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生物质能的开发利用篇一
为学习和引进瑞典林业生物质能源发展方面的先进经验和技术，加快提升我国森林经营水平和林业生物质能源发展水平，经国家林业局批准，应瑞典西博滕省省长邀请，国家林业局造林司组织延边林业集团、辉南宏日新能源公司等企事业单位相关人员共5人，于20**年2月14日至21日赴瑞典进行了为期7天的林业生物质能源考察。现将考察情况报告如下。
瑞典国家实行三级管理，即中央，省和市，市为最基层行政机构。
瑞典森林资源十分丰富，森林面积约为2642万公顷，占其国土面积的64%。森林资源以针叶树为主，约占森林总面积的84%，其中挪威云杉46%，欧洲赤松 38%。瑞典鼓励森林资源的综合利用，据介绍，瑞典的森林只有5%是作为自然保护区完全保护而不做任何开发利用的，其余的95%都在开发利用。森林蓄积量超过27亿m，年采伐量近1亿m，主要用于木材加工、造纸以及能源等，分别占4300万m、3348万m和696万m。另有加工剩余物1652万m用于生物质能源生产。瑞典森林只占全球1%，但其锯材产量占全球12%，纸浆产量占8%。更为重要的是，经过科学有效的森林经营，目前瑞典林地每年生长的资源量比采伐量多出20%，真正实现了林业持续发展。
瑞典全国900万人口中有近25万人直接从事林业工作，林业就业人数占全国就业总人数的6％，林业生产总值已占国内生产总值的％。
瑞典没有石油和天然气资源，因此非常重视可再生能源的发展，特别是生物质能源的开发和利用。高度发达的森林工业为生物质能源产业提供了丰富的燃料资源。其生物质能利用技术以林业生物质固体燃料为主。林业生物质固体燃料来源于林业加工如板材和造纸等剩下的废弃物。目前，瑞典生物质能利用技术成熟，政策完善，生物质能开发利用已成为重要的新型产业。xx年瑞典生物质能源消耗总量达，占全国能源消费总量的%，而石油消费总量只有，占%。供热90％以上来自生物质能源。水电和生物质发电占全国电力消耗的53％。瑞典成为世界工业化国家使用生物质能源比例最高的国家之一。正是通过可再生能源，尤其是生物质能源的迅猛发展，从1990—xx年，瑞典在经济增长48％的同时，温室气体排放量却降低了9％，同一时期生物质能源使用增长了80%。
生物质能源的利用如今在瑞典已形成高校研究、政府支持、企业操作的运作模式。以森林为源头的林业、木材加工业、造纸业、生物质燃料生产、热电联产共同形成了一个完整的产业链，不仅将树木物尽其用，并且创造了可观的经济和生态效益。瑞典在这一产业链的发展已经拥有了良好的基
础设施、丰富的实际经验以及世界领先的技术。在xx年2月7日，瑞典语出惊人：计划到2030年成为全球首个完全不依靠石油的国家，而且还要从xx年开始，在2020年前将全国能源总消耗降低20%。
考察组在出访前做了认真准备，收集研究了瑞典林业生物质能源领域的相关资料，与瑞典接待方反复讨论确定了参观考察对象、交流对象等。在为期7天的考察学习中，考察组一行主要参观了谢莱夫特奥机场颗粒燃料供热系统，谢莱夫特奥一代、二代、三代林业生物质热/电/颗粒燃料多联产工厂，setra锯木厂、martinsons锯木厂、vimek森林机械设备生产厂、cranab森林机械设备生产厂、瑞典林业博物馆、瑞典农业大学生物质应用技术研究所、恩雪平热电公司、移动式颗粒燃料供热锅炉房等12个单位，听取了相关企业负责人的介绍和专门报告，分别会见了西博滕省前任省长和两位市长，详细了解了瑞典在林业生物质能源产业发展方面的历史、现状和经验，了解了瑞典政府在推进林业生物质能发展方面所采取有关政策法规措施和林业生物质能源市场运作机制，并就我国在发展林业生物质能源方面存在的技术、政策、市场运作方面的问题和难点与对方进行了广泛交流和认真讨论。
在瑞典方面的周密安排下，考察圆满结束，取得了丰硕的成果，达到了预期目的。
瑞典是全球首个，也是唯一一个实现绿色增长的国家。从1990-xx年，瑞典在经济增长48％的同时，温室气体排放量却降低了9％。同一时期能源消费总量虽先增约10%，但其后又降回至1990年的水平，而化石能源使用量降低了11%，可再生能源使用量增长了34%，生物质能源使用增长了80%。在我们参观过的生物质热电联产工厂和集中供热区域，柴油锅炉仅仅是作为备用锅炉和高峰调峰锅炉使用，化石能源已经不再是主角。正是由于可再生能源，尤其是生物质能源的广泛使用，瑞典经济社会实现了绿色增长。
我国过去发展主要依赖化石能源，往往以为利用林业资源会破坏环境资源，出现了“以钢代木”，“以塑代木”的短视政策。瑞典的成功告诉我们，绿色增长是可以实现的。以农林业生物质能源为主导，以化石能源作为补充，当前至少在一些生物质资源丰富而人口密度有限的地区可以实现绿色增长和循环利用，如xx区、延边地区等。通过绿色增长，可创造更多的就业机会，有助于社会公平。我们可以通过正在开展的国家绿色能源示xx县建设，加大生物质能源利用的力度，竖立示范样板，认真总结，加快推广。
经过近百年的努力，瑞典已逐步走上可持续发展的轨道，森林蓄积量、年生长量和年采伐量稳步增长，成为欧洲木材蓄积量最丰富的国家，成为可持续发展林业的典范。瑞典林业实现可持续发展，并非靠自觉，而是由一整套完善的
法律法规和坚决执行的结果。瑞典林地51%为私人所有，25%为公司所有，7%为大学、教会等公有，国家拥有 17%，国家所有的林地由一个独立的国有公司经营。私有林主大约35万个，林主平均拥有林地45hm2。政府制定了许多行之有效的林业政策和措施，实现了森林利用和环境保护的双赢。1903年颁布实施并经过7次修订的瑞典《森林法》对林业可持续发展起到了不可估量的作用，其基本精神就是限量采伐、及时更新、永续利用。法律要求林地采伐后的林地必须及时造林更新，同时新林地应妥善管护；
要求林主保护生物多样性；
规定对于人工商品林，年采伐量占年生长量50%-80%的永续利用总体框架，由林场主根据市场需求自主掌握。同时，瑞典政府还通过补贴引导私有林主编制森林经营方案，推进森林经营科学合理进行。正是这些完善的法律法规和政策措施的坚决执行，瑞典林业实现了可持续发展。
在考察中，我们了解到，瑞典森林利用主要遵循以下三个原则：
一是生长量大于采伐量的原则。瑞典每年的采伐量近1亿m，而其林业生物质的净增长量是采伐量的倍，因而不存在过度利用和不可持续的问题。
二是木材分级分类利用原则。一根完整的原木，只能加工出%的可利用板材，同时产生%的刨花和边角余料，%的锯末和%的树皮。刨花、边角余料、锯末、树皮等剩余物都是
热/电/颗粒燃料多联产工厂的原料。在参观谢莱夫特奥几座chpp工厂时我们看到，工厂将纯净不含泥土、树皮等杂质的木屑和锯末用来生产颗粒燃料，将含树皮等废弃生物质材料直燃生产高温高压蒸汽用于发电和烘干锯末原料。这样生产出来的颗粒燃料品质均匀稳定，易于满足标准化和全自动化高端炉具使用要求。
三是木材加工靠近资源地的原则。我们考察的setra锯木厂、martinsons锯木厂等大型的锯木厂都位于林业资源丰富地区，谢莱夫特奥热电颗粒燃料多联产工厂也都位于林业资源丰富地区。木材收集半径一般不超过100公里。短途运输能够有效降低运输成本，符合生物质资源密度低，分布分散的自然属性。这几个原则也是值得我国学习借鉴的地方。
瑞典专家认为，对林业资源的合理利用和开发，是保护林业资源的一个主要途径。通过科学开发，合理利用实现森林资源保护的做法，值得我们深入学习和借鉴。现在全国林业资源利用率最大的省，不再是天然林等资源最多的省份，而是江苏、浙江等传统的林业资源小省。因此，应该向瑞典和江苏、浙江等地学习，总结当地经验，使林业资源大省也能通过资源利用提高森林蓄积量。
我国的森林资源总量丰富，但人均资源量贫乏，所以更要用好资源，实现物尽其用。在资源丰富的地方建立产业园区，将木材加工、能源生产等林业产业结合起来，发挥林业
综合优势。
一是政府部门互相配合。瑞典林业生物质能源的发展得到了瑞典能源委员会、瑞典林业部、瑞典环保部门以及各级政府重视和支持。考察团考察期间，分别受到了西博滕省前任省长以及两位市长的热情接待，了解了当地林业生物质能发展情况，询问了瑞典政府支持林业生物质能发展的做法。在坚决执行瑞典《森林法》的基础上，近年来，瑞典政府出台了诸多积极务实的政策和措施促进生物质能源发展，其中最有效的措施是通过立法，征收co2和污染气体排放税、排放配额和绿色电力认证等。林业部门普遍树立为企业服务的观念，从做好服务，技术指导，加强监督三个方面着手，为林业生物质能源企业创造良好的发展环境。
二是科研院校鼎力支持。实现可持续、高效利用生物质能源以替代化石燃料，是靠科技创新。在此过程我国政府基金、企业和科研院校常常紧密合作攻关。科研院校是科研的主力，不仅通过主动立项与企业和政府合作攻关，也常常配合企业或社区政府的自主创新帮助完善。此次考察瑞典农大国家生物质颗粒燃料研发基地，是由国家能源署和瑞典颗粒燃料工业协会共同资助，研究开发新技术。谢莱夫特奥热/电/颗粒燃料多联产的发展是由企业主导，科研院所协助攻关并得到中央政府能源署科研资助的结果；
而ena将废水处理、能源柳种植、土壤净化、热电生产一体化的项目，是由
地区政府提出的创新，然后企业主刀，院校攻关实现的。科研创新的经费由中央政府基金提供。
三是林业内部各行业之间协作共赢。林业涉及森林经营、木材加工、林业机械生产、能源生产等多个行业。在瑞典，这些以培育和使用林业资源的行业有机结合，既发挥各自专长充分利用了林业资源，又形成合作共赢的局面。vimek森林机械设备生产厂、cranab森林机械设备生产厂等专业企业研发生产森林经营所需的各种机械设备，大幅度提高了森林抚育、木材采伐、收集运输的生产效率，降低了生产成本，并且使森林经营活动不再局限于冬季，而是全年都可以进行。setra锯木厂、martinsons锯木厂等木材加工企业收购原木，加工成板材等木制品，同时产生大量的锯末木屑树皮等废弃物；
谢莱夫特奥能源公司则以这些废弃物为燃料生产高温高压蒸汽用于发电和供热，同时这些蒸汽还用于锯木厂木材干燥，生产的电力除供应锯木厂和自身使用外，多余的部分进入电网销售。供热需求不足时，余热用于烘干干净木屑生产颗粒燃料。我们参观的与setra锯木厂合作的谢莱夫特奥生物质热/电/颗粒燃料多联产工厂于1996年建成投产，主要使用潮湿的生物质原料，年生产热量260gwh，发电170gwh，颗粒燃料13万吨。
一是科研院所和企业合作解决生产问题。林业生物质能源发展涉及的专业领域多，仅我们参观的谢莱夫特奥能源公
司热/电/颗粒燃料多联产工厂，就涉及到湿原料专用锅炉、废热回收系统、烘干系统、制粒系统、远程及自动监控系统等的研发和集成。在其上游还涉及到能源林培育、森林经营、木材采伐运输等环节，恩雪平热电公司就有10%的燃料来源于能源柳。在其下游，还有颗粒燃料锅炉及其辅助系统配套，例如我们参观的移动式颗粒燃料锅炉房。各环节设计到热能、机械、自动化、林业等多个专业领域，单靠一个企业或单位来完成难度很大。而我们在瑞典看到，他们形成了一整套的解决方案，有瑞典农业大学、sp、vemik林业机械公司、cranab林业机械公司、谢莱夫特奥能源公司等多个企业参与其中。
二是标准化。参观期间，对瑞典在标准化方面的成就感触深刻。瑞典在林业生物质能方面的标准化体现在生产设备标准化、颗粒燃料质量标准化等多个方面。在我们参观过的每个生物质能热电联产工厂和热/电/颗粒燃料多联产工厂，所有的电气设备、管道、接头、阀门等部件都附有号牌，在其备用配件存放处，每套备件也都编号，与生产设备上的编号和设计图纸一一对应。在谢莱夫特奥能量公司位于斯图吕曼的热/电/颗粒燃料多联产工厂产品检验室中，我们看到一整套的生物质原料质量及颗粒燃料质量检验设施和标准化的检验流程，检测指标包括水分、热值、灰分、堆积密度、提取物、硬度等，每批产品都有相应的检测报告，而且都留
有样品，方便质量跟踪。正是有了严格的生产标准和颗粒燃料质量标准，瑞典的木质颗粒燃料才能占据稳定的市场，才能实现有序发展。
三是自动化。我们参观的谢莱夫特奥能源公司，其二代生物质热/电/颗粒燃料多联产工厂仅有12名员工，而且其蒸汽锅炉及发电、制粒机组旁边全部无人值守，实现了完全的自动化。而该公司在吕克塞勒的热电厂，每班只有1人值守，连同3名维修工人，总共只有6名工人，不但要负责这个热电厂，还要负责本市的其它锅炉和供热管网运行。此外，3名维修工还要兼顾位于斯图吕曼和谢莱夫特奥的2座热电颗粒联产工厂的维修。我们参观的恩雪平市的ena能源公司，使用 55%的树枝和梢头、20%的树皮、15%的锯末，以及10%的能源柳总计400gwh，年发电量100gwh，年供热量250gwh，供应全城100％的用热和60％左右的电量，工厂采用自动控制技术，每班只需2人操作，周末正常休息，靠类似bp机的设备传送设备运行状态，把故障分为三个级别，三级故障可以等休假过后正常上班是解决，二级故障可以延迟半小时到工厂解决，只有一级故障才需要马上回到工厂解决。
四是智能化。与国内工业电价分峰、谷、平不同时段调节相似，瑞典的电价也随不同时段用电负荷高低而变化。参观谢莱夫特奥生物质热/电/颗粒燃料多联产工厂我们看到，他们的计算机控制系统上网电价与发电量做了实时匹配，上
网电价低的时候减少发电量，生产的热能以高温热水的形式储存在大型储热罐里，或者用来烘干原料生产颗粒燃料；
上网电价高的时候增加发电量，减少颗粒产量，并且使用储热罐储存的热水尽量多发电，增加企业收益。智能化分配发电、供热以及颗粒生产所需能量，实现能源生产与市场需求的实时对接，企业效益得以最大化，并且避免了用电或用热高峰时供应不足的问题，也就不需要拉闸限电。
瑞典生物质能源企业高度的自动化和智能化，也促进了标准化，把人从繁重的体力劳动中解放出来。绝大部分时间工人只需要操作电脑就可以完成控制。
利用生物质能源，在提供高品位电能的同时，满足供热的需要，余热还有剩余，则用来烘干生物质原料加工颗粒燃料，即实现热电联产或者热/电/颗粒燃料多联产，是瑞典的成功经验之一。今天，瑞典的生物质发电量已经从1983年的20亿kw·h增长至85亿kw·h。据预测，到2020年有望达到200亿kw·h。上世纪70年代还是以燃油为主的瑞典取暖系统，到xx年已经有61％的地区供暖系统使用生物质燃料，较1990年增加了5倍之多。xx年，瑞典生物质成型燃料生产量达220万吨，全国17％以上的家庭已使用木屑压缩颗粒取暖供热，在瑞典全国各地的加油站即可买到袋装的木屑压缩颗粒。瑞典的木屑压缩颗粒的生产量和将其作为燃料发电供热的消费量均居世界首位。生物质能使用总量已达，占全国能源消费总量的 %。
与单一的发电，或者单纯的生产木质颗粒燃料相比，采取生物质热电联产(chp)或生物质热/电/颗粒燃料多联产(chpp)的形式系统开发林业生物质能源，能够大幅度提高能量综合利用效率。热电厂的能源利用效率只有40%，剩余60%的能量都以热量的形式耗散出去了。单纯的生产木质颗粒燃料，需要将含水量 50%左右的湿原料烘干，然后才能制粒。烘干需要能量，而这部分能量随着烟气排放出去浪费了。而生物质热电联产或生物质热/电/颗粒燃料多联产模式则能通过调节热/电/颗粒燃料产量实现能量充分利用，是林业生物质资源能源化利用的最佳途径。发电余热用于区域供热或周边木材加工厂烘干木材，抽取的蒸汽则用于烘干木屑生产易于储存运输的木质颗粒燃料。正是由于采取了这种系统利用资源的方式，瑞典能源利用效率得以大幅度提升。考察时我们看到，谢莱夫特奥能源公司的生物质热/电/颗粒燃料多联产工厂，热效率利用超过95%，其烟气排放温度只有58℃。
在参观瑞典林业博物馆时我们了解到，过去瑞典的林业生产也局限在冬季，依靠人工伐木，马拉爬犁运输集材，沿着河流向下游漂浮运送。通过参观setra锯木厂、martinsons锯木厂、vimek森林机械设备生产厂、cranab森林机械设备生产厂等企业，我们看到，目前瑞典的林业已经完全实现机械化生产。从整地、植树、抚育间伐到采伐、木材集运、枝
桠柴收集等都有专门的机械设备，木材生产可以周年进行，林业工人在驾驶室操作设备，工作环境和劳动安全都得到充分保障，生产效率也大为提高。在vimek森林机械设备厂播放的抚育设备工作视频中，我们看到，其抚育间伐使用的采伐机械只有宽，油耗~5l/小时，可转80度急弯，能对直径最大30cm的树木进行作业，驾驶室配备有电脑控制系统、空调、气动座椅等设施；
用于集柴的设备只有宽，油耗~/小时，最大转载，六轮驱动，还可加装履带，在满载的情况下道路宽度只需 即可行驶。这些设备还配有一系列附件，可以处理森林中的其它工作，如挖树坑，处理树桩等。
在我国东xx区，除了木材运输方式转变为公路和铁路运输外，冬季人工伐木、牛爬犁集柴等方式仍在沿用，工作效率低，工人劳动强度大，劳动环境恶劣，生产安全得不到有效保障。机械化是我国林业生产的短板，特别是在森林抚育、林间集材和打捆方面，机械化程度较低，造成利用时前期费用偏高，影响了细小枝桠柴的收集和利用。务必要予以林业机械高度的重视，加快研发、引进、转化适应我国需要的林业机械，提高林业机械化水平，降低应用成本。
此次赴瑞典考察，感触最深的就是他们从森林经营到林业剩余物收集运输、生物质热/电/颗粒燃料多联产直至供电、供热、颗粒配送销售整个产业链各个环节都采取系统、周详的规划和设计，每个环节在时间上、工艺流程上如何合
理衔接都有系统完整的解决方法。林业以及林业生物质能源的发展亟需用工业化设计的理念和思路做系统的全面系统的规划设计。瑞典早在上世纪70年代就开始了林业生物质能源的系统开发利用，掌握了全球领先的技术、设备和经验。与瑞典的合作可以缩短工业化设计这个产业链所需的时间，减少中间过程投入。因此，在中瑞共同签订的林业备忘录中，建议将林业生物质能源研究与利用项目纳入中瑞林业合作项目中，加快引进瑞方在林业生物质能开发利用方面的先进技术和经验，率先在延边林业集团等有良好林业生物质能开发利用基础的地区建立示范项目。
鉴于瑞典在利用林业生物质能源方面有独到之处，值得我们学习，建议我局利用引智项目组织有条件发展林业生物质能源的重点林区林业局负责人和发改、能源等相关部门负责人，在xx年到瑞典参加林业生物质能考察培训，实地参观考察瑞典森林经营状况、林业生物质能企业生产经营情况、林业机械生产应用情况以及林业生物质能源生产应用研究状况，并邀请瑞典相关大学、科研单位、政府职能部门、企业负责人等授课，提高认识，增强信心，拓展思路，为切实推进林业生物质能源高水平高质量发展和实现绿色增长打好基础。
生物质资源丰富，能量密度低，宜于分散利用，就地转化。然而，单一的生物质发电由于余热无有效利用途径，能
量转化效率最高只有40%；
单一的木质颗粒燃料生产，由于原料含水量高达50%左右，烘干能耗高且高热焓烟气无回收利用途径，能量转化效率也十分有限。瑞典林业生物质能源的发展证明，小规模的热/电/颗粒燃料多联产是能量转化效率最高的利用方式。发电是chpp模式的核心环节，所产电力的销路及价格等关键问题的解决方案在很大程度上影响企业参与林业生物质能源开发的积极性。因此建议结合生物质发电上网电价补贴尽快出台分布式发电支持办法，调动各方参与林业生物质能源建设的积极性，加快林业生物质能源产业发展。
瑞典生物质能源产业的发展得益于该国的能源政策。除了执行欧盟提出的可再生能源发展目标外，瑞典还结合本国的实际提出了相应的目标和要求，并采取了积极和务实的政策和措施，包括高价购电、投资补贴、减免税费和绿色电力配额制度等。结合我国国情和现有政策执行情况，参考瑞典等国的成功经验和做法，予以相应的优惠政策扶持，是推动我国林业生物质能源产业发展的重要措施之一。
林业剩余物，尤其是清林抚育剩余物资源十分丰富。根据《全国林业生物质能源发展规划》，我国现有林木资源中能够收集用作木质能源资源约有亿多吨。这些资源尚未得到充分利用的一个重要原因就是缺乏高效、经济的收集方式。林业装备发展滞后，依靠人工收集效率低，成本高昂。瑞典
的发展经验告诉我们，加强林业科技支撑，提升林业装备水平，是未来林业和林业生物质能源产业的必然要求。建议科技部门进一步加大对林业生物质能源方面项目的支持，当前应重点支持林间枝桠柴收集和打捆运输机械化的问题。
生物质能的开发利用篇二
生物质能的利用
班级：xxx 姓名：xxx 学号：xxx
一、引言：
1、研究背景：当前，高碳的化石能源主导了能源消耗的主体。以煤、石油、天然气为主的化石能源在燃烧过程中，释放出了大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害气体，严重污染了大气环境，化石能源的燃烧也是造成温室效应、导致全球气候变暖的最直接原因。基于此背景下，如何发展一种环保型的低碳能源已成为必然，在大力发展低碳经济的背景下，我国正发展生物质能产业来满足低碳的要求，生物质能不仅低碳而且环保，因此生物质能产业作为一种新兴的环保产业成为今后重点发展的产业。发展生物质能不仅满足了低碳经济的要求，更是实现生物资源合理有效利用的途径。
2、研究目的：研究生物质能的原理及转化方法，了解生物质能的应用领域及国内外现状，充分掌握生物质能的应用前景及产业优势及其存在的现状，并且初步了解技术特点。
3、研究意义：生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。因此可见，地球上生物质能的储备是十分丰富的，研究生物质能的利用，有利于改善我国乃至世界目前的能源结构，实现能源利用的多样化与可持续化，并且减少温室气体的排放，有利于发展低碳及循环经济。
4、重要性：生物质能作为一种低碳能源，其开发与利用对于解决农村贫困问题、农村环境问题和农村能源问题有至关重要的意义。生物质能作为一种经济的可再生能源，既是缓解我国资源瓶颈，保证能源可持续利用以及实现能源安全的保障，也是减少环境污染、改善生态环境、实现《京都议定书》节能减排目标的重要途径，更是我国促进农村经济发展，解决三农问题，建立和谐社会的重要物质载体。如果政府及其相关部门能够在政策和资金方面给予支持，生物质能与其他能源相比将具有很大的优势。发展生物质能对于农村来说至关重要，主要体现在：供给农村能源需求、有效保护农村环境、促进农村经济发展。
二、国外研究：
1、历史：自20实际70年代以来为了应对日益突出的能源危机和气候变化，世界各国开始高度重视生物质能的开发和利用。20世纪90年代以来，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可再生能源——生物质能。
2、现状：目前，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。目前，国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度，实现了规模化产业经营，以美国、瑞典和奥地利三国为例，生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模，分别占该国一次能源消耗量的4％、16％和10％。在美国，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达10～25兆瓦；
美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50％以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，建立了1兆瓦的稻壳发电示范工程，年产酒精2500吨。
3.技术水平：
美国：2005年，美国替代巴西跃升为世界头号燃料乙醇生产国，为美国经济带来了丰厚利益。从2001——2006年，美国燃料乙醇产业为联邦政府和地方州政府分别增加税收19亿美元和16亿美元。
巴西：巴西是第二大燃料乙醇生产国。与美国主要采用玉米不同，巴西主要利用甘蔗发酵生产燃料乙醇。通过原料的综合利用，巴西显著降低了燃料乙醇的成本，是世界上燃料乙醇生产成本最低的国家。
欧盟：欧盟是世界上最主要的生物柴油生产地，生产原料主要是菜籽油。欧盟提出，到2020年生物柴油的使用量将占所有交通燃料的10％。为此，欧洲议会免除生物柴油90％的税收，欧洲国家对替代燃料的立法支持、差别税收以及油菜生产的补贴，共同促进了生物柴油产业的快速发展。
三、国内研究：
1、历史：我国生物质能的发展同世界众多国家同时起步，约已有40年历史，且生物质能用于发电的技术也得到了迅速的发展。
2、现状：2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。
可见我国的生物质能利用在不断扩大，并且处于世界领先水平。但同美国，巴西等国仍存在不小差距，生物质能的利用也存在不少问题。
3、技术水平：我国生产燃料乙醇的原料丰富多样，如甘蔗、木薯、玉米等。近年来，在全国各地试种杂交甜高粱，获得了高糖高产品种，其每亩茎秆产量4吨以上。
生物柴油作为一种优质的生物液体燃料，是我国生物质能产业的一个发展方向，目提高转化率是生物柴油市场化的关键，我国应重点研究以可再生含油植物为原料制备生物柴油。
此外，生物质致密成型、生物质裂解与干馏技术也取得了进展。
目前，可以采用如下方法利用生物质能：一是热化学转换技术，获得木炭焦油和可燃气体等品位高的能源产品，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；
二是生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；
三是利用油料植物所产生的生物油；
四是直接燃烧技术，包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。从技术成熟性上看，目前我国生物质气化发电技术处于国际先进水平，而生物燃油特别是生物乙醇的研发、示范也取得了相当的经验。
4、存在问题：
第一，在现行能源价格条件下，生物质能源产品缺乏市场竞争能力，投资回报率低挫伤了投资者的投资秋极性，而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。第二，技术标准未规范，市场管理混乱。第三，目前，有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性，各级政府应尽快制定出相关政策，如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。第四，民众对于生物质能源缺乏足够认识，应加强有关常识的宣传和普及工作。第五，政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视，开发生物质能源是一项系统工程，应视作实现可持续发展的基本建设工程。
四、专题技术研究：
生物质能的含义比较广泛，技术实现途径主要有能源植物、燃料乙醇、生物柴油、生物质发电和供热、生物质致密成型燃料这五种途径：
1.能源植物。充分利用荒草地、盐碱地等，以提高单产和淀粉含量、降低原料成本为目标，培育木薯、甘薯、甜高粱、菊芋等能源专用作物新品种。以黄连木、麻疯树、油桐、文冠果、光皮树、乌桕等主要木本燃料油植物为对象，选育一批新品种，促进良种化进程；
积极培育与选育高热值、高产、速生的乔木和灌木树种，以及高含油率、高产的油脂植物新品种(系)，建立原料林基地；
改进沙柳、柠条等沙生灌木资源培育建设模式，提高灌木资源利用率，建立沙生灌木资源培育示范区。积极研制一批基因工程油用植物新品种。
2．燃料乙醇。支持以甜高梁、木薯和菊芋等非粮原料生产燃料乙醇，加快以农作物秸秆和木质素为原料生产乙醇技术研发和产业化示范，实现原料供应的多元化；
优化燃料乙醇生产工艺，降低水耗、能耗和污染，降低生产成本，提高综合效益；
逐步扩大燃料乙醇的生产规模和乙醇汽油的推广范围。
3．生物柴油。支持以农林油料植物为原料生产生物柴油，加强清洁生产工艺开发，提高转化效率，建立示范企业，提高产业化规模。开发餐饮业油脂等废油利用的新技术、新工艺。加快制定生物柴油技术标准，加快我国生物柴油产业产量化进程。
4．生物质发电和供热。加快研制大型高效生物质连续气化装置，开发生物质燃气高效净化技术，积极开展秸秆、木屑等农林废弃物直燃和气化发电示范工程，大力支持以灌木林和柳树等燃值高的速生能源植物为原料的生物质直燃发电技术示范；
加大规模化沼气技术开发力度，大力发展集约化专业养殖场沼气工程、利用有机废弃物的大型工业沼气工程，建设一批高技术、高水平的沼气发电供热供气示范工程。加强户用沼气池、特别是秸秆为原料的沼气池的技术开发，大力普及农村沼气。
5．生物质致密成型燃料。积极发展生物质致密成型燃料技术，鼓励利用农作物秸秆、林木剩余物，加工致密成型燃料，为农村、林区提供使用方便、清洁环保、燃烧效率高的能源，减少农村燃料消耗对林木等植被的破坏。
五、研究总结：
通过对生物质能的利用进行研究，我知道了生物质能燃料有可再生性、低污染性、广泛分布性、丰富性这些特点，而且作为新兴的能源结构，它的确有很大的发展及技术应用潜力。如果生物质能燃料得到广泛应用，确实可以缓解我国以煤炭、石油、天然气为主的能源紧迫局面，而且生物质能这种清洁的可再生能源是以生物化学能形式存储太阳能，因此对于地球生态环境也有极大的改善。无论从能源结构或者能源效益来看，生物质能都具有着独特的优势，因此，生物质能的利用值得推广。
此外，除了对于生物质能本身的了解加深外，通过此次研究，我了解了学术研究的一般方法，亲身经历了科研的整个流程以及论文撰写，也为自己今后的科研发展积累了不少经验。只有用心去寻找资料，充分利用网络资源，仔细思考，才能获得更多信息以及创新的见解，这是我最大的感悟。
六、参考文献：
1．《生物质能——能源的新出路》山东大学威海分校 张英珊（《资源•发展》2006.2 总第12期）；
2.《低碳经济背景下我国农村生物质能产业发展对策研究》齐齐哈尔大学 王鸿（《哈尔滨商业大学学报》(社会科学版)2011年第六期 总第121期）；
3.《生物质能产业现状及发展前景》袁振宏，罗 文，吕鹏梅，王忠铭，李惠文（中国科学院广州能源研究所，可再生能源与天然气水合物重点实验室，广东广州 510640）（《化工进展》2009 年第28 卷第10 期）
4.《世界生物质能源发展现状及方向》车长波 袁际华 国土资源部油气资源战略研究中心（《新能源》第31卷第1期）
生物质能的开发利用篇三
摘要
如今, 节能减排越来越多地和新能源共同出现。上世纪 70 年代以来, 新能源开发利用受到世界各国的普遍重视, 许多国家都将开发利用新能源作为提高能源安全、应对气候变化和实施可持续发展战略的重要途径。近几年, 随着国际石油价格不断攀升, 电力供应日趋紧张, 能源问题已成为制约经济社会可持续发展的瓶颈。石油、煤炭等传统能源大量消耗及其造成的环境污染, 对能源枯竭的担心和对气候变化的忧虑, 促使人们不仅致力于开发传统化石能源的替代品———新能源, 而且更多地注重提高能源使用效率和关注能源的环境效益。因此, 生物质能、太阳能、风能、水能、核能、地热、天然气等新型清洁能源的开发愈加成为国际新能源发展领域的热点。为了优化能源结构, 保障能源安全, 保护环境和可持续发展, 能源多样化已成为我国能源战略的核心目标之一。开发新型能源与高效节能技术成为我国的当务之急。我国农村节能减排有着巨大的市场和潜力。在农村开发利用可再生的生物质能源, 既能发展节约型农业, 推动经济增长方式转变, 又能实现农业废弃物的二次利用, 搞好农村环境污染防治, 推进农村节能环保工作。
关键字：新能源、生物质能、可持续发展
第一章我国农村环境现状和生物质资源情况
1.1 我国农村环境现状
近年来, 我国农村环境问题日益突出, 农村生产和生活中存在的环境问题, 已成为农村经济社会可持续发展的制约因素。随着我国农业生产能力大幅度提高, 畜禽养殖业污水、粪便、农作物秸秆以及残留农膜等农业生产过程中的废弃物大量增加, 面源污染问题突出。全国因固体废弃物堆存而占用和毁损的农田面积已超过 13.33 万 hm2, 3 亿多农村人口面临饮水不安全问题。一些地区由于环境污染引发的各类疾病明显上升, 还有一些地区农田污水灌溉、过量施用化肥和农药, 导致农作物品质下降、减产甚至绝收。
1.2 我国农村生物质资源情况
我国有丰富的生物质能资源, 开发程度还很低,开发利用有巨大潜力。据测算, 目前我国农村每年产生生活污水约 80 亿 t, 生活垃圾约 1.2 亿 t, 畜禽粪便排放总量达 25 亿 t, 农作物秸秆 6 亿多 t, 农产品加工业废弃物(稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棕榈壳等)超过 1 亿 t。这些农业生产废弃物、污染物等生物质资源的资源化综合利用率很低, 大部分没有得到有效利用。此外, 有不少荒山、荒坡、盐碱地等边际性土地待开发, 可种植甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯等非粮能源作物。
第二章生物质、生物质能的概念和生物质资源类型
2.1 生物质和生物质能的概念
生物质是指通过光合作用形成的各种有机体, 包括所有的动物、植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量。从广义上讲, 生物质能是以生物质为载体的太阳能, 它直接或间接来源于绿色植物的光合作用, 一般是指能作为燃料的这部分生物质。地球上的生物质能极为丰富。陆地上的树木、草类、农作物秸秆、江河湖海中的藻类等水生植物、动物的粪便、生活垃圾、某些工业生产中的废液和有机废物等, 都是可以利用的生物能源。2.2 生物质资源类型
生物质资源一般分为 4 大类: 固体生物质、液体生物燃料、沼气和垃圾。固体生物质包括农业废弃物、林业废弃物等, 农业废弃物主要指农业生产和加工过程中形成的废弃物, 如农作物秸秆、稻壳等;林业废弃物主要指林木生产、采用和加工过程中形成的废弃物。液体生物燃料主要指以非粮食能源作物、树生能源油料等为原料生产的生物柴油、生物乙醇等。通过生物质资源利用所获取的能源即生物质能,其表现形式有热能、电能、沼气以及各种生物燃料。
第三章 生物质和生物质能的主要利用方式
3.1 农作物秸秆的综合利用
我国广大农村具有丰富的农作物秸秆资源, 有效利用率还很低。每年夏收、秋收期间, 各地政府通过疏堵结合, 加强农作物秸秆禁烧工作。但是, 仍有许多农作物秸秆白白烧掉, 或者作为烧柴直接燃烧, 一方面造成了环境污染, 另一方面也造成资源的极大浪费。若将这些秸秆资源多渠道、多途径利用就能实现废物的二次利用, 大大提高其利用率, 不仅节约农业资源,增加农民收入, 还能起到节能环保的作用。农作物秸秆综合利用工作, 各地多是以机械化秸秆还田作肥料作为主渠道, 秸秆堆沤还田技术、秸秆压块饲料技术、秸秆青贮饲料技术、利用秸秆作基料种植食用菌技术等循环农业技术不同程度地得到推广应用。比如秸秆还田, 不仅可以保墒节水, 增强土壤肥力, 防止土壤的板结、退化、沙化, 还可以抑制杂草的生长, 免打除草剂, 省时省力, 节约开支。随着我国节能环保技术的进步和创新, 农作物秸秆成为清洁、环保、可再生的生物质能的重要来源, 可将生物质能转化成高能效的液体或气体燃料, 而且秸秆成本低, 污染少, 效益高。秸秆气化站建设、秸秆沼气项目、秸秆发电项目、秸秆固化成型燃料项目、秸秆生产乙醇项目等的新能源开发, 正在各地不断出现。但这些技术在我国刚刚起步, 比如秸秆发电项目也仅限于个别地区, 秸秆回收辐射范围不大, 回收利用量都还有限。以河北省为例, 晋州、威县、成安生物质发电示范项目建成后, 涿鹿、赤诚生质能发电(秸秆发电)项目今年也被核准。
3.2 液体生物燃料的开发利用
巴西是全球生产生物乙醇最多的国家, 以甘蔗为主要原料生产乙醇燃料, 2005 年的产量达到 1 300 万t, 占世界生物乙醇总产量的 48%。美国主要以玉米为原料生产乙醇燃料, 2005—2006 年用于生产乙醇燃料的玉米达到 4 200 万 t, 占国内总消耗量的 24%。荷兰等欧洲国家主要以从东南亚、印尼、马来西亚等进口的棕榈油为主要原料生产液体燃料, 导致一些发展中国家为了增加生物燃料的出口, 甚至大片砍伐热带雨林, 从而引发森林、湿地等自然保护区的流失, 其环境破坏作用甚至可能超过生物燃料所带来的好处。发展生物燃料成为应对全球能源危机和气候变化的有效途径之一, 但必须注重生物燃料的可持续发展, 不能以牺牲环境为代价, 顾此失彼。
2006 年我国燃料乙醇产能已达 132 万 t, 成为继巴西和美国之后的第三大燃料乙醇生产国。“十一五”末期, 我国生物燃料乙醇生产能力计划达到522 万 t·a-1, 到 2020 年发展燃料乙醇至 1 500 万 t。然而, 随着建设燃料乙醇项目的热情高涨, 其主要原料玉米的价格上升明显。且生产 1 t 燃料乙醇平均需要消耗 3.3 t玉米, “人车争粮”趋势凸显。以粮食生产燃料乙醇的能源转换方式, 逐渐被证实不符合我国国情, 2006 年底被国家发改委叫停。
我国以非粮作物为原料的生物能源产业正处于一个关键发展时期, 当前制约其发展的主要瓶颈是原料短缺。我国液体生物燃料的发展定位必须正确, 要坚持不与人争粮、不与粮争地、不破坏生态环境的原则, 要坚持走原料多元化的道路。我国有大量盐碱地、荒山、荒地等未利用土地资源, 可规模化开发利用的能源作物较多, 可因地制宜的开发用于燃料乙醇的甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等和用于生物柴油的棉花(籽)、蓖麻等能源作物。我国自主选育的甜高粱系列品种已经在黑龙江、内蒙古、山东、河北、新疆等地大面积种植, 并开展了以甜高粱为原料的燃料乙醇生 产试点。而甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等非粮作物制取燃料乙醇尚处于起步阶段, 今后这些资源的开发利用将会加大。
为满足国家对液体生物燃料的原料需要, 国家林业局宣布 0.133 亿 hm2林地将用于生物质能源开发。今年首批在云南、四川启动 4 万多 hm2。树生能源油料是生物柴油、发电所需的原料, 有些树种的果实含油量高达 50%。“十一五”期间, 中国将通过培育生物质能源林满足 600 万 t 生物柴油的供应和 1 500 万kw 机组发电所需原料。林业生物质能源是一种可再生能源, 通过发展生物质能源林基地建设, 实现林油一体化, 解决能源的可替代问题, 也解决了生态问题。这些树木在提供生物质能源的同时, 发挥着巨大的生态效益, 还可以解决农民的致富问题。此外, 国内首条利用秸秆生产燃料乙醇的生产线在山东省东平县正式投产, 国内首家 10 万 t 生物酶法生产生物柴油项目(通过生物作用将废弃的动、植物油脂转化为生物柴油)在河北省秦皇岛市正式启动。开展生物柴油、生物乙醇等的研发和产业化示范, 成为当前我国生物能源产业发展迫切需要解决的重大问题。
3.3 垃圾无害化处理和资源化利用
我国农村生活垃圾只有小部分进行了简易填埋,绝大部分则是倾倒于渠道、江河、田地、村头、路边等,成为污染环境的公害。即使简易填埋, 不仅占用土地,也往往会污染地下水和土壤。垃圾也是可以利用的生物质资源, 可以结合农村环境污染防治, 将其变废为宝, 为广大农村生产生活中的垃圾找到出路, 解决好农村的节能环保问题。浙江省诸暨市利用福建丰泉环保集团研发的 lhc 中型生活垃圾热解焚烧系统, “火攻”农村垃圾的做法值得推广。这种专门针对我国县城、乡镇农村开发的中型垃圾焚烧炉, 整套造价(3 000 万元)相当于建一个卫生填埋厂, 运行费用大约每吨 50~60 元, 也相当于卫生填埋的费用。这种新工艺焚烧炉破解了农村生活垃圾焚烧成本高(热值低、灰分高、渣土多)、环保难达标(往往造成空气污染, 产生大量二恶英等强致癌物质)的难题, 环保部门对其检测的结果表明各种排放指标远远低于国家标准。垃圾经高温焚烧后形成的炉渣,可以用作生产建材产品的原料———砖;焚烧产生的高温烟气, 通过余热锅炉转换为热水, 可以用于集中供暖和供热水;大中城市城乡结合部、县城、城镇等还可以利用产生的热水、蒸汽, 开办大众浴池、温室游泳馆、温室植物园、社区活动中心等, 发展循环经济, 实现环境保护和经济发展的双赢。
3.4 畜禽粪便无害化处理和资源化利用
我国每年产生的 25 亿多 t 畜禽粪便, 若能有效地利用, 可以产生数量巨大的沼气, 成为农村高效清洁的优质燃料。同时, 可以解决大量畜禽粪便对环境污染的问题, 尤其是减少地表水和地下水源的污染。
3.4.1 户用沼气池建设
农村沼气池建设, 即“畜禽养殖—沼气—果(菜)种植”三位一体的生态农业体系、循环经济模式, 一般是建于农家庭院, 作为一项“生态家园富民工程”。各地农村沼气池建设方兴未艾, 把沼气池建设与改水、改厕、改圈、改灶联系起来, 与文明生态村创建、乡村清洁工程相结合, 使人畜禽粪便直接放入沼气池中发酵, 产生高效清洁的优质燃料———沼气。沼气用于农户做饭、烧水、照明, 解决了用沼气农户 70%以上的生活用能, 产生的沼液、沼渣作为优质有机肥料, 并促生庭院经济如养猪业、蔬菜林果业、日光大棚等的发展,为农民增收节支;沼气的使用, 能够节约大量的煤、电、薪柴, 保护森林资源, 减少排放大量的 co2、so2等有害气体;能够美化清洁农家庭院, 解决农村脏乱差的现象, 提高农村生活质量, 产生的经济效益、生态效益和社会效益都非常显著。近年来, 我国农村沼气建设卓有成效, 经验之一就是国家和各级地方政府的支持引导。仅 2003—2006 年, 国家共安排 55 亿元国债
资金在 4.8 万个村建设沼气。目前, 我国已经推广农村户用沼气池 1 800 多万户, 沼气普及率 11%, 适宜农户沼气普及率达到 18.74%。
3.4.2 大中型沼气池建设
在畜禽养殖业发达的乡镇、城郊及大中型养殖场, 建设大中型沼气池, 实现沼气集中供气。根据养殖场所在地的经济发展水平、养殖业和种植业布局等具体情况, 因地制宜地选择生产沼气、堆肥、各类环境工程等技术模式, 切实解决农村畜禽养殖污染问题, 实现畜禽养殖污染物的资源化综合利用, 使污染物达标排放。据国家环境保护总局 2006 年发布的《国家农村小康环保行动计划》, 到 2010 年, 完成 500 个规模化畜禽养殖污染防治示范工程建设, 其中东、中、西部分别完成 200 个、180 个、120 个示范工程建设。在重点流域、区域和规模化畜禽养殖污染物排放量较高的地区, 优先建设规模化畜禽养殖污染防治示范工程。
农业部发布的 《农业生物质能产业发展规划(2007—2015 年)》提出: 到 2010 年全国农村户用沼气总数要达到 4 000 万户, 占适宜农户的 30%左右, 年生产沼气 155 亿 m3;新建规模化畜禽养殖场、养殖小区沼气工程 4 000 处, 年新增沼气 3.36 亿 m3。到 2015年, 全国农村户用沼气总数要达到 6 000 万户, 年生产沼气 233 亿 m3, 并逐步推进沼气产业化发展;建成规模化畜禽养殖场、养殖小区沼气工程 8 000 处, 年产沼气 6.7 亿 m3。
结语
目前, 世界各国都在致力于开发高效、无污染的生物质能源利用技术, 预计到 2020 年, 全球总能耗将有 40%以上来自生物质能源。我国已颁布《可再生能源法》, 生物质能源是其中最重要的可再生能源之一。面对日益严峻的能源资源和环境问题, 在农村大力实施新能源建设, 势在必行。开发利用丰富的、可再生的生物质能, 对于促进新农村建设, 实现可持续发展, 替代传统能源, 确保能源安全, 改善城乡环境, 发展循环经济等均有重要意义。
目前农村大力实施新能源建设还存在一些亟待解决的问题, 比如缺少激励性政策机制, 专项资金、贴息贷款、补贴等方式的激励性政策还不多;对农村能源建设资金投入不足, 技术推广经费少, 技术推广上有不少难题, 有些技术还不够完善;机构不健全, 技术队伍薄弱, 维修、后期服务跟不上;宣传力度不够, 认识不到位, 没有认识到其综合效益。要把农村巨大的生物质资源利用好, 需要花大力气去解决这些问题。首先, 要制定新农村能源建设的总体规划, 把农村能源建设与农民生活、农业生产、生态环境建设结合起来, 推进新农村能源建设的规范化、法制化进程。其次, 国家、省、市应设立农村能源建设专项资金, 形成相对稳定的资金投入机制, 并制定相应的配套措施。第三, 出台优惠政策, 加大扶持力度。建议国家尽快制定对农村新能源产业在财政补贴、低息贷款等方面的优惠政策, 对产业基地建设、节能环保技术进步等给予重点支持, 组织实施若干重点科研课题, 对生产工艺装备技术、生物能源选种育种等进行重点研究, 推进生物质能源的科研和产业化。第四, 大力开展技术指导和服务, 进一步充实完善技术服务体系。近年来,我国已探索出不少好技术, 要大力普及农村沼气, 推广应用秸秆气化、秸秆固化等农村新型能源。第五, 因地制宜, 合理布局。根据农村生物质资源、种植业和养殖业布局结构、畜禽养殖污染等具体情况, 建设大型秸秆发电项目、秸秆生产乙醇项目、沼气集中供气项目等, 抓好一批示范工程和试点。以农业废弃物资源化利用为重点, 加快实施乡村清洁工程, 推进农村作物秸秆、生活垃圾、污水、粪便的无害化处理和资源化利用。在适宜地区发展能源作物和建设能源林基地,积极开发生物质能源
生物质能的开发利用篇四
第四单元
太阳能、生物质能和氢能的利用
教学目标：
[知识与技能] 简单了解太阳能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。
[过程与方法] 1．采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。2．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。[情感态度与价值观] 认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。
[重点]太阳能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。
[难点]太阳能、生物质能的利用原理。[课时分配]二课时 [教学过程]
[第一课时
太阳能的利用]
[创设问题情景]从20世纪末统计的非洲、美洲、欧洲和中东地区已经探明的石油储藏量，估计世界各地区蕴藏的石油可以供各地区使用多少年。从估计结果你想到什么？
[展示图片] [学生讨论] 结论：非洲43年、美洲22.5年、欧洲25.7年、中东100年。[教师讲解]
化石燃料是不可再生能源。科学家对全球化石燃料何时会被耗尽作了估计，其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。
为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的环境污染问题，世界各国都在致力于开发和利用太阳能、生物质能、氢能等洁净高效新能源，而太阳能是最诱人的。
[教师补充讲解]开发、利用太阳能的重大意义：
1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。
2．地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为5*1019kj，相当于目前全世界能耗的13000倍。
3．太阳能是清洁能源，不污染环境。
4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量（如太阳能热水器、太阳能电池等）。
[提出问题]迄今为止，自然界中利用太阳能最重要也是最成功的途径是什么？ [交流与讨论]学生各述己见，教师给予引导。
[归纳与小结]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。1．太阳能是地球上最基本的能源：p44 2．大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用：p45（1）光能转化为化学能。在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。
c6h12o6＋6o2 6h2o＋6co2叶绿素（2）化学能转化为热能。动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又释放出热量。
(c6h10o5)n＋nh2onc6h12o6
c6h12o6(s)＋6o2(g)→6h2o(l)＋6co2(g)△h＝－2804 kj·mol
1－光
催化剂科学家估计，地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年耗量的10倍左右。
[提出问题]大自然通过光合作用利用太阳能是如此的成功和美妙。那么，人类通过什么方式开发和利用太阳能？你知道有哪些途径，已经取得哪些成就吗？
[讨论与归纳]（在学生讨论后，教师配合讲解，播放影响资料或课件）1．太阳能发电站收集太阳能的原理。2．太阳能发电站。［阅读与思考］
阅读教材中“太阳能的利用方式”，要求学生在阅读时注意以下几点：
1．联系物理、化学、生物等已学过的知识理解太阳能利用的原理。
2．联系日常生活中利用太阳能的实例，体会这些实例利用太阳能的方式以及对改善人们生活质量方面所起的作用。
3．思考人们在太阳能的开发和利用方面还存在哪些困难和问题。[归纳与小结] 1．利用太阳能的一般方式：
[拓展视野]p45～46（1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（2）光—电转换：
①光—热—电转换
②光—电直接转换（3）光—化学能转换（4）光—生物质能转换 2．太阳能利用中存在的问题（1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。（2）太阳能的利用受季节和天气的影响。
（3）大部分太阳能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是一个有待解决的问题。
［思考与研究］鼓励学生就下列问题谈谈自己的想法。
据科学家预测，21世纪，化学科学在创造新物质方面将会有更加辉煌的成就。绿色植物能够在太阳光作用下将二氧化碳和水合成为葡萄糖。你认为人类能否模拟绿色植物的光合作用，直接利用太阳能把二氧化碳和水转化为葡萄糖？如能，要做到这一点，你认为需要解决哪些问题？
[第二课时
生物质能的利用 氢能的开发与利用] [课题引入]p46 二．生物质能的利用 p46
6nco2＋5nh2o 1．直接燃烧：(c6h10o5)n＋6no22．生物化学转换（1）沼气：
点燃nc6h12o6（2）乙醇：(c6h10o5)n＋nh2o2c2h5oh＋2co2↑ c6h12o63．热化学转换
[拓展视野]p47 生活垃圾中生物质能的利用 三．氢能的开发与利用 1．氢能的三大优点：（1）燃烧放出的热量多。
（2）燃烧的产物是水，不污染环境。（3）制备的原料是水，资源不受限制。[交流与讨论]p48 2．氢能的产生方式：
（1）以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。（2）以天然气、石油和煤为原料，部分氧化法制得。（3）电解水制得氢气。（4）生物质气化制氢气。
（5）光解水制得氢气。（后两种应该是最佳方式）3．氢能的利用途径：
（1）燃烧放热（如以液氢为燃料的液体火箭）（2）用于燃料电池，释放电能（如氢氧燃料电池）（3）利用氢的热核反应释放出的核能（如氢弹）
[教师讲解]为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，“氢能技术”已被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划（能源领域）》。发酵酶4．储氢技术：[拓展视野]p48～49
生物质能的开发利用篇五
对中小企业而言，在人力、物力、财力等各方面都远逊于大型企业。但是中小企业有好多自身方面的优势：机动灵活，善于应变；
组织机构简单，工作效率较高；
勇于创新，富于进取等等。然而，中小企业的这种优势是潜在的、可能的，而其存在的劣势却是现实的、必然的。在当今激烈的市场竞争中。中小企业是不是就一定缺乏竞争力呢？中小企业又如何回避自身的劣势，扬长避短，利用自身可能实现的优势呢？
“兵非益多，唯无武进，足以并力，料敌，取人而己。”
集中——兵家战略的根本原则，正是中小企业的生存之道。
这段出自于《孙子兵法》（行军篇）的话，意思是说：兵力不在愈多愈好，只要不盲目冒进，而能集中力量，判明敌情，团结内部，善用人才就行。“兵非益多”，反映出了《孙子兵法》的精兵主义思想。大型企业的人力、物力财力虽然较多，但也会因机构庞大发生冗员过多现象，影响了效率，而中小企业的组织如果能维持精简，人才都能得到充分利用，其效率很高，就同样具有与大型企业相竞争的基础。
美国军地两栖人物科恩曾指出：“企业所处的环境如同战争一样，任何企业组织的资源代写管理论文，无论是盈利或非盈利组织，都是有限的。这就构成了企业战略和军事战略的基本共同问题——资源分配问题，即如何优先分配资源到决定性的机会上”。由于资源有限性的约束，使组织不可能在任何方向，任何领域都比竞争对手强大，只有在某一、二个关键点上有所集中，才能形成与对手有显著差别的力量。正如《百战奇略》所言：“凡兵散则势弱，聚则势强，兵家之常情也。”
科恩在谈到将军事上的集中原则运用到企业上时还说道：“企业的目标就是分配这些有限的资源到一个强点上，在此点企业可获得比竞争者在满足顾客需要方面的优势。”中小企业采取专业市场的定位策略，例如只制造高质量的产品或元件，为特定顾客服务，与只着重大批量生产的大企业相比较，采取集中原则的中小企业照顾客户较佳，自然就具有较大的竞争力。特别是在竞争程度比较激烈，呈零和态势的市场上，依据集中原则研究中小企业的竞争战略，便有更重大的意义。因为，倘若企业没有竞争战略，或者有了所谓竞争战略，却不能体现集中使用有限资源的作战原则。而是分散配置其资源，那么企业就难以在决定方向、关键性领域里造成比对手更为强大的竞争优势，因而丧失其目标市场。
通过上述分析，企业的集中战略可以理解为：企业所采取的一种集中为一组特定的用户服务的策略。这种策略的目标就是为特定的一个或少数几个细分市场提供最有效的和最好的服务。这样，就使企业既具有实现差异战略的优势，从而能更好地满足特殊需要，又能够以较低的成本取得竞争的有利地位。
集中的战略原则，对于发挥中小企业的竞争优势有着特殊的意义。如果中小企业不能集中使用自己的资源，就不可能建立自己的竞争优势。中小企业，特别是小企业只应有一个经营领域，一个产品--市场，否则就会分散资源，在一个产品--市场中，也应把重要力量放在某一价位上，例如最高价位或最低价位上，避开和大企业在价格强点上的竞争。《孙子兵法》有言：“强而避之”。在市场竞争中，同样也要避开竞争者的强点和优势。特别是当竞争者拥有规模优势或在专利、专有技术、商标、分销渠道等方面享有独占资源，且它们是某一经营领域的成功关键因素时，都应“强而避之”保存自己的实力，避免与对手的市场决战。换句话说：当竞争对手筑起壁垒时，应懂得“涂有所不由，军有所不击”。既便是在即定的产品--市场经营中，必要的各种竞争手段，也应只以一、二项为主，并要集中资源培植它们，使其作为区别竞争者的个性。不可面面俱到，这样做势必分散自身有限的资源，不利于中小企业竞争优势的充分利用和发挥。
由于大企业往往有若干个目标市场，形成许多产品--市场经营项目，因而在事实上，大企业在某一个具体的决定点、某一个子市场上并不大，大企业分配给每一个子市场上的资源与中小企业的全部资源相比，也就相差无几了。因而在市场竞争中，大企业并不可怕。可怕的是中小企业自身不能集中资源。
在西方发达国家，许多中小企业以弱胜强，依靠集中战略的成功，早就证明了这一点。西方一些战略学者曾经做过大量的调查研究，发现同是获得高收益，取得成功的中小企业，在竞争战略上毫无例外地具有如下特征：
1、注意细分后的小市场，追求差别优势；
2、杰出的企业家个人统一指挥领导；
3、注重实际收益；
4、有效地集中使用研究与开发经费。
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