在日常学习、工作或生活中，大家总少不了接触作文或者范文吧，通过文章可以把我们那些零零散散的思想，聚集在一块。相信许多人会觉得范文很难写？
简而言之模糊神经网络就是具有模糊权值和输入信号的神经网络。模糊神经网络是自动化控制领域内一门新兴技术，其本质上是将常规的神经网络输入模糊信号，因而模糊神经网络具备了模糊系统和神经网络的优势，集逻辑推理、语言计算等能力于一身，具有学习、联想、模糊信息处理等功能。模糊神经网络是智能控制和自动化不断发展的产物，在充分利用神经网络的并行处理能力的基础上，大大提高了模糊系统的推理能力。模糊神经网络是科技发展的产物，有效吸收了神经网络系统和模糊系统的优点，在智能控制和自动化发展等方面有着重要的作用，能够有效地处理非线性、模糊性等诸多问题，在处理智能信息方面能够发挥巨大潜力。模糊神经网络形式多种多样，主要包括逻辑模糊神经网络、算术模糊神经网络、混合模糊神经网络等多种类型，被广泛的运用于模糊回归、模糊控制器、模糊谱系分析、通用逼近器等方面的研究中，随着智能控制和自动化领域的不断发展，模糊神经网络广泛应用于智能控制领域。
2基于模糊神经网络的生物质气化炉的智能控制系统
2.1温度智能控制系统
生物质热值、给料理以及一次风量等因素变化能够影响到生物质气化炉的炉温，但是最重要的影响因素是在气化炉工作过程中物料物理和化学反应的放热和吸热。由于生物质气化工作过程中的生物质热值的变化范围较小，在实际运行中很难测量与控制，有时可以忽略不计，同时，该工作过程中存在非线性和大滞后等问题，采用传统的数学模型达不到预期测量效果，因此需要利用模糊神经网络设计气化炉炉温控制系统，不断的提高温度的控制效果。模糊神经网络首先根据当前温度以及设定温度设，主控制器对最优的生物质物料添加量进行预测，然后由副控制根据该添加量，全面跟踪控制送料速度，从而能够进行精确上料和控制炉温。模糊神经网络系统十分庞大复，其中包含了大量错综复杂的神经元，蕴含对非线性的可微分函数训练权值的基本理念。模糊神经网络具有正向传递和反向传播两个不同的功能，在信息的正向传递中，采用逐步运算的方式对输入的数据信息进行处理，信息依次进入输入层、隐含层最终到达输出层。假如在输出层获得的输出信息没达到预期效果时，就会在计算输出层的偏差变化值后通过网络将偏差信号按原路反向传回，与此同时各层神经元的权值也会随之进行改变，直到符合预期的控制效果。
2.2含氧量智能控制系统
在生物质气化工作过程中，可燃气体的含氧量是衡量其生产质量的重要依据，能够严重影响气化产物的安全使用，因此，通过模糊神经网络实现生物质气化炉含氧量的智能控制十分重要。其含氧量智能控制系统的目的是为了合理控制可燃气体的含氧量，从而稳定气化炉的温度。但是，一次风进风量是影响可燃气体的含氧量的重要因素，所以可以把控制一次风量作为主要调节手段，有效地解决含氧量控制和炉温控制之间的矛盾，在控制炉温的前提条件下，最大程度地降低可燃气体含氧量，进而有效控制气化产物含氧量的。生物质气化炉含氧量的智能控制系统是严格运用模糊神经网络控制原理，主控制器采用温度模糊免疫PID控制，根据炉内含氧量和温度的偏差进行推算，查找出鼓风机转速的最优状态，副控制则 生物质气化炉工作过程中的不同阶段和部件具有不同的控制要求，模糊神经网络就要充分发挥被控对象的优良性能，根据不同的控制要求，合理运用模糊神经网络控制原理对PID参数模型中的数据信息进行在线修改，从而达到预期的控制效果。
3基于模糊神经网络的生物质气化炉智能控制系统的仿真实验
为了验证运用模糊神经网络进行生物质气化炉的智能控制的真实效果，对生物质气化炉的温度智能控制系统进行仿真实验，并进行详细地分析。为了保证生物质气化炉能够在条件大体一致的状态下进行运行状况，仿真实验可以采用组合预测算法。首先要到某厂气化炉现场采集2000组干燥层温度数据，并且从中选取连续1500组作为仿真实验样本数据，然后对剩余500组实验样本数据进行研究，通过两组数据的分析建立预测模型。然后采用模糊神经网络对生物质气化炉的温度控制系统进行三次模拟化实验，三种不同情况下的仿真试验结果为：在无外界任何干扰的情况下，模糊神经网络控制无论在超调量还是其他方面，都比单纯的模糊控制效果好；在生物质给料量扰动的情况下，模糊神经网络控制要比单纯的模糊控制所受的影响要小很多；在发生一次风量搅动的情况下，模糊神经网络控制仍受到极小的影响。从三种不同情况下的仿真试验中可以看出基于模糊神经网络的生物质气化炉的炉温智能控制系统效果较好，具有极强的抗干扰性，能够有效地预测气化炉温度实时值，把平均误差控制在很小范围内，并且智能控制系统能实时跟踪实际温度的变化，根据实际温度的变化做出相应的变化，从而能够有效地控制气化炉温度和可燃气体含氧量。
4结束语
1300万千瓦
2011年11月，有媒体披露《可再生能
源“十二五”发展规划》中有关生物质能
源部分规划内容已初步定稿。到2015年
底，生物质发电装机将达1300万千瓦，
到2020年将达3000万千瓦，在2010年底
550万千瓦的基础上分别增长1.36倍和
4.45倍。
点评：发展目标的确定将对涉足生
物质发电、垃圾焚烧发电以及生物燃料
领域的相关企业构成利好，也将坚定企
业投资该领域的信心。
2 世界最大非粮燃料乙醇企业被迫
停产
2011年3月21日，世界规模最大的木
薯乙醇生产企业广西中粮生物质能源有
限公司被迫全面停产。据媒体报道，问
题主要集中在车用乙醇汽油推广过渡期
过长，导致乙醇汽油市场覆盖率下降；
普通汽油与车用乙醇汽油长期混用导致
部分消费者车辆油耗增加、动力下降，
造成消费者对乙醇汽油的误解；燃料乙
醇生产企业发展面临困难等方面。
点评：社会加油站普通汽油的价格
优势加上消费者对乙醇汽油不科学的认
识和误解，使得乙醇汽油在广西的推广
使用难度不断加大，直接导致燃料乙醇
生产陷入困局。
3 国航生物燃料首次验证飞行成功
2011年10月28日，国航使用现役波音
747-400型客机加载由中石油与霍尼韦尔
旗下UOP公司合作生产的航空生物燃
料，在首都国际机场执行了验证飞行，
并取得成功。此次试飞使用的生物燃料
不用对飞机或发动机作出任何改变，仅
仅是对石油燃料进行了替换。
点评：本次试飞，将有助于削减运
营成本并降低飞机温室气体排放量，在
中国航空发展史上具有重要里程碑意
义。
4 用地沟油制生物柴油免征消费税
2011年6月30日，财政部、国家税务
总局联合通知，划定了废弃动植物
油生产纯生物柴油免征消费税的适用范
围，详细列出四种免征消费税的生物柴
油原料。此前，国家曾过生物柴油
免征消费税的政策，但并没有明确免征
范围。
点评：出台这个措施是为了防止地
沟油、潲水油流入食品行业，鼓励企业
将这些废弃动植物油转化为工业用油。
生物柴�
5 中国设专项资金收集城市餐厨废弃
物
2011年5月26日，国家发展改革委、
财政部联合《循环经济发展专项资
金支持餐厨废弃物资源化利用和无害化
处理试点城市建设实施方案》，将设专
项资金重点支持试点城市餐厨废弃物的
收集、运输、利用和处理体系的建设和
改造升级，以及法规、标准、管理体系
等能力建设。回收的废弃油脂将用于炼
化生物柴油和化工产品，以及一些低碳
环保的装修材料。
点评：餐厨废弃物问题处理利用好
了则可以变废为宝、化害为利，从源头
上解决用“地沟油”加工食用油的非法行
为，避免将餐厨废弃物直接喂猪，有效
解决餐厨废弃物作为生活垃圾填埋或焚
烧造成的资源浪费和环境污染问题，实
现社会效益、经济效益和环境效益的统。
6 河南30家生物柴油企业全部停产
截至2011年10月，河南省境内的近
30家生物柴油企业目前全部处于停产状
态，最早通过环评的洛阳新天源已停产
两年。地沟油收购价过高是致使生物柴
油企业停产的主要原因。生物燃料产业
要实现真正规模化发展，还需国家政策
扶持和引导。目前最迫切的做法是要对
餐厨垃圾的处置立法，餐厨垃圾的回收
处理不能市场化。
点评：目前国内所有生物柴油企业
都还在夹缝中生存，被上游地沟油供应
商挤压，受下游生物柴油用户逼迫，利
润偏低。
7 全国沼气标准化技术委员会在北京
成立
2011年12月15日，全国沼气标准化技
术委员会暨国际标准化组织沼气技术委
员会秘书处在北京成立，挂靠于农业部
科技发展中心。
点评：成立全国沼气标准化技术委
员会有利于加强沼气行业标准化工作，
提高沼气技术水平。有利于规范沼气行
业发展，提高沼气工程建设质量。有利
于沼气产业健康发展，创沼气产业名
牌。
8 西部规模最大的垃圾发电项目投入
试运行
2011年9月30日，由重钢三峰环境产
业集团公司联合美国卡万塔控股集团共
同建设的成都九江环保发电厂正式投入
试运行。该项目占地约90亩，共配置了
3台垃圾焚化炉，是目前西部规模最大、
工艺最先进的垃圾焚烧发电厂。
点评：该发电厂每天处理城市生活
垃圾约2000余吨，平均每日发电74.7万千
瓦时。
除电厂自用外，剩余的电全部送至
九江变电站，可供8万户居民使用。
9 世界最大生物质发电厂在广东运营
2011年10月18日，由广东省粤电集团
投资的目前世界上单机容量及总装机容
量最大的生物质发电厂正式投入商业运
营。广东粤电湛江生物质发电项目为2台
5万千瓦机组，其中1号机组已于2011年
8月底投运；2号机组现已顺利通过96小时
满负荷试运行，试运期间，机组平均负
荷率达100.6%，各项技术参数指标优
良。该生物质发电项目每年可替代约10万
吨标煤，减少二氧化碳排放约30万吨，减
少二氧化硫排放近2000吨。
点评：该项目在纯生物质燃料前提
下，采用具有自主知识产权的循环流化
床技术，进一步提升发电机组的效率，
成本和污染物排放更低、燃料适应性
强，燃烧温度低有效抑制结渣、腐蚀令
灰渣综合利用价值提高，更为节能环
保。
10 国内首个生物质炉VER自愿减排项
目在河北启动
2011年12月10日，由河北光磊炉业有
限公司实施的“30万台生物质炉具
VER自愿减排项目”在河北省故城县启
动。项目第一期将于2011年底前在故城
县推广5000台生物质炉具，配套建设30个
秸秆成型燃料厂，年产秸秆成型燃料
1.5万吨，替代标准煤7500吨，年减排二
氧化碳近2万吨。这是国内首个在生物质
炉具行业实施的VER自愿减排项目。
点评：生物质炉具是一种新型高效
低排放炉具，燃料以生物质为主，采用
3．生物液体燃料初具规模 当前，我国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程年生产能力达102万吨，利用玉米生产燃料乙醇的加工能力不断扩大。通过试点，消费群体初步接受，生产成本不断降低。据测算，我国现行的燃料乙醇生产价格成本约为3500元吨，技术水平较高的企业可降到3000元以下，为我国石油替代产业书写了良好开篇。在非粮食能源作物方面，我国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种，并建成了产业化示范基地；培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种；育成了一批能源甘蔗新品系和糖能兼用甘蔗品种，建成了高新技术产业化示范基地，而且筛选出适合甘蔗清汁发酵的菌株和活性干酵母菌株。 我国已具备利用菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力｡近年来，在双低油菜与杂种优势利用的结合上达到国际领先水平，在油菜、油葵等主要作物上已开发出高含油量种质，含油量高达51.6%。此外，为了不与食用油和工业用油争原料，还开发了麻疯树果实、黄连木籽以及利用季节性闲地种植油菜等生产生物柴油技术，初步具备了产业化发展的条件。 （三）存在的主要问题 一是开发思路不够明确。中央各有关部门及社会各界高度重视农业生物质能产业发展，采取了一系列措施和行动，取得了积极进展。但总体看，对于如何更好地结合中国实际推进生物质能产业化开发，思路还不够清晰，认识还不够成熟；对于生物质能资源的区域分布、发展潜力等基础情况，掌握得还不够清楚，分析得还不够深入。部分地区对生物质能产业发展还缺乏通盘考虑和科学谋划，特别是利用玉米生产燃料乙醇的加工企业存在盲目发展的倾向。 二是自主研发能力弱。除沼气技术较为成熟外，其余技术仍处于产业化发展初期，特别是缺乏具有自主知识产权的核心技术。例如，以甜高粱、木薯、甘蔗等原料生产燃料乙醇技术还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究；我国秸秆固化成型燃料技术存在着成型机模具磨损严重、运行稳定性差且使用寿命较短，能耗较高，配套炉具亟待完善，秸秆的收集储运和预处理技术不完善，机械化水平低，相关标准缺乏等问题，而秸秆气化燃料也存在焦油含量高等方面的问题，而国外先进国家如瑞典、丹麦、奥地利生物质颗粒成型技术和设备已非常成熟，仅瑞典就有大型生物质颗粒加工厂10多家，单个企业的年生产能力达到20多万吨。 三是比较成本高。在不考虑化石能源对生态、环境造成的负面影响的情况下，目前大多数生物质能产品的成品仍高于化石能源产品的成本。例如，除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外，其他国家生物燃料的成本都比较高，我国以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇每吨成本约为4000元，而目前等效热值的汽油成本仅为3300元左右。 四是扶持政策尚不完善。国家虽已颁布了《可再生能源法》，但法律体系还不完善，在财政、金融、市场开放等方面缺乏合理有效的激励政策，例如，以非粮食作物为原料的生物液体燃料还无法进入市场和享受政府补贴，生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素；相关政策之间也存在着协调性差，政策难以落实等问题，还没有形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。 五是投入严重不足。生物质能属于高新技术和新兴产业，其技术研发和市场培育需要大量资金投入，但目前投融资渠道较为单一，除农村户用沼气等部分领域外，国家及地方政府财政投入严重不足，部分领域研发能力弱，技术水平较低，制约了技术创新和产业化发展。 六是生产运行机制仍需探索。农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾。目前，部分企业按照工业化方式考虑生产规模，而对探索原料收集形式、收集半径考虑不足，造成原料供应困难，影响了生产合理运行。三、发展思路、基本原则和战略目标 （一）发展思路 按照积极发展现代农业、扎实推进社会主义新农村建设的总体要求，今后一个时期，农业生物质能产业发展要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，以
[关键词] 生物质能源 开发利用 对策
[中图分类号] S216 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2016）11-0132-01
生物质能源是以植物为原料生产的可再生能源，是可再生能源中惟一可运输并储存的能源。当今世界能源和环境问题是制约经济发展的突出问题。人类目前使用的主要化石能源有石油、天然气和煤炭3种。开发新能源已成关系经济社会可持续发展的重大课题。发展生物质能源，对保障我国未来能源安全具有重要作用。
1 发展生物质能源的重要性
生物质能源是倍受世界各国重视的可再生能源。国内许多专家提出了“发挥灌木优势推动我国能源林业的发展，集约经营短轮伐期乔灌木能源林是发展生物质能源的基础。”我国林木生物质能源原料资源比较丰富，发展的潜力和空间巨大，为我国林业的发展提供了新契机。灌木具有抗逆性强，用途多等优势，我国广大的干旱、盐碱地、荒山秃岭皆可发展灌木林，发挥生态效益，收割后还能自然萌生更新，是能源建设和生态建设的最佳结合模式。开发灌木能源既可以推动我国生物质能源工业的发展，又能促进生态脆弱地区植被的恢复和重建，改善生态环境。把握生物质能源发展的战略机遇，以林木生物质能源对油汽的替代或部分替代，使我国林业全面介入能源领域，形成林业新的战略增长点，缓解我国能源紧缺的局面具有重要作用。
2 生物质量能源发展现状
世界上，生物质能源开发最早且成功的是生物柴油和乙醇。德国、美国、巴西在生物柴油和乙醇替代汽油方面处于世界领先地位。作为世界上最大的乙醇出口国的巴西，其60%的汽车燃料是甘蔗提炼出来的乙醇。美国提出到2025年要用生物燃油替代25%的化石运输燃料口号。
我国的乙醇燃料开发启动较早，从2001年4月开始，就已在全国推广使用燃料乙醇，河南、黑龙江、吉林作为试点省份，建立了四大酒精厂以利用陈化粮生产酒精。2006年，国家提出中国将大力支持生物质能源、太阳能、风能等可再生能源的研究开发和推广应用，并将生物质能源放在了首位。
来自国家发改委的数据显示：目前我国燃料乙醇年生产能力达102万吨，乙醇消费量占全国汽油消费市场的20%，成为仅次于巴西、美国的第三大燃料乙醇生产和使用国。
3 中国生物质能源储备概况
我国生物质资源比较丰富。据初步估计，我国仅现有的农林废弃物实物量为15亿吨，约合7.4亿吨标准煤，可开发量约为4.6亿吨标准煤。
我国现有木本油料林总面积超过600多万公顷，主要油料树种果实年产量在200多万吨以上，其中，麻疯树、黄连木等树种果实是开发生物柴油的上等原料。有150多种植物含油量超过40%。作为生物柴油开发利用较为成熟的有小桐子、黄连木、光皮树、文冠果、油桐和乌桕等树种。初步统计，这些油料树种面积超过135万公顷，年果实产量在100万吨以上，如能全部加工利用，可获得40余万吨生物柴油。
我国北方有大面积的灌木林，估计每年可采集木质燃料资源有1亿吨左右；全国有5700多万公顷为中幼龄林，如正常抚育间伐，可提供1亿多吨的生物质能源原料，同时，木材采伐、加工剩余物还能提供可观的生物质能源原料。云贵川等省区大力培育发展生物柴油小桐子资源，小桐子种植面积已达50万亩。河北、河南、安徽、陕西等地人工种植黄连木近5万亩。
我国现有300多万公顷薪炭林，每年约可获得近1亿吨高燃烧值的生物量。适宜发展能源林的有宜林荒山荒地5400多万公顷。有近1亿公顷的盐碱地、沙地以及矿山、油田复垦地等不适宜农耕的土地大都适宜培育特定的能源林。
4 国家对生物质能源开发规划
木本生物质能源属于我国科技发展的能源及环保两大重点，是我国“十一五”规划重要研究对象，也是世界林业发展的新亮点。国家林业局和中国石油天然气股份有限公司在云南、四川启动第一批林业生物质能源林基地建设，基地面积60多万亩，可实现约六万吨生物柴油原料供应能力。“十一。五”期间，我国将培育林业生物质能源林1200多万亩，以满足600万吨生物柴油和装机容量1500万千瓦年发电原料供应的林业生物质能源发展目标；未来15年，国家林业局将进一步推进林业生物质能源发展，全面规划全国能源林培育工作，并计划在2020年完成额定规模的能源林培育基地建设任务。
财政部、发展改革委、农业部、税务总局、国家林业局联合印发的《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，国家将在“建立风险基金制度，实施弹性亏损补贴、对原料基地补助、进行项目示范补助、减免税收“等四项财税政策上扶持生物质能源的发展。
5 发展生物质能源对策
我国发展生物质能源应采取的主要对策为：
5.1 制定生物质能源发展纲要和实施方案，开展可利用土地资源和植物资源的调查评估，制定能源植物种植规划，发展和建立能源树种、能源作物良种基地，启动生物质能源产业化项目，促进新农村建设。
5.2 与建立节约型农村结合发展成型燃料。要鼓励和扶持发展农林废弃物致密固化成型燃料生产企业，引导农民将农林废弃物加工成成型燃料，作为煤炭替代品。
5.3 与生态环境治理结合发展能源林业。山地和高原应以发展薪炭林和木本油料林为主，平原建立生物柴油木本油料原料基地，沿海滩涂种植以柽柳为主的耐盐碱树种和可以提炼生物柴油的滨海锦葵。
5.4 与调整农业产业结构结合发展能源农业。以不与粮食争地、确保粮食安全为前提，调整农业种植结构，发展油料作物和高糖作物。
5.5 与养殖场结合推行沼气规模化生产。发展农业生物质能源，不仅能改善能源结构、实现能源多元化、缓解能源紧张局面，而且能够治理和保护生态环境、调整农业产业结构、促进农民增收。
【关键词】生物质能生物质市场环保
1简介
近几年来，温室气体的排放成为了可持续发展的绊脚石，而生物质能被视为可以改善这种状况的关键之一。尽管OPEC组织为了和来自美国的页岩气竞争压低了石油价格，能源危机始终是对政府的挑战。以全球为范围长期来看，生物质的生产潜能在发展中国家譬如拉美，撒哈拉以南地区和东欧地区将会是巨大的[1]。这意味着生物质能的市场潜力同样会很大。虽然生物质燃料的燃烧会伴随着温室气体的排放，但这些碳是生物质中固有的碳，并不会增加生物圈碳循环中碳的总量。有三种方式将生物质转化成生物质燃料：物理转化、化学转化、生物转化，不同种类的生物质燃料通过不同的转化方法获取。这些生物质燃料可以应用在譬如内燃机，发电机组，集中供热等一些影响到大部分居民日常生活的范畴。
2利用生物质能的技术
有主要三种方式获取生物质原料，区别存在于初级，第二级和第三级废物之中。主要残留物是在生产使用作物和林业加工的过程中产生的，比如森林和秸秆中疏伐。二次废料来自于食品加工，比如饮料工业，造纸厂。叔胺残基在生物质衍生的商品被使用后变得可以加以利用，也就是说它源自于城市固体废弃物，废木料，淤泥中的有机物成分[2]。生物质转化技术将生物质原料转化为固体液体或气体形态的生物燃料提供给用户。另一方面，转化技术将生物质直接转化为能量。这个章节包含三节：2.1节描述了将生物质转化为固态燃料的物理转化方法，2.2节涵盖了三种重要的获取各种生物质燃料的化学转化方法，2.3节描述了两种生物转化的方法。
2.1 物理转化方法：压缩成型
未经过压缩成型的生物质燃料存在譬如过快挥发，难以控制空气供给的问题。在普通的锅炉中难以解决这些问题，所以分散和过轻的生物质染发聊需要压缩成型来讲提高热值进而加以充分燃烧利用。普通生物质压缩成型的过程图1所示[3]：
在乡村地区有丰富的生物质资源，比如，稻草，谷壳。为了在燃烧生物质时不结渣，搜集这些生物质时防止土壤的混入非常重要。研磨是压缩成型之前非常重要的一个步骤，大尺寸的原料像稻草需要研磨，而小尺寸的原料譬如谷壳只需要清除大尺寸的无关渣滓。在进行下个步骤之前，脱水会将湿度控制在10%-15%之间[4]。预压是为了提高生产率。在预压的过程中，加热可以软化原料中的木质素，这对粘合和使原料易于压缩非常重要。切割和打包是产品销售前的最后一步。这种压缩成型的固体生物质燃料是煤炭的良好替代物，可以应用于供热锅炉，热水锅炉，小型发电机组。
2.2 化学转化
生物质化学转化技术对于高效利用生物质资源很重要。它主要包括四个方法：燃烧，热解，气化和液化。
（1）燃烧是将生物质转化为能量的最普遍方式，它是可燃物和氧化剂之间的化学反应，释放出剧烈的热。获取热能是燃烧的主要目的。（2）热解：热解的产物范围比较大：有固体，液体，气体的生物质燃料。由操作条件可将热解分为两种。第一种是快速热解，温度高蒸汽停留时间短。烧蚀系统，流化床，搅拌床，真空热解系统是这个处理过程中需要的组件。另一种是慢速热解，它是对相对大的固体颗粒的舒缓加热伴随着更长的水蒸气停留时间，温度比快速热解更低。在这个处理过程中，需要大的蒸馏器，搅拌鼓窑，旋转窑和螺钉热解器，而操作条件应该为了保持产品如气体，焦油和焦炭的不变性而保持不变[5]。（3）气化：煤和包括热解过程中产生的各种气体发生反应。然而，大部分参与反应的气体是人工添加的。水蒸气和氧气在气化过程中被用作反应物，同时反应产生了CO， H2， CO2， CH4 和 H2O。纯氧气比空气更适合参与反应，因为空气中混有太多的氮气会造成燃料热值的降低，水蒸气会提升热值因为它会增加燃料中氢气的成分。在另一方面，二氧化碳协助在Ni/Al催化反应中将碳，焦油和甲烷转化成氢气和一氧化碳[6]。（4）液化：液化后主要有三种产物，生物燃油部分，燃气部分和在溶剂中的固体部分（比如水）。整个过程的温度在250-400℃之间，压力在5-20MPa之间[7]。
2.3 生物转化
主要有两种方式：水解发酵和厌氧消化。生物乙醇是水解发酵的产品而生物燃气是厌氧消化的产品。生物乙醇和生物燃气的燃烧是洁净环保的，因为燃烧产物只有水和二氧化碳。
水解发酵：富含糖分的木质纤维素生物质是这个处理过程的原料。在发酵之前需要进行预处理和酶法水解，预处理能够破坏木质纤维素的物理化学结构，使纤维素更容易被酶所降解；酶法水解利用酶将预处理后的纤维素转化为葡萄糖，为最后的发酵做准备。在发酵期间，微生物将葡萄糖转化为生物乙醇。发酵有两种方式：一次发酵和分批发酵。一次发酵中微生物被置于限定容积的媒介中，其发酵过程在糖分耗尽前不会停止。在分批发酵中，底物浓度将保持在低水平，新的介质会被加入以保持发酵的持续进行[8]。
厌氧消化：利用微生物消化生物质并产生主要由甲烷和二氧化碳组成的生物燃气的过程，有固态厌氧消化和液态厌氧消化两种形式，比如厌氧消化的过程可以是木质纤维素生物质或大型海藻生物质。木质纤维素生物质是用于固态厌氧消化，固态厌氧消化在更高的有机负荷率和更高的容积沼气生产率下相对有效，而木质纤维素在农业生产中有丰富的原料。厌氧消化有四个阶段：水解，酸化，乙酸化和甲烷合成，合理的持续时间和各阶段的反应速度对于保证系统的正常运行至关重要[9]。
3生物质能的市场潜力
生物质能作为一种传统石化燃料的替代品可以直接被运用于传统的设备中作为燃料。而其他的像风能，水电，光伏等可再生能源只能先被转化为电能之后再利用。生物质能来源于生物质，碳和氢这样的化学元素可以从原料中提取，经过第二章提到的加工过程，生物质在热机，锅炉中充分燃烧再转化为各种形态的能源，这是生物质能相对于其他种类可再生能源的优势。
现有生物质成型燃料（BMF），生物燃气（BGF），生物燃油（BOF）三种生物质燃料。作为一种固体燃料，BMF经过处理之后能够直接被应用到工业设备中获取能量。BGF是天然气的良好替代品，BOF可以用来替代汽油[10]。生物乙醇和汽油的混合燃油已被证实可以减少温室气体的排放，从而缓解城市交通污染[11]。在中国，乙醇汽油已在各地加油站广泛推行多年，随着中国机动车保有量的连年增长，不仅生物燃油随之扩大使用量，环境也会因此受到一定程度的保护。
中国就有丰富的生物质资源，大约2.61-3.51 billon tce/a，其中440-640 millon tce/a是可以利用的生物质原料，其中只有1.5-2.5%的生物质原料得到了利用，生物质原料的开发潜力是巨大的[12]。中国政府对生物质能发电进行补贴，比如2007年在内蒙古毛乌素修建的生物质直燃发电站就是以沙柳作为燃料的（Salix direct- fired power generation system，SDPGS）。尽管SDPGS需要政府的补贴以保证资金充足正常运行，但是其节能减排的作用是功效显著的，在投资回收期结束之后，发电站将会使纳税人和政府在经济上和生态环境上同时受益。在充足的生物质原料供应得到保证，电价补贴后合理的电价，未来的技术进步这些因素下，生物质能发电将有更好的应用前景[13]。
农村居民有足够的空间修建提供自用的沼气池，而且中国政府会对农村沼气池用户提供补贴，这种沼气池系统收集废物（比如排泄物）释放的生物燃气作为能源供给农户炊用[14]。欧洲是发展生物质能良好的地区之一，2010年欧洲生物能的发展目标是6000PJ，欧盟的东扩也为欧洲的生物质能发展带来了新的机遇，因为中欧和东欧地区富含农业生物质资源[15]。在意大利，意大利生物质能中心（Italian Biomass Centre）在意大利农村地区修建了分批沼气池发电机组（batch digester plants），这些机组以农村的农业生产废料和畜牧废料作为原料来产生生物燃气。这个项目是可回收成本的，因为安装的这些机组不仅仅将电供给农户使用，而且会将产生的部分电卖给电网，依靠电价补贴和市场价格获取利润[16]。
4 结语
总体来说，生物质能是一种利于可持续发展的可再生能源，能够作为化石燃料的替代品，增加供能的选择提升能源安全。同时，生物质能产生的价值可以为农村地区沼气池用户创收，减小城乡差距[17]。就现阶段来讲，生物质能的利用技术还没有化石燃料那样成熟，将生物质原料转化成生物燃油的成本高，对于发展中国家和农村地区，平衡利用生物质能和传统能源很重要。
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一难：认识不够
生物质能源正处在一个很尴尬的境地。国家发展和改革委员会能源研究所秦世平研究员开门见山地告诉本刊记者：“要说重要，在可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。”
生物质能源的重要性体现在以下四点，秦世平介绍：第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是一把火点着，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2的排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法；第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化；第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能源则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰；第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个2500万～3000万千瓦的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。
除了客观上发展规模受限以外，秦世平认为：对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资，最多也就2亿多；这在某些政府官员那来看，生物质能源有点像“鸡肋”，有呢吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能源整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。
可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏也在电话里向记者表示，相比于煤炭、石油、天然气这些传统能源，生物质能源在技术上的投入显然要低得多。对于生物质能源发展，首先要从上层统一思想，提高对生物质能源重要性的认识，并要在技术上加大投入。
二难：补贴门槛过高
对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建[2008]735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在1万吨以上，才有条件获得140元/吨的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为：1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而1万吨秸秆的年消耗量，需要相当规模的贮存场地，由此带来的火灾隐患，成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，三五千吨也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。
而参与国家补贴政策制定的秦世平对此解释说，国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能源企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能源，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。一万吨的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上，秦世平承认存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题，因噎废食，取消这个补贴政策，那将会对刚刚起步的生物质能源化利用产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。
除此之外，固定电价也是补贴的重要一块。生物质发电是0.75元/度，垃圾和沼气发电是0.65元/度。增值税实行即征即退，所得税按销售收入的90%来计算。
袁振宏则指出政府鼓励生产，生产完了没有销路，这个产业还是发展不起来。所以生产者和用户两头都要鼓励，为企业开拓市场。产业发展了国家才有政策，反过来不给政策，企业也难有市场。
三难：布局不好要吃亏
到底企业要建多大产能的好？秦世平经常碰到有企业负责人向他请教。
“没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。”
肖明松也建议企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。
四难：成本价格难控
受目前耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。“有些 ”秦世平解释说，“装机容量3万千瓦的生物质电厂，一年大概需要25万-30万吨秸秆，按我国户均10亩耕地计算，需要大约20万农户来完成，那么收购时你要带秤，光开票都需要20万张。还要一个个装车，不能实现高效的机械化。”
肖明松也非常理解企业的苦楚。“生物质能源要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。”
“所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。”肖明松认为地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。
五难：技术投入小
“我国的生物质能源技术与国外有一定的差距，但目前的技术加上国家的补贴可以维持产业化经营。技术进步永无止境，国外的技术、设备成本太高并不一定适合我们，轿车科技水平高，但要是去农田就不如拖拉机。”秦世平笑着向记者打了个比方。科研部门每年都在做前端的研究，力度并不大。从实验室到田间再到工业企业的规模化生产，技术的创新需要一个较长的时间。企业可以一边生产一边进行探索。
“目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力，推向社会。”肖明松说，一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产，另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。“但是，我们现在面临的是国际化的市场，如果抱着老的技术不放，一旦有新技术投放市场，企业始终面临着效率低下，最终难以维持。”
“生物质能源的技术投入还很小，从宏观方面来说，现有能源还没有用尽。垄断企业控制着部分能源的终端，也限制了中小企业的技术投入。中石油若投入生物质能源，生产乙醇汽油很容易，因为燃料乙醇按标准要求添加到汽油里形成乙醇汽油，整个产业链他们可以控制，别人加不进去。当大能源还能够持续的时候，就不会在生物质能源上下太大的力气。”
此外，国际石油、煤炭，天然气价格有一个联动关系，当他们的价格逼近生物质能源的产品价格时，企业就会有更多的利润，当化石能源资源枯竭到一定程度的时候，生物质能源的优势就体现出来了。
配角也要当主角用
目前我国的生物质能源利用大多比较简单，直接转化为电能的好处是可以发送到任何地方，但是燃烧发电是转化效率最低的，系统转化效率低于30%。“其实，从资源有效利用的角度，燃烧应该放在末端。从农业生产平衡的角度，首先农业剩余物应尽可能返回到土壤里还田，‘过腹还田’效果更好；或者用于培养食用菌，其废料还可以进入下一个环节，从而延长生物质原料的利用环节。因此，今后生物质原料要向多元化综合性利用发展，实现梯级利用，提高能源转化效率。”肖明松对于未来的生物能源这样表述。
关键词 生物质能源；农作物秸秆；部分调整模型；灰色关联分析
中图分类号 P968 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2007)05-0084-06
20世纪80年代以来， 石化能源价格的不断上涨， 同时无节制地开采使地下资源贮量迅速下降， 并且大量使用造成了严重的全球性环境问题。据美国能源部和世界能源理事会预测，全球石化类能源的可开采年限分别为石油39年，天然气60年，煤211年，而其分布主要在美国、加拿大、俄罗斯和中东地区［1］。自1993年我国由石油净出口国转变为净进口国以来，石油进口量逐年上升，目前对石油进口依赖度已超过1/3，2005年进口依存度已达42.9%［2］，预计2010年我国石油进口依存度将达50%［3］，2020年将超过60%［4］。其中进口石油中约80%的石油通过马六甲海峡，90%需要外籍油轮运输［5］。随着我国经济建设的快速发展，石油消耗也很大。1991-2004年，中国的石油消费量从1.18亿t增长到2.9亿t，年均增长幅度达7%以上。2002年中国超过日本，成为仅次于美国的世界第二大石油消费国。伴随经济建设快速发展的高能耗，面对我国石油的相对匮乏，有专家测算，我国石油稳定供给不会超过20年，很可能在我们实现“全面小康”的2020年，就是石油供给丧失平衡的“拐点年”。
面对能源短缺的制约，一条可选择的途径便是发展生物质能源。生物质能是人类赖以生存的重要能源，是人类利用最早、最多、最直接的能源，目前仅次于煤炭、石油、天然气而居世界能源消费总量第四位，在世界能源总消费量中占14%,至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源［6］。杜祥琬［7］2006年预测，可再生性能源到2010年将占到我国能源利用总量的5%到8%，到2020争取能达到10%到15%，在这些可再生性能源中，生物质能源是最有产业化、规模化前景的可再生性能源。因此发展可再生性能源――生物质能源，对于缓解我国能源消费压力，促进国民经济的发展，对于保护生态环境，具有重大意义。
为促进我国生物质能源的发展，国家财政部正在研究建立成本分摊机制与风险分摊机制的财税扶持政策，具体内容包括弹性亏损补贴、原料基地补助、示范补助、税收优惠［8］。生物质能源主要是指利用农作物秸秆、甘蔗、玉米、小麦、甜菜、木薯、马铃薯、棉籽、菜籽、林灌木等农林产品，以及畜牧业生产废弃物等提取的能源。
农作物秸秆作为生物质能源材料中的一种，具有广阔的来源。由于农作物秸秆来源于农作物产品，而农作物与农民生活息息相关，也与国家粮食安全息息相关。在这种背景下，研究主要农作物秸秆的蕴含量，有利于开发农作物秸秆高效利用，促进生物质能源的规模化、产业化发展。
1 研究背景
目前，国内对于生物质能源的研究主要从技术利用，包括生物质气化、液化、致密成型、秸秆发电（马晓茜、何军飞等，2006；贾小黎，丁航，2006；吴祖林、刘静，2005；周肇秋，马隆龙等，2004）；技术标准建设（刘军利，蒋剑春，2006）、国际开发利用扶持政策（国家发改委能源局，2005；国家林业局能源办，2006；郑畹，2006；蒋剑春、应浩等，2006；曾麟、王革华，2005；陈晓夫，王飞，2005；刘继芬，2005）进行分析。对农作物秸秆的研究也是基于此，如稻壳气化燃烧发电、秸秆直接燃烧发电（贾小黎，丁航，2006；周肇秋，马隆龙等，2004）。
农作物秸秆作为重要的生物质能源材料之一，在中国具有广阔的来源。面对当前农业结构调整、农村经济改革发展，在保障国家粮食安全的情况下，面对农民根据比较效益自发选择经济作物，由此出现“压粮扩经”的现象。而农业结构调整在一定时期内仍然是促进农村发展，农民增收的一个方向（林毅夫，2003；黄季，2004；王雅鹏，2005）。因此，正确认识粮食总产量与农作物秸秆总产量之间的变化趋势及它们之间的长期关系，有利于促进农村秸秆资源的开发利用，优化农村能源结构，改善农村居民生活水平。
2 基本假设与模型的设定
2.1 基本假设
农作物秸秆产量同农作物产量呈一固定比例关系，比例关系为草谷比（k），其中草谷比值为常数；
丁文斌等：生物质能源材料――主要农作物秸秆产量潜力分析农作物秸秆产量变化服从农作物产量的变化规律。
2.2 模型的设定
假定理想的农作物秸秆产量是粮食作物产量的如下线性函数：
由于农作物大田种植，受自然气候环境、人的经验管理水平影响等的影响(即便是在农民经验管理水平较高的情况下，可能由于农作物种植效益偏低，投入产出低下，农民不愿意投入很多人力、物力来精心管理作物，由此导致生产的粗放化。)，实际变化只能是理想变化的一个比例，这个比例小于1。 将调整机制转化形式可得：
3 计量分析
主要粮食作物选取稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料、棉花、甘薯，数据为1991-2004年各作物产量，数据来自《中国统计年鉴2005》。
由此可知，短期边际产量倾向MPY为0.879，调节系数为0.701，长期边际产量倾向为1.26。对长期消费倾向而言，粮食总产量每增加1 t，主要农作物秸秆总产量则增加1.26 t。调节系数为0.701表明，主要农作物秸秆产量同其理想产量水平的调整程度为70%，尚有30%的潜力有待挖掘。
要发挥农作物秸秆产量的理想水平，就需要找出其制约因素。作为农作物的附属产量，农作物秸秆农粮食作物质间有一定的相关性，但又有所不同。对比分析影响粮食产量和影响农作物秸秆产量的农业物质投入要素，有利于分析出二者间的异同。选取农业物质投入要素农村劳动力、有效灌溉面积、耕地面积、粮食播种面积、农村用电量、农用化肥施用量、农药用量、农业机械总动力及粮食单产等9个变量，变通过粮食总产与农作物秸秆总产量与各要素进行灰色关联的对比分析。数据取自1993-2004《中国农业年鉴》和《中国统计年鉴2005》。
在粮食总产量同各要素的灰色关联分析中，取分辨系数为0.5，关联系数计算公式为：
依据灰色关联分析计算关联度，即求对应的关联系数的算术平均值，得到关联分析对照表，见表4。
由粮食总产量与农作物秸秆同各物质要素投入关联度对照表可以看出，影响粮食总产量和主要农作物秸秆产
量的因素有较大的相似性。关联序排第一位及第五、六、七、八、九位的要素相同。这些要素中，农用化肥施用量、耕地面积、农药用量、农业机械总动力、农村用电量六要素对农作物生产的作用很大，影响二者的产量次序相同。而对有效灌溉面积、农村劳动力二要素对农作物秸秆产量的影响程度比对粮食生产的影响程度要大。
由前五位要素粮食单产、有效灌溉面积、农村劳动力、农村化肥施用量、农药用量对主要农作物产量及对粮食产量的影响程度可知，随着科技水平的提高、科技推广程度的扩大、农村劳动力水平的提高，农作物秸秆的产量增长程度会快于粮食产量的增长程度。从图1中也可以看出，主要农作物秸秆产量与粮食总产量之间的差值呈增长趋势，这也说明了主要农作物秸秆产量的增长速度快于粮食产量的增长速度。
究其原因，主要有以下几点：
（1） 农作物比较效益的低下，“压粮扩经”行为促使。在我国改革开发过程中，市场经济的观念逐渐深入人心。农民逐渐根据市场价格进行农业生产安排。在比较效益原则下，追求利益最大化，获得更大的预期收益，农民更愿意种植比较效益更高的经济作物，而非粮食作物，导致“压粮扩经”的行为产生。
（2） 农业结构调整促使。自20世纪90年代以来，我国农业和农村经济发展的背景产生了诸多变化。主要由过去的农产品供求短缺专向了过剩，结构问题日趋突出，农民增收缓慢，增收困难，且城乡差距、工农差距在扩大。另一个背景就是加入WTO，资源利用和生产经营面临着国际市场的竞争，是农业发展受到挑战，农民增收受到挑战。在此背景下，通过结构调整，旨在提高农产品质量、效益和竞争力，提高农民收入。在调整过程中，种植业结构朝经济效益高的经济作物方向发展，促进了粮食总产量的增长速度慢于主要农作物秸秆产量增长速度。
（3） 资源利用效率优先原则促使。早在1987年，诺贝尔经济学奖获得者舒尔茨在其《改造传统农业》一书中便提出了著名的农民理性假说，即“在传统农业中，生产要素配置效率低下的情况是比较少见的”［9］。随着农村改革使农民基本摆脱温饱开始向小康迈进，农民的需求层次也有生理需求向其他需求满足过渡，农民不仅仅是追求利益最大化，还追求既得收益下付出的最小化。由此导致了农民对农业物质资源、家庭劳动力资源配置的调整。在种植业内部，农民的理促进了物质资源、家庭人力资源的配置遵循资源利用效率优先原则，投入到了非粮食作物中，促进了非粮作物的增长。
（4） 科技进步的结果。建国以来，我国一直对粮食作物进行着科研，以提高粮食产量。目前粮食单产的水平已经在一个较高的水平上，相对其他非粮食作物而言，近年来粮食作物单产的增长水平低于经济作物如棉花、油菜籽、甘蔗（表5），由此导致主要农作物秸秆总产量增长率高于粮食总产量的增长速度。
4 结束语
生物质能源作为可再生能源，具有许多优良特性如可再生性、可储藏性和可替代性、资源丰富、二氧化碳零排放［10］。面对当前国内能源消费压力，积极开发生物质能源是一条适宜的可选途径，即有利于缓解当前能源消费压力，又可在当前新农村建设中，提高农村地区对生物质的利用效率，减轻农村地区同城市对能源的竞争性压力，促进“生产发展、村容整洁”，提高人民生活水平。因此，积极开展生物质能源的相关研究，意义重大。农作物秸秆作为生物质能源的一个重要组成部分，蕴含量大，资源丰富又可持续供给。随着我国农村改革的深入，结构调整的深化、科技水平的提高、农民经营管理水平的提高，生物质能源的含量会进步提高，积极探索出一条合适的秸秆转化为能源的利用方式，将对国家能源消费、农村地区能源消费、农民生活产生深远影响。
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一、台湾生物质能产业发展的政策目标
1997年台湾为加强环境保护、促进经济发展，设立了“永续发展委员会”。2000年该会以“永续环境、永续社会、永续经济”为发展愿景，拟定了“二十一世纪议程一台湾永续发展策略纲领”和“永续发展行动计划”，确立了台湾发展可再生能源的政策，其中对生物质能的发展制定了具体的执行目标和计划。
首先是生物柴油的开发应用。台湾使用的生物柴油主要是从废弃的食用油中提取，它与传统柴油的性质相似，所提供的能量与传统柴油相当，安全性、性较传统柴油好，而且生物柴油燃烧后排放的污染物较传统柴油少，有利于改善空气质量和减少温室效应。将生物柴油按一定比例添加进传统柴油中可相应减少柴油使用量。2004年台湾开始在部分车辆中使用添加比例为1％(E1)的生物柴油；直到2010年，台湾相关部门才规定所有出售的传统柴油中必须添加2％(E2)的生物柴油，数量为l亿升；并计划在2011年至2015年间将这一比例提高至5％(E5)，达3亿公升；2016年至2025年再提高到20％(E20)，达到12亿公升。
其次是生物燃料乙醇的推广应用。生物燃料乙醇是指以生物质为原料，通过发酵、蒸馏及脱水等工艺而制成的乙醇，俗称酒精。将这种生物燃料乙醇按一定比例添加到传统的汽油中，可以逐步减少对传统汽油的依赖，以及二氧化碳的排放。台湾生物燃料乙醇的发展较晚，直到2007年才开始量产，2010年至2011年按3％(E3)的比例在传统汽油中添加生物燃料乙醇1亿公升，2011年到2015间计划使用添加比例为5％(E5)的生物燃料乙醇5亿升，2016至2025年达到添加20％(E20)的目标，共计20亿公升。
再次是生物质能发电。生物质直接燃烧产生的能量可用来发电，台湾目前有多座垃圾发电厂采用直接燃烧发电，但这种方法燃烧效率低。台湾“能源局”规划在2011到2015年将燃煤发电厂的煤与生物质燃料混合燃烧，既能提高发电量，又能充分利用农工废弃物，并逐渐扩大混烧比例，发电量达到85万千瓦；2016至2025年，计划采用垃圾气化发电技术，将垃圾转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电机进行发电，发电量达140万千瓦。
二、台湾生物质能产业的发展现状
台湾生物质能的推广应用主要是由台湾“能源局”、“农委会”与“环保署”合作进行，目前台湾对生物质能的推广应用主要是以废弃物焚化发电、生物柴油和生物燃料乙醇的生产为主。无论是在生物质能的开发还是在推广应用方面，台湾尚处于起步阶段。
1、废弃物焚化发电
台湾早期利用生物质能主要是以垃圾焚化发电为主，但规模较小。目前台湾约有24座垃圾焚化发电厂，发电的装机容量累计为56万千瓦，其中大型垃圾焚化发电厂21座，总装机容量约47.3万千瓦。近年台湾“能源局”开始在全岛推广实行“垃圾全分类、零废弃”计划，在澎湖、花莲、南投兴建了“全分类、零废弃”的资源回收厂，将收集到的垃圾加工成型，再进行焚化发电。为提高燃料效率，台湾相关部门在花莲县丰滨乡配套兴建了岛内第一座废弃物固态衍生燃料(RDF-5)示范厂，每小时可处理1吨垃圾。台湾利用生物质燃烧发电技术，在燃料成型、燃烧设备以及燃烧工艺方面都较为落后，燃烧热效率低，发电量较小，无法形成规模效益。
另外台湾还有小规模的沼气发电。沼气来源主要是以废弃物为主，包括畜牧废水、家庭污水、城镇垃圾及各行业废水废物等四大类，其中畜牧废水主要来自养猪厂；家庭污水来自城市污水处理场；城镇垃圾主要以垃圾掩埋场为主；其他各行业废水废物则包括食品业、纺织业、橡胶业以及纸业产生的废弃物，利用燃煤混烧技术发电，总设计容量约6.53万千瓦，规模较小。
2、生物柴油生产和推广
台湾的生物质能产业中，生物柴油的生产与推广应用已初具规模。2001年台“经济部”颁布了关于生物柴油产销管理办法，委托“工研院”进行技术研发，鼓励民间投资设厂。在生物质原料选取方面，台湾“农委会”选择了大豆、向日葵、油菜等作为能源作物，同时在云林、嘉义及台南等地实施“能源作物试种推广计划”，协助农民与生产商进行合作，提供给农民每公顷4.5万元(新台币，下同)的环境补助及1.5万元的材料费补助，将休耕地转为种植大豆、向日葵和油菜。但是，由于台湾地处亚热带，这些温带作物的收成并不理想，随即就停止了能源作物的环境补助，能源作物的种植计划中止。之后，台湾“能源局”在嘉义大林试种白油桐树作为生物柴油的原料，但尚未大面积推广。因此目前台湾生物柴油的原料较为单一，以废弃食用油为主，不足部分使用进口棕榈油进行掺配。
2004年台湾“工研院”与台湾新日化公司进行技术合作，在嘉义兴建首座以废食用油为原料的生物柴油示范工厂制造生物柴油，产能为每年3000吨，并于2007年建成投产。目前台湾生产生物柴油的厂家已有新日化、积胜、承德油脂、玉弘等10家，合计生物柴油装置产能已达每年20万吨。依据台湾黄豆协会的统计，台湾每年消耗的动植物油脂约为77万吨，可产生15－20万吨的废食用油，将这些废食用油转化为生物柴油，每年可生产约15万吨的生物柴油，达到替代传统柴油使用量的3％，既解决了废食用油的回收问题，又产生经济效益。
生物柴油属于新能源，发展初期价格势必无法与传统石化柴油竞争，为促进生物质能产业的发展，鼓励生物柴油的使用，台湾采用的是低比例，循序渐进的添加方式，分四个阶段进行推广：
第一阶段，从2004年至2007年，实行为期三年、每年1亿元的“生物柴油道路试行计划”，补贴所有生产及购买生物柴油的厂商，鼓励公共交通运输车辆添加使用l％的台湾自产生物柴油。
第二阶段，2007年7月至2008年6月。一方面推行“绿色城乡计划”，补助石油炼制企业与加油站在出售的柴油中添加1％的台湾自产生物柴油B1；另一方面，推行“绿色公车计划”，将生物柴油B1供应给台湾13个县市的加油站，主要提供给垃圾车以及部分柴油客运车辆使用。
第三阶段，从2008年7月至2009年12月，强制要求出售的柴油中必须添加1％的生
物柴油。截至2009年，“绿色公车计划”累计使用生物柴油5500万公升，相应减少了同等的传统柴油使用量，并减少约18万吨二氧化碳排放量。
第四阶段，自2010年6月15日起，将所有出售柴油中生物柴油的添加比例提高至2％(B2)。依据台湾车用柴油的使用量估算，随着2011年台湾全面实施B2生物柴油之后，台湾生物柴油年使用量可望达1亿公升。
据“台经院”估算，若不考虑成本因素，台湾推动生物柴油将带来可观的社会经济效益：一是能源替代效益，台湾现在每年使用约1亿公升生物柴油，相当于每年减少250万桶原油的进口；二是环境效益，使用生物柴油，每年可减少二氧化碳等温室气体排放约33万吨；用废弃食用油生产生物柴油，不仅不会对粮食作物的生产及供应造成影响，反而具有回收废食用油的环境效益，变废为宝；三是产业效益，目前台湾合格的生产生物柴油的企业约10家，累计带动产业投资约10亿元，全面添加2％生物柴油后，估算年产值约30亿元，已形成一定的规模。
3、生物燃料乙醇的提取与应用
台湾的生物燃料乙醇产业起步较晚，目前尚处于发展初期。生物乙醇的提取主要有两种类型，一种是以糖类及淀粉为原料，如甘蔗、薯类、甜菜、甜高粱等，经发酵、蒸馏、脱水而制成燃料乙醇，这种生产技术已相对成熟。另一种是以木质纤维为原料，如蔗渣、玉米秆、稻草及稻壳、农业生产残留物、木屑等非粮食作物作为原料，这种被称为纤维素乙醇，纤维素乙醇是未来生物乙醇工业的发展方向。目前台湾提取生物乙醇主要以前一种方法为主，依靠糖类和淀粉类农作物作为原料。
台湾生物乙醇所需原料主要来自岛内22万公顷休耕地，台“农委会”对休耕地转种能源作物的给予每公顷4.5万元的补贴。除了传统的甘蔗种植之外，为降低成本，台“农委会农业试验所”正在研究培植甜高粱用于生产生物燃料乙醇。甜高粱栽培容易、产量高、需水量少、生长期短、适于机械播种及采收，是生产生物燃料乙醇最具潜力的农作物，其茎秆及叶片产量可达每公顷60吨以上，糖汁的固形物含量可达16％以上，每公顷可转换生物燃料乙醇2000公升，另外高粱残渣每公顷有16吨，若采用纤维乙醇生产技术，还可转换4500公升的纤维素乙醇。若将休耕地用于种植甜高粱之类的能源作物，可大大降低生物乙醇的成本。
受原料的影响，台湾制造生物乙醇的厂商大多由原来的食品企业转型而来，例如台糖、味王、味丹、台荣等。其中，台糖是生产生物乙醇的主要厂商，台糖曾有42座糖厂，糖业自由化之后，仅剩3座糖厂在运作。在生物能源推广示范期内，台湾相关部门给予补贴，将一部分糖厂转型为生物乙醇制造工厂，2009年台糖利用甘蔗为原料生产生物乙醇15万公升。台湾另一食品公司味王，早在2004年就在泰国设立木薯燃料乙醇工厂，以进口木薯糖蜜作为原料提取生物乙醇，所提取的生物乙醇最后交由“中油”公司进行脱水处理，按相应比例添加进传统汽油中。
台湾生物燃料乙醇的推广分为三个阶段进行：
第一阶段，2007年9月至2008年12月，在台北市范围内施行“绿色公务车先行计划”，设置了8座加油站供应添加3％(E3)生物燃料乙醇的汽油，由台北市各公务机关的车辆率先添加，并提供1元／公升的优惠，同时供应民众自愿添加使用。在第一阶段的推广计划中累计使用车次已达2万5千次以上，推广量为77万公升。
第二阶段，2009年1月至2010年12月，实行“都会区E3乙醇汽油计划”，补助台北、高雄两市加油站全面供应E3生物燃料乙醇汽油，2009年高雄已有五百多辆公共汽车开始使用E3汽油，这一阶段生物燃料乙醇推广量为1200万公升。
第三阶段，从2011年开始，在台湾岛内全面供应E3乙醇汽油，所有出售的汽油中必须添加3％的生物燃料乙醇，推广量为每年1亿公升，到2017年将达到添加20％的目标。
台湾生物乙醇产业的发展才刚起步，据估算，合理利用生物乙醇将对台湾的能源、农业、环保和经济发展产生综合效益。以甘蔗为例，若台湾以自产甘蔗为原料生产30亿升甘蔗乙醇，即可创造1.1万农业人口就业。若依台湾现有的规划，于2020年推广使用EIO(添加10％)生物燃料乙醇汽油，且全部使用台湾自产原料建置乙醇产业链，从能源投入的角度来看，将可替代原油进口1.16％；就环境保护的角度而言，可减少196万吨二氧化碳排放；在经济发展效益上，推动生物燃料乙醇产业累计将可创造345亿元投资，新增农业就业人口3.6万人。因此，生物质能源产业的发展将对台湾农业、能源和环境产生积极的影响。
三、台湾生物质能产业发展的限制因素
1、比较成本偏高
在不考虑传统能源对生态、环境造成负面影响的情况下，目前大多数生物质能产品的成本仍高于传统能源产品，台湾也不例外。
一方面，台湾土地面积狭小，且只能在休耕地上种植能源作物，土地较为分散，无法实现大面积栽种和集约经营，导致能源作物的生产成本和运输成本偏高。另一方面，由于农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾，原料供应受到季节和地域的限制，影响了产业的规模化经营。因此，以台湾现有的生物质能产业发展的条件及环境来看，原料制约了产业的发展，因此台湾的生物质能无法达到规模效应以降低成本。
生物柴油的成本分析。2005年台湾“农委会”选定向日葵、大豆、油豆等三种能源作物作为生物柴油原料。2006年开始引导农民将休耕地转种这些能源作物，并建立生产体系加以评估，由企业收购油料种子，再交由厂商加工生产生物柴油。经“台经院”的评估，台湾种植大豆和向日葵每公斤的生产成本分别为9.6元及21.3元，在没有补贴的情况下，用最便宜的大豆生产生物柴油的成本已达49.06元／公升，与进口棕榈油加工生产成本相当，远高于传统柴油每升27.5元的价格。若以废食用油为原料生产生物柴油，废食用油收购价约为23－25元／公升，再加上生产成本、运输成本及厂商利润等约为10元／公升，那么最终生物柴油的售价约为33－35元／公升，也高于传统柴油价格。因此台湾自产的生物柴油的价格偏高，没有市场竞争优势。
生物燃料乙醇的成本分析。据“台经院”对能源作物种植成本所做的分析，在不考虑任何补贴及利润情况下，以甘蔗作为原料，采用糖类及淀粉来提取生物燃料乙醇的最低成本约26元／公升，其次为甜高粱与玉米分别为26.45元／公升与27.7元／公升，加上甘蔗提取的乙醇因干燥费用较高，使得成本最终达到35.05元／升，较传统汽油23元／公升高，也较从巴西进口生物燃料乙醇28.47元／公升高。因此台湾自产生物燃料乙醇的价格仍偏高。
2、自主研发能力弱，部分技术和设备依
赖进口
台湾生物质能的开发利用仍处于产业化发展初期，除了上游的原料供应不足及成本偏高之外，台湾生物质能产业链 台湾生物质能生产缺乏具有自主知识产权的核心技术，相关的技术和设备仍掌握在巴西、欧美的主要厂商手中，尤其是生物燃料乙醇的生产技术和设备仍仰赖进口，甚至油品的供应设备也是以进口为主。因此，台湾要发展生物质能产业，不仅需要在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育，还要在关键技术、配套工艺及相关供应设备等方面加强研发与应用技术的转化。
3、扶持政策尚不完善
台湾虽已制定了“再生能源发展条例”与“永续发展行动计划”，但还不完善。尤其是在科技研发、金融扶持、市场开放等方面缺乏合理有效的激励机制。首先，台湾生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素，尚未形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。其次，台湾虽已强制添加生物燃料，但也需扶持汽车制造商配合改造汽车动力系统，以适应混入规定比例的生物燃料。最关键的是对原料的生产补贴严重不足，依“台经院”的测算，如果台湾需要推广使用B2生物柴油1亿公升，至少需要将现有的22万公顷的休耕地全部种植能源作物，若农民在休耕地种植大豆作为能源作物出售，且获得“农委会”每期每公顷4.5万元的能源作物补贴，其净收益约为2.7万元/公顷，还不及休耕的3.8万元/公顷的补贴，显然农民并没有生产能源作物的积极性。因此，台湾在生物质能发展的上、中、下游的政策配套及相关法规仍不完善，这制约了岛内生物质能产业的发展。只有尽快制订明确的生物质能相关的推动政策及辅导补助或奖励措施，提高农民收益，降低企业风险，才能促进台湾生物质能产业的发展，提高竞争优势。
四、台湾生物质能产业的发展前景
台湾生物质能产业发展还处于起步阶段，以生物质能替代传统能源还面临诸多挑战，但发展生物质能是大势所趋，若台湾能进一步提升相关技术，再配以完善的政策，适合的发展模式，发展生物质能产业对台湾的能源、环保、农业都将产生积极的综合效应。
要想用生物质能源替代传统化石能源，必须获得足够的生物质资源，农业种植是最根本的途径。不同国家和地区根据自身资源状况，采用不同的生物质资源获取战略。巴西地处热带多雨区，种植甘蔗获取生物资源；美国耕地面积大，种植技术发达，种植玉米获取生物资源；北欧森林覆盖率高，管理良好，以木材作为主要生物资源。在中国，目前有关能源植物的报道，草本的有：甜高粱、油菜、蓖麻等；木本的有：麻疯树、黄连木等。但是，受实际土地资源及生态稳定状况制约，由森林或耕地进行大面积的能源植物种植，大规模、稳定地提供生物质能源几乎是不可能的。“合理利用劣质土地种植绿色植物，获取生物质资源，做到不与粮争地，不与林争山，确保生物质资源开发与粮食安全和生态安全相协调”，这是国家发改委2006年8月召开的全国生物质能开发利用工作会议确定的核心战略原则。在我国大致有三类劣质土地：沙地、内陆盐碱地、海洋空间，其中海洋空间又包括海滨滩涂和海洋水面。综合分析，未来发展海洋种植业解决生物质资源来源是可行的。因为受水资源的制约，内陆沙地和内陆盐碱地的利用是渺茫的。而海洋空间不论是海滨滩涂或是海水平面，都有充足的水资源，只不过盐度过高，一般作物难以生长。
根据生态工程学原理，充分利用生物适应性原理，发展耐盐植物就可以直接利用海洋空间获取生物资源。20世纪90年代，美国国家研究委员会国际事务办国际科技开发部（BOSTID）曾组织多国专家小组正式提出盐土农业发展计划，就是根据这一原理。盐土农业以获取食物为目标，目前的研究证明并不太理想，因为盐土作物含盐量和毒素，很难直接用于食品。但是，作为生物质资源开发就不存在这一问题。因此，我们提出发展海洋种植业提供生物质能源和材料。在短期内利用海涂资源发展高产盐生植物，应当是生物质资源获取的非常可行途径。在更远的未来，建设海平面漂浮平台，开拓海洋水面空间，发展高产盐土植物应当是最有潜力的生物质资源获取途径。该途径非常符合国家关于生物质资源开发，不与粮争地，不与林争山的战略原则，确保了生物质资源开发与粮食安全和生态安全相协调。本文拟通过互花米草利用及其产业链构建论述该途径的可行性。
2.材料和方法
2.1互花米草
互花米草（Spartinaalterniflora）属禾本科、虎尾草族、米草属（Spartina）的多年生海岸盐沼植物。互花米草原产美国东海岸，于20世纪80年代初引入中国，最初在江苏射阳和浙江温岭等沿海地区试种，是为防止海岸受侵蚀和加速陆地形成而引种的，促进了其在沿海地区的大面积引种。目前，北起辽宁盘山、南至广东电白的淤泥质海岸，都有互花米草间断分布，面积约80～100万亩(1亩=1/15hm2）。互花米草耐盐、耐淹，是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。本课题组的研究表明：互花米草不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性，甚至可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获得高产。
互花米草属于C4植物，具有高效的光合作用，因此具有高效的生产力。根据课题组在苏北和上海两地的多年研究，互花米草单位面积地上部分收获产量在苏北可以达到2.5～3.0kg/m2，即1600～2000kg/亩；上海地区可以达到3～5kg/m2，即2000～3333kg/亩。目前在良好田间管理的条件下，三大传统粮食作物及其单产(含秸秆产量）分别为：小麦500～600kg/亩，水稻600～1000kg/亩，玉米800～1200kg/亩。在没有任何人为管理投入的条件下，互花米草几乎达到传统作物良好田间管理产量的2～3倍。如果辅以人工肥水管理，互花米草可以获得更高的单位产量。
基于此，我们提出通过现代科学技术进行互花米草生物质资源的转化，使互花米草如此高效的生产力服务和造福于人民，促进沿海居民的经济、生活水平的提升。
2.2利用方法及其产业链构建
本文介绍一套互花米草利用方法及其产业链构建途径。其核心技术是利用现种互花米草为原料，进行沼气发酵预处理转化后，制造纸浆，并获取副产品：高纯度木质素和高效有机肥。该工艺体系涵盖了从原料收割、储存、预处理产能、纸浆制造到纸浆黑液资源化等纸浆制造的全部工艺环节。具体工艺系统见图1。
3.结果
3.1原料成分
互花米草生物质是一类成分非常复杂的有机质。根据课题组多年的研究，互花米草的化学构成指标大致为：灰分10%～13%，盐量（按NaCl计）3%～5%，纤维素30%～35%，木质素18%～20%，半纤维素35%～40%，蛋白质5%～8%，粗脂肪2%～3%。但是，互花米草热水直接提出物仅为原料的15%～20%，含40%灰分和60%有机质。
3.2直接造纸和产沼气效果
实验室小试研究表明：（1）互花米草直接造纸只能获取35%～40%的纤维素，60%～65%的其他成分都进入造纸黑液。由于黑液中杂质大，黑液的碱回收或木质素的提取效益都比较差，同时互花米草生物质内在的N、P元素也溶进黑液，污染负荷非常大，处理费用高。（2）互花米草单独用于沼气发酵，由于厌氧微生物的自身特性，仅能够利用互花米草中的热抽提有机质、半纤维素的70%～80%，纤维素的10%，木质素基本不被利用。
3.3沼气发酵和造纸梯级转化
实验室小试表明：（1）沼气发酵过程中，灰分的70%～80%，N、P的80%～90%基本溶解，残渣中纤维素含量提高到50%以上，木质素含量提高到30%以上，材料的结构也得到改善。（2）用这种材料造纸，NaOH用量由原来的16%降到12%，化学试剂消耗大幅降低。同时，按原料计算得浆率仍能够达到35%～38%，与原料直接造纸得浆率相近，但是纸浆透水性、白度和撕裂指数等特性明显得到改善。此外，由于灰分、半纤维素等在沼气发酵中被消耗，造纸黑液的木质素比例和纯度显著提高，商品特性得到显现。
4.讨论
4.1海涂资源直接利用潜力巨大
我国有丰富的海岸带盐土资源，总面积约217.04万公倾。目前海岸带盐土开发存在两个非常普遍的问题：一是只有围垦才能开发利用，这带来非常大的生态风险。另一方面，由于淡水资源短缺，已经围垦的土地不能及时开发利用，综合效益低下。以上海为例，2001～2004年上海市滩涂造地公司在南汇海滩通过三期工程总计围垦滩涂11万亩，但是由于盐度过高，目前基本处于抛荒状态。这些土地未来除部分规划为建设用地使用外，大部分将
直接进行海水灌溉种植互花米草，不仅能够利用现有80～100万亩的互花米草自然植被生物资源，同时也可以加速滩涂盐土资源的开发，获取生物质资源。如果通过海水直接浇灌开发利用目前滩涂资源的50%种植互花米草，每年可以新增纸浆原料资源3255.60万吨，可以年生产纸浆1500～1600万吨。
此外，利用互花米草作为造纸原料进行纸浆生产，还具有原料供给稳定，成本易于控制的优势。通过农作物秸秆和速生林的种植获取造纸原料需要与农民打交道，而中国目前的农业是联产承包，土地都在农民手中，与千千万万个农民谈判原料的价格，风险非常大，而且稳定性差。而目前海涂资源基本由国家土地管理部门管理，完全可以通过国家立项实现海涂资源的连片开发，资源量稳定，只存在生产成本，不存在原料购买的议价。
4.2技术创新使该工艺途径成为可能
本工艺所运用的生物酸化湿式储存和转化、厌氧发酵联合化学蒸煮纸浆制造工艺、造纸黑液木质素生物酸化提取等技术，同济大学生物质能源研究中心自2004年开始进行研究目前以上研究都已经完成了实验研究，工艺技术路线完全成熟，并申报了相关专利。小规模试验的参数可能与生产过程之间存在差异，仅需进一步扩大中试生产、校正工艺生产参数即可进行规模化生产。
生物酸化湿式储存既不同于传统的干燥保存，也不同于青贮湿式储存。其无火灾风险，且基本不耗能；储存设施简单，容易控制，可以在海滩进行简单施工，就地储存。因此，生物酸化湿式储存既安全，又经济。
生物酸化转化不同于传统的固体有机物沼气转化，也不同于固体有机物两相沼气发酵。传统固体有机质沼气发酵是把生物质在一个反应器中直接生成沼气，进出料难，效率低，管理不便；固体有机物两相沼气发酵把原料管理和微生物管理分置于两个反应器欲达到产酸与产气的分离，但是目前的研究表明产酸与产气的两相分离是很难实现的。因此，这种技术只是提高发酵效率，并没有降低管理难度，相反可能增加管理成本。
生物酸化转化技术通过发酵环境的调控，控制微生物群系，实现开放式产酸，不仅提高效率，而且降低基础设施投入和管理费用。此外，生物酸化转化的抽出物不仅可以用于沼气发酵，同时也可以用于其他生物发酵工程，拓展了生物质转化的途径。
利用厌氧生物酸化转化后的生物质进行纸浆制造，我们提出了厌氧生物转化与化学蒸煮联合纸浆制造新工艺，这一工艺特点是生物处理与化学物理处理相结合，利用生物方法消耗了原料中非纤维有机质，提高造纸原料的纤维含量，改善了原料的结构，不仅可以降低生产单位纸浆的污染负荷，而且可以降低生产单位纸浆的能源和化学试剂消耗量。
5.结论
互花米草是一种优良的耐盐植物，其生物量大，纤维质量高。互花米草的耐盐、耐淹，是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性，而且可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获取高产。因此，在短期内利用海涂，在长远的未来，建设海平面漂浮平台，开拓海洋水面空间，直接种植互花米草。收获后的互花米草通过梯级转化，获取能源和纤维质生物材料，是最有潜力的生物质资源获取途径。该思想符合国家关于生物质资源开发，“不与粮争地，不与林争山”的战略原则；确保造纸原料开发与粮食安全和生态安全的相互协调。
（注：本项目提供的纸浆制造工艺体系所涉及的技术都已经完成试验过程，并已经申请7项专利）
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：A DOI：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�
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。
3 结 语
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
[1] 杜玲，陈建成。关于加速发展我国林业生物质能源的思考[J].中国科技论坛，2010（01）：138-141.
[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：能源农业 基因工程 沼气 秸秆能源
一、能源农业的概念和利用方式
农业是人类以固定、转化太阳能，获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主，利用绿色植物进行光合作用，将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物，种植业又叫初级生产。在光合作用中，每固定1克分子CO2，大约吸收209.3×104J的日光能，光合产物中有46.9×104J的能量以化学能的形式固定下来。其余的162.4×104J的能量在固定CO2过程中，以热能的形式消耗掉了。由于人类培育了高产、高效、优质的农作物品种，为植物生长创造良好的生产条件，农业生产中植物固定太阳能的效率大幅度提高。植物光合作用效率，一般在肥沃地区可达到1％－2％，在贫瘠荒凉地区仅0.1%，人工精心管理的农田生态系统有过6%－8％的记录。[1]养殖业、农产品加工业则是以转化太阳能为主，又称次级生产。养殖业生产的动物产品（肉、奶、蛋、毛、皮等），在转化过程中大量的能被消耗掉了，一部分以粪便形式排出，一部分能量以尿和气体（甲烷、氢）能形式排出。在农产品加工中，除了提取主要产品外，还有大量的能量在排出的废水、废物中。农产品转化过程中的畜禽粪便，农产品加工排出的废水、废料都可作为生物质能源加以开发利用。
所谓能源农业，就是以生产能源为目的的农业。能源农业以生物质能源为主要开发对象，它包括四种能源利用方式［2］(图1)：
（一）直接燃烧方式
其中，固形燃烧是新推广的技术，它把生物质固化成型后，再采取传统的燃煤设备燃用。其优点是充分利用生物质能源替代煤炭，可以削减大气CO2和SO2排放量。
（二）物化转换方式
物化转换方式包括三方面，一是干馏技术；二是气化制生物质燃气；三是热解制生物质油。其中，气化制生物质燃气技术推广面积较大，群众易于接受。
（三）生化转化方式
生化转化方式有两种，一是厌氧消化制取沼气；二是通过酶技术制取乙醇液体燃料。
（四）植物油利用方式
能源植物油是从油脂植物和芳香油（还原式烃）植物中提取的燃料油，经加工后，可以替代石油使用。
二、发展能源农业的重大意义
（一）拓宽农业服务领域，增加农民收入
恩格尔指出：在收入增加的时候，食品及生活必需品的支出占收入增加的比例递减。随着经济的增长，人们基本生活需求得到满足后，消费热点将转向享乐型的产品，从而市场将减少食品、衣服的消费份额。进入新世纪后，我国居民消费结构发生了很大变化，恩格尔系数降到38％。2002年城市居民收入增长2020元，人均食品消费只增长109元，占新增收入的5％，增加的因素主要是外出吃饭开支和烟、酒、茶的开支。对粮、油、肉、菜的消费开支下降，粮食人均消费金额下降83元。油10.1元，肉25.3元，菜12.4元。由于边际消费递减规律的作用，出现了农民收入增长难现象。 1997年以来，农民收入中来自农业的收入一直没有增长，农民增收主要靠工资性收入，2002年工资性收入占农民纯收入的34.5％，2003年增加到36％。这个经济规律告述我们：农业必须扩大服务领域，向农业的深度和广度进军。农业不仅提供食品和纤维，还应提供能源和其它化工、医药等产品。发展能源农业为农业拓宽了服务领域，同时也为农民增收开辟了新途径。［3］
（二）缓解我国能源短缺，保证能源安全
我国从1993年进口原油3000万t，成为原油净进口国，2000年进口达7000万t，2003年进口1亿t。预计到2020年，中国的GDP可能达到5万亿美元，能源需求25亿t到30亿t标煤，其中石油缺口1.6-2.2亿t。[4]开发生物质能源不但可行，而且非常紧迫。农业要抓住这个契机，提出能源农业的发展战略，并把它发展成为一个大产业。
（三）治理有机废弃物污染，保护生态环境
当前我国环境污染形势非常严峻。对环境污染最严重企业仍是养殖企业和农产品加工企业。2003年通报点名批评的十家排污大户，8家是农产品加工企业。据国家环保总局2004年第1周（2004年1月5日～2004年1月11日），全国主要水系73个重点断面水质自动监测站八项指标（水温、pH、浊度、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、氨氮和总有机碳）的监测结果表明：Ⅰ～Ⅲ类水质的断面为39个，占53.4%；Ⅳ类水质的断面为10个，占13.7%；Ⅴ类水质的断面为6个，占8.2%；劣Ⅴ类水质的断面为18个，占24.7%。Ⅳ类以上劣质污水河流占46.6％。水体污染中，农产品加工企业排出污染物的约占1／2。特别是，劣Ⅴ类水的河段，农产品加工企业污染贡献率更高。［5］全国人大2003年对《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》执法检查，对农村固体废物污染问题提出严厉批评。据调查我国畜禽养殖场的粪便产生量达17.3亿吨。80％的规模化畜禽养殖场缺乏必要的污染治理设施，畜禽粪便未经处理直接排入环境，严重污染空气和水体。［6］我国温室气体排放已严重影响我国气候变化。国家气象局局长秦大河介绍，中国科学家预估了未来中国气候的变化：第一，中国气候将继续变暖。到2020至203O年，全国平均气温将上升1.7℃；到2050年，全国平均气温将上升2.2℃；当大气中二氧化碳浓度加倍时，全国平均气温将上升2.9℃。第二，中国气候变暖的幅度由南向北增加。到2030年，中国西北地区气温可能上升1.9-2.3℃。第三，中国不少地区降水出现增加趋势，东南沿海增加值最大。长江中下游地区出现变干的趋势，华北和东北南部等一些地区出现继续变干的趋势。
（四）广泛应用生物技术，发展基因工程
生物技术在培育能源作物，培育高效酶微生物方面大有作为。国外用转基因方法获得柴油油菜新品种；用转基因技术获得分解秸秆纤维生产酒精的工程菌。转基因技术应用于能源作物和能源微生物上，不受基因标识的限制，而应用在食物方面要求标识，因而受到很大限制。为了促进学科发展，生物技术可选择能源作物和能源微生物方向大力研究和应用。
三、实施能源农业的重大工程
（一）沼气计划
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物发酵生成以甲烷为主的可燃气体。沼气发酵过程可分为两个阶段，即不产甲烷阶段和产甲烷阶段。沼气发酵产生的三种物质，一是沼气，以甲烷为主，是一种清洁能源；二是消化液（沼液），含可溶性N、P、K，是优质肥料；三是消化污泥（沼渣），主要成分是菌体、难分解的有机残渣和无机物，是一种优良有机肥，并有土壤改良功效。沼气的生成物有很高的应用价值。很多人称：“沼气百利，而无一害”。
沼气发酵有四个特点：
1、沼气微生物自身耗能少
沼气发酵过程中，沼气微生物自身繁殖需要的能量是好氧微生物的1／30－1／20。对于基质来说，大约90％的COD被转化为沼气。
2、沼气发酵能够处理高浓度的有机废物
好氧条件下，一般只能处理COD含量在1 000mg／L以下的废水，而沼气发酵处理废水COD含量可以高达10 000mg／L以上。如表1所示，各种农产品加工废水，都可作为沼气发酵的原料。
表1 农产品加工转化企业排放水质特性［7］ 原料名称
PH值
COD／mg.L-1
BOD/mg.L-1
酒精醪液
白酒废水
黄酒废水
制革废水
柠檬酸废水
淀粉废水
豆制品废水
造纸黑液
制药废液
乳品加工废水
高浓度啤酒废水
味精废水
糖蜜酒精废水
猪粪水
鸡粪水
奶牛粪水
3－5
3.7－5.8
3.5－4.0
8－10
4.0－4.6
4.6－5.3
3.5－5.0
11－13
4.0－6.0
3.5－7.5
3.5－6.0
1.5－3.2
4.4
7.0－7.8
6.5－7.5
7.2－8.2
30 000－60 000
11 400－130 000
9 400－30 000
3 000－4 000
10 000－40 000
3 000－12 000
10 000－20 000
106 000－157 000
5 000－40 000
2 000－11 000
9 000－43 000
20 000－60 000
40 000－150 000
11 000－26 000
43 000－77 000
70 000－116 285
15 000－30 000
5 800－67 000
5 000－15 000
1 500－2 000
6 000－25 000
1 000－7 000
7 000－12 000
34 500－42 500
2 000－18 000
1 000－75 000
7 000－33 350
10 000－30 000
20 000－60 000
【关键词】生物教学 质疑能力 勇气 习惯 本领
质疑作为一种能力与学生的学习、思维和创造力的发展有着密切的关系。有疑，思维才有方向；有疑，学习才有动力；将疑“问”出来，“质”出来的过程，更是进行创造性学习的过程。
生物教学的基本任务是培养学生的生物科学素养，提高学生的探究意识和创造能力。面对培养创造性人才的挑战，我们必须把质疑的权利还给学生，把质疑的空间让给学生，把质疑的方法交给学生，培养他们敢于质疑、乐于质疑、善于质疑的能力。
一、营造民主气氛，激发学生敢于质疑的勇气
培养质疑能力的第一步就是从强化敢于质疑入手。教师在教学中要创设良好的课堂教学氛围，给予学生质疑的机会，使学生消除心理障碍，敢于质疑。
1．增强学生质疑的勇气
受传统教学的影响，学生往往不敢问，不爱问，不会问，或问得压抑、犹豫、缺乏自信。教学中如果教师固守师道尊严的陈旧观念，过多地扮演学生行为惩戒者的角色，学生质疑的欲望和行为就会受到压抑，久而久之，就再也不会有学生质疑了。学生无论在什么时候，什么地点，提出什么疑难问题，教师都要表现出足够的尊重，给予肯定，表扬其好问的精神，然后根据具体情况，给予帮助、引导。学生消除了紧张感和顾虑，才会大胆陈述自己的疑惑和见解。
2．给予学生质疑的机会
现实中，许多教师常常居高临下，不给予学生提出问题的时间和空间，有的甚至视提问为干扰，导致学生要么沉默不语，要么提问不得要领，浮于表面。这需要教师在设计课堂教学时，尊重学生的主体地位，给以学生尽量多的质疑机会，不断的为学生创设“天高任鸟飞”的发展时空。
3．创设平等融洽的学习氛围
宽松、民主的课堂教学氛围能满足学生安全的需要和尊重的需要，促使他们自由地质疑。因此，课堂教学中，教师要努力以自然、亲切的教态，机敏、宽容的眼神，和蔼、幽默的语言，积极为学生营造质疑探究的宽松环境。在这样的气氛下，学生就会轻松地发言，自由地畅想，
大胆地提问。
二、强化质疑训练，培养学生乐于质疑的习惯
1．创设问题情境，激发学生的质疑兴趣
兴趣是最好的老师，中学生的学习在很大程度上是依靠兴趣引导的。在教学中，教师要不断地创设问题情境，来触发学生思维的兴奋点，启动学生思维的激活点，进而引发质疑的欲望。教师以不断变换的设疑方式和策略，使这种欲望得以维持和强化。这样，学生在疑与思的循环和矛盾中，一直保持着高涨的情绪和积极亢奋的思维状态，从而对某种学习从无趣发展到有趣、从有趣发张到乐趣、从乐趣发展到知趣。
2．对质疑给予积极评价，保持学生的质疑热情
教师积极的评价、宽容的态度可以化作学生持续质疑的动力。在教学中，当学生大胆地进行假设、推测的时候，教师和同学们应给予鼓励的掌声，而不应限制、冷谈、甚至是嘲笑；当学生提出一些有质疑的问题时，教师不能随意否定或置之不理，而应认真分析，进行充分的启发诱导，鼓励学生去寻根问底，甚至组织学生讨论；学生提出的问题可能五花八门，教师要重视他们犹豫好奇心而提出的种种问题，同时表扬他们敢于提问的这种勇气，保护他们的自尊心和积极性。当学生发表与教师不同的意见时，教师应善于倾听，并允许学生说错、改错，鼓励学生不迷信名人，不迷信老师。教师只有对学生的质疑始终持欢迎态度，学生才可能保持愿意质疑的热情和敢于质疑的信心。
3．坚持质疑训练，促成学生乐于质疑的习惯
有了质疑的兴趣和热情，如果长期坚持质疑训练，学生就会逐渐养成质疑的习惯，习惯一旦养成，质疑将变成不需要意志努力的自觉行为。在培养学生乐于质疑的习惯时，教师可以创设一些外在的条件进行引导。如引导学生的自我反思评价，发放调查表要求学生反思；考试的试题中设置一定分量考察学生质疑能力的内容，用一定量的开放型试题来组织测试，加强对学生质疑能力的培养与鼓励，等等。这样质疑能力便会惯性的质疑中得到发展和增强。
三、教给学生方法，增强学生善于质疑的本领
善问是自主探究的关键。教师必须注意不要让质疑流于形式，要在丰富学生知识的同时，授予学生质疑问难的思路、角度和方法，提升质疑水平。
1．在课堂教学中，从比较中质疑
有比较才有鉴别，有比较才能有发现。生物是进化而来的，生物之间有着或近或远的亲缘关系，高等复杂的结构是低等简单的结构发展而来的，在完善的生命活动中有往往带有一些原始活动的痕迹，这就为我们在认识生命时，进行对照、比较创造了有力的条件。如通过把鱼类，两栖类，爬行类，哺乳类的心脏进行比较，学生就会提出“动物是怎样进化而来的呢”等问题。通过比较学生能理清思路，提出一些综合性的问题，将知识化零为整。
2．通过推测培养学生善于质疑
推测是指利用想象推测事物的可能属性、特点及发展方向。例如，学习皮肤的结构特点之后，推测提出皮肤具有哪些功能？通过某人的尿样检查结果中出现了蛋白质和红细胞，可以推测此人身体的什么部位可能出现了病变？
3．从生活经验入手质疑
学生在生活中，对一些生物现象凭经验已形成了一些认识，但有些认识往往是片面的，甚至是错误的。在课堂教学中若能很好的联系实际，学生也会提出很多问题，甚至更正医学错误认识。比如，学生在经验中往往认为针扎手后，是先感到痛而后缩手。在学习神经调节内容时，可以先让学生亲自尝试，然后结合教学内容，学生很快就会产生“可能不是先感到痛”这样的怀疑，根据这种怀疑便会很快调动学生质疑的兴趣，从而进行更深入的思考。
4．通过试验、实践，大胆质疑
生物是一门实验科学，生物的实验和实践不能仅仅只是验证前人得出的理论，更不能仅仅只是“告诉”和“训练”，它要求给学生更多的机会去发现、探索、怀疑。因而在进行实验时，教师可以引导学生对实验进行大胆的质疑，循序渐进地去思考，直到解决问题。例如，在观察青蛙的外部形态实验中，学生就提出了“某些地区出现畸形蛙，可能会是什么原因造成的？”，同学们通过提出这样的问题，让思维插上想象的翅膀。
5．用科学的实例鼓励学生质疑
【关键词】 生物质能源 产业集群 品牌效应
Abstract ： The paper analyzes four advantages and the problems of developing the biomass energy industry of Heilongjiang Province on the foundation of the actual conditions， then put forward the appropriate measures. For examples technological innovation， develop some typical projects， cultivate leading enterprises implementing overall strategic planning and scientific layout and so on. Promote the upgrading of the industrial structure in Heilongjiang province， and develop biomass energy industry to be a pillar industry and new economic growth point.
Keywords ： Biomass energy； industry cluster； brand effect
生物质能是以生物质为载体的能量，即把太阳能以化学能形式固定在生物质中的一种能量形式，是利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。根据生物质来源的不同，可将生物质能分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物四大类。生物质能源充分利用，则可产生出农林生物质发电、沼气工程、生物质成型燃料、生物质气化、生物液体燃料、建筑材料、工业原料等新能源形式。生物质能源是唯一的可再生能源，具有不污染环境、可永续利用、分布广泛、易获取、科技含量高等优点。因此黑龙江省把生物质能源作为替代矿物质能源的新兴能源，将成为新经济增长点和产业结构升级优化的发展方向和解决传统能源危机的最有力途径。
1. 黑龙江省开发生物质能源的优势分析
1.1生产资料优势
黑龙江省耕地面积、林地面积、粮食产量、石油储量居全国首位，可 黑龙江省年产农作物秸秆 6000万吨，约3000万吨标准煤，除约1000万吨作为饲料、生活用能源、造纸、纺织和建材等用途外，其余5000万吨可作为能源用途；我省年均薪柴产量约为900万吨，折合标准煤525万吨；畜禽排泄物3亿吨，若建设一处300户规模的秸秆气化集中供气工程，每年可节约秸秆燃料800吨，相当于保护林地400多亩，黑龙江省生物质资源总量和人均占有量有无以比拟优势，为全面、大规模发展生物质能源提供生产资料基础保障。
1.2市场需求优势
随着我国经济社会的快速发展， 能源供求矛盾将长期存在， 特别是油气供求矛盾十分突出。到2020 年石油缺口将达2.5 亿吨。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58.6%；7.69%和7.05%。能源市场需求的巨大缺口已成为中国经济社会可持续发展的“瓶颈”。
近年来，随着黑龙江省经济社会快速发展，能源需求持续增长，传统能源供求矛盾日益突出，2010年黑龙江省一次能源生产总量为13058.4万吨标准煤，其中原油及原煤的生产总量分别占44%与52.9%，能源消费总量达到8347.8万吨标准煤，其中原油及原煤的消费总量分别占68.7%与26.8%。但煤炭、石油的保有储量大幅递减，大庆油田原油产量到2010年已下降到年产3400万吨，剩余可采量也仅有5.68亿吨，煤炭保有资源储量224.5亿吨，可动储量也只有35.2亿吨，传统的煤炭、石油短缺和不可持续性，使得能源市场需求日益紧张。如果充分利用黑龙江省生物质能资源，可解决全省一次能源生产总量的30%左右。对缓解煤炭石化能源供需紧张局面，优化能源结构，保障国家能源安全，建立稳定能源供应体系具有重大意义。
1.3基础设施优势
黑龙江省生物质能产业在长期发展建设中，各项基础设施不断完善。借助生态省建设和实施“生态家园富民计划”的有利契机，积极发展畜禽粪便转化沼气的沼气综合利用工程和秸秆气化示范工程，取得了良好的经济效益和社会效益。截至2011年末，全省共有生物质发电厂12个，发电设备装机容量21.6万千瓦，全年发电量6亿千瓦时，同比降低7.4%，其中上网电量5.4亿千瓦时，实现增加值2.2亿元，同比增长23.9%。建成3座装机容量为6900千瓦的垃圾发电厂，全年发电量3746万千瓦时，同比增长14.2%，实现增加值0.1亿元，同比增长14.2%，日可处理垃圾600吨。
1.4政策优势
国家生物质能源产业发展规划和政策为黑龙江省生物质能源产业优化升级指明了发展方向、道路和路径选择，2010年初，黑龙江省政府了《黑龙江省新能源和可再生能源产业发展规划》，发展目标是到2020年，预计全省资源综合利用实现产值380亿元，其中，农林废弃资源100亿元，城市垃圾资源10亿元。林区“三剩物”综合利用率85%，秸秆和壳皮的综合利用率达到50%。重点发展农林废弃物综合利用技术、农村粪便处理及综合利用技术、城市生活垃圾综合利用技术等。同时相继出台了一系列政策法规鼓励生物质能源产业的可持续发展并完善各项配套政策措施。
2. 黑龙江省生物质能源发展过程中存在的问题
2.1缺乏整体规划和科学布局
黑龙江省幅员辽阔，各地区发展特色和资源不同，各地各自为政发展生物质能源产业，全省缺乏合理整体规划和科学布局。地区性生物质能源产业资源浪费、无序的资源竞争及工程重复建设问题较为严重。因地制宜、优势互补，利用地区特色，选择其合适的发展模式和产业结构，进行整体科学规划布局是黑龙江省发展生物质能源产业方向。
2.2生物质能源产业的科技创新体系不完善
发展生物质能源产业最主要的问题就是技术问题，目前黑龙江省生物质能源的开发技术手段和研发十分欠缺，尚未建设生物质能源科技创新体系和高端技术人才和技术团队体系。对生物质能的核心技术项目攻关、研发投入资金不足，技术手段单一，技术设备相对落后，尚未形成以社会需求为导向，以产业技术创新为支撑，以科技成果转化为目标的产、学、研创新体系。
2.3尚未形成完整的产业链和产业集群
生物质能源产业作为一种技术密集型的新兴产业，需要完整的产业链的支持，同时也需要产业集群的支持。一方面，黑龙江省生物质能源产业至今还未形成完整的产业链结构，配套服务产业发展非常滞后，在关键工艺、设备和原材料供应方面，仍严重依赖进口，受制于国外技术的垄断。另一方面，黑龙江省生物质能源产业迄今还没有形成成熟的产业集群，以生物质能源为主体的产业基地和生产园区还都没有发展起来，这都是制约生物质能源产业发展的主要问题。
2.4缺少龙头企业和品牌带动效应
目前黑龙江省内从事生物质能源产业的企业数量很少，一些企业的规模较小，不能形成规模生产，无形中加大了生物质能源生产的成本。龙头企业在战略性生物质能源产业发展中起着引擎和领跑作用，黑龙江省缺少一批起点高、规模大、竞争优势明显、带动能力强的生物质能源龙头骨干企业。黑龙江省生物质能源企业在生产经营过程中多采用以前相对古老的管理方式和技术手段，企业均为分散经营，产业内缺乏凝聚力和竞争力，无法形成完整的产业链利益共同体。
3. 发展黑龙江省生物质能源对策建议
3.1实施整体战略规划和科学布局
充分利用现有和潜在优势，兼顾各产业与经济社会协调发展、结构调整、发展规模和建设时序，对地区内战略性生物质能源产业进行合理统筹规划和科学布局。根据各地的不同地理环境、资源禀赋、能源需求等特征，因地制宜地选择生物质能源的发展模式，择优、择需、有重点地扶持和推广相应的产业化工程，减少资源浪费和无序的资源竞争或工程重复建设。如在生物质资源丰富的林区和边远农场地区，探索生物质发电系统或分布式能源开发系统；在畜禽粪便资源丰富的农村、乡镇，重点发展大中型沼气工程和灌装式管道供气工程，探索企业、乡村、农户共同投入的集中供气模式；在劳动力缺乏的村落，支持小型沼气池建设；在城镇郊区，发展大型生物燃气工程，提供车用生物燃料；在土地资源丰富的地区，大力开发生物质能源植物，建设能源农场、林场，建立生物质能源基地，规模化开发商品能源。
3.2实施科技创新和技术研发推广应用
逐步建立健全以高等院校、科研院所、区域孵化中心和企业技术研究开发机构为源头，以社会化、市场化中介服务组织为桥梁，以企业为主体的生物质能科技创新体系。支持以� 依托具有较强科技研发能力的科研院所、重点企业，组建省级重点实验室，部署产业的技术攻关研究和前沿研究，储备一批科技成果。以企业为主体，以社会需求为导向，围绕产业技术创新链，对生物质能的核心技术进行项目攻关，实现产、学、研高效结合。扶持企业建立研发机构，支持企业建立技术中心、工程技术研究中心，对新进入省级企业技术中心的，给予经费支持。
3.3实施重大示范工程和大项目带动战略
黑龙江省“十二五”期间围绕做大做强优势生物质能源产业，谋划一批重大示范工程和节能环保、清洁生产大项目，形成以发展规划为指导、以市场为导向，企业、政府和专家共同参与的项目生成机制，平均每年有计划的推进10-20项特色的有发展前景的大项目，进而促进产业结构优化升级。如黑龙江省将引资8.85亿元建设生物质能源基地，该项目预计造林4年后可获得收益，每年可直接获得纯利润4248万元，黑龙江省将集中在小兴安岭北坡、南坡；完达山脉中部；老爷岭、张广才岭交界等地理位置相对偏僻、经济相对落后的区域开展生物质直燃发电产业和生物柴油加工产业建设，新造林面积达11.8万公顷。克山县花费18亿元建设的生物质能源园区--龙能生物质能源开发园区2011年一期工程投资8亿元建设年产2550台（套）生物质加工设备制造项目和年产3万吨生物质钾肥生产项目；2012年二期工程投资10亿元建设30兆瓦生物质发电项目和100万吨生物质颗料制造项目。随着大项目的推进实施，将会拉动生物质能源产业规模快速发展与壮大，产业结构不断优化升级。
3.4培育龙头企业、实施品牌战略
龙头企业在战略性生物质能源产业发展中起着引擎和领跑作用，黑龙江省要培育和发展一批起点高、规模大、竞争优势明显、带动能力强的生物质能源龙头骨干企业，同时引进国内外生物质能源产业中的知名龙头企业和知名品牌组建龙头企业集群，积极地予以培植，加大财政、金融信贷的支持和各种政策服务力度，加大招商引资的力度，力争形成若干拥有核心技术、产业链完整、带动力强的生物质能企业集团。龙头企业要以高新技术创新和增强核心竞争力为发展目标，以现代企业制度为管理科学形式，以资本、技术为纽带，向规模化、专业化、高科技化、市场化、品牌化和高端化发展。以龙头企业发展带动生物质能产业规模和企业数量增长，进而增强产业集聚力和竞争力。同时，通过龙头企业带动相关中小企业，建立稳定的产业链利益共同体，提高整个产业的配套能力，提高生物质能产业组织化程度和产业整体竞争力。
本文系黑龙江省哲学社会科学研究规划立项项目“黑龙江战略新兴产业发展趋势和对策研究”系列研究成果。
参考文献：
[1] 徐长勇，尚杰。 黑龙江省农村能源利用及生物质能发展实证研究[J].林业经济，2009（5），58-60.
质疑能力是学生综合能力的重要组成部分，也是其众多能力中的基础能力。在本文中，笔者就结合实例，从四个方面阐述了培养学生质疑能力的方法和途径，希望对提升学生的质疑能力和培养学生的创新能力有所帮助。
关键词
生物教学 质疑能力 创新能力 主体作用
创新是社会进步的灵魂，在知识经济时代下，谁掌握了创新就意味着走在了时代的前端，因此很多国家都致力于对创新人才的培养。创新从某种意义上说是对传统的反叛，而质疑是实现创新的第一步，我们要想培养学生的创新能力，首先要从培养学生的质疑能力做起。然而，由于受到传统教育理念的影响，我们的学生恰恰最缺乏质疑的能力。因此，作为高中生物教师，我们要努力突破传统的教学理念和教学模式，把对学生质疑能力的培养放在生物教学活动的优先地位。
一、创设民主开放的氛围
我们的学生之所以缺乏质疑能力，很大一部分原因是受到传统教学理念和课堂教学氛围的影响，当教师手持教鞭、一板一眼地在讲台上讲课时，即使学生有一些不同的想法也不敢轻易提出来。因此，培养学生的质疑能力，首先要从教学氛围入手进行改革。即教师在教学过程中要努力营造一个与学生平等相处的民主氛围，并在教学过程中鼓励学生大胆提出异议，进而与学生进行积极的交流，使学生在教师的鼓励下逐渐形成一种敢于质疑、敢于创新的心理需求，有了这样一个心理作为基础，学生自然更容易迸发出创新的意识。
二、培养兴趣“催化剂”
质疑能力本质上就是一种发现问题并积极探究问题的心理倾向，而这一心理倾向形成的最重要的“催化剂”就是兴趣，学生只有产生好奇心，真正地渴望参与其中，对某种事物或者现象产生浓烈的兴趣，才有可能发现新的问题，提出质疑的可能。因此，质疑能力的培养还要从兴趣的培养入手，教师要想办法运用各种方法把生物教学活动变得更加有趣，这样才能让学生产生兴趣，进而产生质疑的意识和能力。另外，教师也可以根据学生的年龄特征和教材内容，设计一些探究活动，或者组织学生走出校门开展一些课外实践活动等，这样既可以帮助学生积累感性经验，又能有效打破古板的课堂教学的制约，使得学生的思维被充分解放出来，在灵活思维的过程中迸发出各式各样的想法。
三、充分发挥学生的主体作用
在生物课堂上，由于传统的讲授式教学占据着主导的地位，从而导致学生的学习主体作用很难在课堂教学过程中体现出来，一旦学生丧失了学习主体地位，其学习就会变得非常被动，这些都是不利于学生质疑能力提升的。因此，教师要努力发挥学生的学习主体作用，从改革教学形式入手，打破传统的讲授式教学，多开展一些以学生为主体的探究式教学、引导发现式教学、质疑辩论式教学，等等。例如，在讲到“性别的决定”这部分的内容时，笔者就把学生分成三个小组，让他们以辩论的形式，通过问答活动来提出相关的问题，并尝试着解决问题。通过几轮辩论，学生不仅得出了“X染色体和Y染色体不同而导致男女在性状上的差异，以及生男生女的原因”这样计划内的目标，在讨论的过程中，学生的话题还延伸到了一些伴性遗传疾病、男女比例失调问题导致的社会不稳定这样一些更具拓展性和社会性的问题，从而有效拓展了学生的思维广度和深度。
四、传授学生质疑的方法
在实际的学习活动中，我们常常会发现有很多学生的头脑比较灵活，愿意提出各种各样的问题，然而他们的问题总是问不到点子上去，这就是缺乏质疑方法所导致的。因此，质疑能力的提升需要科学的质疑方法。作为教师，要适当地传授给学生一些质疑的方法。一般来说，教师可以教学生从三个方面入手进行质疑：第一，从每个章节的标题进行质疑。章节的标题往往是这部分内容的核心，具有画龙点睛的效果，如果从标题进行质疑，提出问题，很容易抓住中心点。例如，《生态系统的能量流动》课题提出来以后，我们就可以根据标题提出这样一系列问题：什么是能量流动？能量从哪里来？要流向哪里？能量是通过什么途径实现流动的？以上每一个问题都能直接触及本节课的中心，为接下来的教学活动作了一个很好的思维铺垫；第二，从教材中的图片或者注释进行质疑。在生物教学中，图片和注释是非常重要的补充内容，与主文相比，图片或者注释内容往往更具拓展性，留给学生思考的空间会更大，因此，我们要让学生认真观察图片，仔细分析注释内容，这样学生才有可能提出一些非常有创意的问题；第三，从矛盾处质疑。在教材中，有很多的论述看似具有一定的矛盾性，会让学生产生一些疑惑，这些矛盾处也是提升学生质疑能力的有效点。例如，笔者在给学生讲完“细胞免疫”以后，就有学生发现了它与“体液免疫”形成了一些矛盾，于是提出了一系列的问题，而通过对这些问题的思考，可以让学生对“细胞免疫”有更加透彻的认识。
五、总结
总之，质疑能力作为创新能力的重要组成部分，它的提升也就意味着创新能力的提升。因此，作为教师，我们一定要重视对学生质疑能力的培养，进而在生物教学中始终把对学生质疑能力的培养放在重要的位置，让学生的头脑中时刻保持“问号”，并使学生在不断的质疑和释疑中实现自身能力的提升。
作者：汤小燕 单位：江苏省南通市海安县立发中学
参考文献
［1］周家银．高中生物教学中如何培养学生的质疑能力［J］．新课程(中)，2014(08)．
关键词：生物质能直燃锅炉；燃烧系统；经济和社会效益
中图分类号：TK6 文献标识码：A
1利用秸秆发电的意义
1.1帮助解决能源短缺。生物质能又称“绿色能源”，开发“绿色能源”已成为当今世界上重大热门之一。
据了解，国外生物质能利用技术和装置已实现了规模化和产业化经营，以美国、瑞典和奥地利为例，生物质能利用已经分别占该国一次能源消耗量的4%、16%、10%。利用生物质能发电也是帮助解决我国能源短缺的有效途径之一。
1.2解决燃煤SO2对大气严重污染的需要。利用秸秆发电可以大量减少SO2的排放，秸秆中的含硫量在1%左右，不足燃煤含硫量的1/10。按照国家出台的关于可再生能源中长期发展的规划，到2020年，秸秆发电装机容量将达2400万kW左右，可减少有效SO2的排放量。
1.3增加农民收入，建设和谐社会的需要。我国农作物秸秆产量达7.5亿吨，其中4亿吨的秸秆可作为能源利用。按每吨300元计算，可增加收入1200亿元，对提高农民生活水平大有好处。
2生物质能热电工程概况
省内某生物质能热电工程装机容量为2×15MW高温高压生物质能直燃热电机组，已于2011年投产发电。
锅炉选用无锡华光锅炉股份有限公司的75t/h高温高压秸秆直燃锅炉，汽轮机发电机组选用青岛捷能汽轮机股份有限公司产品，机组额定功率为2×15MW。机组以当地棉花秸秆作为设计燃料，林木枝条为校核燃料。
3与常规火电机组的不同之处及设计新技术应用
3.1燃料。根据最新统计数据，当地可供电厂燃用的棉花秸杆有25.1亿吨，树木枝条约30亿吨，可满足电厂每年的燃用量。
3.2锅炉选型。生物质燃料中含有Cl和碱金属盐，燃烧时产生的烟气对锅炉受热面具有一定的腐蚀性。另外燃烧产生的灰份熔点较低，容易粘结在受热面管子外表面，形成渣层，会明显降低受热面的传热系数。
本项目采用自主开发设计的国内首台75t/h高温高压参数燃生物质燃料的锅炉。在设计中考虑了在高温受热面的管系中采用了有利于防止结渣、搭桥的结构，并采取了有效的吹灰措施，防止受热面腐蚀和产生大量的渣层。
锅炉采用水冷振动炉排的燃烧方式，有利于防止燃烧低灰熔点的秸秆在炉排面上结渣。汽水系统采用自然循环，在炉膛外布置了集中下降管。烟气流向采用四回程“M”型，炉膛和过热器通道采用全封闭的膜式水冷壁，很好地保证了锅炉的严密性能。过热器采用三级布置，并布置了二级喷水减温器，使过热蒸汽温度有较大的调节裕量，以保证锅炉蒸汽参数。尾部竖井内布置了单级省煤器和单级空气预热器，一、二次风平行进入各自的空气预热器，出空气预热器后分别进入炉排下一次风管和炉排上二次风管，再进入炉膛。烟气由引风机送入除尘、净化设备，净化处理合格后，经烟囱排入大气。
3.3上料系统。上料系统共设有一路两条带式输送机，每条带式输送机对应一台锅炉。系统在料仓间的卸料方式为。给料系统由炉前料仓、螺旋卸料机、皮带输送机及星型给料器等组成：燃料由皮带经双螺旋卸料机输送至炉前料仓，经料仓底部的螺旋给料机进入炉前两台星形给料器，然后进入炉膛燃烧。为防止燃料堵塞搭桥，和常规燃煤机组不同，料仓采用上部小下部大的方形料仓，并在底部设置螺旋给料机。星形给料器采用弹性活动板结构，防止卡料，同时起给料和密封作用。
3.4燃烧系统。燃烧系统由水冷振动炉排、炉膛及烟风系统等组成：燃料经星型给料器送入炉膛，秸秆被炽热的烟气加热，迅速将水分蒸发，气化，着火燃烧；一部分秸秆在空中燃烧，一部分落在炉排上继续燃烧，并在倾斜的水冷振动炉排的振动下不断向前翻滚、燃烧直至燃烬。一次风由一次风机送入空气预热器加热，再送入锅炉恻墙炉排下的两个风箱经六个风口进入风室，再经过炉排上的小孔进入炉膛。风室中有隔板分隔成六个独立的风室，进风管上设有调节挡板，可根据燃料和燃烧情况进行调节。二次风由二次风机送入空气预热器加热到，再经二次风箱送入炉膛。二次风布置在前、后墙炉拱处，在炉排的上方，前、后墙各布置了四层二次风。每层二次风管上均装有调风门。同时，从二次风箱上引出少部分热风最为播料风。烟气从炉膛经尾部烟道引至除尘器，经引风机送入烟囱。
3.5点火系统。采用火把点火，不再设置单独的油系统，节约了点火油。
3.6主厂房布置。主厂房采用常规的三列式布置，自东向西依次布置汽机房、除氧给料间、锅炉房、除尘器、引风机及烟囱等，烟囱布置在两炉之间。
由于给料系统和常规的给煤系统不同，除氧料仓间的布置根据秸秆电厂给料系统设备特点进行了调整，增加了给料设备的检修空间。除氧料仓间跨度为10.5m，总长度为66m，±0.00m布置有配电装置及化水加药装置；4.20m为电缆夹层；7.00m为运行层，设有机炉电集中控制室及电子设备间，并设有管道夹层；除氧层标高为14.50m，布置二台除氧器及给料系统设备。皮带层标高为24.50m，布置皮带输送装置。除氧给料间屋顶标高32.50m，布置有消防水箱。
4经济和社会效益
4.1项目每年燃用秸秆23亿吨左右，秸秆按300元/吨计算，农民每年将可增加收入6900万元，有利于改善农民生活条件。
4.2根据秸秆特性，电厂锅炉排出的灰渣可生产农家肥、果林肥，可以产生良好的经济效益。
4.3电厂年供电量1.83亿kW，有利的缓解了当地用电的紧张局面。
4.4项目采用专用的秸秆燃烧锅炉，年燃用各类秸秆23亿吨左右，相当于节省标煤10.6亿吨左右，节省了一次能源。
4.5由于秸秆是一种清洁燃料，含硫量低且灰渣量很少，则相应减少10.6亿吨标煤的排放SO2量和灰渣量，改善了生态环境。
4.6本工程为热电联产项目，年供热量约8.345×105GJ，从而可取代了分部自备锅炉。本工程的投产，将有利于节能、环保，符合国家综合利用的产业政策。
参考文献
[1]齐玄，李宁。河南省生物质能电厂调研[J].河南电力勘测设计，2007（02）：66-72.
关键词：中国，生物质能政策，政策效果
生物质能是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能后蕴藏在生物质内部的能量，是以生物质为载体的能量，是可再生的绿色能源［1］。中国是能源消耗大国，开发利用可再生清洁能源可以改善能源生产和消费方式，对我国可持续发展有重要意义。论文格式。本文参考国内相关学者对我国生物质能政策及其问题的研究，分别从以下几个方面论述。
1生物质能的利用情况1.1 生物质能分类按来源，生物质能可分为五类：（1）林业资源，是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源；（2）农业资源，是指农业作物、农业生产过程中的废弃物和农业加工业的废弃物；（3）生活污水和工业有机废水，生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成。论文格式。工业有机废水主要是酿酒、制糖等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物；（4）城市固体废物，主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。（5）畜禽粪便，是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质的转化形式[2]。
1.2 生物质能在我国利用情况我国是农业大国，生物质能丰富，主要有农作物秸秆、树木枝桠、畜禽粪便、能源作物、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等[7]。目前，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿t标准煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，生物质资源转换为能源的潜力可达10亿t标准煤[3]。
但是，我国生物质利用效率低，浪费严重。每年有2 亿t秸秆露地燃烧，25 亿t畜禽粪便污染环境，2 亿多万t林地废弃物白白遗弃，1 亿多hm2土地被抛荒，如能利用现有资源的一半，生物质产业年产值就可达2万亿元，这将为农业增效和农民增收开辟出一个新的途径[4]。
2我国生物质能政策 由于生物质能在我国的巨大产量和重要意义，国家颁布了一系列政策法规，以促进其发展，表1汇总了2005年至2008国家颁布的涉及促进生物质能发展的政策法规。
表1我国主要生物质能政策一览表2005-2008[3，5，6]
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。
1、直接燃烧：生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%至30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。
2、热化学转化：生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。
3、生物化学转换：生物质的生物化学转换包括有生物质、沼气转换和生物质、乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
（来源：文章屋网 ）