生物质能利用技术课件

生物质能利用技术生物质能利用技术新能源技术教学生物质能利用技术生物质能利用技术第一节第一节生物质能简介生物质能简介第二节第二节生物质能利用技术生物质能利用技术第三节第三节生物质能的利用与评价生物质能的利用与评价精品资料你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”1.1生物质能简介生物质能简介生物质生物质（biomass）概念：是指有机物中除化石燃料外的所有来源概念：是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能的物质。于动、植物能的物质。形成：是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射形成：是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源。是的能量以一种生物质形式固定下来的能源。是人类最重要的间接利用太阳能方式。人类最重要的间接利用太阳能方式。特征：是贮存的太阳能，是一种唯一可再生的特征：是贮存的太阳能，是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。同时是唯一的可储存和运输的可再生能源。同时是唯一的可储存和运输的可再生能源。1.2生物质能的来源生物质能的来源柴薪柴薪，至今仍是许多发展中国家的重要能源。但，至今仍是许多发展中国家的重要能源。但由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广泛植林。泛植林。秸秆和牲畜粪便秸秆和牲畜粪便，经干燥可直接燃烧供应热能。，经干燥可直接燃烧供应热能。若经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。若经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。制糖作物制糖作物，制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。，制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。油料作物油料作物，可制作转变为生物柴油。，可制作转变为生物柴油。其它，如城市垃圾和粮食其它，如城市垃圾和粮食1.3生物质能的利用生物质能的利用生物质是人类用火以来，最早直接应用的能源。生物质是人类用火以来，最早直接应用的能源。储量大，地球上每年生物质能总量约储量大，地球上每年生物质能总量约 1400-1800亿吨亿吨(干重），相当于目前每年总能耗的十倍。干重），相当于目前每年总能耗的十倍。生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在整个能源系统占有重要地位。源，在整个能源系统占有重要地位。在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14，在发展中国家占在发展中国家占40以上。以上。1.4生物能的优点生物能的优点提供廉价能源提供廉价能源(某些条件下某些条件下)和低硫燃料；和低硫燃料；理论上不产生理论上不产生GHG，低含量的，低含量的N，S化合物，可以化合物，可以大量减少大量减少NOx，SOx等有毒气体排放，被称为等有毒气体排放，被称为“绿色绿色石油石油”；被称之为被称之为CO2中性的燃料。中性的燃料。（对此持保留意见）（对此持保留意见）将有机物转化成燃料可减少环境公害将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如城市垃圾例如城市垃圾的集中处理的集中处理)；与其它非传统性能源相比较，技术上的难题较少。与其它非传统性能源相比较，技术上的难题较少。1.5生物能的缺点生物能的缺点植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物；植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物；单位土地面的有机物能量偏低；单位土地面的有机物能量偏低；缺乏适合栽种植物的土地；缺乏适合栽种植物的土地；有机物的水分偏多有机物的水分偏多(50%95%)。联合国粮农组织认为，生物质能有可能成为未联合国粮农组织认为，生物质能有可能成为未来可持续能源系统的主要能源，扩大其利用是来可持续能源系统的主要能源，扩大其利用是减排减排CO2的最重要的途径，应大规模植树造林的最重要的途径，应大规模植树造林和种植能源作物，并使生物质能和种植能源作物，并使生物质能从从“穷人的燃穷人的燃料料”变成高品位的现代能源变成高品位的现代能源。2生物质能的利用技术生物质能的利用技术生物质能的利用技术大体上分为直接燃烧技术、生物质能的利用技术大体上分为直接燃烧技术、物化转化技术、生化转化技术和植物油技术四物化转化技术、生化转化技术和植物油技术四大类，各类技术又包含了不同的子技术。大类，各类技术又包含了不同的子技术。2.1直接燃烧技术直接燃烧技术直接燃烧大致可分四种情况：直接燃烧大致可分四种情况：（1）炉灶燃烧；）炉灶燃烧；（2）锅炉燃烧；）锅炉燃烧；（3）垃圾焚烧；）垃圾焚烧；（4）固型燃料燃烧。）固型燃料燃烧。直接燃烧烟尘大，热效率低，能源浪费大。直接燃烧烟尘大，热效率低，能源浪费大。State-of-the-art technologiesState-of-the-art technologies are the technologies,that can be used at the present time with minimal developmental barriers.The major technologies are:Suspension burning Atmospheric fluidised bed combustion Bubbling fluidised bed boilers(BFBC)Circulating fluidised bed boilers(CFBC)流态化过程流态化过程（a）密度小的物体浮起；（）密度小的物体浮起；（b）表面保持水平；（）表面保持水平；（c）小孔喷出；（）小孔喷出；（e）床面自动找平；（）床面自动找平；（f）床层静比差）床层静比差 气体流化床类似液体性质的示意图气体流化床类似液体性质的示意图生物质直接燃烧利用所面临的问题主要有体积密生物质直接燃烧利用所面临的问题主要有体积密度和能量密度低。度和能量密度低。由此造成运输、储存费用都相对较高，一般认为由此造成运输、储存费用都相对较高，一般认为生物质的利用半径仅为生物质的利用半径仅为80120 km，这大大限制，这大大限制了生物质能的有效利用。了生物质能的有效利用。提高生物质的体积、能量密度是生物质直接利用提高生物质的体积、能量密度是生物质直接利用的重要研究方向。目前采用的主要技术有打包、的重要研究方向。目前采用的主要技术有打包、制作生物质高压成型块以及制作生物质焦碳。制作生物质高压成型块以及制作生物质焦碳。2.2物化转换技术物化转换技术物化转换技术包括三方面：物化转换技术包括三方面：（1）干馏技术；）干馏技术；（2）气化制生物质燃气；）气化制生物质燃气；（3）热解制生物质油。）热解制生物质油。生物质气化技术生物质气化技术是指将生物质在高温下部分氧化转化为气体燃是指将生物质在高温下部分氧化转化为气体燃料的热化学过程。料的热化学过程。该过程是直接向生物质通气化剂该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气空气、氧气或水蒸汽或水蒸汽)，生物质在缺氧的条件下转变为小，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。分子可燃气体。生物质与煤相比，挥发分含量高，灰分含量少，生物质与煤相比，挥发分含量高，灰分含量少，固定碳含量虽少但活性却比煤的高许多。因此，固定碳含量虽少但活性却比煤的高许多。因此，生物质通过气化之后加以利用，比煤气化后再生物质通过气化之后加以利用，比煤气化后再利用的效果要好。利用的效果要好。生物质热解技术生物质热解技术是生物质受高温加热后其分子破裂的热加工过程。是生物质受高温加热后其分子破裂的热加工过程。产物一般为三种，可燃气体产物一般为三种，可燃气体(一般为一般为CO、H2、CH4等的混合气体等的混合气体)、液体、液体(焦油，焦油，Tar)及固体及固体(木炭木炭)。采用快速热解热解液化方法还可将生物质转变为生采用快速热解热解液化方法还可将生物质转变为生物燃油（物燃油（Bio-diesel）。）。生物燃油的能源利用效率约为直接燃烧物质的生物燃油的能源利用效率约为直接燃烧物质的4倍，倍，且辛烷值较高，若将生物燃油作为汽油添加剂，其且辛烷值较高，若将生物燃油作为汽油添加剂，其经济效益更加显著。经济效益更加显著。2.3生化转换技术生化转换技术生物化学转换技术主要是以厌氧消化制取沼气生物化学转换技术主要是以厌氧消化制取沼气和特种酶技术催化制氢为主。和特种酶技术催化制氢为主。沼气化技术循环经济循环经济有机有机污染物污染物沼气沼气技术技术肥料肥料沼气沼气户用沼气户用沼气1958年，毛主席提出年，毛主席提出“要好要好好推广沼气好推广沼气”，引起全国范围，引起全国范围内沼气建设热潮，由于技术内沼气建设热潮，由于技术不成熟和采取群众运动的方不成熟和采取群众运动的方式，此项活动昙花一现。式，此项活动昙花一现。为缓解农村日益突出的生活为缓解农村日益突出的生活用能矛盾，用能矛盾，70年代初又开始年代初又开始兴办沼气，仍然没能推广。兴办沼气，仍然没能推广。户用沼气现状2000年，投资年，投资4亿元开始试点亿元开始试点2003年年9月，农村沼气建设国债启动，总额月，农村沼气建设国债启动，总额10亿元，亿元，涉及涉及1000个县，受益农户达个县，受益农户达170万户万户以沼气为纽带的各类能源生态模式工程是近期的主要以沼气为纽带的各类能源生态模式工程是近期的主要建设内容建设内容三农问题生态家园富民计划西部开发2.4国外利用生物质能的现状和技术展望国外利用生物质能的现状和技术展望生物质能是丹麦主要的可再生能源，生物质能是丹麦主要的可再生能源，2000年丹麦生物年丹麦生物质能约占全国可再生能源的质能约占全国可再生能源的85%，作为世界风力机主，作为世界风力机主要的供应者，其风能只占要的供应者，其风能只占10%。法国将生物质能甲酯化后和柴油并用以替代石油法国将生物质能甲酯化后和柴油并用以替代石油 德国除了大力发展风电外还十分重视利用人工沼气，德国除了大力发展风电外还十分重视利用人工沼气，对垃圾填埋场沼气加以充分利用。对垃圾填埋场沼气加以充分利用。古巴盛产甘蔗，大量的甘蔗渣可用于燃烧发电。古巴盛产甘蔗，大量的甘蔗渣可用于燃烧发电。巴西利用甘蔗制糖残渣转化制造乙醇。巴西利用甘蔗制糖残渣转化制造乙醇。美国注重玉米制取乙醇的技术应用。美国注重玉米制取乙醇的技术应用。BasicBiomassConversionOptionsBasicBiomassConversionOptionsBiochemicalBCombustionGasificationDEthanolElectricityElectricityAlt.Liquid fuelsBagasse,Trashadvanced technology optionsBiochemicalconversionofbiomassBiochemicalconversionofbiomassCurrenttechnologySeparatepretreatmenthydrolysisusingpurchasedenzymes(cellulases)toliberateC5andC6sugarsC6fermentation.C5fermentationhasbeendemonstratedatpilotscale.NearfuturetechnologyPretreatment+combinedenzymehydrolysisandfermentationMorefuturetechnologyConsolidatedbioprocessing:onereactorforenzymeproduction,hydrolysis,fermentation.PretreatmentFermentationRecovery&DistillationEnzymeproductionSolidsseparationSteam&powergenerationEthanolProcess steam&electricity Raw BiomassHydrolysisCombining of two steps proposed:simultaneous saccharification and fermentation SSFCombining of three steps proposed:consolidated bioprocessing CBPMay2009studyfromU.S.NationalAcademyofSciences:Ethanolyieldwithcurrentknowntechnology:260liters/drytbiomassFuture-technologyyield:330liters/drytbiomassGasification-basedconversionofbiomassGasification-basedconversionofbiomassAir,O2,and/or steamBagasse,TrashGasification(1 to 30 bar)Drying SizingGas cleaningGas TurbineHeat RecoverySteam TurbineElectricityProcess steamBGCCWater Gas Shift(CO+H2O H2+CO2)CatalyticSynthesisDistillation or RefiningCO2 RemovalSteam&PowerGenerationProcess steam/elec.LiquidFuelCO,H2,CH4,CO2Biomass to LiquidsFermentationDistillation or RefiningSteam&PowerGenerationProcess steam/elec.AlcoholsHybrid thermochem/biochem fuels production(one example)3生物质能的利用与评价生物质能的利用与评价3.1背景背景生物质能的分散分布与集中利用的矛盾生物质能的分散分布与集中利用的矛盾垃圾发电仅处在示范阶段垃圾发电仅处在示范阶段车用液体燃料备受关注，世界范围内燃料乙醇车用液体燃料备受关注，世界范围内燃料乙醇和生物柴油的生产快速增长和生物柴油的生产快速增长我国地少人多，粮食、食品供应体系薄弱我国地少人多，粮食、食品供应体系薄弱复习题复习题利用生物质能技术制造燃料乙醇和生物柴油利用生物质能技术制造燃料乙醇和生物柴油是否是解决我国车用燃料短缺的有效途径？是否是解决我国车用燃料短缺的有效途径？请简要分析之。请简要分析之。简述合理利用生物质能应遵循的基本原则。简述合理利用生物质能应遵循的基本原则。美国发展燃料乙醇的主要驱动力美国发展燃料乙醇的主要驱动力世界谷物和油品价格比发生了变化，谷物价格相世界谷物和油品价格比发生了变化，谷物价格相对于油价越来越低廉。对于油价越来越低廉。以前，美国用粮食出口所得可以抵消石油进口的以前，美国用粮食出口所得可以抵消石油进口的费用，但在费用，但在2004年，美国粮食出口的收入只占石年，美国粮食出口的收入只占石油进口费用的油进口费用的13%所以，用粮食做燃料以减少石油进口，在经济上所以，用粮食做燃料以减少石油进口，在经济上是合算的，这是美国发展燃料乙醇的主要驱动力。是合算的，这是美国发展燃料乙醇的主要驱动力。年份年份谷物价格谷物价格（美元（美元/蒲式耳）蒲式耳）石油价格石油价格（美元（美元/桶）桶）石油石油-谷物价格比谷物价格比（蒲式耳（蒲式耳/桶）桶）19501.891.71119804.7035.71819903.0922.99719954.8217.20420003.1028.20920053.9052.2013谷物与石油价格的变化与比值谷物与石油价格的变化与比值注：注：1 1蒲式耳（蒲式耳（BUBU）=8=8加仑加仑(gal)=35.24(gal)=35.24升（美制）升（美制）燃料乙醇的生产燃料乙醇的生产2004年，美国生产燃料乙醇年，美国生产燃料乙醇34亿加仑，占汽油总亿加仑，占汽油总需求量的需求量的2%，主要原料为玉米。，主要原料为玉米。2005年，巴西年生产燃料乙醇达年，巴西年生产燃料乙醇达40亿加仑，可替亿加仑，可替代代40%的汽油需求。的汽油需求。巴西甘蔗的种植面积从巴西甘蔗的种植面积从2004年的年的530万公顷增至万公顷增至800万公顷，生产的甘蔗万公顷，生产的甘蔗50%用于生产燃料乙醇。用于生产燃料乙醇。生物柴油的生产生物柴油的生产欧洲在生物柴油方面走在世界前列，欧洲各国正大力推行欧洲在生物柴油方面走在世界前列，欧洲各国正大力推行以植物油为主要原料的生物柴油，但其原料大部分是进口以植物油为主要原料的生物柴油，但其原料大部分是进口的。的。2004年德国生物柴油的产量是年德国生物柴油的产量是104万万t，主要原料是油菜，主要原料是油菜籽，可替代籽，可替代3%的柴油需求。的柴油需求。法国生物柴油的年产量为法国生物柴油的年产量为45万万t，德、法按规划都准备在，德、法按规划都准备在2010年用生物柴油替代年用生物柴油替代5.75%的柴油需求。的柴油需求。美国生物柴油的年产量达美国生物柴油的年产量达89.3万万t，其主要原料为大豆。，其主要原料为大豆。亚洲国家如印尼、马来西亚等国用棕榈果实生产生物柴油，亚洲国家如印尼、马来西亚等国用棕榈果实生产生物柴油，出油率高。出油率高。3.2生物液体燃料应用的重要指标生物液体燃料应用的重要指标全生命周期能量转换效率全生命周期能量转换效率土地利用系数土地利用系数粮食安全与生态评估粮食安全与生态评估水耗系数水耗系数全生命周期能量转换效率全生命周期能量转换效率概念，输入能量与作为燃料输出能量的比值概念，输入能量与作为燃料输出能量的比值如甘蔗榨出糖液以后，其渣可以用作燃料来加热如甘蔗榨出糖液以后，其渣可以用作燃料来加热和脱水，故把甘蔗作为整体来看，输入能量是和脱水，故把甘蔗作为整体来看，输入能量是1，输出能量是输出能量是9甜菜输入能量为甜菜输入能量为1，输出能量为，输出能量为1.9；玉米就要差；玉米就要差一些，若工艺先进，大抵是输入能量为一些，若工艺先进，大抵是输入能量为1，输出能，输出能量为量为1.5，若工艺落后，其能量的输出与输入之比，若工艺落后，其能量的输出与输入之比只有只有1.2或是更小，甚至会达到或是更小，甚至会达到1：1。全生命周期二氧化碳排放全生命周期二氧化碳排放用可再生能源的目的是开拓能源利用的新途径，使用可再生能源的目的是开拓能源利用的新途径，使能源的来源多样化，同时考虑到作物在生长时从大能源的来源多样化，同时考虑到作物在生长时从大气中吸收气中吸收CO2，在随后作为燃料应用时放出，在随后作为燃料应用时放出CO2，一吸一放，似乎一吸一放，似乎CO2的排放应该为零。的排放应该为零。但实际上，从生命周期考虑，有些生物燃料不仅没但实际上，从生命周期考虑，有些生物燃料不仅没有增添新的能量，相应的有增添新的能量，相应的CO2减排的能力也很小。减排的能力也很小。所以，对任何可再生能源的作用必须从全生命周期所以，对任何可再生能源的作用必须从全生命周期的效率和排放来考虑，这样才能有一个客观的评价。的效率和排放来考虑，这样才能有一个客观的评价。如用玉米做乙醇，就必须要把玉米从种植、运输、如用玉米做乙醇，就必须要把玉米从种植、运输、加工等环节所耗费的能量都考虑进去。加工等环节所耗费的能量都考虑进去。从种植玉米到生产乙醇的过程中，包括翻地、施从种植玉米到生产乙醇的过程中，包括翻地、施肥（目前我国氮肥的主要原料是天然气和煤，是肥（目前我国氮肥的主要原料是天然气和煤，是耗能产业）、收割、运输、加热、发酵、脱水等耗能产业）、收割、运输、加热、发酵、脱水等环节，这些环节都需要外来能量的输入。环节，这些环节都需要外来能量的输入。在我国，一般是生产在我国，一般是生产1t乙醇需乙醇需3.5t玉米，在生产玉米，在生产过程中需要过程中需要0.60.8t煤。煤。净可再生能源系数（绿度）净可再生能源系数（绿度）可再生能源中有多少份额是真正可再生或者是真可再生能源中有多少份额是真正可再生或者是真正绿色的正绿色的？如风力发电设备的制造与安装要耗费自身如风力发电设备的制造与安装要耗费自身150天左天左右的发电量，考虑到其寿命为右的发电量，考虑到其寿命为20年，则有较高的年，则有较高的绿度。绿度。其他可再生能源，如光伏发电等，这个系数则要其他可再生能源，如光伏发电等，这个系数则要低得多。低得多。土地利用系数土地利用系数单位土地的产出对类似我国这样土地资源匮乏单位土地的产出对类似我国这样土地资源匮乏的国家十分重要！的国家十分重要！中国有多少土地可以用来生产有关植物以获得中国有多少土地可以用来生产有关植物以获得乙醇、生物柴油？乙醇、生物柴油？产出品产出品植物植物平均生产量平均生产量（升（升/公顷）公顷）当量汽油当量汽油（升（升/公顷）公顷）比例系数比例系数乙醇乙醇（热值是汽（热值是汽油的油的67%67%）甜菜甜菜67036703449144911.081.08甘蔗甘蔗62136213416241621 1木薯木薯38453845257625760.620.62甜高粱甜高粱35113511235223520.5650.565玉米（美国）玉米（美国）33213321222522250.5350.535小麦（德国）小麦（德国）25992599174117410.4180.418生物生物柴油柴油（热值是柴（热值是柴油的油的90%90%）棕榈油棕榈油47094709423842381 1可可籽可可籽25182518220622060.4520.452油菜籽油菜籽9589588628620.20.2花生花生8448447607600.1770.177向日葵向日葵7687686916910.160.16大豆大豆5245244724720.110.11多种植物的乙醇和生物柴油单位面积产出比较 对燃料乙醇而言，甘蔗为较好的原料，但我国种对燃料乙醇而言，甘蔗为较好的原料，但我国种植面积有限。植面积有限。对生物柴油来说，棕榈果实单位面积出油最多，对生物柴油来说，棕榈果实单位面积出油最多，其他作物相对要小得多。其他作物相对要小得多。由于这个原因，东南亚及南美等地大量种植棕榈由于这个原因，东南亚及南美等地大量种植棕榈树，甚至不惜砍伐雨林作为代价，从而引起新的树，甚至不惜砍伐雨林作为代价，从而引起新的生态问题（如破坏了生物的多样性、影响生态问题（如破坏了生物的多样性、影响CO2的的吸收等）。吸收等）。粮食安全与生态评估粮食安全与生态评估目前在世界上生产燃料乙醇和生物柴油的原料主要是目前在世界上生产燃料乙醇和生物柴油的原料主要是玉米、甘蔗和棕榈，按当前的发展，即使在玉米、甘玉米、甘蔗和棕榈，按当前的发展，即使在玉米、甘蔗和棕榈资源比较丰富的国家，也会出现不少社会和蔗和棕榈资源比较丰富的国家，也会出现不少社会和生态方面的问题，生态方面的问题，如：由于市场好，巴西大量种植甘蔗用于生产乙醇，如：由于市场好，巴西大量种植甘蔗用于生产乙醇，致使亚马逊河雨林保护受到威胁，大片的森林被砍伐，致使亚马逊河雨林保护受到威胁，大片的森林被砍伐，破坏了生态环境；破坏了生态环境；美国大量用玉米生产乙醇，引起世界性粮食涨价；美国大量用玉米生产乙醇，引起世界性粮食涨价；印尼、马来西亚大量种植棕榈树，引发了食品安全和印尼、马来西亚大量种植棕榈树，引发了食品安全和生物多样性问题。生物多样性问题。我国是人多地少的国家，土地资源较为匮乏，首我国是人多地少的国家，土地资源较为匮乏，首先要保证吃饭问题，同时要考虑到粮食还要用作先要保证吃饭问题，同时要考虑到粮食还要用作饲料等问题。饲料等问题。我国若大量种植生产燃料乙醇和生物柴油的能源我国若大量种植生产燃料乙醇和生物柴油的能源植物，势必会挤占农业耕地或多样性生物及森林植物，势必会挤占农业耕地或多样性生物及森林的种植面积，引发粮食安全（包括饲料）或生态的种植面积，引发粮食安全（包括饲料）或生态环境方面的问题。环境方面的问题。我国的生态、自然条件要比美国、巴西、马来西我国的生态、自然条件要比美国、巴西、马来西亚差得多，发展生物质燃料一定要有度的概念，亚差得多，发展生物质燃料一定要有度的概念，以平衡各方面的影响。以平衡各方面的影响。水耗系数水耗系数我国水资源只有世界平均水平的我国水资源只有世界平均水平的1/4！粮食是用大量的水换来的！以先进指标来看，种植粮食是用大量的水换来的！以先进指标来看，种植收获收获1t干玉米需耗水干玉米需耗水350t，种植收获，种植收获1t干小麦需干小麦需耗水耗水500t（包括自然降水）。（包括自然降水）。若用粮食来生产液体燃料，则每吨生物替代燃料耗若用粮食来生产液体燃料，则每吨生物替代燃料耗水极大。若水极大。若1t粮食耗水粮食耗水1000t，意味着，意味着1t当量汽当量汽油要耗水油要耗水5000t。考虑到水资源的利用问题，目前，世界上把生物质考虑到水资源的利用问题，目前，世界上把生物质利用的希望寄托在纤维素转化乙醇上，但该项技术利用的希望寄托在纤维素转化乙醇上，但该项技术远没有达到商业化程度，其中一样存在转换效率低、远没有达到商业化程度，其中一样存在转换效率低、耗水量大和经济性差等问题。耗水量大和经济性差等问题。3.3可再生能源合理利用的尺度可再生能源合理利用的尺度国情尺度国情尺度份额尺度份额尺度时间尺度时间尺度经济尺度经济尺度发挥可再生能源特点的尺度发挥可再生能源特点的尺度国情尺度国情尺度各国家资源总量及其分布、人均水平各国家资源总量及其分布、人均水平其环境、大气、生态容忍度其环境、大气、生态容忍度土地、水的可获得性及生物多样性土地、水的可获得性及生物多样性生活模式、生产条件及社会发达水平生活模式、生产条件及社会发达水平国情尺度国情尺度天文数字天文数字基于人口逻辑的基于人口逻辑的“放大效应放大效应”、“规模规模障碍障碍”13亿人口，每个人都要房子、车子、采暖、空调亿人口，每个人都要房子、车子、采暖、空调2人一辆汽车，人一辆汽车，6.5亿辆（目前是亿辆（目前是3000万辆），万辆），45个地球才能满足中国人的这个生活水准个地球才能满足中国人的这个生活水准份额尺度份额尺度对可再生能源和替代能源的开发和利用，还要看对可再生能源和替代能源的开发和利用，还要看其可利用的份额有多大。其可利用的份额有多大。以风电为例，发改委规划：到以风电为例，发改委规划：到2020年，我国风电年，我国风电装机总容量是装机总容量是30GW。设想实际装机容量比原规。设想实际装机容量比原规划大划大5倍，使风电总装机容量达到倍，使风电总装机容量达到150GW，即便，即便如此，届时我国风电的发电量仍不到总发电量的如此，届时我国风电的发电量仍不到总发电量的2.3%3.0%。份额尺度份额尺度可利用的农作物秸秆约可利用的农作物秸秆约3亿亿tce，可利用的森林约，可利用的森林约3亿亿tce，总量相当有限。总量相当有限。在在21世纪初，鼓舞人心的国家规划是到世纪初，鼓舞人心的国家规划是到2020年年GDP翻两翻两番，能源需求翻一番，即从番，能源需求翻一番，即从2000年我国总能耗年我国总能耗15亿亿tce增增长到长到2020年年30亿亿 tce。实际情况是。实际情况是2007年总能耗已达年总能耗已达26.5亿亿tce，2008年为年为28.5亿亿tce，2009年已超过年已超过30亿亿tce。不同于国外大农场，我国绝大部分生物质资源是高度分不同于国外大农场，我国绝大部分生物质资源是高度分散的（中国小农经济）。并且人均耕地少，人均秸秆占散的（中国小农经济）。并且人均耕地少，人均秸秆占有量少，道路不发达，收集、运输困难大，还要耗费附有量少，道路不发达，收集、运输困难大，还要耗费附加能源；因此我国的生物质能利用尤其是解决广大农村加能源；因此我国的生物质能利用尤其是解决广大农村的用能问题，它的发展绝对不能照搬外国的做法。的用能问题，它的发展绝对不能照搬外国的做法。时间尺度时间尺度发展可再生能源，使其尽快地成为主要能源之一，发展可再生能源，使其尽快地成为主要能源之一，是我们应当努力的方向。是我们应当努力的方向。但是应该对什么样的可再生能源，采用什么样的技但是应该对什么样的可再生能源，采用什么样的技术，按什么样的时间表发展？术，按什么样的时间表发展？不能总是重点强调能源结构的改变，描绘将来以可不能总是重点强调能源结构的改变，描绘将来以可再生能源为主的美好愿景，而忽视目前对煤的现代再生能源为主的美好愿景，而忽视目前对煤的现代化利用。化利用。发挥可再生能源特点的尺度发挥可再生能源特点的尺度可再生能源具有分散性，不稳定性和能源密度低可再生能源具有分散性，不稳定性和能源密度低的特点。的特点。在制定发展可再生能源和生物质能源的发展规划在制定发展可再生能源和生物质能源的发展规划和政策时，应从能源、转化、输送，终端用户一和政策时，应从能源、转化、输送，终端用户一体化的角度来研究可再生能源在我国总的能源系体化的角度来研究可再生能源在我国总的能源系统中应有的战略定位和合理的配置及地位。统中应有的战略定位和合理的配置及地位。发挥可再生能源特点的尺度发挥可再生能源特点的尺度如建一座如建一座25MW的秸秆发电电站，需投资人民币的秸秆发电电站，需投资人民币10000元元/kW，每年需燃烧，每年需燃烧16万万20万万t秸秆，秸秆秸秆，秸秆收集半径达收集半径达100 km，用拖拉机、汽车将秸秆从一，用拖拉机、汽车将秸秆从一个个分中心运送到电站，需耗费稀缺的液体燃料个个分中心运送到电站，需耗费稀缺的液体燃料（柴油、汽油），而电站的效率（柴油、汽油），而电站的效率30%，低于先进，低于先进燃煤电站燃煤电站1213个百分点，其效率相对值为先进燃个百分点，其效率相对值为先进燃煤电站的煤电站的70%。秸秆集中燃烧发电是否合理？秸秆集中燃烧发电是否合理？3.4生物质能利用的原则生物质能利用的原则生物质能应是农村的主要能源。生物质能应是农村的主要能源。不应把集中开采的煤分散到农村作低效、不应把集中开采的煤分散到农村作低效、高污染的应用，而把原来高度分散的生物高污染的应用，而把原来高度分散的生物质能质能“费大力气费大力气”集中起来，作较低效率的集中起来，作较低效率的应用。应用。人与自然和谐相处，这是可再生能源、尤其是生物质能利用的最高原则！Thanks for your attention!