我国农业生物质能利用现状及发展前景

正一、我国农业生物质能资源种类(一)秸秆我国农作物秸秆产量每年近7亿t,而农产品加工业的废弃物则高达8000多万t。近年来,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以提供能源为主的能源作物已逐渐成为农业生物质能的一大资源。考虑到农作物秸秆可获得性的特点,预计我国农业生物质资源可转化为能源的农作物秸秆资源量为3亿t,折合标准煤为1.5亿t。(二)畜禽粪便     

黄河三角洲边际性土地资源开发与生物质能源研究

黄河三角洲具有丰富的后备土地资源,将边际性土地开发与生物质能源发展相结合,有利于该区土地资源合理利用和生物质能原料的高效、可持续供应。在深入分析黄河三角洲水土资源和农村生物质能源利用现状基础上,结合国内外生物能源研究现状和最新进展,探讨了甜高粱、菊芋、柳枝稷和蓖麻等能源植物在黄河三角洲盐碱化土地规模化种植的必要性与可行性,并从技术、政策和市场等方面提出了促进黄河三角洲生物质能发展和边际性土地开发的几点关键建议,对当前黄河三角洲水土资源科学开发具有指导性意义。     

中国发展能源农业的环境效益的定量评价和地理分布格局分析

在总结现有估算方法的基础上,从减少大气污染物排放、减少农村面源污染和生态效益3个方面建立环境效益的评价模型,利用已有统计资料和数据,定量评价了我国发展能源农业的潜在环境效益,并分析了其地理分布格局.研究表明:(1)中国农村生物质能蕴藏丰富,2007年我国农村生物质能源总蕴藏量和理论可利用量分别达30.88×108tce(折标煤,t)和5.98×108tce.生物质能源的利用理论可以减少排放SO2 1 674.33万t,NOX 246.57万t,CO2 15.50亿t,CH47 524.35万t,总N 626.01万t,总P467.96万t,通过使用沼气从而减少砍伐森林2 123.99万hm2.(2)中国发展能源农业的环境效益总体上分布不均,省际差异较大.西南、东北地区及河南、河北、山东等省是环境效益较大的地区,效益最少的地区主要分布在上海、北京、天津、青海、宁夏和海南.     

生物质能源的今昔与未来

生物质能源被称为“零碳能源”,可为应对气候变化、保证能源独立和经济增长作出重要贡献。我国《生物质能发展“十二五”规划》显示,中国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤,目前已利用量约2200万吨标准煤。在全球范围,直到201 4年6月,世界生物质能协会（WBA）才发布了目前第一份专门针对全球生物质能发展情况的统计报告。     

三江源区生物质资源沼气化利用潜力评价

分析和评价三江源区生物质能资源潜力,是建设庭院生态经济模式的基础。通过构建模型的方法,对三江源区的养殖业生产和牧区居民生活过程产生的畜禽粪便和人粪尿等生物质能源潜力进行了估算,分析结果表明,仅2011年,江河源区产生的牲畜粪便总量为5 819.31万t,人的粪便总量为135.92万t,合计5 955.23万t,如果进行沼气化利用,可产生沼气11.23～18.84亿m³,相当于7.97～13.38亿kg的标准煤,对三江源生态移民点和灾后恢复重建点发展能源型庭院生态经济模式具有重要作用。     

基于土地利用与功能角度的能源作物发展效益分析

通过结合非耕地、空闲地等土地利用现状,对能源作物在土地功能和价值中的作用及其在我国规模种植的可行性进行了分析。结果表明,我国存在大量可以种植能源作物的未利用土地以及边际土地,部分试点项目已经取得良好效果且继续开发利用潜力巨大。通过种植能源作物来生产和开发生物质能源,既是解决我国能源可持续开发利用的有效措施和新途径,也是深入开发土地资源功能、提高有限土地利用率的内在要求。     

生物质能源开发需要提速

中国在生物质能源方面显然有巨大的开发利用空间,据估计生物质资源量巨大,每年约有4.6亿t标煤可作为能源利用.然而目前我国生物质能的主要利用方式是农村家庭耗能和发电,生物质能发电虽然比例逐年提高,但发电量非常微小.生物质能拥有许多传统能源不具备的特点.首先,生物质能与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;并且,生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的二氧化硫及氮氧化物很少,作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;此外,生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气.     

山东省生物质资源及利用技术的系统评价

利用已有统计资料和数据,定量估算了山东省生物质资源的数量,并对生物质利用技术的评价方法进行了探讨。山东生物质蕴藏丰富,可开发潜力巨大,2010年,山东省生物质总蕴藏量和可利用量分别达1.15×108tce和0.477×108tce,其中,秸秆和林木剩余物所占比例高达50%以上,折合0.24×108t标准煤以上。从能源、经济和环境(3E)的角度出发,对生物质资源应用技术的系统评价方法进行了研究,以2 MW和6 MW生物质气化发电技术为例,从经济性角度分析,可考虑适当增加发电规模和提高上网电价以增加经济效益,从环境收益角度分析,2 MW生物质气化发电技术1年的CDM项目减排效益为64.464万元,6 MW为207.296万元,CDM机制可以对山东省生物质气化发电技术推广起到良好的促进作用。     

能源植物的开发利用与展望

随着矿石能源储量的减少,应大力开发和应用以能源植物为主的生物质能.生物质能具有资源容量大、清洁可再生特性.发展植物能源是解决矿石能源危机的可行措施,生物乙醇和生物柴油产业已在全球得到较快的发展,并受到中国政府的高度重视.综述了生物质能的利用方式和高产生物质植物、能源作物、类石油植物三类能源植物资源的发展情况,并对中国能源植物的研究展望.     

西安市主要农作物秸秆资源量估算及能源化潜力分析

[目的]正确评价西安市主要农作物秸秆资源量及其分布特性,充分认识西安市秸秆资源的开发潜力。[方法]以草谷比法为基础方法,对西安市主要农作物秸秆资源进行全面系统的估算,并分析各区县秸秆资源量分布。[结果]2015年西安市主要农作物秸秆理论资源量211.93万t,可收集资源量为175.95万t,可能源化利用量为149.55万t,可转化能源量82.35万t标准煤;小麦秸秆量占总量的55.4%,玉米秸秆占总量的43.6%,棉花、油菜占总量的1.0%。临潼、长安、户县的秸秆资源量分布较大,分别占比为18.0%、19.0%、17.0%。西安市年平均秸秆的化石能源替代量88.83万t,全部转化为经济价值相当于节约5.49亿元的煤炭消耗。[结论]该研究可为西安市秸秆资源的综合利用提供借鉴。     

山东省种植与养殖资源优化配置研究

针对近年山东省种植业和养殖业生产现状,以种植业废弃物资源产生量、养殖饲料需求量、养殖业废弃物产生量、养殖废弃物农田消纳限量为依据,根据资源利用最大化和环境影响最小化原则,分析山东省种植与养殖结构优化配置量化关系。结果表明,在现有沼气工程数量和耕地面积下,目前山东省的剩余有机废弃物农田消纳环境容量为8588万t,其中聊城市和临沂市的剩余空间较大,泰安市、济宁市、菏泽市、枣庄市、青岛市、潍坊市、烟台市也有较大的消纳空间,德州市、日照市、东营市都超过其自身消纳能力,其中东营市更是超过其自身消纳水平的30%。说明尽管目前山东省农田对畜禽养殖业所产生的有机废弃物有一定的消纳空间,但各地市之间存在明显的地区差异,这为今后山东省种养结合的优化发展提供理论依据。     

西藏农村生物质能利用与可持续发展对策（摘要）

[目的]为实现西藏农村能源的可持续利用提供理论依据。[方法]综述了西藏能源资源情况,分析了西藏农村生物质能利用的特点及潜力,并提出了西藏薪柴替代成略的可持续发展对策。[结果]西藏可再生能源十分丰富,主要有水能、地热能、太阳能、风能和以薪柴和畜粪为主的生物质能,而常规化石能源资源稀缺,石油、煤炭资源比较少,能源消耗以生物质能为主。这种低水平的传统的能源消费结构使脆弱的高原生态植被遭到破坏,致使生态环境恶化,水土流失加剧,土壤肥力下降。[结论]西藏未来的能源发展战略迫切需要改变目前能源的消费结构,积极实施薪柴替代战略,大力发展太阳能、风能、农村小水电替代目前以生物质能为主的能源消费结构,加快小城镇化进程,重点发展农村沼气,因地制宜,多能互补,减少因能源消费对西藏生态环境的破坏。     

阿克苏绿洲农业生态经济系统的能值动态分析研究

[目的]对新疆阿克苏绿洲农业生态经济系统2002～2007年的能值投入产出、能值产出率、环境负载率与能值可持续发展指标等进行系统分析.[方法]应用能值理论分析方法.[结果]该绿洲农业生态经济系统能值总投入、能值总产出均呈逐年增加趋势,2007比2002年能值总投入增加了50.7;,并以不可更新工业辅助能为主;能值总产出增加160.13;,其中以种植业和林果业产出增长较快;种植业结构从以粮食为主转变为以经济作物为主;能值产出率维持在较低水平,历年来均为0.05;环境负载率逐年增大,2007年达到8.32,是全国平均水平的2.97倍,可持续发展能值指标总体呈下降趋势.[结论]该绿洲环境压力较大,应该保护和开发可更新环境资源,合理利用不可更新资源,使系统处于可持续发展态势.     

以食用菌种植为纽带的循环农业模式

[目的]有效利用农业资源特别是对农作物秸秆和畜禽粪便的高效处理和利用。[方法]以山东久发食用菌股份有限公司为例,总结了以食用菌为纽带所建立的循环农业模式,并对该模式带来的经济、生态和社会效益进行了分析。[结果]以食用菌产业为纽带的循环农业模式主要是利用大量农牧业废弃物（麦秸、畜禽粪便等）发展食用菌产业,以培养料的规模生产加工销售为主导,实现区域内资金、技术、原材料、生产对象的最大集约化,吸纳更多的剩余劳动力从事食用菌生产;同时对产生的大量菌渣进行多途径的利用,不仅解决了食用菌生产中大量废弃菌渣的问题,而且进一步延长产业链条,增加从业者的收入,实现农业资源转化增值的最大化。[结论]该模式能充分利用农业生物质资源,减轻农业废弃物的环境污染,显著增加经济、生态和社会效益。     

新疆野核桃不同小叶数量复叶的生长特征

[目的]探索新疆野核桃不同小叶数量复叶的生长特征,为野核桃的研究提供基础资料。[方法]用米尺大样本测量新疆野核桃3种不同小叶数量复叶及其构件的长和宽,并用电子分析天平称量各构件的生物量。[结果]新疆野核桃复叶的长、宽、叶轴生物量和复叶生物量都随复叶的小叶数增加而增大;同叶序小叶的生物量随复叶的小叶数增加而减小。同种复叶的小叶长、宽和生物量随叶序增加而增大。叶柄长和顶小叶长差异不显著;复叶宽差异显著;复叶长、复叶生物量差异极显著。[结论]新疆野核桃复叶的大小和生物量均有较大的生态可塑性。     

2010年盛夏一次转折性天气过程诊断分析

[目的]分析2010年盛夏山东省滨州市一次转折性天气过程。[方法]从短期预报思路出发,着重从环流形势、物理量场及雷达回波等方面,对2010年8月4-5日滨州市大到暴雨、局部大暴雨过程的成因进行了分析。[结果]西风槽及冷空气是造成这次降水的触发机制,副热带高压边缘暖湿气流和高空低槽是造成这次降水的主要系统;这是一次典型的副高西北侧叠加西风槽的降水过程。前期持续高温,500 hPa冷空气使对流发展加强,是造成这次降水局地性强的主要原因。在预报暴雨中,比湿、K指数、SI指数是一个很好的物理量和参考指标;暴雨形成过程中K指数是一个增大的过程,暴雨结束或雨强减弱过程K指数明显减小,SI指数指示了对流性降水的发展。雷达回波分析发现,此次过程中短时出现了中气旋,由于在移动过程中很快减弱并消失,在滨州西部形成了强降雨和大风,没有生成冰雹。[结论]该研究为今后此类天气的预报提供经验。     

“7．18”山东暴雨过程分析III：WRF模式边界层参数化方案对物理量场的影响

[目的]分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中物理量场的影响。[方法]利用WRF模式3.4版本,选取不同边界层参数化方案对"7.18"山东暴雨过程进行敏感性试验,分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中垂直速度场、水汽通量散度场、相对湿度、对流有效位能和边界层高度等物理量场的影响。[结果]不同的边界层参数化方案对于暴雨过程中垂直速度场的空间分布及其中心强度具有显著的影响,从而使得降水中心的分布和强度发生变化。尽管不同边界层参数化方案模拟得到的水汽通量散度在水平分布与实际结果具有较好的一致性,但其在垂直分布、中心位置及其强度上存在明显的差异。不同边界层参数化方案引起的边界层高度和对流有效位能的差异与其引起的降水分布差异直接相关。[结论]WRF模式中不同边界层参数化方案对暴雨过程中不同物理量场模拟效果的影响较大,选择合适的边界层参数化方案能显著提高对物理量场的模拟效果。     

花生壳提取总黄酮后残渣的液化处理

[目的]对提取总黄酮后的花生壳残渣进行液化制取生物油,提高生物质的利用效率。[方法]在高压釜中乙醇作溶剂,高温对提取花生壳中黄酮类化合物后的残渣进行液化。[结果]通过对液化产物的物理性质、溶解度以及红外光谱的分析对比,表明液化产物的极性很大,流动性差、部分产物凝固,水溶性较差;固体剩余物比处理前变细,颜色各异但组成类同,液体产物基本相似,只有部分峰值位置和强度变化。[结论]直接浸提、超声波辐射法都是理想的总黄酮提取方法,但直接浸提法较好,是残渣处理的可行方法。     

五爪金龙在煤矿废弃地的栽培与应用研究

[目的]研究五爪金龙在煤矸石土生长的适应性,为煤矿废弃地植被恢复,减少环境污染提供理论和实践依据。[方法]将五爪金龙插条扦插于普通土壤和煤矸石土壤中,测定不同培养基下五爪金龙插条的存活、生物量和生物增长量。观察插条的出芽数及叶片总数。[结果]在煤矸石土壤中生长的五爪金龙插条扦插后第45天的生物量、出芽数、叶片总数,分别超过普通土壤中的36.96%、29.17%、37.59%,土壤中生长的生物量及叶片总数与对照组存在显著差异。[结论]五爪金龙适宜用于煤矿废弃地的植被重建材料。     

新疆野核桃不同小叶数量复叶的生长特征

[目的]探索新疆野核桃不同小叶数量复叶的生长特征,为野核桃的研究提供基础资料。[方法]用米尺大样本测量新疆野核桃3种不同小叶数量复叶及其构件的长和宽,并用电子分析天平称量各构件的生物量。[结果]新疆野核桃复叶的长、宽和叶轴生物量、复叶生物量都随复叶的小叶数增加而增大;同叶序小叶的生物量随复叶的小叶数增加而减小。同种复叶的小叶长、宽和生物量随叶序增加而增大。叶柄长和顶小叶长差异不显著;复叶宽差异显著;复叶长、复叶生物量差异极显著。[结论]新疆野核桃复叶的大小和生物量均有较大的生态可塑性。