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生物能源的特点范文1
生物质能源是太阳能以化学能储存在生物中的一种能量形式,它以生物质为载体,具有资源丰富、可再生、环保等优点。通过对生物质材料的开发和加工获得燃气、燃料、电能等各种形式的能源,与风能、太阳能、核能成为新的能源替代路径。随着基础能源的日渐枯竭和环境的日益恶化,开发可再生的生物质新能源成为世界各国的重要战略选择。中国作为一个生物资源丰富的国家,发展生物质新能源的战略意义尤为突出,生物质能源的发展受到国家的高度重视,并已列入国民经济发展的的重要日程中。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出大力发展可再生能源,扩大生物质液体、燃料生产能力,将生物质液体燃料作为“十一五”国家能源战略的重要组成部分。但是,在看到生物质新能源将给人类带来的新机遇的时候,也要清醒的意识到,生物质能源的开发和利用因其本身的特点也会带来一系列的负面效应,如果不能很好的面对这些挑战,长期来看,生物质能源不能处在一个健康和可持续的发展轨道上。所以,认真思考生物质新能源领域中的产生的新的伦理问题也是亟待关注的一个方面。
1生物质新能源开发利用中的伦理关涉问题
1.1生物能源发展与粮食安全问题
生物质能源的主要载体为生物,主要是能源植物。生物质新能源的开发直接或间接的影响到粮食的安全问题。
1.1.1生物新能源所需粮食性原料对粮食安全的威胁
目前各国使用的目前各国发展的第一代生物质能源使用的原料主要是玉米、甘蔗、油料作物。其中美国主要是玉米和大豆油;欧盟则是玉米、小麦、大麦、菜籽油、甜菜和大豆油;巴西为甘蔗和大豆油;加拿大为玉米和小麦;中国和印度为玉米;马来西亚、印度尼西亚为棕榈。而第二代、第三代生物质能源的开发需要对非粮食性生物质能的深度加工利用,这将提高研发的技术难度和开发成本,所以目前的趋势为生物质能源主要以第一代也就是粮食性作物作为生物质能源的来源。这直接对人类的粮食性需要产生影响,特别是对粮食供给的影响。以巴西为例,在水资源丰富和土地资源丰富的地方,还不能凸显这种矛盾,但是一旦这些资源受到很大限制时,人的口粮与新能源的激烈大战就会打响。这里涉及到一个人权的问题,人类的自身生存都不能保证,还谈何能源的利用呢?这个问题在我国的情况可能比较突出,玉米被作为燃料乙醇的最主要来源,需求量持续大幅度增加,加剧了供需缺口。例如2003年我国燃料乙醇年产仅有7万t,近几年一路飙升,至2006年已达到年产100万t。市场上玉米价格猛涨,燃料乙醇生产遇到了与民争食的问题。为了解决13亿人口的吃饭问题,国内可耕土地已经筋疲力尽,玉米被作为燃料乙醇的最主要来源,需求量持续大幅度增加,加剧了供需缺口,如果考虑单纯的玉米的来源,那么我们就只能饿着肚皮开车了。
1.1.2能源种植所需要的土地对粮食安全的威胁
非粮食性能源作物的需要也直接挤压着粮食性作物的耕地使用,非粮食作物的高收益率和能源开发的迫切需要的双重挤压导致了非粮食作物的种植对有限的粮食耕地的使用,这将直接导致粮食供给的短缺。
1.1.3生物新能源开发对粮食安全的间接威胁
生物质能源的开发利用也间接的影响到粮食安全,生物质能源的开发利用将会诱导使用在原有粮食生产领域的资源到新能源的开发过程中来从而对传统的农业功能发生重大转变,使农业的发展不在以传统意义的农产品为主,那么新的农业的发展应该如何适应这种转变?农业之当展的伦理定位何在?与农产品粮食相关联的市场也将会受到生物能源开发的影响,生物质能源开发利用对传统农产品的资源、以及与之关联的农产品的价格的上涨也严重威胁着人类对食用粮食产品的利用。
1.2生物安全性
1.2.1能源作物的生物改良的安全风险
在生物能源的发展过程中,生物质能源的来源除了天然的生物外,还会需要对一些生物种质进行基因改良,以便提高生物能源的利用率,满足规模化生产的需要。现代生物技术在生物质能源的发展中扮演了非常关键的一环,这种生物技术的应用必然影响着生物的遗传特性,从而也会影响其所处的特定生物环境。所以生物能源作物的培育种植对环境的安全也是一个非常值得重视的方面。生物能源的生产来源主要是一些能源作物,而天然的能源作物又存在着产能低、占地广、生长条件苛刻的一些原因,所以要想找到一种天然的品质优良的作物是很困难的,有必要将天然的能源作物使用现代生物技术改良,而这些转基因改良后的作物的安全性评估又是一个值的考虑的因素。这也是所有转基因生物对环境安全都要面临的一个风险。所以考虑发展生物能源过程中对环境的影响都是需要权衡利弊的一个重要方面。
1.2.2生物质能源的开发利用对生态环境的破坏
在种植生物质能源作物过程殊的肥料、农药、除草剂可能会产生对周围生态的间接影响。比如对水质的影响,在美国的密西西比河岸有一个巨大的玉米能源种植区,这些地区是美国最理想的能源作物种植环境,但同时在种植过程中大量的化学肥料、农药的使用导致水源的质量逐年不断下降,同业也严重影响了当地渔恶民的渔业生产,所以在总体上因其带来的损失也抵消它的经济效益和环境可持续的代价。
1.2.3生物质能源开发对生物多样性的损害
生物能源开发过程中必然涉及对生态系统生物多样性的影响,生物质能源的开发的能源作物的种植长期来看必然导致新的生态环境生物多样性的干扰,数据报告显示截至到2020年为止,美国的谷物和大豆的生物种类将会下降到60%,相比于没有覆盖能源作物的地区,亚洲油棕榈能源作物也将下降到85%,Fletcher等人的研究也发现,对脊椎动物来说,替代能源作物区域的生物多样性和丰富性要远远低于同样条件下的未种植地区的种类。所以在考虑生物质新能源的能源作物种植时,与当地的生态安全和生物种类的影响是需要考虑的伦理问题。
1.3环境可持续性
生物质能源虽然相比其他的新能源有着清洁、低污染的优势,但是受生物新能源发展本身的多因素影响,使得生物质能源的发展并不是沿着一个低耗能的环境可持续性的发展方向前进。
1.3.1能源需要的紧迫性导致对环境可持续的忽视
生物质能源受形式所迫,即能源危机的迫切需要,导致在环境和生活需要之间的失衡。能源危机问题日益严重,同时环境危机的解决也亟不可待,在面临能源危机和环境危机的双重压力下,短期内很难得到两全其美的解决,人们往往注重短期的生活需要,而忽视长期的环境可持续的需要,甚至以非必须的生活需要满足为由开发生物新能源以换取环境可持续的要求。
1.3.2生物质能源的生产过程复杂性导致中间环节对环境影响的忽视
生物质能源可能在其结果终产物看来是非常理想的低污染能源,但是由于其生产过程的复杂性,导致附属产品和生产环节对环境可持续的破坏容易受到忽视,而且有时候从总体看来,相对于环境的可持续的价值,生物能源的开发可能具有非常大的负价值。大面积种植单一作物将会改变生物多样性环境,水土流失严重,以东南亚的婆罗洲岛为例,该岛先前是一个环境非常好的热带雨林,随着可再生能源-生物柴油的开发热潮,为了生产更多的棕榈油,这里的人们开荒辟地,扩种棕榈树。导致这里的生物种类急剧单一,而且也造成了当地气候的急剧变化。产能低、占地广和需要传统化肥的作物对后续环境的不可利用性。因为较低的产能,所以需要的种植面积是非常大的,同时对水源的需求也急剧上升,而水资源问题在未来也将是一个非常严峻的问题。
1.3.3生物质新能源生产过程中的能源消耗中环境可持续的忽视
生物质新能源的生产需要对生物质初材料进行加工和处理才能获得可以直接使用新的能源。在将生物能源物料加工成生物柴油终产品的过程中,这个过程还要需要多个过程农用设备及乙醇转化装置还需要大量的传统能源维持生产,以及其加工过程的副产物的环境污染,这也将影响到新能源的环境可持续方面。这个过程中需要直接和间接的使用到基础能源,那么就不能不评估生物质能源的产出和投入之间的比较。传统的乐观派只是看到生物能源能解决当下的能源危机难题,或者其对经济发展带来的拉动作用。但是忽视了对生物能源的产出和所投入能源的之间的净收益比较。如果不考虑对基础能源的投入,那么发展和开发利用生物质新能源就不是缓解传统的能源压力,而是加重了能源危机,因而是一种不道德的能源战略。美国康奈尔大学DavidPimentel跟踪了多种农作物生产乙醇和生物柴油的成本,包括种植、生长、收获过程中所需的能源,肥料、杀虫剂的使用以及运输所需能源,种植需要和生产过程中的需要的能源损耗比其产出的能源还要多。这样看来生物质能源的开发的过程也可能产生投入大于产出的可能,所以这种开发可能对于环境的可持续性来说具有消极的影响。
1.4生物新能源与新殖民主义
生物能源对于原料产地的要求和本身的可能产生的负效应,使得生物能源的发展在国与国家之间的利益也成为新的伦理焦点。越来的越多的发达国家将生物能源的生产放在较为不发达的国家中来,将生物能源的负效应转嫁到不发达国家身上,SeifMadoffe认为这将导致“气候殖民主义”,“大规模抢占非洲土地”,欧洲企业,其中一些有外国援助资金支持,正快速地在热带国家建立广大的碳栽培牧场(CarbonMonocultureFields)。关于坦桑尼亚的Saadani国家公园,Madoffe质疑富裕的发达国家在这些地区种植“可再生”碳是否道德,因为这些对当地贫民有严重的负面影响,而且要砍伐热带雨林来给“碳牧场”栽培腾地方。是否真的有大面积不使用的土地?不,这是不可能的。源地释放的碳能够被另一个地方的植物固定吸收吗,或者说碳可以从一个国家“出口”到另一个国家吗?这就会引发诸如不平等权力关系和不公平商业交易等方面的问题。富裕国家在这些地区种植“可再生”碳,但却会给当地贫民带来严重的负面影响,而且要砍伐热带雨林来给“碳牧场”栽培腾地方,这样合理吗?此外,为了缓解气候变化,在贫穷国家占用大规模耕地,消耗大量的水资源,污染土地、河流和海岸生态系统,这样做对吗?看看那些欧洲和美国公司拥有的大型种植项目,这些项目还受到“发展援助”的资助。所以在生物能源发展的过程中相同于其他能源的发展,生物能源的发展的在新的利益驱使下,有可能打着发展贫穷国家的经济的幌子来转嫁生物能源风险的目的。
1.5利益相关者的分配
在生物能源的发展过程中涉及到多方的利益问题,主要涉及到能源使用者、能源开发者、能源间接的利益相关者的利害关系问题,能源使用者、能源开发者的常常由于直接的与新能源的利益相关,所以往往侧重于它们之间的利益,而间接的能源相关者也因为与新能源之间的联系的潜在性和隐蔽性而常常受到忽视。①富人和穷人间因新能源产生的经济不公平,由于生物新能源的开发往往附带着巨大的投入,所以这种新能源的使用代价也相比传统的能源使用成本要高,而这也将导致新的使用阶层和不能使用阶层之间隐性不公;②如前所述,新能源的开发可能会给直接的能源需求者带来丰厚的经济利益,为能源使用者带来实际的能源便利,但是这对于那些对基本生活的粮食需要者,处在饥饿状态的穷人来说,将会加剧这种利益之间的冲突。除了粮食的危机,因能源开发所导致的农业资源紧缺、农产品价格上扬、环境损失、都以不同的形式与潜在的利益相关者相连,在这其中经济利益和实用效果可能往往会受到极大的关注,而潜在利益相关者的利益可能会受到忽视,比如,在生物能源的开发的过程中可能面临着产业升级换代的过程,新的生物能源研究开发面临着一个转换的过程中旧的能源领域的从业人员可能会被要求掌握新的技术,而且新的生物能源生产所需要的新的伦理规范来规范和引导生物新能源生产,所以对旧能源领域转型人员以及生物新能源开发利用所涉及到的相关从业人员的“善”待以及对他们的伦理规导都是需要关注的伦理问题。综上所述,生物质新能源的发展在为当代的人类生活带来极大的便利时也产生了一些单靠技术所不能解决的伦理问题,这些问题是因为生物能源发展本身所受的多方面因素所导致的。包括经济利益的驱使、能源危机的解决迫切需要、生物质因素的特点决定、环境可持续的需要、贸易公平的需要、利益相关者的分配等几种伦理关涉,在生物能源的发展的过程中必须考虑到这几方面所带来的伦理问题的思考,因此,笔者在这里提出几条潜在的生物新能源发展的伦理原则以使的生物能源的开发利用处在一个健康和可持续的发展轨道上,使得生物能源能真正的为人类的生活带来便利。
2生物质新能源开发利用中的伦理原则
2.1保证生物质新能源开发利用对人类不伤害性
生物能源的发展必须以满足能源的需要为界限,不能危及到人们必须的、基本的生命需要。依照康德义务论伦理,人是发展的目的,所以必须正视生物能源所涉及到的人的其他利益需求,生命的需要是摆在首要位置的。不能用牺牲食用粮食的代价,特别是贫困人口的饥饿甚至死亡换取部分人的非必须的能源需要。其次要注意生物能源开发过程中的不伤害性,要采用对人无害的生物质能源利用技术、工艺。考虑生产诸环节可能存在的潜在危险。最后要注意到生物质能源利用对人类其他必要的生活领域的潜在影响,尤其要注意使用者和生物能源开发相关利益者的联系,保证生物能源的开发不会威胁到这类人群的基本的生命权利。
2.2生物能源的开发利用要注重效率
目前来看,大部分的生物质新能源开发利用的回报率不高。整个新能源开发利用过程中必须从整体上对投入和产出之间的能源做总体分析,使得产出的能源利用率大于投入能源消耗率。更不能将新能源的直接经济利益作为开发利用生物能源的充分理由,必须考虑对基础能源的使用成本。在投入资源到生物新能源的开发研究时,必须强调能源效率的净收益。首先,这种效率除了要考虑能源本身的投入和产出效率外,必须要考虑整个能源开发过程中的综合效率的提高,生物能源开发利用过程中要涉及到对经济、环境、人类生活、气候、以及其他各种潜在的影响,这种新的生物质能源的开发利用的成本是不是太大?这些成本不仅包括经济成本,还要包括对环境、人、以及其他相关利益损失的机会成本,必须保证开发的净利益要大于所有成本的总和。再次,注重对开发生物质新能源的开发利用在目前存在条件下不确定性的风险评估,生物能源的开发所使用技术是技术创新的结果,不可避免的会产生一些不确定的风险,包括对生命、社会的影响,所以在考虑总体的收益的时候要考虑这些不确定因素的风险,同时采取适当的解决措施尽可能减少这些风险。
2.3生物能源的开发要注意环境的可持续性原则
生物质能源开发对环境的依赖性也要求生物质新能源的开发利用也需要考虑环境的可持续性。首先,必须保证最低限度的对环境的污染,生物质能源的开发利用过程中必然产生对环境的负面影响,所以生物新能源的开发利用必须确保它比化石类能源的对环境的可持续性方面要效果更好,需要制定必要的环境可持续性标准。再次,生物能源的开发利用要适度,不能超过环境的可再生限度,杜绝粗放的使用生物质能源的开发方式,同时要兼顾代级之间对环境的需要。当下的生物质能源的开发不能影响到后代的生态系统的安全。要求在开发生物质新能源的过程中考虑到持续性的对土地、水源和其他自然资源的利用的综合因素,也不会破坏生态平衡和生存的气候环境。最后,生物质能源的开发必须保证生物质来源的安全性,考虑到生物技术改良的生物资源对环境安全和可持续性的影响。保证不危及环境的可持续利用。
2.4生物新能源开发利用要保证经济公平
生物能源的开发过程中必定会产生潜在的风险,这些风险往往被能源投资者以扶贫和经济利益的形式诱使贫穷国家接收这种风险,这在短期可能会改变贫穷者的经济状况,但是长期来看生态资源的过度开发,以及潜在的利益损失会拉大贫穷和富人之间的差距。同时在新能源相关的市场中,也可能加大这种差距,可能会把新能源开发的风险分摊到未使用者的身上。所以生物能源的开发必须考虑周全它所涉及到的相关利益者的利益,保证穷人的利益至少不会受到伤害,最大程度的协调好各利益相关者的利益。对涉及到的新能源更新换代的产业升级过程中保持对所涉及到的弱势群体的关注,给予“善”的关怀。
生物能源的特点范文2
关键词:榆林地区;长柄扁桃;生态环境
我国是一个矿产资源极其丰富的国家。但是矿产资源的长期开采,对矿区的生态造成了极大破坏,引发了相当严重的环境问题。矿区的生态环境问题已经成为了全国可持续发展的主要障碍。根据国家有关人员透露,截止到2010年我国矿区土地破坏已达到200万hm2,而且还在以平均每年20万hm2的速度发展。造成矿区土地破坏问题最大的原因就是矿产开采。随着我国经济的迅速发展,环境和生态问题日趋严峻,这成为制约我国经济发展的重要原因之一。榆林地区是我国重要的矿区,也是我国生态环境问题比较突出的地区。本文通过对榆林地区发展长柄扁桃的优势进行研究,阐述了发展长柄扁桃种植对于能源开发和环境保护带来的重要意义。
1 长柄扁桃的开发利用现状
长柄扁桃是一种榆林沙区有着良好固沙能力的油料树种,是国家二级保护植物。集中分布在我国西北干旱、半干旱地区的沙漠和山地,如在内蒙古境内阴山山脉、陕西北部毛乌素沙漠地区都有广泛的分布,其中榆林市境内分布比较集中,大约占地2000hm2左右。目前,在国外各权威的报道中,还没有见到过有关长柄扁桃开发和利用的文献。国家有关的科研机构,经过对长柄扁桃进行长达20年的不断研究和实验,发现长柄扁桃具有比较优秀的特性,集中表现在以下几个方面:首先,长柄扁桃具有优良的固沙作用。它具有根系发达、枝条繁密、抗寒抗旱、耐沙埋的特点,比较适合推广为抗沙固沙的树种。其次,它是一种油料树种。经过检测,长柄扁桃种仁的含油量达到了55%,不饱和脂肪酸高达98.1%,比所有食用油的含量都要高,其中油酸、亚油酸、亚麻酸的含量与橄榄油相近,完全可以达到食用油的标准。并且长柄扁桃经过深加工,可以生产出柴油燃料,是一个比较适合经济开发的树种。再次,它具有良好的药用价值。经过临床研究,长柄扁桃叶提取物对杀灭指环虫具有很好的疗效。此外,它还可以作为优良的观赏植物。长柄扁桃花期为4月中旬~5月下旬,开花时颜色艳丽,香气袭人,很具有观赏价值;最后,长柄扁桃是优良的薪炭树种,当地居民长期将其作为薪炭树种。
一直以来,长柄扁桃并没有引起人们足够重视,长期处于野生状态。近几年来,由于我国能源紧缺的问题,以及国家能源战略的变化,开发利用生物能源成为了新的研究重点。长柄扁桃的特性,使其具有较高的生态和经济价值,引起了国家有关人员的高度重视。国家各研究机构从不同的方面对长柄扁桃进行了研究,取得了一些成效,比如西北大学的科研组对长柄扁桃种仁中的含油率及生物柴油制作工艺进行了研究,获得多项国家专利,为长柄扁桃的开发和利用奠定了技术基础。
2 榆林地区发展长柄扁桃的优势
2.1 具有环境保护和经济发展的双重优势
榆林地区是国家的主要能源化工基地之一,主要为北京、上海等大中型城市输送能源。而长期的工业生产对当地环境造成了极大破坏。随着国际环境法对于二氧化碳等温室气体排放量的控制,我国环境保护工作的要求也随之增加。大力发展长柄扁桃的生物能源的开发和利用,可以为国家提供丰富的清洁能源,并且可以改善因能源开发而造成环境恶化的状况,减少环境污染。沙漠地区的土地生产能力低下,不适合农业生产。利用沙区的大量的荒地资源,大力发展油料林、薪炭林,可以把沙漠的土地劣势变成优势,促进沙漠地区的经济发展。立足于本地树种,研究新技术新方法,大力发展生物资源,这既是我国能源战略的要求,也是我国节能减排,环境保护及可持续发展的要求,对我国沙漠地区乃至全国的发展和环境保护有着重大意义。
2.2 利用生物资源发展沙区产业
榆林地区是半干旱地区,水资源短缺,适合耐寒、耐旱、根系发达的植物生长。长柄扁桃就很适应当地的地理环境。长柄扁桃等植物的生物能源开发和利用,在沙漠地区的产业建设中具有以下优势:
2.2.1 长柄扁桃是比较适应当地地理环境因素的本土植物。它对于干旱、风沙等恶劣的地理环境,表现出极强的抵抗力和适应性。
2.2.2 长柄扁桃属于木本植物。木本植物的油脂成分比草本植物要高,而且木本植物的产量也远远高于草本植物。
2.2.3 利用长柄扁桃的生物能源开发。要求对品种进行选育,可以促进植物的更新。长柄扁桃的种子和果实可以用来榨油,枝叶可当作饲料,枝干可以当作人造板,多种经营利用,提高经济效率。当长柄扁桃林建立之后,为榆林地区发展生物能源提供了原料保障。通过合理的采收利用,不仅可以促进当地的产业发展,而且有利于当地的植被建设和生态保护。
2.3 长柄扁桃能源开发和利用是生态工程产业的支柱
后续产业开发是退耕还林工程所面临的最大问题。退耕还林主要种植的都是抗逆性强的乔灌草,很适合木本油料植物种植和生物能源的开发。长柄扁桃林的建立,也代表着我国以长柄扁桃为基础的生物能源生产基地的建立。对于解决能源紧张和环境保护有着重要作用。同时长柄扁桃林也对当地农民致富起着重要的作用。
4 结语
榆林地区的沙漠面积大,有丰富的土地优势,发展以长柄扁桃为基础的生物能源产业链具有先天的优势。以促进经济建设为目的的环境保护工作,是协调环境保护和经济发展的主要途径。发展长柄扁桃的能源产业主要有以下2个重点:第一要加强选种育种,缩短生产周期,保证产量;第二要建立研究――生产――加工――利用的产业化结构,确保资源有效的开发利用。发展长柄扁桃的资源开发,对环境保护和经济发展都起着重要的作用。
(收稿:2014-12-23)
参考文献:
[1]夏既胜,刘晓芳,谈树成,等.露天矿区生态问题及生态重建方法探讨[J].金属矿山,2009(06).
[2]贾玉奎,李钢铁.我国沙区发展林业生物质能源的优势和问题探讨[J].生物质化学工程,2006(S1).
[3]王文龙,李占斌,张平仓.神府东胜煤田开发中诱发的环境灾害问题研究[J]. 生态学杂志,2004(01).
生物能源的特点范文3
[关键词] 生物能源 巨藻 养殖
一、引言
有一些传说,人们在海上航行时遇到了大海蛇,而且据目者讲这种巨蛇可长达千米。对这些传说科学家不过付之一笑,因为这种所谓的海蛇肯定是海洋里的一种给人以错觉的巨大的藻类植物——巨藻。巨藻为褐藻门(Phaeophyta)海带目(Lamiaariales)巨藻科(Lessoniaceae)巨藻属(Maerocystis)。主要分布在美洲太平洋沿岸,属冷水性海藻。其个体长达一百多公尺,因而称为巨藻。成熟的巨藻一般有70米~80米长,最长的可达到500米。巨藻可以用来提炼藻胶,制造五光十色的塑料、纤维板,也是制药工业的原料。
近年来,科学家们对巨藻进行了新的研究,发现它含有丰富的甲烷成分,可以用来制造煤气。这一发现是引人瞩目的。美国有关方面乐观地估计,这一新的绿色能源具有诱人的前景。将来,它甚至可以满足美国对甲烷的需求。美国科学家发现,用巨藻提炼汽油和柴油,可成为石油的代用品且正在试验用这种海藻提炼汽车用的汽油或柴油,如果此项试验成功,这种取自海生植物的汽油,售价会低于现今的一般汽油。
二、巨藻介绍
巨藻生长很快,在适宜的条件下,一棵巨藻每天可生长30厘米~60厘米,全年都能生长。一年里一棵巨藻可长到50多米。在春夏之际,只要水温适宜,它每天可以生长2米左右,每隔16天~20天体积就增大一倍。这种速度,不论在陆地还是在海洋,所有其他植物都望尘莫及。所以巨藻不论在长度上,以及在生长速度上,都可称得上是“世界之最”了。养殖巨藻每3个月收割一次,一年可以收割3次,亩产可达50吨~80吨。巨藻的寿命一般在4到8年之间。最长寿的巨藻可以生长12年。巨藻可以在大陆架海域进行大规模养殖。由于成藻的叶片较集中于海水表面,这就为机械化收割提供了有利条件。
据分析,巨藻体内80%是水分,并含有钾和碘等,因此可以提取多种化工原料。将巨藻的植物体粉碎,加入微生物发酵几天后,每1000吨原料就可产生4000立方米以甲烷为主的可燃性气体,转化率达80%以上,利用这种沼气作原料还可制造酒精、丙酮等。
用巨藻作为蛋鸡饲料添加剂产出的高碘蛋含碘量可增加十几倍或几十倍,效果优于海带。其褐藻胶含量与海带相近,具有重要工业价值。又由于含有氨基酸及微量元素,美国学者SEIFERT G.L报道,用之治疗产妇贫血,可使血色素提高至12g,有效率为85%,还能降低感冒发病率,对缩短病程和缓和症状有 着奇特功效。此外,对提高老年人的体力和抗疲劳也能起到良好作用。因此,在我国养殖巨藻很有发展前途。
三、巨藻的养殖方法
美国曾在上世纪70年代末在无巨藻生长水域采用水下伞架式方法进行巨藻养殖试验,由于成本太高未能推广。Neushul在80年代采用沙袋法进行海底播种巨藻,由于敌害等问题,一直未取得令人满意的效果。
我国科学家于1978年首次成功地从墨西哥引进巨藻,目前在我国海域长势良好,巨藻养殖已经在我国沿海地区获得成功。中国水产科学研究院黄海水产研究所王飞久等人历时3年,研究出了一套巨藻潜筏式养殖技术。养殖筏是通过吊漂与筏绠的连绳将浮筏下沉至水下进行巨藻的养殖。由于巨藻对光比较敏感,通过经常伸缩连绳而使巨藻始终处于养殖最佳水层,促进巨藻的生长。根据巨藻的生长需求及海水季节透明度的变化,潜筏通常控制在水下3m~7m。用两根2m长的养殖曲绳联在一起,或采用一根4m长的养殖绳,通过连绳固定到相邻的两养殖绠绳上。养殖绳间距1.5m,在养殖绠绳上每隔5m~6m系一塑料球作浮力。此塑料球由一细绳与浮绠相联,并通过缩短和伸长连绳来调整巨藻养殖水层.通常根据海水透明度和光强的季变化,巨藻养殖水层秋、冬季控制在2m~4m,春、夏季控制在3m~6m。
四、发展巨藻养殖的现实意义
近几年经济发展速度的与日递增,非再生性的常规能源过度消耗以至短缺的现象越来越严重,资源枯竭,如目前世界各国石油价格直线上涨,导致成品油的价格随之不断上扬。因此,为了缓解日益凸显的能源危机,发展生物能源资源无疑是强国富民的好项目。栽种巨藻作为替代生物能源是一个全新的发展方向,在试种之初必有许多难题有待解决,但我国有1.8万公里的海岸线,海域辽阔,为大面积种养巨藻提供了天然便利,因此,发展巨藻养殖大有可为。
参考文献
[1]白木周洁:植物能——巨藻[j].能源研究与信息,2002(18),1:58
生物能源的特点范文4
1973年,石油输出国组织成员国临时停止了向美国出口石油,为了解决能源短缺问题,诺贝尔奖获得者、美国加州大学的化学家卡尔文提出了“能源农场”的概念。
1.1能源农场的概念及种类
所谓“能源农场”,就是各国依据具体国情,为开发能源,解决能源危机,而开发建设的以种植高光合效率的植物为主,以获取能源为目的的生物质生产基地。“能源农场”通过对土地进行合理规划,尽可能利用山地、非耕荒地和水域,选择适合当地生长条件的生物质品种,大规模培育、繁殖生物质,以获得足够数量的高产能植物,并加工成可利用的能源。
目前理论界对“能源农场”种类的划分并没有明确规定。我认为,根据培育能源植物的地域的不同,可以将“能源农场”分为利用山地种植木本植物的“能源林场”和利用水域面积养殖能源作物的“能源渔场”。自从化学家卡尔文于1986年在加州福尼亚种植了大面积的石油植物获得成功以来,在全球便迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。石油“能源林场”又分为两种:一种是栽种的木本植物产生碳氢化合物,提取后即可制成燃料;另一种是木本植物直接产生近乎石油的燃料。
1.2国内外对“能源农场”的研究情况
目前国内外对“能源农场”的研究,主要是以研究能源植物为主。
能源植物通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力,可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物,以及富含油脂的植物。广义的能源植物包含所有的陆地和海洋植物。狭义的能源植物指植物本身(不是籽粒)含有油脂或石油类似物质的植物。
(1)国外。
1986年,卡尔文博士为了解决当时美国面临的石油短缺问题,对石油植物进行选种栽培,并在加州福尼亚种植了大面积的石油植物,每1hm2可收获120~140桶石油,他的成功,在全球迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。此后,科学家们在世界各地相继发现了一些“柴油树”、“酒精树”和“蜡树”。到目前为止,全世界已发现了40多种“石油”植物,主要集中在夹竹桃科、大戟科、萝摩科、菊科、桃金娘科以及豆科上。
由于能源植物的大量种植,能在发展经济、解决能源短缺、保护环境等方面作出巨大贡献。因此,世界上许多国家都进行了能源植物种的选择,富油种的引种栽培、遗传改良以及建立“能源农场”等方面的工作与研究。美国种植有几万hm2的石油速生林;菲律宾有1.2万hm2的银合欢树,6年后可收1000万桶石油。科学家们在澳大利亚北部也发现了2种可以提取石油的多年生野草——桉叶藤和牛角瓜。这些野草生长速度极快,每周长30cm,如果人工栽培它,每年可以收割几次。目前,发达国家用于规模生产生物柴油的原料有大豆、油菜籽、棕榈油。
(2)国内。
在中国对能源植物的研究起步稍晚,主要集中在1990年以后的十几年内,虽然发展速度较快,但与世界先进水平还有很大差距。目前的研究主要集中在对小桐子、光皮树、绿玉树等富含油脂的能源植物和木薯、甘蔗、甜高粱等富含碳水化合物的能源植物上。
2我国农村建立“能源农场”的必要性和可行性分析
“能源农场”作为能源植物种植的产业化模式,是能源植物可持续发展的最好途经之一。
2.1必要性
(1)在贫困的农村山区,尤其是周围有大量荒山荒地的农村地区,由于生态环境恶劣,不能用来种植粮食,导致这些地区的农民可耕地面积少,粮食收成有限,生活相当贫困。如果将这些自然资源合理利用,种植能源植物,开发“能源农场”,就既能恢复植被建设,改善其生态环境,又能增加农村就业机会,提高农村人民的生活水平,振兴农村经济。
(2)木本油料植物具有一次栽植、多年受益的特性,经济效益可观,对调整中国农村产业结构、提高人民生活水平等都具有不可低估的作用。结合我国正在全面实施的退耕还林生态工程,大面积营造生物柴油原料林,可以变荒山劣势为优势。在现有的经济水平和资源水平的前提下,充分利用山地资源,规模栽培木本油料植物,发展具有中国特色的生物能源之路。
(3)我国是一个能源生产和消费大国,又是以煤为主要能源消费的国家,煤炭消费量占我国一次能源消费总量的75%以上,接近世界同类国家平均值3倍。如此大的煤炭消费量中,有80%是直接燃烧的,结果造成严重的环境污染问题。在没有有效方法控制矿物燃料使用过程中产生的生态环境污染的情况下,减少矿物燃料的使用量,开发清洁可替代能源是唯一办法。而“能源农场”的开发,是大规模种植能源植物,以制造大量清洁可替代能源的最好方法之一。
2.2可行性
(1)土地资源。
中国土地面积辽阔,除现有的耕地、林地和草地作为传统农业外,南方有近3亿亩宜农宜林的荒山荒地,北方有15亿亩盐碱地,这些荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地都可以用来种植能源植物。由于我国农村的可耕地面积有限,没有空闲耕地种植能源作物,而木本油料植物又具有野生性,耐旱、耐贫瘠的特性,于是,利用农村大面积的荒山、滩涂等不与粮食生产争地的“能源农场”发展能源作物便成为未来极有潜力的发展趋势。
(2)能源植物资源。
中国拥有热带、亚热带、暖温带、寒温带及高原高寒区域,植物区系成分复杂、种类繁多,其中能源植物种类之多在世界上屈指可数。到目前为止,含油植物资源有151科、1553种含油植物,其中种子含油量在40%以上的植物有154种。可用作建立规模化生物质燃料油原料基地的乔、灌木近30种;分布集中成片可作原料基地,并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林建立起规模化的良种供应基地的生物质燃料油木本植物有10种。从这些能源植物中,现已筛选出油楠、乌桕、小桐子、岩桂、四合木等可供开发利用的种类。
3对我国农村发展“能源农场”存在的问题及建议
3.1存在的主要问题
(1)虽然我国能源植物资源丰富,但由于研究生物能源的起步较晚,目前用于大规模制造生物能源的能源植物品种单一,只集中在利用玉米、甘蔗这类粮食作物生产大量生物乙醇。由于中国是人口大国,人多地少,粮食安全是头等大事,因此将粮食大规模的用于制造生物能源的结果,就是导致了生物能源制造与人口、畜牧业粮食消费的激烈竞争,出现了生物能源种植与粮食作物种植争地、争水、争能源等竞争现象。而我国对小桐子、绿玉树这类可利用山地种植的、不与粮食种植争地的非粮食作物制造生物柴油的研发却只处于初期阶段,还没开始广泛运用。
(2)能源植物尤其是木本能源植物的生长是有一定过程的,从开始的种植到最后的成熟并投入使用,一般需要经过几年时间。由于“能源农场”需要大规模种植,因此前期的投入需要足够的资金和劳动力,这通常是农民负担不起的。所以从大量能源植物资源中选出速生的或含油量高的品种势在必行。
(3)我国目前对能源植物的开发利用才刚刚起步,对能源植物资源的种类和分布情况还未进行过全面细致的调查,尤其是适用于“能源农场”的能源植物的收集,因此建立“能源农场”这样的产业化发展基地还有很长一段路要走。
3.2建议
(1)依据南北地域特点,选择可重点发展的能源作物,多目标选择有发展潜力的能源作物。依据我国能源作物的分布、地域要求及其特点,建议北方重点发展甜高粱,南方重点发展能源木薯与能源甘蔗。同时,针对这3种能源作物,组织整合国内相关研究力量,选择高产优质品种实施重点突破,开展规模化、规范化种植能源作物,建立我国能源作物研究平台。
生物能源的特点范文5
关键词:猪—沼—菜;生态模式
在生物能源中,沼气是一种非常重要的洁净能源,特别是在农业生产中的用途非常广泛,相当多的能源科技人才都致力于该项目的研究,特别是在20世纪50年代初期,对于沼气的厌氧发酵,如何对其发酵池进行密闭,投料问题,以及怎样对其进行收集处理,储存工艺、出气工艺等都进行了大量研究,还有关键技术中的沼渣与沼液的清出等问题的探索,都做了大量的研究工作。在相当长的一段时期的研究工作后,20世纪末这些关键的技术都得到了非常好的解决。在世界范围内我国的生物能源逐渐迈入先进国家行列。如何将沼气生产的关键技术进行进一步的推广与普及,我国在此方面也做了很大努力,设立了专门的机构进行研究与发展,在资金方面也投入大量资金,重点发展沼气产业,已经将其列为发展社会主义新农村的重要举措来抓,力争在提高农村生产生活的同时,重点开发“三品”(即无公害食品、绿色食品、有机食品)。即以此,各地的沼气技术模式层出不穷。
1分析对此种生态农业模式进行推广的研究
对于广州市而言,全南县的肉禽蛋鱼以及蔬菜等农产品是其重要的副食品供应来源地。且全南县在“十一五”期间又被列入广州省发展经济圈,菜篮子工程逐渐成为其农业发展的重中之重。这就给全南县的农业发展提出来更高的要求,如何使农产品的质量推向一个更高的档次,有效遏制农业生产中的污染问题,大力推广无公害的农产品,使生产效率进一步提升,全面达到国家的要求,成为全南县今后农业发展的重点。如何将这些目标逐步实现,使得生物沼气技术得以很好的开发与利用,达到基于土地资源,以太阳能为动力基础,实现种养一体化。不仅可以实现农民在能源上的消耗,而且使用这种洁净的生物能还能大大的降低污染,对矿物能源来说更是一种补充,同时在生产这种生物能源的过程中还能将人们生活中产生的秸秆与粪便转化为可以利用的有机肥料与饲料等,使环境污染得到进一步的改善,进一步提升农产品的附加值,增加农民的经济效益,对实现社会主义新农村,具有相当大的推动作用。
2应用“猪-沼-菜”模式产生的效应
2.1简述“猪-沼-菜”模式的经济效益
通常情况下投资一个户用的8m3沼气池,大约在2000元左右,每年的沼气产生量在300m3左右,一家有4~5个人来计算,完全可以满足其日常生活的燃料使用与照明,而且这些户用沼气池,每年可以产生15t左右的沼液与、30m3左右的沼渣。这些表现在电费与燃料使用上,每年就可以为其节省250~300元。同时,沼渣与沼液的使用又大大降低了化学农药与化肥的使用,单单这一块就可以为其节省200~600元左右,另外再加上沼液养猪,每年又能为农户节省15%左右的饲料使用。再就是生态蔬菜的种植,每年可以提升25%的蔬菜产量。种养业的效益可以达到300元。户用的沼气池,对于农户来说是一笔大大的收益,每年可达到2000元左右,农户投资户用沼气池在一年内就可以返本。长期经济效益更加明显,如果以20年的使用期限为例进行计算,每户在此方面的投资大约在100元左右。
2.2生态效益显著
在沼气生产过程中,猪粪通过发酵可以产生大量的生物能源,满足农户的日常生活中燃料的使用。而且生产沼气过程中产生大量的燃烧热源可以为温室大棚提供温度供应,而且为温室大棚提供大量的二氧化碳,对于蔬菜的生长具有很好的促进作用。尤其表现在黄瓜、番茄、菜豆等蔬菜作物上更为突出。不仅使蔬菜的品质大大的提高了,同时也增加了蔬菜的供货期,使其附加值得到了进一步的提升。效益明显。利用沼液对蔬菜种子进行浸种的方法,能够使其达到5%~10%的效益增产,而且还可以将沼液作为喷肥进行使用,提高蔬菜的抗病冻性。对于沼渣来说,其不愧为优质的有机肥,不但可以增加土地的肥力,而且能够有效地改良土壤,同时可以有效降低化学农药与化肥的使用,降低环境污染。再就是饲养生猪的过程中可以大量使用沼液,降低饲料的经济投入,通过沼液喂猪,不但可以大大提高猪的生长速度,而且猪的品质也得到了很好的提升,经济效益增加明显。
3结语
通过以上以“猪-沼-菜”生态农业模式模式效益分析,发展沼气产业对于农村来说是非常重要的,沼气的开发与综合利用,不但解决了农民的日常生产生活中能源消耗,同时又是发展有机农产品的优质生物肥料,对化学肥料起到了替代作用,减少了污染,而且还具备缓、速肥等特点,不仅改良了土壤,提高了其土壤的生物活性,大大增加了土壤肥力,提高了农产品的品质,稳产、高产。使农产品“三品”化得以实现,在提高农产品品质的同时,为城市提供了安全、优质,又富有营养的农副产品,确保了人们生活的健康。沼气生产过程中产生的沼肥,不仅为蔬菜等农作物提供了优质的生物肥料,同时也提高了农作物的抗病性,减少了化学药剂的施入,规避了污染,改善了农民的生产生活环境,促进了农业生产的可持续发展。
参考文献
生物能源的特点范文6
[关键词] 新能源 投资 技术
一、新能源经济发展现状分析
新能源是一个相对于传统化石类能源的概念,泛指太阳能、风能、生物质能、潮汐能、核能等,涉及到生物、新材料、电子等多个领域。具体包括太阳能、风能、生物能、核能、海洋能、地热能、燃料电池等。
1.投资现状分析
我国已经基本形成了多元化、立体式的新能源项目投资建设体系。具体表现在以下两个方面:
(1)新能源项目资金来源渠道广。目前投资新能源的,既有属于国有性质的资金,也有民间投资;既有国外风险资金,也有国内民间资本。而国有资金虽然投资项目少,但单项投资额度大,是目前新能源产业发展的主导力量。
(2)投资方式灵活、领域广泛。国有大中型企业或各级政府的财政投资都以大中型风能、核能、太阳能项目为主;风险投资机构则以生物质能、太阳能和风能相关技术研发及产业化项目为主;民营资本的创业投资则以太阳能、风能等节能辅助类项目为主。
2.经营现状分析
从整体上看,目前新能源企业的经营现状不佳,不同企业的赢利能力差异大。
(1)大型新能源项目亏损较多,少数中小型项目有高额投资回报,但整体堪忧。大中型新能源项目的投资目的主要是为了“节能减排”,其社会作用远高于经济价值,投资初期出现普遍亏损实属正常。中小型新能源项目因缺乏规模效应,使得新能源在价格上很难替代传统能源,盈利能力差。仅有采用成熟技术,针对特定细分市场开发或提供实用性强的产品或服务的新能源项目,才能获得超额利润和快速发展。
(2)不同能源类型的项目运营情况相差甚远。光热类太阳能项目的盈利状况最好。其次是中小型风能项目,尤其是提供中小型风力发电设备和工程服务类的企业盈利能力强,成长迅速。部分实用性强的光伏类项目、大型风力发电项目、生物能项目在相应的优惠政策下,具有发展潜力。而海洋能、地热能等项目还处于概念炒作阶段,能真正获得投资回报的项目少。
二、新能源经济发展存在的障碍
虽然新能源产业具有得天独厚的宏观环境和资源优势,拥有广阔的市场空间和充足的项目资金,但从新能源项目的运营现状看,却不容乐观,因为新能源发展面临着以下不足和障碍:
1.信息障碍
新能源人才的不足是制约产业发展的最大障碍。与其他产业发展不同的是,新能源产业人才的不足不仅是尖端科技人才的紧缺,更重要的是复合型人才不足,使得技术、资本、市场三者之间存在信息障碍。
绝大部分新能源项目的技术关键并非是重大技术创新,而是实现科技成果的转化,即把成熟的技术运用到现实生活中,根据各地资源和环境特点开发出实用的新能源产品与服务。因此,项目成功的关键便是技术、资本、市场三方面的有效沟通。但新能源发展时间短,懂技术者不懂投资、懂投资者不懂市场、懂市场者不懂技术,使得原本需要紧密结合在一起的技术、资本和市场三者间的关系断裂,导致项目效率低、盲目投资多。
2.技术障碍
从长期看,新能源项目发展必须依赖于重大技术突破。目前最大的技术障碍却并非技术成果少,而是现有技术难以转化成产品,基本技术的普及程度太低。主要表现在:
(1)项目系统内存在技术匹配障碍,降低研发效率、不利于系统优化。新能源项目主要是将成熟的新能源技术转化为实用新型产品,这一转化过程涉及到多个领域、需要多门学科知识,只有各项技术紧密结合,才能研发高效实用的新能源产品。而新能源学科领域跨度广,技术沟通难度大,系统匹配性能差。
(2)新能源项目的基本技术普及程度低,项目的投资、推广等存在技术障碍。如前几年各地一哄而上“水变油”、“乳化柴油”等名目繁多的新能源项目骗局,都能吸引了不少风险资本盲目加盟。这些华而不实的新能源项目的失败却使得许多风险资本对新能源抱怀疑态度,甚至于敬而远之。技术障碍已经严重制约了风险资本进入新能源领域,使得风险资本对新能源项目的态度走向两种极端:要么盲目迷信、要么彻底排斥。
3.资源障碍
新能源项目所利用的风能、太阳能、潮汐能和生物能资源虽然具有可再生性,但开发这些能源,却要受到相应的资源和条件限制,如自然气候条件、矿产资源条件、国土资源条件等。如风力发电项目必须选择在风力资源丰富的沿海或西部地区,太阳能发电项目投资在日照时间长、晴天多的区域效率更高,潮汐能则必须建立在潮汐落差大的海湾。另外,在目前新能源利用和转化率低的情况下,规模大的新能源项目都需要大量用地。如太阳能发电需要大面积场地获得太阳光能;风力发电场的占地规模动辄千亩以上;生物能则需要有大面积适应作物生长的土地;核能的选址则更加复杂。
三、结论
从新能源经济发展现状和面临障碍不难看出,我国新能源经济发展的关键并非是项目资金的不足和存在重大技术难题,而是要提高新能源基本知识和技术的普及程度,培养新能源行业的复合型人才。政府在新能源经济发展上应该有所为有所不为,只有在对新能源项目充分论证的基础上,因地制宜、因势利导的进行新能源项目建设,才能真正的促进新能源经济持续、健康、稳定发展。
参考文献:
[1]辜胜阻:新能源产业的特征和发展思路[J].经济管理,2006,(11)