生物能源与低碳生活Word文件下载.docx

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我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应．不足的问题，我国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐发展到照明和取暖。

目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。

我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。

随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法。

自80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术沼气为纽带，物质多层次利用、能量合理流动的高效农产模式，巳逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。

通过沼气发酵综合利用技术沼气用于农户生活用能和农副产品生产、加工，沼液用料、饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料、的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、禽畜舍和相结合的“四位一体”沼气生态农业模式、中部地区的以沼气为纽带的生态果园模式、南方建立的“猪一果”模式、以及其他地区因地制宜建立的“养殖一沼气植”、“猪一沼一鱼”和“草一牛一沼”等模式都是以业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式，沼气发酵综合利用生态农业模建立使农村沼气和农业生态紧密结合起来，是改善农村环境卫生的有效措施，是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。

沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。

沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。

生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m0/kwh（沼气热值~>

21MJ/m0）。

但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。

如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。

当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。

依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）等。

燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。

燃料电池将是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式，它将在洁净煤燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。

沼气燃料电池是最新出现的一种清洁、高效、低噪音的电装置，与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低，因此是很有发展前途的沼气利用工艺，将沼气用于燃料电池发电，是有效利用沼气资源的一条重要途。

我国的燃料电池研究始于1958年。

但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。

燃料电池的出现与发展，将会给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。

对于以农业为主的中国，沼气技术在农业领域正发挥着很大的作用，目前，国家制定法律法规中有许多发展农村沼气的有关政策规定，并在全国各地大力推动大中型沼气工程建设，并且进一步提高设计、工艺和自动控制技术水平。

预计到2015年，处理工业有机废水的大中型沼气工程达2500座，形成年生产沼气能力40亿立方米，相当于343万吨标准煤，年处理工业有机废水37500万立方米。

农业废弃物沼气工程到2015年累计建成近4100个，形成年生产沼气能力4.5亿立方米，相当于58万吨标准煤，年处理粪便量1．23亿吨，从而解决全国集约化养殖场的污染治理问题，使粪便得到资源化利用。

沼气是可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。

中国农业资源和环境的承载力十分有限，发展农业和农村经济，不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。

农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来，促进了生产发展和生活文明。

发展农村沼气，优化广大农村地区能源消费结构，是中国能源战略的重要组成部分，对增加优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实意义。

沼气知识的普及和应用并非纸上谈兵，是一个任重而道远的过程！

2、生物柴油

生物柴油是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。

与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到化石柴油中。

欧盟生物柴油80%的原料为双低菜籽油（低硫甙、低芥酸）。

美国、巴西主要是大豆，我国主要是以木本油料、废弃油脂和微藻油脂为原料。

我国在内蒙古开展了微藻固碳生物能源示范项目，同时，已在四川、贵州、海南启动小油桐生物柴油产业化示范项目。

从销售额的角度看，2012年精细化工产品占到行业总体销售额的70%以上，能源产品不足30%，造成两种产品比例悬殊的主要原因在于生物柴油原材料价格高涨且销售渠道不畅，生产企业很难从能源产品上获得利润，而精细化工产品因为其附加值较高、环保等特点明显以及销售渠道成熟等原因，获得生产企业和市场的青睐，逐渐成为生物柴油行业的主要细分产品。

与同属清洁车用替代燃料的生物燃料乙醇相比，我国生物柴油生产相对发展缓慢。

从我国成品油需求来看，柴油相对汽油更加短缺，在我国发展生物柴油不仅有助于降低车辆尾气污染物排放，也具有缓解柴油资源短缺的现实意义。

考虑到废弃油脂是生物柴油的主要原料之一，其产业化发展还能解决废弃油脂再次进入食品领域从而危害大众健康的问题。

但目前，我国生物柴油产业化受到生产成本较高、政策扶持不足、相关管理不规范等因素的制约。

针对这些问题展开分析讨论，有助于明确产业定位、理清发展思路，从而为决策者提供参考。

我国生物柴油生产与示范我国2010年生物柴油产能约300万t/a，产量约20万t，主要原料为餐饮废油、榨油废渣等，产品主要用于农用动力机械及公路、水路和铁路运输动力机械方面。

与发达国家相比，我国生物柴油产业起步较晚，发展进程也比较缓慢。

自“十五”开始，政府加大对生物柴油研发的投入，但由于后期相关产业政策扶持力度不大，尽管在建和规划的产能已有一定规模，但产能利用率不高。

目前，我国生物柴油生产主体为民营企业，国企和外企也有涉足。

2008年7月，国家发改委正式批准了中国石油、中国石化、中国海油三大公司以麻风树为原料的示范装置建设。

其中，中国海油在海南的6万t/a装置于2010年底建成投产，是目前已建成的我国最大的生物柴油示范项目。

国内相关政策“十五”期间，生物柴油相关研究课题进入国家科技攻关计划。

2006年《可再生能源法》的生效在一定程度上促进了生物柴油的发展。

2007年9月国家发改委发布的《可再生能源中长期发展规划》提出要“重点发展以小桐子、黄连木、油桐、棉籽等油料作物为原料的生物柴油生产技术，逐步建立餐饮等行业的废油回收体系”，并提出生物柴油发展目标为：

生物柴油年利用量到2010年达到20万t，2020年达到200万t。

国家发改委和财政部等部门对国家批准的工业示范装置已制订一系列政策，包括工业装置建设的贷款，增值税、所得税减免，建成运转后达到合同指标的奖励等。

但从总体上看，相关政策对产业化发展的推动作用尚不显著，政策连续性不强，甚至出现反复。

例如，2006年国家税务总局发文规定：

“以动植物油为原料，经提纯、精炼、合成等工艺生产的生物柴油，不属于消费税征税范围”，但在2008年《国务院关于实施成品油价格和税费改革的通知》又将生物柴油纳入消费税征收范围。

直至2011年6月，国家财政部与税务总局再次发布通知对以利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税。

总部设在德国汉堡的行业期刊《油世界》发布的最新报告显示，全球生物柴油产量在经过数年的持续增加之后，目前已经开始下滑。

中国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。

中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。

研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。

目前各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于中国生物柴油的进一步研究与开发。

可以预计，在2-3年内，中国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。

著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题：

原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项，由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题，联合研究长达10年之久，并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索；

中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作；

辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油；

中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。

系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目：

“燃料油植物的研究与应用技术”，完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究，建立了30公顷的小桐子栽培示范片。

自20世纪90年代初开始，长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究，“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；

“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。

1999-2002年，湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术（948项目）——《能源树种绿王树及其利用技术的引进》，从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树（Euphorbiatim-calli）优良无性系；

研制完成了绿玉树乳汁榨取设备；

进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究：

绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。

但是与国外相比，中国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究阶段，未能形成生物柴油的产业化：

政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。

因此，中国进入了WTO之后，在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。

优点：

（1）具有优良的环保特性：

生物柴油和石化柴油相比含硫量低，使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大减少。

权威数据显示，二氧化硫和硫化物的排放量可降低约30%。

生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体的损害低于石化柴油，同时具有良好的生物降解特性。

和石化柴油相比，柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为10%,颗粒物为20%，二氧化碳和一氧化碳的排放量仅为10%，排放尾气指标可达到欧洲Ⅱ号和Ⅲ号排放标准。

（2）低温启动性能：

和石化柴油相比，生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，冷滤点达到-20℃。

（3）生物柴油的润滑性能比柴油好：

可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，增加发动机的使用寿命，从而间接降低发动机的成本。

（4）具有良好的安全性能：

生物柴油的闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料，在运输、储存、使用等方面的优点明显。

（5）具有优良的燃烧性能：

生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性能，因此可以采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。

虽然生物柴油的热值比柴油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧，可以提高发动机的热效率，这对功率的损失会有一定的弥补作用。

（6）具有可再生性：

生物柴油是一种可再生能源，其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。

（7）具有经济性：

使用生物柴油的系统投资少，原用柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备无需改动。

（8）可调和性：

生物柴油可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗，提高动力，降低尾气污染。

（9）可降解性：

生物柴油具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。

生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准，甚至满足将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。

而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。

因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。

缺点：

1、在国家“不能与粮争地”、“不能与人争粮”、“不能与人争油”、“不能污染环境”的“四不”政策下，提炼生物柴油的原料只能用油料作物或者地沟油，而地沟油的收集是一个难题。

据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本。

因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本，是生物柴油能否实用化的关键。

2、用酯交换方法合成生物柴油有以下缺点：

（1）工艺复杂、醇必须过量，后续工艺必须有相应的醇回收装置，能耗高，设备投入大；

（2）色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质；

（3）酯化产物难于回收，回收成本高；

生产过程有废碱液排放。

在这个问题上，直接裂解法不存在上述问题，可参考“动植物油料生产生物柴油的催化裂化方法”。

3、燃料乙醇

燃料乙醇指 

以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。

燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。

燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。

第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。

其工艺流程一般分为五个阶段，即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。

第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。

与第一代技术相比，第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理，即脱去木质素，增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触，提高酶效率。

待原料分解为可发酵糖类后，再进入发酵、蒸馏和脱水。

我国燃料乙醇的主要原料是陈化粮和木薯、甜高粱,地瓜等淀粉质或糖质非粮作物，今后研发的重点主要集中在以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇技术。

国家发改委已核准了广西的木薯燃料乙醇、内蒙的甜高粱燃料乙醇和山东的木糖渣燃料乙醇等非粮试点等项目，以农林废弃物等木质纤维素原料制取乙醇燃料技术也己进入年产万吨级规模的中试阶段。

燃料乙醇的主要原料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴树等。

最近几年，由于石油价格的波动，燃料乙醇的消费增长也在提速。

中国燃料乙醇产业起步较晚，但发展迅速，燃料乙醇在中国具有广阔前景。

随着国内石油需求的进一步提高，以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略已成为中国能源政策的一个方向。

中国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。

国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目，并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。

燃料乙醇走向了非粮乙醇发展的道路，并得到了快速发展。

燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。

未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴，为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范，及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。

4、微藻制油

在全球变暖、能源危机的大背景下，世界各国都在积极寻找新的可替代能源。

提起生物柴油的原料，我们可能会想到玉米和大豆，从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油，能有效降低碳排放，减少环境污染。

但与此同时，由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大，会产生“与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果。

于是乎，来自海洋的藻类，便进入了科学家们的视线。

目前研发出的藻类制油技术，其绝对优势在于，它不仅可以榨出高质量的生物柴油，实现二氧化碳零排放，同时在它的生长过程中，还会吸收大量二氧化碳，起到固碳减排作用。

相比起玉米、大豆和油菜，微藻培育首先不占地儿、生长周期短，从出生到可以制油只需两周，而油料作物一般要几个月。

其次，微藻的单位产油量是玉米的数百倍，每公顷可产1.5万至8万升生物柴油。

如此高性价比的“大能量”，都蕴含于这些只有几微米的“小身材”中，不禁让人感叹，这充斥着叶绿素的小家伙的应用前景，必将十分广阔乐观。

优势

第一，生物燃料是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品，而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。

第二，生物燃料是产品上的多样性。

能源产品有液态的生物乙醇和柴油，固态的原型和成型燃料，气态的沼气等多种能源产品。

既可以替代石油、煤炭和天然气，也可以供热和发电。

第三，生物燃料是原料上的多样性。

生物燃料可以利用作物秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾，还可利用低质土地种植各种各样的能源植物。

第四，是生物燃料的“物质性”，可以像石油和煤炭那样生产塑料、纤维等各种材料以及化工原料等物质性的产品，形成庞大的生物化工生产体系。

这是其他可再生能源和新能源不可能做到的。

第五，生物燃料的“可循环性”和“环保性”。

生物燃料是在农林和城乡有机废弃物的无害化和资源化过程中生产出来的产品；

生物燃料的全部生命物质均能进入地球的生物学循环，连释放的二氧化碳也会重新被植物吸收而参与地球的循环，做到零排放。

物质上的永续性、资源上的可循环性是一种现代的先进生产模式。

第六，生物燃料具有对原油价格的“抑制性”。

生物燃料将使“原油”生产国从目前的20个增加到200个，通过自主生产燃料，抑制进口石油价格，并减少进口石油花费，使更多的资金能用于改善人民生活，从根本上解决粮食危机。

第七，生物燃料是创造就业机会和建立内需市场。

巴西的经验表明，在石化行业1个就业岗位，可以在乙醇行业创造152个就业岗位；

石化行业产生1个就业岗位的投资是22万美元，[3]燃料行业仅为1.1万美元。

联合国环境计划署发布的“绿色职业”报告中指出，“到2030年可再生能源产业将创造2040万个就业机会，其中生物燃料1200万个”。

低碳生活

低碳意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）的排放，低碳生活可以理解为：

减少二氧化碳的排放，低能量、低消耗、低开支的生活方式。

如今，这股风潮逐渐在我国一些大城市兴起，潜移默化地改变着人们的生活。

低碳生活代表着更健康、更自然、更安全，返璞归真地去进行人与自然的活动。

如今低碳这种生活方式已经悄然走进中国，不少低碳网站开始流行一种有趣的计算个人排碳量的特殊计算器，如中国城市低碳经济网的低碳计算器，以生动有趣的动画形式，不但可以计算出日常生活的碳排放量，还能显示出不同的生活方式，住房结构以及新型科技对碳排放量的影响，还要减少开车。

低碳对于普通人来说是一种生活态度，同时也成为人们推进潮流的新方式，它给我们提出的是一个“愿不愿意和大家共同创造低碳生活”的问题,但是我们应该积极提倡并去实践低碳生活，要注意节电、节气、熄灯一小时……从这些点滴做起。

除了植树，还有人买运输里程很短的商品，有人坚持爬楼梯，形形色色，有的很有趣，有的不免有些麻烦。

但前提是在不降低生活质量的情况下，尽其所能的节能减排。

“节能减排”，不仅是当今社会的流行语,更是关系到人类未来的战略选择。

提高“节能减排”意识，对自己的生活方式或消费习惯进行简单易行的改变，一起减少全球温室气体（主要减少二氧化碳）排放，意义十分重大。

“低碳生活”节能环保，有利于减缓全球气候变暖和环境恶化的速度。

减少二氧化碳排放，选择“低碳生活”，是每位公民应尽的责任，也是每位公民应尽的义务。

低碳是提倡借助低能量、低消耗、低开支的生活方式，把消耗的能量降到最低，从而减少二氧化碳的排放，保护地球环境，保证人类在地球上长期舒适安逸地生活和发展。

低碳生活是一种经济、健康、幸福的生活方式，它不会降低人们的幸福指数，相反会使我们的生活更加幸福。

发展低碳经济是一场涉及生产模式、生活方式、观念和国家权益的全球性革命。

发达国家和发展中国家对发展低碳经济的理解及做法有着明显不同。

对于发达国家来说，发展低碳经济是实现温室气体减排目标的重要途径，其低碳经济目标与控制温室气体排放的国际义务紧密联系在一起；

而发展中国家历史和人均排放较低，现阶段更关注发展，强调在发展过程中采用高能效、低排放的技术和资源节约的消费模式，力争走出一条不同于以高能耗、高污染为代价的传统发展路子，实现减排与发展的双赢。

在此背景下，“低碳经济”“低碳生活”等一系列新概念、新政策应运而生。

通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会的可持续发展。

进入低碳生活时代代表了人类的生存需求，反映了时代发展的愿望。