生物质颗粒燃料

生物质能 生物质是讨论能源时常用的一个术语，是指由光合作用而产生的各种有机体。生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更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。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等（中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面） 开发生物质能对中国的重要意义 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生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一，就其能源当量而言，是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源，在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14％，但在发展中国家占40％以上。广义的生物质能包括一切以生物质为载体的能量，具有可再生性。据估计，全球每年水、陆生物质 产量的热当量为3×1012 焦左右，是全球目前总能耗量的10倍；据有关专家预测，生物质能在未来能源结构中具有举足轻重的地位，采用新技术生 产的各种生物质替代燃料，主要用于生活、供热和发电等方面。我国生物质能资源相当丰富，仅各类农业废弃物（如秸秆等）的资源 量每年即有3.08亿吨标煤，薪柴资源量为1.3亿吨标煤，加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上，约相当于1995年全国能 源消费总量的一半。在即将进入21世纪的同时，人类面临着经济增长和 环境保护的双重压力，因而改变能源的生产方式和消费方式，用现代技术 开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源，对于建立持续发展的能 源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。 中国近9亿人口生活在农村，1亿人口没有电力供应，1.7亿人口面临着沙漠化的威胁 我国农村地区，传统的耗能方式仍然是以炊事为基本要求，作物秸秆和柴草为主要资源，大部分是炕灶直接燃烧，转换效率低。随着农村经济 的发展和生活水平的提高，传统的用能方式已发生了很大的变化（见表1.1），1995年农村商品能源占全部能源消费的70％，其余是生物质能和 其它可再生能源，尽管如此，农村地区仍有1.1亿人没有电力供应，还有7000万人口面临炊事用柴严重缺乏的状态，1.7亿人面临沙漠化威胁。此外，环境代价亦不容忽视，一是生态环境破坏严重，水土流失面积从50年代的150万平方公里扩展到367万平方公里，二是由于对生物质资源的无序和浪费使用导致大气污染加剧，三是伴随乡镇企业的迅速发展加剧了环境质量恶化。 表 1.1 1979年和1996年农村地区能源消费变化（万吨标煤）jishu 类别 1979年 1996年 煤 6000 25938.85 石油制品 1426.8 4628.36 电 3120 9331.7 生物职能 薪柴 秸秆 其他（沼气、太阳能等） 22170 10370 11800 22042.7 9932.63 11996.77 113.3 农用电动机（万kw） 14250 35826 农村人口总数（亿） 8 8.6 农村人均商品能源量（tce／人） 0.14 0.47 无电人口（亿） 4.5 1.1 严重缺柴人口（3～6月） 4.2 0.7 生物质能属于低碳能源，对于逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构具有重要作用。我国的能源生产及消费结构的共同特点是：煤炭在能源结构中长期占绝对主导地位，一般占70％以上；石油、天然气、水电等优质能源在一次能源中的比重一直在25％左右，而且随着能源供应量的增长优质能源比重近年来还有所下降；从不同地区的能源消费结构来看，由于沿海与内地经济发展水平的差异，且受运输和环境保护的制约，其能源结构也在不断优化，以广东省为例，1995年一次能源消费中石油和电力占43.6％，而煤 炭只占56.4％；从不同能源品种消费情况来看，电力与液化石油气的增长很快，1995年与1990年相比，分别增长了2倍和9.3倍，而煤炭消费只增长了1.4倍，但是这种能源结构仍是以化石燃料为主。能源危机以后，工业发达国家曾研究发展能源林来替代矿物燃料的技术。因为，生物质资源量丰富且可以再生，其含硫量和灰分都比煤低，而含氢量较高，因此比煤清洁。若把它变成气体或液体燃料，使用起来清洁、方便。此外，矿物燃料在燃烧过程中，排放出CO2气体，在大气层中不断积累，工业化前期大气中CO2浓度按体积比在空气中占0.028％，到1980年已增加到0.034％，预计到下世纪初，将提高到0.056％，温室气体在大气中的浓度不断增加，导致气候变暖，而生物质既是低碳燃料，又由于其生产过程中吸收CO2成为温室气体的汇（Sink），因此，随着国际社会对温室气体减排联合行动付之实施，大力开发生物质能源资源，对于改善我国以化石燃料为主的能源结构，特别是为农村地区因地制宜地提供清洁方便能源，具有十分重要的意义。 生物质能在能源环境系统中的地位 生物质是世界第四大能源，作为能源，在人类历史上曾起过巨大的作用，在现实生产生活中，特别是在农村地区，仍然占有重要的地位。目前亚洲、非洲的大多数发展中国家，生物质能的消费量占全国能源消费总量的40％以上。1996年中国薪柴、秸秆的消耗量已达2．2亿吨煤，约占全国能源消费量的14％，占农村地区能源消耗量的34％，占农村生活用能的59％。其中约 有1．2亿吨标准煤的秸秆和O．8亿吨标准煤的薪柴供农付居民及部分小城镇居民烧柴之用，另外的O．2亿吨标准煤的生物质能则主要用于农副 产品加工和用作小砖窑、石灰窑、陶瓷厂、溶胶厂的燃料。由此可见，生物质能源仍是中国农村能源消费中的主要组成部分。 生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富、合碳量低的特点；加之在其生长过程中吸收大气中的CO。而成为元素的汇。因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径之一。 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。 中国政府也十分重视生物质能源的开发和利用。自70年代以来，先后实施了一大批生物质能利用研究项目和示范工程，涌现了一大批优秀的科研成果和应用范例，并在推广应用中取得了可观的社会效益和经济效益。到1996年底，推广省柴节煤炉灶1.7亿户，每年减少了数干万吨标准煤的消耗；全国已建农村户用沼气池6O0多万个，年产沼气16亿立方米；兴建大中型沼气工程近600处（含工业有机废弃物沼气工程），使8.4万户居民用上了优质气体燃料；建成薪炭林540万公顷，年产薪柴约4000万吨。进入80年代，政府又将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提高，其中尤以大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化 集中供气技术和垃圾填埋发电技术等的进展引人注目。 但是，这些技术的进步同世界先进水平相比仍有较大的差距，特别是在技术设备的产业化和商业化生产方面的差距更为明显。目前国外这些技术基本上都实现了工业化生产，有的如大中型沼气工程和垃圾填埋发电技术等已达到商业化水平；而中国一般都处于商业化的前期，有的还停留在示范阶段。世界科学技术的发展历史证明，产业化和商业化是加速科 学技术发展的动力，也是科技研究成果转化为生产力的根本措施。 我国生物质能利用技术展望 摘 要：分析生物质能在能源系统中的重要地位，以及我国农村对于高品位优质能源的需求形势，指出开发利用生物质能在我国尤其是在农村地区实现可持续发展战略的重要意义。在分析国内外生物质能技术现状和我国存在的差距的基础上，提出了生物质能技术发展目标和“十五”期间的重点技术方向，以及2015年的展望。 关键词：生物质能 我国开发利用生物质能具有重要意义 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。 我国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。 因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。 生物质能优质化利用是实现现代化和可持续发展战略的要求 1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。 生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制CO2等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。 我国生物质能利用技术已经取得一定成效 我国的生物质资源十分丰富。每年农作物秸秆产量6亿吨以上，禽畜粪便总资源干物质数量约1.4亿吨，其中可发展沼气工程的规模化养殖场粪便干物质约4000万吨。目前，秸秆和粪便过剩和污染已经为全社会所关注，因此加大开发力度，尽快将其转化为优质能源已经迫切地摆到了面前。 从“六五”以来，我国先后对禽畜粪便厌氧消化、农作物秸秆热解气化、致密成型等技术进行了攻关研究和开发，已经取得了一定成绩。在厌氧消化技术方面，目前国内处理有机废弃物的沼气工程已有600多处，总池容20万立方米，年产沼气1亿立方米左右。经过10多年的研究开发，厌氧消化工艺技术已取得了较大进展，例如猪粪中温厌氧消化USR装置产气率达到2.2m3/m3.d。在热解气化方面，低热值的ND-400、600、900型秸秆气化装置相继研制成功并投放市场，已建立了100多个气化集中供气村。此外生物质压块成型机械的开发也有相当进展，生产率50－100kg/h的螺旋挤压成型机正在试用中。 另外，以生物质能利用技术为核心的综合利用技术模式由于其明显的经济和社会效益而得到快速发展，这也成为中国生物质能利用的特色，如“四位一体”模式，“能源环境工程”等。所谓“四位一体”就是一种综合利用太阳能和生物质能发展农村经济的模式，其内容是在温室的一端建地下沼气池，池上建猪舍、厕所。在一个系统内既提供能源，又生产优质农产品。“能源环境工程”技术是在原大中型沼气工程基础上发展起来的多功能、多效益的综合工程技术，既能有效解决规模化养殖场的粪便污染问题，又有良好的能源、经济和社会效益。其特点是粪便经固液分离后液体部分进行厌氧发酵产生沼气，厌氧消化液和渣经处理后成为商品化的肥料和饲料。 国外生物质能技术开发是从70年代末期开始的，现在已有了很大进展。目前，直接燃烧秸秆的先进设备已投放市场，生物质供热、发电或热电联供已成为现实。在厌氧消化方面，中温和高温下的产气率可达5 m3/m3.d，百千瓦量级的沼气发电机组每立方米沼气发电量可达1.4－2.6kWh，发电效率高达38％。在热解气化技术方面已有多项技术装备进入商品化阶段。如荷兰BTG开发成功的生物质高温热解装置产气率大66％；德国、美国等开发出自动化程度相当高的家用生物质气化炉用于用户热水和供暖；产热量达150－500万kcal/h的大型生物质气化装置也已开发成功。 与国外相比，我国生物质能技术还有较大差距。主要表现在： 厌氧消化产气率低；系统运行和管理自动化水平不高； 与厌氧消化和综合利用配套的技术和设备还不成熟； 厌氧消化技术产业化发展缓慢，不便于大规模市场推进； 秸秆气化热值低，在稳定运行、焦油清除、气体净化等技术上需要提高； 缺乏秸秆直接燃烧供热技术研究和设备开发，不便于多途径能源利用； 生物质发电技术和装置方面有较大差距。 生物质能利用技术发展展望 根据国家科委等“1996－2010年新能源和可再生能源发展纲要”的精神，生物质能技术发展目标为：紧密联系市场需求，与工程项目相结合迅速将科研成果转化为生产力，推动生物质能技术的商业化进程，为在能源领域实现可持续发展的战略目标服务。 根据各方面专家的研究分析，结合生物质能技术现状和农村地区的需求特点，具体目标为： 进一步提高禽畜粪便厌氧消化器的池容产气率，争取提高30％以上； 提高沼气发电转化效率，每千瓦时沼气消耗量降低10％以上； 研究沼气池商品化快速建造技术，推进市场化进程； 研究秸秆干发酵沼气技术，提高和稳定产气率； 研究秸秆中热值气化及相关技术，提高气化效率和应用范围； 研究秸秆直接燃烧热利用技术及装置，拓展秸秆利用领域。 因此，“十五”研究发展方向主要有下述几个方面： （1）高效沼气和发电工程系统研究 其目的是提高禽畜粪便沼气池的产气率，使之由目前的2.2m3/m3.d提高到3 m3/m3.d以上；沼气发电每千瓦时沼气消耗量由0.6－0.7 m3/kWh下降到0.5左右。 研究的关键技术包括：高效能厌氧装置系统；升流式固体反应器工艺中SRT的控制；内燃机改装技术；发电机余热用于沼气池加温的技术；固液分离技术等。 秸秆干发酵及其配套技术 研究秸秆厌氧发酵及集中供气技术，提高秸秆发酵的转化效率，实现秸秆厌氧发酵转换技术的规模化和商品化。关键技术包括：好氧发酵与厌氧发酵工艺配合技术和干发酵最佳发酵条件；优良菌种筛选及最佳发酵条件；低含水量、高活力“保护剂”筛选和厌氧启动菌剂的保存技术；促进细菌快速繁殖的“激活剂”技术等。 组装式沼气发酵装置及配套设备和工艺技术 其目的是适合我国规模化养殖中占绝大部分的（几千到万头猪）养殖场沼气工程建设需要，研究沼气池商品化快速建造技术，实现沼气池的工厂化生产，化施工，促进大中型沼气工程产业化和市场化发展。主要研究内容包括：组装部件的研究、设计（材料、规格等）；组装部件的生产设备；密封材料的研究、选择及生产技术；工程中的现场组装技术等。 中热值秸秆气化技术 针对目前低热值热解气化技术的不足，开发出适合我国农村应用、技术上相对成熟、安全、燃气热值接近城市管道煤气、投资适中的秸秆气化集中供气技术，燃气热值达到11.7－14MJ/N m3，燃料利用率达到80％，杂质含量达到国家标准。技术包括中热值气化装置和燃气净化技术及装置等。 移动式秸秆干燥粮食工艺及成套设备 研究开发以秸秆为燃料的移动式粮食干燥成套设备，在充分开发利用秸秆能源的同时，满足我国粮食干燥加工的需要，减少环境污染。并使成套设备达到商业化水平。其主要技术包括：便于运输和田间作业的移动式干燥加工粮食工艺；秸秆半气化高效燃烧技术；秸秆燃烧无烟化处理技术；移动式秸秆燃烧炉；移动式粮食烘干机。 秸秆直接燃烧供热系统技术 这在发达国家已经开始应用，其特点是秸秆处理利用量大、热能利用率高，不仅可以供应生活用热水，而且可以作为企业工艺热的来源。 综合开发利用模式 以“四位一体”模式和“能源－环境工程”技术为代表的能源综合开发利用模式得到了快速发展，表明以多能互补、综合利用、产生综合效益为特点的可再生能源与农业生产其它技术的优化组合模式具有很强的生命力。因此，随着生物质能和农业各方面技术的不断进步以及农村经济的发展，需要不断开发探讨新的生物质能综合利用模式。 2015年的发展趋势主要为： 进一步提高生物质能转换技术的效率； 生物质能发电技术； 生物质供热技术及装置－生活及生产用； 生物质热电联供技术； 与上述技术相关的配套技术及设备等 生物质成型燃料成全球“香饽饽” 在我国遭遇“成长的烦恼” 与煤油气燃料相比，以农林剩余物为原料的生物质成型燃料，不仅减排低、效能高，还能弥补城市集中供热的短板，在未来新能源战略中占据重要地位。 我国拥有丰富的固体生物质资源，产业前景广阔，但受当前政策不完善等因素制约，生物质成型燃料遭遇“成长的烦恼”。一些业内专家认为，在新一轮能源大战中，生物质成型燃料有望成为我国的一张王牌，政府应加大培育力度，推动其发展壮大。 全球新能源市场中的“香饽饽” 生物质成型燃料是将农林生物质原料(包括农作物各种残余物、林木枝叶及加工剩余物、草类、粪便等)进行加工，使其具有人们方便使用的形状、大小和密度。同其他形式的生物质能利用技术相比，生物质成型燃料技术因生产过程简单，其产品更容易直接使用。根据国际能源理事会预测，到2020年，在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%，而生物质成型燃料则占生物质能利用的60%。 北京大学中国持续发展研究中心宋波说：“与其他新能源相比，生物质成型燃料具有适应性广、经济性强等优点。不仅燃烧性能好，热值高，还便于运输和实现自动化控制，可广泛用于中小企业生产、城镇和农村家庭取暖，而价格则相当于燃油的50%，相当于燃气的70%。此外，由于生物质成型技术可以与资源的收集半径相对应，因此生物质成型燃料能实现适度的规模经济，比其他能源转化方式加工成本低，热效率高。” 两院院士石元春介绍，在生物质能源中投资最少、社会效益最高的就是木质生物质成型燃料。进入21世纪后，随着化石能源价格连续攀升，各种可再生清洁能源开发受到高度重视，生物质成型燃料在世界范围内进入快速发展阶段。一些农林生物质资源丰富的国家，已将生物质成型燃料作为新能源战略规划的发展重点。 目前，欧盟各国都建立了生物质成型燃料相应的行业标准、技术规范和产品标准，产业发展已经进入了成熟商业化的快速发展阶段。据统计，去年全球生物质成型燃料销售量达1.8亿吨，市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下，生物质成型燃料产业以年均18%的速度高速成长，已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。 位于长春的吉隆坡大酒店多年来深受集中供热无法达到要求的困扰，从去年开始，酒店改用生物质固体颗粒燃料锅炉供热。在该酒店的锅炉房内，记者看到了正在使用这种燃料的两台锅炉。这种燃料是用山上的树毛枝、枝丫材、树皮等林业“三剩物”压制而成，每公斤热值能达到4500大卡，相当于柴油热值的1/3。 锅炉房的孙师傅算了一笔账，从去年使用生物质成型燃料锅炉后，酒店内供热效果得到明显改善，在4.5万平方米的供热范围内，房间温度能到达24摄氏度，大大高于之前18摄氏度的室内温度。由于这种燃料减排效果好，还实现减排二氧化碳2000多吨。同时还为酒店降低了运营成本，总共为酒店节省各种费用560多万元。在吉林省，像吉隆坡大酒店这样受惠于生物质成型燃料的单位正在增多。 新能源产业遭遇政策瓶颈 这些天，吉林省长春市高新技术开发区的一些企业因为同一个难题头疼不已。由于这些企业地处城市边缘，在城市集中供热管道中处于末端，供热经常达不到要求。不仅职工生活受到影响，企业生产用热也经常得不到保障。由于是城市供热管道固有的结构性问题，长春市供热公司对此也无能为力。 为了解决这一难题，高新区的天和富奥等企业找到了宏日新能源公司，希望利用对方的生物质颗粒锅炉实现供热稳定。宏日公司的供热负责人表示，生物质颗粒锅炉是分散式供热，可以根据厂区面积灵活安置锅炉，供热能力完全能达到要求，而且二氧化碳减排量接近零。 然而，就在双方开始筹备项目运作时，却被长春市环保局喊停。因为按照规定，在城市集中供热区不准上马40吨以下的中小锅炉，而宏日公司的新能源锅炉均在两吨左右，于是双方的合作不得不搁浅。 宏日公司董事长洪浩说，长春高新区遇到的供热困境在全国很多地区都存在，“前段时间在济南高新区考察，也遇到类似问题。集中供热无法满足各企业的要求，而政府又不准分散式供热进入。冬季用热高峰还好，夏季供热需求少，高新区供热公司的65吨的锅炉仍在赔钱运转。结果用户不满意，供热公司在亏损。” 宋波分析认为，生物质成型燃料在长春、济南两地的遭遇折射出这一产业当前所处的尴尬境地。虽然越来越多的人认识到生物质成型燃料的好处，但一些政策性瓶颈却阻碍了该产业进一步壮大。对中小锅炉准入“一刀切”只是其中的一个方面，市场广阔的生物质成型燃料正在丧失巨大的发展空间。 除了供热之外，生物质成型燃料在政策层面也并未受到太多“青睐”。国家十大节能减排工程中没有生物质成型燃料的身影；上个月建设部出台再生能源建筑应用示范县工程中，把太阳能和地源热泵列为可供选择的两种可再生能源，却把农村最为丰富的生物质成型燃料资源排除在外；很多专家和政府官员持有“农村的生物质能源应主要用于解决农村能源需求”的观点。 洪浩认为，“无论政府，还是基层，当前对生物质成型燃料的认识局限性还很大，一些政策的制定也不够周全，没有看到这一产业的巨大前景和价值”。 完善政策漏洞推动新产业做大做强 洪浩表示，虽然发展生物质能源最终还要依靠市场，但当前我国的生物质能源产业还处在发展初期，各个环节都不够完善，缺乏龙头企业的带动，行业标准也不健全。在这种情况下，政府应该重点进行扶持，帮助企业做大做强，形成产业链条，带动产业化发展。等生物质成型燃料产业成型后，政府再退出。 宋波表示，由于生物质成型燃料供热恰好能满足城市集中供热的不足，政府应该在城市供热领域为这个产业发展创造一个空间，而不能采取一刀切的行为，实行“市场禁入”。比如在一些城市集中供热的“盲点”，可以允许生物质成型燃料供热进入“生物质成型燃料供热并不是要取代集体供热，而是后者的一个有益补充。” “以供热为例，当前很多供热问题是由于管道供热不足引起的，这就给分散性供热带来很大的发展空间，但在传统观念中很容易把分散性供热理解成分散性燃煤供热，会带来污染环境的问题。当年政府出台政策不允许40吨以下的中小锅炉进入，正是基于这种考虑。但随着新能源的出现，能效高、无污染的新能源正在成为分散性供热的原料，这一政策也需要调整。”洪浩告诉记者。 吉林省安全生产监督管理局副局长丁喜忠建议，当前很多城市规定不允许烧散煤，但是一些地方却照烧不误，其中一个重要原因就是没有合适的替代品。一些城市每年要求改造的锅炉名单一大串，但仅一味地拆烟囱并非上策，实际效果也有限。他建议，国家政策扶持不妨从锅炉补贴入手，通过“堵”“疏”同步的办法，通过补贴引入生物质成型燃料等清洁能源，做到经济效益和环境效益并举。国家还应该把生物质成型燃料列入节能减排计划，因为工业用能比较集中的食品加工、医药等企业，很多都面临集中供热不足的问题，而这正是生物质成型燃料的优势所在。 生物质能利用前途广阔 行业稳步发展 生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源之一，具有可再生、来源广阔、无污染等优点，包括中国在内的许多国家都在不断努力利用高新技术开发利用生物质能源，逐渐减少对石油、煤炭等矿物能源的依赖。我国年产生物质资源约50亿吨，其中秸秆、禽畜粪便、薪柴和城市垃圾的资源量约为9亿吨，每年约有3.6亿吨以上的秸秆以直接燃烧方式被烧掉，1.2亿吨作为牲畜饲料和工业原料，1.2亿吨左右还田。生物质的直接燃烧利用方式，不仅利用率低，而且燃烧不充分还会对环境造成污染。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产出多种清洁燃料。 从国内外现已相对成熟的生物质能转换利用技术及其经济性，以及近期国内的发展趋势和潜力等方面考虑，目前普遍被认同可作为能源资源使用的生物质能主要包括五类：林木采伐剩余物和林业加工剩余物、农作物秸秆和农业加工剩余物、人畜粪便和工业有机废水、能源作物和城市生活有机垃圾。在我国，随着农村的城镇化、农业生产的集约化及农民生活现代化的发展，由于生物质能的“可再生”性，及其规模化、高效化、优质化、清洁化利用技术的发展，生物质能的转换利用已成为满足新时期环境保护和可持续发展要求的必要途径之一。 我国目前生物质能转换利用的主要技术类型包括气化集中供气、气化发电、直接燃烧供热、压块成型和制取生物燃料等。随着生物质转化技术的发展，各领域出现了一些以技术开发、设备生产和工程施工为一体的企业和科研单位，形成产业乃至行业的大发展。 1、作物秸秆气化集中供气 我国已建成的村级秸秆气化集中供气站的供气规模一般都在100～1000户之间，气化率或热能转换率多大于70％，燃气低位热值大于4600千焦/标立方米。据不完全统计，2002年底全国气化站的保有量400余座,年产生物质燃气1.5亿立方米。目前我国有40余个企业、技术服务公司(包括科研开发研究单位)可承担农作物秸秆气化集中供气站的设计与建造。 2、生物质气化发电 我国研发的生物质气化发电系统一般在160千瓦～2兆瓦左右，发电机组单机的装机容量为200千瓦以下，总效率约为17％。每千瓦容量的投资约10000元，每度电发电成本0.3元。目前国内在运行的生物质气化发电站有15座。 3、生物质直接燃烧供热 我国农作物秸秆直燃供热锅炉的研制已取得成功，并向设备的规模化、系列化以及产品的市场化方向发展。锅炉效率大于65％，排烟含尘浓度小于200毫克/标立方米，排烟黑度小于林格曼1级。 4、生物质压块成型 生物质压缩致密成棒状、块状或颗粒状，以便于储存和运输。其利用炭化装置可将压缩成型的燃料炭化，使其成为特殊用途的燃料。由于压缩技术工艺所限，在生产过程中仍产生污染现象，尤其热挤压工艺更为明显。另外，大多数压缩过程均采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，运行成本高，所以很难形成规模效益。但就技术而言，已走向成熟，在开拓生物质固体燃料利用领域，将成为必要的技术手段。 5、生物质制取生物液体燃料 由植物纤维素类、淀粉类、蔗糖类作物等生物质资源转换制取生物乙醇和利用油料作物制取生物柴油等产品的技术，国家发改委和科技部目前已分别立项进行研究和开发。目前在生物乙醇方面，我国已颁布了《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项产品国家标准。国家发改委批准4个示范工程，分别在黑龙江、吉林、河南和安徽4省进行示范，以陈化粮为原料生产燃料乙醇，并由石油部门合成车用乙醇汽油在当地加油站试点销售。 开发生物质能 发展能源农业 　　一、能源农业的概念和利用方式 　　农业是人类以固定、转化太阳能，获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主，利用绿色植物进行光合作用，将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物,种植业又叫初级生产。在光合作用中，每固定1克分子CO2，大约吸收209.3×104J的日光能，光合产物中有46.9×104J的能量以化学能的形式固定下来。其余的162.4×104J的能量在固定CO2过程中,以热能的形式消耗掉了。由于人类培育了高产、高效、优质的农作物品种，为植物生长创造良好的生产条件，农业生产中植物固定太阳能的效率大幅度提高。植物光合作用效率，一般在肥沃地区可达到1％－2％，在贫瘠荒凉地区仅0.1%，人工精心管理的农田生态系统有过6%－8％的记录。[1]养殖业、农产品加工业则是以转化太阳能为主,又称次级生产。养殖业生产的动物产品（肉、奶、蛋、毛、皮等），在转化过程中大量的能被消耗掉了,一部分以粪便形式排出，一部分能量以尿和气体（甲烷、氢）能形式排出。在农产品加工中，除了提取主要产品外，还有大量的能量在排出的废水、废物中。农产品转化过程中的畜禽粪便，农产品加工排出的废水、废料都可作为生物质能源加以开发利用。 　　所谓能源农业，就是以生产能源为目的的农业。能源农业以生物质能源为主要开发对象，它包括四种能源利用方式： 　　（一）直接燃烧方式 　　直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固型燃料燃烧四种情况。其中，固形燃烧是新推广的技术，它把生物质固化成型后，再采取传统的燃煤设备燃用。其优点是充分利用生物质能源替代煤炭，可以削减大气CO2和SO2排放量。 　　（二）物化转换方式 　　物化转换方式包括三方面，一是干馏技术；二是气化制生物质燃气；三是热解制生物质油。其中，气化制生物质燃气技术推广面积较大，群众易于接受。 　　（三）生化转化方式 　　生化转化方式有两种，一是厌氧消化制取沼气；二是通过酶技术制取乙醇液体燃料。 　　（四）植物油利用方式 　　能源植物油是从油脂植物和芳香油（还原式烃）植物中提取的燃料油，经加工后，可以替代石油使用。 　　二、发展能源农业的重大意义 　　（一）拓宽农业服务领域，增加农民收入 　　恩格尔指出：在收入增加的时候，食品及生活必需品的支出占收入增加的比例递减。随着经济的增长，人们基本生活需求得到满足后，消费热点将转向享乐型的产品，从而市场将减少食品、衣服的消费份额。进入新世纪后，我国居民消费结构发生了很大变化，恩格尔系数降到38％。2002年城市居民收入增长2020元，人均食品消费只增长109元，占新增收入的5％，增加的因素主要是外出吃饭开支和烟、酒、茶的开支。对粮、油、肉、菜的消费开支下降，粮食人均消费金额下降83元。油10.1元，肉25.3元，菜12.4元。由于边际消费递减规律的作用，出现了农民收入增长难现象。 1997年以来，农民收入中来自农业的收入一直没有增长，农民增收主要靠工资性收入，2002年工资性收入占农民纯收入的34.5％，2003年增加到36％。这个经济规律告述我们：农业必须扩大服务领域，向农业的深度和广度进军。农业不仅提供食品和纤维，还应提供能源和其它化工、医药等产品。发展能源农业为农业拓宽了服务领域，同时也为农民增收开辟了新途径。［3］ 　　（二）缓解我国能源短缺，保证能源安全 　　我国从1993年进口原油3000万t，成为原油净进口国，2000年进口达7000万t，2003年进口1亿t。预计到2020年，中国的GDP可能达到5万亿美元，能源需求25亿t到30亿t标煤，其中石油缺口1.6-2.2亿t。[4]开发生物质能源不但可行，而且非常紧迫。农业要抓住这个契机，提出能源农业的发展战略，并把它发展成为一个大产业。 　　（三）治理有机废弃物污染，保护生态环境 　　当前我国环境污染形势非常严峻。对环境污染最严重企业仍是养殖企业和农产品加工企业。2003年通报点名批评的十家排污大户，8家是农产品加工企业。据国家环保总局2004年第1周（2004年1月5日～2004年1月11日），全国主要水系73个重点断面水质自动监测站八项指标（水温、pH、浊度、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、氨氮和总有机碳）的监测结果表明：Ⅰ～Ⅲ类水质的断面为39个，占53.4%；Ⅳ类水质的断面为10个，占13.7%；Ⅴ类水质的断面为6个，占8.2%；劣Ⅴ类水质的断面为18个，占24.7%。Ⅳ类以上劣质污水河流占46.6％。水体污染中，农产品加工企业排出污染物的约占1／2。特别是，劣Ⅴ类水的河段，农产品加工企业污染贡献率更高。［5］全国人大2003年对《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》执法检查，对农村固体废物污染问题提出严厉批评。据调查我国畜禽养殖场的粪便产生量达17.3亿吨。80％的规模化畜禽养殖场缺乏必要的污染治理设施，畜禽粪便未经处理直接排入环境，严重污染空气和水体。［6］我国温室气体排放已严重影响我国气候变化。国家气象局局长秦大河介绍，中国科学家预估了未来中国气候的变化：第一，中国气候将继续变暖。到2020至203O年，全国平均气温将上升1.7℃；到2050年，全国平均气温将上升2.2℃；当大气中二氧化碳浓度加倍时，全国平均气温将上升2.9℃。第二，中国气候变暖的幅度由南向北增加。到2030年，中国西北地区气温可能上升1.9-2.3℃。第三，中国不少地区降水出现增加趋势，东南沿海增加值最大。长江中下游地区出现变干的趋势，华北和东北南部等一些地区出现继续变干的趋势。 　　（四）广泛应用生物技术，发展基因工程 　　生物技术在培育能源作物，培育高效酶微生物方面大有作为。国外用转基因方法获得柴油油菜新品种；用转基因技术获得分解秸秆纤维生产酒精的工程菌。转基因技术应用于能源作物和能源微生物上，不受基因标识的限制，而应用在食物方面要求标识，因而受到很大限制。为了促进学科发展，生物技术可选择能源作物和能源微生物方向大力研究和应用。 　　三、实施能源农业的重大工程 　　（一）沼气计划 　　沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物发酵生成以甲烷为主的可燃气体。沼气发酵过程可分为两个阶段，即不产甲烷阶段和产甲烷阶段。沼气发酵产生的三种物质，一是沼气，以甲烷为主，是一种清洁能源；二是消化液（沼液），含可溶性N、P、K，是优质肥料；三是消化污泥（沼渣），主要成分是菌体、难分解的有机残渣和无机物，是一种优良有机肥，并有土壤改良功效。沼气的生成物有很高的应用价值。很多人称：“沼气百利，而无一害”。 　　沼气发酵有四个特点： 　　1、沼气微生物自身耗能少 　　沼气发酵过程中，沼气微生物自身繁殖需要的能量是好氧微生物的1／30－1／20。对于基质来说，大约90％的COD被转化为沼气。 　　2、沼气发酵能够处理高浓度的有机废物 　　好氧条件下，一般只能处理COD含量在1 000mg／L以下的废水，而沼气发酵处理废水COD含量可以高达10 000mg／L以上。如表1所示，各种农产品加工废水，都可作为沼气发酵的原料。 　　表1 农产品加工转化企业排放水质特性［7］原料名称 　　PH值 COD／mg.L-1 BOD/mg.L-1酒精醪液 　　白酒废水 　　黄酒废水 　　制革废水 　　柠檬酸废水 　　淀粉废水 　　豆制品废水 　　造纸黑液 　　制药废液 　　乳品加工废水 　　高浓度啤酒废水 　　味精废水 　　糖蜜酒精废水 　　猪粪水 　　鸡粪水 　　奶牛粪水 　　3－5 　　3.7－5.8 　　3.5－4.0 　　8－10 　　4.0－4.6 　　4.6－5.3 　　3.5－5.0 　　11－13 　　4.0－6.0 　　3.5－7.5 　　3.5－6.0 　　1.5－3.2 　　4.4 　　7.0－7.8 　　6.5－7.5 　　7.2－8.2 30 000－60 000 　　11 400－130 000 　　9 400－30 000 　　3 000－4 000 　　10 000－40 000 　　3 000－12 000 　　10 000－20 000 　　106 000－157 000 　　5 000－40 000 　　2 000－11 000 　　9 000－43 000 　　20 000－60 000 　　40 000－150 000 　　11 000－26 000 　　43 000－77 000 　　70 000－116 285 15 000－30 000 　　5 800－67 000 　　5 000－15 000 　　1 500－2 000 　　6 000－25 000 　　1 000－7 000 　　7 000－12 000 　　34 500－42 500 　　2 000－18 000 　　1 000－75 000 　　7 000－33 350 　　10 000－30 000 　　20 000－60 000 　　7 000－13 000 　　17 000－32 000 　　3、能处理的废物种类多 　　沼气发酵可以处理人、畜粪便，作物秸秆，农产品加工企业的废水、废渣等。沼气发酵除去了90％的有机质，余下的部分再经过耗氧处理，便可达到国家排放标准。 　　4、沼气发酵受温度影响较大 　　沼气发酵可分为高温（50－600C）、中温（30－350C）和常温（自然温度）。高温发酵处理能力最强，中温次之，但需要一定的热能来维持所需要的恒定温度。 　　沼气计划应包括农村户用小型沼气和大中型沼气两个部分。 　　农村户用小型沼气技术已比较成熟，目前主推的是埋地圆柱形水压式沼气池，并已制定出国家标准（GB 4750－84、GB 4751－84、GB4752－84）。这种沼气池解决了进料和出料的矛盾，可以连续生产。农民不需冒生命危险去掏出沼渣。北方在沼气池上加盖塑料大棚，使沼气与养猪种菜相结合，组装成“四位一体”模式，成功的解决了冬季沼气发酵问题。各地从当地实际出发，把沼气与农民致富奔小康结合起来，形成生态家园富民计划，大大推进了农村户用沼气的发展，国家已列入西部大开发计划。为了使农村户用小型沼气更符合国家经济建设和社会全面发展，建议：1、国家进一步加大投资力度，满足广大农民的需求；2、突出重点。一是解决生态脆弱区农民的燃料问题，巩固退耕还林成果，治理风沙危害。二是解决南方血吸虫高发区的虫卵处理问题。沼气发酵可以彻底处理血吸虫虫卵。据卫生防疫部门检测结果：在沼气池内，血吸虫卵秋季22天，冬季40天内，死亡100％。通过沼气池的建设把厕所、畜圈连接起来，人、畜粪便进入沼气池，经过沼气发酵，杀死虫卵，切断血吸虫传播链。 　　大中型沼气主要用来处理城市污水、高浓度工业有机废水、人畜粪便及生活垃圾。近20年，世界各国积极发展大中型沼气，创造出许多新的工艺，随着高效、常温厌氧消化工艺的开发，大中型沼气技术日臻成熟。我国不少企业兴办沼气，开展综合利用，取得了显著的经济效益和生态效益。如河南省南阳酒精总厂（天冠集团）先后建造了三座大型沼气池，集中处理了酒精醪液，形成了日供气4万m3的能力，满足了南阳市4万户的生活用气，污染排放接近于0，实现了社会效益、经济效益和生态效益三赢，形成了循环经济模式。北京市蟹岛度假村，建了一座的沼气池和一座150亩水面的污水处理系统，度假村内部生活垃圾和人畜粪便全部进行厌氧消化，产生的清洁能源供炊事用气，消化液和沼渣作优质肥料用于生产无公害农产品。生活污水处理后达到一级排放标准，回潅农田。整个度假村实现了污染0排放。当前我国环境污染日益严重，大中型沼气是消化有机污染物的最有效方式。国家要把发展大中型沼气列入发展计划，制定促进大中型沼气发展的优惠政策，调动企业建设沼气的积极性，使我国大中型沼气的发展出现一个良好发展的新局面。既生产可再生能源，又促进污染环境的治理。 　　（二）酒精计划 　　酒精学名乙醇，是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，结构是C2H5OH。酒精生产方法有化学合成法和生物发酵法。化学合成法酒精含杂质较多，其应用受到限制。生产上主要采用生物发酵法。制造酒精的原料可以是淀粉质原料、糖蜜原料、纤维原料和亚硫酸造纸废液。 　　酒精是一种清洁能源。少量使用可代替四乙基铅和ETBE（乙基叔丁基醚）作汽油的防爆剂。大量使用则可与汽油混合制造汽油醇作汽车燃料。汽油醇作燃料可减少汽油燃烧对大气的污染，还可增加汽油辛烷值，提高燃烧效率。 　　2001年4月8日原国家计委和国家质量监督检验总局宣布我国将全面推广使用汽油醇。《变性染料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家标准已于4月2日公布。2002年6月30日起，在河南省郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔宾、肇东等5个城市开展试点，试用汽油醇获得成功。2004年2月10日国家发展和改革委员会继续扩大试点，黑龙江、吉林、河南、安徽四省除在全省范围内扩大试点，还调出燃料酒精销售到辽宁、河北、山东、江苏。2005年底上述省、市基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。从１９０３年算起，酒精作为汽车燃料已经有近百年的历史了。２０世纪的前半期人们给予酒精两次关注， “一战”期间，参战双方都重视酒精的战略意义。“二战”期间，燃料酒精得到了较大规模的推广。到了２０世纪５０年代，随着石油的大规模开采利用，高成本的酒精逐渐被人们淡忘了，直至１９７３年的世界石油危机。巴西、美国率先推行了“汽油醇计划”。汽油醇来自英文“ＧAＳＯＨＯＬ”，是指在汽油中加入一定比例的变性酒精形成的混合燃料。这是一种清洁实用的燃料。１９７５年，巴西政府在世界上首倡“汽油醇计划”，１９７７年正式以２０％酒精比例在首府圣保罗市实行，１９８０年提高到２２％的比例在全国推行。如今，巴西年产酒精１０００万吨，其中９７％用于汽车燃料。目前，巴西是世界上惟一不供应纯汽油的国家。２５年来实施的“汽油醇计划”给巴西带来了３大收益：“形成了独立的经济能源运行系统，刺激了农业、酒精工业及相关行业大发展，大气和生态环境显著改善。”美国用法律来强制推行“汽油醇计划”，鼓励汽油醇的生产和消费。从１９７８年至今，美国已通过数十项法案，从能源、交通、税收、环保、农业等方面，对汽油醇予以支持。一些盛产玉米的州也自行立法，要求在州内必须使用汽油醇。目前，美国燃料酒精的年消费量约为５００万吨，根据汽车发动机的类型将酒精加入汽油有两种比例，汽油发动机的加入量为５％～１５％，专用发动机的酒精比例为８５％～１００％。据美国有关部门的调查，使用汽油醇作为燃料，可明显降低汽车废气的排放，一氧化碳排放量降低２０％～３０％，二氧化碳降低２７％。除有利于环保外，汽油醇的推广也为美国带来了可观的综合效益。以１９９７年为例，全年美国汽车燃料共使用酒精５１２万吨，转化玉米１５００万吨，占美国当年玉米总产量的７％，为社会提供了１９．５２万个就业机会，并使联邦政府多收入３６亿元。美国国会还通过了一项法案，要求未来１０年内大力发展酒精工业，将每年燃料酒精的使用量增加到１０００万吨。从８０年代起，德国、荷兰、加拿大、瑞典等发达国家也开始了汽油醇的推广。到１９９５年前后，英、法、南非、古巴、泰国等越来越多的国家也纷纷加入到这个行列中。 　　为什么要推广汽油醇，还有一个迫切的问题，就是汽油的添加剂问题。汽油在汽车发动机的汽缸内燃烧时由于汽缸内氧气不足，燃烧不完全，机器强烈震动，从而使输出功率下降，机件受损，这就是汽油的抗爆性。反映汽油抗爆性的数字指标叫辛烷值，就是人们通常说的汽油的标号，如“９０＃”、“９３＃”汽油，指的就是这些汽油的抗爆性，指数越高，抗爆性越好。改善汽油抗爆性的办法就是在汽油中添加其他化学制剂。过去普遍加入四基乙铅，结果生成的是含铅汽油，由于铅对人体的危害，四基乙铅从１９９７年在世界上被禁止使用。目前普遍使用的是ＭＴＢＥ（甲基叔丁基醚），由于它的生产难度大，包括我国在内的许多国家都是依赖进口。近年来，科学研究发现了ＭＴＢＥ的缺点：它不易分解，对地下水有一定污染；它有少量气味，使驾驶者不舒服，可引起恶心、眼睛疼、出现疱疹等反应。美国最近已通过一项“清洁燃料法案”，将在今后４年内禁用ＭＴＢＥ。目前，代替ＭＴＢＥ的“最佳化学品”就是酒精。酒精的作为一种添加剂，没有毒性、无污染，也无须进口。［8］ 　　（三）秸秆能源利用计划 　　秸秆能源利用计划包括两个方面：一是秸秆气化：二是秸秆致密成型燃料。现分别介绍： 　　1、秸秆气化 　　秸秆气化广义上又称谓“生物质气化”，是指生物质在缺氧状态下燃烧，使生物质发生化学反应，生成高品位、易输送、利用效率高的气体燃料。生物质由碳氢化合物组成，在生物质气化的过程中经过热解、燃烧和还原反应，转化为一氧化碳和氢等可燃气体。我国每年可再生生物质约11.45亿t，其中作物秸秆6.7亿t。因此，开发生物质气化燃料，应以农作物秸秆利用为重点。农业部已在全国几百个村进行了秸秆气化、集中供气的试点，取得了比较理想的效果。特别是农民致富奔小康，热切需要使用清洁能源，改变村庄卫生面貌，秸秆气化使农民由烧柴变为烧气，适应了农民的要求，因而受到农民的欢迎和肯定。［9］ 　　2、秸秆致密成型燃料 　　秸秆致密成型燃料是将秸秆粉碎，送入成型器中，在外力作用下，压缩成需要的形状，然后作燃料直接燃烧。也有进一步加工制成生物碳。 　　国外如丹麦、德国、比利时、美国、日本等，改性技术已经成熟，实现工厂化生产，主要用于取暖炉、锅炉发电等。我国由河南农业大学、山西万发炉具厂联合开发的生物质成型机已用于生产。生产的致密成型燃料，用于取暖、小型锅炉。经测定，各种排放都大大低于煤，是一种洁净的可再生能源。［9］ 　　（四）能源作物培育计划 　　能源作物是指以提供制取燃料原料或提供燃料油为目的的栽培植物总称。能源作物作原料制取的燃料油有很多优点：燃烧后比矿物能源对环境污染少，是一种低硫燃料，而且不增加CO2排放量；比核能使用安全；比风能、地热使用广泛；可进行降解等。因而成为国际上开发的热点，并称之为“绿色”能源。 　　能源作物可分为4类：①以制酒精为目的的一年生或多年生作物，如玉米、甘蔗、甜高粱、甘薯、木薯等；②以生产燃料油（如生物柴油、烃类物质）为目的的植物，如油菜、绿玉树等；③用于直接燃烧的植物；④可供厌氧发酵的藻类或其它植物。 　　促进能源作物发展的条件在我国已逐渐形成：①人类对资源无限制的开采与利用带来了资源枯竭和生态危机；②化石能源燃料燃烧使所产生的物质严重污染了环境，带来酸雨、温室气体、全球变暖等诸多问题；③农业服务领域过窄，农民增收乏力。作物科学工作者要抓住能源作物发展的机遇，大力研究和培育能源作物。 　　能源作物的培育方法，除常规技术之外，还应大力采用生物技术。充分利用能源作物无禁区的优势，使生物技术在能源作物的培育中大放异彩。生物技术培育转基因能源作物是把作物作为生物反应器，充分利用植物的生物合成能力，大规模生产廉价能源原料。在培育糖类物质方面，将细菌的ADP葡糖焦磷酸化酶基因转入马铃薯，可以使淀粉含量提高60％。