生物质是唯一一种可以提供气体、液体和固体3种形态燃料的能源资源，具有其它可再生能源无法比拟的优势，在未来的能源体系中占有特别重要的地位。然而，由于生物质能资源具有分散性、季节性、高含水率和低能量密度等特点，其收集、运输和存储成为规模化利用的难点：生物质资源的多样性使生物质能转化技术复杂多样：某些生物质能在加工转化过程中还可能引发一些生态环境问题。这些问题在一定程度上阻碍了我国生物质能技术及其产业化的健康发展。本文从我国的生物质资源条件、发展生物质能产业对生态环境的影响、技术路线选择和产业发展模式等方面做了粗浅分析并提出一些建议。
1、我国生物质能资源的利用
我国生物质能资源丰富，目前可转换为能源的资源潜力约4亿t标准煤，主要为各类废弃生物质资源、能源作物／林木和非粮作物类3类(表1)。远期可开发量约为10亿t标准煤。新增部分主要为造林面积增加、边际性土地利用和城市生活垃圾处理。
由于各类生物质资源的基本特征和分布特点
不尽相同，因此，在利用方式上应有所区别。
1.1分布式高效利用废弃生物质资源
废弃生物质资源包括剩余秸秆、农林加工剩余物、畜禽粪便和生活垃圾等。这类资源的特点是总量较大、分布分散，发展分布式高效清洁能源利用的前景广阔，充分和优先利用此类资源有利于促进资源综合利用和环境保护，30码期期必中生产销售的秸秆颗粒机、秸秆压块机专业压制生物质颗粒燃料成型机械设备。
1.2规模化利用能源作物／林木
能源作物／林木的可获得性较秸秆好，适于发展具有一定规模的能源利用。目前我国的能源林业产业尚未形成，2010年建成的麻疯树等木本油料林约80万hm2，到2020年，全国能源林培育总规模可达到1 300万hm2，其中木质能源林890万hm2，油料能源林约410多万hm2，相当于年产出3 500万t标煤和670万t生物柴油。除此之外，我国可用于生物质能源作物生产的林地资源还有3 870万hm2。我国应积极稳妥发展能源林业，扩大生物质能的资源基础。
1.3合理开发利用非粮作物
非粮作物类包括甜高梁、木薯、甘薯等，要坚持合理开发利用边际土地资源生产非粮食类生物质，不占用耕地，不破坏森林、草地和自然生态环境。
边际性土地是指那些尚未被利用，自然条件较差，而又能产生一定生物量，有一定生产潜力和开发价值的土地。这类土地暂不宜开垦为农田，但可以生长或种植某些适应性强的植物。我国现有的后备土地资源包括荒草地、盐碱地、沼泽地、裸土地、苇地、滩涂和其他未利用土地7类，总量为8 874万hm2。其中以坡度<15°的荒草地、轻度盐碱地、可围垦滩涂等3类土地的立地条件最好，可作为中国中长期能源作物种植的发展用地。据测算，我国宜耕边际性土地资源的数量约为2 400万hm2。
显然，与其它能源相比，生物质能资源相对有限。由于土地和粮食问题的制约，利用粮食原料生产能源不是生物质能的发展方向。但是，粮食问题也不应成为否定发展生物质能源的理由。
2、发展生物质能源对生态环境的影响
2.1促进废弃生物质的能源化利用具有能源和环境的双重效益
近年来，对发展生物质能源可能引发的生态环境问题一直存在争论，有观点认为，大规模开发能源植物会破坏生态环境、增加温室气体排放。事实上，生物质能利用过程中能量的投入产出比和减排效果是十分复杂的问题，一般取决于3大因素：生物质资源（能源植物）的生产模式、利用过程的能源转化效率以及能源或材料的替代模式。但针对农林废弃物和生活垃圾的能源化利用技术，其结果肯定是正面的。我国每年农业废弃物产量约7亿t，就地焚烧量高达1.5亿t，排放出大量的C0：，CH4以及悬浮颗粒等有害物质，对居民身体健康、高速公路和民航的安全运行造成极大影响，充分利用这类资源能够带来能源和环境的双重效益。
2.2发展能源植物和能源作物应充分考虑其减排能力的不确定性
能源植物和能源作物的减排能力有很大的不确定性。发展能源植物必须考虑以下几个问题：原有植被的固碳能力是否被破坏以及破坏程度、能源植物生长效率以及对周围其它植物和地下水的影响、其能源利用率及加工过程中化石能源的消耗比例等。发展能源作物则需考虑：是否破坏了耕地固碳能力以及破坏程度、能源作物生长效率及化肥使用程度、能源利用率及加工过程中的化石能源消耗。此外，发展能源藻类对生态环境的影响相对可控，因此争议较少。
2.3科学评价开发过程中的环境问题和二次污染
由于开发生物质能过程中可能存在的环境问题，在项目实施之前必须对生物质原料生产过程中可能出现的生态环境问题，以及生物质原料转化为高品位能源过程中可能产生的二次污染问题做出科学的评价。
3、发展生物质能的技术路线选择
3.1近期应推广应用成型燃料、气化供气和各类沼气技术等成熟技术，未来的发展方向是生物质液体燃料的开发
生物质能与其它可再生能源的最大区别：一是利用生物质能源可以获得气、液、固3种形态的物质能源：二是生物质资源的多样性导致了其利用技术的复杂性和产品的多样性。如生物质能转化技术就有物理转化、化学转化、物理化学转化、生物转化等多种形式，利用这些技术可以获得固体、液体和气体燃料，当然也可以获得电能。生物质能的利用工艺过程如图1所示。
根据图1，可以归纳出开发生物质资源的3条总体技术路线：一是依托农作物秸秆和林业剩余物生产气、液、固3种形态的生物质燃料；二是利用能源植物生产液体燃料及其它化学品：三是利用畜禽养殖剩余物、生活垃圾和高浓度废水生产沼气和氢气。生物质能利用技术的复杂性以及诸多关键技术问题尚未解决的现实，决定了目前只能依靠相对成熟的技术来生产生物质能产品，以解决农村居民对优质清洁能源日益增加的需求。同时，通过资源的综合利用解决环境问题。可以预计，在2020年之前成型燃料、气化供气和各类沼气技术仍然是生物质能推广应用的主要技术。随着时间的推移和研发的不断深入，生物质液体燃料技术将逐渐成熟，其成本也会不断降低，生物质液体燃料将成为交通燃料的主体。
由图2可知，化学合成技术是生产生物质液体燃料的主体技术。但是，由于生物质成分复杂以及经处理的生物质物料中有效中间产物含量较少，制约了目标产物的收率并给产物提纯带来困难。因此，以目前的技术水平，进行大规模的液体燃料示范有较大的技术和资金风险。
3.2各种生物质制液体燃料的关键技术亟待突破，需采用跨学科研究的方式加以攻克
目前我国各种生物质能利用技术概况如表2所示。
由表2可知，生物质能利用技术路线复杂，生物质能利用的关键技术难题甚多，涉及的关键技术领域主要包括：混合燃烧技术及设备；纤维素燃料乙醇综合技术：纤维素催化合成燃料油综合技术：直接液化制生物油的脱氧加氢技术：间接液化中的气化气净化、重整和组分调整技术；催化剂技术：高耐磨成型燃料技术设备：多原料混合厌氧发酵系统技术装备：生物制氢技术：微生物制油技术等。这些技术难点均非一门学科所能解决，涉及多学科的交叉融合，因此，需要加强跨学科研究才能真正突破技术核心问题。
4、发展生物质能产业的关键问题
生物质能是我国发展可再生能源的重点之一，国家《可再生能源中长期发展规划》明确指出：“到2010年，生物质发电总装机容量达到550万kW，生物质固体成型燃料年利用量达到100万t，沼气年利用量达到190亿m3，增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万t，生物柴油年利用量达到20万t。到2020年，生物质发电总装机容量达到3 000万kW，生物质固体成型燃料年利用量达到5 000万t，沼气年利用量达到440亿m3，生物燃料乙醇年利用量达到1 000万t，生物柴油年利用量达到200万t。”但到目前为止，除了生物柴油年利用量超过指标外，其他各项距达标要求均相差甚远，这表明我国生物质能的产业化发展遇到了重大困难。究其原因主要有4个方面。
4.1资源收购难，产业规模小
我国生物质资源分布分散、收集运输成本高，而农业现代化程度低又使农业废弃物的规模化供应十分困难。按每年种植1次计算，我国农业地区理论秸秆产量可达750 t/km2。实际上，即使在农业非常集中的地区，秸秆产量也只有300 Ukm2左右，大部分地区平均在100～120 t/km2。在半径10km的范围内，如果秸秆利用率以30%计算，一般农业地区可获得的原料仅有5万~7万t;10 km以内可以用农用车运输，运费约为30元/t;10 krri以上一般需要专用运输工具，运输费达50～60元／t。而秸杆的卖出价则是由农民自己决定的，当秸秆在某一区域内成为紧缺商品时，价格会迅速上涨。另外，我国现有的生物质能开发企业大多为中小企业，其生产运营极易受原料来源、价格等因素的影响。在生物质原料收储运体系尚未建立的情况下，原料价格上升、收购半径过长和原料来源不稳定都会造成企业生产成本高、产出不持续、回报率偏低等问题。这些问题反过来又制约了企业的规模，阻碍了整个生物质能产业的发展，形成恶性循环。
4.2政策不完善，规范难执行
尽管我国针对生物质能的发展已经出台和发布了一系列有关法规和政策，但从总体上只是框架性的政策法规，缺少细则，可操作性较弱。同时，现有政策对电网使用生物质电力的激励性和强制性不够，资金补助政策也还没有起到鼓励用户使用生物质能产品的作用。如财建[2008]735号文件《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》明确了秸秆能源化利用的支持条件，立意是好的，但是秸秆利用厂家在获得这部分补贴资金后，部分用于补充生产亏损，部分成为自己的利润而不会促成产品价格的降低，资金补助政策无法起到鼓励用户使用生物质能产品的作用。如果获得补贴的厂家将产品销往国外，无疑相当于我国将这部分补助资金补贴给国外用户。
在技术规范和标准方面，虽然我国近年来的农村能源标准化建设较快，但总体上生物质能的技术标准、规范建设还不能满足生物质能产业发展要求。由于缺乏监管，已有的技术规范也难以得到真正的执行。
4.3核心技术缺乏，系统优化集成研究不够
生物质能利用技术路线十分复杂，往往涉及若干个单项技术，只有将这些单项技术进行合理组合才能获得具有统一整体功能的新技术。如生物质气化合成液体燃料技术包括气化技术、脱硫脱焦技术、气体重整技术、催化剂技术、精制技术等等，任何环节的薄弱都会制约系统技术设备的运行效率。目前，我国生物质能技术创新实力较弱，先进的技术设备和高科技材料基本来自国外，在系统集成研究上也远远落后于其他发达国家，严重制约了生物质能产业的发展。
4.4生物质能资源特点与传统工业模式矛盾突出
生物质能的资源特点是资源分散、季节性强且能量密度低，这种资源特点适于利用简单技术设备就地化生产，这与我国传统工业模式出现了矛盾。基于我国的实际情况，追求单一项目的规模效益的结果是没有效益。发展分布式生物质能利用方式，形成整体效益是我国相当长一段时间生物质能产业的重要特征。但是地方政府只重视大项目而忽视小项目，使生物质能分散利用无法实现，因项目规模较小，投融资也变得十分困难。
5、促进生物质能产业发展的建议
解决上述问题，促进生物质能产业健康、快速发展，应在以下几个方面开展深入细致的工作。
5.1明确战略定位
新能源与可再生能源将最终作为替代能源促进人类文明进步和经济社会发展。但生物质能源产业对优化能源结构、保证国家能源安全的作用是逐渐显现的，其战略地位应进一步得到明确。就现阶段而言，生物质能在我国能源体系中的份额很小，其产业发展应主要定位于改善农村的用能结构和促进新农村建设，进而促进“三农”问题的解决。此外，发展剩余秸秆和畜禽粪便的能源转化能够减少对环境的污染，并通过替代部分化石能源降低温室气体排放，缓解因大量消耗化石资源带来的环境问题。
5.2明确发展重点
目前，我国的生物质能资源还是以农业废弃物、畜禽粪便、有机垃圾为主。农业废弃物、畜禽粪便主要来自于农村地区，当以这两种资源为原料时，应重点发展秸秆和畜禽粪便生产沼气、成型燃料和气化气，以实现生物质能产品的低成本生产，满足农村居民对优质清洁能源的需求：科学研究也应该把分散式利用技术研究和产品创制及装备的集成化研究放在首位。有机垃圾主要以城镇居民生活垃圾为主，应该在垃圾分类基础上，根据原料特点分别开展高热值垃圾的供热和餐厨垃圾厌氧发酵制沼气的试点示范，总结经验，逐步推广。农林产品加工剩余物多集中在企业，但总量不大，企业可以结合自身的实际需求和生产特点开发利用这部分资源。前已述及，能源作物、植物的规模化生产还有很多不确定性，现阶段这一领域的主要工作应该放在基础研究、小规模示范上。盲目贪大的结果不仅造成资金浪费，还可能造成难以修复的生态问题，即便没有生态问题，也会因效益低下动摇人们发展生物质能产业的信心。
5.3突破产业瓶颈
一是解决原料收集问题。原料的收购价格是影响产业成本的关键因素之一，开发适于不同生物质的专用收集设备，建立完善的原料收储运体系十分迫切。事实已经证明，完全的市场化运作模式无法保证生物质原料价格的相对稳定，各级地方政府应在其中发挥一定的作用。
二是解决技术瓶颈问题。对相关基础理论、应用技术和关键装备3个层次进行深入研究，解决关键难题并在此基础上有针对性地开展示范，完善技术设备，评价技术经济性。尤其要加强跨学科的合作研究，通过系统优化集成提高生物质能的利用效率。
5.4确立商业模式
生物质资源主要来源于农村，生物质能产业应建立在现代化农业基础之上，并与现代能源工业模式相适应，根据农业生产特点和未来现代化农业的发展方向逐步建立适宜的生物质能产业发展模式是一个相对漫长的探索过程，需要各级政府大力支持和引导。
5.5完善政策机制
逐步完善生物质能政策法规，构建完备立法体系。以《可再生能源法实施细则》等相关配套性规定为基础，进行生物质能专门立法，提高政府、企业和社会的生物质能法制意识，促进相关立法的有效实施。
制定切实可行的激励政策和支持政策。完善生物质发电上网电价补贴政策：鼓励企业加大对生物质能关键技术研发的投入：全面调动民众发展生物质能的积极性，积极发展生物质能非政府组织(NGO)，实现以政府力量为主导、NGO相配合的双层体制，三门峡30码期期必中生产销售的木屑颗粒机、秸秆压块机专业压制生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料出售。
