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生物质能源的特点范文1
中图分类号：F326.2 文献标识码：A 文章编号：1674－0432(2011)－05－0263－1
森林资源是地球上的可再生资源，是陆地生态系统的主体。随着经济的发展，不可再生能源的不断减少，能源的可持续发展问题受到全世界的普遍关注。我国是个能源消耗大国，能源与资源、环境和社会发展的矛盾日益突出。因此，林业生物质能源的开发利用，对我国能源的可持续发展有着十分重要的意义。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素的光合作用，将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油、天然气等能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生的能源，通常包括以下几个方面：一是木材、森林工业废弃物；二是农业、果林生产过程中废弃物；三是自然植被、水生植物；四是人类和动物粪便；五是城市和工业废弃物。生物质能资源是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源，它在整个能源系统中占有重要的地位，一直是人类赖以生存的重要能源之一。生物质能源的应用能够部分替代煤等常规能源，缓解目前能源供应紧张的问题。同时能够实现资源综合利用，减少氮氧化物、二氧化硫和温室气体的排放。由于植物生长所需要的碳元素全部来自对空气中二氧化碳的吸收，因此，可以认为生物质能源是二氧化碳气体零排放的清洁能源。
林业在国家的经济建设、生态建设和国土保安中起着重要作用。我国地域辽阔，森林分布广泛，蕴藏着大量生物质。在林业建设中大力开发利用林业生物质能源，具有明显的特点和优势。
首先，森林中生物质能源丰富，大量树种富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉，能转化为多种形式的能源产品和生物基产品。其次，我国人多地少，国情决定必须在确保粮食安全的前提下，积极发展生物质能源。林业生物质资源的种植，主要是利用宜林荒山荒地以及不适宜种植粮食作物的沙地、盐碱地等边际性土地，不需要占用农地。所以说，开发利用林业生物质能源，林业有着得天独厚的条件，发展前景广阔。
同时，开发利用生物质能源，对林业的自身建设也有着十分重要的意义。
(1)发展林业生物质能源可以加快造林绿化步伐，提高森林质量，改善生态环境，壮大林业产业。在荒山荒地、沙区、盐碱地等立地条件较差地区，广泛培育可作为生物质能源的林木，能有效地促进植被恢复，加快荒山荒沙绿化，提高森林覆盖率。
(2)发展林业生物质能源，还能充分利用林业的“三剩”物和森林抚育间伐物，可以有效促进中幼龄林的抚育，提高森林资源利用效率和森林质量。
(3)发展林业生物质能源有利于环保，能实现可持续利用，降低原料成本。林业生物质能源大多利用林木果实和平茬(采伐)林木生物量，一次种植后可持续利用几十年，期间生长着的林木发挥着正常的生态功能，同样保护着环境。还有林业生物质资源培育成林后，不用每年重新种植，可降低原料成本。
我们要注重开发林业生物质能源，在开发的进程中，还要坚持走林业可持续发展的道路。林业可持续发展在国民经济的可持续发展中起着不可替代的作用。可持续林业不仅从健康、完整的生态系统、生物多样性、良好的环境及主要林产品持续生产等诸多方面，反映了现代森林的多重价值观，而且对区域乃至整个国家、全球的社会经济发展和生存环境的改善，都有着不可替代的作用。因此，要保障林业生物质能源的健康发展，要走林业可持续发展道路，必须注重林业可持续发展原则。具体应注重以下几方面：
(1)坚持生态、经济和社会效益并重的原则。从林业可持续发展的长远观点出发，处理好森林资源的培育、保护与开发利用的关系，做好可持续发展规划。
(2)在坚持资源永续利用的原则下，来发展林业生物质能源。要在保护森林的同时，大力发展生长快、效益好的经济林和开发见效快的林副特产品，选育和引进适合本区生长的良种。
生物质能源的特点范文2
关键词：生物质能源；树种；发展趋势；开发利用；前景
我国现已查明的木本能源油料树种有400余种，其中含油量在15%~60%的有200多种，集中分布在亚热带至热带区域，在山区往往与常绿阔叶林或落叶林相伴生，而且以野生为主（占总数的75.4%），多以成片式集中分布，因此可以建作原料基地；同时约有10种生物质燃料油植物能利用荒山、沙地等宜林地进行造林，并建立起规模化供应基地，如黄连木、文冠果、麻风树、光皮树等。因此，发展挖掘生态经济价值较高的重要能源替代树种，已经成为非木质森林资源开发的重要方向和研究热点[1]。
1生物质能源树种发展趋势
1.1我国林业生物能源发电已进入产业化阶段
国家林业局能源办负责人钱能志在接受记者采访时说，我国林业已较快发展，目前林业生物能源资源的培育和产业化开发，已进入实质性实施和推进阶段。国家林业局科技司负责人说，近几年内要大力发展生物质能源发电产业，加快生物质能源树种培育和推广工作。
1.2生物质能源开发是我国能源供给的重要补充
随着我国经济迅速发展和人民生活水平的不断提高，油脂的需要量也在不断增加。据预测，到2030年我国木本食用油的市场需求量为3000万t（按食油消费量接近世界平均水平计），缺口为2300万t，供需矛盾突出。当前，能源供应安全正越来越引起世界各国的重视，生物质作为一种可再生和环境友好型资源，已经成为各国开发新能源的重要方向，木本油料树种可以制备生物质柴油，将成为生物质柴油生产的最主要原料。因此，要从根本上保障国家的粮油安全和能源安全，开发木本油料是解决供需矛盾的重要环节。
1.3生物质能源开发是我国粮油安全的重要保障
我国在人口、食物、能源、环境和资源等方面的问题日益严峻，向森林和树木要食物，目前被一些国际组织和国家所重视，“从自然多样性收取硕果”就特别强调了森林是粮食、能源和环境安全的保证[2]。因此，我国增加生物质能源的重要途径就是因地制宜，充分利用边际性土地种植油料植物，以期为我国发展人工燃油植物林提供丰富的物质基础。我国在生物质能源方面提供充足的可再生原料，对于加强我国在能源方面的独立性、减少对国际石油市场的依赖性、保证生态工程的可持续发展、保障能源供应、稳定经济发展具有重要意义，是中国特色的生物柴油发展的必由之路[3]。从长远来看是利在当代，功在千秋的好事。
1.4生物质能源树种适应性强、栽培成本低、效益高
生物质能源树种一般为多年生，只需一次种植，便可实现多年受益。如省沽油、油茶等，栽种至结果时间为3~5年，而受益期可以超过40年，实行科学管理，合理经营，其产量稳定，将会长期有收获。同时生物质能源树种生长的自然环境大部分是空气清新、光照充足的山林、荒野、路渠旁等地，环境洁净，不受或很少受“三废”的污染，而且其适应性强，栽培成本低，效益高，市场竞争力强[4]。
2景德镇市生物质能源树种发展现状
为了进一步摸清生物质能源树种资源现状，特对景德镇市生物质能源树种资源进行调查，为编制全市能源林培育规划提供基础数据，为出台相应政策措施提供依据，以切实加快景德镇市林业生物质能源建设步伐。调查的范围涉及全市18个重点林区乡（镇）。调查内容包括油料能源树种（光皮树、省沽油、三年桐、千年桐、乌桕、山苍子）和木质能源树种（檫树、木荷、小叶栎、麻栎、白栎、苦楮、湿地松、晚松、马尾松等）两大类。重点调查树种资源分布区域、现有面积或株数、现有林木或林分生长情况以及可用于培育能源林的荒山荒地面积。景德镇市乡土树种热值量见表1。
对景德镇市生物质能源资源树种的调查结果表明，该市的森林生物多样性丰富，大量木本油料树种仍处于野生状态。生物质能源树种如省沽油、光皮树等，具有生长快、繁殖力强、耐干旱、耐贫瘠、抗逆性强等特点，由于其根系发达，大量种植具有生产植物油脂、绿化荒山、提高森林覆盖率、保持水土、调节气候等作用，生态效益和社会效益显著。加之该市气候、土壤等立地条件较好，对生物质能源生长、发育比较有利，而且土地资源和农村剩余劳动力资源充足，适合发展生物质能源生产和综合加工，表明景德镇市已具有综合开发利用生物质能源的基础条件。另外，景德镇市领导对生物质能源生产及综合开发比较重视，而且该市科技力量比较雄厚，为该市生物质能源生产和综合开发利用提供了领导基础和技术储备力量[5]。通过调查，为群众充分地利用山场提供了指导，而且提高了当地群众发展生物质能源的积极性，为扩大全市生物质能源基地建设，更好地营建生物质能源基地和生物质能源的综合开发与利用等提供服务。
生物质能源的特点范文3
中图分类号： TK223文献标识码： A
一、生物质能的特点与发展生物质能意义
（一）生物质能的特点
1、可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；
2、低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的硫化物、氮氧化物较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；
3、广泛分布性
缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。
4、生物质燃料总量十分丰富
根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋每年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。
（二）发展生物质能意义
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、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发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。
我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。
二、生物质能发电工艺
生物质锅炉是将生物质直接作为燃料燃烧,将燃烧产生的能量用于发电。当今用于发电的生物质锅炉主要包括流化床生物质锅炉和层燃锅炉。
（一）流化床燃烧技术
流化床燃烧与普通燃烧最大的区别在于燃料颗粒燃烧时的状态,流化床颗粒是处于流态化的燃烧反应和热交换过程。生物质燃料水分比较高,采用流化床技术,有利于生物质的完全燃烧,提高锅炉热效率。生物质流化床可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质,形成蓄热量大、温度高的密相床层,为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件,依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间,使难以燃尽的生物质充分燃尽。另外,流化床锅炉能够维持在 850℃稳定燃烧，可以有效遏制生物质燃料燃烧中的沾污与腐蚀等问题，且该温度范围燃烧NOx排放较低,具有显著的经济效益和环保效益。但是,流化床对入炉燃料颗粒尺寸要求严格,因此需对生物质进行筛选、干燥、粉碎等一系列预处理,使其尺寸、状况均一化,以保证生物质燃料的正常流化。对于类似稻壳、木屑等比重较小、结构松散、蓄热能力比较差的生物质,就必须不断地添加石英砂等以维持正常燃烧所需的蓄热床料,燃烧后产生的生物质飞灰较硬,容易磨损锅炉受热面。此外,在燃用生物质的流化床锅炉中发现严重的结块现象，其形成的主要原因是生物质本身含有的钾、钠等碱金属元素与床料(通常是石英砂)发生反应，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低温共熔混合物，其熔点分别为870℃和760℃，这种粘性的共晶体附着在砂子表面相互粘结，形成结块现象。为了维持一定的流化床床温,锅炉的耗电量较大,运行费用相对较高。
（二）层燃燃烧技术
层燃燃烧是常见的燃烧方式,通常在燃烧过程中,沿着炉排上床层的高度分成不同的燃烧阶段。层燃锅炉的炉排主要有往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排等。采用层燃技术开发生物质能,锅炉结构简单、操作方便、投资与运行费用都相对较低。由于锅炉的炉排面积较大,炉排速度可以调整,并且炉膛容积有足够的悬浮空间,能延长生物质在炉内燃烧的停留时间,有利于生物质燃料的充分完全燃烧。但层燃锅炉的炉内温度很高,可以达到1000℃以上,灰熔点较低的生物质燃料很容易结渣。同时,在燃烧过程中需要补充大量的空气,对锅炉配风的要求比较高,难以保证生物质燃料的充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率。
三、国内外生物质锅炉的开发及应用
生物质发电在发达国家己受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。
（一）国外生物质锅炉的开发及应用
生物质锅炉的技术研究工作最早在北欧一些国家得到重视，随焉在美国也开展了大量研究开发，近几年由于环境保护要求日益严格和能源短缺，我国生物质燃烧锅炉的研制工作也取得了进展。生物质
燃料锅炉国内外发展现状示于表1。
美国在20世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术及燃烧技术，并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备；日本在20世纪30年代开始研究机械活塞式成型技术处理木材废弃物，1954年研制成棒状燃料成型机及相关的燃烧设备；70年代后期，西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等国家也开始重视压缩成型技术及燃烧技术的研究，各国先后有了各类成型机及配套的燃烧设备。
丹麦BWE公司秸杆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排，自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料，锅炉采用设有BW“燃烧控制区”的双拱形设计和底特律炉排厂生产的DSH水冷振动炉排，使燃料燃烧完全，也有效地降低了烟气的颗粒物排放量。同时，还在炉膛顶部引入热空气，从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态，使固体颗粒充分燃烧，提高热效率，减少附带物及烟气排放量。流化床技术以德国KARLBAY公司的低倍率差速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床单一流化床，而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”。瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内无锡锅炉厂、杭州锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。
（二）我国生物质锅炉的开发及应用
我国生物质成型燃料技术在20世纪80年代中期开始，目前生物质成型燃料的生产已达到了一定的工业化规模。成型燃料目前主要用于各种类型的家庭取暖炉(包括壁炉)、小型热水锅炉、热风炉，燃烧方式主要为固定炉排层燃炉。河南农业大学副研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉，该燃烧设备采用双层炉排结构，双层炉排的上炉门常开，作为燃料与空气进口；中炉门于调整下炉排上燃料的燃烧和清除灰渣，仅在点火及清渣时打开；下炉门用于排灰及供给少量空气。上炉排以上的空间相当于风室，上下炉排之间的空间为炉膛，其后墙上设有烟气出口。这种燃烧方式，实现了生物质成型燃料的分步燃烧，缓解生物质燃烧速度，达到燃烧需氧与供氧的匹配，使生物质成型燃料稳定、持续、完全燃烧，起到了消烟除尘作用。20世纪80年代末，我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作，研制了多台生物质流化床锅炉，可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料，锅炉出力充分，低负荷运行稳定，热效率高达80％以上。浙江大学等也开展了相关研究工作。下面介绍两种国产的代表性锅炉。
1、无锡华光锅炉股份有限公司
锅炉为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程布置燃秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置为水冷振动炉排。在冷却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温过热器和低温过热器。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器室四周全为膜式水冷壁,为悬吊结构。锅筒中心线标高为32100m。锅炉按半露天。布置进行设计。
2、济南锅炉集团有限公司
济南锅炉集团有限公司在采用丹麦BWE技术生产生物质锅炉的同时,也开发出循环流化床生物质锅炉,其燃料主要为生物质颗粒。其燃料主要通过机械压缩成型,一般不需添加剂,其颗粒密度可达到1～017t/m3,这样就解决了生物质散料因密度低造成的燃料运输量大的问题。但颗粒燃料的生产电耗高,一般每生产1t颗粒燃料需耗电30～
55kW,因而成本较高,大约在300元/t。循环流化床锅炉炉内一般需添加粘土、石英沙等作为底料已辅助燃烧。由于燃料呈颗粒状,因而上料系统同输煤系统一致,很适于中小型燃煤热电厂的生物质改造工程,在国家关停中小型燃煤(油)火力热电政策和鼓励生物质能开发政策下有广阔的市场前景。
四、我国生物质直燃发电政策
我国具有丰富的新能源和可再生能源资源，近几年在生物质能开发利用方面取得了一些成绩。2005年2月28日通过了《可再生能源法》，其中明确指出“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”，它的颁布和实施为我国可再生能源的发展提供了法律保证和发展根基。随后，与之配套的一系列法律、法规、政策等陆续出台，如《可再生能源发电有关管理规定》(发改能源[2006]13号)、《可再生能源发电价
格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》(发改价格[2007]44号)、《关于2006年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2007]
2446号)、《关于2007年1—9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2008]640号)等的。与此同时，国务院有关部门也相继了涉及生物质能的中长期发展规划，生物质能的政策框架和目标体系基本形成。2012年科技部日前就《生物质能源科技发展"十二五 "重点专项规划》、《生物基材料产业科技发展"十二五"专项规划》、《生物种业科技发展"十二五"重点专项规划》、《农业生物药物产业科技发展"十二五"重点专项规划》等公开征求意见。表示将建立政府引导和大型生物质能源企业集团参与科技投入机制，推进后补助支持方式向生物质能源科技创新倾斜，形成政府引导下的多渠道投融资机制。这些政策的出台为生物质发电技术在我国的推广利用提供了有力的保障。
四、高效洁净生物质锅炉的开发应用建议
（一）重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备
目前对生物质直接燃烧的研究，比较多地集中在生物质燃烧特性、燃烧方法和燃烧技术等方面，而对各种燃烧技术的经济性研究较少，更缺乏对不同燃烧方法、燃烧技术经济性的比较分析。实际上，由于生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源地分散，收集、运输、贮存都需要一定的成本，有些燃烧技术需先对生物质燃料进行干燥、破碎等前期加工处理，真正适用的、值得推广的是能源化利用总成本最低、从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少、对环境影响最小的技术。例如，对于秸秆类生物质，捆烧将会是最有市场竞争力的燃烧方法，所以，应针对我国农村耕种集约化程度较低的现状，开发各种秸秆的小型打捆机械，并重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备。农林加工剩余物(如甘蔗渣、稻壳、废木料等)则宜就地或就近燃烧利用，如剩余物数量较大且能常年保证供应，则可作为热能中心或热电联产锅炉燃料，热电联产的锅炉型式应优先采用循环流化床锅炉，数量较少或不能保证常年供应的，则可采用能与煤混烧的燃烧设备。
（二）加大科技支撑力度,加强产学研结合,突破关键技术和核心装备的制约
加大科技支撑力度,尽快将生物质能源的研究开发纳入重大专项,开发低成本非粮原料生产燃料乙醇和高效酶水解及高效发酵工艺,研究可适用不同原料、节能环保的具有自主知识产权的生物柴油绿色合成工艺,开发适宜中国不同区域特点的高效收集秸秆资源、发展成型燃料的关键生产技术与装备。
（三）做好技术方面控制
生物质锅炉的开发过程中应当克服以下技术问题：
1、粉尘控制与防火防爆
目前生物质电厂的燃料储运是在常压下进行的，由于生物质燃料自身的特点，在其粉碎过程中或者在运输过程中出现落差的情况下，会产生大量的粉尘，导致了上料系统合锅炉给料系统的粉尘含量高，粉尘浓度甚至进入爆炸极限范围，存在极大的安全隐患。
针对这种情况，需要我们根据国内燃料供应情况，在燃料粉碎、运输及上料环节上对生产工艺做相应修改，如采用封闭式负压储运；在落差较大的位置设置除尘装置；增设粉尘浓度传感器对粉尘进行实时监测；保持料仓的通风性良好，监测并控制料仓的温度、湿度。
2、燃料输送系统的简化
目前燃料输送系统和锅炉给料系统环节较多，工艺复杂，螺旋和斗式提升机经常堵塞的现象。燃料输送系统故障会导致炉前料仓断料，不能满足锅炉负荷下的燃料供应。
为了避免这种现象发生，可以考虑改进现有的给料工艺，减少给料环节，不采用斗式提升机，改用栈桥、皮带，直接将料仓的料输送到炉前料仓。同时严格控制燃料湿度和粒度，防止燃料结团、缠绕，并改进自动化控制手段，保证输料系统连续稳定运行。
3、结焦和腐蚀
生物质燃料的成分和煤粉存在极大差异，尤其灰分中含有大量碱金属盐，这些成分导致其灰熔点较煤粉的灰熔点低，容易产生沾污结焦和腐蚀。因而生物质锅炉产生结焦、腐蚀的工况参数与普通燃煤炉不同，应该根据燃料性质及燃烧特性的不同，对锅炉及其辅助设备的工艺设计提出不同要求，并改进相关自动化控制使工艺运行环境符合现有设备要求。
随着国家大气污染排放标准的提高，因重视对废气排放的控制，炉内脱硫技术是控制空气污染的有效方法。循环流化床是我国燃煤发电重要的清洁煤技术。历经二十余年的发展，我国掌握了300MW亚临界循环流化床锅炉设计制造运行的系统技术，发展超临界参数循环流化床锅炉已经势在必行。国家发改委自主研发超临界600MWCFB锅炉是当前技术的典范。
参考文献
[1]刘强,段远源,宋鸿伟.生物质直燃有机朗肯循环热电联产系统的热力性能分析[j].中国电机工程学报,2013年26期.
生物质能源的特点范文4
一、中国生物质能法律制度
中国无专门生物质能法律，现行制度以《可再生能源法》为基本框架，其他相关法律法规为补充。
（一）生物质能源管理体制我国整体上处于“政府—市场”模式。法律没有规定专门管理机关，国家能源委作为最高指导机关，科技部、农业部、工信部和财政部为辅助部门。非粮生物质原料标准化技术委员会（NEA/TC24），负责制定和实施我国相关标准。
（二）经济激励制度1.专项资金制度：对《可再生能源发展指导目录》中符合条件的生物乙醇燃料、生物柴油等项目给予专项资金进行重点扶持。2.优惠贷款制度：对符合《可再生能源发展指导目录》的项目贷款，政府给以贴息。3.税收优惠制度：对小水电、风力发电和沼气给予增值税税率优惠。4.财政补贴制度：①补贴形式：“一贴两助”（原料基地补助、示范补助和弹性亏损补贴）。②对生物质能发电项目予以电价补贴。
（三）总量目标制度1.国务院制定全国性生物质能源开发利用中长期目标。2.国家能源委、科技部、农业部等有关部门和各省级政府制定具体开发利用规划。
（四）技术标准制度1.制定与生物质能源发电项目相关国家标准、行业标准。2.建立燃料乙醇的技术标准。
二、中美生物质能政策法律制度对比
(一)美国生物质能法律制度特点分析1.法律规范上，呈现制度体系化、内容量化、标准化和具备时代性、发展性特征。首先，生物质能源法律制度涵盖从生产到销售终端全部过程，构成对整个生物质能产业链全方位引导和管理。不仅有专门性法律如《生物质研发法》、《生物质技术路线图》等，也有一般性法律如《能源安全法案》。其次，法律制度内容上，涉及数字往往十分具体，甚至精确到小数点后几位。最后，法律紧随生物质能产业发展快速更新。从2000年到2010年十年内，先后通过近十部法律规范（包括《生物质研发法》、《美国农业法令》、《生物质技术路线图》、《2004年联邦公司税负法案》、《2005年能源安全法案》、《2007年能源独立与安全法案》、《2008年粮食、环境保护与能源法》、《2009年美国复苏和再投资法案》等。）推动生物质能产业迅速发展。2.管理体制上，美国以“政府—社会中间层—市场”为框架体系。政府干预适度有限，采取强制性规定与自愿性选择相结合原则。首先，在宏观把握和公共利益问题上，采取明确、强行规定，在具体实施上则给予企业灵活空间，发挥市场调节作用。其次，利用社会中间层力量和修正政府干预措施，顺应市场变化，解决实际问题，给企业以引导。市场将法律政策适用后果和企业诉求通过社会中间层反馈给政府，推动法律政策修定。3.发展策略上，根据不同时期的发展状况，制定具体而周详的生物质能技术发展路线图。注重对中小企业经济激励。不仅税收优惠种类全、范围广，财政补贴也涵盖技术和生产两个方面。多渠道融资，吸收社会资金，重投入、重管理、重监督，保证投入资金使用效率。
（二）中国生物质能法律制度特点分析1.法律规范上，法律制度零散、杂乱，涉及领域较窄、不成系统，发展滞后。首先，我国尚无生物质能专门法律，多以概括性、指导性意见为主，具体规定往往以“另行规定”形式下放给国务院，散见于各实施条例、办法、意见、通知及文件之中。其次，调节对象以生物质发电和沼气为主，调整领域以生产和研发领域为主，对生物质能源产业链条中原料、流通和消费等领域涉及较少。最后，各规章条例多为因需而立、因时而设，缺乏稳定性和持续性。现实中，重前期投入轻后期监管、重生产投入轻销售反馈、重研究开发轻成果转化等问题普遍存在。2.管理机制上，我国属于“政府—市场”模式，缺乏中间组织。政出多门，配套规章缺乏协调性无法充分发挥作用。新成立的非粮生物质原料标准化技术委员会虽带有一定社会中介性，但因成立时间短、职能范围仅局限于生物质能原料领域，影响不大。3.发展策略上，经济激励上以政策性、原则性规定为主，具体法律规定不多。补贴形式少且多数局限于生产领域，税收优惠和项目拨款覆盖范围小，受惠企业少，且普遍存在重大企轻小企，重国企轻私企的情况，中小企业生存艰难。
三、借鉴和启示
生物质能源的特点范文5
【关键词】 资源环境约束 生物质 电力企业 竞争力
一、基本内涵
综合各学者的研究，发现当前对于企业竞争力形成机理主要存在四种观点，即资源观、能力观、知识观、市场观。资源观把企业看成一组资源的集合体，侧重于从企业资源及其异质性视角分析企业竞争力。企业的持久竞争力源自于企业所拥有和控制的有价值的、稀缺的、难以模仿和替代的战略性资源。能力观认为，在生产过程中投入的资源要素是基本的分析单位。资源本身是没有生产能力的，是生产活动对资源进行协调与组合。企业知识理论认为，企业的核心是知识，知识是最具有战略重要性的资源和企业长期竞争优势的重要源泉，企业的异质性决定于企业知识的差异。市场观以迈克尔・波特为代表，侧重于从企业外部产业市场结构进行分析，认为产业市场结构对企业竞争优势的建立起主要作用。
而当我们把资源控制能力和环境保护能力纳入企业竞争力内涵范畴时，生物质电力企业竞争力的内涵可进一步理解为以下三个主要方面：第一，资源环境约束下的生物质电力企业竞争力是指在生物质电力企业在内外部因素影响下，能够稳定掌握市场份额，持续获取利润，能够在与商业对手的竞争力保持可持续竞争优势的能力；第二，资源环境约束下的生物质电力企业竞争力强调资源控制力和环境保护能力对钢铁企业的重要性，但是，并不否认企业经营管理能力和技术能力的重要性；第三，生物质电力企业面临的资源环境约束表现在土地资源的约束、政府环境规制等方面。
二、影响机理
1、外部影响因素分析
（1）法律法规因素。生物质能发电作为生物质能源领域发展的一个重要组成部分，其交易机制、补偿机制、定价机制等各方面都有待进一步的发展与研究。而这一系列的发展，不仅需要生物质能发电企业、产业自身的不断完善，更需要来自于国家、各级政府的法律、法规以及政策的扶持。因为国家以及各级政府是产业运转的执行主体，其相关的法律政策可以监督、调控相关市场，保证产业稳健地发展。法律法规政策体系的完善与否，直接关系着生物质发电企业与产业的发展情况。
（2）经济市场因素。首先，生物质能电力企业竞争力最直接的影响来源于产业链。因为一个企业在经济社会中并不是孤立的，企业从生产到销售都与其产业链上的一系列不同的行业市场紧密相关。生物质能电力产业的上游原材料主要来自于农林业，其下游销售方为电网和大用户。生物质能电力企业如何与上下游企业进行谈判，从而保证企业的成本收益率，也就关乎着生物质电力企业的竞争力。产业链的一体化进程可以减弱产业链给企业带来的冲击，将部分成本内部化，提升企业的竞争力。其次，生物质能电力企业作为新能源产业的新型电力企业，必然要面对火电电力企业的竞争。相比传统发电企业，生物质能电力企业的竞争优势如污染小、燃料丰富等都是提升其竞争力的关键因素。相比其他清洁能源发电企业（如水电、核电、太阳能发电、风能发电等），生物质能不再有污染小、燃料丰富等竞争优势，在未来的发电行业中，清洁能源发电企业会成为生物质能电力企业最有利的竞争对手。
（3）社会环境因素。企业的竞争力不仅仅体现于企业自身的盈利状况，更体现于企业的社会责任。企业的社会责任提高了整个社会对于本企业的好感，而这种好感不仅可以提升企业的社会形象，还会增加企业产品的竞争优势，从而提高企业的竞争力。企业的社会责任通常体现在企业向政府上缴的税收情况（社会贡献率）、企业吸收就业情况、企业参与慈善事业的程度、企业保护公共环境的力度等。其次，企业以及企业产品的知名度、顾客对产品的满意程度也关系着企业的竞争力。
（4）资源条件因素。生物质电力企业发电需要的主要是农林废弃物、生活垃圾等，所需的原料丰富、易得是企业的竞争优势，有利于竞争力的提升。但是生物质能产业化发展所需要的资源远超于现有的资源。原材料供小于求意味着价格的升高，将增加生物质电力企业的成本，从而减弱生物质电力企业的竞争力。今年上半年，武汉凯迪电力公司就因燃料价格太高导致企业亏损甚至停产。可见生物质能的资源条件因素影响着生物质电力企业的竞争力。
（5）生态环境因素。生态环境是现阶段全社会面临的最主要的问题之一，也是制约各企业发展的重要因素之一。生态环境因素的制约不仅影响着企业的竞争力，甚至影响着一些企业的可持续发展。生物质能，就是在资源环境约束的大背景下产生和发展起来的，生物质电力企业的发展是符合可持续发展趋势的。相比传统的电力企业，生物质能电力拥有一定的生态环境方面的竞争优势。但是生物质能的发展不利于生态物种多样性等新的环境问题依然制约着生物质电力企业竞争力的提升。
2、内部影响因素分析
（1）经营盈利能力。任何一个企业的目标都是追求利润的最大化，没有利润的企业在市场上是没有立足之地的，因此一个企业的生产效益水平决定着企业在市场上的竞争力水平。较低的生产成本，不仅可以为企业带来较高的利润，还可以提高产品的竞争力，提升企业的市场占有率。另外，企业资金的周转能力、偿债能力也关系着企业的竞争力。较强的资金周转能力和偿债能力，可以提升投资者以及民众对企业的信心。生物质电力企业相比传统的电力企业，其生产原材料丰富且便宜，较低水平的生产成本可以提高生物质电力企业的竞争力。
（2）内部资源能力。新世纪中，企业竞争力的根本即为人力资源的竞争。企业所拥有人力资源综合素质的总体水平决定着企业竞争力的水平，因为人力资源反映着一个企业所有员工的知识技术水平，是一个企业能力形成的重要条件。生物质电力企业作为新型能源开发利用的先行者，更需要高知识技术水平的员工，以提高企业的自主创新能力、科研转化能力、经营管理能力等，从而提升生物质电力企业的竞争力水平。除此，基础资源也是任何一个企业不可缺少的资源。电力生产设备、电力的储存与传输设备等等，都是保证电力企业成立以及正常运转的最基本的资源。生物质能所需的基础设备拥有较高的技术含量，因此生物质电力企业能否拥有先进、完善的基础设备直接影响着其电力产品的生产，影响着企业的核心竞争力。
（3）技术创新能力。生物质电力企业是一个技术密集型的企业，技术水平、创新能力都影响着企业的核心竞争力。技术创新能力的提高，直接影响着生物质电力企业的生产成本，较高的技术可以将生物质能资源完全消耗，减少耗损，降低电力生产成本，提升企业的竞争力；自主创新能力的提高，可以使企业掌握更多的技术创新，吸收更多的国内外先进技术，提升企业在生物质电力行业中的地位，从而确立企业的竞争优势；技术创新能力的提高，可以促进企业科技成果的转化，使得资金―技术―资源良性循环，提升企业的竞争力。
三、特征分析
1、资源丰富是生物质电力企业竞争力的优势
电力企业的发展离不开自然资源的支持。例如火力发电离不开化石能源、水电离不开水能资源，而生物质发电离不开生物质资源。生物质能是一种以生物质为载体的能量，是植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，并将能量储存。生物质能是近年发展起来的新型可再生能源之一，也是唯一一种可以再生的碳源。目前，可以作为生物质能资源的有五大类，即：农林废弃物、能源作物、禽畜粪便、工业有机废物和城市生活垃圾。生物质能的利用途径主要有三种：直接燃烧、热化学转换和生物化学转换。直接燃烧生物质资源可以将生物质能转化为热量和电力；热化学转换可以将生物质能转换成生物质燃气、生物原油等；生物化学转换可以将生物质能转换为乙醇、沼气等。综上所述，由于生物质资源的来源非常广泛，因此全球生物质资源储存量非常丰富，且可再生；其次生物质资源可以转换为电力、燃气等多种能源，应用广泛，可以在一定程度上满足人类发展所需的能源，缓解化石能源减少所带来的能源危机问题。但是生物质资源存在来源供给不稳定、储存难等问题。由于中国生物质资源具有生产季节性、资源独占性、原料多样性等特点，生物能源产业发展的规模和布局首先要考虑资源的合理、有序利用，考虑多种综合利用路线，统筹发展。目前我国生物质发电的生物质来源于收购的秸秆等废弃物，随着我国经济社会的发展，耕地面积不断下降，以及恶劣天气的增多，生物质资源的收购成本、收购数量将不确定、不稳定，且生物质资源分散不集中。另外，大量生物质资源的存储需要干燥适宜的安全空间，一定程度上会增加生产成本，降低企业竞争优势和竞争力。
2、低碳环保是生物质电力企业竞争力的动力
生物质能作为新型可再生能源，拥有污染小、可再生性强的特性。首先，生物质能是通过植物的光合作用将太阳能进行转换的，而植物的光合作用会吸收二氧化碳释放氧气。因此，生物质资源大面积的开发利用不仅不会造成环境的污染，反而会减少空气中的二氧化碳。另外，燃烧单位生物质能所产生的二氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物分别是化石能源的1/35、1/73和1/1.7。可见，生物质能的污染非常小。其次，我国地大物博，近1.7亿亩耕地、30590.41万公顷林地和19545.22万公顷的森林面积可提供丰富的生物质资源，且可再生性强，人类可以持续使用。
3、技术创新是生物质电力企业竞争力的核心
技术创新能力是企业可持续发展的力量源泉，是企业竞争力的核心。通过创新可以有效地提高企业的技术水平，改善生产手段，从而达到降低成本、缩短生产时间、提高产品质量的效果，增强盈利能力，并最终提高生物质电力企业竞争力。生物质电力企业是一个技术密集型的企业，技术水平、创新能力都影响着企业的核心竞争力。技术创新能力的提高，直接影响着生物质电力企业的生产成本，较高的技术可以将生物质能资源完全消耗，减少耗损，降低电力生产成本，提升企业的竞争力；自主创新能力的提高，可以使企业掌握更多的技术创新，吸收更多的国内外先进技术，提升企业在生物质能电力行业中的地位，从而确立企业的竞争优势；技术创新能力的提高，可以促进企业科技成果的转化，使得资金―技术―资源良性循环，提升企业的竞争力。
【参考文献】
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[2] 赵新刚、刘平阔：生物质能对化石能源的替代性――基于中国工业部门的实证分析[J].技术经济，2012（4）.
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生物质能源的特点范文6
关键词 生物质；生物质能；碳当量；计算模型；化石能源
中图分类号S216，TK6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0094-02
Research and Application of Biomass Energy for the Carbon Equivalent-based Criterion
MA Dejin
Anhui BBCA Chemical Equipment Co.,Ltd., Bengbu 233010，China
Abstract The development and utilization of biomass energy by human being would be turned into the inevitable trends, it had many obstacles to use bio-mass energy instead of fossil energy, key problems to be resolved was analyzed in the conversion process of bio-mass energy, meanwhile, the essence and computational modeling and of bio-mass energy for the carbon equivalent-based criterion were put forward, the suggestions related with research and development of bio-mass energy were also illustrated.
Keywords bio-mass; bio-mass energy; carbon equivalent; computational modeling; fossil energy
关于生物质和生物质能的概念界定，笔者基于前期研究曾在资料[1]中简要阐述，生物质是与生物有关的物质的总称，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质；可以作为能源利用的生物质主要有木材残余物、农业废弃物、动物粪便和城市固体垃圾等。生物质能是绿色植物借助于光合作用将太阳能予以转化和储存，将生物质资源的潜在价值转化成生物质能，相对于化石能源和以石油为原料生产各类工业产品的综合价值评估而言，对CO2、SO2、氮氧化物和二恶英类化学物质[2]造成的环境污染可以实现减量化，研究表明，二恶英类化学物质是一类由碳、氢、氧及卤族元素组成的环状分子，环境中过量的二恶英类化学物质会引起人类各种疾病，对此类污染物的控制已经引起人们的高度重视，利用生物质能无疑属于可持续发展的有效路径之一。将生物质转化成生物质能时，必须充分考虑其以下主要因素：使用的便捷性、成本的经济性、技术的可靠性和生态的安全性等。
1 生物质转化成生物质能的运用现状和障碍分析
可以利用的生物质中，按照来源可以分为废弃物类生物质、未利用的生物质、资源作物和新作物四类[3]，按照资源种类可以划分为林业生物质资源、农业生物质资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废弃物和禽畜粪便五大类[4]。生物质作为物质资源和能源，与人类的繁衍生息密不可分，以农林废弃物作为薪柴或生物质粗放式的加工制作技术，可以枚不胜举。随着全球人口的持续增长和生态环境被人为破坏，引发的环境恶化问题，已经成为全球性高度关注的热点之一，在大量的科技文献中可以找到佐证，笔者不再赘述。仅从生物质和生物质能的转化过程来分析，普遍存在以下问题：基于生物质资源的分布特点，对于生物质的收集、预处理、运输、储藏、深加工、转化物再利用等各个环节中，由于缺乏技术数据、工业化手段、科研成果的支撑和对该区域生物质自然属性的认识，工程项目建设完毕或运行不久后即被迫停产，诸如生物质直燃发电项目多处于此尴尬局面；对各类生物质的能源利用过程中，经常出现生物质潜在价值被严重浪费、生物质能利用率低、二次能源消耗增加、生态环境持续污染、能源商业化装置造价过高等现象；生物质转化成生物质能的工艺路线虽然成型甚至通过中小试验收，开展工业化大规模生产后，产品没有市场竞争力，多是依赖政府性补贴来推动生物质能利用；对关于生物质的物理特性、化学特性、生化特性和资源持续利用状况，就局部目标区域缺乏系统的评估。
2 生物质能的价值评估预案
有效利用生物质能的基本出发点是研究和解决上述各项关键问题，让人类在利用此类可再生能源逐步替代化石能源时，成为顺理成章之行为，为此在物质和能量转化的理论与实践框架下，必须研究生物质能的形成机理、生物质能的最佳转化方案、生物质能的有效利用形式和环境影响评价。
2.1 生物质及生物质能的本质
田宜水等在资料[4]中就生物质能的形成机理给予阐述，简言之，自然环境中，借助绿色植物的叶绿体和太阳能之光合作用，把二氧化碳和水合成为C6H12O6并释放出氧气，而C6H12O6作为基本碳源的有机体，一方面可以作为动物、许多微生物和少数微生物的营养源，另一方面作为其它直接或间接依靠植物生存的生物提供有机物或能量。
基于此，生物质的本质是通过光合作用形成的各种有机体；生物质能的本质是把太阳能以化学能形式储存于生物质中，将生物质中的这部分能量转化出来被人类有效利用。
充分利用生物质中的能量而又减少对人类的危害是开发生物质能的根本目的。
2.2 生物质能的特性
生物质主要由C、H、O、N、S、Cl及部分金属等元素构成，基于生物质中含有C、H、S等可燃元素，使得各种复杂的有机混合物作为可燃物质以潜在的能量被储存，这些可燃成分和氧化剂发生强烈的化学反应，产生相应的热量。换言之，生物质能主要以燃烧形式被释放，C、H、S等与O发生氧化反应，表现为直接燃烧或间接燃烧两种形式，如H直接完全燃烧时可释放142.256MJ/Kg的热量（相当于4.86千克标准煤的热值），H也可能会与生物质中的C、S等在受热过程化合成各种可燃化合物或可燃气体，释放出较上述热值低的热量，H与O化合成结晶水时，将不释放热量；C在完全燃烧时，可以释放34.045MJ/kg的热量，生物质能在转化过程中是一个复杂的体系，除掉与生物质自身潜在热值有关外，还与燃烧的装置、燃烧的外在条件有关。
2.3 生物质能的计算模型
生物质自身含有的潜在热值或理论热值可以用热值测定仪直接测量，也可以采用元素组成进行推论。根据生物质基质中各种可燃元素在燃烧过程中的作用和产生的热量，将除C以外的H、S等元素折合成对应碳的热值，笔者根据研究提出基于碳当量准则的生物质能计算模型。
按照101.325kPa、25℃标准态下的热力学反应，生物质中各种可燃元素所产生的热量值可以分别给出，如H2与O2完全燃烧时放出的热量为285.830±0.042kJ/mol，故推出H的完全燃烧热值为142.915±0.021MJ/Kg，通常取142.256MJ/kg；C与O2完全燃烧时放出的热量为34.045MJ/kg，即使C与O2产生不完全燃烧生成CO，而CO再与O2产生燃烧时，其综合放出的热量几乎等同于一次性完全燃烧形成的热量；S与O2完全燃烧时放出的热量为297.28kJ/mol，S的完全燃烧热值可以表达为9.29MJ/kg；在燃烧过程中产生的水蒸气变成液态水要吸收热量，其抵消的热值为44.01kJ/mol，意味着生成液态水吸收的热量也可表达为2.445MJ/kg。
生物质热能的产生过程很复杂，如氢在生物质中有可燃氢和化合氢之分，化合氢与氧结合成水，不能燃烧和放热[6]；尽管有些资料中对于生物质各种元素在燃烧过程中生成的热值给出不同的数据，本文仍以上述数据作为论证依据。
依照上述热量生成原理以及放热及吸热数据，可以推断出以碳元素为基准的生物质含有的固有热值为如公式（1）：
Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S （1）
考虑到燃烧过程中水分从气态到液态的变化吸热过程，生物质在燃烧结束后，生物质中水分蒸发和氢燃烧的汽化潜热没有释放出来，影响热量的产生，故推出如下公式（2）（此公式符合学界提出的低位热值的概念）：
Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S-k3（9H+W） （2）
式中，Ceq 代表生物质的碳当量，k1、 k2 、k3分别为H、S、H2O的热量折算系数，C、H、O、S分别代表生物质中元素百分比组成，W代表生物质中水分的百分比。
其中，各系数分别为：
K1=142.256/34.045=4.18
k2=9.29/34.045=0.27
k3=2.445/34.045=0.07
将各系数代入上式，可以推出基于碳当量的表达式（3）：
Ceq=C+4.18（H-O/8）+0.27S-0.07（9H+W） （3）
依此可以计算出每千克生物质的固有热值(低位热值)为式（4）：
Qdw=34 045×Ceq% （4）
式中，Qdw每千克生物质的固有热值（或低位热值），kJ/kg。
2.4 生物质能计算与实际测量值对比分析
根据资料[6]中提供的数据，表1给出了典型生物质的元素测定值和对应的低位热值，通过试验数据和计算值对比分析，采取基于碳当量准则的计算与实测值有一定的吻合度，误差较小。
表1 某些生物质的水分（%）、元素组成（%）及试验热值（kJ/kg）
生物质含氧量一般在30%~44%，含硫量大多低于0.20%，如上表中豆秸的氧含量通常为经过实测为32.15%，将数据代入式3求得Ceq=48.29%，那么1kg豆秸中含有的碳当量等于0.4829kg，可以产生的低位热值为34 045KJ/Kg×0.4829=16 440kJ/kg，与试验热值16 157kJ/kg的对比误差为1.8%。
3 结论
经过试验研究和大量数据比对分析，认为基于碳当量准则计算生物质的低位热值是可行的，某区域的某类生物质的C、H、O、S、N、P或K2O等组成一般是固定的，水分含量有相当大的变化，依此计算模型，在工业化生产过程中，面对不同种类的生物质，可以实现快速配料，也可以降低基础试验和分析成本；同时有利于规范生物质能的基础研究。笔者曾对国外学者给出的热能经验性计算公式进行比对性研究，认为本计算模型具备计算简便和准确率较高的特点。
以农林废弃物质为主，利用秸秆类生物质开发气化、炭化、液化和沼气等燃料化工艺技术，与传统的直接燃烧相比，虽然热能利用率有所提升，但秸秆固化成型以及运输、储存和能源转化装置的成本控制、适宜的工业化或商业化规模等核心问题，仍是制约生物质能转化技术大量使用的主要因素。生物质能转化过程的社会效益、经济效益和生态效益的综合评价体系，以废治废的综合能源利用技术和生物质能转化装置的不断优化等，都有待进一步研究和运用。
参考文献
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