关键词：生物质能源
一、福建生物质能源发展现状
福建地处亚热带，生物质资源非常丰富。目前可作为能源利用的生物质主要有林业生物质、木质油料植物、农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品以及能源作物。在林业生物质方面，福建现有植物种类达5000种以上，其中用材树种有400余种，为全国6大林区之一。福建省生物质能资源丰富，开发利用具有一定基础，生物质能的利用方式目前主要集中在以下几个方面：
1.沼气。
福建省从20世纪80年代就开始发展沼气，沼气的发展近年来越来越受重视，农村户用沼气建设工程被列入2006年省委省政府为民办实事项目。“十五”以来，在农业部沼气建设项目的带动下，以“一池三改”为基本建设单元，“猪-沼-果”等生态农业模式得到积极推广。沼气建设从70年代能源需求型阶段转化为目前的生态需求型阶段。沼气技术不断成熟，“常规水压型”、“曲流布料型”、“强回流型”、“旋流布料型”等池型不断推广；“一池三改”（改厕、改圈、改厨）功能效应不断扩展，以沼气为纽带、“畜-沼-果”、“猪-沼-渔”、“畜-沼-菜”、“庭院生态经济综合利用”、“农业废弃物综合处理及资源化利用”等生态农业模式不断创新；沼气配套管理与服务得到不断完善，从省到地市、县、乡、村都建立了沼气管理和推广机构以及服务站。
2.生物燃料乙醇
目前国家发改委批准的燃料乙醇试点项目全部集中在东北和华北地区，东南沿海还没有一家企业获准，福建目前也无燃料乙醇生产企业。“十一五”期间，国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产，定向流通，市场开放，公平竞争”相关政策。总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。“十一五”期间将是我国燃料乙醇发展的重要时期，据预测，“十一五”末国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上。因此，福建省应抓住这个机遇，认真分析论证，尽早立项引进生产线，力争使福建省燃料乙醇项目走在我国东南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生产发展较早，主要是民营企业生产，目前已形成产业化发展。福建生物柴油三代技术都有不同程度的发展。目前第一代技术是以动植物废油脂为原料加工提炼成生物柴油。现已建成具有相当技术装备水平规模的生物柴油企业11家（其中5万t级生产能力3家、2万t级3家、1万t级6家），境外上市3家，形成年生产能力35万t左右。第二代技术以木本油料林的油脂为原料加工提炼成生物柴油。在有关部门大力支持下，多家民营、外资企业与科研机构合作，小规模建立示范基地，繁育栽培优良树种，探索经济模式，取得了可喜的成果；第三代技术是以海洋藻类和纤维素为原料制取生物柴油，在福建师大、厦门大学开展试验，也取得了阶段性的研究成果。
由于我国一直没有自己的生物柴油标准，造成民营企业生产的生物柴油无法进入官方销售渠道，生物柴油的质量处于混乱状态。虽然卓越企业起步早，发展较快，2006年在伦敦成功上市，但是缺乏共同承认的产品标准，生物柴油没有通过官方系统销售到中石油、中石化的销售网络中，一定程度上限制了生物柴油的发展。2007年1月国家标准化管理委员会颁布了首个生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》，这意味着不久我省生物柴油将进入产业化大发展阶段。
4.生物质发电
福建省生物质发电近年发展较快。我国首个鸡粪发电厂――亚洲最大的鸡粪发电厂，2007年在福建省光泽县正式动工建设，该项目由福建圣农公司和武汉凯迪发电控制公司共同投资，总投资4.8亿元，分两期进行：首期建设两台汽轮发电机组和循环硫化床锅炉，投资2.8亿元，年处理鸡粪30万t以上，于2008年10月建成发电，年发电量达1.68亿kwh。该厂利用鸡粪与谷壳混合物为原料，通过直接燃烧发电，整个项目建成后，可以满足1.2亿羽肉鸡产生废弃物的资源化处理需求，并为当地农民提供更多就业岗位。
垃圾焚烧发电方面，福建表现也较为突出。垃圾焚烧发电是利用焚烧垃圾的余热发电，可减少排放垃圾体积85%～95%，避免土地资源浪费，垃圾焚烧产生烟气中的有害气体经处理达标后排放，可避免垃圾填埋而产生的二次污染，从而达到城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化。福建省是全国第一个对垃圾焚烧发电设施进行规划的省份。自《福建省城市生活垃圾焚烧发电设施建设规划》，2007～2010年已建设（包括扩建）20座垃圾焚烧发电厂，总规模为17400t/d，近期内形成规模为13300t/d；2010年全省城市（含县城）垃圾无害化处理率达到60%以上、设市城市垃圾无害化处理率达95%以上的目标。其中，焚烧发电处理量占全省生活垃圾无害化处理总量的78.9%。规划顺利实施后，福建省城市垃圾无害化处理水平将处于全国先进行列，福州、厦门、泉州三大中心城市的垃圾无害化处理水平在全国同类城市中也将处于前列。
二、生物质能源发展趋势
中国良好的宏观环境与能源政策逐渐形成，为生物质能产业提供了机会。2006起开始正式实施《可再生能源法》。此后又相继颁布了《可再生能源发展专项资金管理办法》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》、《全国农村沼气建设规划》、《全国生物质能产业发展规划》、《节能减排综合性工作方案》、《可再生能源电价补贴和配额交易方案》等一系列的政策措施。这为生物质能的开发利用提供了良好的宏观环境，通过建立这一系列有效的机制来推进生物质能又好又快的发展。
现代生物质能发展的方向是高效清洁利用，将生物质能转化为优质能源，包括电力、燃气和液体燃料等。预计到2015年，我国生物质发电装机容量达到720万千瓦，生物质液体燃料达到700万吨，沼气年利用量达到240亿立方米，生物质固体燃料达到120万吨。2010年11月，国家质检总局、国家标准委了生物柴油调和燃料（B5）标准名列，2010年12月26日，国家税务总局宣布对利用废弃的动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税。这表明，未来针对生物质产业的政策和标准将陆续出台，相关产业政策缺失的问题将在“十二五”得以解决。
以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表的第二代生物燃料已成为许多国家开发生物燃料时的新宠。与第一代生物燃料相比，第二代生物燃料具有非常大的优势。首先，汽车发动机不需要改造就可以直接使用掺入了生物乙醇的汽油或柴油；其次，生产第二代生物乙醇的催化酶技术近两年成本快速下降，大规模工业生产的可行性非常强；第三，秸秆等纤维素类农业废弃物大量存在，比如中国每年农业大约产生7亿吨秸秆，供给非常充足。而且从长期来看，农业生产废弃物还可以用来生产生物高分子新材料。对于第二代生物燃料的关键技术是催化酶技术，酶是一种生物催化剂，可使生物化学反应在温和的环境下进行得更加迅速、效率更高。新型酶制剂能将植物中的纤维素分解成可发酵糖，并进一步转化为乙醇。就在几年前，该技术的成本还比较高，这两年来，随着生物技术的不断创新，其成本已经下降数倍，从而使第二代生物燃料越来越具有竞争力。
福建省提出至2015年全省生物质发电装机容量达40万千瓦。生物质能发展最有前景的就是垃圾发电和农林能源作物的利用。城市生活垃圾焚烧发电厂中远期规划：扩建9座焚烧发电厂，新增建设规模为4100？t/d。建设投资为12.7亿元。
三、福建生物质能产业发展中存在的问题
1.对开发生物质能源战略意义的认识不足。福建省拥有适合发展的生物质能源产业，特别是生物液体燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有较成熟的技术和资源，但开发生物质能源对可持续发展的重要意义尚未引起全社会的重视。因为生物质能源在能源领域里所占的比重较小，有些人认为生物能源成本较高，近期替代常规能源的潜力有限，无足轻重，因此从政策支持、资金扶持、加快发展、检查落实上都未引起足够重视。
2.福建省对生物质能源产业的投入较少。因为对生物质能源的认识不足，所以在生物质能源产业方面投入太少。生物质能源建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划，没有为生物质能源建设项目建立如常规能源建设项目同等待遇的固定资金渠道。
3.缺乏完整的激励政策。生物质能源产业在发展初期是弱势产业，投资高、技术含量高。在发展初期，政府支持和引导十分重要。政府应当把开发可再生能源技术作为一项减少常规能源消费量和改善环境的措施加以扶持，并采取税收、补助、低息贷款和信贷担保、建立风险基金、加速折旧、帮助开拓市场等一系列激励政策.以扶持生物质能源产业的发展。
4.尚未建立有效的技术支撑体系。作为一个新兴产业，目前福建省的大部分相关企业生产规模偏小，集约化程度低，原料来源困难，产品质量不稳定，生产成本高。在不考虑常规能源对生态、环境造成负面影响的情况下，目前一部分生物质能源产品的成本较高，难以适应市场竞争的要求。另外，省内高校和研究机构缺乏这方面专门人才的培养体系，企业缺乏熟悉生产流程和工艺的技术人员和管理人员。
四、福建生物质能产业发展思路
福建省拥有发展生物质能源的优势和特色，在未来发展福建生物质能源的研发和产业化方面，应重视以下五点：
1.加强生物质能源产业化技术的研发，发展具有福建特色的生物质能源产业。福建可设立一个生物质能源发展专项基金，重点资助生物质转化为能源的关键技术。比如，生物质预处理，水解，催化热解，气化和合成气催化转化等。还要依托省内的一些主要高校和研究所，比如厦门大学、福州大学和福建农林大学等进行生物质产业化技术的联合攻关。注重自主创新、集成创新、技术开发和技术引进消化吸收在创新相结合。重点支持能源作物的品种选育、高效生产燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生产技术，促进重点技术与产业的新突破。促进产学研的联合，重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作的示范工程，重点投资应用型或具有较大产业化潜力的研究项目。
2.加强林业生物质能源产业发展。目前，福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的优势。福建省多山的地理条件似乎更适合于发展林业生物质，可以重点在以上领域多投入，以扩大成果，强化优势。建议在品种选育、科研投入、企业培育、基地建设、技术开发等几个重要环节，进行全面的规划布局，投入相应的人力物力，以尽快形成林业生物质能源产业。
3.解决好投入机制问题。生物质能源产业是个新兴产业，技术和工艺的成熟需要一个过程，雏形期经营成本相对较高，需要较大投入。因此，要注意解决投入机制问题。政府应充分利用政策资源，依靠市场机制，培育企业主体，营造投资渠道，鼓励并支持民营资本进入生物质能源产业领域。充分利用市场机制。发挥国家投资引导作用，鼓励企业和社会投资，培育具有较强自主创新、技术开发能力和市场竞争力的生物能源企业。
4.积极建设一批沼气发电厂、垃圾焚烧发电厂、农林生物质发电厂等。充分利用荒山、盐碱地积极规划能源植物的规模化种植，扩大生物质液体燃料的原料来源，发展非粮食生物质液体燃料规模化加工业；支持以餐饮业废油、油榨厂油渣、油料作物为原料的生物柴油规模化生产，开发替代油源制造生物柴油新技术；鼓励研发新型催化剂及高效生物转化酶，提高生物质液体燃料制备转化率。
参考资料：
[1]刘叶志：福建新能源产业布局的战略构想《发展研究》2010年12
[2]林孟涛：加快发展福建省新能源产业的对策研究《东南学术》2012年第3期
[3]刘运权王夺：福建生物质能源产业的发展思路与对策《能源与环境》2011年4期
[4]官巧燕：福建生物质能利用与城市可持续发展《绿色中国》2011年1月5日
关键词：生物质；植物发电；分布式电源；可行性
中图分类号：TM61文献标识码：A
能源对一个国家生存与发展的重要性不言而喻。随着我国近年来经济的迅猛发展，能源与环境的矛盾也日益突出。能源成为制约我国国民经济可持续发展的重要环节，只有积极开发清洁可再生能源，才能从根本上解决这一问题。生物质能源以生物质为载体，可谓取之不尽，用之不竭，是理想的可再生能源，近年来发展迅速。但如今的生物质能源的利用方式都必须将其转化为其他能源才能使用，多次转化的过程，不仅使开发成本提高，也会造成能量损失和污染。本文所述的植物发电技术，即是生物质能源的一种创新利用方式。以下对基于此技术的分布式电源进行分析探讨。
1技术开发背景
1.1我国能源现况与特点
经济的发展，人口规模的不断提高，我国能源短缺现象也日益严重。而按照中国长期的经济发展目标，中国的能源消费总量将一步上升，未来中国的能源问题可能会成为制约经济发展的一大“瓶颈”。我国能源现况有以下三个特点：
（1）人均能源水平低
虽然我国能源总储量较高，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。其中，石油总储量是世界总量的2%，人均储量为世界水平的10%，目前进口依存度约为40%。
（2）能源利用效率低，污染严重
国际上一般用能源强度来衡量能源利用效率，能源强度越低，能源利用效率越高。我国能源利用效率目前为32%，生产同量的GDP所消耗的能源是世界平均水平的3倍多。由于技术水平不足，能源在利用过程中产生大量SO2、N0X、烟尘等多种污染物，使得能源消费成为我国环境污染的主要根源。
（3）能源分布不均
我国能源分布整体呈现“西北多，东南少”的局面，仅东北地区的石油、天然气储量就占全国储量的一半，能源消费集中的东南地区却资源匮乏。近年来的西气东输，西电东送，西煤东运等项目的实施，虽解决了部分矛盾，但大规模能源运输所带来的高成本和资源损耗也随之而来。
（4）能源结构不合理
我国能源消耗主要以煤炭为主，甚至达到了70%左右，而其他能源所占份额相对较低。这种不合理的能源消费结构，进一步加剧了我国能源利用效率低，污染严重的问题。
1.2我国环境污染现况
由于化石燃料的大量燃烧，排放大量污染物，我国目前的环境污染十分严重。近年来雾霾天气的常态化，更加说明了中国空气污染的形式不容乐观。我国的大气污染主要为煤烟型污染，能源消费的污染是其根源。所以，开发清洁可再生能源是解决能源与污染矛盾的唯一途径。
1.3生物质能及其利用方式
生物质能源是一种通过光合作用，以生物质为载体，间接利用太阳能的一种可再生能源。据统计，地球上的植物每年通过光合作用固定的太阳能约为3乘1018kJ，为每年全球总能耗的10倍。并且，生物质能源能够显著降低温室气体的排放，减少污染，其原料也便于获取、运输和储存。我国的生物质能源资源丰富，如果能充分利用，必能解决我国的能源与环境问题。
目前，生物质能源的利用方式主要有以下几种：
（1）燃烧乙醇；
（2）生物柴油；
（3）生物质液化；
（4）沼气；
（5）生物质燃烧发电。
2植物发电技术发展及原理
2.1植物发电技术发展
早在19世纪，就有人发现，如果用铜线和锌线分别插入柠檬，就可以驱动小型钟表的电机5个月之久。原来，植物里本身就有电流，这一发现让人们惊喜不已。随着科学家的探索研究，近年来，在利用活体植物直接发电技术领域已有了不少成果。日本研究人员发现从植物中提取的叶绿素与卵磷脂混合物被太阳光照射时，会产生电流，并且发现，其转换效率为普通太阳能电池的3倍以上。用此方法制成的电池称为“生物光伏电池”。英国剑桥研究人员发现，一盆蕨类植物的发电量可达每天一度。如今，这种植物发电技术的应用也日渐广泛，市场上已经出售有植物电能时钟，植物电池等产品。
2.2植物发电技术原理
光合作用（Photosynthesis）是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。光合作用可以说是地球上所有能源化石能源的根本来源，是十分重要的一个反应。光合作用可分为光反应和碳反应两个阶段。其光反应部分方程如下：
H2O2H+2e-+1/2O2（水的光解），NADP++2e-+H+NADPH（递氢）
在此过程中，电子从H2O传递给NADP，这是一个逆氧化还原电势的反应，一个电子从H2O传递到NADP必须克服1.13V电势差。当光子打到色素分子上时，叶绿素会吸收特定波长光线，激发高能电子，植物就是因此利用光能为这个反应提供电子流。我们可以用装置把植物光反应过程中激发的电子流引出，再通过升压电路，将其电压升高。这样就可以在植物正常生活的状态下直接获取其光合作用过程中的电流。
2.3基于植物发电技术的分布式电源
分布式电源一般指功率较小，与环境兼容的独立电源，包括发电设备与储能装置。分布式电源能够高效利用各种发电技术，能源成本低，通常为可再生能源，有巨大的环境效益。从可持续发展和降低环境污染观点看，分布式发电技术是我国的必然选择。基于植物发电技术的分布式电源能够将生物质能源的利用最大化，在智能系统的规划下，保持独立电源的供电稳定性，满足负荷要求。
3可行性分析和前景展望
3.1中国生物质能源发展政策
为保障生物质能源产业稳定发展，我国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发与利用[7]。2005年《中华人民共和国可再生能源法》提出，国家鼓励清洁、高效地开发生物质能源。国家“十一五”规划纲要也提出，加快开发生物质能源。
3.2能源分布状况和大规模开发可行性
植物发电的载体分布范围广泛，从乔木，藻类，蕨类，以及其他灌木类杂草，可以有针对性的对不同类别植物进行发电技术的调整，让我国大量森林资源、湿地资源和海洋资源能在最小的破坏度下实现充分利用。如果大规模推广该技术，也能间接保护植物资源，促进环保事业的发展。从成本经济来看，发电植物易于获取，原料成本几乎为零。如果研发出可靠的电流调控电路，并将其发出电能集中并储存，再将一定范围内无数供电模块用智能系统相连，通过最优化设计方法进行规划并网，就能形成大规模基于该技术的分布式发电系统。
3.3植物发电技术的分布式电源存在问题分析
目前，基于植物发电技术的分布式电源存在的问题主要为：
首先，相关科研技术开发仍处于初级阶段，还没有形成完整的技术体系。其次，缺乏大规模开发的动力，政策鼓励和市场吸引力不足。最后，在能源市场的竞争力较弱，无法短期内在市场中取得优势地位。
3.4可行性建议
为加快基于植物发电技术的分布式电源的发展，在此提出以下三个可行性建议：
（1）呼吁政府机构加大对植物发电领域的科研项目投资，逐步完善技术体系，主要是电流调控技术和储能技术的改善。
（2）政府能够出台相关鼓励政策，对开发该项目的企业给予技术支持与经济奖励。
（3）加大市场宣传，让更多人了解生物质能源的优越性，吸引企业投资，提高其能源市场的竞争力。对使用该分布式电源的用户也给予电价上的优惠。
（4）可利用我国植物资源丰富的地理优势，把一部分植被密集区域作为技术开发试点，建立小型的分布式发电系统，用于当地公共设施或农业生产用电，再进一步推广该技术，最终实现大规模分布式电源的可靠并网。相信在不久的将来，基于该技术的分布式发电系统能获得广泛应用。
参考文献
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关键词：生物质能源；利用现状；技术开发；政策建议
中图分类号：P754.1文献标识码：A文章编号：
自20世纪70年代以来，全球气候变暖和日益突出的能源危机为生物质能源发展提供了契机。现代生物质能利用是指借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。现代生物质能源利用技术的开发对替代或部分替代化石能源、保护生态环境、实现人类社会的可持续发展具有非常重要的现实意义。
一、我国生物质能源开发利用现状
生物质能指秸秆、杂草、林木和动植物体及其排泄物等含有的能量。生物质能的利用有多种方法，如直接燃烧发电、微生物发酵产生沼气、生物发酵制取燃料乙醇，油料作物直接利用和制取生物柴油等。我国有丰富的生物质资源，近两年，生物质能源在我国受到越来越多的关注，生物质能源利用也取得很大成绩，生物质能源利用技术体系和生物质能源产业体系逐步形成。
1.沼气产业初具规模
沼气利用是我国发展历史最长、产业最为成熟的生物质能利用产业。经过多年的研发和推广，户用沼气已形成较完善的产业链，沼气池不仅寿命达到20年，且形成了具有地域特色的沼气综合利用模式.我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，充分实践了“资源—废弃物—再生资源”的循环利用模式，已成为农村经济新的增长点，符合建立资源节约型和环境友好型社会的标准。
2．生物液体燃料已经起步
通过生物质资源生产的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液体燃料的主要品种。1998年以来，以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。由于玉米价格不断攀升以及陈化粮逐步消耗，本着生物质液体燃料的发展需要严格遵循“不与人争粮，不与粮争地”的原则，2007年国家开始禁止发展粮食乙醇项目，将燃料乙醇生产转为以薯类、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技术上，强调以边际性土地生产生物质能源原料，以纤维素为原料的第二代乙醇生物燃料技术，已开始初步商业化。
二、我国生物质能源技术开发的主要进展
1.生物质发电技术
生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体,从战略需求出发,各国都加大投资力度进行开发利用。生物质发电技术主要包括:直接燃烧发电、与煤混燃发电、气化发电以及沼气填埋气发电等。大规模的生物质直燃发电技术效率较高,但要求生物质集中、数量巨大,因此大规模进行收集或运输,电站运行管理成本较高。小规模直燃发电技术则效率较低。直燃发电技术在国外已进入推广应用阶段,大部分用于林业废弃物的处理。生物质直燃发电技术在我国尚未形成系统性研究,许多问题亟待解决,如秸秆中含有较高的氯及钾、钠等成分,其灰熔点较低,容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面,严重影响生物质燃烧锅炉的换热,甚至造成腐蚀。目前国内在建的生物质直燃电厂主要依靠国外引进技术,关键设备基本是直接进口或在国内委托生产,既没有自主知识产权,设备价格也很高,电站建设成本达1.2万元/kW,发电成本太高已成为我国秸秆直燃发电产业化的主要障碍。生物质直燃的另一种方式是生物质和煤混合燃烧发电技术,该技术规模灵活,经济性较好。
2.生物质液体燃料技术
生物质液体燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物质裂解油和生物质合成燃料等。近20年来,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉类原料制取燃料乙醇,利用动植物油脂制取生物柴油的技术已经逐步实现商业化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液体生物燃料已经逐步应用于国内外工农业生产,成为石油燃料的有力补充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以粮食、油料种子为原料,须占用大量耕地,与国家粮食安全存在矛盾,不可能在我国进行大规模生产,因此,近年来生物质液体燃料的原料开始从粮食作物向非粮作物以及农林废弃物转变。美国和欧洲开始大量投入,开展以纤维素和木质素等为原料生产生物质液体燃料的技术路线和工业实践,预计在6~10年内将有重大突破。从资源可持续供给和取得根本性技术突破的角度看,生物质热解液化、生物质气化合成燃料具有更加宽泛的资源基础和广阔的发展应用前景,与纤维素燃料乙醇一起通称为第二代生物质液体燃料。我国的第二代生物质液体燃料技术尚处于实验研究阶段,加大其研发示范力度,对尽快实现我国中远期规模化替代石油资源具有重要的科学和现实意义。
三、制约我国生物质能源产业发展的主要问题
1.资源“瓶颈”
目前，我国生物质能源产业面临着极大的原料供应问题。如，发酵原料来源单一，限制了沼气工程的规模化；非粮原料无法全年供应，影响了非粮乙醇生产全年均衡生产；而陈化粮等糖类原料产量有限，难以支撑庞大的乙醇燃料工业体系；生物柴油也面临缺乏适宜非粮边际土地及相适应植物新品种，尚无提供大量原料能力的尴尬境地。要根据技术发展分阶段、分等级实现生物质资源的多元化利用，近期以废弃物综合利用为主，中期以废弃物和能源作物为主，远期以能源植物或藻类资源为主，使其开发利用达到最大化。
2.产业模式
一是管理模式存在缺陷，缺乏科学的原料评价体系以及技术规范，生物柴油无法进入运输燃料系统；二是项目模式有待改进，对小型项目配套政策没有跟上，使其操作成本高，立项过程复杂；三是经营模式不够完善，民间资本难以进入，投资风险比较高。
四、推动我国生物质能源产业发展的政策建议
1.将生物质能源置于保障国家能源安全的高度给予支持
生物质对我国能源和资源供应战略安全有着重要意义，应将其放在保障国家安全的战略高度给予支持，并在政策上给予一定的倾斜。此外，建议根据生物质能源产业发展的需要，对相关激励政策进行完善和修改，把与能源生产有关的环境成本和社会成本全部考虑进去，实行全成本定价办法，制定合理的生物质能源产品价格补贴政策、强制性生物质液体燃料收购政策、鼓励生物质液体燃料消费的政策。
2.着力于加强生物质能源科技创新
生物质能是我国未来可持续发展的重要可再生能源之一，产业化过程是长期持久的，因此，拥有相关自主知识产权的核心技术是稳步可持续发展的关键。政府应鼓励国产化技术的推广，对采用国产化技术的单位进行补助，调动其自主技术研发和应用的积极性，建议设立专项资金支持生物质能源的技术创新，从根本上奠定生物质能源大规模替代的基础工作；建立专项资金为中小型生物质能企业提供政策性担保，支持生物质能源的产业化进程，推动分散式生物质能源产业体系的形成。
结束语
我国生物质资源开发以有机废弃物和利用边际性土地种植的能源植物作为主要原料来源,从长远看,能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础。生物质能源产业作为一个正在兴起并富有巨大前途的新型产业。发展生物质能源产业有利于破解能源危机，更有利于环境的保护。
参考文献
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[2]方行明．生物能源与农村产业革命[J]．中国农村经济，2005．
Abstract：Hezecityisinacriticalperiodofreform，developmentandeconomictransformation.Itisofgreatsignificancefortransformingthepatternofeconomicdevelopment，achievingindustrialupgradingandbuildingregionalsciencedevelopmenthighlandtomakescientifictop-leveldesignofindustrialdevelopment，improvetheindustrydevelopmentpolicyenvironment，promotethescientific，rapidandclusterandsustainabledevelopmentofthehightechnologyindustry.Newenergyindustryistheimportantcomponentofthehightechnologyindustry.Thisarticleanalyzesthelong-termdevelopmentstrategyofthenewenergyindustrythroughbuildingenergyindustrytechnologyroadmap.
关键词：新能源；生物质能；太阳能；风能；产业技术路线图
Keywords：newenergy；biomassenergy；solarenergy；windpower；industrytechnologyroadmap
中图分类号：F062.9文献标识码：A文章编号：1006-4311（2016）01-0059-03
0引言
菏泽市正处在改革发展和经济转型的关键时期，科学做好产业发展顶层设计，完善产业发展政策环境，引导创新资源加快聚集，推动高技术产业科学发展、快速发展、集群发展和可持续发展，对于转变经济发展方式、实现产业升级，打造区域科学发展高地，具有十分重要的意义。新能源产业技术路线图按照“技术领域-技术基础-关键技术-技术路径”这条主线进行分析。基于菏泽的产业技术基础，结合菏泽新能源产业规划以及相关专家的指导意见，确立菏泽产业发展方向。依托德尔菲问卷结果，综合考虑技术综合重要度指数（技术推动重要度和市场拉动重要度的综合）、预期实现时间和技术发展路径，以时间序列系统描述菏泽各产业关键技术实现的时序。
1菏泽市新能源产业技术基础
近年来，菏泽市依托自身的自然资源优势以及持续的项目建设和科技投入，已逐步发展成为山东省重要的新能源基地，其中生物质发电起步最早，同时在太阳能发电、风能发电、以及相关的设备制造方面也形成了一定的产业技术基础。依据菏泽市产业基础同时结合专家建议，将菏泽新能源产业划分为生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域。
1.1生物质能领域在生物质发电领域，单县、巨野县生物质发电项目已并网发电，曹县、牡丹区和成武等生物质发电项目也在陆续建设中，目前菏泽已具备了灰色秸秆、黄色秸秆、灰黄秸秆掺烧工艺，并引进了丹麦BWE公司生物质直燃锅炉技术，同时也采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组，带动了生物质发电设施的国产化进程。在生物质能综合利用领域，生物质电厂产生的草木灰已经作为生物复合钾肥的生产原料，农村沼气工程全面展开，秸秆纤维素分解生产乙醇、供热燃煤机组掺烧农产品废渣废液改造、生物质成型燃料、薯类秸秆液体生物质燃料生产、大型畜牧养殖沼气发电工程等一批生物质能综合利用项目已进入前期工作阶段，掌握了棉籽、动植物脂肪酸等原料制取生物柴油的技术。
1.2太阳能领域在太阳能热利用领域，热水器设备制造产业快速成长，重点发展了高效太阳能热水器真空集热管生产及热水器成套设备生产项目。在太阳能光伏电站领域，单县、巨野、郓城、鄄城等多个10～15MW的光伏并网发电项目正在建设中。在光伏产品装备制造方面，先后形成了单县舜亦新能源光伏发电、宇泰光电产品、巨野鲁麟有机硅单体生产、光伏发电逆变器等一批晶硅、非晶硅薄膜太阳能光伏电池、电池板及相关组件生产项目，并陆续竣工投产，初步形成了光伏电池300MW的生产能力，具备正面叠加多重太阳能电池组件生产技术等提高太阳能转化效率的技术。
1.3风能领域风力发电领域，菏泽正围绕黄河滩区、单县浮龙湖水库及黄河故道等区域，开展风场测速等准备工作，建设规模总计200kW，项目建成后预计发电量达到4亿kWh。风电设备制造方面，巨野巨益新能源、成武呈祥电气等风力发电设备生产项目已竣工投产。
1.4LED产品制造LED产品制造领域初具规模，单县宇泰光电科技、牡丹区路达光电科技、曹县LED路灯一体化等项目正在加紧建设中，具备了LED路灯灯具、LED外延芯片、大功率激光器件和LED显示屏等产品以及LED产品封装等技术。
2新能源产业国内外技术热点
基于菏泽新能源产业技术基础，采用专利分析和文献分析的方法，研究了新能源领域当前国内外的技术热点。
2.1新能源共性技术目前，新能源共性技术研究热点主要集中在两个方面：一是智能电网的智能型与灵活性技术。未来的智能电网将通过分布式发电技术、大规模间歇式新能源并网技术、自动化控制、智能传感器等技术实现主动的用户需求侧管理，并通过将太阳能、风能等新能源产生的电力整合从而实现经济和环境的目标。二是先进高效的储能技术。储能技术既作为负载也作为电源将为电网的稳定和可靠运行发挥重要的作用，其中大规模直接储能技术，以及与热泵技术和热电联产技术相关的热蓄能技术将是未来储能技术的发展趋势。
2.2生物质能领域生物质能共性技术的研究热点集中于能源植物筛选与培育，包括拓展能源植物及生物质原材料种类，提高能源植物光能利用效率，从育种、种植到实现规模化采收与运输；在生物质能高效利用方面，生物质高效直燃、混燃、气化供热及发电技术将成为主要发展趋势。生物质发电领域中，清洁高效的生物质直燃、混燃、气化发电技术及设备是生物质发电的一个重要发展方向，具体包括生物质气化发电与热联供系统、生物质锅炉和物化转换技术、大型低热值燃气内燃机组。生物质燃料领域方面，生物质液体燃料中乙醇、丁醇以及生物柴油的生产技术是目前主要的热点；生物质气体燃料以农业废弃物制备合成气为主要方向；生物质固体燃料主要趋势集中于开发提高能量密度、生物质成型燃料加工技术、生物质燃料炭化技术。
2.3太阳能领域太阳能共性技术热点集中于太阳能分布式发电、太阳能与其他可再生资源互补式发电技术，以及用于建筑的太阳能热利用及光伏发电一体化（BIPV）和长周期储热技术。太阳能热利用方面，按照利用的温度分为低温（
（>500℃）利用，按照关键部分――集热器的不同分为主要用于太阳能热水器的平板集热器、真空管集热器技术，以及用于聚光太阳能发电（CSP）的槽式、塔式和碟式聚焦器，未来趋势为超大规模高温蓄热技术以及耐高温、耐腐蚀高效率集热器和高温传热工质的核心技术。太阳能光伏发电目前主要有三种技术：晶体硅电池未来需要降低硅消耗量，进行多晶硅副产物综合利用；薄膜电池未来需要提高转化率，降低光衰减，并开发研制铜铟镓硒等新兴薄膜电池；聚光太阳能电池未来重点将在于对追踪器的研究与开发。在光伏电站方面，未来趋势在于突破大规模、分布式、适用于离网和微网运行的技术。
2.4风能领域风能领域中，关于风能资源评价的热点在于不断完善资源评价的模型、标准、检测和认定体系，建立风能资源、条件和运行经验数据库，改进风力发电系统运行采用的预测模型。陆上风电场领域主要涉及在风电场和风电设备两方面，其中，风电场热点集中于风电场优化设计技术，主控制器及数字风力发电场调度和并网控制、在线监测与故障诊断等系统核心技术。
2.5LED产品制造领域LED领域的研究热点集中于高亮度发光二极管、大功率白光制造、大功率激光器（LD）、光伏与LED结合、器件封装技术以及LED高效驱动和智能化控制技术。
3菏泽市新能源产业关键技术选择及路线图绘制
基于菏泽市新能源产业技术基础，根据专家意见，确定未来重点发展生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域，并筛选29项关键技术或项目，结果如表1所示（技术综合重要度满分5分）。
根据研究结果，近期（0～3年）主要发展的技术包括太阳能与风电等可再生能源互补发电的微网技术、提高光伏电站的能效及使用寿命等13项，中期（3～6年）主要实现的技术包括与当地农业畜牧业相结合的光伏发电分布式应用、农业废弃物制备合成气关键技术及装备、黄河故道大型风电场开发等11项，远期（6～9年）主要发展的技术包括光伏电站智能化、LED高效驱动和智能化控制等4项，长远期（9年以上）主要实现非粮能源作（植）物育种、种植、规模化采收、储运技术及相关设备技术，进而实现生物能源植物原料的育种与产业化。新能源产业技术路线图如图1所示。
4结论
菏泽市新能源产业主要涵盖生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域。其中：生物质能领域，菏泽市采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组，已有多个生物质发电项目并网发电，同时，农村沼气工程全面展开，生物质成型燃料等一批生物质能综合利用项目已进入前期阶段。通过产业技术路线图研究，确定了8项技术为未来重点发展方向。近期重点突破生物质发电技术及装备，以及生物质成型燃料技术；中期实现生物质发电热点联供，生物质制备合成气和乙醇的技术及装备；从远期来看，争取实现能源作物从育种、种植、采收到存储的产业化。
太阳能领域，菏泽市在太阳能热水器制造业具有一定基础，多个10～15MW的光伏并网发电项目正在建设，舜亦新能源和宇泰光电等一批太阳能电池、电池板及相关组件生产项目陆续竣工投产。通过产业技术路线图研究，确定了13项技术为未来重点发展方向。近期重点提高太阳能集热器和光伏电站的能效，以及可再生能源互补发电微网等技术；中期进一步降低光伏电站的运维成本，促进光伏发电的分布式应用；远期则努力实现光伏电站的智能化，并开发高效低成本的薄膜电池。在提高能效和降低成本的基础上，努力实现光伏发电的智能性、灵活性以及与其他能源的互补性。
风能领域，菏泽正在围绕黄河滩区进行风电场建设，并依托巨益新能源、呈祥电气等企业进行风电设备生产。通过产业技术路线图研究，确定了5项技术为未来重点发展方向。在近期，完善风力发电基础构件的技术和生产能力；中期在完成风能资源评价和资源数据库建设的基础上，进行大型和分散式的风电场开发，并通过研发轻量化叶片等提升风能发电设备的寿命和性能。
LED产品制造领域，菏泽市具备了较为完善的产业链条，具备LED路灯、外延芯片、显示屏的生产能力以及LED产品封装技术。通过产业技术路线图研究，确定了3项技术为未来重点发展方向。在近期重点突破LED与光伏结合的关键技术；在远期则努力实现LED产品的高效驱动和智能化控制。
近年来，菏泽市新能源产业总体规模保持增长态势，但结构发展中的一些深层次问题也日益突出，制约了经济在高平台上持续快速发展，科学的推进经济发展方式转变亟待进行。该研究成果明确了菏泽新能源产业的建设方向，可有效避免各区县之间的产业趋同恶性竞争，促进同类企业的交流合作，提高公共技术平台资源的利用效率，从而全面推动菏泽市新能源产业发展，同时该研究成果的应用推广能够为菏泽市科技创新把握大致发展方向，加速创新要素集聚，在探索和把握新时期经济发展规律的基础上推动新能源产业结构优化升级方面起到积极作用，带动全市经济快速发展。
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在生产混凝土超塑化剂聚磺化萘甲醛的过程中,水污染严重,而且在半固体的滤饼中含有大量的最终产品,为了降低污染,减少浪费,生产企业采取了一系列措施,包括:过滤过程中滞留水的回用,反应器洗涤水的循环利用,高压泵采用闭环冷却系统,控制原料、产品和水的跑冒滴漏,充分利用固体废物中的最终产品等。经过工艺路线改进,实现了清洁生产,提高了经济效益[29]。清洁的反应体系反应体系对反应十分重要,以超临界CO2、近临界水、高温液态水和离子液体等作为清洁生产的反应体系,可以获得良好的反应效果。徐明仙等[30]在超临界CO2中进行水杨酸合成,CO2既作为溶剂,又作为反应物,成为合成水杨酸的绿色原料。朱宪等[31]利用临界水作为反应介质,提取黄姜中的薯蓣皂苷,发现其可以克服传统水解法需要加碱中和、水消耗大和环境污染严重等缺点。张辉等[32]利用超临界水氧化法与非色散红外法相结合测水质中有机碳含量,发现其反应快,氧化彻底,检测结果准确。Lv等[33]利用高温液态水的特性水解生物质资源生产化工原料,如木糖水解等,具有较好的效果。离子液体作为一类新型绿色反应介质,不仅可替代传统有机溶剂或酸碱用作化工反应和分离的新介质,而且具有作为新型磁性材料、纳微结构功能材料、润滑材料、航空航天推进剂等的潜力[34]。磁性功能化离子液体具有液程宽、蒸气压低、溶解能力强等特性[35],在有机合成中可作为溶剂兼催化剂和模板剂,具有产物易分离、可回收重复使用等优点。超常规反应技术由于人们对物质状态和反应过程的认识有限,对物质的利用主要基于其正常状态下的物性。随着人们对各种物质处于不同极限状态的特性的研究,化学反应过程在极限状态下的特性受到化工界的广泛关注,于是各种超常规状态的技术不断涌现,如超临界流体技术、超重力技术等。超临界流体技术超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体,在临界点附近会出现物性急剧变化的现象。利用流体超临界状态特性的技术称为超临界流体技术,如超临界法制备微粒技术和超临界流体萃取技术等。利用超临界法制备微粒技术有超临界溶液快速膨胀法、超临界辅助雾化法和超临界反溶剂法等。采用超临界法制备微粒,与常规的机械加工法、重结晶法、冷冻干燥法和喷雾干燥法相比,制备的微粒粒径较小,粒径分布均匀,而且解决了有机溶剂残留等问题,具有绿色环保的特点[36]。超临界技术是未来大规模制生物燃料的理想方法,特别是用于废油和脂肪制取生物柴油。
与传统的生物燃料生产方法相比,超临界流体技术具有反应快、生产率高、易于连续操作、而且不需要催化剂等优势,但操作压力和温度高,材料成本高,难以推广应用[37]。超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的流体所具有的超常规的溶解能力而发展起来的化工分离技术。与其它分离技术相比,超临界流体萃取技术具有适用性广、效率高、所得产品无毒无残留等优点,是一种典型的绿色化工分离技术。超临界流体萃取技术在处理常规法难以处理的废水中的有机物和高分子材料等方面具有显着的优越性,在污染治理方面可以发挥重要作用[38]。超重力技术在超重力环境下的物理和化学变化过程的应用技术叫超重力技术。与传统塔器相比,在超重力环境下,微观混合和传质过程得到高度强化,因此超重力技术的研究和应用得到了广泛的关注[39]。超重力技术在分离方面的工业应用比较广泛,如超重力脱氧技术、超重力脱硫技术和超重力脱挥技术等[40]。超重力技术在反应中的应用也比较多,如纳米材料的制备以及在精馏分离和快速反应过程中的应用等[41]。浙江工业大学研发的折流式超重力场旋转床已实现工业应用,与传统的塔器设备相比,该设备高度降低1~2个数量级,可节省场地和材料[42]。其它超常状态技术除超临界流体技术和超重力技术外,还有其它极限技术,如超高温技术、超高压技术、超真空技术、超低温技术等。随着高科技的迅速发展,这超些常规技术在化工领域的研究和应用将越来越多[43]。催化技术催化技术是化学工业实现清洁生产的主要方法。在有机化工中,为了得到尽可能多的目标产品,减少副产品和废物,除了采用合适的工艺设备和工艺线路外,非常重要的是采用高效环保的催化剂,如利用酶催化剂、手性催化剂和仿生催化剂等。酶是一种高效催化剂,催化选择性极高,无副反应,便于过程控制和产品分离。科学家们研究发现2-羟基异丁酰-CoA的酶可以将直链C4化合物转化成支链,作为甲基丙烯酸甲酯前体,这意味着在常规的化学路线基础上有可能会延伸出一条新型的生化法工艺路线[44]。人们在利用酶催化剂时,也在探索研究模拟酶催化剂,如将分子印迹法应用于聚合物模拟酶催化剂的设计合成中,制备的模拟酶催化剂具有抗恶劣环境、高稳定、长寿命等特点[45]。在天然酶催化剂和人造催化剂之间有许多相似的地方,如果能将固体催化剂坚固耐用、容易与产品分离、耐高温等特点与酶催化剂活性高、变构效应好、选择性控制精度高的特点结合,合成兼具固体催化剂和酶催化剂两者优点于一体的催化剂,则化学反应中的清洁生产又将有进一步的突破[46]。在化学工业中,特别是精细化工中,除了催化剂化学选择性外,催化剂区位选择性、立体选择性和对映体选择性具有非常重要的作用[47],如不对称加氢反应催化剂。目前,不对称加氢多相手性催化剂主要有固定化的均相手性催化剂、手性小分子修饰的多相催化剂和以天然高分子为手性源制备的多相催化剂等[48]。生物界有许多高效催化反应,人们可以根据生物界的反应特点研制仿生催化剂,提高催化效率。叶长英等[49]根据生物表面具有多层次微米和纳米复合结构,以便最大限度地捕获光子进行光合作用的特点,采用模板-超声-水热法制备仿生界面结构的二氧化钛催化剂微球,应用于苯酚光催化降解,发现其具有良好的催化能力,而且在实际工程应用中易沉降分离,有利于光催化技术在实际工业废水处理中的应用。
化工设备技术随着化工工艺的进步和发展以及环保要求的不断提高,化工设备技术也不断发展和完善。目前,化工设备逐渐专业化、系列化,并朝着大型化、微型化和智能化方向发展。化工设备向大型化、精密化、一体化、成套化和采用先进控制技术方向发展[50]。其中换热器趋向大型化,并向低温差和低压力损失的方向发展,压缩机向超高压方向发展,化工流程泵向超低温方向发展等。与设备大型化发展相反,化工设备的另一个发展方向是朝着小型化和微型化方向发展。微反应器技术是把化学反应控制在尽量微小的空间内,化学反应空间的数量级一般为微米甚至纳米,化学反应速率快,转化率和收率高,并能解决强腐蚀、易爆、高能耗、高溶剂消耗和高污染排放等问题,具有清洁生产工艺的特点,在化学合成、化学动力学研究和工艺开发等领域具有广阔的应用前景[51]。目前已有微反应器用于工业化生产,产量可达几十吨到几千吨[52]。随着信息化与工业化不断融合,化工生产系统逐渐智能化。化工设备的智能化包括两个方面:一是设备控制的智能化;二是设备设计的智能化[53]。设备智能化是提高产品质量、产量,提高能源利用率以及满足环境要求的重要方向。清洁能源现在化学工业的供能主要来自石油和煤炭,这两种能源在消耗过程中都会产生大量的污染,而且石油和煤炭在开采过程中也会对环境造成破坏。面对国际国内节能减排的重压,使用清洁能源是发展的必然趋势。为了降低对环境造成的污染,人们努力开发清洁的能源技术,包括利用太阳能、风能、地热等。但开发和利用这些清洁能源技术并不一定清洁[54],因为尽管清洁能源利用时对环境无污染或少污染,但从整个生命周期来看,清洁能源的开发和使用实际上需要从其它环节获取资源或者将污染转移到其环节。生物燃料是一种比较清洁的燃料,是柴油发动机等的理想替代燃料。目前先进的生物质燃料生产技术有超临界流体技术,包括采用酯交换反应利用植物油生产生物柴油、通过生物质气化和生物质液化制取生物油。但目前生物燃料生产的成本比较高,难以推广应用[37]。目前,国内外有关清洁能源的研究热点除了核能、太阳能、水能、风能和生物质能外,还有常规天然气和非常规天然气。天然气是一种清洁能源,但随着常规天然气资源的逐渐减少,开发难度不断加大,以页岩气、煤层气为主的非常规天然气将成为研究和开发的热点[55]。我国第一部《页岩气发展规划(2011—2015)》提出,到2015年,页岩气将初步实现规模化生产,产量将达到65亿立方米/年,到2022年,产量最高达到1000亿立方米。虽然页岩气等非常规天然气开发已是大势所趋,但伴随着开发的热潮,开采技术制约、开采过程中的环境污染和破坏、初期投入大、开发成本高、回报周期长等方面仍面临争议。但毋庸置疑,随着技术进步和能源安全问题的日益凸显,非常规天然气在未来化工领域中的应用还是非常有前景的。尽管关于清洁能源的开发与利用的研究很多,但在化工领域中利用清洁能源取代化石能源的还极其有限,有关取代技术需要进一步研究。为推进燃煤工业锅炉清洁燃料替代,加强工业锅炉的节能减排,上海市为天然气优化替代燃煤提出菜单式的技术指导以及余热深度利用技术,开发生物质气化气部分替代燃煤的混烧技术,为清洁能源替代专项工作提供支撑[56]。刘超等[57]尝试利用清洁的可再生能源代替化石能源为冶金生产提供能量支持,提出“风光互补非碳冶金”,以减少碳排放。通过研究,解决清洁能源利用技术与钢铁冶金技术相融问题,最终确立的系统单元之间,基本满足了能量的协调匹配,能够获得1600℃以上的冶炼高温。这种钢铁冶炼中的“风光互补”思路为化工企业中利用清洁能源代替化石能源提供了借鉴作用。
研究热点
关键词：生物质资源短缺环境保护可持续发展
引言
能源是人类社会不断向前发展的物质基础，是关系国家安全和经济社会可持续发展的中心问题。随着经济社会的持续蓬勃发展，能源供需关系之间的矛盾日益凸显，人类正面临着资源短缺和环境保护的双重压力。改变我国传统的能源结构，开发利用生物质能等清洁可再生能源，对建立可持续发展的能源系统，促进我国经济发展和环境保护具有十分重大的现实意义和战略意义。
一、生物质能概述
生物质能是以化学能的形式储存在生物质中的太阳能。它以生物质为载体，资源丰富且可以再生，易于获取，其含硫量和灰分都比较低且含氢量较高，一直是人类认为较理想且赖以生存的重要能源之一，就其能源当量而言，它位居第四，在整个能源系统中占有重要位置。因此，生物质能的开发是一个很有潜力的研究方向，现今已受到世界各国的高度重视。
二、发展生物质能的必要性
1.有利于缓解我国资源短缺现状
（1）我国对于发展生物质能有着天然的地理优势
我国是一个农业大国，生物质资源丰富，各种农作物每年产生秸秆6亿多吨，可以作为能源使用的约4亿吨，全国林木总生物量约190亿吨，可作为能源利用的约3亿吨。由此可见，我国对于发展生物质能有着很大的优势。如加以有效利用，开发潜力将十分巨大。
（2）对我国的能源安全有重大意义
能源安全，即保障对一个国家经济社会发展和国防至关重要的能源的稳定而合理的供应。作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国，能源问题一直是我国国民经济和社会发展中的关键点，而生物质能资源丰富，可保证能源的永续利用。
2.有利于改善我国环境污染情况
化石燃料的燃烧会带来严重的污染问题，而生物质能是一种清洁能源，若能用生物质能替代化石能源，将有效抑制我国的环境污染情况。
三、生物质发电技术
目前，利用生物质发电主要有3种形式，即生物质直接燃烧发电，沼气发电和生物质气化发电。
1.生物质直接燃烧发电
生物质直接燃烧发电即将生物质直接送入燃烧室内燃烧，燃烧产生的能量用于发电。该方式技术简单，易于推广，有较大的发展前景。
2.沼气发电
沼气发电是将厌氧发酵处理产生的沼气用在发动机上并配合相关的发电装置产生电能，并放一定量的热能的过程。它高效、节能、环保，分布较广泛且价格低廉。它有利于保护环境，节约资源，也是增加农民收入的重要途径，能带来很大的社会效益和经济效益。
3.生物质气化发电
生物质气化是以生物质为原料，氧气、水蒸气等作为气化剂，在高温条件下发生热化学反应将生物质中可燃部分转化为可燃气的过程。与固体生物质相比，生物质燃气易于运输和存储，也提高了燃料的品质。
图：生物质气化发电生产流程
四、发展中存在的问题
1.规模较小，设施不完善，效益有待提高
生物质的资源分布不集中，收集难度大，大部分工程工艺、设备简单，利用率和能量的转换效率低，投资回报少，且工程规模一般较小，很难形成一定的规模，效益有待进一步提高。
2.行业上没有统一标准，管理混乱
工程开发上，没有明确的技术检验标准，很多不符合条件的单位参与了工程设备的生产，造成项目技术不达标，甚至有安全隐患，不利于后续工作的开展。
3.研究没有达到一定的水平，技术不过关
研究的技术含量低，开发缓慢，一些关键问题没能得到解决，如：生物质气化中焦油问题，沼气发电效率较低的问题，二次污染问题，还缺乏有效解决方法，导致许多设备系统在运行中经常发生故障，系统运行强度降低，利用效率减小。
五、生物质发电技术的发展措施
1.加快相关技术的研究
要分门别类的进行生物质能的研究，既要支持有开阔前景的基础性研究，又要推动技术相对成熟的项目不断发展，争取达到尖端水平，确定各个阶段发展目标，努力做到各方面协调发展，稳定有序进行。
2.制定行业统一标准
确定统一的标准，严格审查相关行业的生产资格，加强技术监督与市场管理，建立完善的质量监测系统，规范市场，优化系统，争取实现产出和效益的最大化。
3.与工业生产结合，扩大影响
加强生物质技术与工业生产的有机结合，在工程应用中应及时找出存在的问题，遇到的难题应重点研究、突破，在实践中不断检验并提高生物质技术，确保安全、可靠，为生物质能源的未来大规模推广、应用奠定基础。
结束语
经过国内外学者的不断研究，生物质发电技术的研究已经取得了较大进展。我国生物质资源丰富，有优越的发展条件，在生物质能发电方面也已有相应的技术保证，但针对存在的问题，我们应当认真总结，努力探寻解决方法，使之稳定发展。我们有理由相信，中国生物质发电产业前景一定会更加广阔，它将改变中国的能源利用现状，并推动国家经济的又好又快发展。
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