生物质能是指通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在生物质中的可再生能源。我国生物质能资源丰富,主要包括森林能源、农作物秸秆、禽畜粪便和生活垃圾等。以下是对各类生物质能资源的详细分析。
一、森林能源
森林能源主要来源于薪材、林业生产过程中的残留物(如枝杈、木材加工边角料)以及专门种植的薪炭林。1980年前后,全国农村消费森林能源约1亿吨标准煤,占农村能源总消费量的30%以上,在丘陵、山区和林区,这一比例甚至超过50%。然而,过度樵采导致资源短缺:1979年合理提供薪材量为8885万吨,实际消耗量达18100万吨,超采一倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9万吨,但农村消耗量达21339万吨,供需缺口约7000万吨。薪炭林作为专门提供薪材的林种,1995年可供薪材2000万吨以上,但仍难以满足需求。
二、农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的主要副产品,也是农村传统燃料。1995年,我国农作物秸秆年产出量为6.04亿吨,扣除造肥还田及收集损失(约15%),可获得5.134亿吨。其中,除用作饲料和工业原料外,大部分作为农户炊事和取暖燃料,消费量约2.862亿吨。但传统直接燃烧方式效率极低,仅10%~20%。随着农村经济发展和农民收入增加,商品能源(如煤、液化石油气)逐渐替代秸秆,导致大量秸秆被废弃或直接焚烧,既污染环境又浪费资源。因此,推进秸秆优质化转换利用(如气化、固化、发电等)势在必行。
三、禽畜粪便
禽畜粪便是一种重要的生物质能源,主要用作沼气发酵原料。我国主要禽畜为鸡、猪和牛,根据其品种、体重和排泄量估算,目前禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,折合7840万吨标准煤。其中,牛粪5.78亿吨(折合4890万吨标准煤),猪粪2.59亿吨(折合2230万吨标准煤),鸡粪0.14亿吨(折合717万吨标准煤)。大中型养殖场(约6000多家)的粪便更便于集中开发,每天排出粪尿及冲洗污水80多万吨,年资源量1.6亿吨,折合1157.5万吨标准煤。通过厌氧发酵生产沼气,可实现能源回收和环境保护的双重效益。
四、生活垃圾
随着城市化进程加速,城镇垃圾产生量逐年增加。1991年和1995年,全国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和6.45亿吨,城镇生活垃圾量以每年约10%的速度递增。1995年,全国城市总数达640座,垃圾清运量10750万吨。生活垃圾成分复杂,主要包括居民生活垃圾、商业服务业垃圾和少量建筑垃圾,其构成受居民生活水平、能源结构、城市建设等因素影响。中国大城市垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高,食品类废弃物是主要成分,易降解有机物含量高。目前城镇垃圾热值约为4.18兆焦/千克(1000千卡/千克),具备一定的能源利用潜力,可通过焚烧发电、热解气化等方式实现资源化利用。
综上所述,我国生物质能资源种类多样、总量可观,但利用方式仍以传统低效燃烧为主,存在资源浪费和环境污染问题。未来应加强技术研发和政策支持,推动生物质能向高效、清洁、规模化方向发展。