江礼正
中国科学院合肥物质科学研究院 安徽合肥230000 中国科学技术大学 安徽合肥 230000
摘要:估算生物质资源的总量和供求关系,调整工业化的理论意义和系统结构,寻找工业化的内生和外生动力机制的创新模型,对未来可能的关键研究领域的建议,包括产业化进程分配机制的互惠类型,产业化保障体系和晋升路径。
关键词:新能源战略;生物质能源;产业化进程;
引言
在全球化石燃料枯竭和空气污染日益加剧的双重背景下,基于传统能源结构的中国经济增长与生态环境破坏之间的矛盾日益加剧,新能源也在不断涌现。
1.生物质能源产业发展现状
在环境污染治理和国家“禁煤令”政策的双重影响下,工矿企业锅炉的生物质供热改造将迎来更大市场空间。同时,以废弃易污染环境的生物质资源作为原料,发电成本低,推广应用此类技术将产生显著的经济效益和社会效益。
2.主要来源途径
近年来非粮生物质被广泛应用于生物质能源开发中,常见的非粮生物质包括作物的秸秆、生活垃圾、以及纯粹有机废水等。人们在对固体废弃物进行处理时,常见的处理方法包括填埋,焚烧以及堆肥等。如果应用堆肥法和填埋法,那么会有较长的周期,并且很容易对水资源和土壤造成污染,如果要用焚烧法,那么会投入一定的成本,与此同时还会对大气造成污染。所以对废弃物进行科学有效地利用,能够有效的地解决环境的污染问题,并且还能够形成新能源。
2.1作物秸秆
水稻、小麦,玉米,大豆等农作物在收获之后,会残留一定的废弃部分,一般情况下残留的是能作物秸秆和稻壳,它能够有效的地产生可再生物质。我国每年生产的秸秆量是非常大的,一般情况下用于粉碎还田、工业使用、以及焚烧取暖等,除去有用的部分区域,还会剩下30%左右,这些大部分是直接被焚烧,这会对环境造成严重的污染,并且还会造成资源的浪费。所以对废弃秸秆进行科学合理的利用,能够有效的地改善环境,减少污染,除此之外,科学合理的利用才能够增加土壤的无机肥料。
2.2畜禽粪便
我国养殖的畜禽主要是牛猪等,并且我国畜禽业的发展比较良好。很多养殖户把畜禽所产生的粪便直接用作肥料。但是如果是规模化进行养殖时,产生的粪便和污水是非常大的,往往会出现有机物的闲置,这会对环境和水资源造成严重的污染。我国每年闲置和浪费的有机废弃物,它的热值相当于3亿吨的标准煤,这些有机废弃物能够形成大量的沼气。我国产生的畜牧粪便才逐年增加,这些有机物质是早期产业的主要原材料。
2.3园林、林业废弃物
城市绿化质量在一定程度上决定着城市的生态环境。在2011年我国城市绿化覆盖率达到39%左右。城市园林绿化业的繁荣发展,与此同时会产生很多的残枝落叶,这些废弃物能够很好的地应用于林地以及林场木材加工,目前我国每年约有2亿万吨的修剪废弃物,没有被合理利用和处理,并且还会引发火灾事故的发生。林业废弃物以及园林绿化剩余物能够有效地开发出重要的生物质。
3生物质能源产业发展可能的重点研究领域
3.1基于禀赋条件的生物质资源总量及供需匹配的估算研究
生物质能是依赖土地的可再生能源,应基于地理分布,土地类型和其他捐赠水平,应综合考虑诸如经济发展,气候变化,土地利用,能源安全和政治法规等因素。它预测和分析供需之间的匹配状态,并估计未来的可再生能源问题和阶段需求。
3.2生物质能源产业化理论内涵与系统结构再造
在判断国内外生物质能源产业发展状况和未来趋势的基础上,认真考虑生物质能源产业发展,生物质能源产业与经济发展,环境的条件,特征,时空安排和规律演变等得联系。根据对综合运营运行机制的深入分析,建立生物质能源产业体系。
3.3生物质能源产业化内生动力机制和外生动力
根据各地区森林生物质资源的捐赠状况和产业发展的基础,从减排,投入产出和社会效益,森林油,森林热,森林能源等生物质能工业模式的多维贡献来看。比较和确定效率和优势,科学地选择产业创新的主题,研究每种产业模型中产业链关键环节的合作与共生的工作机制和动力机制。
4.生物质新能源开发利用效益分析
生物质能作为一种新的能源,仍处于研究和开发的初期,但它优于石化能源,具有优异的经济效益,社会和环境效益。由于生物质燃烧释放的二氧化碳不被计入排放量,即“零排放”,且生物质能源项目的实施既解决了废弃生物质污染环境问题,又为工矿企业改造燃煤锅炉、寻找新能源,降低生产成本提供了重要渠道,受到政府的肯定和支持,具有良好的社会和经济效益。
(1)经济效益
生物质通常具有16.748MJ/kg的平均热值,低杂质,高挥发性含量,高燃烧效率和高转化率。如果正确选择类型并使用最新的处理技术,则会创建一个发热量。范围为12.560-20.935MJ/kg,市场价格为800-1000元/吨[生物质燃料]。它可以用作高质量,廉价的燃料。有效热价低,成本低,经济性优于化石燃料,热源高,数量多,在工业和农业应用中成为化石燃料的完全替代品。表1列出了普通工业锅炉中使用的不同燃料。在常规锅炉中,生物质燃料比煤具有明显的优势。
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(2)社会效益
中国每年产生大量的农业和林业废物,秸秆的约三分之一被直接燃烧。如果可以完全回收利用,它可以增加农民的总收入,促进贫困地区的发展,减少能源的浪费。此外,新能源的出现将促进设备制造公司和发电厂的发展,并增加就业。这无疑将解决雇用许多农村剩余工人的问题,实现能源可持续发展。
总结与展望
把生物质材料转化为能够使用的能源物质,这能够很好的地促进资源的有效利用,并且能够保护环境,在此过程中常用的方法有生物法,化学法以及物理法。物理法的工艺比较简单,通常只需要进行粉碎和加热,但是该方法在应用过程中会消耗一定的能量,对微生物进行降解的方法称为生物法,该方法在应用过程中需要很长的处理时间。利用酸碱产生化学反应的方法称为化学法,该方法在应用过程中反应比较快,消耗的能量也比较低,但是工艺比较复杂,并且还会产生副产物。生物质能资源是非常广泛的,只要有阳光的照射就会产生生物质能,在对可再生能源进行储存和运输时,生物质能源能够起到重要的作用,能够很好的实现能源的转换和连续利用。我国的能源消费是比较大的,但是化石能源才会逐渐枯竭,截至到20109年,我国的煤炭消费量占全球消费总量的4850%左右,所以能源安全问题值得我们进行考虑。对化石能源进行大量的使用,给生态环境产生了一定影响,寻找清洁的可再生能源,不仅能够推动生态文明建设,还能够很好的地保证人们身体的健康,另外对生物质能源进行发展,也能够起到保护生态环境的效果。各个地区的生物质有一定的差异性,这主要取决于当地的季节气候。在农业工业以及能源等各个行业都可能涉及到生物质能源的开发与利用,各行各业的每个环节都会利用到生物质能源的开发利用。所以对生物质能源进行开发利用是至关重要的,能够很好的地推动各个产业的协调统一发展。
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