《石灰产业大讲堂》008期|“零碳”生产石灰的“能源革命”

一、  前 言

能源是人类社会生存与发展的物质基础，随着经济社会的发展，对能源的需求不断增长。而受传统能源供给资源匮乏，资源不可再生性等多种因素的限制，已经难以适应绿色、双碳及可持续发展的要求。

而且，世界各国在高速发展经济的同时对环保的要求也越来越高。全世界都在从保护人类自然资源和生态环境出发寻求一种新的清洁、安全、可靠的可持续发展能源体系 。

那么，又该如何破局呢？“新能源”一定是破解危机的重要手段。人类一直有一个能源自由的梦想。当前最热的能新源技术就是可控核聚变，有人把它的重要性比作人类发现了火种。但可控核聚变何时能够商用，科学界的判断永远是“还需要50年”。

其实，在我们已经拥有的各类能源中，有很多能源的潜力并没有被好好挖掘。在目前可以应用的新能源中，最廉价、获取成本最低、取之不尽的能源首推“太阳能”，但是，获取太阳能量的装置投资也是巨大的，而且也只能转化为电能一种能源。那么，有没有不用投资太阳能的接受装置而且可以获得太阳的能量的方法？

有一种能源，只要太阳还在，只要地球上的绿色植物还在，它就永远不会枯竭。这就是继煤炭、石油、天然气之后人类的第四大能源——生物质能，而且可以直接获取。

生物质是指一切有生命的可以生长的有机物质，包括所有植物、微生物、以植物和微生物为食的动物及其废弃物。而由生物质直接或者间接通过光合作用产生的能量，便是生物质能。所以，本质上，生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的一种能量形式。

于是，在能源领域，掀起了一场以生物质资源研究与开发的“新旋风”，有望打破以化石燃料为基础的传统资源为限制的发展模式。

  二、“新能源”的前生与今世

“新能源”，又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。今天我们就来先说一说，能改变人类未来发展的重要新能源－“生物质能”，而且重点介绍一项能够自给自足获取优质廉价生物质能源的新途径、新方法。

什么是生物质能？

生物质（biomass），根据国际能源机构（IEA）的定义，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，与化石能源不同，他们是来自于新近生存过的生物。

生物质能的本质是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。

通俗的说，就是太阳能以化学能形式，贮存在生物质中的能量形式。生物质能是以“生物质”为载体的能量。生物质又大多源于绿色植物的光合作用。我们也可以理解为生物质能是太阳能主要的吸收器和储存器。生物能源通过光合作用，把太阳能聚集在一起，而这些能量就是人类发展不可获缺的新能源。

与太阳能、风能一样，生物质能也属于可再生能源，它可以转化为电力与热能，并将在未来的能源供应中发挥巨大作用。与风能和太阳能不同的是，生物质能极易储存，人们可以存储诸如稻草、木材或液态肥料之类的原材料，并在必要时再将其转化为其他能源。比如:生物质可转化为常规的固态、液态及气态燃料.

所以，生物质能源的蕴藏量极其丰富，生物质能就成了取之不尽、用之不竭的一种可再生能源，也是唯一一种可再生的碳源。我们可以总结为，绿色环保、无污染的可再生资源。

而且，生物质能也是最有产业化和规模化前景的可再生能源，在各国的能源结构中占有重要地位。科学家和各国政府对生物质能源给予了极大关注，采取各种举措促进生物质能源新技术的开发研究 。

生物质能有哪些特点？

零碳排放、稳定供给、储量巨大，这是生物质能的三大特点。同时，生物质能还具有以下特征：

（1）、贮量丰富和可再生性，保证能源的永续利用；

（2）、环保性，在生物质能源利用过程中显著降低了CO₂排放，对减少温室效应有积极意义，在利用转化过程中还可以减少硫化

物、氮化物和粉尘等的排放

（3）、生物质能源具有普遍性、易取性，生产过程较为简单；

（4）、在可再生能源中，生物质是唯一可以储存与运输的能源；

（5）、生物质具有分布分散、能量密度小、热值低和成分复杂等缺点。

    生物质能的来源有那些？

从古代人类使用木材生火烹饪，到如今人们使用现代技术利用生物质能进行发电和生产燃料，人类利用生物质能的历史已有数千年之久。

所以，生物质是一个巨大的能源，它的来源主要有“薪柴、木质废弃物、农业秸秆、牲畜的粪便、制糖作物废料以及城市垃圾和污水、水生植物等”。

目前生物质能，作为国际公认的零碳可再生资源，已经通过发电、供热、供气等方式，应用于工业、农业、交通生活等多个领域了，并且是其他可再生能源无法替代的。

由此可见，相比于煤、石油、天然气等不可再生能源的形成时间和来源。生物质的来源要更广泛一些。

    生物质能有哪些开发和利用途径？

生物质能源的开发与利用是把各种生物质原料通过不同途径转化为高附加值的生物质能源、生物材料、石油产品替代品及副产品等环境友好产品的全过程。

生物质能源转化利用途径包括燃烧、热化学法、生化法、化学法和物理化学法等，可转化为二次能源，分别为热力或电力、固体燃料 （木炭或成型燃料）、液体燃料（生物柴油 、甲醇、乙醇和植物油等）和气体燃料（氢气生物质燃气和沼气等）。

三、我国生物质能源的应用现状与趋势

欧洲国家早已经把生物质能作为低碳能源的重要内容，我国相对不足。为缓解能源压力，我国有关生物能源和生物材料产业研究已有多年历史，已经把生物质能利用作为建设我国低碳能源的重要内容。我国的生物质能主要来源于农业废弃物及农林加工废弃物、薪柴、城市生活垃圾等。我国生物质能潜在资源量非常巨大，利用现代生物质技术，开发生物质能源意义重大，前景十分广阔。积极发展生物质能源，加快实施石油替代战略，改变我国传统的能源生产和消费模式，不仅有利于缓解能源危机和保障能源安全，其特殊意义还在于有助于解决“三农问题”，还可以有效缓解环境压力，实现能源战略、农业增收和环境保护的“多赢”。

从最初国家发改委就我国生物燃料产业发展作出的统筹安排可以看到: 计划“十一五”实现技术产业化，“十二五”实现产业规模化，2015 年以后大发展。

从国家中长期发展规划目标中也可以看到：

2020年，可开发生物质能量至少达到15亿吨标准煤，其中30 % 来自传统生物质，70 %由能源农林业提供，届时我国生物质能源消费量将占到整个石油消费量的 20 % 以上，生物燃料产业也将更具国际竞争力。

从近期的相关产业发展政策也更能够看到前景：

不久前，由中国产业发展促进会生物质能产业分会编制的国内首份《中国生物质能产业发展年鉴》(以下简称《年鉴》)正式发布。《年鉴》显示，我国生物质能未来发展市场前景广阔。