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目前，国内外对生物质能发展主要集中在寻找生物质资源、研发生物质转化技术、探讨生物质能的生态环境效益3个方面，生物能技术主要应用于生物乙醇燃料、生物质气体燃料、生物制氢、生物柴油四方面。
1.1生物乙醇燃料
生物乙醇研究的重点主要集中于能源转化效率和温室气体排放两个方面。以秸秆为原料生产燃料酒精的工艺中存在若干亟待解决的技术难题，纤维素酶的生产是其中难点之一。目前提倡固体发醇，但固体发酵不可能像液体发酵那样随着规模的扩大而大幅度下降成本。故从长远发展角度来看，应选用液体发酵技术[1]。
1.2生物质气体燃料
生物质气化技术是一种热化学处理技术，通过气化炉将固态生物质转换为使用方便而且清洁的可燃气体，用作燃料或生产动力。
德国沼气工程普遍采用产气率高专用的青贮玉米作为主要发酵原料，产气率是鸡粪的2.5倍，猪粪的3.4倍，牛粪4.5倍。[2]
我国生物燃料可持续发展的外部机遇较好，内部因素中环保指标及可再生性优势明显，所以要依靠内部优势抓住外部发展机遇在最优SWOT战略组合选择上，应侧重SO战略（即增长型战略），同时兼顾ST战略（即特色经营战略），突出生物燃料的特色，努力打造我国生物燃料种植生产和销售的产业集群。
1.3生物制氢
生物制氢过程可以在常温常压下进行，且不需要消耗很多能量。生物制氢过程不仅对环境友好，而且开辟了一条利用可再生资源的新道路。此外，生物制氢过程可以和废物回收利用过程耦合。
生物制氢过程可以分为5类：
1）利用藻类或者青蓝菌的生物光解水法；
2）有机化合物的光合细菌（PSB）光分解法；
3）有机化合物的发酵制氢；
4）光合细菌和发酵细菌的耦合法；
5）酶法制氢。[3]
1.4生物柴油
所谓生物柴油，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。生物柴油来自于植物油（玉米、棉籽、海甘蓝、花生、油菜籽、大豆、向日葵）或动物脂肪。
生物柴油的主要优点在于其环境友好性，大气污染小，尤其是硫含量低，是一种优良的清洁可再生燃料。
生物柴油的制造方法有以下4种：
（1）直接使用和混合；（2）微乳法；（3）热解；（4）酯交换。[4]
生物柴油的生产在技术上已经基本成熟，主要生产工艺分为化学法、生物酶法和超临界法化。生物柴油生产的主要问题是成本高，制备成本的75%是原料成本。降低成本是生物柴油能否实用化的关键，目前仍处于试验研究及小规模生产与应用阶段。
1.5其他典型技术的例子
奶牛-沼气-牧草0循环型农业生产模式，即：奶牛场排出的粪水经沼气池发酵，产生的沼气用于牧场锅炉燃烧，沼液、沼渣用于浇灌狼尾草草地，收获的牧草为奶牛提供青饲料。以期通过该循环利用模式，增强系统的自净化能力，实现资源的高效、持续利用[5]。
DPSIR模型是由欧洲环境局（EEA）提出的，内容涵盖资源环境与经济社会等多个领域，可以较为准确地描述系统的复杂性和相互之间的因果关系，广泛用于资源可持续利用评价城市化与资源环境相互关系分析水资源承载力评价等研究中，其科学性、应用性已得到学术界普遍认可[6]。
在能值理论的这一特点，Brown和Ulgiati提出了能值可持续指标ESI，将其定义为系统能值产出率与环境负载率之比[7]。
2面向未来的生物能源开发战略
2.1可持续发展
实行清洁生产，实现综合利用、循环利用、尽量减少排放和能耗；将能源开发与废物处理结合起来，在整体、协调、再生、循环的前提下合理建设以生物能源为纽带的生态产业园，如沼气工程。
2.2因地制宜
开发生物能源一定要因地制宜，不可盲目上马。除了上述的3种有前景的生物能源产品，沼气、生物质气化技术等都值得好好推广应用。
2.3前瞻性
开发中国的生物能源需要做到以下的政策和软件支持：（1）加大宣传。有必要通过舆论宣传加强人们对生物能源的认识。（2）加大政府投资和扶持。在新的生物能源初始商业化阶段要进行减免税等优惠政策。（3）借鉴国外经验，充分调动地方和工业界的积极性。（4）加强高校对于生物能源的教育及研究。[9]
2.4以生物质能高效利用为核心构建农村循环经济系统
（1）对农林生物质能开发利用应充分考虑资源的有限性和利用方式的平衡。
（2）坚持以沼气为主以太阳能和风能等新能源综合利用系统构建能满足农村基本用能需求的供应体系。
（4）创新机制推动农村新能源市场发展。
（5）创建示范工程为生物质资源有效利用不断探索新的途径。[10]
3结语
开发利用生物质能，既是我国缓解能源供需矛盾的战略措施，保证社会经济持续发展的重要任务。随着国际原油价格的持续攀升和资源的日渐趋紧，石油供给压力增大，生物能源产业、生物质材料产业的经济性和环保意义日渐显现，生物质能源在不远的将来一定会得到大力推广。
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先行工业化国家早期也是煤炭独大，20世纪才开始大力发展石油与天然气发电、水电与核电，使煤炭在一次能源消费中降到了30%以下。随着上世纪70年代的世界石油危机，90年代应对全球气候变暖，以及化石能源资源渐趋枯竭，凭借可再生和清洁两大优势的可再生能源于20世纪后期开始兴起，逐渐担起替代化石能源和世界能源转型的大任。
通过煤的清洁燃烧与除尘、提高汽车燃料品质和效率等措施可以减少排放物，是必要的，但根本性治理在于改善能源消费结构。除传统的水能外，新兴的可再生能源中，一马当先的是生物质能。生物质能的原料主要是作物秸秆、畜禽粪便、林业剩余物、加工业的有机废水废渣、城市的污水污泥，以及利用边际性土地种植的能源植物等有机物质。能源产品有固态的直燃发电和成型燃料，液态的乙醇和生物柴油，气态的沼气和裂解气等。另外，它是唯一能大规模替代车用化石燃料的可再生清洁能源，非核能、水能、风能等可比。
每年夏秋，中国内地自南到北露地焚烧掉的小麦秸秆和秋天焚烧掉的玉米秸秆就有1亿多吨，既是资源浪费，又造成雾霾，如能转化为生物质能，相当于两个三峡电站每年所发的电力。所以，应制订一个以作物秸秆和林业剩余物为原料的生物质发电与成型燃料供热的“减霾压煤”计划。目前，我国生物质发电技术成熟，装机容量已达550万千瓦，可顺势加大推进力度，减少煤电。
关键词：生物质能源；竞争手段；农产品贸易保护；粮食安全
一、引言
20世纪90年代以来，不可再生能源的枯竭问题开始真正显现，世界经济，尤其是发达国家的经济发展面临“缺血”威胁。为应对这一挑战，美欧等能源消费大国和巴西等农产品贸易大国开始大力发展新型的可再生能源――生物质能源。6①由于美欧及巴西等国的第一代生物质能源发展是建立在对农业资源大量占用和农产品大量消耗的基础之上，能源与农业及农产品因此被直接联系在一起。2003年以来，随着粮价的快速上涨，各界普遍认为生物质能源的快速、大规模发展是高粮价的“罪魁祸首”，生物质能源生产大国的美国更是成了众矢之的。多数国家都出于国内供给安全考虑，对农产品贸易，特别是粮食贸易采取了限制性政策，新一轮农产品贸易保护主义也因此抬头，这给农产品贸易自由化和缺粮国的社会稳定蒙上了一层新的阴影(SDC，2008；Schmidhuber，2007；FAO，2008)，也引发了各界对生物质能源发展动机的质疑(Jull，etal，2007；Berndes，etal，2007；Thomas，etal，2008)。
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二、生物质能源的发展动机与支持和保护措施评价
(一)发展动机
应对原油价格上涨，降低能源进口依赖固然是发展生物质能源的一个“合理”动机，但各国的动机绝不仅仅于此，而且这也不一定是最主要的动机。从实践看，不同国家面临的内外部环境不同，其发展生物质能源的优先动机或核心目的也存在较大差异。OECD秘书处在2007年和2008年分别对其30个成员国和印度、巴西、印尼和马来西亚等发展中国家的调查表明，发展生物质能源的优先动机集中于四个方面。
1.减少温室气体排放，改善生态环境
2.降低能源进口依赖，保障能源供给安全
能源短缺问题是全球面临的共同问题，但不同国家受之影响的程度存在较大的差异。对于广大的发展中国家而言，由于其工业化程度低，经济发展对能源的依赖性相对较小。但对美欧和日本等工业化发达国家而言，情况则全然不同。所以就这点看，发达国家发展生物质能源具有一定的合理性，但这一合理性并不能掩盖其真正的目的。其实，目前世界能源危机的根本原因不是原油本身，而是国际政治旧秩序复苏的结果。美欧等国为了维护自己的世界经济和政治霸主地位，从经济、政治和军事上对中东和拉美主要产油国进行制裁、军事打击和军事威胁，影响了原油的可持续性供给。特别值得指出的是，布什执政以来的中东政策和国内的原油战略储备政策搅乱了世界原油市场，造成原油价格上涨和能源危机的提前到来。
3.刺激经济发展，增加就业
由于生物质原料的种植、加工和转化具有劳动密集型特征，对增加就业具有一定作用，因而对20世纪90年代以来就业压力凸显的发达国家具有一种政治上的吸引力和舆论上的支持率(Markandya，etal，2008)。其实，发达国家经济与就业问题的根本原因不是原油价格，而是其产业结构调整和发展中国家竞争力提高。随着发展中国家总体竞争力的提升，发达国家为了维持其竞争力，将多数“夕阳产业”以直接投资方式“恩惠”于发展中国家。由于转移出来的多是就业贡献较大的价值链低端部分，这样其国内的就业压力必然出现。不仅如此，由于转移出来的多是价值链中污染程度较高环节，因而发展中国家的环境问题、温室气体问题也开始显现，这就为发达国家要求发展中国家履行《京都议定书》找到了最好的理由，也为其自己不履行减排义务找到了一个“公平”的托辞。
4.培育新的农产品市场，促进农村发展
这一目标是巴西等少数热带发展中国国家提出的发展生物质能源的优先目标。从表面上看，由于生物质能源的发展建立在农业原料和农产品的基础之上，在国际农产品贸易自由化受阻的情况下，生物质能源发展的确能为其过剩的农产品提供新的出路。另外，能源作物的大规模种植和相适应的农产品加工业的发展对于协调国内区域发展差异、推动农村发展也具有一定的推动作用。但从深层次看，由于这些国家多为农产品出口大国，农业资源丰裕，因而它们的选择实际上成为变农产品出口为新型生物质能源出口，改变与发达国家斗争的一种新形式。
综上所述，对于美欧等发达国家而言，发展生物质能源的核心动机不像是应对能源危机，而更像是抢占未来可再生能源市场。对于巴西等热带发展中国家而言，发展生物质能源的核心动机是规避农产品贸易保护，改变与发达国家的斗争形式和斗争领域。
(二)支持与保护措施
1.生物质原料的生产支持
为了降低农业能源作物和其它生物质原料的生产成本，一些国家采用直接补贴形式。最具有代表性的就是欧盟(EU)2003年共同农业政策(CAP)改革方案中的能源作物援助计划(ECA)。根据该计划，EU根据2003年的产出水平建立了一个分离支持给付系统，该系统将已经存在的多种给付形式合并为一种单一农场给付形式(SFP)，要求其各成员方按照45欧元/公顷的标准对农业生物质原料和林木生物质原料生产者提供直接补贴(OECD，2008b)。除此之外，对那些不适合种植食用农产品的土地，由政府提供机械，鼓励农民种植能源作物。
2.生物质原料的转化支持
由于生物质原料转化的初始投资成本高于化石能源，而其收益具有不确定性，因而许多企业不愿投资生物质原料的转化。为解决这一问题，不少国家采用资本拨付的形式，由政府直接承担转化设备或其它固定资产的一部分投资，或为企业提供无需备案的信贷担保，以刺激生产者的积极性。这种支持最典型的国家就是美国。美国1980年的能源法案中就建立了乙醇燃料的生产转化支持系统。根据该系统，联邦政府通过免税、许可证和有条件选择投标人等办法对生产者提供支持，鼓励企业提高转化效率。近年来，美国一方面借鉴EU的模式，对达到质量要求的能源按产量单位提供直接补贴，另一方面要求企业转化的原料中必须有一定比例的农业原料(即原料定额计划)，对达到要求的企业给予额外支持。由于生物质原料的转化实际上是农产品加工的一种形式，因而这种直接对企业投资的支持与O的“黄箱补贴”并没有本质上的区别。
3.生物质能源的价格支持
为了保证生物质能源生产企业的利润，美国、EU和巴西等国均对生物质能源提供了最低价格保护，要求经销商对生产者支付的价格不得低于最低价格。这种价格有两种形式：一是不变的季度最低价格，这种价格一般多个季度保持不变，目的是为了降低生产者的不确定性；二是可调整的最低价格，该价格可以经常性调整，以防止不可测因素引致的生产成本变化。在多数情况下，对因不可测因素引起的成本增加和批发价销售造成的损失，政府通过环境改善奖励和绿色奖励的形式进行追加补偿。这种价格支持与O明确禁止的“黄箱补贴”并没有本质上的不同，但因其适用对象是绿色的可再生能源，因而游离于O框架之外，成为一种“合法”的措施。
4.生物燃料销售与消费支持
为了鼓励生物质能源产业部门的发展，美欧等国还在销售和消费方面制定了一系列的强制性政策措施，以为本国生物质能源产业的发展提供市场支持。从销售环节看，美国的销售最具有代表性。根据联邦政府的规定，所有汽油销售企业必须销售一定比例的乙醇汽油或直接要求这些企业按照一定比例将乙醇汽油和传统汽油混合后销售(比例一般为5％)，同时对销售者征收燃料特许税。被征税的企业接下来就可以以销售混合燃料为由，获得政府的税收信贷支持。对于那些完全享受税收信贷支持的企业，政府还为之提供所得税抵免。从消费环节看，为了刺激消费，多数国家一方面以强制消费的方式，要求公共运输部门和消费者必须购买一定数量的生物燃料，并对购买者免征燃料消费税。另一方面，在挪威、瑞典和丹麦三国，政府对购买生物燃料的普通消费者和企业免征CO2排放税，并提供所得税方面的优惠。
5.生物质原料和生物质能源的进出口限制
进出口限制也是各国扶持生物质能源产业发展的一个重要措施。其中EU的最为典型。2007年EU各国对加入甲醇的成品乙醇进口每百升征收10.2欧元进口税，没有加入甲醇的成品乙醇每百升征收19.2欧元的进口税，生物柴油进口每百升征收6.5欧元的进口税。除了成品燃料进口税外，为保障国内生物质原料，尤其是农业原料的生产，鼓励地方生产企业使用国内原料，EU各国对农业原料和农产品(主要是小麦、糖类、玉米、油菜籽)进口也广泛征收进口税。特别值得指出的是，EU还专门制订了限制生物质能源及其原料进口的非关税壁垒，这就是2007年出台的燃料品质标准(FQS)。FQS指的是液态燃料中可再生燃料与不可再生燃料的混合比例，这一比例不是固定不变的，而是根据EU生物燃料的生产成本和生产技术变化经常调整。ZW)由于目前各国乙醇汽油和生物柴油的主要原料是玉米、小麦、糖类和油菜籽(菜籽油)，因而这种贸易限制实质上就是农产品贸易保护。
6.生物质技术R&D支持
未来生物质能源的市场前景取决于其竞争力的高低。为了降低生产成本，增强生物燃料的价格竞争力，许多国家都制订了庞大的R&D支持计划。计划的主要目标是改进现有的生物质能源生产技术和开发以农业秸秆和其它有机废物为原料的第二代生物质能源技术。例如，2008年美国能源部提供了3.85亿美元的研发补贴，用于纤维素生物质能源技术的开发。加拿大2008年也为生物质能源的发展提供了22亿美元的巨额支持，其中很大一部分用于第二代生物质能源技术的商业化推广。
三、生物质能源发展对世界粮食供求的影响
目前各国发展的是第一代生物质能源，其使用的原料主要是玉米、小麦、糖类和油料ZW(美国的主要原料是玉米和大豆油，EU的主要原料是玉米、小麦、大麦、菜籽油和大豆油，巴西的主要原料是甘蔗和大豆油，加拿大的主要原料是小麦和玉米，中国和印度的主要原料是玉米，马来西亚、印尼的主要原料是棕榈油。2003年以来，全球生物质能源发展规模急剧增长。2007年全球液态生物燃料的产量达到3600万吨，其中乙醇汽油2857万吨，生物柴油7.56万吨。在所有生产国中，美国和巴西的产量分别占世界总产量的43.73％和29.37％。
从逻辑上看，生物质能源的发展对粮食安全的影响包括三个方面：一是总量效应。2003年以来世界小麦、玉米和大米的产量仍然在增长，但因生物质能源的发展耗费了大量的玉米、小麦和粗粮，世界食用粮供给下降。其中，最大粮食出口国的美国，其2003年的三大粮食出口占世界总出口的比重是38.97％，而2006年则降至34.54％。二是结构竞争效应。以美国为例，由于目前美国生物质原料以玉米为主，高度的保护、支持和进出口限制导致玉米种植面积大幅增加，产量增长明显，而与玉米“直接争地”的小麦和其它粮食作物的种植受到了明显的影响。三是示范效应。美欧和巴西等国生物质能源的大规模发展对其它国家产生了严重的影响。出于对未来能源市场不确定性的担忧，印度、马来西亚等发展中国家已经开始发展生物质能源，农业资源极度稀缺的日本和韩国也制订了庞大的生物质能源发展计划。
综上可见，生物质能源的大规模发展已经给世界粮食安全造成较严重影响，但未来的影响会更大。根据2007年美国新能源法案，到2020年美国生物乙醇产量将达到360亿加仑，这大约要耗费1442.91万吨玉米(相当于2007年美国玉米产量的41.2％)(消耗量根据2007年的数据估算得到。按照美国2007年的玉米单产计算，玉米种植面积要增加152.17万公顷。耕地资源的有限性和用途的竞争性使得小麦和稻米的种植面积必然会下降。由此可以推断，未来世界的粮食供求形式将会进一步恶化，粮食安全这一人类最基本的权利将会受到前所未有的挑战。而挑战者却是少数国家，尤其是美、欧和巴西等农产品贸易大国。所以从道义上看，生物质能源的发展是少数国家把国家利益置于人类生存权之上的一种表现。
四、结论及其对中国的启示
能源是经济发展的动力，化石能源的枯竭趋势和科学技术的进步催生了生物质能源的发展。但通过对现行国际生物质能源的发展格局和国际农产品贸易格局的比较发现，目前各生物质能源大国发展生物质能源的核心动机似乎不仅仅于此，抢占未来可再生能源市场和规避农产品贸易保护则更像是其真正的目的。原油价格的高涨和大幅波动以及发展生物质能源的多重效应更为这些国家大规模发展生物质能源找到了最佳的借口，也为这些国家推行农业支持和农产品贸易保护提供了“合法”的理由。由于现行的生物质能源发展模式是一种典型的农业原料导向模式，因而其大规模发展必然对世界的粮食供求和农产品贸易自由化产生深远的影响，进一步恶化广大发展中国家的经济发展环境。
作为一个发展中国家，中国同样面临着能源安全和粮食安全的双重压力。发展生物质能源固然是中国应对国际能源危机的一个选择，但因生物质能源的开发和利用与粮食生产存在明显的资源竞争关系，这样中国就面临着一个两难境地。从实际情况看，虽然中国已经掌握了开发利用生物质能源的技术，而且大量的研究也表明中国生物质能源的开发潜力巨大。但是所有这些条件和潜力在粮食价格日益高涨后都不能成为中国目前大规模发展生物质能源的理由，只能是一种战略规划。因为目前中国的生物质能源开发除利用玉米、油料作为原料外，利用其它原料的成本远高于传统的化石能源。这样，生物质能源的开发必然会影响国内的粮食生产与供给。因此，中国必须处理好生物质能源发展与粮食安全的关系，要坚持发展能源农业必须始终将粮食安全摆在重要位置，对以粮食为原料的生物质能源发展要严格控制(Li，etal，2001)。
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新能源开发的必要性、重要性
目前，世界上广泛应用的还是矿物能源，矿物质能源的再生周期长，对大气污染严重，为了寻求再生周期短，适应生态平衡，对环境污染影响小的能源，人类从上个世纪就开始致力于新能源开发和研究，如今已经取得了很显著的进展。
所谓新能源，实际上是相对于常规能源而言的，常规能源如煤炭、石油天然气等，在人们开始利用的时候，也曾经叫做新能源；由于后来获得了广泛的应用，而逐渐成为常规能源。在常规能源造成的环境污染和资源日益紧缺的情况下，新能源的开发就显得更加的迫切，更为重要了。
常规能源使用所带来的污染和灾害
常规能源主要是指那些矿物能源，矿物能源目前仍是世界上主要的能源，它占世界应用的95%,使用范围仍以每10年20%的速度增长，矿物能源的大量使用，使大气受到了严重污染，气候产生了不利的变化，自然灾害就会频频发生。
常规能源面临枯竭的危机
生物质能源的分类
生物质能源作为新能源种类繁多，如何进行分类，有着不同的标准，例如：依据是否可以大规模代替常规化石能源，而将其分为传统生物质能和现代生物质能。广义地讲，传统生物质能指在发展中国家小规模应用的生物质能，主要包括农村生活用能，如薪柴、稻草、稻壳及其它农业生产的废弃物和畜禽粪便等；现代生物质能是指可以大规模应用的生物质能，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。
⑴林业资源。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程中提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和砍伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝杈、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
⑵农业资源。农业生物质资源是指农业作物（包括能源植物）以及农业生产过程中的废弃物。如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆桔和棉杆等）。其中还包括了农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物质泛指各种用以提供能源的植物，通常包括了草木能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
⑶生活污水和工业有机废水。生活污水主要由居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗涤排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
⑷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、服务业垃圾及少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分都比较复杂，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。
⑸畜禽粪便。畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。我国主要的畜禽包括鸡、猪和牛等，其资源量与禽牧业生产规模有关。例如根据这些畜禽的品种、体重、粪便排泄量等因素，估算我国每年畜禽粪便排放总量达25亿吨。
生物质能源在农村建设中的利用技术
生物质能的载体—生物质是以实物的形式存在的，相对风能、水能、太阳能和潮汐能等，生物质能是唯一可存储和运输的可再生能源。生物质的组织结构与常规的化石燃料相似，它的利用方式与化石燃料类似。常规能源的利用技术无需做大的改动，就可以应用于生物质。但生物质的种类繁多，分别具有不同的特点和属性，利用技术远比化石燃料复杂与多样，除了常规能源的利用技术以外，还有其独特的利用技术。
生物质能转化利用途径主要是包括燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等。可转化为二次能源，转变为热量或电力。固体燃烧（木炭或成型燃料）、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（氢气、生物质气和沼气等）。
⑴生物质燃烧技术是传统的能源转化的形式，是人类最早利用的能源，生物质燃烧所产生的能源可应用于炊事、室内取暖、工业过程、区域烘热、发电及热电联产等领域。炊事方式是最原始的利用方式，主要应用于农村地区，效率最低，一般在15%~20%左右。人们通过改进现有炉灶，以提高燃烧效率及热利用率。室内取暖主要运用于室内加温，此外还有装饰及调节室内气氛等作用。工业过程和区域供暖主要采用机械燃烧方式，适用于大规模生物质利用，效率较高；配以汽轮机、蒸汽机、燃气轮机或斯特林发动机等设备，可用于发电及热电联产。
⑵压缩成型是利用木质来充当黏合剂将农业和林业生产的废弃物压缩为成型燃料，提高其能源的密度。是生物质预处理的一种方式。生物质压缩成型的设备一般分为螺旋挤压式、活塞冲压式和环模压成型。将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压成固体燃料，能源密度相当于中等烟煤，可明显地改善燃烧特性。生物质成型燃料应用在林业资源丰富的地区、木材加工业、农作物秸秆资源量大的区域和生产活性炭行业等。
⑶热化学法包括热解气化和直接液化。热解是指在隔绝空气或通入少量空气的条件下，利用热能切断生物质大分子中的化学链，使之转化为低分子物质的热化学反应，热解的产物包括醋酸、甲醇、木焦油抗聚剂、木馏油和木炭等产品。其中，快速热解是一种尽可能获得液体燃料热解的方法，其产物在常温下具有一定的稳定性，在存储、运输和热利用方面具有一定的优势。
⑷气化是以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作为气化剂，在高温的条件下，通过热化学反应将生物质中的可燃部分转化为可燃气（主要为一氧化碳、氢气和甲烷等）的热化学反应。。
⑸液化是把固体状态的生物质经过一系列化学加工过程，使其转化成液体燃料(主要是指汽油、柴油、液化石油气等液体烃类产品，有时也包括甲醇。乙醇等醇类燃料)的清洁利用技术。
1、固体生物质燃料
生物质成型燃料燃烧是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用,该技术将低品味的生物质转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热利用效率显着提高,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超过一般煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为120万吨,瑞典20%集中供热是生物质颗粒燃料完成的;600万人口的丹麦年消费成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体垃圾共成型燃烧技术,解决了垃圾燃烧有害气体二恶英(dioxin)超标问题。
直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术,具有低成本、低风险等优越性,但效率相对较低,还会因燃烧不充分而污染环境。锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术,适用于大规模利用生物质;垃圾焚烧也采用锅炉燃烧技术,但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因,对技术水平和投资的要求高于锅炉燃烧。通过技术改进,生物质直接燃烧的能效已显着提高,直接燃烧的能效已达30%(如丹麦的Energy2秸杆发电厂,瑞典的UmeaEnergy垃圾热电厂)。美国生物质直接燃烧发电约占可再生能源发电量的70%,2011年美国生物质发电装机容量为9799MW,发电370亿Kwh。
1)生物质固体燃料生产技术
目前国内外普遍使用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成型技术、活塞冲压成型技术和压辊式成型技术,其中前两种技术发展较快,技术比较成熟,应用较广。但一般的成型技术需要将生物质加热到80°C以上才能使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的成本。
关键词：我国林业；生物质能源；发展
中图分类号：F326文献标识码：ADOI：10.11974/nyyjs.20160230164
近年来，人们的生活水平逐渐提高，随之而来的是能源的紧张和短缺，为了实现我国能源可持续发展，需要加速发展我国林业生物质能源，尤其是要把林业生物质能源作为我国能源发展的重点，其中提供的生物质能源如淀粉作物、油料作物等，都成为了加速发挥林业生物质能源的重要途径。近年来，我国正面临着能源缺乏的严峻形势，但也要不停的推动林业生物质能源的发展，这样才能够间接地促进林业经济发展。
1加速发展我国林业生物质能源的意义
1.1林业生物质能源的意义
林业生物质是指草木植物的生物质，其中主要有林木、林业三剩物等，林业生物质能源只是林业生物质所具备的化学能源，这种化学能源是通过太阳能转化来的，林业生物质能源虽然能够直接燃烧，也能够直接转换成一定的技术并进行利用，主要用于供热、生物柴油等地方。
1.2发展林业生物质能源的意义
1.2.1发展林业生物质能源能够慢慢缓解我国能源短缺的现象
我国本就是矿物质能源较为短缺的国家，对于能源的需求十分高，并且伴随着我国人口的逐渐上升，能源问题已经成为了政治、外交的重要问题，由此可见，加速发展林业生物质能源是我国今后能源发展的重要目标。
1.2.2发展林业生物质能源有利于改善我国生态环境
在石油等化学燃料燃烧时，会产生大量的有害气体和二氧化碳，对于生态环境的影响极大，但是生物质能源燃烧之后产生的气体含氮量等都十分低，能够有效地减少温室效应，减少生态环境污染，为构建和谐社会做出贡献。
1.2.3发展林业生物质能源能够加快造林速度
发展林业生物质能源能够加快造林速度，提高森林质量，将一些原本不适宜种植的土地，经过开发和改革之后能够成为优良的土地，为防止土地流失和提高森林覆盖率作出贡献。
2加速发展我国林业生物质能源的建议
2.1处理林业与其他产业关系
对于我国林业生物质能源发展来说，应处理好林业与其他产业之间的关系，根据我国目前的林业现状来进行规划，不仅要做好中长期发展规划，更要坚持几个原则，不占用耕地、不消耗粮食、不破坏生态环境，及时引入可持续发展观念、充分利用林业的荒山荒地、加快建设林业能源基地，例如：在北方地区种植灌木丛、在南方地区种植人工植被和能源林等，这样就能为我国能源发展作出贡献。要采用高效、低成本的原料，尽量选择高质量的林业物质作为生物质能源，这样就能提高木材的综合运用率，也可以将城市废弃物作为生物质能源燃料，这样才能看到林业生物质能源的发展前景。
2.2加快林业科技发展和创新
林业生物质能源的加速发展是一项复杂的工作，以往的生物质能源主要用于沼气利用方面，如今的生物质能源主要用于热解技术的研发方面，虽然取得了一定的创新，但其他的技术也开始了新的改革，尤其是生物乙醇、直接燃烧等林业技术，更是成为了林业生物质能源加速发展的途径。我国今后也会将培育新能源品种作为林业生物质能源发展重点，这样一来不仅能够为建立生物质能源基地作出贡献，也能为开发、创新林业科技提供新的方法。
2.3加大政府对林业的支持
从其他国家的林业生物质能源发展成功经验来看，政府对其的支持是加速林业发展的重要动力，美国为生物质能源技术研发提供了专项资金，欧洲部分国家为生物质能源代替燃料专门立法，并且实施了差别税和补贴的制度，直接的促进了生物质能源的发展。我国也根据其他国家的成功经验，为林业生物质能源颁发了《生物质能源和生物质化学原料补助资金》等政策，这就意味着我国正在加快发展林业生物质能源的脚步，尤其是在税收、投资等方面更为林业生物质能源提供了可持续发展的机会。
本文对加速我国林业生物质能源的思考进行了详细的分析，得知我国目前正处于能源短缺的时期，若能够加强林业生物质能源的发展速度，不仅能够为我国林业经济提供可持续发展机会，更能为林业生物质能源提供技术创新的机会，间接地促进了我国经济的发展。
参考文献
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[2]刘峰.浅谈加速我国发展林业生物质能源的重要性[J].科技致富向导，2012（09）：231.
关键词：林业生物质能源；开发利用；发展前景；利用对策
中图分类号：TK6
1林业生物质能源的含义及优点
1.1林业生物质能源
林业生物质能由太阳能转化而成，贮藏于林业生物质中，一般通过直接燃烧、热化学转换、生物转换、液化等技术加以利用，主要用于气化发电、燃料、供热等[1]。林业生物质是指以木本、草本植物为主的生物质，主要包括林木、林业、林副产品及废弃物、木制品废弃物等[2]。
1.2林业生物质能源的优点
林业生物质能源在生物质能源中占据主体地位，和石油、煤炭、天然气等化石能源相比，主要有以下几点突出的优势。
1.2.1清洁能源
传统化石能源在燃烧过程中释放大量温室气体，使大气中温室气体浓度增加，90%以上的人为排放的温室气体都由化石能源燃烧产生，大量的温室气体以及有害气体的排放无疑加重了环境的负担，使环境逐渐恶化。林业生物质能源是一N清洁能源，能有效降低CO2的排放量，并能提高能源的燃烧效率[2]。生物质能源的利用方式与转化途径多样，可通过生物转化、热化学转化以及液化转化为柴油、乙醇等燃料。
1.2.2可持续、可再生能源
据测算，世界上煤、石油、天然气分别可开采220年、40年和60年[3]，如果不开发可再生能源，人类的能源将面临枯竭。林业生物质能源可再生，能满足人类对能源日益增长的需求。
2国内外林业生物质能源的应用现状
2.1国外林业生物质能源应用现状
美国、芬兰、瑞典和奥地利等国家将生物质能转化为高品位能源利用已具有可观的规模，依次占该国一次能源消耗量的4%、18%、16%和10%[4]，走在世界前列。
2.2国内林业生物质能源应用现状
20世纪80年代以来，生物质能源应用技术一直受到政府和科技人员的重视。国家从“六五”计划就开始设立重点攻关项目，主要在气化、固化、热解和液化等方面展开研究工作[5～10]，虽然取得了很大进步，但与国外差距还较大。随着高新技术的飞速发展，林业生物质能源工程朝着以绿色化学洁净转化为高效率、高附加值、精深加工、定向转化、功能化、环境友好化等方向发展[4]。
3林业生物质能源的发展优势及瓶颈
3.1林业生物质能源的发展优势
3.1.1资源优势
我国幅员辽阔，有大面积尚未利用的适合造林的荒地。我国未利用土地现有2.45亿hm2，其中不适宜耕种的宜林荒地占23%，按利用其中20%种植高能源植物计算，每年产生的生物质量可替代1亿t标准煤[11]。而且我国林下资源也非常丰富，资源上的优势为我国大力发展林业生物质能源提供了物质保障。
3.1.2技术日趋成熟
我国在能源林树种选择和造林模式等方面已有较为丰富的技术储备。且在转化工艺上也有突破，随着现代科技的不断发展，开发林业生物质能源的方式逐步多样化，林业生物质能源通过物理转化可得到固体成型燃料；通过化学转化可得到高压蒸汽、燃料油等；通过生物转化可得甲烷气。
3.2林业生物质能源的发展瓶颈
3.2.1林业生产自动化程度低
我国目前大部分地区林业生产自动化程度较低，林木采集基本依靠人工，而大多数造林地环境恶劣，加大了采集、运输难度，从而提高了成本。
3.2.2转化成本高，转化效率低
虽然目前转化技术手段日趋成熟，但依旧面临成本偏高，投入与产出不成正比的问题，因此难以形成规模化产业，不利于林业生物质能源应用的普及。
4林业生物质能源的利用对策和措施
结合我国具体的国情林情，针对目前我国生物质能源利用的情况，为推动林业生物质能源的大力发展，应从以下方面入手。
4.1加大财政投入，加强政策倾斜
林业生物质能源作为能源开发的一个新兴领域，需要国家财政的大力扶持。政策引导和资金扶持是使林业生物质能源应用逐步壮大的必要条件。
4.2充分利用企业资源，拓宽生物质资源开发的途径
利用生物质能源的开发与利用是一项高投入的工程，要实现长远的发展，除了国家的大力扶持外，还需要社会各界的支持。吸引企业资源，动员社会力量，充分发挥民间资本的力量意义重大。
4.3加大创新力度，提高转化效率
目前由于设备以及转化方式的局限性，使得生物质能源的开发与转化成本偏高，相对来说产出较低，而技术上的创新能有效降低成本，提高转化效率。
[1]
张军，丁兆柱.浅议林业生物质能源的开发利用[J].林业科技，2001（3）：57.
[2]李顺龙，王耀华，宋维明.发展林木生物质能源对二氧化碳减排的作用[J].东北林业大学报，2009，37（4）：83～85.
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关键词：黑龙江省；农村能源利用；生物质能发展；
1黑龙江省能源利用及生物质能发展情况
农村能源可分为可再生能源和不可再生能源两种。可再生能源包括秸秆、薪柴、沼气和电力；不可再生能源包括煤炭、成品油、液化石油气、天然气、煤气和焦炭。需要说明的是，农村电力包括火电和水电，可再生能源的比例比实际要高一些。
总体上看，黑龙江省农村能源利用总量是逐渐增加的，但增加的幅度在变小。1991～1995年为2051.10万t标准煤，2001～2004年为2095.55万t标准煤，增加了44.45万t标准煤，增长2.17%。从分阶段来看，1996～2000年与1991～1995年相比，增长量为26.75万t标准煤，增长1.30%；2001～2004年与1996～2000年相比，增长量为17.70万t标准煤，增长0.85%。
与1998年相比，生活能源中，不可再生能源与可再生能源利用量都在增加，不可再生能源增长率为49.44%；可再生能源增长率为25.35%。农村生活越来越依靠不可再生能源，也就是说这种能源利用方式是一种不可持续的方式。据判断，农村生活能源利用也会随着农村居民收入水平的提高，呈现出一个倒U型曲线特征。农民收入较低阶段，较多地依靠农作物秸秆、薪柴等作为生活能源；随着收入的提高，生活能源逐渐转向煤炭、液化气、煤气等不可再生能源；当收入水平达到一定程度之后，农村生活能源可能更多的采取沼气、电力等可再生能源。
影响农村生活用能的因素主要包括三类：一是农村万元收入耗能，二是农村农民生活现金支出，三是乡村总人口。一般来说，农村生活能源消耗量与农村万元收入耗能、农村农民生活现金支出、乡村总人口正向变化，即农农村万元收入耗能、农村农民生活现金支出、乡村总人口越多，农村生活用能就越多。
2黑龙江省农村能源利用及生物质能发展存在的问题
2.1黑龙江省农村能源利用率不高
黑龙江省农村能源利用率虽然近年来有一些提高，但是总体数据与发达国家，甚至是别的科技发展水平高的省份相比还是存在着较大的差距，传统的能源消耗方式并没有被新型的环保的能源消耗方式所取代，生物质能的发展也是出于基础水平，黑龙江省还停留在高消耗资源来提供能源的基础上。一些厂家打着生物质能技术的口号，却没有真正进行环保的能源的利用，生物质能并没有得到充分的利用。
2.2黑龙江省农村能源利出现能源浪费现象
黑龙江省农村对于能源的利用并不科学合理，存在较重的能源浪费现象，能源的回收利用更加是有待提高的。甚至很多地方根本没有能源回收利用的设备。人们也没有环保和节约能源的意识。这对于我国的资源的节约型利用是有百害而无一利的，也是我国实现可持续发展战略的重大阻碍。
2.3黑龙江省农村能源利用及生物质能发展的技术体系不完善
3黑龙江省农村能源利用及生物质能发展的建议
3.1政府鼓励支持我国农村能源利用及生物质能发展技术的研发
技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决农村能源利用及生物质能发展出现的难点和问题，必须革新农村能源利用技术手段，让技术的发展跟上时代进步的潮流，鼓励科研工作者研发环保又节约能源的农村能源利用技术。
3.2建立健全我国石油化工行业的规章制度
(一)燃料乙醇
燃料乙醇实现工业化生产始于巴西。巴西已经成为燃料乙醇生产能力最大和出口量最大的国家。巴西燃料乙醇是利用甘蔗制取的，2006年乙醇总产量177亿升，其中燃料乙醇占76％。2012年乙醇总产量将达到360亿升。目前巴西已经没有纯汽油的燃料，加油站只供应E20-25乙醇汽油(含20-25％乙醇)和100％乙醇两种燃料。2003年巴西开始使用灵活燃料车，可以灵活切换使用两种燃料，截止2006年底灵活燃料车销售总量已超过200万辆，2007年以来，销售的新车中超过90％都是灵活燃料车。
(二)生物柴油
巴西立法规定2008年开始在柴油中必须添加2％的生物柴油，2010年将提高到5％。2007年生物柴油生产能力将达到8-9亿升。巴西柴油年消费量为400亿升，进口量占总消费量的5％，如果实现生物柴油发展目标就意味着不再需要进口柴油。阿根廷目前普通柴油全部进口，2008年将颁布法规在全国推广使用生物柴油。预计2009年生产量将达到30-35万吨，出口量将达到10万吨，届时阿根廷将成为生物柴油生产和出口大国。
二、燃料乙醇产业对巴西能源、环境的影响
三、两国政府采取的扶持政策
一是出台全国推广使用的强制性法规(生物燃料法令)，并制定发展生物燃料的发展规划和产品标准。巴西规定从2008年开始柴油中必须添加2％的生物柴油。到2010年提高到5％。阿根廷颁布法规从2008年开始柴油中混配5％的生物柴油，到2010年混配比将达到50％。二是向业界企业提供优惠专项贷款。阿根廷规定用于发展生物柴油产业的研发、购买设备和工厂建设等方面的贷款利息仅为正常贷款利息的50％。三是设立专项基金。阿根廷设立的专项基金无偿用于研发企业补贴技术研发费用，补贴额度可达到企业开办费的50％；同时还支持国立科研机构的科研课题。四是实行优惠税收政策。阿根廷政府对生物柴油生产企业和加油站的盈利税(3％)、增值税(21％)、燃油税(5％)全部免收。巴西政府为鼓励发展地区农业经济，为生物柴油提供原料保障，根据原料和地理位置的不同，制订了不同的税收优惠政策。五是实行优惠的市场销售价格。巴西为鼓励使用高混配比的乙醇汽油，制定了优惠的促销价格，加油站出售的100％乙醇灵活燃料的价格比E20-25乙醇汽油的价格低44％。六是鼓励发展灵活燃料汽车。巴西规定购买灵活燃料汽车可以减税，用来冲减灵活燃料汽车需要添加用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。
四、启示与建议
我国正处在产业结构优化升级、发展循环经济、实现资源综合利用和节能减排的关键时期，有必要借鉴南美国家燃料乙醇和生物柴油产业发展的经验。加快我国非粮生物质燃料产业的发展。结合目前我国燃料乙醇和生物柴油产业发展的实际状况。现提出建议如下：
(一)加大力度支持生物质燃料产业发展
目前，巴西的燃料乙醇已替代了40％的汽油消费量，并将达到60％。而我国石油年消耗量已高达3.2亿吨，每年进口原油的比重已达42％。随着化石能源使用环境问题的日益严重和资源的逐渐枯竭，出于国家经济安全和能源替展战略及环境保护的考虑，我国应该从战略的高度，未雨绸缪，积极支持生物质燃料的发展。在全球生物能源蓬勃发展的形势下。加大生物质资源的开发利用。利用我国各地丰富的原料资源大力发展燃料乙醇和生物柴油产业，对缓解我国能源紧张矛盾和日益紧缺的燃料问题，减轻环境污染，实现可持续发展战略等具有十分重要的战略意义。
(二)2008年奥运会前在北京推广使用燃料乙醇
生物燃料乙醇不仅是可再生能源，同时还可以有效降低温室气体及污染物排放，这对于减少大城市的尾气污染，降低地球温室效应，保护环境，实现可持续发展具有重要意义。根据巴西等国已有测试数据表明，乙醇混配比例越大，减排效果越明显，环境效益越显著。巴西等一些非常重视环保的国家已经充分认识到这一点，正在推广使用高混配比乃至100％乙醇的灵活燃料，以改善城市空气质量。为此，我国也要大力宣传燃料乙醇对改善城市空气环境、减少环境污染的重要作用。鉴于我国目前大中城市的空气污染状况和全国节能减排的艰巨任务，建议在京津沪等大城市中，特别是要举办2008年奥运会的北京市，应借鉴率先使用乙醇汽油的9个省取得的经验，全面推广使用乙醇汽油(E10)，以减少汽车尾气主要污染物排放，改善城市空气环境质量和首都形象。
(三)实施原料多元化战略，重点鼓励发展纤维素乙醇
中丹生物能源安阳生产厂始建于2009年，于2010年9月投产运行，是由安阳市恒生能源公司与丹麦NIRAS公司、丹麦发展中国家工业基金会（IFU）和CSR投资资金共同成立。该项目采用最先进的CSTR生物高温发酵技术，使用两次发酵工艺，生产出的沼气经生物脱硫、脱碳、压缩后成为车用生物燃料（CNG）。每年可生产将近400万方车用生物燃料，日处理有机废弃物5000屯，年处理有机废物18.25万吨（其中包括人畜粪便、餐余垃圾、秸秆等），年生产固体有机肥3万吨、沼液肥13.87万吨；年减排二氧化碳6.3万吨，是安阳乃至河南唯一生产清洁、环保生物质能基地。该项目处于国内同一领域领先水平。
目前，该公司于2011年10月份申报的国际新能源示范城市，目前已经通过了河南省发改委的审核，并提交到国家发改委，等待审核通过：投资建设的中国首个生物天然气产业园也得到安阳市委市政府的大力支持，并通过市发改委申报了国家级生物天然气产业示范园区，申报材料已经递交到河南省发改委，等待审批中。
高俊才一行实地视察了中丹生物能源安阳生产厂之后表示，加强城市垃圾科学有机处理是国家大力扶持的清洁、环保型产业，有利于城市可持续发展、促进生态平衡，为打造循环经济起到了非常重要的作用。高俊才说，环境治理已成为我们必须高度重视的问题，像这样变废为宝、实现循环经济产业链的项目，值得在环保、农业、新能源等更多领域进行大力宣传、推广。
合肥打造安徽省首家物联网产业园
据安徽商报，从合肥市瑶海区获悉，“合肥物联网科技产业园总体规划”已正式获省发改委批准，标志着该区正式成为全省首家省级专业物联网科技产业园。