1、我国生物质能资源
我国拥有丰宫的生物质能资源,据测算,我国理论生物质能资源50亿吨左右。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。然而,由于农业、林业、工业及生活方面的生物质资源状况非常复杂,缺乏相关的统计资料和数据,以及各类生物质能资源间以各种复杂的方式相互影响,因此,生物质的消耗量是最难确定或估计的。鉴于它目前对全球能源需求所做的贡献超过其他任何形式的可再生资源,对其进行简单定量分析和描述是非常必要的。 近年来,高产的能源作物作为现代生物质能资源已引起广泛关注,如甜高粱、甘薯、木·薯、芭蕉芋、绿玉树、巨藻等,众多科研机构和科技企业参与其中,以大力发展我国的生物质能资源,将为生物质能源产业化提供可靠的资源保障。
1.1传统生物质能资源
1.1.1农作物秸秆
我国作为一个世界上的农业大国,农作物的种类很多,而且数量也较大。水稻、玉米和小麦是三种主要的农作物,其产生的废弃物,秸秆是我国主要的生物质能资源之一。1995年,我国农作物秸秆总产量为6.04亿吨,可获得系数为85%,约5.13亿吨,相当于3.1亿吨标准煤,其中水稻、玉米和小麦秸秆约2.5亿吨标准煤,占秸秆总产量的84.3%左右。近年来,随着农村经济的发展,我国的农作物秸秆产量也在逐年递增,平均年增长率为2.33%。如1980年,生物质能资源量约为2亿吨标准煤,到1995年达到3.1亿吨标准煤。按此增长率,到2000年,我国生物质能资源量应达到3.4亿吨标准煤。 在我国,农作物秸秆主要作为生活燃料,饲料、肥料和工业原料。据不完全统计,在1995年农作物秸秆6.04亿吨总产量中,其中约有15.0%,即0.91亿吨的秸秆被用来直接还田造肥;有25.0%,即1.51亿吨的秸秆被作为饲料;约9.0%,即0.54亿吨的秸秆被用作工业原料。除此之外,约51.0%,即3.08亿吨的农作物秸秆可以作为能源用途,其中已有1.9亿吨的农作物秸秆被中国农民在民用炉灶内直接燃烧用来炊事和取暖,其余约1.2亿吨则被废弃在田间地头或在田间直接焚烧掉,不仅浪费了资源,也严重地污染了环境。
1.1.2薪柴
薪柴是几个世纪以来人类所用的主要能源,它不仅可用于家庭,”还可广泛应用于工业。我国有1.286亿公顷森林面积,森林覆盖率13.4%。根据统计数据,我国现有林木积蓄量达8亿立方米以上.据1989年的森林资源调查,我国有444万公顷的薪炭林,占森林总面积的3.72%。在一项国家植树计划中,到2000年,我国将再种植600万公顷薪炭林,也就是说,届时我因的薪炭林总面积将达到l,000万公顷。据估计,我国在“七五”期间年平均薪材产量约为1.23亿吨,约折071亿吨标准煤;“八五”期间年平均薪材产量为1.7亿吨,约折0.98亿吨标煤. 以上是以理论合理采樵所估算的结果,而薪柴的实际消费量要大得多,主要因为过度采樵所致。70年代,农村生活燃料严重短缺,造成林木植被破坏,薪柴的过耗量已由9,000万吨,生态环境日趋恶化.至90年代中期,由于我国能源工业的发展,尤其是乡村煤炭工业、农村电气化和可再生能源的发展,缓解了农村能源短缺的局面,薪柴的过耗量降为3,000万吨。据调查,1995年共有4800万户农民以使用电炊、液化石油气、天然气、沼气等优质能源为主要的或部分的生活用能。
1.1.3禽畜粪便
禽畜粪便是另一类生物质能资源,资源量与畜牧业生产有关.从畜禽粪便的可获得性来分析,我国主要的畜禽是牛、猪和鸡。根据这些畜禽品种和体重等因警以及畜禽平均一昼夜的排粪量,可以估算出1995年全国畜禽粪便可获得资源的实物量为8.5亿吨,折合0.78亿吨标准煤.目前,可收集用于生物质能生产的禽畜粪便资源主要来自大中型畜禽养殖场.据估算,1995年我国大中型养殖场粪便污水可获得量16亿吨,约1150万吨标准煤. 但是,我国的禽畜粪便很少用于能源消费,主要用于农业肥料,只在西臧、青海、宁夏和内蒙等少数民族地区由于燃料短缺,才通过风干宜接燃烧的方法利用禽畜粪便为燃料,约1000万吨.此外,有少量用作农村沼气原料,约700万吨. 而我因大中型奶牛、猪、鸡养殖场约有6000多家,每天排出的大量粪尿及冲洗污水80多万吨,是环境的一个主要污染源.但目前处理的数量还很有限,目前,全国只有20%的粪便污水受到不同程度的厌氧或耗氧处理,其中采用沼气厌氧工程的仅为10%左右,多为养牛场和养猪场,80 %左右的养殖场则直接将粪水排人各类水体环境.
1.1.4工业有机废弃物
工业有机废弃物可分类为工业固体有机废弃物和工业有机废水两类.在我国,工业固体有机废弃物主要来自木材加工厂、造纸厂、糖厂和粮食加工厂等,包括木屑、树皮、蔗渣、谷壳等。工业有机废水资源主要来自食品、发酵、造纸工业等行业. 我因的木材加工生产线都是跑车带锯制材生产线,锯材规格质量较差,合格率仅为50%左右。如按平均原木出材率为70%、据材利用率为60%计算,1995年全国木材剩余物的数量应为3,700万立方米,约占木材生产总量的55%。 1995年,我国造纸业纸浆产量1,268万吨,机制纸和纸板产量2812万吨,估计消耗木材量约万立方米,产生的木材剩余物约万立方米。 1995年,我国甘蔗产量为6540万吨,主要集中在广西、广东和云南三省,其中70 %以上用作制糖业原料,甘蔗糖产量约450万吨,产糖率10.5%,蔗渣年产量约4,000万吨。 1995年,由粮食加工行业排出的谷壳量达4,000万吨,除小部分用于酿酒、饲料和能源外,其余绝大部分论为废弃物,成为该行业的环境负担。 1993年,工业规废水的COD年排放量约720万吨,其中约250万吨COD来自60亿吨高浓度有机废水.
1.1.4城市固体有机垃圾
随着经济的快速发展,近年来我国城市化水平提高很快,城市数量和城市规模都在不断扩大,到1995年,全国城市总数已达640个,其中小于20万人口的城市占有最大比例,占58.3%,20万~50万人口的城市有192个,占30%,而大于200万以上的仅有10个,占1.6%.与此同时,我国城镇垃圾的产生量和堆积量均在逐年增加,年增长率在10%左右,1995年,垃圾清运量达10.8亿吨。按年增长率在10%计,到2010年,城市垃圾资源总量将达到2.3亿吨。充分利用垃圾的资源价值,变废为宝,是今后中国大多数城市所要面临的问题之一。 城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物,成分比较复杂,其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。在我国,垃圾中有机成分一般在30~60%之间,最高达到95%,如深圳。总之,在经济发展快、城市化水平高的地区(如北京、上海、广州、深圳等),垃圾的分布及有机物、无机物成分构成已呈现向现代化大都市过渡的趋势。 我国垃圾处理起步较晚,垃圾无害化处理能力较低,曾出现垃圾包围城市的严重局面。近年来,环境卫生行业有了较大的发展,使城镇垃圾处理水平提高,垃圾包围城市的现象有所缓解。据1994年统计,全国城市拥有各种环卫机械约34,400辆,垃圾处理率达35.8%,建成无害化处理场609座,垃圾的无害化处理能力和处理率近几年来增长十分显著。“八五”期间国家即拨款近千万元、贷款数千万元用于开展城市垃圾堆肥、填埋、焚烧及资源化利用的科研、开发和示范项目的建设。 目前中国采用的垃圾处理场与资源化技术同世界其他国家一样,主要采用卫生填埋、堆肥、焚烧等方法,其中大部分城市垃圾采用堆放、简易填埋处理,卫生填埋、机械化堆肥、焚烧处理也有部分应用。