生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。一般来讲，生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源，主要包括农业生物质资源、林业生物质资源和工业废水及城市固体废弃物，通过燃烧、热化学法、生化法．化学法和物理化学法等利用技术，可转化为二次能源，分别为热量或电力、固体成型颗粒燃料（木炭或成型颗粒燃料）、液体燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和气体燃料（沼气、生物质燃气和氢气等），秸秆颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料如下所示：
自20世纪70年代以来，为了应对日益突出的能源危机和气候变化，世界各国高度重视生物质能的开发与利用，提出了明确的发展目标，制定了完整的法规和政策体系，生物质能技术水平不断提高，产业规模逐渐扩大，成为促进能源多元化和实现可持续发展的重要途径之一。中国能源储备少，产量低，而需求却在大幅增加，供需矛盾日益尖锐。
生物质能具有清洁、安全、可持续等特点，开发和使用生物质能，符合可持续的科学发展观和循环经济理念。针对国内外能源供求紧张的形势，开发利用生物质能，既是实行能源战略多元化，解决中国能源问题的有效途径，又是拓展农民就业领域，促进农民增收的重要渠道。中国政府历来重视生物质能的开发利用，自20世纪70年代以来，先后实施了一批生物质能利用研究项目和示范工程。“十一五”期间，国家又将生物质能的开发利用列入“国民经济和社会发展第十一个五年规划”。但是，目前中国生物质能发展还存在着发展方向不明等问题。本文综合地分析了中国生物质能资源、产业发展现状和政策环境，指出了未来发展趋势，以期为国家制定政策提供参考。
1、中国具有丰富的生物质资源
中国生物质资源量巨大，约有7亿t标准煤可作为能源利用。其中，农作物秸秆年产量约6亿t，其他农业废弃物约1.3亿t。畜禽粪便和农产品加工业废水经过沼气化处理后，理论上可以生产沼气约750亿m 3。林业生物质资源每年可用于能源用途约3亿t。城市固体废弃物年产生量约1.5亿t。
1.1农业生物质资源
农业生物质能资源包括农作物秸秆、农产品加工业副产品、畜禽粪便和能源作物。农作物秸秆和农产品加工业副产品可用于发电或固体成型，畜禽粪便通常用于发酵制取沼气，能源作物用于生产生物液体燃料。
2005年中国小麦、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯类、油料等主要农作物产量达5亿t，经计算秸秆产量约6亿t。目前秸秆的用途主要是作为饲料、肥料和工业原料以及农村居民生活燃料等，其中有1.5亿～2亿t可能源化利用。
农产品在加工过程中产生的剩余物主要包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等，年产量约1.3亿t。
中国畜禽喂养方式一般分为两种，一种是传统的分户圈养．主要适用于小型养殖场和家庭，易于发展农村户用沼气。截至2005年底，中国生猪分散养殖厂0.9亿户，奶牛和肉牛0.157亿户，蛋鸡和肉鸡0.85亿户，羊0.26亿户，考虑混合养殖、气候和社会经济等因素，约有1. 46亿农户适宜发展沼气。另一种是集约化规模饲养，主要在大中型养殖场，对牛（奶牛和肉牛）、猪和鸡（蛋鸡和肉鸡）采用圈养方式，粪便集中，易于收集。根据这些畜禽的存栏数、品种、体重、粪便排泄量等因素（表1），可估算出畜禽粪便资源的实物量。2005年全国猪、牛、鸡三大类畜禽规模化养殖场约391万处，存栏量约1.4忆头猪单位（换算比例：30只蛋鸡折算成1头猪，60只肉鸡折算成1头猪，1头奶牛折算成10头猪，1头肉牛折算成5头猪），畜禽粪便资源的实物量为10,9亿t，理论上可生产650亿m3的沼气。其中，大中型（养殖出栏3000头猪单位以上）约11952处，养殖量约7528万头猪单位，畜禽粪便资源的实物量为138亿t。
中国适宜种植的能源作物主要有甜高粱、木薯、甘薯、油菜等草本能源作物和麻疯树、黄连木、油棕等木本能源作物。由于中国人口众多，人均耕地占有面积少，发展能源作物必须避免与粮争地和与人争粮的问题，种植能源作物必须利用未利用土地资源。据测算，中国有各种荒地约2.88亿hm2。其中，宜农荒地l亿hm2；荒草地0.49亿hm2；盐碱地0.1亿hm2；沼泽地0.04亿hm2；宜林荒地1. 25亿hm2，在上述荒地中约2亿hm2可用于能源作物的种植。
1.2林业生物质能资源
根据2003年第六次全国森林资源清查资料，中国森林面积约17490.9亿hm2，活立木总蓄量136.2亿m3。其中，作为森林资源的重要组成部分，灌木林是4529.7万hm2。据分析，中国目前每年可提供林业资源约9亿t，其中可作能源用途的资源约3亿t，包括林加工剩余物约2000万t，薪炭林约2270万t，用材林约11790万t，灌木林约3390万t．疏林约720万t以及其他林木废弃物等。
1.3农产品加工业有机废水
农产品加工业有机废水主要是指酒精、酿酒、制糖，食品、制药、造纸和屠宰等行业生产过程中排出的废水。通过对酒精、制糖、啤酒、黄酒、白酒、淀粉、味精、饮料和造纸等10多个轻工业行业，以及制药、屠宰、面粉、植物油、酱油、食品罐头、石化、天然橡胶和糠醛等10多个非轻工业行业的初步统计，目前全国年产有机废水25.2亿t，废渣0.7亿，可获得沼气资源量为106.8亿m3。
1.4城市固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构，城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。2003年，中国城市垃圾清运量达1.486亿t，平均热值4.20 kj/kg左右口。随着城市化水平提高，城市数量和城市规模的不断扩大，以及经济的发展和人们生活水平的提高，城市固体废物的排放量也将不断增加。
2、中国生物质能产业发展现状
近年来，中国生物质能利用取得了一定的成绩；沼气产业基本形成，燃料乙醇年生产能力已达到102万t，开发了甜高粱茎秆等非粮作物生产燃料乙醇的技术；秸秆直燃发电示范工程正式并网运行。
2.1沼气产业
“十五”期问，国家累计投资34亿元专项支持沼气建设，直接受益农户达374万户。截至2005年底，全国农村户用沼气池已发展到1807万户，年产沼气总量约70亿m3，折合标准煤约500万t，可以替代1540万t原煤；全国建成养殖场沼气工程3556处，年产沼气总量约
2.3亿m3，可替代标准煤约17万t。
2.1.1农村户用沼气
农村户用沼气系统是把人畜粪便投人沼气发生装置，在厌氧条件下经发酵生成沼气，为农户提供生活燃料，同时副产的沼液和沼渣可以作为有机肥料部分替代化肥。经过多年的研发，中国农村户用沼气技术已经成熟。在池型方面，已经研制出适应不同气候，原料和使用条件的标准化系列池型。在建池方面，目前广泛采用混凝土现浇施工工艺．组装式沼气池正在发展，沼气池使用寿命达到20a以上。在使用管理方面，开发出了各种方便实用的进出料装置和工具，由大进料大出料发展到随时进料，自动半自动出料，使沼气池的使用管理变得更加简单易行。在综合利用方面，形成了北方“四位一体”、南方“猪沼果”、西北“五配套”等为代表的能源生态模式。沼气产业规模发展不断扩大，沼气灶具及其配套产品年生产能力已达到500万套，沼气产品基本实现了标准化生产，工程实现了规范化设计和专业化施工。此外，目前还出现了秸秆沼气技术，已在全国100多个村进行示范推广。
2.1.2养殖场沼气工程
养殖场沼气工程是以规模化畜禽养殖场粪便和污水的厌氧消化为主要技术环节，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。主要包括前处理设施、厌氧消化系统、沼气利用系统、后处理与综合利用系统等。目前，养殖场沼气工程的功能已开始从单纯获取能源和简单的污染物处理逐步转向以保护和改善生态环境为主。通过养殖场沼气工程的建设，把畜禽养殖业产生的废弃物转化为可利用的清洁能源（沼气或沼气发电）和优质有机肥，实现了畜禽粪便的变废为宝和养殖企业的持续增效，形成了“资源一废弃物一再生资源”的循环利用模式。
2.2生物液体燃料产业
中国生物液体燃料发展也取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。
2.2.1燃料乙醇
“十五”期间，中国在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，生产能力达到102万t/a，并从2002年开始，先后在东北三省以及河南、安徽、山东、江苏，湖北、河北等九省区分两期进行了车用乙醇汽油试点和示范，取得了良好的效果。中国总体上人多地少，农业后备资源不足，在较长的一段时期内，中国的粮食供应将处于紧平衡状态，使用玉米等粮食作物为原料发展生物质能的空间十分有限，必须利用未利用土地资源发展非粮作物的能源作物。为保证原料来源，已开发出高品质的“醇甜系列”甜高粱品种；自主开发的固体、液体发酵工艺和技术已达到应用水平，并在黑龙江省建成年产5000 t的甜高梁茎秆生产乙醇示范装置。当前甜高梁乙醇生产技术尚存在一些问题需要解决，如资源储存、保鲜，如何实现全年连续生产等。
另外，中国在利用纤维素制取燃料乙醇技术方面也取得了一定的进展。国家“863”课题“纤维素废弃物制取乙醇技术”通过生化法和热转化法的有机结合，试验规模达到600t；中石油在吉林燃料乙醇公司开展了以玉米秸秆为原料的年产3000 t乙醇燃料工业化示范项目研究论证；河南天冠集团与山东大学、河南农业大学合作，在纤维素原料预处理和乙醇转化技术开发方面取得一定的突破；安徽丰原集团与国内有关大专院校在原料预处理、纤维素酶的培育等方面也取得初步成果。但是，从总体来说，该项技术尚不成熟，诸如预处理、纤维素酶和多糖发酵等关键性问题尚待研究解决。
2.2.2生物柴油
目前，中国已有10多家柴油生产厂，大部分以工业废油和废食用油为原料，生产规模都在2.0万t/a以下，生产的生物柴油尚未进人运输燃料系统，直接供应给运输企业或作为工厂和施工机械的动力燃料。生物柴油生产需要稳定的油脂原料供给，但中国是油脂资源短缺国家，近年来植物油进口量都在数百万吨，而且还呈现上升趋势。因此，仿效西方发达国家，依靠扩大油料作物种植获取油脂资源，并不符合中国国情。中国宜林地丰富，应重点发展木本油料作物。近年来，林科院、四川大学等单位对麻疯树、光皮树、黄连木等能源作物进行了大量的研究，建立了原料种植、品种选育、油料加工、生物柴油转化及综合利用的技术推广体系，为产业化发展奠定了良好的基础。另外，中国长江中下游地区约有1861.98万hm2冬闲田，可用于种植油菜。
2.3生物质发电产业
中国生物质发电技术可分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、气化发电和沼气发电。到2005年底，中国生物质发电装机容量约为2000MW。其中，蔗渣发电约1700MW，垃圾发电约200MW，其余为稻壳等生物质气化发电和沼气发电。蔗渣发电主要集中在广东、广西和云南等地区，多为糖厂自备电厂，锅炉大多为中压或次中压层燃炉，亦有使用流化床燃烧炉。
中国第一批秸秆生物燃烧发电厂在河北省石家庄晋州市和山东省菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12MW和25MW，发电量分别为1.2亿kW·h和l.56亿kW·h，年消耗秸秆20万t，其中单县电厂已经点火运行。国能生物发电有限公司相继在江苏、安徽、河南、吉林和黑龙江等省投资建设一批生物质电厂，2006年约有5个项目投产发电。另外中国节能投资公司拟在江苏宿迁和句容市投资建设两座生物质直燃发电厂，已于2005年12月开工，其中宿迁项目已点火投产。目前，秸秆直燃发电技术仍存在着缺乏核心技术和设备、发电成本偏高，秸秆收储运困难等问题。
国内相关机构也正在开展生物质与煤混合燃烧研究。清华大学热能工程系与秦皇岛福电集团在75 t/h燃煤循环流化床锅炉上进行了混燃发电试验，结果表明，混燃比小于20%时，燃煤锅炉无须任何改进即可稳定运行。2005年+中国首台煤粉秸秆混燃发电机组在山东枣庄华电国际十里泉发电厂成功投产。该厂增加一套秸秆收购、储存、粉碎、输送设备，同时在5号锅炉对角增加两台秸秆燃烧器，并对供风系统及相关控制系统进行改造。改造后的锅炉在基本保持原锅炉的性能及参数不变的情况下，既可以混燃秸秆，也可以单独燃烧煤粉。按年运行7236h计算，改造后的机组每年将燃用10.5万多t秸秆，相当于减少7.56万t原煤消耗。但是，由于存在难以准确计量等问题，混合燃烧无法享受到补贴电价，制约了此项技术的推广。
在气化发电方面，中国已研制的中小型生物质气化发电设备功率从１kW到2000 kW。从气化炉的结构上看，有开心式气化炉、下吸式气化炉和循环流化床气化炉。从气体内燃机上看，有单燃料气化内燃机和双燃料气化内燃机，单机最大功率为700 kW。目前，中科院广州能源所承担了国家863计划“3Mw生物质气化发电工程技术”项目已经通过科技部的验收，在江苏兴化建设的示范电站装机容量为5 MW，气化效率最高达78%，燃气机组发电效率为29. 8%，系统发电效率27. 8%，系统运行成本0.40元/kW。
中国沼气发电技术的研究与应用已有几十年的历史，随着大中型沼气工程建设数量的增加，沼气发电越来越受到人们的重视。中国一方面积极引进了国外先进技术。兰州花庄奶牛繁殖中心引进了捷克Tdom沼气热电联产设备，实现了并网发电，解决了厂区停电和牛粪污染问题。另一方面，经过科技攻关，国产沼气发电机组也已基本成熟，维柴、胜动等厂家生产的燃气发电机组，其技术性能指标已接近国际先进水平。
2.4生物质固体成型颗粒燃料
中国生物质固体成型技术的研究开发已有二十多年的历史，20世纪90年代主要集中在螺旋挤压成型机上，但存在着成型筒及螺旋轴磨损严重、寿命较短、电耗大、成型工艺过于简单等缺点，导致综合生产成本较高，定的规模，大部分为饲料设备生产厂转型而来；生物质固体成颗粒型燃料目前处于试点示范阶段，30码期期必中生产销售的秸秆颗粒机、秸秆压块机是客户们不错的选择。
3、中国生物质转化利用技术评价
从“七五”以来，国家组织生物质能转化利用技术的科学研究和科技攻关，沼气技术已走在世界前列；秸秆气化及发电、燃料乙醇、生物柴油等技术均取得明显进展，但与发达国家相比仍有一定的差距。除了经济发展水平和政策因素外，缺乏先进、可行的工艺技术支撑，是直接制约生物质资源大规模高教利用的原因，不同生物质能利用技术的特点、适用场合和存在问题见表2。从表中可以看出，直燃发电存在着核心技术未成熟、气化发电存在着燃气质量低等问题。解决途径包括加大科研力度，引进国外先进技术等。
4、中国生物质能产业发展前景
4.1良好的宏观政策环境逐渐形成，为生物质能产业提供了良好的发展机会
自2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》生效以来，国家有关部门相继出台了《可再生能源发电有关管理规定》等配套实施细则，重点支持可再生能源发电技术；财政部也发布了财税支持政策r33；农业部也适时发布了《农业生物质能产业发展规划》。上述政策措施的出台，无疑有利地保证了投资人的利益，生物质能的开发利用迎来前所未有的历史机遇，这将全面促进中国生物质能产业的发展。
4.2技术水平不断提高，产品领域深入拓展
随着生物质能开发利用产业的发展，相关技术将得到长足的发展，主要有：纤维素分解生产乙醇技术，低成本、高教水解酶技术，工业规模甜高粱生产乙醇的成套设备和工艺技术，高产、优质宙油能源作物育种、育苗和大面积栽培技术，高产木质能源林的育种、育苗和大面积栽培技术，生物质发电锅炉，小型生物质发电成套设备，大璎沼气工程成套设备，生物基化工产品等。
4.3大型企业积极参与，促进产业进入快速发展阶段
目前，从事生物质能产业的企业不再仅是中小企业，国有大型企业和跨国公司也参与进来，极大地促进了产业的发展，生物质能产业呈快速发展趋势。例如，中粮集团已将生物质能作为其重点发展方向，2006年11月，中粮集团在广西的20万t/a燃料乙醇项目正式启动。国能和中国节能投资公司也将生物质直燃发电作为其重点领域。国能生物质发电公司在江苏、安徽、河南、吉林和黑龙江等省相继立项投资建设一批生物质电厂，目前核准项目共22个，其中14个在建、1个投产，预计到2007年年初，将有5个项目投产发电。此外，许多跨国公司对中国生物质能产业也逐渐表现出浓厚的兴趣。
5、结语
综上所述，中国具有丰富的生物质能资源，约有7亿t标准煤可作为能源利用。中国的生物质能产业发展初具规模，积累了一些成熟的经验，但不同技术的产业化现状并不平衡，少数生物质能转化利用技术已经比较成熟，通过政府提供补贴等经济激励政策，实现了产业化应用，如农村户用沼气、养殖场沼气工程和秸秆发电技术；一批生物质能转化利用技术正处于试点示范阶段，或正进入商业化早期发展阶段，在最近5～15年将实现产业化，如生物质发电技术、生物质固体成型颗粒燃料技术、秸秆生物气化技术、生物燃料乙醇和生物柴油技术等；某些利用技术还存在诸如技术及成本等问题，影响了推广应用，如秸秆热解气化技术和生物质快速热解技术等。此外，还有一些生物质能转化利用技术正处于研发阶段，有望在未来20年内取得突破，实现商业化应用，如纤维素降解制取乙醇等技术。
农村户用沼气、固体成型颗粒燃料技术、秸秆生物气化技术等可为农村居民提供优质的生活用能，替代传统的低效燃烧方式，未来发展潜力巨大，应根据全国各地的资源禀赋、生活习惯、经济发展状况，技术成熟程度和经济性，因地制宜分阶段、分步骤进行发展；生物燃料乙醇和生物柴油技术发展前景较大，但规模受原料来源所限
（土地资源与国家产业政策的影响）；养殖场沼气工程作为畜禽粪便治理的有效手段，其环境效益高于能源效益，未来需求量较大；此外，纤维素降解制取乙醇和费托合成被认为极具发展潜力，将是未来可能的发展方向。
因此，根据中国基本国情，发展生物质产业，一方面要立足中国农作物秸秆、畜禽粪便和农产品加工副产品等农业废弃物量大面广、利用率不高、环境污染严重的现实，坚持以解决农村生活能源为重点，促进农村用能结构、乡村面貌和生态环境的同步改善，重点发展农村沼气、秸秆固体成型等技术，剩余部分用于发电；另一方面，应替代化石能源，缓解化石能源供应紧张局面，优化能源结构，保障国家能源安全，重点发展生物燃料乙醇
和生物柴油技术。
国家相继出台了促进生物质能产业发展的政策措施，大型企业积极参与生物质能产业的开发，在国家提出节能减排的大政策环境下，生物质能产业迎来了前所未有的发展机遇，必将成为中国国民经济新的增长点之一。
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