能源、经济、环境-第15部分
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在核能技术研发方面，建立了一批大型实验台架，进行了大量科研攻关和设计研究。成功建成了10MW高温气冷实验堆，掌握了一批技术发明专利。热功率65兆瓦，电功率20兆瓦的实验快堆正在建造过程中。正在实施大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项，力争到2013年左右，建成具有自主知识产权的20万千瓦模块式高温气冷堆商业化示范电站，2017年左右建成大型先进压水堆商业示范电站，将对提升我国自主创新能力起到重要推动作用。
5、我国核电发展政策
目前，国内对核电发展的认识逐渐统一。国家首次明确核电在国家能源结构中的战略地位，确定了“积极推进核电建设”的方针，为核电发展指明了方向。国务院批准发布的《核电中长期发展规划（2005…2020）》，明确到2020年，我国核电运行装机容量达到4000万千瓦、在建1800万千瓦的发展目标。核电占全部电力装机容量的比重从现在不到2％提高到4％。我国核电进入到批量化规模发展的新阶段。
在核电法规标准及核应急体系建设方面，我国已经初步建立了与国际接轨的核安全法规体系；成立了核电标准建设协调机构，全面启动了我国核电标准建设工作；建立了中央、地方、企业的三级核电应急体系。
在核电人才培养方面，国家有关部门正在制定核电发展人才规划，通过重点扶持部分高等院校核学科建设，逐步建立完善的核科学技术高等教育体系，持续培养和输送核工业高级专门人才；企业、高等院校及科研院所也正在抓住机遇，在科研、设计、燃料、制造、运行和维修等环节，及核电设计、核工程技术、核反应堆工程、核与辐射安全、运行管理等专业领域，大力加强各类人才的培养工作，提高待遇，做好人才储备。
此外，我国核电体制机制调整已有所突破，一批核电项目已经启动，我国核电发展的宏观环境良好。
第五节 生物质能
第五节 生物质能
1、生物质能的种类
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源：农业生物质能资源是指农业作物（包括能源作物）；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
沼气：沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。
2、生物质能发展现状
我国农业废弃物主要是：农作物秸秆，每年产量约7亿吨，可做为能源用途的约3亿吨，约折合亿吨标准煤；工业有机废水和畜禽养殖场废水资源理论上可以生产沼气800亿立方米，相当于5700万吨标准煤；薪炭林和林业及木材加工废物资源相当于3亿吨标准煤；城市垃圾发电每年可替代1300万吨标准煤；此外，一些油料、含糖或淀粉类作物也可用于制取液体燃料。初步估算，近期每年可以利用的生物质能源总量约为5亿吨标准煤。
2006年底全国生物质能发电累计装机容量220万kW，其中蔗渣热电联产170万kW；农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万kW。2006年，国家和地方发改委共核准39个生物质能直燃发电项目，合计装机容量万kW，投资预计亿元，2006年当年完成万kW。此外，2006年完成生物质气化及垃圾填埋气发电3万kW，在建的还有9万kW。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2，000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。目前用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2，000万立方米。兆瓦级生物质气化发电系统已经推广应用20多套，"；十一五"；期间，国家863计划支持建设了6MW规模的生物质气化发电示范工程。
我国生产燃料乙醇的原料丰富多样，如甘蔗、木薯、玉米等。近年来，在全国各地试种杂交甜高粱，获得了高糖高产品种，其每亩茎秆产量4吨以上。甜高粱茎秆汁液是生产乙醇的优质原料，"；十五"；期间，通过国家863计划的支持，已开发出利用甜高粱茎秆汁液、玉米秸秆类纤维素废弃物等制取乙醇的技术，并完成了中试装置的建设和研究试验，建成年产5000吨规模的甜高粱秸秆制取乙醇燃料工业示范工程及年产600吨规模的纤维素废弃物制取乙醇燃料技术中试设施。
生物柴油作为一种优质的生物液体燃料，是我国生物质能产业的一个发展方向，目前上处于试验研究及小规模生产与应用。存在的主要问题是成本过高。利用廉价原料和提高转化率是生物柴油市场化的关键，我国应重点研究以可再生含油植物为原料制备生物柴油。科技部以将生物柴油技术列入"；十一五"；国家863计划和国际科技合作计划。
此外，生物质致密成型、生物质裂解与干馏技术也取得了进展。
目前，可以采用如下方法利用生物质能：一是热化学转换技术，获得木炭焦油和可燃气体等品位高的能源产品，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；二是生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；三是利用油料植物所产生的生物油；四是直接燃烧技术，包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。从技术成熟性上看，目前我国生物质气化发电技术处于国际先进水平，而生物燃油特别是生物乙醇的研发、示范也取得了相当的经验。
热解气化技术。目前全国已经建设推广了100多个示范工程。生物质发电在我国已经有40年的历史，其主要原料是稻壳和谷壳，且主要用于大米加工厂。由于发电规模小，经济效益差，发展缓慢，发电规模一直维持在60～200kW。
直接燃烧技术。成型燃料热性能优于木材，与中质混煤相当，而且点火容易，便于运输和贮存，可作为生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉的燃料。
目前我国生物质能源开发存在多种问题。首先，新技术开发不力，利用技术单一。生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育没有突破性的进展。其次，由于资源分散，收集手段落后，我国的生物质能利用工程的规模很小；为降低投资，大多数工程采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，转换效率低下。最后，相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，多为低水平重复研究，最终未能解决一些关键技术。
另外也存在一些消极因素影响生物质能源产业的发展。第一，在现行能源价格条件下，生物质能源产品缺乏市场竟争能力，投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性，而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。第二，技术标准未规范，市场管理混乱。第三，目前，有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性，各级政府应尽快制定出相关政策，如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。第四，民众对于生物质能源缺乏足够认识，应加强有关常识的宣传和普及工作。第五，政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视，开发生物质能源是一项系统工程，应视作实现可持续发展的基本建设工程。
3、 生物质能前景分析
生物质能源有着较为广阔的发展前景。
首先，我国林业生物质能源原料丰富。在已查明的油料植物中，种子含油率在40％以上的植物有150多种，能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。
其次，可以利用边际性土地种植非粮能源作物。据专家介绍，我国存在约1亿公顷的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地，不宜种植粮食作物，但可以作为能源等专业植物种植的土地。按这些土地的20％利用计算，每年约生产10亿吨生物质，每年至少可产酒精和生物柴油约1亿吨。
第三，我国农林业的废弃物都可作为生物能源原料。我国每年生产粮食5亿吨，产生秸秆近7亿吨，这都可以成为生物能源的主要原料。此外，农业生产中的畜禽粪便，森林中的枯枝腐叶，城市的工业有机废弃物，城市生活中废弃的厨余垃圾、泔水等等，所有的有机物质都可以转化为生物能源。
根据生物质能资源可获得量，假设能源植物部分（制生物燃油）按2020年、2030年、2050年分别取可获得量的30％、50％、70％的利用率（综合考虑市场需求、技术经济性和政策等因素）计算；其他资源主要用于生物质发电，按2020年、2030年、2050年分别取可获得量的20％、40％、60％的利用率计算，发电效率按20％计算。那么到2050年我国生物质能资源可开发量接近10亿tce，其中能源植物（制生物燃油）亿tce，占到了30％以上的份额。未来50年我国主要生物质能的可获得量见下表。
未来50年我国主要生物质能的可获得量预测
2020年 2030年 2050年
生物质能可获得量 实物量 标煤 当量 实物量 标煤 当量 实物量 标煤 当量
单位 亿m3/亿t 亿tce 亿m3/亿t 亿tce 亿m3/亿t 亿tce
工业废水废渣（沼气） 200亿m3 280亿m3 320亿m3
禽畜粪便（沼气） 370亿m3 550亿m3 820亿m3
秸秆及农业加工剩余物
柴薪及林业加工剩余物
城市生活垃圾
小计
能源植物（制生物乙醇） 3 5
能源植物（制生物柴油）
小计
总计 6
资料来源：《2007年新能源行业风险分析报告》
折标煤系数（当量值）：工业沼气万m3；农业沼气万m3；秸秆8tce/t；薪柴；城市生活垃圾（）；乙醇；生物柴油。
tce（ton of standard coal equivalent）是1吨标准煤当量；是按标准煤的热值计算各种能源量的换算指标（标准煤是为了便于相互对比和在总量上进行研究而定为每公斤含热7000大卡的能源标准）。
预计，到2050年生物质发电量可达到5900亿kWh，按当量值计算相当于亿吨标准煤。按等价值计算相当于替代了2亿吨标准煤（占当年能源需求总量的）。生物燃油的意义更为重大，到2020年、2030年、2050年分别贡献了我国石油需求的、、可为我国的石油安全提供强有力的支持，也将为推动农村经济发展起到巨大的作用。
4、最有前途的生物质能之一——微藻
微藻是遍布全球水体的浮游植物，每年由微藻光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40％以上，在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。有些微藻把光合作用产物转化成油贮藏起来，在细胞内形成油滴。从这些微藻提取的油通过转酯化后可转变为脂肪酸甲酯，即生物柴油。还有一些微藻能够合成长链烯烃，也具有发展生物燃料的潜力。微藻和高等植物的油属三酰基甘油酯，都可作为生物柴油的生产原料。
与柴油相比，生物柴油除了具有较好的燃料性能、润滑性能和安全性能，还具有二氧化硫和硫化物排放低、不含芳香族烷烃等环保特性。
与一些产油植物相比，利用微藻生产生物柴油的优势在于以下几个方面：首先，微藻单位面积的产率高出高等植物数十倍；其次，微藻没有高等植物的根茎叶等器官分化，在缺氮等条件下，某些单细胞微藻可大量积累油脂，含油
