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循環經濟與林木生物質能源(yuán)
循環經濟與林木生物質能源(yuán)
發布日期:2020-05-16
林木(mù)生物質能源是一種可再生能源,由於其資源產量豐富、無汙(wū)染、二氧化碳零排放,它又是一種清潔(jié)性能源。生物質能源依據是否可以大規模代(dài)替常規化(huà)石能源,可分為(wéi)傳統生物質(zhì)能源和現代(dài)生物質能源。事實上現代生物質能源(yuán)是通過(guò)對傳統生物質能資源的深度開發和利用,使其減少對環境中的碳排(pái)放,實現多級重複利用,屬於傳統生物(wù)質能源應用的進一步深化和發展。它的開發利用符合循(xún)環經濟“減(jiǎn)量化、再利(lì)用、資源化(huà)”的“3R原則”,它以清潔環保性、可再生性、技術可行性,特別是對常規化石能源的有(yǒu)效替代(dài)性等(děng)特點,備受(shòu)世界各國重視。但是(shì),在林木生物質(zhì)能源開發利用中,仍然會有副產物的產(chǎn)生,如果對這些副產物不通過合理的措(cuò)施(shī)進行(háng)控製(zhì),任其(qí)排(pái)放,將會造成資源(yuán)的(de)二次浪費和環境汙染,不符(fú)合循環經濟的要求。因此,在對林木質(zhì)資源、能源植物等原料的選擇時(shí),必須結(jié)合我國特殊的國情(qíng),選擇適宜的林木質原料(liào),以突破原料資源對林木生物質產業發展的瓶頸製約。
(1)林木生物質固體成型(xíng)燃料與循環經濟
第一,經濟效(xiào)益和社會效益。林(lín)木生物質固體成型燃料是以(yǐ)林木質資源、林木加工廢(fèi)棄(qì)物(鋸末、刨花等)為原料,在(zài)高溫高壓或常溫高壓條件下將粉碎的林木質顆粒壓縮成高密度、高熱值、儲存方便的燃料。它作為清潔性的可再(zài)生能源,完全可以應用到(dào)工業和日常生活用能中去,尤其適合於廣大農村地區的農民生活和生產用能,因為薪(xīn)柴、秸杆和煤炭仍然是(shì)農民生活(huó)中最為常用的燃(rán)料。而林木生物質固體成型燃料與農村常規能源(薪柴、秸(jiē)杆(gǎn)、煤炭(tàn))相比,不論是在燃燒熱值、燃燒效率上,還是在儲運便(biàn)利(lì)程度、燃燒汙染程度上都要略勝一籌,麻豆影视传媒文化新能(néng)源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆(kē)粒機專業(yè)壓製固體生物質成型燃(rán)料。
從燃燒熱值上看,林木質固體(tǐ)成型燃(rán)料熱值與薪柴相同,均保持在3500-5000大卡/kg,但由於薪柴來源樹種(zhǒng)不同使得具體熱值(zhí)有所(suǒ)差異。農村生活用煤熱值一般保持(chí)在3000-5000大卡/kg,秸杆熱值最低;從(cóng)燃燒效率上(shàng)看,由(yóu)於目前在廣大農村地區仍然以傳統方式對秸杆和薪柴直燃做飯和取暖,這(zhè)使得燃料效率較低,通常不會高於(yú)20%(王瑩,2007)。相對而言,林木質固(gù)體燃料的燃料(liào)效(xiào)率可以超過90%,比生活用煤的燃燒效率還(hái)要高;從儲存便利程度上看,林木質固體燃料是通過物理(lǐ)的(de)轉化方式將較為鬆散的、能量密度(dù)較(jiào)低的原料加工形成的高能量密度的塊狀固(gù)體(tǐ)燃(rán)料,它具有能量密度高、體積小、儲存方便的特點(diǎn),如比較常(cháng)見的木質煤和木質炭(tàn)產品,可以像常規煤炭產(chǎn)品一樣在不同區域間進行市場交易,它們對農村地(dì)區(qū)的秸杆(gǎn)、生活(huó)用煤能夠形成強有力(lì)的替代(dài)。秸杆、薪(xīn)柴等傳統生物質資源分布較為鬆散、運輸困(kùn)難、儲存也需要(yào)占用較(jiào)大空間;從燃料汙染程度上看,林(lín)木質(zhì)固體燃料屬於可(kě)再生能源,燃料效率高,幾(jǐ)乎(hū)不會產生S02,汙染程度較低。農村生活能源消(xiāo)費中50%以上的來(lái)源於秸稈、薪柴的低效率直接燃燒,還有部分依靠煤炭提供,它們已經成為農村C02、S02等汙染物排放的主要來源,直接影響農民的生(shēng)活質(zhì)量安全。
因此,林木生物質固體(tǐ)燃料的推廣與使用,一方麵可以節約農(nóng)村勞動力為收集(jí)薪柴而付出的時間,優化農村勞動力結構;另一方麵又可(kě)以(yǐ)節約農民的能(néng)源消費支出,間接增加農民收入。隨著(zhe)林(lín)木生(shēng)物質能(néng)源開發利用規模的加大,將會延伸林業產(chǎn)業鏈,帶動二、三產業的發展,加速農(nóng)村產業結構的(de)調整,增加農民就業機會和致富渠道。待林木生物質能源終端產品成熟(shú)走向市場(chǎng)之後,必然像沼氣(qì)一樣給農民帶來實實在(zài)在的效益。以沼氣為例,目前推廣的“豬一(yī)沼一菜”、“豬一沼一魚”、“豬一沼一稻”等循環農業生態模式,就帶動了生產水泥、砂石、密封塗料建築建材(cái)業等行(háng)業的發展(zhǎn)。戶用沼氣池在廣(guǎng)大農村的推廣與應用,使生產沼氣用具和沼氣設備的工業企業、農副產品深加工、物流、科技服務等(děng)行業都迅速發展起來。目前,戶用新型沼氣池全年可節(jiē)省2000kg薪柴或節(jiē)煤100kg,可節(jiē)支300元,節電200KW.h,電費節支I50元;在生產投資方麵(miàn),戶用沼氣池一年生產的沼肥相當於50kg硫酸銨、40kg過磷酸鈣和15kg氯化鉀(jiǎ),化肥節支300元;沼液預防和防治病蟲害,農藥節支50元。僅農民的生活、生產的開(kāi)支,使用沼氣的農戶每(měi)年可節省(shěng)開支800元左右,相當於農民的純收入,這筆資金又可以用於擴大再生產(張穎,2009)。
第二,生態效益。首先,加工林木生(shēng)物質固體成型燃料需要大量的原料資源,為了保證持續的原料供給(gěi),各地(dì)區將會根據立地(dì)條件和氣候條件適當發展(zhǎn)薪炭林、能源林,特別是利用我國荒山荒地、沙(shā)區、鹽堿地(dì)等宜林地區培育具有較好外部性(xìng)經濟性的能源林、薪炭林(lín),這(zhè)在無形中(zhōng)加快(kuài)了這些地區造林綠化的速度,提高了森林資(zī)源覆蓋率,有效地促進了植被恢複,促(cù)進了(le)生態係統的修複與改善。其(qí)次,林木質固體成型燃料在廣大農村地區的推廣與使用,能夠減少秸杆、薪柴等資源的消耗,間接降低了農民上山砍伐(fá)薪柴的次數,保護了(le)植被,減少了水(shuǐ)土流失。使得農作物秸杆等傳統生物質資源能夠有更大的空間(jiān)進行循環再利用,經濟係統可以更加和諧的融入到自(zì)然生態(tài)係統的物質循環過程中,因為秸杆中含有豐富的氮、磷、鉀等元素和有(yǒu)機質,順利還田可以(yǐ)增強土壤肥力。最後,經過固化成型的林木質燃料可以繼續(xù)進行深加工,如可以加工生產機製木炭,它可(kě)以對天然木炭形(xíng)成有效的(de)替代;炭中不含致癌物質,適合食品熏烤;通過對木質炭進行二次活(huó)化加工,可以(yǐ)生產出合格的工業活性炭,用於冶(yě)金(jīn)還原物和滲碳劑:作為(wéi)吸附劑(jì)可以在環保工業發(fā)揮效用(yòng);炭粉一方麵可以施田來提高地溫、地力和防(fáng)病蟲害,一方麵可以生產各(gè)種型炭,成本較低,具有很強的市場競爭力。
(2)生物質液態燃料與循環經濟
生物質(zhì)液態燃料主要包括生物(wù)燃料乙醇和生(shēng)物柴油,目前它們是對常(cháng)規化石能源實現有效替代的可再生能源(yuán)產品。它作為(wéi)可再生能源的重要組成部分,在其生產開發利用過程(chéng)中,它並非是完全不汙染(rǎn)環境的,它同(tóng)樣麵臨許多(duō)難題。
在燃料乙醇生(shēng)產過程(chéng)中,受(shòu)獲取信息的限製這裏以紅薯製乙醇為例進行分析(xī)。如(rú)用紅薯製取燃料(liào)乙醇,由於(yú)紅薯自身有果膠含量,在給後續的“三廢”處理帶來(lái)一定的難度。此外,在其生產(chǎn)過(guò)程中還會產生廢渣酒糟,如果不及時加以處(chù)理的話,就會腐敗變質,既浪費了資源(yuán),又嚴重(chóng)汙染了周圍的環境。酒糟具有(yǒu)極(jí)高的營(yíng)養價值,它不僅含有豐富的蛋白質和18種氨基酸,還含有豐富的磷(lín)、鉀等(děng)無機元素及戊(wù)糖、總糖和脂肪等成分(fèn)。利用酒糟能生產有機肥料,發酵有機肥的含氮量達3%,含磷量1%,有機質含量超過70%,各項指標均符(如薯類、高(gāo)粱等)合國家標準。酒糟與(yǔ)無機氮磷肥聯合施用可提高土壤的肥(féi)力,增加土壤的保蓄水分的能力,可以增加小麥的產量。利用酒糟還可以進行厭氧發酵生產沼(zhǎo)氣,酒糟中營養物質含量豐富,隻是pH偏低,對其進行適當的處理,則可避害興利,如可進行厭氧發酵(jiào),進行資源化處置,實現循環經濟。
生物柴油是一種(zhǒng)優質的石化柴油替代(dài)品,在其生產過程中會產生副產物丙三醇(甘油),隨著(zhe)生(shēng)物柴油的規模化發展,甘油的合理利用成為生物(wù)柴油(yóu)產業發展的關鍵問題之一,因為少量的溶解於生物柴油中的甘油將會使與之接觸的橡膠零件如橡膠膜、密封圈、燃油管等逐漸降解。但對粗甘油的(de)有效(xiào)再利用(yòng)則有利於降低生物柴油的生產成本和解決環境汙染問題。粗甘油可以通(tōng)過相應工藝路線轉化為1,3丙二醇、環氧氯丙烷、乳酸、聚羥基脂肪酸脂、氫、二羥基丙酮和(hé)1,2.丙二醇等具有市場(chǎng)前景的高附加值產品。經過磷酸中和得到甘油半成品,再經過乙醇結晶、分子間(jiān)蒸餾得到高純度的(de)醫藥級甘油(yóu)產品。副產物通過合理利用(yòng),市場前景發展廣闊(kuò),既節約了資源,又避免了環境汙染。在循環經濟理論指導下進行的林木生物(wù)質能源開發利用,將有效避免其生產過程中由於工藝設備條件等原因造成的再汙染,能夠(gòu)充分(fèn)利用有限的資(zī)源,降低工農業(yè)的生產(chǎn)成本,符合我國可持續發展的要(yào)求,是(shì)人與自然和諧共生的生態經濟模式的重要體現。
麻豆影视传媒文化新能源不但生產銷售壓製生物質成型(xíng)燃料的木屑顆粒機、鋸末製(zhì)粒機設備,而且還大量銷售(shòu)楊木木屑生物質顆粒燃料。
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