生物质能[中国农村地区生物质能的开发和应用研究]
生物质能；生物质能；农村地区；发展
一、我国农村生物质能利用的现状
全国耕地面积654.38+0.837亿亩，盐碱地约654.38+0.487亿亩。农民是土地的真正主人和耕种者。多年来，自由式耕作方法一直在中国农村地区实行。种什么，种多少取决于农民。对于培育蓖麻、甜高粱、木薯、麻疯树、棕榈、紫苏等非粮生物质能源的原料，没有统筹安排，农业产业化格局尚未形成，一些未开垦的土地没有得到合理利用，农村发展生物质能源的潜力很大；多年来，中国政府大力倡导在满足城市居民口粮的基础上，挖掘闲置土地，大规模种植非粮生物质可燃原料，根据农村的具体情况合理安排土地资源，走高效低碳环保的可持续发展之路。通过努力，我们已经取得了初步成果。中国从南到北建立了许多非粮生物质燃料原料生产示范基地，加快了农业结构调整的进度；中国农村传统的能源转换形式是直接燃烧秸秆作物取暖和做饭。这种高污染、低热量的极其落后的能源利用方式，造成了资源的浪费和严重的环境污染。目前，适合我国农村生物质能发展的非粮物质很多，根据生物质的特性和转化方式可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三种。
第二，固体生物质燃料
固体生物质燃料是指农作物秸秆、木柴、树木、谷壳等可燃物质。我国农作物年产量仅秸秆就可达7亿吨，稻壳、蔗渣等农业加工剩余物可达8400万吨，薪柴和林业加工废弃物可达654.38+5800万吨。在可开发的生物质资源中，能源作物的种植和开发潜力巨大。农作物秸秆40%用作饲料、肥料和工业原料，60%可用于能源开发利用，约相当于2654.38+1亿吨标准煤。薪材也是一种重要的生物质资源，有40%的森林剩余物可供利用，相当于约3亿吨标准煤；大量的农业副产品残渣和废弃物中蕴藏着巨大的生物质能，这为生物质能的利用开辟了一条重要的途径。
目前我们采用一种新的技术，将秸秆、稻壳除湿去杂，在一定的温度和压力下压缩成煤球、棒、颗粒。提高了秸秆的运输和储存能力，改善了秸秆的燃烧性能，提高了利用效率。在生物质资源相对集中的中国农村，可以就地取材，降低成本。利用小型生物质发电设施，通过焚烧秸秆和填充木屑进行发电，既能实现废物利用，又能减少发电过程中的环境污染。此外，现有的农村发电厂采用木屑和农作物秸秆与煤混合燃烧作为实用技术，提高了农林废弃物的利用率，减少了纯煤燃烧带来的空气污染，减轻了人们对化石能源的依赖。我国在秸秆固体成型生产和应用方面已初步形成一定规模，主要以木屑、秸秆、稻壳、灌木为原料，满足农村居民、农业机械和发电的能源消耗。近年来，国家出台了一系列政策支持农村从事秸秆成型燃料加工企业，特别是鼓励在农村建设小型生物质电厂。目前一般的生物质直燃发电技术比较简单，容易掌握，适合农村发展。中国技术人员开发了适合乡镇使用的小型生物质发电设备，以稻壳、秸秆为原料，因地制宜走发展乡村电厂的道路，为农村节能减排做出了贡献。
三。液体生物质燃料
生物液体燃料是指生物乙醇和生物柴油。生物液体燃料作为化石能源油的替代品，是液体燃料中的理想选择。液体生物燃料来源于可再生能源，其温室气体净排放量几乎为零，是理想的朝阳产业。我们以玉米、甘蔗、甜菜、豆类、食用油为第一代生物燃料原料开发的生产技术已经被淘汰。形成了以秸秆、谷壳、红薯、蓖麻等为原料的非粮生物燃料生产技术，这些原料取自农村，用于农村，成本低，可以形成规模化生产。如果产品有剩余，还可以以商品燃料的形式卖给城镇居民，增加农民收入。第二代生物燃料以秸秆、谷壳、麻疯树、红薯、紫苏、亚麻等非粮植物等农业废弃物为原料，被公认为具有替代石油的巨大潜力，市场发展前景广阔。
因地制宜发展中国农村生物质能源经济。在目前开发的非粮作物中，甜高粱是首选之一，我国北方省份已种植439万公顷。甜高粱是一种耐干旱、耐盐碱的高能作物。每亩可收获粮食0.3吨，富含糖分的秸秆5吨，秸秆榨糖460-660公斤，秸秆粉渣还可用于造纸。它是一种高产多用途的作物。中国北方18省份约5亿亩盐碱地适宜种植甜高粱，具有生产2000万吨甜高粱燃料乙醇的潜力。目前甜高粱采用固体发酵生产乙醇，即将高粱秸秆粉碎，发酵成乙醇仅需40小时，因此我国农村商业化生产甜高粱燃料乙醇指日可待；在福建大面积种植的油料植物如山苍子、油莎豆、油茶和乌桕是生物质燃料的重要供应者。这些作物正朝着短、密、丰、早、无公害方向发展；湖北省将在“十一五”末建设200万亩木本油料基地，种植油茶、油桐等示范园。海南油橄榄椰子示范园也已建成，仅椰子种植就达68.6万亩，年产椰子2.26亿个，占全国椰子产量的99%；广西是中国木薯生产第一大省，木薯年产量800万吨，种植面积400多万亩，占全国的60%以上。广西有3000万亩适合种植木薯的旱地和坡地，相当于生产541，000吨燃料乙醇。北方省份农村种植的甜菜、菊芋、甘蔗、马铃薯等糖淀粉作物也是我国农村生产燃料乙醇的原料，也具有广阔的发展前景。
中国正在开发并投入生产的木质纤维素生物质是世界上唯一可预测的可持续资源，可以为人类提供物质和燃料。中国每年的农林废弃物约为654.38+0.5亿吨。按照四吨生产一吨乙醇的计算方法，中国农村有生产3.75亿吨乙醇的资源潜力。高能量密度的丁醇生物燃料也正在开发中，这是农村发展生物质能的又一新亮点。生物丁醇是一种含四个碳原子的高能燃料，主要来源于甘蔗、甜菜、木薯和速生能源植物纤维素。生产工艺类似于乙醇，乙醇是一种重要的化工原料，用途广泛。此外，生物柴油是除乙醇和丁醇之外的另一种液体生物燃料，其原料来源于动物脂肪、餐饮业废油、农作物和植物。为了生产生物柴油，在不与粮油竞争、不影响食用油供应的情况下，大面积种植乔本含油和木本油料作物，如北方种植的棉籽、亚麻、胡麻和油菜籽，南方种植的油叶、棕榈树和麻疯树。目前，生物柴油的生产已经规模化。由于需要大量的原材料，这个行业也给很多农民带来了新的产业和收入机会。