發布時間：2023-11-08 10:17:43
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的生物燃料的特點樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞 密集烘烤；RF-3型生物質壓塊反燒爐；應用效果
中圖分類號 S226.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）14-0198-01
RF-3型生物質壓塊反燒爐由河北奧科瑞豐生物質技術有限公司生產，2012年烘烤季節在費縣上冶煙站進行了烘烤試驗，同年12月在改進完善的基礎上，在莒南縣相溝鄉王祥社區烘烤工場進行了空載試驗，2013年臨沂煙區推廣應用200套。現總結其特點、使用情況，并提出改進領域和工作思路，以供參考。
1 主要特點
1.1 工作原理
RF-3型生物質壓塊反燒爐采用生物質壓塊燃料半氣化燃燒技術，點火容易，升溫快，點火5 min即能達到理想燃燒狀態，并可根據烘烤曲線控制火力，穩溫時小火燃燒，燃燒充分，無黑煙[1]。
1.2 基本結構
RF-3型生物質壓塊反燒爐外觀結構具體如圖1所示。
1.3 主要特點
1.3.1 著火溫度低。使用的生物質壓塊的著火點低，一般溫度為300 ℃左右。一張報紙即可引燃，點火方便。
1.3.2 節能效果明顯。使用秸稈壓塊做燃料，每爐次代替燃煤750 kg以上，節能、降本效果明顯[2-3]。
1.3.3 減排效果顯著。該爐采用氣化燃燒技術，燃料燃燒充分，幾乎不產生煙氣、粉塵、焦油，減少了大氣污染。另外，由于普通燃煤的含硫量在2%左右，而生物質原料的含硫量在0.1%以下，遠遠低于燃煤的含硫量，經測定，二氧化硫排放量低于國家標準2/3以上。同時，由于燃燒排放的二氧化碳被植物生長過程再次吸收，基本實現了燃燒過程中溫室氣體的零排放。
1.3.4 熱量利用率更高。該爐的散熱器面積增大，有效降低了排煙溫度，煙氣帶走的熱量更少，燃料利用率更高。
1.3.5 減工效果明顯。采用自動給料裝置，利用自控儀控制，自動給料裝置加入一次燃料變黃期可使用10 h左右，定色期可使用4～6 h，燃燒時間長，降低了連續加料的勞動量[4]。
1.3.6 烘烤燃料成本投入更少。經驗證，使用生物質壓塊反燒爐烘烤煙葉的壓塊使用量和使用普通立式爐煤炭使用量差不多，而生物質壓塊的價格是600元/t，煤炭的價格是1 000元/t左右，生產成本降低1/3。
1.3.7 燃料爐灰可回收利用。生物質壓塊燃料產生的爐灰富含鉀元素，經集中回收可作為鉀肥的原料賣給肥料廠或作為鉀肥使用，經濟、環保，實現了元素的自然循環。
2 使用情況
2.1 費縣烘烤試驗情況
生物質壓塊反燒爐平均每千克干煙耗生物質壓塊2.4 kg，耗電0.38 kW·h；普通爐平均每千克干煙耗煤量2.32 kg，耗電量0.38 kW·h。按照市場價，秸稈壓塊600元/t，煤炭1 000元/t，電0.84元/kW·h計算，不計人工成本，生物質壓塊反燒爐平均每千克干煙烘烤成本為2.08元，普通爐平均每千克干煙烘烤成本為2.96元。由此可以看出，使用生物質壓塊烘烤成本降低了29.73%，降耗效果明顯。
2.2 莒南空載試驗情況
2.2.1 點火。2012年12月28日9：34點火，9：38達到正常燃燒，煙囪達到無煙狀態。
2.2.2 燃燒與升溫。變黃期采用小火燃燒，燃燒時升溫平穩，煙囪無黑煙現象，11：40烤房干球溫度升至設定目標溫度40 ℃，從點火時的1.9 ℃到40 ℃，共用時130 min，16：30停止加料，共使用生物質壓塊燃料102 kg，平均每小時壓塊消耗量在15 kg左右。
2.2.3 自動給料。爐體外裝配自動加料裝置，由料倉及無軸螺旋輸送裝置構成，每次可保障裝滿50 kg壓塊燃料，可持續保障3.5 h的連續燃燒；同時，燃料輸送裝置采用了二級減速技術，螺旋轉速調節精確，運行平穩，容易進行加料量控制和調節[5]。
2.2.4 清灰。采用活動爐排，在燃燒過程中及燃燒結束后，通過鏈接爐排的手柄進行前后晃動清灰，能實現有效清理積灰，避免灰分堆積結焦現象；同時，可實現爐排上燃料的均勻分布，便于燃料的充分均勻燃燒，避免燃料堆積燃燒不充分的現象。
3 主要改進、完善的領域
3.1 煙囪
煙囪過高，材質為鐵管，在夏季烤煙時如遇雷雨天氣容易造成雷擊事故，存在一定的安全隱患，建議安裝避雷裝置或改變煙囪材質，避免雷擊現象的發生。
3.2 上料裝置
上料裝置過高，加料不方便，在使用過程中增加了勞動強度，建議降低料倉高度，增大料倉容積，使裝料環節更加便捷，燃料持續時間更長。
3.3 風機
風機未安裝變頻裝置，造成一定的燃料浪費，建議采用變頻風機，減少頻繁啟動次數，延長風機使用壽命，降低能源消耗和成本投入。
3.4 動力系統
原有自動給料裝置動力系統采用220 V單相電機，由于動力不足容易出現啟動困難現象，現已更換三相電機，問題已解決。
4 發展思路
一是2013年烘烤之前，進一步驗證設備各部分之間運行的吻合程度和烘烤效果。二是制訂制作標準、安裝圖紙、安裝技術規范和烘烤操作技術規范。
5 參考文獻
[1] 宮長榮.密集式烘烤[M].北京：中國輕工業出版社，2007.
[2] 王衛峰，陳江華，宋朝鵬，等.密集烤房的研究進展[J].中國煙草科學，2005，26（3）：12-14.
[3] 崔國民.烤煙密集型自動化烤房及烘烤工藝技術[M].北京：科學出版社，2012.
根據目前國內生物發電鍋爐運行中爐膛燃燒不穩定冒灰冒火的現象，根據多年經驗而總結出一種適用于BWE生物質鍋爐爐膛壓力自動控制的模型及該模型在光大碭山項目的實際應用。
關鍵詞：
生物質發電;國能生物;光大國際;BWE鍋爐;光大碭山;爐膛壓力;自動控制;PID
中圖分類號：
TB
文獻標識碼：A
文章編號：16723198（2014）23019702
1 引言
開發利用可再生能源，對于保障能源安全、保護生態環境、實現可持續發展具有重要意義。
我國生物質能資源非常豐富，發展生物質發電，實施煤炭替代，可顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產生巨大的環境效益。因此生物質能發電行業有著廣闊的發展前景。
國內生物質直燃發電的鍋爐主要有流化床生物質鍋爐（主要代表是凱迪生物發電集團的機組）和振動式爐排鍋爐（主要代表國能生物發電集團、光大國際集團的機組）兩種。兩種鍋爐各有優點，也各有不足。
國內振動式爐排鍋爐主要采用的是BWE鍋爐，該爐型由北京德普新源公司（原龍基電力）從丹麥BWE公司以生物質能發電技術引入，該爐型由濟南鍋爐廠生產。該鍋爐的特點：適應燃料性較強，不需用床料，鍋爐燃燒工況容易控制，機組帶負荷能力強，熱效率高等特點;從這幾年國內生物質機組的運行情況及效益來看，該爐型比較適合我國北方地區。
2 國內生物質鍋爐燃燒工況現狀
由于國內生物質燃料的特點：燃料品種繁多，品質差異性大。例如有的項目所用燃料品種能達幾十種之多，且燃料的熱值、水份、雜質又非常難以控制。這就造成了鍋爐運行人員要根據燃料品種、品質不斷地調整工況，在調整過程中會頻繁出現燃燒不穩定的工況（如暴燃、爐膛冒正壓或負壓過大、因爐膛正壓太大導致給料系統著火、因負壓過大致爐膛滅火等事故），目前在國內上百個生物質直燃發電項目中，極大多數鍋爐都存在著爐膛壓力波動很大的現象，波動范圍達正常設定值±800Pa，有的經常會出現壓力到上千Pa以上。加上鍋爐本體密封不嚴等因素，鍋爐向外冒灰冒火的現象極為普遍，造成鍋爐本體上積灰積料、設備衛生差，給安全生產帶來極大隱患，也給環境造成了不同程度的污染。而能將爐膛壓力在各種工況時控制在微負壓（-50Pa～-30Pa）波動范圍在正常設定值±100Pa的運行項目很少。
在鍋爐燃燒過程控制中，爐膛壓力是反映燃燒工況穩定與否的重要參數，也是運行中要控制和監視的重要參數之一。爐內燃燒工況一旦發生變化，爐膛負壓隨即發生相應變化。當鍋爐的燃燒系統發生故障或異常時，最先將在爐膛負壓上反映出來，而后才是火檢、火焰等的變化，其次才是蒸汽參數的變化。因此，監視和控制爐膛壓力對于保證爐內燃燒工況的穩定均有極其重要的意義。
原因分析：大多數項目由于在工程建設中調試階段為了保證機組調試期間的穩定，基本上都選用熱值較高且品種單一的燃料，調試時雖然也都進行了爐膛壓力自動參數的PID整定和調整，但當在機組投入以后，由于使用燃料品種變化大，燃料品質有好有差，這種造成實際運行中爐膛壓力自動無法投入的情況，即使可以投入，調節性能也不能滿足要求，尤其在燃料為較小顆粒狀，或燃料水份、雜質較多時，燃燒工況更是難以控制。顯然通過常規的爐膛壓力PID控制是無法滿足鍋爐安全經濟運行需求的。
所以如果能將爐膛壓力自動投入并長期穩定運行，是做為熱控專業人員及電廠運行人員的迫切期望;這樣即節省了運行人員的人力投入，也相應對設備起到間接的保護作用。更能為機組的安全穩定經濟運行提供有力保障。
3 BWE鍋爐爐膛壓力自動控制模型介紹及應用
本人從事電廠熱控專業近20年，并有多年生物質發電的調試、運行經驗，憑借多年的經驗并結合生物質鍋爐的特性，逐步摸索并建立了一套適合生物質鍋爐爐膛壓力自動控制模型（前饋+預控+PID），通過在光大碭山項目（2011年10月投入生產運行）實施了該控制模型，經過該項目的長期運行實踐，這種模型的爐膛壓力自動投入效果良好，爐膛壓力自動在鍋爐燃燒工況較穩定時可以將壓力維持在-30Pa左右（波動范圍±50Pa），在不穩定工況時也可將壓力穩定在-30Pa（波動范圍±100Pa）左右，在大擾動出現時，瞬間最高壓力基本不會超過±160Pa，且能在1.5秒內就可將壓力回調至設定值正常范圍內。現就以光大碭山項目為例，介紹該模型特點及實施情況如下。
3.1 主要設備
（1）BWE振動式爐排爐。
主要參數：額定蒸發量：130t/h;
過熱蒸汽壓力：9.2MPa;過熱蒸汽溫度：540℃;
給水溫度：220℃;冷空氣溫度：35℃;
空氣予熱器出口風溫：195℃;排煙溫度：134℃;
鍋爐設計效率：89%;排污率：2%。
（2）引風機。
主要參數：電機功率：900kW;全壓：7440Pa;
流量317800m3/h;轉速：980r/min;
額定電壓：10kV;
廠家：南通大通寶富風機有限公司。
（3）變頻器。
主要參數：HIVERT-Y10/系列高壓變頻器;
采用高-高結構，電壓等級10kV。
廠家：北京合康億盛變頻科技股份有限公司。
（4）DCS系統。
采用浙江中控公司的ECS-100控制系統。軟件采用Advantrol-pro，該軟件功能強大，各功能軟件間采用對象鏈接與嵌入式技術，該軟件人機交互界面為中文，并采用了windows標準控件，易學易用。該軟件集成了LD、FBD、SFC、ST語言等編輯器，使用戶編程更方便、直觀，并具有強大的在線幫助和在線調試功能。
3.2 燃料品種
主要燃料品種：樹皮、樹枝、碎木塊、小麥桔桿、玉米桔桿等。水份40%～60%，雜質15%左右。
3.3 爐膛壓力擾動分析
鍋爐燃燒時壓力擾動主要有三種情況：
（1）燃料變化致使燃燒工況波動。
如燃料中有粉狀燃料，或較小顆粒燃料，如鋸末，花生殼、稻殼等或燃料水份太大或雜質過多等。
（2）爐排振動時造成的擾動。
（3）其他設備操作造成隨機的擾動。
3.4 前饋+預控+PID模型應用分析
當燃料變化時，燃燒工況會發生較大變化，且出現壓力波動很大的情況較多，并且是在極短時間內發生。普通的PID調節回路，無法適用這一情況，如果采用加微分的方式，通過實驗，PID回路無法正常調節。主要原因是加入微分后調節回路振蕩時間長，不易穩定（爐膛壓力本身就是一個經常波動量）。且擾動幅度太大，PID本身無法及時回調。解決辦法：在PID回路外加一分析模塊，主要用于分析壓力波動范圍，當在正常范圍時，自動調節PID回路超調節作用，當在一定時間內波動值超限（根據多次同種燃料燃燒試驗取得該值），根據超限的幅度，通過折算模塊，將可能出現超限的量直接疊加在PID的輸出上，然后直接作用于引風機變頻器（前饋方式），使引風機迅速回調，這樣就可以在大擾動出現初期抵其帶來的波動，通過這種前饋方式可消除大擾動變化量70%左右，其余則就由常規PID回路進行消除和調整。
當爐排振動時，由于生物質料層厚度較大，爐排風透過料層時的壓力和風量會在短時間內改變爐內動力場分布。這種擾動引起壓力波動也較大，但其有規律性，其壓力波動圖形基本屬于拋物線形或尖峰型。根據其規律，通過中控DCS組態軟件中ST語言程序編輯器，編寫了一個預控模塊，主要功能是通過計算爐排振動時可能產生的壓力波動值，提前控制爐排風量（減少），并通過改變爐膛壓力PID設定值（增加偏置量，該數值通過現場多次試驗取得）兩種方式協同作用，就可將爐排振動時產生的擾動消除。
其他隨機擾動一般很少出現，當出現時可通過上述的綜合控制模型（前饋+預控+PID）進行消除。
4 光大碭山項目流程圖及爐膛壓力歷史趨勢
關鍵詞：生物質；發電；比較；展望
Abstract：This paper presents a comparative analysis on three kinds of biomass power generation technologies，including cofiring of biomass with coal in existing power boilers，Biomass gasification and power generation technology，Biomass direct combustion and power generation technology. Point out the obstacle of the development of biomass power generation ,then looking to the future ofbiomasspowergeneration.
Keywords: biomass; power generation; comparation ; looking
中圖分類號： TM6 文獻標識碼： A 文章編號：
我國是農業大國, 生物質資源種類多, 數量非常巨大, 全國每年可利用的生物質能資源總量估計可達7 億噸標準煤以上。生物質能屬于清潔能源,其利用可實現CO2零排放, 是替代煤、石油和天然氣等礦物燃料的重要能源，開發利用生物質能, 對于國家能源安全、CO2減排和社會可持續發展都具有重要意義。
一．幾種主要的生物質發電技術及其比較
生物質發電技術主要包括生物質直燃發電、氣化發電以及與煤混合燃燒發電等技術。
1.1 生物質直燃發電
生物質直接燃燒發電是指把生物質原料送入適合生物質燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產生蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電。
國內生物質直接燃燒發電的鍋爐主要有兩種：爐排爐、循環流化床鍋爐。
爐排爐主要是國能生物質發電公司引進丹麥BWE公司研發的生物質燃燒發電技術以及國內鍋爐廠家根據丹麥技術進行的改進技術。在國內，浙江大學循環流化床燃燒技術方案已經在中節能投資的宿遷生物質發電廠實施應用，這是世界上第一臺具有自主知識產權的純燒秸稈的循環流化床鍋爐。除了浙江大學以外，國內還有多家機構進行生物質循環流化床鍋爐的研發。
爐排爐燃燒對生物質原料的預處理要求較低，生物質經過簡單處理甚至無須處理就可投入爐排爐內燃燒。流化床燃燒要求將大塊的生物質原料預先粉碎至易于流化的粒度，其燃燒效率和強度都比爐排爐高。和流化床鍋爐相比，爐排爐更適合燃燒單一穩定的燃料，在燃料適應性方面較差，燃料品種和性質的改變可能造成鍋爐效率的下降。燃料適應性好是循環流化床鍋爐的一個特點。對低質量的燃料，循環流化床鍋爐都能夠很好的適應。另外，循環流化床鍋爐更能適應變負荷情況下運行，并能夠保持較高的效率。
1.2 生物質氣化發電
生物質氣化發電是指生物質在氣化爐中氣化生成可燃氣體，經過凈化后驅動內燃機或小型燃氣輪機發電。氣化爐對不同種類的生物質原料有較強的適應性。內燃機一般由柴油機或天然氣機改造而成，以適應生物質燃氣熱值較低的要求； 燃氣輪機要求容量小，適于燃燒高雜質、低熱值的生物質燃氣。生物質氣化發電包括小型氣化發電和中型氣化發電兩種模式。小型氣化發電采用簡單的氣化-內燃機發電工藝，發電效率一般在14%~20%，規模一般小于3 MW。中型氣化發電除了采用氣化-內燃機( 或燃氣輪機) 發電工藝外，同時增加余熱回收和發電系統，氣化發電系統的總效率可達到25%~35%。
我國對生物質氣化技術的深入研究始于上世紀80 年代，經過20 多年的努力，我國生物質氣化技術日趨完善。但與發達國家生物質氣化技術相比，國內生物質氣化裝置基本上是以空氣為氣化劑的常壓固定床氣化技術，如河北的ND 系列、山東的XFL系列、廣州的GSQ 系列和云南QL系列。這些固定床氣化爐應用在不同場合取得了一定的社會、環保和經濟效益。但在技術上存在著一些問題，如氣化得到的生物質燃氣熱值和利用率低、燃氣中焦油含量高等，制約了生物質氣化技術在我國的商業化推廣。
1.3 生物質混合燃燒發電
生物質混合燃燒發電是指將生物質原料應用于燃煤電廠中，和煤一起作為燃料發電。生物質與煤有兩種混合燃燒方式: ①生物質直接與煤混合燃燒。生物質預先與煤混合后再經磨煤機粉碎或生物質與煤分別計量、粉碎。生物質直接與煤混合燃燒要求較高，并非適用于所有燃煤發電廠，而且生物質與煤直接混合燃燒可能會降低原發電廠的效率。②將生物質在氣化爐中氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，即在小型燃煤電廠的基礎上增加一套生物質氣化設備，將生物質燃氣直接通到鍋爐中燃燒。這種混合燃燒方式通用性較好，對原燃煤系統影響較小。
由于計量、監管和落實生物質發電補貼政策的困難，國家對生物質混燒發電的政策扶持較少，導致國內生物質混燒發電廠較少。一般來說，混燒發電具有建設周期短，投資少的特點。另外混燒發電的燃料組織比較自由，可以根據燃料的成本以及供求狀況進行調整，這也從一定程度上保證了燃料供應的可靠性。與煤相比，生物質氮、硫含量低，和煤混合燃燒后能夠有效降低污染氣體排放量。
對以上三類生物質發電技術進行分析比較，可以得出：
生物質直接燃燒發電技術比較成熟，但在小規模發電系統中蒸汽參數難以提高，只有在大規模利用時才具有較好的經濟性，比較適合于10 MW以上的發電系統。
由于低熱值燃氣輪機技術尚未成熟，因此生物質氣化發電技術僅適用于10 MW以下中小規模發電系統，氣化—余熱發電系統效率較高，特別適用于5～6 MW的發電系統。
生物質混燒發電技術在已有燃煤電站的基礎上將生物質與煤混燒發電，混燒發電對原有電站的影響比直接混燒發電對原有電站的影響小，通用性較強。投資成本是三類技術中最少的，但可能降低原燃煤電站效率。
二．生物質發電產業發展障礙及展望
2.1生物質發電產業發展存在的障礙
（1）技術障礙。以秸稈直燃鍋爐為例，國內沒有專門秸稈直燃鍋爐的設計生產經驗，已建和擬建的秸稈直燃發電項目主要引進丹麥BWE技術。由于對引進的技術和設備不能完全吸收及高效使用，使機組無法安全穩發、滿發，缺乏核心技術及備品配件，投產后的生物質發電企業也有可能長時間受制于國外企業。
一、中國生物質能源開發利用現狀
20世紀70年代，國際上第一次石油危機使發達國家和貧油國家重視石油替代，開始大規模發展生物質能源。生物質能源是以農林等有機廢棄物以及利用邊際土地種植的能源植物為主要原料進行能源生產的一種新興能源。生物質能源按照生物質的特點及轉化方式可分為固體生物質燃料、液體生物質燃料、氣體生物質燃料。中國生物質能源的發展一直是在“改善農村能源”的觀念和框架下運作，較早地起步于農村戶用沼氣，以后在秸稈氣化上部署了試點。近兩年，生物質能源在中國受到越來越多的關注，生物質能源利用取得了很大的成績。沼氣工程建設初見成效。截至2005年底，全國共建成3764座大中型沼氣池，形成了每年約3.4l億立方米沼氣的生產能力，年處理有機廢棄物和污水1.2億噸，沼氣利用量達到80億立方米。到2006年底，建設農村戶用沼氣池的農戶達2260萬戶，占總農戶的9.2%，占適宜農戶的15.3%，年產沼氣87.0億立方米，使7500多萬農民受益，直接為農民增收約180億元。生物質能源發電邁出了重要步伐，發電裝機容量達到200萬千瓦。液體生物質燃料生產取得明顯進展，全國燃料乙醇生產能力達到：102萬噸，已在河南等9個省的車用燃料中推廣使用乙醇汽油。
（一）固體生物質燃料
固體生物質燃料分生物質直接燃燒或壓縮成型燃料及生物質與煤混合燃燒為原料的燃料。生物質燃燒技術是傳統的能源轉化形式，截止到2004年底，中國農村地區已累計推廣省柴節煤爐灶1.89億戶，普及率達到70%以上。省柴節煤爐灶比普通爐灶的熱效率提高一倍以上，極大緩解了農村能源短缺的局面。生物質成型燃料是把生物質固化成型后采用略加改進后的傳統設備燃用，這種燃料可提高能源密度，但由于壓縮技術環節的問題，成型燃料的壓縮成本較高。目前，中國（清華大學、河南省能源研究所、北京美農達科技有限公司）和意大利（比薩大學）兩國分別開發出生物質直接成型技術，降低了生物質成型燃料的成本，為生物質成型燃料的廣泛應用奠定了基礎。此外，中國生物質燃料發電也具有了一定的規模，主要集中在南方地區的許多糖廠利用甘蔗渣發電。廣東和廣西兩省（區）共有小型發電機組300余臺，總裝機容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣電廠。中國第一批農作物秸稈燃燒發電廠將在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設，裝機容量分別為2×12兆瓦和25兆瓦，發電量分別為1.2億千瓦時和1.56億千瓦時，年消耗秸稈20萬噸。
（二）氣體生物質燃料
氣體生物質燃料包括沼氣、生物質氣化制氣等。中國沼氣開發歷史悠久，但大中型沼氣工程發展較慢，還停留在幾十年前的個體小厭氧消化池的水平，2004年，中國農戶用沼氣池年末累計1500萬戶，北方能源生態模式應用農戶達43.42萬戶，南方能源生態模式應用農戶達391.27萬戶，總產氣量45.80億立方米，相當于300多萬噸標準煤。到2004年底，中國共建成2500座工業廢水和畜禽糞便沼氣池，總池容達到了88.29萬立方米，形成了每年約1.84億立方米沼氣的生產能力，年處理有機廢物污水5801萬噸，年發電量63萬千瓦時，可向13.09萬戶供氣。
在生物質氣化技術開發方面，中國對農林業廢棄物等生物質資源的氣化技術的深入研究始于20世紀70年代末、80年代初。截至2006年底，中國生物質氣化集中供氣系統的秸稈氣化站保有量539處，年產生物質燃氣1.5億立方米；年發電量160千瓦時稻殼氣化發電系統已進入產業化階段。
（三）液體生物質燃料
液體生物質燃料是指通過生物質資源生產的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發利用的重要方向。近年來，中國的生物質燃料發展取得了很大的成績，特別是以糧食為原料的燃料乙醇生產已初步形成規模。“十五”期間，在河南、安徽、吉林和黑龍江分別建設了以陳化糧為原料的燃料乙醇生產廠，總產能達到每年102萬噸，現已在9個省（5個省全部，4個省的27個地（市））開展車用乙醇汽油銷售。到2005年，這些地方除軍隊特需和國家特種儲備外實現了車用乙醇汽油替代汽油。
但是，受糧食產量和生產成本制約，以糧食作物為原料生產生物質燃料大規模替代石油燃料時，也會產生如同當今面臨的石油問題一樣的原料短缺，因此，中國近期不再擴大以糧食為原料的燃料乙醇生產，轉而開發非糧食原料乙醇生產技術。目前開發的以木薯為代表的非食用薯類、甜高粱、木質纖維素等為原料的生物質燃料，既不與糧油競爭，又能降低乙醇成本。廣西是木薯的主要產地，種植面積和總產量均占全國總量的80%，2005年，木薯乙醇產量30萬噸。從生產潛力看，目前，木薯是替代糧食生產乙醇最現實可行的原料，全國具有年產500萬噸燃料乙醇的潛力。
此外，為了擴大生物質燃料來源，中國已自主開發了以甜高粱莖稈為原料生產燃料乙醇的技術（稱為甜高粱乙醇），目前，已經達到年產5000噸燃料乙醇的生產規模。國內已經在黑龍江、內蒙古、新疆、遼寧和山東等地，建立了甜高粱種植、甜高梁莖稈制取燃料乙醇的基地。生產1噸燃料乙醇所需原料－－甜高粱莖稈收購成本2000元，加上加工費，燃料乙醇生產成本低于3500元，噸。由于現階段國家對燃料乙醇實行定點生產，這些甜高粱乙醇無法進入交通燃料市場，大多數摻入了低質白酒中。另外，中國也在開展纖維素制取燃料乙醇技術的研究開發，現已在安徽豐原生化股份有限公司等企業形成年產600噸的試驗生產能力。目前，中國燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一種液體生物質燃料。生物柴油的原料來源既可以是各種廢棄或回收的動植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻風樹（學名小桐子）、黃連木等。中國生物柴油產業的發展率先在民營企業實現，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源發展公司等都建成了年生產能力l萬～2萬噸的生產裝置，主要以餐飲業廢油和皂化油下腳料為原料。此外，國外公司也進軍中國，奧地利一家公司在山東威海市建設年生產能力25萬噸的生物柴油廠，意大利一家公司在黑龍江佳木斯市建設年生產能力20萬噸的生物柴油廠。預計中國生物柴油產量2010年前約可達每年100萬噸。
二、中國生物質能源發展政策
為了確保生物質能源產業的穩步發展，中國政府出臺了一系列法律法規和政策措施，積極推動了生物質能源的開發和利用。
（一）行業標準規范生產，法律法規提供保障
本世紀初，為解決大量庫存糧積壓帶來的財政重負和發展石化替代能源，中國開始生產以陳化糧為主要原料的燃料乙醇。2001年，國家計劃委員會了示范推行車用汽油中添加燃料乙醇的通告。隨后，相關部委聯合出臺了試點方案與工作實施細則。2002年3月，國家經濟貿易委員會等8部委聯合制定頒布了《車用乙醇汽油使用試點方案》和《車用乙醇汽油使用試點工作實施細則》，明確試點范圍和方式，并制定試點期間的財政、稅收、價格等方面的相關方針政策和基本原則，對燃料乙醇的生產及使用實行優惠和補貼的財政及價格政策。在初步試點的基礎上，2004年2月，國家發展和改革委員會等8部委聯合《車用乙醇汽油擴大試點方案》和《車用乙醇汽油擴大試點工作實施細則》，在中國部分地區開展車用乙醇汽油擴大試點工作。同時，為了規范燃料乙醇的生產，國家質量技術監督局于2001年4月和2004.年4月，分別GBl8350－2001《變性燃料乙醇》和GBl8351－2001《車用乙醇汽油》兩個國家標準及新車用乙醇汽油強制性國家標準（GBl835l一2004）。在國家出臺相關政策措施的同時，試點區域的省份均制定和頒布了地方性法規，地方各級政府機構依照有關規定，加強組織領導和協調，嚴格市場準入，加大市場監管力度，對中國生物質燃料乙醇產業發展和車用生物乙醇汽油推廣使用起到了重大作用。
此外，國家相關的法律法規也為生物質能源的發展提供保障。2005年，《中華人民共和國可再生能源法》提出，“國家鼓勵清潔、高效地開發利用生物質燃料、鼓勵發展能源作物，將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系”。國家“十一五”規劃綱要也提出，“加快開發生物質能源，支持發展秸稈、垃圾焚燒和垃圾填埋發電，建設一批秸稈發電站和林木質發電站，擴大生物質固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產能力”。
（二）運用經濟手段和財政扶持政策推動產業發展
除制定相應法律法規和標準外，2002年以來，中央財政也積極支持燃料乙醇的試點及推廣工作，主要措施包括投入國債資金、實施稅收優惠政策、建立并優化財政補貼機制等。一是投入國債資金4.8億元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企業建設；二是對國家批準的黑龍江華潤酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽豐原生化股份有限公司4家試點單位，免征燃料乙醇5%的消費稅，對生產燃料乙醇實現的增值稅實行先征后返；三是在試點初期，對生產企業按保本微利的原則據實補貼，在擴大試點規模階段，為促進企業降低生產成本，改為按照平均先進的原則定額補貼，補貼逐年遞減。
為進一步推動生物質能源的穩步發展，2006年9月，財政部、國家發展和改革委員會、農業部、國家稅務總局、國家林業局聯合出臺了《關于發展生物質能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》，在風險規避與補償、原料基地補助、示范補助、稅收減免等方面對于發展生物質能源和生物化工制定了具體的財稅扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，醞釀中與之配套的各項行政法規和規章也開始陸續出臺。財政部2006年10月4日出臺了《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》，該辦法對專項資金的扶持重點、申報及審批、財務管理、考核監督等方面做出全面規定。該《辦法》規定：發展專項資金由國務院財政部門依法設立，發展專項資金的使用方式包括無償資助和貸款貼息，通過中央財政預算安排。
三、中國生物質能源發展中存在的主要問題
盡管中國在生物質能源等可再生能源的開發利用方面取得了一些成效，但由于中國生物質能源發展還處于起步階段，面臨許多困難和問題，歸納起來主要有以下幾個方面。
（一）原料資源短缺限制了生物質能源的大規模生產
由于糧食資源不足的制約，目前，以糧食為原料的生物質燃料生產已不具備再擴大規模的資源條件。今后，生物質燃料乙醇生產應轉為以甜高粱、木薯、紅薯等為原料，特別是以適宜在鹽堿地、荒地等劣質地和氣候干旱地區種植的甜高粱為主要原料。雖然中國有大量的鹽堿地、荒地等劣質土地可種植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以種植麻風樹和黃連木等油料植物，但目前缺乏對這些土地利用的合理評價和科學規劃。目前，雖然在西南地區已種植了一定數量的麻風樹等油料植物，但不足以支撐生物柴油的規模化生產。因此，生物質燃料資源不落實是制約生物質燃料規模化發展的重要因素。
（二）還沒有建立起完備的生物質能源工業體系，研究開發能力弱，技術產業化基礎薄弱
雖然中國已實現以糧食為原料的燃料乙醇的產業化生產，但以其他能源作物為原料生產生物質燃料尚處于技術試驗階段，要實現大規模生產，還需要在生產工藝和產業組織等方面做大量工作。以廢動植物油生產生物柴油的技術較為成熟，但發展潛力有限。后備資源潛力大的纖維素生物質燃料乙醇和生物合成柴油的生產技術還處于研究階段，一些相對成熟的技術尚缺乏標準體系和服務體系的保障，產業化程度低，大規模生物質能源生產產業化的格局尚未形成。
（三）生物燃油產品市場競爭力較弱
巴西以甘蔗生產燃料乙醇1980年每噸價格為849美元，1998年降到300美元以下。中國受原料來源、生產技術和產業組織等多方面因素的影響，燃料乙醇的生產成本比較高，目前，以陳化糧為原料生產的燃料乙醇的成本約為每噸3500元左右，以甜高粱、木薯等為原料生產的燃料乙醇的成本約為每噸4000元。按等效熱值與汽油比較，汽油價格達到每升6元以上時，燃料乙醇才可能贏利。目前，國家每年對102萬噸燃料乙醇的財政補貼約為15億元，在目前的技術和市場條件下，擴大燃料乙醇生產需要大量的資金補貼。以甜高粱和麻風樹等非糧食作物為原料的燃料乙醇和生物柴油的生產技術才剛剛開始產業化試點，產業化程度還很低，近期在成本方面的競爭力還比較弱。因此，生物質燃料成本和石油價格是制約生物質燃料發展的重要因素。
（四）政策和市場環境不完善，缺乏足夠的經濟鼓勵政策和激勵機制
生物質能源產業是具有環境效益的弱勢產業。從國外的經驗看，政府支持是生物質能源市場發育初期的原始動力。不論是發達國家還是發展中國家，生物質能源的發展均離不開政府的支持，例如投融資、稅收、補貼、市場開拓等一系列的優惠政策。2000年以來，國家組織了燃料乙醇的試點生產和銷售，建立了包括燃料乙醇的技術標準、生產基地、銷售渠道、財政補貼和稅收優惠等在內的政策體系，積累了生產和推廣燃料乙醇的初步經驗。但是，由于以糧食為原料的燃料乙醇發展潛力有限，為避免對糧食安全造成負面影響，國家對燃料乙醇的生產和銷售采取了嚴格的管制。近年來，雖有許多企業和個人試圖生產或銷售燃料乙醇，但由于受到現行政策的限制，不能普遍享受到財政補貼，也難以進入汽油現有的銷售渠道。對于生物柴油的生產，國家還沒有制定相關的政策，特別是還沒有生物柴油的國家標準，更沒有生物柴油正常的銷售渠道。此外，生物質資源的其它利用項目，例如燃燒發電、氣化發電、規模化畜禽養殖場大中型沼氣工程項目等，初始投資高，需要穩定的投融資渠道給予支持，并通過優惠的投融資政策降低成本。中國缺乏行之有效的投融資機制，在一定程度上制約了生物質資源的開發利用。
四、中國生物質能源未來的發展特點和趨勢
（一）逐步改善現有的能源消費結構，降低石油的進口依存度
中國經濟的高速發展，必須構筑在能源安全和有效供給的基礎之上。目前，中國能源的基本狀況是：資源短缺，消費結構單一，石油的進口依存度高，形勢十分嚴峻。2004年，中國一次能源消費結構中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然氣占2.6%，水電等占7.0%；一次能源生產總量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然氣占3.O%，水電等占7.9%。這種能源結構導致對環境的嚴重污染和不可持續性。中國石油儲量僅占世界總量的2%，消費量卻是世界第二，且需求持續高速增長，1990年的消費量剛突破1億噸，2000年達到2.3億噸，2004年達到3.2億噸。中國自1993年成為石油凈進口國后，2005年進口原油及成品油約1.3億噸，估計2010年將進口石油2.5億噸，進口依存度將超過50%。進口依存度越高，能源安全度就越低。中國進口石油的80%來自中東，且需經馬六甲海峽，受國際形勢影響很大。
因此，今后在厲行能源節約和加強常規能源開發的同時，改變目前的能源消費結構，向能源多元化和可再生清潔能源時代過渡，已是大勢所趨，而在眾多的可再生能源和新能源中，生物質能源的規模化開發無疑是一項現實可行的選擇。
（二）生物質產業的多功能性進一步推動農村經濟發展
生物質產業是以農林產品及其加工生產的有機廢棄物，以及利用邊際土地種植的能源植物為原料進行生物能源和生物基產品生產的產業。中國是農業大國，生物質原料生產是農業生產的一部分，生物質能源的蘊藏量很大，每年可用總量折合約5億噸標準煤，僅農業生產中每年產生的農作物秸稈，就折合1.5億噸標準煤。中國有不宜種植糧食作物、但可以種植能源植物的土地約l億公頃，可人工造林土地有311萬公頃。按這些土地20%的利用率計算，每年約可生產10億噸生物質，再加上木薯、甜高粱等能源作物，據專家測算，每年至少可生產燃料乙醇和生物柴油約5000萬噸，農村可再生能源開發利用潛力巨大。生物基產品和生物能源產品不僅附加值高，而且市場容量幾近無限，這為農民增收提供了一條重要的途徑；生物質能源生產可以使有機廢棄物和污染源無害化和資源化，從而有利于環保和資源的循環利用，可以顯著改善農村能源的消費水平和質量，凈化農村的生產和生活環境。生物質產業的這種多功能性使它在眾多的可再生能源和新能源中脫穎而出和不可替代，這種多功能性對擁有8億農村人口的中國和其他發展中國家具有特殊的重要性。
（三）凈化環境，進一步為環境“減壓”
隨著中國經濟的高速增長，以石化能源為主的能源消費量劇增，在過去的20多年里，中國能源消費總量增長了2.6倍，對環境的壓力越來越大。2003年，中國二氧化碳排放量達到8.23億噸，居世界第二位。2025年前后，中國二氧化碳排放量可能超過美國而居首位。2003年，中國二氧化硫的排放量也超過了2000萬噸，居世界第一位，酸雨區已經占到國土面積的30%以上。中國二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均來自燃煤。預計到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量將分別超過中國環境容量30%和46%。《京都議定書》已對發達國家分配了2012年前二氧化碳減排8%的指標，中國是《京都議定書》的簽約國，承擔此項任務只是時間早晚的問題。此外，農業生產和廢棄物排放也對生態環境帶來嚴重傷害。因此，發展生物質能源，以生物質燃料直接或成型燃燒發電替代煤炭以減少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以減少碳氫化物、氮氧化物等對大氣的污染，將對于改善能源結構、提高能源利用效率、減輕環境壓力貢獻巨大。
（四）技術逐步完善，產業化空間廣闊
從生物質能源的發展前景看，第一，生物乙醇是可以大規模替代石化液體燃料的最現實選擇；第二，對石油的替代，將由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（靈活燃料汽車）促進了生物燃油生產和對石化燃料的替代，生物燃油的發展帶動了傳統汽車產業的更新改造；第四，沼氣將規模化生產，用于供熱發電、（經純化壓縮）車用燃料或罐裝管輸；第五，生物質成型燃料的原料充足，技術成熟，投資少、見效快，可廣泛用于替代中小鍋爐用煤，熱電聯產（CHP）能效在90%以上，是生物質能源家族中的重要成員；第六，以木質纖維素生產的液體生物質燃料（Bff。）被認為是第二代生物質燃料，包括纖維素乙醇、氣化后經費托合成生物柴油（FT柴油），以及經熱裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通過技術研發還將開拓新的資源空間。工程藻類的生物量巨大，如果能將現代生物技術和傳統育種技術相結合，優化育種條件，就有可能實現大規模養殖高產油藻。一旦高產油藻開發成功并實現產業化，由藻類制取生物柴油的規模可以達到數千萬噸。
據專家預測估計，到2010年，中國年生產生物燃油約為600萬噸，其中，生物乙醇500萬噸、生物柴油100萬噸：到2020年，年生產生物燃油將達到1900萬噸，其中，生物乙醇1000萬噸，生物柴油900萬噸。
關鍵詞：太陽能 生物質燃料 房地產開發模式 ESCO模式 效益
Abstract: This article explores the technique，Marketing plan ， Costs and benefits of the new energy ，takeing a new energy projects for example.
Key words: Solar energy biofuelReal estate development model ESCO model Economic benefit
中圖分類號：TK511 文獻標識碼：A 文章編號：
一、項目基本情況
當今能源短缺、環境污染情況日益嚴重，人類社會越來越需要清潔能源和可再生能源。本項目由某能源管理企業承辦，利用世界銀行貸款，通過招標進行優選采購，推廣太陽能設備，提供培訓及升級、維修服務，銷售和加工設備配套使用的清潔燃料，并通過特定模式回收資金。通過本項目的實施，對于改變農村生產生活條件和整體面貌，解決其基本能源需求問題，促進太陽能利用，具有十分重要的示范帶動作用。
本項目營銷采用房地產開發結合ESCO模式，模式的核心是為客戶提供設備租賃加移交/運營服務（LTOO），以幫助客戶解決技術和資金問題，在達到預期節能效果后通過合理方式回收資金，增加節能設備對客戶的吸引力，降低資金回收風險。
1建設規模及建設內容
建設規模：項目以某村新民居社區100戶為第一批農村太陽能光熱利用推廣示范點，并向周邊鄉鎮的1850戶農戶推廣應用，利用太陽能為農村提供冬季采暖、日常生活熱水等服務項目。供熱面積達到51.1萬m2 ，集熱面積10.22萬 m2，每戶冬季用太陽能取暖室溫≥18℃。
建設內容：
①安裝太陽能采暖+熱水系統1950套，太陽能集熱總面積10.22萬m2。
主要包括：太陽能集熱器陣列、儲熱水箱、系統管道循環、采暖地盤管、秸稈爐、電輔加熱器。
②安裝集中式太陽能熱水系統50套，向機關學校等單位提供開水，日產熱水量1840噸。
③與現有生物質燃料加工廠聯合經營，年產生物質燃料1.9萬噸，新增一條生產線。
2 投資情況
項目總投資規模為9920萬元，其中擬申請世界銀行集團（WBG）貸款800萬美元（折合人民幣3720萬元，匯率按1：6.2元人民幣計），其余配套資金（1：1配套）為承辦企業自籌資金。
3 項目建設期
本項目建設期擬定為2年，世行寬限期為5年。
4 能源條件
4.1太陽能資源
該地區全年平均日照時間達2200～2500小時左右，年均太陽能輻射量達每平方米5000～5400兆焦，日照效率約為50%~70％，超過了全國平均日照時間2200小時，屬于太陽能資源較豐富地區。目前，該地區太陽能資源實際用量不足可開發量的9%，開發空間較大，市場需求情況良好。同時地區政府支持力度較大。
4.2秸稈資源
該地區秸稈總產量達年均83079噸，秸稈資源豐富。
5 技術方案
本項目能源利用方案共分為以下部分：
太陽能采暖+熱水系統
太陽能開水系統
太陽能照明系統
生物質燃料供給，
新農村太陽能利用示范項目效果圖如下：
當遭遇雨雪、陰霾等惡劣天氣時，采用專用爐具、利用生物質成型燃料作為太陽能系統的主要輔助熱源，保障居民正常生活。生物質成型燃料由生物質燃料加工廠按需配送。當特殊緊急情況時，采用電輔助加熱。
該系統具有如下特點：
1）一年四季均可運行，最低成本供應熱水。
2）無環境污染，無安全隱患。
3）使用壽命長，主要部件使用壽命約為十五年，到期更換后，其它部件還可繼續使用一個周期。
4）與其它能源配套使用，可實現全天候運行。
5）經濟效益顯著。一次投資，長期受益是太陽能供熱及照明系統的顯著特點。
6 生物質燃料供給
生物質成型燃料是利用新技術及專用設備將各種農作廢棄物如秸稈、木屑、鋸末、花生殼、玉米芯、稻草等低品位生物質通過壓縮碳化成密度各異的生物質成型的現代化清潔燃料，無需任何添加劑和粘結劑，熱效率可達80%左右，易保存、運輸。
產品特點：
發熱量大，發熱量在3900~4800千卡/kg左右，經炭化后的發熱量高達7000—8000千卡/kg；
純度高，不含其他不產生熱量的雜物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3% ；不含耗熱雜質，降低企業成本；
不含硫磷，不腐蝕鍋爐，燃燒時不產生二氧化硫和五氧化二磷，因而不會導致酸雨產生，不污染大氣，不污染環境；
清潔衛生，投料方便，減少工人的勞動強度，減少企業用于勞動力的成本；
燃料燃燒后灰碴極少，極大地減少堆放煤碴的場地，降低出碴費用。
本項目利用現有廠房和設備進行生產經營，項目所涉及需輔助熱源燃料及周邊使用生物質成型燃料用于炊事及冬季采暖的農戶，合計需要成型燃料16150噸（一期）。企業目前年生產能力可達到1.9噸，計劃新建一條生產線，新增6臺運輸設備，以滿足項目滾動發展的需要。
7 太陽能設備營銷方案
根據本項目的風險分布特點，項目擬采用ESCO模式結合房地產開發進行營銷。目前北京和山東地區有諸多項目采用ESCO模式，該模式的運用已較為成熟。
7.1 ESCO模式簡介
ESCO商業模式是一種基于合同能源管理機制運作的、以贏利為目的的專業化公司，公司以技術和資金為驅動，為用戶提供系統化的太陽能設備設施使用方案。模式的核心是為客戶提供設備租賃加移交/運營服務（LTOO），以幫助客戶解決技術和資金問題。在LTOO模式下，公司將向客戶提供成套租賃設備，并提供資金支持和性能保證，在運營期提供維修、管理服務幫助客戶解決使用中的問題。經過一段規定時間的運營后（一般為3～5年），如果設備的可靠性、質量及效率均得到認可，公司將設備所有權移交給用戶，并通過合理方式回收資金。
能源服務項目成敗的關鍵在于節能量明確、簡單、有效的監測、計量和核證。本項目將主要采用便于計量，責權利更容易界定的節能效益分享模式，本項目承辦企業負責方案設計、施工安裝和運行維護，在達到合同規定的熱水系統水溫、水量的前提下，分期回收資金，收取服務費。
7.2結算方式
A 設備融資租賃、與客戶分享項目實施后產生的節能效益
本項目由村鎮政府牽頭，項目承辦企業和建設開發商簽訂項目建設協議，將太陽能采暖系統列入建設項目并做到“同時設計、同時施工、同時驗收”。資金列入建設總費用，由承辦企業結算，向客戶無償提供設備及設備安裝調試，通過居民區或機關企業學校的物業管理部門代收采暖費形式的節能分享效益來運營。燃料由承辦企業無償提供。
太陽能采暖及熱水系統均采用這種模式運營和回收投資。
農村生物質能資源種類多、分布范圍廣，開發利用農村生物質能源替代常規能源，具有十分廣闊的發展前景。
1.1 發展農村生物質能源，有利于緩解能源供應壓力，減少對化石能源的依賴。我國既是化石能源非常短缺的國家，還是能源消費大國，我國年能源消費總量已達到20億噸標準煤，居世界第二位。今后，隨著經濟持續快速發展，能源需求還將不斷增加，據初步預測，到2020年，全國能源需求總量將達到30～36億噸標煤，能源安全形勢將更加嚴峻。
1.2 發展農村生物質能，有利于減輕環境污染。由于我國能源消費結構以煤為主，煤炭使用過程中產生的污染成為我國主要的環境問題之一，目前，我國廢氣排放中約90％的二氧化硫、85％的二氧化碳和80％的煙塵都是由燃煤造成的。生物質能源替代化石能源可以減少污染物排放。保護環境。同時農村生物質能主要原料是農村秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物質，對農業廢棄物的充分利用可以變廢為寶、變害為利，減輕農業生產自身造成的農業面源污染，有利于保障農業生產安全和人民身體健康。目前，農村能源消費總量從4.15億噸標準煤發展到4.91億噸標準煤。增加了18.3％，年均增長2.4％。而同期農村使用液化石油氣和電炊的農戶由1578萬戶發展到4937萬戶，增加了2倍多，年增長達17.7％，增長率是總量增長率的6倍多。可見隨著農村經濟發展和農民生活水平的提高，農村對于優質燃料的需求日益迫切。傳統能源利用方式已經難以滿足農村現代化需求，生物質能優質化轉換利用勢在必行。一種能夠“廢物利用、變廢為寶”的爐具就是農村生物質能的一種。它很廉價，但能夠帶來可觀的社會效益：它構造簡單，但卻能夠有效解決農村資源浪費和環境污染這樣復雜的問題；它不受氣候影響，符合農村生活的實際，深受農民群眾歡迎。它就是高效低排生物質爐。
2、我市農作物秸稈現狀
晉中市地處山西中部，西北部緊鄰太原，東部與壽陽接壤，南部與太谷交界，屬典型的溫帶大陸性氣候，2009年全市耕地面積545.8413萬畝，以糧食、蔬菜、果樹等農作物為主，全市種植玉米305.78萬畝，梨29萬畝，蘋果49萬畝，全市農作物秸稈總產量為305.78萬噸，秸稈資源豐富。果樹枝盛果期果樹每年每畝約修剪300～500公斤果樹枝計算，蘋果、梨種植78萬畝果樹產果樹枝23.400～3g萬噸，目前我市秸稈利用率低，技術手段落后，造成了資源的嚴重浪費。因此，推廣高效低排放生物質爐非常必要。
3、推廣高效低排放生物質爐的示范效果顯著
我市榆次區西祁村是使用高效低排放生物質爐的示范村。西祁村共有耕地面積1832畝，戶均4畝果樹。在新農村建設中，省農村可再生能源辦公室從沼氣建設入手，采取整村推進的形式，為全村建成戶用沼氣池108戶，占到全村總戶數的90％。但是沼氣未能徹底解決農戶冬季取暖的問題，因此，2008年我們試點安裝了100多個高效低排放戶用生物質炊暖兩用爐，并結合本村果園多的實際配套3臺樹枝切割機，很好地解決了村民們的冬季做飯、取暖、洗澡等生活用能。當我們走進村民王成平家，院子里的3個黑黝黝的大鐵爐吸引了記者的目光，戶主王成平笑著說：“以前我們在冬天就是靠這三個爐子取暖的，現在裝上生物質爐就用不著了。”據王成平介紹，以前每到冬天，3住人的屋子必須裝上這樣的3個大鐵爐才能保證取暖，按每個爐子一冬燒1000塊蜂窩煤計算，一年全家僅取暖就要花掉1500多元錢。“現在好了，用上生物質爐，又省錢、又干凈，也不怕煤氣中毒，安全實用兩全其美。以前當地村民大多都把果樹枝扔在田間就地焚燒，不僅浪費資源，還污染環境，影響村民們的生活質量和身體健康。現在用上生物質爐具，不僅使大量的農田廢棄物、果樹枝變廢為寶，而且還有效地杜絕了村里村外、田間地頭果樹枝的亂丟亂棄現象，整潔了村容村貌，凈化了生活環境，深受農民們的歡迎。村民王二保家正在準備午飯，“院內潔凈堂內明，不見炊煙聞飯香”的情景，一下子顛覆了記憶中農村燒火做飯煙熏火燎的印象。王二保說：“自打用上生物質爐，家里就再也沒冒過黑煙，做飯還快，趕上農忙，回來加一把柴禾，20分鐘飯就全好了。”截至目前為止，晉中市示范高效低排放生物質能爐試點推廣3600戶，按每個農戶減少或節約1500元買煤買炭的錢，那么3600農戶，增收節支540萬元，高效低排放生物質爐不但經濟效益顯著，生態效益與社會效益也非常可觀。
4、高效低排放生物質爐具有三個優點
4.1 變廢為寶清潔環保。高效低排放生物質爐是指以秸稈、薪柴等生物質為燃料，在爐內既有明火燃燒又有氣化成分，沒有焦油，不冒黑煙，燃燒充分，熱效率高，煙氣排放低的爐具。這種爐具可用于炊事、取暖、淋浴等，構造簡單，便于安置，非常適合農村家庭使用。
4.2 生物質爐之所以能夠實現清潔、節能、高效的特點，是因為它具有獨特的燃燒原理：燃料經過干餾氧化還原等過程，可以轉化成高溫可燃燒氣體，氣體經過劇烈旋轉和混合，燃燒更加徹底。
關鍵詞 生物質能源；烤煙；烘烤；應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately，relieving the status of rising costs and curing pollution，this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality，debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette，biomass gasification，biomass briquette and so on，different applied forms showed positive effect，which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy；flue-cured tobacco；curing；application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程，目前烤煙生產上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱，熱利用率低，煤耗量高，通常1 kg干煙葉煤耗量1.5～2.5 kg標煤，而理論上的耗煤量為0.8 kg，也有研究分析指出，在密集烘烤中，火爐的熱效率為64.95%，烤房熱效率僅為36.08%，總的熱損失達63.92%，能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格，使得生產烤煙的成本不斷增加，使烤煙生產的可持續發展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節能技術，提高能源利用效率，尋找烤煙烘烤能源替代途徑，降低烤煙生產成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前，此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發等方面，其中新型能源烘烤燃料中的生物質能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點，有望成為烤煙烘烤傳統能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質能源概述
生物質能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質總量達1 730億t，蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10～20倍[6]。據報道，生物質能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統直接燃燒方式相比，現代生物質能源的利用更多的是借助熱化學、生物化學等手段，通過一系列先進的轉換技術，生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產品[8]。在生態環境保護方面的研究發現，提供相同能量，煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍，用1萬t秸稈替代煤炭能量，煙塵排放將減少100 t[9]。生物質能源作為一種可再生的低碳能源，具有巨大的發展潛力，它的開發利用對于建立可持續能源系統、促進國民經濟發展、保護生態環境具有重大意義。
2 生物質能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質能源產量，年產農作物秸稈、谷殼等總量約14億t，如開發用于燃燒，可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例，每年農作物秸稈總產量5 000萬t左右，如果能開發利用其中的1/3轉化為燃料，即可消耗秸稈1 700萬t，約相當于建立2座年產500萬t的大型煤礦[11]。目前，烤煙烘烤上研究應用的生物質多為農作物秸稈，應用方式主要有生物質型煤、生物質氣化、生物質壓塊等，應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質型煤。生物質型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產品。其充分利用煤和生物質各自的優勢，具有節煤和生物質代煤的雙重作用，與原煤燃燒相比，生物質型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一，目前已進入商業化生產階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質型煤。其在使用過程中容易實現配風的精準控制，進而實現與密集烤房控制系統的配套，且生物質型煤在燃燒過程中著火大小容易控制，生火及升降溫速率均較快，能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用，結果發現80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料，沒有煤的加入，以青蒿、煙、玉米等農作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料，不需粉碎，在厭氧條件下碳化6～8 h，利用秸稈自然進行分解形成生物質碳，再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發現各種秸稈碳化率平均約為50%，而通過加配方后，常規秸稈等材料2 t可生產2 t秸稈煤，其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術研究結果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味，滿足烤煙工藝要求，其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的，可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質氣化。生物質氣化是采用生物質氣化發生裝置將生物質原料在厭氧狀態下燃燒轉化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多，生物質氣化烤煙系統開發設計相對成熟。楊世關等[16]研究設計了一套新型烤煙設備，主要是以生物質燃氣為能源，將間接換熱與直接換熱緊密結合，該系統的能源利用率及煙葉品質都較傳統間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農作物秸稈為原料采用生物質氣化發生裝置通過燃氣發生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體，經管網送往各烤房實現自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質壓塊。在壓強為50～200 Mpa、溫度為150～300 ℃、或不加熱或不加黏結劑的條件下，先將木材加工剩余物及各種農作物秸稈等粉碎成一定粒度，再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18]，故又稱為生物質固體成型燃料。目前，此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質量感官以及經濟效益的影響，其中生物質燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本，提高烘烤效益，替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗，將其放在AH密集烤房進行燃燒，能降低烤煙生產成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內在品質。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質壓塊為供試燃料，研發了配套的生物質壓塊燃燒爐，研究生物質能源在烤煙烘烤中的應用效果，生物質壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤，而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質量。倪克平等[21]研究生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果，其中生物質壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料，添加輔助化工原料后，用攪拌機攪拌成均勻的混合原料，將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅，配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐，研究結果表明：生物質壓塊用于煙葉烘烤可以充分調控烤煙烘烤工藝，降低烘烤成本，節能減耗，提高烤后煙葉品質。譚方利等[22]關于生物質壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質壓塊用于烤煙烘烤是可行的，但對于燃料添加技術要求較高。
2.2 應用效果
生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好，節能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質量。與原煤相比使用生物質型煤烘烤煙葉，生產1 kg干煙可節約用煤約0.15 kg，每爐煙葉可節約用煤50 kg以上，節能效果顯著，而且生物質型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內在化學成分無不良影響，而且能夠降低上部葉煙堿含量，提高上部煙葉還原糖含量，氮堿比更加協調，香氣量充足，香氣質好，余味明顯改善，雜氣減輕，刺激性減少，評吸結果較好，有利于提高煙葉內在品質[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質氣化烘烤與傳統的燃煤烘烤相比，煙葉的內在品質得到一定的改善。感官評吸結果表現為生物質氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質、干凈度均優于煤炭燃料烘烤的煙葉，而且回味、勁頭、濕潤上也表現出一定的優勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤，能降低煙葉中含氮化合物含量，提高煙葉中總糖、還原糖，有利于改善煙葉化學成分的協調性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點，青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質原料主要是廢棄的秸稈，來源廣泛、價格低廉，因此利用生物質能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本，比同等發熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用，按當地生產水平以及市場煤炭價格計算，烘烤煙葉1 875 kg/hm2，使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2，以此測算，若在該縣進行推廣應用，每年可節約煤炭1.8萬t，全縣煙農增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質烘烤煙葉的研究中采用的生物質氣化發生裝置上料系統、流量控制系統、除渣系統均為自動化系統，烤房數量增加到100炕也只需要2人控制，自動化程度高，在大規模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例，生產干煙葉2 062.5 kg/hm2（1 875～2 250 kg/hm2），需煤炭275 kg（以500元/t計），計2 062.5元/hm2；需秸稈壓塊206.25 kg（以400元/t計），計1 237.5元/hm2，降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低，傳統燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環境污染的同時，由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料，而且具有清潔、能提高烤煙品質、降低烘烤成本的優點。生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質，秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜，而生物質氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等，與烤房配合烘烤專用設備復雜，建成后更適合大規模烘烤。其中生物質壓塊研究相對較多，工藝較成熟簡便。生物質壓塊加工生產線及配套設備的開發研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質壓塊過程中存在的系統配合協調能力差以及生產率低等問題研發設計了有強制喂料系統的成型機以及配套設備，可實現自動化大規模的生物質壓塊生產。生物質壓塊方式制成的生物質原料可以直接應用于烤煙烘烤，基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造，應用方便。生物質能源的利用形式中生物質發電是我國目前對生物質能源應用最為廣泛和普通的方式，但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少，是以后生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明，烤煙烘烤中的傳統燃料煤炭可以用生物質壓塊代替，應用效果較好且成本低，可以在烤煙生產上進行示范推廣。
4 參考文獻
[1] 宋朝鵬，孫福山，許自成，等.我國專業化烘烤的現狀與發展方向[J].中國煙草科學，2009，30（6）：73-77.
[2] 王建安，劉國順.生物質燃燒鍋爐熱水集中供熱烤煙設備的研制及效果分析[J].中國煙草學報，2012，18（6）：32-37.
[3] 汪廷錄，楊清友，張正選.介紹一種一爐雙機雙炕式密集烤房[J].中國煙草，1982（1）：37-39.
[4] SAXENA RC，ADHIKARI DK，GOYAL HB.Biomass-based energy fuel through biochemical routes：A review[J].Renewable and Sustain-able Energy Review，2009（3）：13.
[5] 胡理樂，李亮，李俊生.生物質能源的特點及其環境效應[J].能源與環境，2012（1）：47-49.
[6] 蔡正達，王文紅，甄恩明，等.戰略性新興產業的培育和發展：首屆云南省科協學術年會論文集[C]//云南省科學技術協會，2011.
[7] 中華人民共和國國家發展計劃委員會基礎產業發展司.中國新能源與可再生能源1999白皮書[M].北京：中國計劃出版社，2000.
[8] 吳創之，周肇秋，陰秀麗，等.我國生物質能源發展現狀與思考[J].農業機械學報，2009，40（1）：91-99.
[9] 宋朝鵬，李常軍，楊超，等.生物質能在煙葉烘烤中的應用前景[J].河北農業科學，2008，12（12）：58-60.
[10] 王文杰，李峰，岳秀江，等.生物質壓塊及燃燒爐在煙葉烘烤中的應用效果研究[J].現代農業科技，2013（11）：11.
[11] 李泉臨，秦大東.秸桿固化成型燃料開發利用初探[J].農業工程技術（新能源產業），2008（4）：27-30.
[12] 趙嘉博，劉小軍.潔凈煤技術的研究現狀及進展[J].露天采礦技術，2011（1）：66-69.
[13] 孫建鋒，楊榮生，吳中華，等.生物質型煤及其在煙葉烘烤中的應用[J].中國煙草科學，2010，31（3）：63-66.
[14] 向金友，楊懿德，謝良文，等.秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙中的應用研究[J].中國農學通報，2011，27（8）：340-344.
[15] 郭保銀.重慶市酉陽縣秸稈煤替代煤炭烤煙技術研究[J].安徽農業科學，2013，41（1）：322-323.
[16] 楊世關，張百良，楊群發，等.生物質氣化烤煙系統設計及節能與品質改善效果分析[J].農業工程學報，2003，19（2）：207-209.
[17] 飛鴻，蔡正達，胡堅，等.利用生物質烘烤煙葉的研究[J].當代化工，2011，40（6）：565-567.
[18] 劉石彩，蔣劍春.生物質能源轉化技術與應用（Ⅱ）[J].生物質化學工程，2007，41（4）：59-63.
[19] 張聰輝，趙宇，蘇家恩，等.清潔能源部分替代煤炭在密集烤房中應用技術研究[J].安徽農業科學，2015，43（4）：304-305.
[20] 王漢文，郭文生，王家俊，等.“秸稈壓塊”燃料在煙葉烘烤上的應用研究[J].中國煙草學報，2006，12（2）：43-46.
[21] 倪克平，甄煥菊.生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果[J].農業開發與裝備，2015（11）：63.
[22] 譚方利，樊士軍，董艷輝，等.生物質壓塊燃料及煤炭燃料在煙葉烘烤中的應用效果對比研究[J].現代農業科技，2014（10）：201.
[23] 姚宗路，田宜水，孟海波，等.生物質固體成型燃料加工生產線及配套設備[J].農業工程學報，2010，26（9）：280-285.
一、多能互補的必要性
數據顯示，我國60％左右農村人口仍然靠傳統的秸桿和薪材等解決能源問題。全國農村每年直接消耗的各種能源相當于5.6億噸標準煤，占全國總能耗的一半左右。發展新能源已成為改變農村能源使用結構，減少環境污染以及促進農村社會和諧發展的重要手段。然而，農村新能源到底該向何發展，發展中要解決哪些問題?
農村新能源主要包括沼氣、太陽能、風力發電、微小水電、生物質能這幾個方面。現階段農村能源應該多種形式并存，不同的地區應根據自身的特點，確定適合當地經濟發展水平的發展方向和發展重點。
在談到農村新能源利用時，國務院發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”，就是以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，將種植業和養殖業結合起來，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。
“這樣既解決農村的能源供應，改善農民衛生和生活環境，又可以減少農作物和蔬菜生長中農藥化肥的使用量，提高食品品質和食品安全。”“五配套”模式，是建一個沼氣池、一個果園、一個暖圈、一個蓄水窖和一個看營房，實行人廁、沼氣、豬圈三結合的立體養殖和多種經營系統。
農村新能源代表著未來能源利用的方向，發展前景是很好的。但是，一些地區受技術水平制約，影響了農村新能源技術的推廣使用。此外，隨著農村養殖戶的減少，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，將推廣沼氣與養殖、種植相結合，打造“養殖一沼氣一種植”的模式，促進經濟增長方式的轉變，達到“三沼(氣、渣、液)”綜合利用，增加農民收入的目標。
總之，農村能源的發展應堅持“因地制宜，多能互補，綜合利用，講求效益”。“特別是要重視發展生物質能技術及其產業。”農村能源行業協會會長朱明強調說。具體來說，就是大力發展以秸稈、稻草等這些原料豐富、取材容易的生物質能，以及清潔的太陽能、風能、微水電等可再生能源，同時通過改革爐具等措施提高能源利用效率，以實現農村地區社會經濟的可持續發展。
國家發展改革委副主任解振華表示，未來我國將有序推進以秸稈為主要原料的生物質能源。為緩解資源能源約束，發展循環經濟，保護環境，應對氣候變化，我國將大力推動農作物秸稈在農業領域的循環利用，積極發展以秸稈為原料的加工業，有序發展以秸稈為原料的生物質能源。
二、生物質產業和技術在各國的發展概況
生物質產業已受到了國際社會的廣泛關注，許多國家制定了促進生物質產業發展的相關政策，并投入了大量的資金用于研究開發和推廣應用。由于生物質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，因此它在整個能源系統中占有重要的地位。近些年來，開發利用生物質能成為當前國內外廣泛關注的重大課題，既涉及農業和農村經濟發展，又關系到國家的能源安全。作為經濟快速發展的中國，大力開發新型可再生能源已經是國家發展的重要戰略，因此開發利用生物質能這一課題，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”問題，保證社會經濟持續性發展的重要任務。
生物質能的利用分為兩種：直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農林廢棄物及藻類等，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。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440～1800億噸(干重)，其能量約相當于20世紀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，多半直接當薪柴使用，效率低。影響生態環境。
現代生物質產業是利用農作物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等可再生或循環的有機物質為原料，通過TA性加工轉化生產化工產品、生物質燃料和生物能源以及生物質產品的一個格外引人關注的新興產業。生物質既是可再生能源，也能生產出上千種的化工產品，且因其主要成分為碳水化合物，在生產及使用過程中與環境友好、又勝石油能源一籌。
目前我國的秸稈產出量已超過7億噸，折合成標煤約為3.5億噸，相當于7個神東煤田，全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳，相當于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％的行動目標，我國秸稈資源化駛入快車道。以“秸稈能源”為代表的生物質能利用，在大力發展低碳經濟的背景下，進入人們的視野。
目前。世界上較為成熟、可規模化開發利用的生物質技術主要集中在發電、固化成型燃料、沼氣和液體燃料等方面。其中，生物質發電在發達國家已受到廣泛重視，2005年全世界生物質發電的裝機容量約達5000萬千瓦，主要集中在北歐和美國。
生物質固化成型燃料在發達國家通常用來替代煤、燃氣等作為民用燃料進行炊事、取暖，或用于區域供熱和發電等。美國和歐洲一些國家的生物質成型燃料產品已進入商業化階段，并相應開發了專用爐具；泰國、印度、越南、菲律賓等國也建成了一些生物質成型燃料生產廠，逐漸進入了規模化生產階段。
沼氣技術已經在有些國家普遍應用，歐洲和印度等地已建設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已超過3000個，大多采用以畜禽糞便和秸稈為主要原料的厭氧消化工藝，機械化和自動化程度很高，生產出來的沼氣主要用于發電。
生物液體燃料已實現規模化生產和應用。2005年，全世界生物燃料乙醇的總產量約為3000萬噸，主要集中在巴西和美國；生物柴油總產量約220萬噸，主要集中在德國。巴西以甘蔗為原料生產燃料乙醇，2005年的消費量為1200萬噸，替代了當年汽油消費量的45％；美國主要利用耕地多、產量大的玉米為原料，同時積極發展纖維素制取燃料乙醇技術。歐盟對生物燃料也很重視。主要以大豆、油菜籽和回收的動植物廢油等為原料生產柴油，2005年原歐盟15個成員國年產量約200萬噸，占世界總產量的90％，其中德國年產量約為150萬噸。
三、中國生物質產業的發展情況
中國農業生物質資源主要有農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工業副產品和能源作物等，資源豐富，產業發展潛力巨大。農業生物質具有資源種類多，分布范圍廣的特點，可轉化為電力、燃氣和液體燃料等多種商品位能源。
一直致力于生物質能研究的中國農業大學石元春院士認為，以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。在當今發展清潔能源應對全球氣候變暖的大形勢下，秸稈迎來了 一個發展現代能源產業的重大機遇。
根據最新資料和有關專家預測，我國秸稈目前的用途是：還田15％，飼料16％，工業原料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、工業原料和薪柴的利用屬于傳統產業提升，而以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。據了解，秸稈能源在歐洲發展已經有30多年，特別是北歐的丹麥和瑞典，秸稈發電和顆粒燃料的技術成熟度和商業化程度最高。
1、農作物秸稈
2004年我國小麥、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯類、油料等主要農作物產量達4.69億噸，秸稈產量約為5.96億噸。預計到2020年我國主要作物的秸稈總量將達到8億噸左右。其中，約有50％左右農作物秸稈用作農村居民生活用能，由于采用傳統的燃燒方式，效率低下；我國以甘蔗渣及稻殼發電為應用方式的生物質燃燒發電已得到初步應用，總裝機容量達800兆瓦；固化成型燃料技術已初步形成了研究、開發和應用同步推進的良好勢頭；以秸稈過腹還田、粉碎還田和生產有機肥還田的技術已形成一定應用規模；以秸稈為主要原料生產生物質材料的技術研究已經起步。
目前我國秸稈能源化主要有直接作為農村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發電這幾個途徑。其中秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料和秸稈發電已經在不少地方進行了探索和推廣。
發展秸稈顆料燃料產業前景廣闊。中國現年消費煤炭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。
在中國，截至2007年底，核準的生物質直燃發電項目約百個，裝機容量2500兆瓦，建成投交并網發電的項目總裝機容量400兆瓦以上。截至2008年底，中國國能生物質發電集團已有10個30兆瓦和7個12兆瓦的生物質電站正在運營，其中單縣電站裝機容量30兆瓦，年發電2.2億千瓦時，可替代8.7萬噸標煤的燃煤，減排18萬噸二氧化碳，農民年新增收入6000萬元和獲得1000多個工作崗位。秸稈直燃發電的技術和設備已經可以全部自主與國產。
秸稈能源產業還將為農民帶來增收的機會。以每噸秸稈農民可獲250至300元算，全國4億噸能源用秸稈就能獲得1000億至1200億元。計劃2012年達40億元。此外，農村的能源中，由煙熏火燎燒薪柴到燒顆粒燃料，能效可以提高2～3倍，能源消費質量也將顯著提高。
2、能源作物
能源作物指經專門種植，用以作為能源原料的草本和木本植物，如甜高粱、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種植。另外，每年還有約900萬公頃不同類型的季節性農閑地，可以種植能源作物。
3、生物液體燃料
我國已建設了以陳化糧為原料生產燃料乙醇的示范工程，分別在6省市進行示范，燃料乙醇年生產能力已達102萬噸。在非糧食作物生產燃料乙醇方面也取得了一定進展，已培育出適應鹽堿地種植的“醇甜系列”雜交甜高粱品種，并建成了產業化示范基地；培育并引進了多個優良木薯品種，平均畝產超過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生物柴油的技術開展了研究，目前已有年產10萬噸生物柴油的生產能力。我國在雙低油菜與雜種優勢利用的結合上已達到國際先進水平：在油菜、油葵等主要作物上已開發出高含油量品種，含油量高達51.6％；為了不與食用油和工業用油爭原料，還開發了利用麻瘋樹果實、黃連木籽等能源作物生產生物柴油的技術，初步具備了商業化發展的條件；在利用季節性農閑地種植油菜生產生物柴油方面具有很大潛力。
四、生物質產業在中國未來的前景
以生物質為原料生產綠色能源和環境友好產品是人類實現可持續發展的必由之路，已成為世界科技領域的前沿。隨著經濟的發展和社會的進步，世界各國將會更加重視環境保護和全球氣候變化問題，通過制定新的能源發展戰略、法規和政策，進一步加快生物質產業的發展。
從目前生物質的資源狀況和技術發展水平看，今后發展的主要趨勢是發電、供熱、生產液體燃料和生物質材料等。最近20多年來，生物質技術發展很快，產業規模、經濟性和市場化程度逐年提高，預計在2010～2020年間，大多數生物質技術可形成較強的市場競爭力，在2020年以后將會有更快的發展，并逐步成為主導產業。
生物質產業正成為朝陽產業。在中國發展生物質產業具有深遠的意義，不僅有利于解決資源、能源短缺和環境污染問題，更是解決好“三農問題”、加快社會主義新農村建設的戰略舉措。中國政府高度重視生物質產業的發展。已經研究制定了一系列促進生物質產業發展的相關政策。
加強生物質技術研究與工程集成，在固化成型、燃燒、沼氣、燃料乙醇、生物質材料等方面的關鍵技術研究和裝備開發方面取得突破性進展，創新一批具有自主知識產權的技術和產品；推廣一批先進的生物質工程技術；建成一批生物質產業化示范工程；開展我國農業生物質資源現狀調查，初步查清我國生物質資源的擁有量和分布情況，建立生物質資源數據庫，促進我國農業生物質產業的形成與發展。
全面推進生物質工程科技創新，在生物質能源轉化和材料利用等方面達到國際先進水平，部分技術達到國際領先水平，增強我國農業生物質產業的國際競爭力。提高生物質能和產品在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題；基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。
以科學發展觀為統領，以國家目標和市場需求為導向，針對我國生物質產業發展的關鍵環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發為切入點，通過技術研究、集成和重點突破，創新生物質工程技術，加快生物質科研成果轉化，促進生物質產業化進程，為建設社會主義新農村、為提高國家能源保障能力、為全面實現資源節約型和環境友好型社會建設目標提供重要的科技和產業支撐。
我國政府及有關部門已連續在四個國家五年計劃將生物質能利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質能利用技術的研究與開發，如戶用沼氣池、節柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質壓塊成型、氣化與氣化發電、生物質液體燃料等，取得了多項優秀成果。《可再生能源法》的和實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能在現代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優惠支持，“農林生物質工程”也已經成為“十一五”國家科技支撐計劃重大項目。
對國際上生物質產業發展趨勢和中國生物質產業發展現狀，以及需要解決的緊迫問題與薄弱環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發，增強我國農業生物質產業的競爭力，提高生物質能和在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題，基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。雖說生物質產業是世界發展和新興的朝陽產業。但其當前成本與價格尚難與石油基產品競爭。
利用取之不盡，用之不竭的農林生物質生產材料和石油化工產品是綠色化學的重要研究方向。
