国外生物质能的政策与实践

能源是人类赖以生存和发展的基础，是社会经济可持续发展的物质保障。我国是世界第二大能源生产国和消费国。2005年一次能源生产总量为206亿吨标准煤，初步测算消费总量为222亿吨标准煤。虽然我国能源储量十分丰富，但人均能源资源拥有量较低。水能资源和煤炭探明储量分别居世界第一位和第三位，但人均却仅占世界平均水平的50%左右，石油、天然气人均储量更是远低于世界平均水平。

我国正处在社会经济发展的重要阶段，随着人口的增加，工业化、城镇化进程的加快，社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，能源需求将大幅度上升，资源约束与需求增长过快的矛盾十分突出，能源资源短缺正成为制约我国经济社会发展的重要因素。我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用的，造成了严重的环境污染。我国SO2的排放量居世界第一位，CO2排放量占世界第二位，酸雨面积占国土面积的30%，每年造成的经济损失达上亿元。我国国内石油资源不足，原油产量不能满足需求，进口石油依存度不断增大，国际石油价格波动对我国经济的影响亦越来越大，而世界石油资源争夺日益激烈。我国对海上石油运输通道的控制能力薄弱，过分依赖中东和非洲地区的石油和单一的海上运输路线，使我国石油进口的脆弱性更加凸显。因此，无论从能源资源的结构性短缺上，还是从经济可持续发展的要求来考虑，我国都不能再延续过去资源耗竭性的发展模式了，在能源开发和利用方面必须坚持把节约放在首位，积极开发包括生物质能在内的新能源和可再生能源。

生物质能在历史长河中与人类生活密切相关，一直是人类社会赖以生存的重要能源资源，是仅次于石油、煤炭和天然气而位居世界第四大能源。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式。以生物质为载体的能量具有可再生和环境友好的双重属性。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态燃料、液态燃料和气态燃料，永续利用。生物质能的载体——生物质是以实物的形式存在的，相对于风能、水能、太阳能和潮汐能等能源，生物质能是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，它的利用方式也与化石燃料类似。常规能源的利用技术无需做大的改动，就可用于生物质能。在整个生命周期中，生物质CO2、SO2及NOx的排放量远低于化石能源，所以生物质能是一种清洁能源。

我国每年产生约6亿吨农作物秸秆、2亿吨林业废弃物，还有6亿吨畜禽粪便及大量有机废弃物。我国可用于种植能源作物的荒山荒坡约11亿公顷，其中荒草地资源4730万公顷，盐碱荒地1000万公顷。这些废弃物和荒土，无疑是一笔宝贵的能量资源和物质财富。据估计，我国每年可利用的生物质能源总量约折合5亿吨标准煤。其中，农作物秸秆年产量超过6亿吨，可作为能源用途的秸秆约35亿吨（折合15亿吨标准煤），工业废水和畜禽粪便理论上可以生产沼气近800亿立方米（相当于5700万吨标准煤），薪炭林、林业及木材加工废弃物的资源量相当于2亿吨标准煤。开发利用生物质能，不仅可以缓解我国能源短缺和环境污染等问题，而且可以促进农业经济的发展，有利于农民收入的提高和农村生活条件的改善。

我国在生物质能领域已经广泛开展了研究工作，但与发达国家相比，无论在技术上还是在产业化方面，都存在着较大的差距。例如，欧盟在生物质能的开发与利用方面有着先进的技术与丰富的经验，其中丹麦的农作物秸秆燃烧发电技术世界领先。2006年1月1日生效的《中华人民共和国可再生能源法》为生物质能的发展提供了新的契机。我国可以借鉴发达国家成功的经验，提出符合国情的发展战略和措施，促进我国的生物质能产业健康、快速、持续发展。

本书系统地介绍了以欧盟为主的发达国家生物质能技术和政策的发展状况。全书共分7章。在介绍了世界能源形势和生物质能在能源供应中的地位的基础上，本书分别介绍了欧盟生物质能利用现状和促进可再生能源的政策措施，分析了欧盟生物质资源可获得性，包括各种资源的现状及其供应潜力；重点介绍了生物质能利用先进国家的典型——丹麦的能源政策、丹麦在农作物秸秆和木质能源利用技术（包括从资源获得、储运、预处理、转化、终端能源产品以及副产品的利用等）及技术的环境影响和经济评价。

本书是系统介绍发达国家生物质能开发、利用方面的著作，既有政策法规方面的经验，又有技术方面的进展，尤其是在生物质能资源的获得（如秸秆的收集、能源作物的种植、生物质的预处理）等方面的内容在国内的出版物中是不多见的。本书是编者根据从事生物质能领域工作多年的经验，在广泛收集资料的基础上编写而成，希望对读者能有所裨益。

在编写过程中，王孟杰教授欣然推荐本书，崔明研究员和张玉华高级工程师支持了本书的出版，吴文树工程师在图形处理方面做了大量工作，在此一并表示感谢。由于时间仓促和编者水平所限，书中难免存在不足和疏漏，敬请读者批评指正。



编者

2006年1月于北京

生物质能作为一种清洁能源，具有可再生和环境友好的双重属性。发展生物质能，既利于能源多元化，缓解能源紧张，又保护生态环境，减少温室气体排放。本书以欧盟为主系统地介绍了发达国家生物质能技术和政策的发展状况，包括世界能源形势和生物质能在能源供应中的地位，欧盟生物质能利用现状和促进可再生能源的政策措施，以及作为生物质能利用先进国家的典型——丹麦的能源政策、生物质能利用现状、技术、环境影响和经济评价。书中内容对我国生物质能源的开发利用具有参考价值。本书可供从事可再生能源的管理、研究和教学人员，大专院校学生参考之用，也可供所有关注能源问题的社会各界人士阅读。

第1章生物质能与世界能源供应1

11世界能源发展现状与展望1

111世界能源消费现状1

112世界石油资源的分布与供需平衡3

113能源发展趋势与可再生能源5

12生物质能在世界能源供应的地位6

121一次能源供应6

122电力生产9

123前景展望10

13生物质能在经合组织能源供应的地位11

131一次能源供应11

132装机容量13

133电力生产15

第2章欧盟生物质能利用现状19

21欧盟能源发展现状20

211能源消费20

212能源供应21

213生物质能的供应22

22生物质能技术发展现状24

221户用生物质炉灶25

222区域供热技术26

223发电/热电联产技术26

224生物燃料30

225热解技术31

226厌氧发酵技术31

第3章欧盟促进可再生能源的政策措施33

31共同行动方案《未来的能源——可再生能源》白皮书33

32能源战略——《迈向欧洲能源供应安全战略》绿皮书35

33可再生能源法律框架的建设37

34促进可再生能源发展措施39

341启动方案39

342可再生能源计划39

343智能化能源计划40

344欧盟研究计划40

35各成员国的能源政策和目标41

36可再生能源发电配额制43

第4章欧盟生物质资源可获得性分析46

41生物质资源分类46

42供应潜力分析47

421农业生物质资源48

422林业生物质资源50

423工业生物质资源51

424固体废物52

43生物质资源潜力分析52

第5章丹麦能源政策55

51四部能源计划56

52欧盟的影响59

53促进可再生能源发展政策59

531供热法案59

532二氧化碳法案59

533可再生能源发展计划60

534供热厂补贴计划60

535生物质能协定60

536政策稳定性61

第6章丹麦农作物秸秆资源的利用62

61农作物秸秆62

611秸秆利用途径62

612秸秆交易市场63

613秸秆能源利用64

614秸秆清洗处理66

615秸秆的价格67

616运输能耗及其CO2的排放68

62一年生能源作物68

621能源作物在小型锅炉的应用69

622谷物燃烧生产性试验69

6231997~2000年能源作物示范项目70

63秸秆的预处理71

631秸秆捆扎与切碎71

632秸秆运输72

633劳动力需求75

634交付用户76

64农场锅炉78

641间歇式锅炉79

642自动进料锅炉81

643小型生物质燃料锅炉的型式试验83

644获取经验与未来发展84

65邻域供热85

651组织形式与技术85

652用户协议86

653技术参数87

66区域供热87

661锅炉规模88

662锅炉类型89

663烟气净化93

664储热水箱94

665控制、调节和监测95

666环境状况95

667噪声97

668安全97

669与其他燃料混合燃烧98

6610投资与运行98

67热电联产/发电100

671热电联产的原理100

672五个热电厂102

673Grenaa和Maabjerg热电厂107

674环境要求109

675建造成本与运行费用109

676秸秆在电厂的应用109

68秸秆利用的副产品113

681秸秆灰113

682结渣和固化114

第7章丹麦木材能源的利用116

71木材能源116

711消费与资源量116

712造林和木材能源118

713能源林场（短轮伐期灌木）121

714木材能源的物理特性125

72木材能源生产129

721木屑的来源129

722木屑的生产130

73木材能源的采购与销售136

731薪柴136

732木屑138

733木质颗粒和压块燃料141

734树皮141

735锯末和刨花141

74木材能源对环境的影响142

741木屑与可持续林业142

742木屑和颗粒燃料工作环境145

75木材燃烧原理148

751燃烧过程149

752 燃料尺寸150

753含水量150

754灰分150

755挥发分151

756过量空气151

757环境影响152

76小型木材锅炉152

761额定出力153

762手烧炉154

763自动锅炉154

77区域供热156

771系统规模的选择157

772供热系统157

773环境影响评价166

774安全168

775人力需求168

776投资与运行168

78热电联产/发电171

781电力公司所属系统171

782区域供热系统174

783工业系统175

79气化及其他热电联产技术177

791气化技术的热电联产177

792气化技术进展179

793Haslev热解系统182

794快速热解技术184

795小型燃烧技术184

附录188

附录1气候变化与《京都议定书》188

附录2可再生能源191

附录3单位与缩写194

参考文献197