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生物质能的前景范文1
【关键词】植物;城市生态环境;原则;景观功能
1.植物在城市生态环境建设中应遵循的原则
1.1以人为本原则
城市的建设是为居住在城市中的人服务的,在污染日益加剧,环境日益恶化的城市中,为了提高人们的物质生活和精神生活水平,我们倡导着城市生态景观的建设。而我们在这个建设中首先要遵循的原则就是以人为本,要以人的需求为建设的基础。在设计的过程中,遵循人体工程学的基本原理,认识本土植物所赋予的文化,最大程度的利用本土植物对人的益处,建设人文的城市生态景观。
1.2科学原则
城市的生态景观建设应遵循科学的原理来进行设计。了解本土植物的生理、生态方面的优势,大力的利用本土植物来创造城市景观。在设计中应尽量保留和利用原有植物,遵循植物的生长规律和特性,因地制宜,建设科学的、稳定的城市生态景观。
1.3经济原则
经济性原则是每一个设计都要遵守的,在设计的过程中要考虑到具体的经费额度,在有限的经费下创造无限的美丽。有效地利用本土植物在培育、栽植、养护过程中节约成本的一大优势,同时也要加强经济树种的利用。利用本土植物创造经济的,合理的城市生态景观。
1.4艺术原则
城市生态景观不仅仅满足人的生理需求,同时也要满足人的心理需求,对美的需求。所以在进行设计时一定要遵循一些美学原理,采用一些艺术手法。充分的利用本土植物在形状、色彩、气味等方面的特色,采用植物配置的基本方法,来设计出充满艺术美感的城市生态景观。
2.植物在城市生态环境建设中的景观功能
每个城市都有其自身的文化底蕴,即地方风格特色。如华盛顿林阴景观大道、纽约中央公园、北京天安门广场、上海外滩、莫斯科红场等都已成为该城市的象征。利用园林植物配置能够体现一个城市的文化历史,以植物景观展示传统的城市文化,如荷兰的郁金香文化、日本的樱花文化以及我国北京的香山红叶(黄栌)、杭州的柳浪闻莺(垂柳)、海口的椰风海韵(椰子),这些植物景观都和城市的历史文化密不可分。在树种选择上,首先应考虑适地适树的原则,如太原的气候特点是四季分明,因此在树种应用方面也要体现地方特色,应以落叶树种为主。有的树种春花烂漫具有姹紫嫣红的特色,有的树种秋色艳丽,形成层林尽染的风格,季相变化十分明显,在太原汾河公园,就充分利用了植物的这种变化,给人留下深刻印象。植物不仅有千姿百态、变化万千的形式美,而且具有丰富多彩、寓意深长的内容美。景观规划是按照植物生态习性和园林布局的要求。科学合理地应用绿化树种。以发挥它们的绿化功能和观赏特性。
2.1困势利导,合理安排空间
巧妙地利用地形特点。如起伏的地形、弯曲的水面等变化及空间的大小等立地条件巧夺天工、匠心独运,欲“扬”则“扬”,欲“抑”则“抑”,以达到“自成天然之趣”的目的。
2.2合理利用植物的多样性
植物具有观赏、组景、分隔空间、装饰、防护、覆盖地面等用途。我们应利用植物造景,分隔划分空间,尊重植物生物学特性。构建近于自然的植物群落环境。形成多样植物的统一合理组合,合理利用空间。空间植物应丰富而不散乱。在变化中求得统一。
2.3植物组合主次分明,疏落有致
植物造景要根据植物的形态、高低、大小、落叶或常绿、色彩、质地等,分清主次。突出主题,确定骨干树和伴生树,做到主次分明、疏落有致。群体配置。虚实结合,若隐若现,充分体现自然环境美。
2.4保持植物景观的均衡韵律和优美轮廓
植物应具有优美的林冠、林缘线。植物空间的轮廓,要有平有直,有弯有曲。行道树以整齐为美。而风景林以自然为美。
2.5植物应与周围环境相协调,使建筑环境与植物景观相得益彰
植物应与其周围的建筑小品以及水体等环境相和谐,植物丰富的自然色彩、柔美的线条以及优美的风姿会给建筑以美感,使建筑与自然协调统一起来。无论何种水体,其主景、配景或小景都可借助植物来丰富其景观。水巾、水旁的植物姿态、色彩均可增加水体的美感。水中倒影,波光粼粼,自成景象。
2.6充分利用植物时间和空间的季相感
植物随季节、年龄而异,植物的四季变化与生长发育,使其产生不同的季相变化,形成生动活泼,变化多样的季相感。
(1)彩叶植物。彩叶植物因具有花朵一样绚丽的色彩,且枝叶茂盛,易形成大面积的群体景观而备受人们的欢迎,在目前城市园林绿化中大量应用。彩叶植物一般分为常色、春色和秋色叶植物。常见的春色叶植物有卫矛、臭椿等;常见的秋色叶植物有元宝枫、银杏、鸡爪械、鹅掌楸、黄栌、火炬树、漆树等;常见的常色叶植物有金叶女贞、紫叶李、紫叶桃、紫叶小檗等。一般的栽植方式有孤植、丛植、基础种植、群植和片植、彩篱或模纹花坛。如北京的“香山红叶”主要栽种的是大片的黄栌,形成壮观的红色森林景观。
(2)地被植物。地被植物在城市绿化中的应用十分广泛,可以说无处不在,是植物造景中不可缺少的元素。在划分空间、林缘线处理、营造主景、隔离树丛、背景树组合、草坪植物色彩与季相的装饰等方面起着举足轻重的作用。其种类繁多、品种丰富。地被植物的枝、叶、花、果富有变化,色彩万紫千红,可营造多种生态景观。地被植物中的木本植物有高低、层次上的变化,而且易于造型修饰成模纹图案。在树木下、溪水边、山坡上、岩石旁、草坪上均可栽植,形成不同的生态景观效果。
(3)攀缘植物。攀缘植物在园林中主要应用于垂直绿化,占地少,充分利用空间,增加绿化的立体效果,通过美化光秃的墙面、土坡等提高环境质量。攀缘植物可分为缠绕类、吸附类、卷须类和蔓生类。附着于墙体造景的可用于各种墙面、挡土墙、桥梁、楼房、篱架、栏杆、铁丝网、栅栏、矮墙、花格等垂直侧面的绿化。如爬山虎、五叶地锦、络石、凌霄、牵牛、金银花、蔷薇等植物可附着于棚架进行造景。可“随形而弯。依势而曲”。棚架可以是木架、石架和水泥架,也可以和亭、廊、水榭、圊门、园桥相结合。点缀装饰小游园、庭院等。
(4)水生植物。如湖面上亭亭玉立的荷花,在晨光晚霞中湖光倒影,向人们展现出一幅幅迷人的画卷。另外,水生植物也是营造野趣的上好材料,在河岸密植芦苇林和大片的香蒲、水葱、浮萍等能使水景野趣盎然。
3.结束语
植物景观是唯一能使人们感受到生命变化的风景。景观规划应适地适树。近远结合,速慢生搭配。常绿树和落叶树按比例栽植,讲究季相变化。景观规划的共同目标是人与自然关系的协调,为大众创造出生态、美观、经济、舒适的生存环境,通过经济、环境与景观设计的结合,使城市开发利用与生态保护相配合。生产、生活与生态建设相适应,达到经济效益、社会效益与生态效益的高度统一。
【参考文献】
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生物质能的前景范文2
【关键词】 生物质能发电 前景广阔 起步 高成本 衍生产业
0 引言
生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料,也可以将城市垃圾作为原料,采取直接燃烧或气化的发电方式。近年来,中国的能源特别是电力供求趋紧,再加上人们对环境污染问题的重视以及对矿产等不可再生资源的担忧,国内外发电行业对资源丰富、可再生强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大地关注。于是,在这样的大的背景下,具有无污染、可持续特点的生物质能发电应运而生。
1 生物质能发电前景
生物质能发电开始于20世纪70年代,当时,世界性的石油危机的爆发引起了人们对于石油、煤矿等不可再生资源的担忧。因此,在欧洲、丹麦等国家开始积极研发利用可再生能源来发电以满足国内对于电力的需求。特别是1990年以后,生物质能作为世界第四大能源在欧美等国家迅速发展。据美国能源部预测,到2050年之前,可再生能源中生物质能将继续占据主导地位。
中国是一个农业大国,生物质资源非常丰富,据统计,在我国,各种农作物每年产生秸秆6亿多t,其中可以作为能源使用的约4亿t,全国林木生物总量约为190亿t,可获得的约为9亿t,可作为能源利用的约为4亿t。按照每两t秸秆的发电量相当于1t煤来算,如果我国的秸秆可以得到充分利用,我国每年可以节省超过4亿t的煤,并且也可以减少生物质能燃烧所产生的二氧化碳的排放,并且每年可以使农民增收数十亿元人民币。在产生巨大的经济和社会效益的同时还可以缓解我国电力紧张的局面,从而维持社会的稳定与发展。
当今世界,生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到各国政府的支持。许多国家都制定了相应的研究开发计划,如日本的阳关计划、美国的能源农场等。目前,西方等发达国家的生物质能技术和装置基本上已经达到了商业化应用的程度,基本上可以实现生物质能发电的规模化。比如,在美国、奥地利等国家,生物质能转化为高品位能源利用已经具有相当大的规模,在美国,生物质能发电的装机容量已超过1000MW。并且生物质能发电基本上已经形成一条产业链,发电厂的副产品也产生了巨大的经济和社会效益。例如,美国开发出利用纤维素肥料生产酒精的技术,在建立了IMW的稻壳发电工程的同时,作为副产品的酒精年产量也达到2500t。
据《技术预见2005》报道,生物质能利用的途径主要有两类,一是通过化学方法对生物质能进行转换;二是利用生物化学方法转化生物质能。把生物质能作为燃料直接燃烧发电的技术基本上已经成熟,这种技术单位投资较高,对于原料的依赖性比较强,要求原材料的高度集中,并且产生的污染比较大。另一种更清洁的发电技术是生物质气化发电,此种发电方式适用于生物质的分散利用,运行成本较低,并且在发电的同时,经过净化及组分调整后的合成气,经催化合成后我们还可以得到甲醇、汽油等液体燃料。生物质能的利用比较充分,是将来生物质能发电的主要方向。
在我国,在强大的政府政策的推动下,生物质能发电产业发展迅速。我国已经连续在四个国家五年计划中将生物质能的开发利用作为重点科技攻关项目,可见,在我国,人们对于新型能源发电尤其是生物质能发电非常重视。我国虽然拥有丰富的生物质资源,但是,我国的生物质能发电技术起步却比较晚,因此,生物质能发电现在我国正处于起步阶段。根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标,未来将建设生物质能发电550万kW装机容量,已经公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万kW的发展目标。与此同时,国家也正在大力安排资金进行相关人才的培养和技术的研究。因此,总的来说,生物质能发电在我国拥有极其宽阔的发展前景。
2 生物质能发电存在的问题及解决办法
生物质能发电在发展的过程中也遇到很多问题。首先,高成本成为制约生物质能发电的发展的瓶颈。目前,中国的生物质能发电正处于起步阶段,主要是消费一些多余的农作物的秸秆,为促进农业发展、增加农民收入摸索出一条路子。从我国已经建成的生物质能发电厂来看,大多数都面临着稻草的收集和管理方面的问题。比如,江苏省淮安市秸秆发电厂正是由于遇到了资源收集和管理方面的矛盾和问题,致使该电厂出现原料紧缺、发电成本高等困难,最终导致发电厂效益低下。因此,生物质能发电要解决农业生产的季节性和工业生产的连续性结合的问题。
因此,生物质能发电在发展的过程中,我们要对生物质的总量进行客观评价,以减少生物质能发电项目规划和建设的风向,促进生物质能的科学发展。坚持“以人为本,依原料而建”的原则,对于那些生物质较分散、数量较少的地方,我们不应盲目的建设发电厂,而应该根据具体情况客观评价,可以考虑用适合的方式(如沼气池)来利用。同时,在发展过程中要加强管理,严格生物质能发电项目的核准,防止生物质能发电产业投资过热,保证生物质能发电的健康发展。
其次,生物质能发展亟需政府支持。由于我国生物质能发电现在正处于起步阶段,生物质能发电还没有形成较大的规模,再加上我国大规模的农场很少,生物质来源比较分散,因此,我国生物质能发电的成本比较高,从已经建成生物质能发电厂来看,效益都不是很好。因此,生物质能的发展还需要政府的大力支持,建议国家将生物质能发电列入可再生发展专项资金重点扶持范围,并且尽量为生物质能发电厂申请国家环保专项资金支持。
最后,生物质利用率较低,衍生产业发展乏力。生物质能发电相对常规火力发电,燃料不仅可再生,而且二氧化碳的排放量“相对为零”,基本没有二氧化硫等其它废气的排放。并且生物质能发电的燃料就是植物本身,燃烧后灰渣是营养丰富的有机肥料,因此,与电厂配套的是化肥厂,我们应该利用原料,优化产品,加大宣传,扩大衍生产业产品的知名度,利用衍生产业来提高电厂效益。
3 结束语
作为生物质能产业的重要领域,生物质发电其实是一项为国家增加能源供给、保护生态环境、服务“三农”的重要措施,具有极好的发展前景。但是,生物质能发电在实际的发展中遇到成本高、效益低等一系列的难题。因此生物质能发电的发展还需要我们在技术、政策等方面给予足够的重视。
4 参考文献
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生物质能的前景范文3
能源紧张已经成为世界各地普遍存在的问题,利用生物质能气化发电技术的研究与开发,已经受到到世界各国政府与科学家的普遍关注。我国发展生物质能气化技术,为农村地区提供生活和生产用能,不仅有利于这些地区脱贫致富,实现小康社会的奋斗目标,也有助于建立可持续的再生能源系统,促进国家节能减排和国民经济的健康发展。尽管我国对生物质能气化发电的研究和应用起步较晚,存在气化发电项目运行成本偏高、装机规模小、独立运行稳定性和安全性差、经济效益低等问题,但是如果能整合可用资源扩大项目规模,政府能够出台发电上网的准入措施,制定合理上网电价和加大环境的监管力度,生物质能气化发电必将会有很好的发展前景。
我国具有丰富的生物质资源,每年农民燃烧的大量秸秆,还有大量的荒草地、沼泽地、盐碱地以及木材加工业的废弃料都具有巨大的开发潜力。如将这些资源加以有效利用,变废为宝。我国的生物质发电是可持续的。
一、我国生物质能气化发电的基本状况
生物质能气化发电主要由两大部分组成:气化炉将生物质能原料在不完全燃烧工况下产生气化气;燃气发电机组将可燃气转换成电能(目前运行的均为内燃式机组)。这个过程中的关键设备为气化炉,一般分为固定床和流化床,前者运行可靠,适于干料和低灰粉大块混合料,后者气化反应更加充分,要求物料颗粒较小。
对生物质能气化发电技术的研究与开发早已受到世界各国政府与科学家的关注,许多国家都制定了相应的开发研究计划。上世纪80年代,我国就有各种产气原料的厌氧产气装置的应用,并且取得了一定的社会和经济效益,但对生物质能气化发电的研究和应用却起步较晚。
二、我国生物质能气化发电存在的问题
1.装机规模小,投资大,运行成本高。目前我国建设的生物质能气化发电项目运行成本普遍偏高,许多资源不能被有效利用,限制了生物质能气化发电项目的发展规模。以黑龙江为例,现在生物质能气化发电项目都是大米加工企业利用本企业废弃物稻壳为燃料的企业自备电站,装机容量一般都在2X200kW到5X200kW之间。造成这种装机规模偏小的主要原因有三个:一是由于气化发电厂都是按企业自身用电负荷来配置装机容量,自发自用;二是电厂没有上网运行,电力无法向社会出售,只为本企业服务;三是目前生物质能气化发电都是以米厂自身的废弃物稻壳为燃料,没有吸纳其他小型米厂稻壳,另外还有可作为生物质能气化发电的玉米、小麦、大豆、水稻等秸秆也没有被利用,资源利用范围窄,利用量少,限制了装机规模的扩大。装机规模的偏小,使建设投资增大。而装机规模的偏小,也使电厂运行成本增加。
2.生物质能气化发电厂独立运行,稳定性和安全性差。据不完全统计,目前国内所建设的生物质能气化发电厂多为企业自备电厂,没有并网,而且独立运行,发电厂采用直配线的方式向企业用电设备供电。尽管大部分电厂安装了双网快速转换保护装置,在一定程度上提高了安全用电的可靠性,但是这种供电方式由于没有大功率电源的支持,电力参数随用电负荷的变化和设备的起动变化较大,电力系统调节能力很弱,用电的稳定性和安全性最终还是受到了影响。
3.设备运行时数少,热效率低,经济效益低。目前国内大米加工企业都是按市场需求而生产的,所以电厂的运行也就随着企业的生产而进行,企业生产电厂运行,企业停产电厂停运。黑龙江省近几年生物质能气化发电厂始终处于间断运行状态,年设备利用小时数均在1 800小时至1 100小时左右,平均在1 350小时左右,这与正常情况下年设备利用4 000小时这个数值还有相当大的差距。
三、促进生物质能气化发电发展的建议
1.整合可用资源,扩大项目规模。用于生物质能气化发电的燃料不仅有稻壳,还有玉米、水稻、小麦、大豆等农作物秸秆以及其他生物质能,目前国内除稻壳外,其他农作物秸秆并未得到有效利用。黑龙江省目前仅在有条件的大型大米加工企业利用稻壳进行气化发电,而一些小型大米加工企业的稻壳和大量的玉米、水稻、小麦、大豆等秸秆类生物质没有被利用。这种企业的自备生物质能电站和单一燃料的建设方式存在着建设规模小,设备利用率低,经济效益差的致命弱点,很难实现并网运行向规模化市场化方向发展。
像黑龙江这样的农业大省,生物质资源非常丰富,比较适宜发展大规模生物质能气化发电项目。应改变目前企业自备生物质能电站和单一燃料的建设模式,整合各方面可利用资源,建设规模化热电联产气化电厂,实现并网运行,面向社会供电供热,以提高资源利用效率。实现经济效益和社会效益的双赢。
2.出台发电上网准入措施,制定合理上网电价。从目前黑龙江省已建的生物质能气化发电厂运行状况来看,都存在装机规模小,设备利用率和热效率低,电价高,经济效益差等诸多不利因素。产生这些不利因素的最主要问题就是没有一个可供上网的措施和合理的上网电价,束缚了生物质能气化发电项目向规模化租立场化方向发展,形成了目前的企业自备小电站的局面。随着生物质能气化发电技术的成熟,现已具备了建设规模化生物质能气化发电厂的条件,所以政府要制定优惠政策和合理上网电价,允许具有一定规模的生物质能气化发电厂上网运行,以鼓励和促进项目向规模化发展,提高资源的利用率。
3.加大环境的监管力度。目前稻壳用途较少,由于其具有不易腐烂的特性而无法进行还田处理,除各别较大的大米加工企业用于气化发电和作为锅炉燃料外,其余几乎全部作为废弃物扔掉、烧掉,不仅造成了极大的资源浪费,而且对当地环境产生了严重的污染。环保、税务及工商等相关部门要加大对稻壳乱堆乱放、随意焚烧的监管力度,制定相关奖惩制度,引导和促进企业和社会综合利用。
生物质能的前景范文4
低碳经济就农村而言,是因地制宜地利用绿色能源发展经济,使农业生产和农民生活达到良性循环的过程。农村低碳生活涉及面很广,但宗旨只有一个,就是清洁能源的使用必须价格低廉、取材方便,使农民买得起、用得起,只有这样农村低碳经济的发展才会有生命力。下面就技术相对娴熟、比较有影响力和推广效果的农村地热资源的开发、非粮生物质能、太阳能、农田有机肥、沼气的广泛应用、农室建筑材料的更新、农村生活环境的改变等几个方面的内容,对农村低碳生活展开论述。
1.地热资源的开发与利用
在我国乡间和远郊县分布着大约三千多处天然温泉,温泉按种类来分包括温泉、热泉、沸喷泉、间歇喷泉。除温泉集中分布的、四川、云南和东南沿海的福建、广东、海南、台湾外,全国各个地区几乎都有温泉分布。每年可开发利用的地下热水资源总量为68.45亿立方米,所含能量为972.28×1015焦耳,折合3284.8万吨标准煤的发热量。这些数字还不包括未开采的2000米以下深度的热水资源和未探明的温泉热能。我国地下温泉热能含量巨大,清洁无污染,可以广泛用于我们的生产和生活,尤其是满足农村居民的农种、发电用能的需要。
在温泉种类中,高温地热资源最佳利用方式是地热发电。150℃以上的地热蒸汽可以推动汽轮机发电,充分发挥地热的品味优势,不产生温室气体,清洁环保。我国羊八井地热电厂每年发电120百万千瓦小时左右。是比较成熟的地热发电厂。除发电外,利用地热取暖也是地热利用的最佳方式之一,温泉地区每年因此可以节约大量煤炭。此外在我国广大的农村,利用地热进行温室蔬菜的种植已经形成了一定的规模。30度左右的温泉就可以满足香蕉、柑橘和反季节蔬菜的生长需要,在创造很高的经济价值的同时,大大降低了对人们对化石能源的利用。地热资源还可以被农民用于养殖业的热能供应。延长年内养殖时间,大力发展价格较高的热带鱼种,如罗非鱼,武昌鱼等。地热资源还可以用于发展农村的地热洗浴和医疗,提高农村居民的生活质量,含矿物质资源较多的温泉还可以用来治疗各种皮肤疾病。有条件的农村地区还可以利用地热发展旅游业,清洁地热资源的开发与利用提高了所在地区的就业率和农民收入,大大降低了碳的排放量,实现了双赢的效果。
2.非粮生物质能源的广泛应用
非粮生物质能源发展前景广阔,我国发展种植业、林业生物质能源前景十分可观。在已查明的油料植物中,种子含油率在40%以上的植物有150多种,能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前,作为生物柴油开发利用较为成熟的有麻疯树、黄连木、光皮树、文冠果、油桐等树种。油料植物也有很多,如蓖麻、菜籽、苏子等。
我国有着发展林业、种植业生物质能源的巨大资源优势与潜力,丰富的林地和沙地、废耕地等边缘土地资源,可以有计划地发展为林木、植物生物质能源的基地。充分利用这些资源开发生物质能源,对改善我国能源结构,降低对化石能源的依赖,减少农村地区的碳排量具有重大意义。
耕地面积较少是我们国家的基本国情之一。我国农村存在大量的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地。利用种粮难的边际性土地种植能源作物将为生物质能源提供充足的原料,例如非粮原料甜高粱、木薯、蓖麻等农作物,产量高且不与粮食作物争地,发展生物制柴油乙醇前景十分广阔。
此外,我国农林业的废弃物(包括城市工业的有机废弃物)都可作为生物能源原料。我国农村每年产生秸秆近七亿吨。目前我们国家已经在农村研发利用秸秆制造生物燃料的技术。由于秸秆、谷壳的价格只有玉米的十分之一,用这种最经济的原料生产出的柴油应该是最廉价的。另外农业生产中的畜禽粪便、森林中的枯枝腐叶,城镇的工业有机废弃物、垃圾、泔水等,这些有机物质都可以被利用转化为生物能源,从而降低人们对化石能源的消耗,从低碳的角度上来说,我国农村生物质能的开发与利用有着重要的现实意义。
3.减少化肥的使用,使种植业实现绿色低碳
我国是世界上生产和使用化肥最多的国家,我国耕地面积18.37亿亩占世界耕地的7%,而化肥的使用占世界的40%。过度依赖化肥在粮食增产的同时也造成严重的环境污染。长期使用氮素化肥会使土壤酸化板结,土壤的微量元素亏缺。化肥中携带的重金属元素铬、汞、铅等在土壤中的增加,导致肥力下降,对土壤的破坏性是不可逆的。化肥的滥用对于13亿口粮的我国土地资源来说是灭顶之灾。有人说,中国农民在农田中完成了化学扫盲,在蔬菜中认识了磷钾肥。化肥的生产是对化石能源的浪费,以肥促产危害人民群众的身体健康,农田的肥源改革已经势在必行。
目前我国大力倡导秸秆还田,沼渣、沼液的回归田野不再是简单低碳经济的需要,而是改善土壤恶性循环,提高百姓生活质量的需要。人畜粪便、沼渣等原始生物肥的广泛应用,改变了化肥使用的比重,使农业生产回归原始的理性时代。其实低碳农业的实现,主要在于改变农民的生产理念,通过教育使农民知道,抛弃祖宗沿用千百年的天然肥而迷信化肥,是一种逐本求末的错误。改变农村的生态环境乃至经济状况,必须从低碳农业开始。据2008年农业部的一组统计数字显示,全国农村3050万沼气用户一年产生沼渣、沼液3.85亿吨,相当于1850万吨标准煤,减少二氧化碳排放量4500万吨,可替代薪柴1.1亿亩林地年蓄积量。垃圾这个被放错地方的能源,在实现农村低碳经济中发挥着越来越大的作用。
4.秸秆发电
生物质能的前景范文5
[关键词]生物质能;产业化发展;可再生
[DOI]1013939/jcnkizgsc201716074
1前言
以化石燃料为主的能源结构不仅具有不可持续性,且对生态环境造成极大的压力,因此寻求能源多元化和发展可再生清洁能源已成为大势所趋。20世纪末以来,欧美等国纷纷采取财政补贴、税收优惠、农户补助等激励政策,引导生物质能产业化发展。已取得了一定的成效。(车长波、袁际华,2011)2000―2005年全球生物乙醇产量翻了一倍多,生物柴油翻了几乎两番,而同期全球石油生产只增加了7%。(Worldwatch Institute,2006)。经济合作与发展组织和联合国粮食与农业组织共同的《2013―2022年农业展望》曾预测:到2022年生物柴油的比例将占欧盟能源的45%,而燃料乙醇的比例也将占据美国能源的48%。
囿于技术等各方面的原因,中国生物质产业发展相对滞后。在第一代生物质能生产中,国际上成功案例主要以玉米、小麦、糖料和各种油籽等能源作物的规模种植作为生物质能产业化的基础,此种模式与中国“人多地少”的现状形成冲突,较难在中国复制。第二代生物质能技术,利用木质废料、作物秸秆及农产品废弃物等纤维素为原料生产乙醇,弱化了食品和燃料之间的竞争。这使中国在生物质能产业化进程中不再望“原料”兴叹,而是获得了变废为宝的机会。中国在“十二五”规划中都将生物质能产业作为战略新兴产业来培育和发展。生物质能产业化发展需要将国外的成功经验与中国的国情相结合,走一条因地制宜的新路。本文试图对生物质能产业发展的社会经济影响,制约生物质能产业发展的影响因素以及政策规制等方面进行综述。
2国外相关研究现状
21关于生物质能产业的利弊
Von Braun(2006)认为生物质能产业可能带来四个方面的影响:一是环境效应,比如二氧化碳排放量减少,防止破坏生物多样性、减少因化肥与农药的过度使用造成的土壤退化、减少大气污染等;二是生物质能产品逆向传导生物质原材料的供求,而对食品、饲料供求和粮食安全造成影响;三是生物质能作为传统能源的替代,δ茉词谐〉挠跋欤凰氖巧物质能产业化发展对不同区域及不同收入人群将造成直接或间接的影响。总之生物质能的发展有利有弊。
Danniel GDe La Torre Ugart、Burton English等(2006)认为生物能源可起到缓解能源压力和减少贫困人口,促进经济发展等作用。在发展中国家,农业多为劳动密集性产业,生物能源的发展将促进农产品供需,推动农村人口就业,增加收入。Danniel通过实证分析,当生物质能产业化发展,生物乙醇产量达到60亿加仑/年和生物柴油16亿加仑/年时,可以不用休耕地。预测2007―2030年生物能源产业化生产将累积创造收入210亿美元,创造240万个工作岗位。
另一些学者则认为生物质能的发展将对发展中国家的食物安全造成极大威胁。生物质能的发展使大量的粮食转化为燃料、将生产粮食的农地用于能源作物的生产,将大量减少粮食供给,从而推动粮食及饲料的价格上涨(Brown 1980)。能源与农业间的关系随着生物燃料发展而变得更为紧密(von braun 2008)。
De La Torre Ugarte利用POLYSYS系统,研究了在两种假设的价格方案下能源作物的生产对美国农业部门(包括农地的利用、传统作物的价格及农场主的收入)的影响。Babcock(2007)认为发展生物燃油,必须先考虑其对环境以及农业的影响,特别是对于农作物和畜产品的影响。
以上结论表明,发展生物质能产业须进行模式选择,充分考虑新兴产业发展对各方面的影响,包括环境、农业及农民收入、粮食价格等。
22生物质能产业发展影响因素研究
RJHooper和JLiEGKoukios(2003)站在投资者立场进行分析,认为决定生物质能产业投资的主要因素来自于市场和政策。生物质能的价格、技术是否能与现存能源供给结构相兼容是企业首先要考虑的。制约生物质能产业发展的因素包括:生产成本高但售价低、生物质能产品市场风险难以测算、企业应对市场风险及政策风险的能力不足、生物质能对环境的影响不确定。
Tomas Kaberger和Kes McCormick(2007)对欧盟的相关能源政策进行对比分析,肯定了政策是促进生物质能产业发展的关键因素。
Hillring(2002)提出对生物质能产业发展方向的调控,应从新能源产品提供、能源消费结构调整及相关产业配套等方面着手。其总结瑞典生物质能利用经验并提出:小生态公司将具有发展优势,公司实现一体化经营。
23生物质能产业政策研究
政策在生物质能产业发展中占据重要位置,国外学者多用模型模拟政策冲击,分析不同的生物质能激励政策对相关产业、产品以及对环境或社会福利的影响。
Kanes等(2007)利用CGE模型评价了波兰不同生物质能激励政策的成效:相较于直接对生物能源补贴,提高化石能源税显得更有效率;生物质能部门受益更多的是间接税的减免。
Ray(2000)通过运用POLYSYS模型模拟了相关农业政策对生物质能产业发展的可能影响。该模型测度了潜在的生物质能源和生物柴油供给量,并指出要充分将农业部门与环境、区域经济和相关产业联系起来,以促进生物质能产业的发展。
Johansson(2007)的研究表明,没有政策限制,农民将优先使用农用地种植能源作物,这样会进一步加剧粮食作物与能源作物在土地利用上的竞争。其运用LUCEA模型模拟了严格的二氧化碳减排政策对粮食、土地价格和温室气体减排的影响。结果表明:随着碳税提高,生物能源的供给量将会随之提高,且生物质能原料主要来源于林木剩余物,粮食价格比基准价格上涨两倍,二氧化碳排放量至2100年接近零。
Ignaciuk等(2006)在模型中选择六部门进行局部均衡分析:其中包括粮食作物马铃薯、谷物;能源作物大麻、柳树;传统电力部门及生物电力部门。探讨不同的能源税收和补贴政策对碳排放、相关农产品产量和价格、生物能源产量及价格的影响。结果表明:对传统电力征收10%的税,对生物电力实行25%的补贴,将使生物电力的份额增加到75%,生物质和农产品产量增加。增收的碳税补偿环境,此外碳税还将导致农产品产量降低1%~4%。
Gohin利用开放的CGE模型评估欧洲生物能源政策对农业部门影响。结果表明:在欧盟的能源政策下,可通过进口满足生物柴油的需求,在巨额的进口关税下,生物乙醇产量大增,能满足国内需求。同时生物能源的大规模生产将导致国内畜禽类产品价格下降,产量增加。政府需补贴105亿欧元,其中国外生产者获益48亿欧元,国内食品工业获益25亿欧元,农民收入增加32亿欧元,并可提供四万个农业就业机会。
3国内相关研究
31中国生物质能产业发展的制约因素
石元春(2011)提出降低生产成本是我国发展生物质能最需要解决的问题,其次是技术标准问题,对于生物质成型燃料,需要有相应的技术标准和规范,使之发展成为一种通用燃料。
王应宽(2007)分析了产业化发展空间,并总结了中国生物质能的产业化途径。从生物质资源潜力、产品成本、环保效应等方面分析了我国生物质能产业的发展前景。其认为生物质能产业化开发的核心动力还是技术创新。生物质能产业化发展需要克服生物质原料极其分散,运输成本、生产成本、采集成本高等制约因素。
通过研究生物质能商业化途径,提出了生物质能产业的四大支撑体系,即政策扶持体系、资金投入体系、市场保障支撑、技术支撑保障体系,对生物质能源产业的发展提出了相应的对策措施(王雅鹏等,2007)。
吴创之等(2007)提出生物质能循环系统研究平台的建设是生物质能产业发展的必要条件。
孙振钧(2004)综述了国内外生物质能产业发展的4个取向:生物质发电、生物质液体燃料、生物质有机高分子材料和能源农林业。认为生物质能产业发展方向应该与振兴农村经济和改善农民生活相结合,向小型、分散、统分结合的模式发展。能源农业应该与新兴能源工业有机结合,使之形成生物质能产业链。
赵振宇等(2012)提出生物质发电行业的主要威胁在于上下游相关配套产业不协调、缺乏配额制、发展风险难评估等因素。
32生物质能产业政策影响及规制
刘飞翔(2011)在其博士论文中构建了四个层次的生物质能源政策永续发展评价指标体系。包括1个一级指标(生物质能源政策永m性发展)、4个二级指标(生物质能决策系统科学性、生物质能供给系统稳定性、生物质能消费系统持续性、生物质能科技研发与教育)、8个三级指标、22个四级指标构成的评价体系。通过专家问卷法确定各指标权重值,选用综合评分法评价生物质能产业发展中政府规制与激励价福建生物质能政策整体绩效。此外从市场机制中生物质产业组织方式、市场准入制度、价格激励性管制、社会性管制四个领域展开政府规制与激励的主要工具选择研究,提出生物质产业激励的方向、手段和领域。
胡应得等(2011)利用CGE模型模拟征收能源税对生物质能产业及宏观经济的影响。结果表明,对能源产品征收150元/吨标煤的能源税,从量税转换为从价税后,煤炭、石油、天然气的税率分别为25%、85%和9%,生物质能占比上升了0082%,而GDP、投资和出口等指标都有不同幅度的下降。
吴永民通过构建CGE模型分析了财政政策对于燃料乙醇产业发展的影响。结果表明:在非粮种植业阶段和生产阶段给予财政补贴都会促进燃料乙醇产量和乙醇汽油产量增长,在生产阶段进行补贴会引起农村和城镇居民收入的小幅减少,而非粮种植业阶段的补贴能够提高农民的收入。
综上所述,生物质能产业作为新兴产业,政府的扶持和引导意义重大。但政策选择需依托于国情,完全照搬国外条条框框很可能出现“水土不服”。建立中国特色生物质能产业良性发展的政策激励和规制才是长久之策。
参考文献:
[1]胡应得,杨增旭,程志光能源税对我国生物质能产业发展的激励效用研究[J].经济论坛,2011(9):111-115.
[2]王雅鹏,王宇波,丁文斌生物质能源开发利用及其支撑体系建设的思考[J].农业现代化研究,2007,28(6):753-756.
[3]石元春决胜生物质[M].北京:中国农业大学出版社,2011:65-68.
生物质能的前景范文6
一、浙江省生物质能资源及应用技术概述
(一)资源量及其分布
浙江省生物质能资源丰富,按照来源的不同,主要分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废弃物和畜禽粪便等五大类。
林业资源:浙江省地处亚热带季风湿润气候区,降水充沛,森林资源较为丰富。全省现有林地面积664.46万公顷,森林覆盖率为58.31%,位居全国前列。浙江省林业废弃物约4820万吨,折标准煤2700万吨,主要分布于丽水、临安等地。
农作物秸秆:农作物秸秆的可用资源量主要取决于农作物产量及其他用途。浙江省年秸秆产量约700万吨,折标准煤350万吨。
畜禽粪便:浙江省畜牧业产生的畜禽粪便产量约1690万吨,折标准煤169万吨(通过厌氧工艺)。
生活垃圾:城镇生活垃圾主要是居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物。浙江省每日生产生活垃圾约5万吨,每年产生生活垃圾超过1800万吨,相当于257万吨标准煤。
由上可知,浙江省可开发利用的生物质能资源种类多、数量大,若能有效利用,将对浙江省能源供应短缺,特别是农村能源短缺起到重要作用。
(二)应用技术的种类及特点
生物质能技术主要可分为四大类:生物转换、物化转换、直接燃烧和生物燃料。
生化转换技术:主要是厌氧消化和特种酶技术。在这类技术中,厌氧发酵即沼气技术已较为成熟并具有相当的竞争力。沼气技术是指通过厌氧发酵工艺将人畜禽粪便和有机废水等富含的有机物转化为以甲烷气为主的沼气。其特点是既资源化地利用了生产和生活中排放的废水,又能有效地保护环境,特别是自然水体。
物化转换技术:包括干馏技术、气化制生物质燃气、热解制生物质油。在这类技术中,农业废弃物的气化近年来发展最快。该技术的基本工作原理是在缺氧状态下,将稻壳、秸秆等农业废弃物气化形成可燃气体,用于农村居民生活燃气供应。目前,在实际应用中,主要存在的技术问题是焦油的处理。
盲接燃烧技术:主要指炉锅燃烧和垃圾焚烧。生物质直接燃烧发电技术是指在常规的活力发电系统中,将以秸秆替代锅炉燃烧所需煤进行发电,而垃圾焚烧则是以垃圾为主掺入其他燃料替代锅炉燃烧所需燃料进行发电。其特点是前者将农业废弃物资源化利用发电,同时保护了环境,而后者不仅解决了固体垃圾处理问题,而且物尽其用。
生物燃料技术:主要是指生物乙醇、生物柴油。生物乙醇是通过微生物发酵将各种生物质转化为燃料酒精,而生物柴油则是利用植物油、动物油等原料油提取的清洁燃料,两者都具有可再生、低排放的特点。但是前者以粮食作物作为原料,会对我国的粮食安全产生影响;而后者则需要发展油料作物或油料经济林所需的土地资源。因此,粮食供应安全与生物乙醇、生物柴油的发展协调问题是亟需解决的。
二、浙江省生物质能的应用现状
改革开放以来,在浙江省政府和相关部门的高度重视下,浙江省的生物质能应用有了很大发展,从上世纪80年代初的节柴灶、户用沼气池为主的生物质能技术到现在的大型沼气工程、集中气化发电和直接燃烧发电等,无论是技术发展还是应用规模,都有了长足的进步。
迄今为止,浙江省沼气技术发展已具有一定的规模,技术的可靠性也在不断的提高。据统计,截至2009年6月底,浙江省已累计建成户用沼气15.3万户,大中型沼气工程4438处、68.5万立方米,生活污水净化沼气池170.64万立方米。据粗略估计,这些沼气工程每年可产沼气1.37亿立方米,减排30余万吨二氧化碳,而且这些厌氧污水每年处理了生活污水1.96亿立方米,减排6.3万吨COD,受益面超过200万农户。基于厌氧发酵的沼气工程和生活污水工程均具有技术可靠性高、运行成本低、可适量替代常规能源,减少二氧化碳排放量等优点。
浙江省在生物质气化方面同样有了一定的成就。生物质气化可分为大规模燃烧技术和中小规模生物质气化技术,浙江省结合自身实际情况,主要发展生物质气化炉技术。磐安县于2006年引进户用生物质气化炉技术后,生物质气化炉开始慢慢普及,迄今为止,已经在全省的各个农村地区广泛使用。生物质气化有效地利用了农业废弃物,减少了焚烧或丢弃农业废弃物造成的环境污染,同时,它燃烧稳定、热效率高,适用于炊事、取暖、锅炉等,在农村的应用前景极其广阔。
生物质直燃发电近年来也有一定的发展,浙江省首家生物质能热电厂已于2009年在龙游建立,年燃烧谷壳、木屑、秸秆、废木料、竹子废弃19.24万吨,设计年发电能力1.08亿千瓦时。按同等规模燃煤热电厂计算,全年可节约标准煤8.27万吨,每年可减少二氧化硫排放291吨、烟尘排放425吨、二氧化碳排放15.3万吨,并可给周边农户带来约6000万元的秸秆等燃料收入。该项目采用了国际上较为成熟的秸秆生物燃烧发电技术,做到秸秆的充分利用,燃烧后产生的灰渣也被回收。采用直接燃烧技术将生物质能转化为电能,既能代替常规能源发电,又能避免秸秆腐烂而释放温室气体,同时也为农村创造了大量的劳动力就业岗位。
此外,浙江省垃圾焚烧发电走在全国前列。截至2005年底,浙江省投入商业营运的垃圾发电厂有12家,日处理垃圾总能力约为401G吨,总装机容量达11.6万千瓦,垃圾发电占垃圾处理量的27%。按此估计,浙江省年垃圾发电总量可达0.98亿千瓦时,可节约标准煤2.89万吨,年可减少氮氧化合物排放288.7吨、二氧化硫461.96吨。垃圾焚烧发电不仅解决了城镇垃圾堆积问题,有利于环境保护和城镇的发展,同时也缓解了浙江省用电紧张问题。
三、浙江省生物质能发展存在的主要问题和障碍
浙江省生物质能虽然在过去的几年问有了长足发展,但在进一步的技术应用推广中仍存在一些问题和障碍:
(一)资源量及其分布信息量不充分,不利于总体规划
迄今,浙江省生物质资源的信息主要建立在估算的基础上,而这些粗略的估算数据并不足以为总体的规划提供可靠的数据基础,资源的种类、资源的总体数量、资源的分布特别是其密度分布是进行总体规划的基础。没有详尽的数据作支持,对政府而言,就无法对生物质规模的应用做出具有可操作性的总体规划,也
就不可能提出行之有效的政策和措施支持。
(二)技术、经济竞争力不足
生物质能的技术可靠性、经济竞争力是产业化发展和规模化应用的根本。目前,浙江省生物质能的技术可靠性、经济竞争力仍然不足。前者反映在技术的先进性和成熟度上,与常规能源相比,浙江省生物质能的开发利用仍处于初步阶段,技术可靠和完善、运行操作的便捷尚有待提高。除了大中型沼气工程和户用沼气技术已具有较高的技术可靠性,其他生物质能技术距市场规模应用尚有差距;而后者则主要是指与常规能源相比,经济上没有竞争优势。生物质能的前期投入较大,运行成本较高,投资风险较大,经济效益较低,而政府还没有切实可行的价格政策和经济政策激励、支持生物质能的发展,企业难以负担高成本、高风险的生物质投资,消费者也不愿意花更多的钱消费其产品。
(三)规模发展缺乏政策的支持导向
美国生物质能发展经验表明,生物质能的发展离不开政府的支持,生物质能要规模化生产,政府的资金、政策支持是不可或缺的。浙江省因为没有规模应用的总体规划,也就不可能给出清晰可列的政府支持和导向,特别是对于不同的技术、规模所需要政府支持力度和支持政策也未说明。
目前,浙江省虽然在财政上对生物质能技术应用有一定的支持,但迄今没有建立一套透明、公平、有章可依的政府财政补贴或税收优惠的措施和细则,也就不可能形成明确和有力的导向和动力。
四、生物质能发展对策分析及建议
为了积极推动浙江省生物质能技术的推广应用,特别是在生物质能规模化应用有较大的发展,应该将关注点放在以下几个方面:
(一)普查资源,收集信息,制定总体规划
政府部门应当组织具有丰富的生物质资源调查和评估工作经验的专家,成立调查小组,在全省范围内开展全面、详细和实用的各生物质资源的调查评估工作,确切掌握生物质资源的种类、分布、密度以及资源的利用价值等信息,并对各地区所适合的生物质能发展技术与规模提出合理的建议,在此基础上对生物质资源的发展潜力进行科学的估计,为生物质能的规模化利用打下坚实的基础,也为生物质能的整体发展规划提供可靠的依据,明确短期、中期与长期国家生物质能发展的目标、原则、技术路线图及应采取的政策与措施。
(二)加强技术研发,拓展融资渠道
加强对生物质能技术研发和装备保障的支持力度,抓紧具有知识产权的新能源技术开发,形成具有原创性的自主知识产权群,提高其技术竞争能力。设立专项科研资金,攻克生物质固化成型装备以及生物质热解液化技术设备存在的问题;成立生物质能研究机构,研究生物质气化等技术存在的二次污染、自动化程度低等问题,不断改进技术;引进国外先进技术、借鉴国外经验,对农作物秸秆的高能效低能耗转化、第二代生物质原料等开展研究,推进生物质能稳定、高速发展。
在投融资上,一方面加大对生物质能的投资力度,设立专项资金,促进生物质能的规模化生产,特别是对技术要求高、投机成本大的技术,加强其财政支持力度,如对生物质能发电技术、沼气技术给予补贴,可以带动民间资本的流入,增加就业和农民收入;另一方面,创造良好的投资环境,建立服务机构、中介机构,开辟国际融资渠道,帮助国外投资者选择更好的项目,吸引国际组织和发达国家参与我国的生物质能产业建设,促进生物质能源的产业化。
(三)完善政府政策,促进生物质能发展