生态环保图书馆


【题  名】 浅析生物质能源的可持续利用对生态环境的影响

【出  处】 中国新能源网

【日  期】 2018.05.24

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 生物质能源 可持续利用 生态环境保护

【正  文】

 
    近年来,随着煤、石油、天然气等不可再生资源的过渡开采和使用,对生态环境造成了巨大伤害。而生物质既能贡献能量,又能像煤炭和石油那样生产出几百上千种化工产品,因此,发展生物质产业正在成为世界各国的重要发展战略,生物质产业将面临新的历史性机遇。综合阐述了生物质能的意义、发展历史、主要技术与其对生态环境产生的积极影响。
  地球上存在的不可再生资源的储量总是有限的,少则几十年,多则百余年内将消耗殆尽。近年来,随着煤、石油。天然气等不可再生资源的过渡开采和日益紧张,其在地球上的储存量越来越少,且该类资源给地球生态环境带来的影响日趋严重,从资源的合理利用和可持续发展战略的考虑,寻求环保的可再生资源和废弃物的资源化利用迫在眉睫。太阳能、风能等可再生能源自身不能进行物质生产,而生物质既能贡献能量,又能像煤炭和石油那样生产出几百上千种化工产品,因此,发展生物质产业正在成为世界各国的重要发展战略,生物质产业将面临新的历史性机遇。
  国内许多地方在制定“十二五”规划中,也明确指出,要把包括生物质在内的生物质产业作为主攻方向。许多专家预言,生物质产业将是21世纪最富有价值的产业,今后将成为世界各国经济新的生长点,生物质产业化已经遍及生物医药、食品、造纸、印染、制革、纺织、材料、日用化工、环境保护、汽车、包装等众多领域,推动了社会经济发展和人类进步。
  1生物质与生物质能源
  不同国家对生物质有不同的定义。生物质最早作为学术用语出现在1934年俄国人Bogorov在海洋生物协会杂志上发表的有关浮游生物随季节而变化的报告中,其把生物的量称作biomass,以后在学术界就逐渐应用起来[2];美国可再生能源实验室(NREL)把地球上人工栽培及野生繁殖的植物,称为生物质;中国则将所有来源于植物、动物和微生物的可再生的有机物统称为生物质;日本能源学会把生物质定义为储有太阳能的各种生物体的总称;最近EU(欧盟)所属的产业委员会对生物质定义为以可被微生物降解的物质作为原料而形成的物质称生物质;张百良等[3]认为生物质是植物、动物、微生物以及由微生物作用形成的物质。
  能源百科全书中,将能源定义为可以直接或经转换提供人类所需的光、热、核动力等任意形式能量的载能体资源。简单讲,能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源[4]。按照此定义,生物能源是指利用生物可再生原料及太阳能生产的能源,包括生物质能、生物液体燃料及利用生物质生产的能源,如燃料酒精、生物柴油、生物质气化及液化燃料、生物制氢等。有的生物质可直接用作燃料,称为初级生物质;由生物质加工制作的能源,称为次级生物质[5]。生物能源不含硫,其碳循环是动态的,能源植物直接或间接通过绿色植物的光合作用把太阳能转化为化学能,然后固定和储藏在生物体内,是唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料[3]。生物能包括生物质能,通常讲的生物质能是指蕴含在生物质中的能量,主要是动物和植物。微生物是生物质,但不能简单地称微生物是生物质能,而是将通过微生物降解作用形成的含有能量的物质称为生物能源。
  2生物质能源的现状
  廉价的石油时代的结束和随之而来的燃料危机迫使欧盟和美国等发达国家降低了他们长期以来对石油的依赖,但是由于这是长期以来所养成的生活方式,他们并没有改变这种消费习惯,因此他们需要开发全新的燃料来代替日益紧张的石油燃料。作为可再生能源的生物燃料的燃烧不仅可以提供大量的能量以满足人们对能源的需求,并且只会产生少量的碳而不会产生大量的硫和磷化物以及更有害的铅化物,其对环境不会造成很大的破坏。这种结果使环保主义者非常满意,但由于种植玉米,大豆等可以用于生产生物燃料的农作物同样需要大片的土地,即便是美国这样的超级大国其所种植的玉米和大豆全部用于生产生物燃料,也只能满足美国社会汽油需求的12%和柴油需求的6%。因此他们便盯上了亚洲和非洲的某些落后的国家和发展中国家,那里有大片的可供使用的土地以及廉价的劳动力,并且在生产生物燃料的过程中所产生的对环境有污染和提炼之后所产生的排放物都可以在这些国家来进行进一步的处理和排放。
  20世纪70年代,国际上第1次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代,开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作,较早地起步于农村户用沼气,以后在秸秆气化上部署了试点。近年来,生物质能源在中国受到越来越多的关注,生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2013年底,全国共建成9.2万沼气工程,户用沼气规模达到4329.77万户,形成了每年约157.62亿m3沼气的生产能力,农村能源建设年节能能力相当于1亿t标煤,可减排二氧化碳2.3亿t[14]。

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