāo)煤的燃煤，減排1 8萬噸二氧化碳，農(nóng)民年新增收入6000萬元和獲得1000多個(gè)工作崗位。秸稈直燃發(fā)電的技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)可以全部自主與國產(chǎn)。
秸稈能源產(chǎn)業(yè)還將為農(nóng)民帶來增收的機(jī)會(huì)。以每噸秸稈農(nóng)民可獲250至300元算，全國4f乙噸能源用秸稈就能獲得1000-(2至1200億元。計(jì)劃2012年達(dá)40億元。此外，農(nóng)村的能源中，由煙熏火燎燒薪柴到燒顆粒燃料，能效可以提高2~3倍，能源消費(fèi)質(zhì)量也將顯著提高。
2、能源作物
能源作物指經(jīng)專門種植，用以作為能源原料的草本和木本植物，如甜高梁、甘蔗、木薯以及油菜等。全國未利用土地總面積為24508.79萬公頃，其中有6020.56萬公頃土地資源可供能源作物的開發(fā)種植。另外，每年還有約900萬公頃不同類型的季節(jié)性農(nóng)閑地，可以種植能源作物。
3、生物液體燃料
我國已建設(shè)了以陳化糧為原料生產(chǎn)燃料乙醇的示范工程，分別在6省市進(jìn)行示范，燃料乙醇年生產(chǎn)能力已達(dá)102萬噸。在非糧食作物生產(chǎn)燃料乙醇方面也取得了一定進(jìn)展，已培育出適應(yīng)鹽堿地種植的“醇甜系列”雜交甜高梁品種，并建成了產(chǎn)業(yè)化示范基地；培育并引進(jìn)了多個(gè)優(yōu)良木薯品種，平均畝產(chǎn)超過3噸；育成了一批能源甘蔗新品系和能、糖兼用型甘蔗品種，并篩選出了適合甘蔗清汁發(fā)酵的菌株和活性干酵母菌株。
此外，我國已對利用菜籽油、棉籽油、烏桕油、木油、茶油和地溝油等原料生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)開展了研究，目前已有年產(chǎn)10萬噸生物柴油的生產(chǎn)能力。我國在雙低油菜與雜種優(yōu)勢利用的結(jié)合上已達(dá)到國際先進(jìn)水平；在油菜、油葵等主要作物上已開發(fā)出高含油量品種，含油量高達(dá)51.6%；為了不與食用油和工業(yè)用油爭原料，還開發(fā)了利用麻瘋樹果實(shí)、黃連木籽等能源作物生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)，初步具備了商業(yè)化發(fā)展的條件；在利用季節(jié)性農(nóng)閑地種植油菜生產(chǎn)生物柴油方面具有很大潛力。
四、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)在中國未來的前景
以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)綠色能源和環(huán)境友好產(chǎn)品是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，已成為世界科技領(lǐng)域的前沿。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，世界各國將會(huì)更加重視環(huán)境保護(hù)和全球氣候變化問題，通過制定新的能源發(fā)展戰(zhàn)略、法規(guī)和政策，進(jìn)一步加快生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從目前生物質(zhì)的資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平看，今后發(fā)展的主要趨勢是發(fā)電、供熱、生產(chǎn)液體燃料和生物質(zhì)材料等。最近20多年來，生物質(zhì)技術(shù)發(fā)展很快，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)性和市場化程度逐年提高，預(yù)計(jì)在2010~ 2020年間，大多數(shù)生物質(zhì)技術(shù)可形成較強(qiáng)的市場競爭力，在2020年以后將會(huì)有更快的發(fā)展，并逐步成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)正成為朝陽產(chǎn)業(yè)。在中國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)具有深遠(yuǎn)的意義，不僅有利于解決資源、能源短缺和環(huán)境污染問題，更是解決好“三農(nóng)問題”、加快社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的戰(zhàn)略舉措。中國政府高度重視生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)研究制定了一系列促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。
加強(qiáng)生物質(zhì)技術(shù)研究與工程集成，在固化成型、燃燒、沼氣、燃料乙醇、生物質(zhì)材料等方面的關(guān)鍵技術(shù)研究和裝備開發(fā)方面取得突破性進(jìn)展，創(chuàng)新一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品；推廣一批先進(jìn)的生物質(zhì)工程技術(shù)；建成一批生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化示范工程；開展我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源現(xiàn)狀調(diào)查，初步查清我國生物質(zhì)資源的擁有量和分布情況，建立生物質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。
全面推進(jìn)生物質(zhì)工程科技創(chuàng)新，在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化和材料利用等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。提高生物質(zhì)能和產(chǎn)品在能源消費(fèi)中的比重，通過生物質(zhì)利用解決農(nóng)村生活燃料短缺問題；基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng)，以國家目標(biāo)和市場需求為導(dǎo)向，針對我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選擇秸稈綜合利用、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化和能源作物開發(fā)為切入點(diǎn)，通過技術(shù)研究、集成和重點(diǎn)突破，創(chuàng)新生物質(zhì)工程技術(shù)，加快生物質(zhì)科研成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，為建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、為提高國家能源保障能力、為全面實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)目標(biāo)提供重要的科技和產(chǎn)業(yè)支撐。
我國政府及有關(guān)部門己連續(xù)在四個(gè)國家五年計(jì)劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā)，如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等，取得了多項(xiàng)優(yōu)秀成果。《可再生能源法》的發(fā)布和實(shí)施表明中國政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持， “農(nóng)林生物質(zhì)工程”也已經(jīng)成為“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目。
對國際上生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以及需要解決的緊迫問題與薄弱環(huán)節(jié)，選擇秸稈綜合利用、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源化和能源作物開發(fā)，增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的競爭力，提高生物質(zhì)能和在能源消費(fèi)中的比重，通過生物質(zhì)利用解決農(nóng)村生活燃料短缺問題，基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。雖說生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是世界發(fā)展和新興的朝陽產(chǎn)業(yè)，但其當(dāng)前成本與價(jià)格尚難與石油基產(chǎn)品競爭。
利用取之不盡，用之不竭的農(nóng)林生物質(zhì)生產(chǎn)材料和石油化工產(chǎn)品是綠色化學(xué)的重要研究方向。
生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的工藝、設(shè)備和產(chǎn)業(yè)化方面，我國與發(fā)達(dá)國家有較大差距，但在資源和某些技術(shù)研究方面是有優(yōu)勢的抓住機(jī)遇，努力發(fā)展、在此項(xiàng)各國幾乎在同一起跑線上的國際競賽中，我國有可能跑在最前列。
因此，中國生物質(zhì)能發(fā)展前景和投資前景極為廣闊。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備。
