说说身边的几种生物质

2022-09-05 14:59:00

地球上生物质的种类有哪些呢?是否所有的生物质都可用于生产生物质能呢?在获知这些答案之前,我们必须了解构成生物质体的化学成分。生物质体主要是由诸如葡萄糖的糖类、淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪、水和一些无机盐构成的,其中能转化为生物质能的成分主要是糖、淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等。但并不是所有含有以上成分的生物质都可以用于生产生物质能,例如供我们食用的粮食、肉、禽、蛋等。能够作为能源的生物质称为生物质能资源,其基本条件是资源的容易获得和利用,主要有以下几类。

一、废弃农作物秸杆

农作物秸杆是指籽实收获后剩下的含纤维成分很高的残留物,包括禾谷类作物秸秆、豆类作物秸秆、薯类作物秸秆、油料作物秸杆、麻类作物秸秆以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆。农作物秸秆是世界上数量最多的一种农业副产物,我国是农业大国,也是秸秆资源最为丰富的国家之一。我国每年有大量的农作物秸秆被用于还田、生产饲料、造纸和生物质能资源,还有一部分秸秆被废弃于农田或就地焚烧,造成了严重的环境污染和社会问题。

随着农业现代化水平的提高,秸秆作为现代能源资源的利用率逐年提高。保守估计,2030年以后我国可利用的农作物秸秆资源量为4亿~5亿吨,折合2亿~3亿吨标准煤。我国秸秆资源的最大特点是既集中又分散,特别是一些粮食主产区几乎都是秸秆资源丰富的地区,东北三江平原、黄淮平原、江汉平原和四川盆地秸秆资源量几乎占全国总量的一半。因此,我国一些地区具备良好的规模化利用农作物秸秆的条件。但是也有许多地区秸秆资源量分布密度低,收集半径大,难以实现规模化利用。

二、林木剩余物

可用于能源用途的林业剩余物主要包括森林原木采伐剩余物和木材加工剩余物,各种林地中育林剪枝获得的薪柴量。根据2004~2008年的第七次全国森林资源清查结果表明,我国森林面积19545.22万公顷,森林覆盖率20.36%,活立木总蓄积149.13亿立方米,森林蓄积137.21亿立方米,天然林面积11969.25万公顷,天然林蓄积114.02亿立方米;人工林保存面积61.6884万公顷,人工林蓄积19.61亿立方米。每年各种林地剪枝量6525万吨,折合3720万吨标准煤。因此,我国可作为生物质能资源的林木剩余物总计约1.43亿吨,折合标准煤8143万吨。

实际上,目前相当部分的林木剩余物已被用作农民炊事燃料或复合木材制造业等工业原料。普通民用炉灶技术落后,效率低,污染环境,迫切需要采用高效清洁的技术取而代之,以便进一步提高资源利用率。森林采伐和木材加工剩余物作为加工复合木材的原料,具有较高的经济附加值,但用量不大。

三、禽畜粪便

禽畜粪便中含有大量的有机物,是一类重要的生物质资源,其资源量与畜牧业生产发展情况有关。除少数地方进行处理利用之外,80%的粪便污水被直接排放入各种水体环境之中,不仅浪费资源,而且成为环境的主要污染源之一。对于禽畜粪便生物质的主要应用方式是利用厌氧发酵技术生产沼气。

我国大中型奶牛、猪、鸡养殖场数以万计,禽畜粪便排放量巨大,可生产的沼气量数以亦十分可观。相对于固体生物质来说,禽畜粪便成分复杂,含水量高,能源利用率低,所以这些生物质作为能源利用的潜力不能简单地按总量计算。

目前我国禽畜粪便很少用于能源消费,只有少量被用作沼气发酵原料或被风干后燃烧。如果加以合理利用,每年可多生产500亿~800亿立方米沼气。这对于改善城镇生活环境,降低生活能耗,建设美丽洁净社区环境,提高人民生活质量具有重要意义。

四、废弃动植物油脂

废弃动植物油脂主要可用于制造生物柴油,是生物液体燃料一种重要原料资源,可分为生产性和生活性废弃油脂。前者主要指工业生产中常见的柴油、汽油、机油和化工油脂等剩下的下脚油渣,包括生产机械洗涤油、传动润滑老油等;后者主要指常见的植物油、动物油这两大类剩余和排放的废弃油渣和泔水油,包括煎炸废油、餐饮废油和地沟油。我国有大量的废弃动植物油脂尚未得到收集利用,既污染环境又威胁食品安全。

五、边际土地和能源作物

边际土地通常是指在现有条件下不具备农业开发价值、又不适合用作居住和建设用地的贫瘠劣质土地。为了实现规模化开发生物质能源,我国必须在“不与民争粮、不与粮争地”的基本原则指导下,探索开发利用各类适宜边际土地资源,因地制宜地种植能源作物和能源林木。

2008年环境状况公报,我国可供利用的边际土地大约为7923.6万公顷。这些边际土地可用于生产生物燃料的种植类资源既包括农业能源作物,也包括林业能源作物,还包括薪炭林、灌木林等传统能源林;另外部分地区已经开始尝试速生草的种植和利用。我国南方,特别是长江流域,有约866万公顷冬季闲置稻田,可用于种植油菜为生物柴油提供原料植物油。油菜为冬季作物,与粮棉争地的矛盾少。

能源植物通常是指那些具有合成较高还原性烃能力的、并可用于生产接近石油成分或可替代石油产品的植物,以及富含油脂或碳水化合物的植物,包含所有的陆地和海洋的植物。目前开发利用的重要能源植物主要是甜高粱、甘蔗、木薯、麻风树、光皮树、耶路撒冷菜蓟、黄连木、油楠、绿玉树和一些藻类。能源植物具有环保性能好、可再生、低成本、安全性和持续稳定性好等优点。

我国林业主管部门已制定了规模化建设木本油料林的规划。但是有效落实相关规划、集约化发展油料植物仍面临着不少问题,主要有优良品种及推广种植面积少,适生条件和实际可利用土地面积不清,规模种植情况下的产油率差异大等问题。

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