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生物能源发展及科技创新

来源:www.37lw.cn 编辑:admin 时间:2017-12-18
引言: 
  本文分析了我国能源利用的特点、现状和问题,指出科学利用生物质能源是解决中国能源问题的方法之一,并提出了建设中国生物质能持续发展体系的构想,介绍了如何利用科技创新推动生物能源的发展,为我国生物能源的可持续发展提供了科学依据。 
  一、能源发展重要性 
  就人类社会整天发展而言,能源是人类用来维持生存活动的能量来源。随着社会经济的发展,人们对于能源的需求越来越大。传统使用的能源有太阳和柴火提供的热力,以及江河流水的动力。现在我们常用的能源主要来自化石燃料,但这种资源在地球上的存量是有限的,并正日渐枯竭。因此,我们有需要开发其它种类的能源,包括可再生能源等。 就一个国家综合实力发展而言,能源是经济增长和发展的动力,能源安全问题关系到政治稳定、社会发展和国家安全。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,如何实现能源的发展与环境经济的协调发展,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。目前,世界各国从保证国家能源安全的角度考虑,都在不遗余力地发展包括生物质能在内的可再生能源,以减少能源进口,降低能源对外依赖性,力求实现能源的控制发展。 
  二、生物能源及生物能源发展 
  生物能源,又称洁净新能源,有绿色能源之称。生物能源是指通过生物的活动,将生物质、水或其他无机物转化为沼气、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类可燃液体为载体的可再生能源。它的最大特点是燃烧或使用后不造成环境污染,有利于维持生态平衡。生物能源既不同于常规的矿物能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一。生物能源来源于生物的活动,储存于生物质之中,属于生物质能。生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。然而,不是所有的生物质能都可以成为能源,所以,可以被利用的,如原始的木炭、沼气,还有新兴的生物柴油、最近几年开始添加入燃油的乙醇都是生物能源。 
  随着人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重,各国政府开始关心重视可再生能源及可循环能源的开发利用,生物能源以其在自然界存在广泛,容易获取,成为各国广泛开发利用的新能源。生物能源的开发利用,可带来以可持续发展为目标的循环经济,虽然各国的自然条件和技术水平差别很大,对生物质能今后的利用情况将千差万别,但总的来说,生物质将在近期获取跨越式发展,就如两次能源改革,生物能源的利用成为世界能源的主要供应方式,因此其发展得到人们充分认可,将不再像最近200多年来一样日渐萎缩,而是重新发挥重要作用,并在整个一次能源体系中占据稳定的比例和重要的地位。 
  三、生物能源发展前景 
  化石能源的不可持续开采,国际石油价格的节节攀升,使得利用生物质资源生产生物能源成为政府部门、研究单位、相关企业乃至全社会关注的热点,更是近些年来国内外“热炒”的话题。我国是一个农业大国,农业人口占总人口70%以上,农村生活用能主要是依靠秸杆和薪材。这些均属于生物能源,据统计资料介绍,农村总能耗的65%以上为生物质能,其中薪材消耗量约占总能耗的29%。为了解决农村用能紧缺的问题,我国正在大力发展薪炭林,做为具有可持续发展的生物能源,可以与环境协调发展,具有巨大的发展潜力。目前生物能源研究方向是生物能源液体化——生产乙醇、丁醇等液体燃料。当然,也有研究利用生物质生产固体颗粒燃料——方便高效率地燃烧生物质,以及研究生物质气化技术,以生产类似天然气的气体。 
  四、生物能源与科技创新 
  生物能源是三大可再生能源之一,其来源广泛、成本低廉,具有可再生性,符合当今社会可持续发展的理念,得到了广泛的利用。利用现代化的科学技术对传统生物能源利用进行改造升级,不仅可以提高我国能源安全水平,及能源利用率,还有利于减缓因石化燃料所带来的温室效应及生态环境保护问题。因此我国十分重视生物能源的开发利用,将科技创新应用到生物能源方面成为能源研究的新方向。然而生物质能从传统的利用方式到现代化利用方式的转变过程仍存在很多问题,下面将针对这些问题给予解决措施。 
  (一)生物能源基础研究长期以来得不到重视。由于我国近几年重视经济的发展,因此对煤炭等的直接能源重视度较高,而忽视了生物能源的发展,导致我国生物能源起步晚,科技含量低。因此,在我国经济已取得一定成绩的基础上,应加大对生物能源的重视程度,加大对科学技术发展的重视程度,应极积开展对生物能源的热利用、生物液体能源的开发,能源作物基因改造,提高能源作物的单位能含量等的基础研究。 
  (二)生物能源利用率低。虽然我国生物能源广泛,但由于科技的限制,生物能源利用率低,能源开采范围狭窄。酶工程是生物能源发展的基础,因此大力发展霉工程,开发能够分解木质素、纤维素的高效生物酶和生物柴油酯交换用的催化酶,提高生物能源的利用率,增强与外国先进技术的交流合作,增强自主创新能力,拥有自己的知识产权。 
  (三)企业投资力度低,对外交流少。我国目前生物能源企业较少,且投资力度较低,很多企业只是简单利用生物能源或引进外国科技,企业自主创新能力低,要想实现生物能源的广泛发展,就必须发挥生物能源市场性的特点。企业应建立多个生物液体燃料、生物质发电系统、生物制氢体系、热利用等规模化的生物能源研发平台,此外,政府加大对企业生物能源投资力度。企业要有创新意识,比如可以企业农村联手,建立以农村秸秆为原料的大中型沼气—发电—肥料热电联产,突破青秸秆储存、运输、和企业运行机制等制约技术,实现生物能源的一步利用。 
  我国的生物能源发展水平仍较低,要想有一定的突破,企业应加强国际交流,吸收国外科技经验。比如20世纪70年代受石油价格影响的巴西,面临着没有财政来源以支付石油进口的难题,利用本国充足的土地和水资源,启动了用乙醇替代汽油发电作为汽車的动力来源一项可再生清洁能源计划。 
  (四)生物能源预告价值存在误差。我国生物能源广泛,除了秸秆等,还有很多其他生物能源,应加大对荒漠、海洋森林等具有潜在价值的生物能源进行发展的研究和规划力度,通过研究中国生物最大能源资源利用潜力,真正认清生物能源巨大的经济效益,实现生物能源的可持续高效利用。 
  五、结论 
  21世纪是生物的世纪,是科学技术飞速发展的新世纪,可持续发展是当前经济发展的趋势所在.面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光.生物能源作为可再生,污染极小的能源,具有无可比拟的优越性,必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力。 
  参考文献 
  [1] 张百良,宋华民,李世欣. 生物能源发展及科技创新机遇[J]. 农业工程学报,2014,02:285-289. 
  [2] 刘丰泽. 高中生视角下的科技创新机遇与生物能源发展[J]. 科技创新与应用,2016,33:53.

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