农林废弃物再利用研究进展与展望
1 农林废弃物的主要特点
农林废弃物来源于植物,主要是由C、H、O、N、S等组成,是植物光合作用的产物,与化石能源如石油、煤炭、天然气等相比,特点如下:
(1)可再生性。众所周知传统的化石能源属于不可再生能源,大量使用该种能源会面临严重的能源危机。农林废弃物来源于植物,可以通过植物的光合作用进行再生,与太阳能、风能、潮汐能等都属于可再生能源。
(2)可持续性。国家十二五提出了社会发展的可持续性,这其中也包括能源的可持续性。农林废弃物由于具有可再生性,因此,通过合理的利用、科学的规划可以实现其可持续性。
(3)资源丰富。我国是农业大国,生物质种类多样、分布广泛,资源丰富。研究统计表明,我国每年农林废弃物达到7亿多吨,可用作能源用途的约为3.5亿吨,折合1.8亿吨标准煤,资源丰富,发展潜力巨大。
(4)利用方式多样性。根据农林废弃物的特点,目前农林废弃物的利用主要是通过:采用热转化、生物转化等方法,将其转化为生物柴油、燃料乙醇等含氧燃料以替代化石燃料。还可以通过直接气化,将其转变为电能进行利用。
因此,农林废弃物再利用不仅具有可行性也具有必要性。大力提倡农林废弃物的再利用,不仅可以节约化石能源使用,缓解能源供给矛盾保障国家能源安全,同时也可以保护环境实现环境友好社会的需求,还可以增加农林地区人民收入解决“三农”问题,具有很好的社会意义和经济意义。
2 我国农林废弃物研究利用现状
农林废弃物作为生物质能的一部分,其开发和利用已经引起人们的广泛关注,是能源研究和环境领域的新热点。不同的废弃物资源具有不同的可能利用率。
我国自20世纪80年代以来,将生物质能源利用作为重点科技攻关,经过多年的技术研究和攻关,目前我国农林废弃物再利用主要有:
(1)农林废弃物气化发电。气化是指在高温下将废弃物与气化剂反应得到小分子可燃气体作用发电。除以秸秆为主要原料进行发电外,还有以林木声物质为主要原料进行发电。国能生物发电有限公司在山东单县、东营分别建设有2.5万千万的生物质发电厂;在沿海地区则主要以滩涂盐碱地耐盐碱灌木能源为原料进行发电,主要分布于大连以及内蒙古;在沙漠地区以灌木林资源农林剩余物为原料,不仅可以得到可再生能源,还有利于该地区在治沙、就业、经济等多方面的效益。
(2)木质成型燃料。主要是指通过直接燃料农林废弃物而获得热能,是目前农林废弃物利用的主要方式之一。将木质废弃物经高压,压缩成棒状、颗粒状的质地坚硬的成型物,该成型燃料可以用作锅炉、家庭取暖等,也可进一步加工成为活性炭。
(3)液化制备燃料乙醇。液化是利用化学方式将废弃物转换成液体产品的过程。液化主要包括直接液化和间接液化。直接液化是将废弃物放于高压设备中,添加催化剂在一定条件下液化成液化油,可以作为汽车用燃油;间接液化是把废弃物其化成气体,再进一步合成为液体产品,或者是利用水解法把生物质中的纤维素、半纤维素等转化为多糖再经发酵成为乙醇。
3 展望
国际上在农林废弃物的利用上主要是通过将其转化为电能、液体燃料和固体成型燃料,减少对化石能源的使用量,发展高效、清洁、低污染和低成本的气化发电、液化技术。我国在农林废弃物的利用上,主要是通过燃烧,能源利用率较低。我国未来在农林废弃物的利用上,需要以发达国家作为榜样,发展废弃物气化发电、液化燃料以及研究出低成本的利用技术和应用设备,大力推广高效、低成本、清洁等农林废弃物再利用技术。
4 结束语
我国是一个农业大国,农村人口占总人口的80%左右,在面临经济迅速发展时能源的需求也日益增加。开展农林废弃物的再利用,不仅可以减少化石燃料的使用量,增加可再生能源的利用比例,有助于社会的可持续发展,还可以增加农林地区农民的收入,有助于解决环境问题和三农问题,具有积极的社会意义和经济意义。
参考文献
[1] 日本能源协会编,史仲平,华兆泽译.生物质和生物质能源手册[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2] 徐庆福,王立海.林业生物质能源及其开发利用对策[J].森林工程,2006.
[3] 冯健雄,熊慧薇,幸胜平,欧阳玲花. 生物质能源的开发现状和前景[J].江西农业学报, 2007.
收稿日期:2011-06-24
作者简介:杨珏(1984-),女,助理工程师,研究方向:环境监测.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”