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生物質能[中國農村地區生物質能的開發和應用研究]

中國農村生物質資源豐富,土地廣闊。如何利用廉價的生物質資源,因地制宜地依靠現有的科學技術,用清潔能源部分替代化石能源或緩解化石能源在利用上的短缺,減少農村直接焚燒稭稈和畜禽糞便造成的環境汙染,研究適合農村開發利用的生物質能源,讓農民從廢棄物利用中獲利,從而獲得壹個可以長期經營的新產業,是本文討論的重點問題。

生物質能;生物質能;農村地區;發展

壹、我國農村生物質能利用的現狀

全國耕地面積654.38+0.837億畝,鹽堿地約654.38+0.487億畝。農民是土地的真正主人和耕種者。多年來,自由式耕作方法壹直在中國農村地區實行。種什麽,種多少取決於農民。對於培育蓖麻、甜高粱、木薯、麻瘋樹、棕櫚、紫蘇等非糧生物質能源的原料,沒有統籌安排,農業產業化格局尚未形成,壹些未開墾的土地沒有得到合理利用,農村發展生物質能源的潛力很大;多年來,中國政府大力倡導在滿足城市居民口糧的基礎上,挖掘閑置土地,大規模種植非糧生物質可燃原料,根據農村的具體情況合理安排土地資源,走高效低碳環保的可持續發展之路。通過努力,我們已經取得了初步成果。中國從南到北建立了許多非糧生物質燃料原料生產示範基地,加快了農業結構調整的進度;中國農村傳統的能源轉換形式是直接燃燒稭稈作物取暖和做飯。這種高汙染、低熱量的極其落後的能源利用方式,造成了資源的浪費和嚴重的環境汙染。目前,適合我國農村生物質能發展的非糧物質很多,根據生物質的特性和轉化方式可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料三種。

第二,固體生物質燃料

固體生物質燃料是指農作物稭稈、木柴、樹木、谷殼等可燃物質。我國農作物年產量僅稭稈就可達7億噸,稻殼、蔗渣等農業加工剩余物可達8400萬噸,薪柴和林業加工廢棄物可達654.38+5800萬噸。在可開發的生物質資源中,能源作物的種植和開發潛力巨大。農作物稭稈40%用作飼料、肥料和工業原料,60%可用於能源開發利用,約相當於2654.38+1億噸標準煤。薪材也是壹種重要的生物質資源,有40%的森林剩余物可供利用,相當於約3億噸標準煤;大量的農業副產品殘渣和廢棄物中蘊藏著巨大的生物質能,這為生物質能的利用開辟了壹條重要的途徑。

目前我們采用壹種新的技術,將稭稈、稻殼除濕去雜,在壹定的溫度和壓力下壓縮成煤球、棒、顆粒。提高了稭稈的運輸和儲存能力,改善了稭稈的燃燒性能,提高了利用效率。在生物質資源相對集中的中國農村,可以就地取材,降低成本。利用小型生物質發電設施,通過焚燒稭稈和填充木屑進行發電,既能實現廢物利用,又能減少發電過程中的環境汙染。此外,現有的農村發電廠采用木屑和農作物稭稈與煤混合燃燒作為實用技術,提高了農林廢棄物的利用率,減少了純煤燃燒帶來的空氣汙染,減輕了人們對化石能源的依賴。我國在稭稈固體成型生產和應用方面已初步形成壹定規模,主要以木屑、稭稈、稻殼、灌木為原料,滿足農村居民、農業機械和發電的能源消耗。近年來,國家出臺了壹系列政策支持農村從事稭稈成型燃料加工企業,特別是鼓勵在農村建設小型生物質電廠。目前壹般的生物質直燃發電技術比較簡單,容易掌握,適合農村發展。中國技術人員開發了適合鄉鎮使用的小型生物質發電設備,以稻殼、稭稈為原料,因地制宜走發展鄉村電廠的道路,為農村節能減排做出了貢獻。

三。液體生物質燃料

生物液體燃料是指生物乙醇和生物柴油。生物液體燃料作為化石能源油的替代品,是液體燃料中的理想選擇。液體生物燃料來源於可再生能源,其溫室氣體凈排放量幾乎為零,是理想的朝陽產業。我們以玉米、甘蔗、甜菜、豆類、食用油為第壹代生物燃料原料開發的生產技術已經被淘汰。形成了以稭稈、谷殼、紅薯、蓖麻等為原料的非糧生物燃料生產技術,這些原料取自農村,用於農村,成本低,可以形成規模化生產。如果產品過剩,還可以以商品燃料的形式賣給城鎮居民,增加農民收入。第二代生物燃料以稭稈、谷殼、麻瘋樹、紅薯、紫蘇、亞麻等非糧植物等農業廢棄物為原料,被公認為具有替代石油的巨大潛力,市場發展前景廣闊。

因地制宜發展中國農村生物質能源經濟。在目前開發的非糧作物中,甜高粱是首選之壹,我國北方省份已種植439萬公頃。甜高粱是壹種耐幹旱、耐鹽堿的高能作物。每畝可收獲糧食0.3噸,富含糖分的稭稈5噸,稭稈榨糖460-660公斤,稭稈粉渣還可用於造紙。它是壹種高產多用途的作物。中國北方18省份約5億畝鹽堿地適宜種植甜高粱,具有生產2000萬噸甜高粱燃料乙醇的潛力。目前甜高粱采用固體發酵生產乙醇,即將高粱稭稈粉碎,發酵成乙醇僅需40小時,因此我國農村商業化生產甜高粱燃料乙醇指日可待;在福建大面積種植的油料植物如山蒼子、油莎豆、油茶和烏桕是生物質燃料的重要供應者。這些作物正朝著短、密、豐、早、無公害方向發展;湖北省將在“十壹五”末建設200萬畝木本油料基地,種植油茶、油桐等示範園。海南油橄欖椰子示範園也已建成,僅椰子種植就達68.6萬畝,年產椰子2.26億個,占全國椰子產量的99%;廣西是中國木薯生產第壹大省,木薯年產量800萬噸,種植面積400多萬畝,占全國的60%以上。廣西有3000萬畝適合種植木薯的旱地和坡地,相當於生產541,000噸燃料乙醇。北方省份農村種植的甜菜、菊芋、甘蔗、馬鈴薯等糖澱粉作物也是我國農村生產燃料乙醇的原料,也具有廣闊的發展前景。

中國正在開發並投入生產的木質纖維素生物質是世界上唯壹可預測的可持續資源,可以為人類提供物質和燃料。中國每年的農林廢棄物約為654.38+0.5億噸。按照四噸生產壹噸乙醇的計算方法,中國農村有生產3.75億噸乙醇的資源潛力。高能量密度的丁醇生物燃料也正在開發中,這是農村發展生物質能的又壹新亮點。生物丁醇是壹種含四個碳原子的高能燃料,主要來源於甘蔗、甜菜、木薯和速生能源植物纖維素。生產工藝類似於乙醇,乙醇是壹種重要的化工原料,用途廣泛。此外,生物柴油是除乙醇和丁醇之外的另壹種液體生物燃料,其原料來源於動物脂肪、餐飲業廢油、農作物和植物。為了生產生物柴油,在不與糧油競爭、不影響食用油供應的情況下,大面積種植喬本含油和木本油料作物,如北方種植的棉籽、亞麻、胡麻和油菜籽,南方種植的油葉、棕櫚樹和麻瘋樹。目前,生物柴油的生產已經規模化。由於需要大量的原材料,這個行業也給很多農民帶來了新的產業和收入機會。

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