能源短缺与能源危机范文

时间:2023-11-24 10:28:33

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能源短缺与能源危机

篇1

能源是人类社会发展和世界经济增长的最基本的驱动力,也是人类赖以生存的基础。电能是人类利用能源的有效方式,极大地提高了人类社会发展水平。随着自然资源的不断消耗,能源危机日益临近,电能也面临着诸多困境。在这种情况下,积极探索中国电力产业发展方向具有十分重要的现实意义。

1 解决能源危机的根本出路在于新能源的开发和利用

能源危机的提法由来已久,一般是指因为石油、、煤炭、电力或其他自然资源等能源的供应短缺或者是价格上涨从而对经济发展带来不利影响。三次科技革命在迅速推动人类社会进步的同时,也造就了能源成为国家经济命脉。而地球上的有限能源,则注定了能源危机的必然性。自从进入工业革命之后,一些有识之士就敏锐的发现了能源危机的潜在隐患。但是在世界经济突飞猛进的发展过程中,能源供应一直没有出现严重的自然短缺问题,能源危机也就没有被充分重视。赵宏图[1]提出历史上的能源危机主要由供应中断或短缺而非资源性枯竭引发,近年来石油价格高企由需求主导,但尚未引发全球性能源危机。导致诸多全球性或区域性能源危机的因素更多来自政策和管理层面。因为政治或者政策的原因,小范围、小规模的能源危机已经爆发过数次。比如阿拉伯世界的石油禁运、主动减产,美国加州的电力危机等,都造成了一定程度的经济衰退,对世界经济的发展带来了极坏的影响。经济越发达,对能源的依赖度就越高,能源危机造成的危害就越大。虽然这些危机都是因为人为原因产生,但是其危害性给我们将来的自然能源危机具有强烈的借鉴意义。

有专家预测,按目前的消耗量,石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一、两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。进入新世纪以来,人口日益膨胀。能源依赖度日益增加,造成能源紧张局面在各国均显突出,能源危机情况已成为各国经济发展的致命瓶颈。能源危机已经是世界性的、全人类的,全球都面临着电力紧张的不利局面。单纯依靠武力掠夺,已经不能够起到缓解危机的作用。张玉新[2]提出,解决的办法:一是开源,二是节流。开源就是开辟新的能源领域,节流就是对现有能源节约使用。换句话说,就是尽早开发高效新能源,大力开发可再生或可循环利用能源。很多国家将注意力转向页岩气、海底可燃冰(水合天然气)等新的化石能源,核能的利用也受到广泛重视。目前美国发生的页岩气革命,从很大程度上缓解了美国能源危机的爆发。但是从人类发展进程长远看来,作为不可再生资源的任何一种石化能源,也只能是解一时之急。只有开发和利用可再生能源,才是解决能源危机的根本有效途径。可再生能源又被称之为洁净能源,主要指风能、太阳能、潮汐能、生物能等可再生取之不尽的能源。对于世界各国来说,早日开发再生能源就能够早受益,晚开发只能晚受益,不开发就不可能受益。目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能(包括潮汐能和波浪能)等可再生新能源。利用可再生能源是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现,也是一个国家和地区环保的重要指标。特别是风能和太阳能技术最为成熟,经济可行性较高,是一种理想的发展能源。

2 中国电力产业发展面临的挑战

电力是人类利用能源的重要方式。人类早在几千年前就认识到电,到第二次工业革命,人类开始步入电力时代。自此电能的利用一发而不可收拾,直到今日,电能已经是人类现代社会的一个标志,成为必不可少的社会组成。电能的利用,主要是将自然界的各种资源通过一定的手段转化为电能,然后通过电网输送到千家万户供日常使用。其中最稳定、最常见的,是以煤炭资源为消耗的火力发电。中国电力产业发展迅速,根据中国国家统计局公开的数据显示,2014年1-6月总发电量22,166.1亿千瓦小时,其中火力发电量18,432.5亿千瓦小时,占83.15%;水力发电量2,742.0亿千瓦小时,占12.37%;核能发电量414.1亿千瓦小时,占1.87%。但是电力产业发展仍然不能完全满足社会经济发展的需求,尤其是在煤炭资源日益减少的今天,电力产业发展面临的挑战日益严峻。刘星等[3]分析了煤炭资源在可预见的未来即将耗尽的严峻问题,揭示了电力发展和能源危机不可调和的矛盾。就中国而言,电力供需失衡是十分现实和严重的问题,几乎每个省份都出现拉闸限电的现象,迎峰度夏期间全国最大电力缺口超过3000万千瓦。随着经济发展,中国电力缺口日益增大,拉限电省份逐渐增加,持续时间逐步延长。据2011年中国能源高层论坛的预测资料显示,2012年,缺口将达到5000万千瓦;2013年,缺口将达到7000万千瓦。在出现拉闸限电的省份当中,浙江、江苏、山西、蒙西和河北南部等地区全年持续缺电,新疆和负荷总量较小,一度出现局部和短时缺电,其它地区则由于装机不足、来水偏枯、电煤短缺及气温较高等各种原因造成季节性、时段性缺电。这种电能的危机,很大程度上是因为中国资源分布不均造成的,同时背后也潜藏着自然资源缺乏造成的隐患。对于资源分布问题,可以依靠市场经济进行资源再分配。但是对于资源缺乏造成的能源危机,郑书耀[4]通过计量分析得出结论,能源消费随着国内生产总值增加而增加,能源价格调整对能源消耗作用不大。面临着自然资源逐年减少的局面,中国电力产业未雨绸缪,一直在探索一条发展的新路子。在资源丰富的时候,人类更多的专注于增加发电能力,而忽视了新能源的开发。在能源危机初现苗头的时候,人类开始将目光更多的转向新能源的开发,比如水力发电就发展的较好。中国的几座大坝,尤其是三峡大坝,在世界上都赫赫有名。但是水力发电对生态环境的改变是巨大的,而且受制于水力资源和地形地貌,不能无限制的开发利用。风力发电、太阳能发电作为清洁能源被广为推许,但是也出现了诸多问题。而被称之为人类社会未来的核能,其利用也因为几次重大的核电站安全事故导致安全性受到民众广泛质疑而举步维艰。

能源危机的日益严重已经引起了社会的广泛关注。在当前的形势下,要全面分析问题,辩证对待,开源、节流两手都要抓,才能看到希望。李贵贵[5]认为,能源危机要求全社会节能低碳生活,通过借鉴国外发展经验及案例,对国内低碳酒店发展提出建议。宁凡[6]等则从全球能源危机的角度出发,对节能型LED照明的国际及国内现状进行了探讨和分析,对LED照明的发展提出了展望。这都是从节流方面入手提出的建议。但是节流并不等于截流,要想真正解决能源危机问题,关键还是在于开源,中国电力产业发展的思路也在于此。

3 中国电力产业发展的建议

中国电力产业的发展,应该立足国情,充分利用好现有基础设施,大力研发新型技术,推动新能源的利用。在新建设的项目中,充分考虑新能源的特殊要求,预留发展空间。

3.1 加快智能电网建设,推动资源均衡分配,促进节能降耗

智能电网是新世纪以来出现的新生事物,是以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。黄滨[7]等提出,由于具备智能化的特征,具有传统电网所缺乏的独特优势,智能电网对于我国社会发展意义重大。一是有利于能源调配。我国智能电网建成后,能够实现跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送,区域间电力交换能力明显提升,能源调配功能得到显著增强。二是有利于保障电网运行安全稳定。能够有效避免大范围连锁故障的发生,显著提高供电可靠性,减少停电损失。三是有助于实现高度智能化的电网调度,互动性、效率性显著提高。四是可以促进电网资产高效利用和全寿命周期管理。

中国智能电网的发展已经提上日程,也形成了许多成功案例。但从总体上来讲,仍然处于起步阶段。所以中国电力产业发展的第一要务是加快智能电网建设,大力推动传统电网改造工程,充分发挥智能电网的优势作用。

3.2 科学规划,推动新能源技术研发,提升新能源利用

大力开发新能源,是中国电力产业面向未来的正确决策。在这方面,中国的学者和电力工作者做了很多工作。卢强[8]认为,大力或者适度发展各种可再生能源,做到各种能源的有机结合,相互配合,能够有效解决中国的能源问题。郭传志[9]分析了我国能源供需不平衡现状,从能源来源和能量去向两方面论述了解决能源危机的有效途径。李淑娜[10]指出:发展核电是解决能源危机的必由之路,而且中国具备大力发展核电的条件,发展核电解决能源危机是可行的。

从现在的研究和实践看,大力开发和利用风能和太阳能发电,具有较多的优势,能够有效改变我国能源紧张的局面。风光互补供电系统是再生能源,是新生事物,是解决离网型供电的主要方法之一,它必将为发展我国的电力事业的发展发挥越来越大的作用。但是由于是新能源,利用技术还不够完善,存在一些问题。如安郁滨[11]指出风电的开发过程中,出现了能量转化稳定性差、环境保护矛盾等诸多问题,从而导致部分地区已经出现了弃风限电的现象,值得重视。提出应从技术升级、产业规划、协调发展等方面入手促进风电产业健康发展。另外,中国太阳能发电产业发展混乱,光伏企业无序竞争等问题依然严重。风能和太阳能的利用还存在能效较低,受制约的因素较多。就能效来讲,和平利用核能,是解决能源危机问题的根本出路。目前核电技术趋于成熟,发电成本大幅下降。核电的经济性、安全性和不污染性促进了世界核能的发展。由于种种原因,到目前为止,中国火电比重一直处于80%以上的高位,严重依赖煤炭的能源消费结构加大了能源供应风险。从中国的替代能源资源看,积极推进核电是最现实的选择,也是保障国家能源安全的需要。

参考文献:

[1]赵宏图.能源危机:神话与现实[J].现代国际关系,2007,9.

[2]张玉新.试谈能源危机和解决的方法[J].应用能源技术,2003,4.

[3]刘星,李福鹏,郭东友.能源危机引发对电力发展的思考[J].山东电力高等专科学校学报,2010,13(2).

[4]郑书耀.中国能源危机问题的经济学分析[J].信阳师范学院学报(哲学社会科学版),2006,26(4).

[5]李贵贵.能源危机对低碳酒店发展的启示[J].中国外资(下半月),2012,5.

[6]宁凡,范俊杰.能源危机与LED照明的探讨[J].城市建设,2009,32.

[7]黄滨,安郁滨.试论中国智能电网的发展[J].中外能源,2014,10.

[8]卢强.充分利用可再生能源中国不会有能源危机[J].中国电力,2011,44(9).

篇2

从世界范围来看所谓的“能源危机”也是如此,从危机的体现来看,目前我们并非真正遇到了能源短缺或价格的大幅上涨。如果从另一个角度来思考的话,尽管现在还未真正爆发能源危机,但从“危机意识”的角度来形容“能源危机”倒是可以。

《中国电力教育》:在节能减排、绿色发展的大背景下,环境、资源约束进一步加剧,您认为能源和环境问题对我国未来经济社会发展会带来怎样的影响?我们应如何科学应对?

林伯强:资源、环境是经济社会可持续发展的两大基础性要件,实现经济社会的可持续发展需要有充裕的资源作后盾,良好的环境作保证。我国经济持续快速增长的同时,也呈现出依赖能源高投入、高消耗的特征。我国已成为世界最大能源消费国,能源消费总量约占世界能源消费总量的22%以上。有限自然资源的大量消耗和生态环境的严重破坏成为约束经济社会可持续发展的瓶颈。

能源是人类生存、经济发展、社会进步不可或缺的重要资源,能源安全影响着人民生活水平、经济发展、社会稳定等各个方面。因此,能源问题,包括由此引起的环境问题对我们经济社会发展的影响非常巨大。我国能源问题从某种意义上来看是人口问题,我国的能源危机与人口紧密相联。从能源总量上来看,虽然目前我国的现有能源储量比较丰富,但分摊到每个人身上却是很少,我们的人均能源拥有量在世界上处于较低水平。再从能源消耗方面来分析,目前我国的人均能源消耗还不是很高,然而随着中国经济水平的提高,今后的能源稀缺是可以预见的,因此我们现在就应有所准备。能源对外依存度的增大,不但涉及经济问题,也涉及政治与国家安全的问题,必须引起我们的高度关注,务必从战略上加以谋划。

面对生态环境恶化、能源发展对大气环境带来的负面影响,我们已形成了“转变能源利用方式,开发清洁能源,大力发展洁净煤技术”的环境治理共识。我认为,目前从技术层面上来说治理环境污染并不存在太大的问题,现在的核心问题其实是成本问题,就是治理环境污染我们愿意花多大的成本?以及成本该如何分摊?现在中国面临的问题,发达国家在发展过程中也都遇到了同样的问题,从他们的经验来看其实这些问题都是可以解决的,只要愿意付出成本。不计成本什么事都可以做好。在能源的经济性、安全性和环境问题上,由于收入很高,英国、美国、日本等发达国家往往可能将成本摆在比较次要的地位。而对于像我国一样的发展中国家,可能首先考虑成本问题,这与我们现阶段的国情相关。

《中国电力教育》:在应对能源危机,谋划能源发展战略的过程中,能源智库能够发挥什么样的作用?应承担什么样的责任?能源智库如何介入到国家的能源政策当中?

林伯强:我国的能源问题研究能力与发达国家相比还非常薄弱,这与我们的历史、现状有关。过去我们面对的能源问题主要是能源的开采利用问题,研究者多为工科背景。随着能源的发展,能源问题的研究范畴也在逐渐扩大,涉及到能源政策、能源科技、能源经济、能源环境等诸多方面,这些问题都是近年来集中爆发的。对于这些问题的研究就需要研究人员具有相关学科背景,以能源经济学为例,需要经济学与能源学科相结合,如果仅有单一能源学科背景,可能很难将研究深入下去。目前我们在能源决策方面,专家队伍中人员结构并没有进行相应的调整或补充,以至于在现阶段的能源问题研究中具有相关学科背景的研究人员极度缺乏,成为我们开展能源相关问题研究的桎梏之所在。西方发达国家的智库在开展战略研究时,一般都由不同领域的研究人员组成课题组,使用不同学科的理论和方法研究问题,以促进不同观点间的碰撞,使大家能够取长补短。决策者、研究者的学科背景单一,势必影响研究的深度,更谈不上战略的国际影响力。我国也应该充分发挥和利用国内各领域顶尖智库机构的研究力量,为我国制定、调整国家能源战略献计献策,提升国家软实力。

能源智库发挥的作用我认为应体现在以下两个方面:

首先要为中国谋求一个长远的、可持续发展的能源战略。美国拥有一批高质量的智库来为其能源战略服务,其“能源政策”采取油价低时通过进口以满足需要,油价高时才开采本国的资源。在能源价格高涨、国际局势日益动荡的背景下,美国提出了“能源独立政策”,提出通过加大美国国内的石油产量,开发替代能源和提高能源利用率以减少对石油的依赖两项措施加以应对。现在来看美国的能源战略应该说是非常成功的。而相较之下,我们的战略则显得不够慎密和周全。例如我们在油价低的时候大量出口,而油价高的时候却不断买进。以中国的人口和资源量来说,要过上现代化的生活能自给自足都已十分不易,从国情上来说资源性产品战略要远一些,什么都要尽量少卖。当然我们的能源战略有着其历史背景,但经济发展到现阶段,今后该如何发展?战略应做出怎样的调整?都是我们需要从长远谋划、战略的角度去思考,而不能将眼光仅仅聚焦在近5年或是10年。

其次,要参与日常决策。智库应该为决策者提供多角度、多方案的政策选择,并对不同的选择做出专业的评估、比较和分析,为决策者提供技术支撑,弥补政策制定者和决策者专业知识深度和广度上的不足。

《中国电力教育》:在学术界和实业界,当前很多研究机构都雄心勃勃欲打造相关领域的研究智库,您怎么看待这种现象?衡量一个机构是不是智库的标准是什么?什么样规格的智库才能算得上国家智库?

林伯强:“智库”又称“思想库”,以公共政策为研究对象,为政府决策和改进决策提供参考。在西方国家,智库作为一种独立于政府决策机制之外的一种非营利性研究机构,发挥着政府“外脑”的作用。而要真正发挥好这个“外脑”作用,我认为首先必须具有一定的学术研究能力。智库建设要坚持以学术为依托,注重智库学术能力的提升。只有这样才能为社会发展提供新思想、新概念,成为一个“思想库”。学术能力体现在哪?毫无疑问,体现在能够在国际顶级的杂志上发表文章,能够形成有影响力的报告,能够在相关领域取得国际话语权等等。

此外,还应具有与政府、企业之间的沟通能力,能够跨学界、跨政府、跨企业曾具有一定的公众影响力。现在很多智库都会邀请一些原在国家相关部委工作的领导来担任智库的专家,毋庸置疑,通过这些专家可以将智库的研究成果或政策主张更加便捷地传递到决策者手中,进而对政府的决策产生影响。但是,我们要避免陷入这样一种误区:一个智库水平的高低不在于这个智库中专家的头衔有多大,而应更多地关注这个智库所具备的基本学术研究能力。

纵观世界各国的智库,其研究重心大都集中于本国核心国家利益的研究课题之上,特别是在涉及重大国际性议题时,国际知名智库的研究内容具有更强的现实性,其研究成果也具有鲜明的国家立场和政治价值取向。因此,作为一个国家智库,必须紧扣全球和国家经济社会发展的阶段性特征和趋势,对有关国家的重大现实问题进行分析,提出解决问题的可靠方案,为国家和政府的政策决策提供科学的咨询服务。

《中国电力教育》:智库建设的过程中,最大的障碍是什么?建设一个高水平的智库,您认为应该从哪些方面予以着手?

林伯强:在我看来,建设智库本身并不存在什么障碍。应该说,我国的智库建设进入了一个快速发展时期,然而在已建立起来的众多智库中,真正有影响力的有多少?我们可以冷静地思考一下。对于一个智库而言,没有影响力,也就失去了其存在的价值。然而要建成一个高水平的、具有一定社会影响力的智库,却不是一件容易的事情。一般来说,智库要发挥影响力,主要要看其是否有新思想,提出的政策建议是否合理可行。新思想从何而来?这其实又回到了刚才的话题,也就是我一直强调的必须具有较强的学术研究能力。只有以坚实的学术理论为支撑,智库才能具有持续发展的不竭动力。拥有创新、引领的学科品牌、学术大师、学术思想、学术观点和学术成果,是建设现代智库的基础和前提。

谈到加强学术研究能力,我认为还有一点需要强调或是要在此呼吁的,那就是我们必须转变观念,重视软科学研究,加大对软科学研究的投入。软科学是以人与社会系统、人与自然系统为研究对象,以解决政策和决策问题为目的的一门综合科学技术。软科学的研究成果很难加以量化,但产生的巨大影响将是无法衡量的。尽管我们对知识经济时代的认识已基本达成共识,信息也已成为比能源和原材料更重要的资源,但在具体实施中,人们对有形资产、对工程、对技术愿意投入财力和物力,却大多不重视软科学研究成果的价值,对软科学研究经费的投入也明显相对不足。

《中国电力教育》:厦门大学中国能源经济研究中心自2005年成立以来,仅仅8年的时间,已经建成了全国知名的能源经济智库,能否简单介绍一下中心的主要做法和成功经验?

篇3

给排水系统的含义

给排水系统是由给水系统和排水系统两部分组成。给水系统是指通过管道及其相应的辅助设施,按照建筑用地及其生产生活的需要,有组织的将水输送到用水地的系统。给水系统包括生活给水系统,生产给水系统,消防给水系统和中水给水系统。排水系统则是通过管带及其相应的辅助设施,把生活和生产中的污水和废水进行排除的系统。

建筑给排水节能节水施工的重要性

随着近年来我国经济的不断发展,城市化进程不断深入,建筑物拔地而起,人们的生活质量获得了很大的提高,但是随着时代的不断发展,能源和经济发展之间的矛盾问题日益凸显,前期我国为了实现经济的发展没有重视对环境和能源的保护,导致我国出现了能源危机的现状,可以说,能源危机并不止是我国独有的现象,能源危机已经是全球共同面临的问题。我国面临能源危机这一严峻现状时提出了“节能减排”的发展战略。“节能减排”实施的目的是为了实现能源和经济发展的双赢,建筑工程作为耗能的主要行业之一,因此是我国实施“节能减排”的大户。因此建筑给水节能节水施工是“节能减排”的重要表现。

建筑给排水系统存在的问题

1. 给水系统存在的问题

(1) 在设计时并没有体现出市政管网余压的价值:市政给水管网在给水时会有一定的压力控制,如果这个压力控制的好的话会起到缓解水资源浪费的情况。市政的供水管道是直接连接到住宅内部的,当贮水池低于地下层面时,市政管网的余压则会变化成为负压,这就很容易产生浪费现象。很多住宅在设计时并没有根据市政管网的余压进行相应的设计,这样就会造成不必要的水资源浪费情况的出现。(2) 对新能源没有很好的加以利用:随着现有能源稀缺现象的加剧,寻找新的能源已经是解决能源缺乏现象的必然措施。虽然在住宅中的能源上我们采用了很多新的能源,但是还有大部分的能源存在没有合理利用的现象。新能源没有得到很好的利用一方面会减少新能源的利用率,降低使用效果,同时不利于能源的最大化使用。

2. 排水系统存在的问题

(1)中水系统的力度推广不够:中水系统是将生产,生活区的生活污水或者废水经过科学处理之后回用于建筑或者小区作为杂用水的供水系统。中水系统是我国节约用水的一个重要办法,它在缺水的城市和淡水资源缺乏的城市普遍适用。但是由于技术或者施工场所的限制使得我国对这一系统掌握的还不成熟,我国的生活污水排量占建筑排量的首位,如果将这些污水进行科学处理代替自来水,那么将会实现水资源较大的节约,不仅是响应可持续发展战略的做法,同时也是摆脱我国水资源缺乏现状的有效措施。但是由于在我国中水系统难以推广应用,导致我国生产生活污水并没有达到重复利用的程度。

(2)水处理系统设计缺乏:合理的水处理系统不仅可以有效的处理生活生产中的污水,同时也可以从中节约其他的水资源。对于建筑工程内部的生活污水可以通过污水处理设备来代替化粪池,在经过处理之后在进行排放,这样有利于水质的改善,这样对于水资源的二次利用很有好处,但是我国的水处理系统设计缺乏观念,导致水资源出现不必要的浪费。

(3)雨水资源没有合理的利用:大自然有时会给我们很好的恩赐,雨水作为一种比较常见的自然现象也是水资源的一种表现形式,但是我们在生活中并没有对雨水引起过多的关注,导致这种恩惠之物最终的浪费。

建筑给排水节能节水技术的应用

1. 提高可再生资源的利用率:从上文的分析中可以理解到,各个国家为了应对能源危机纷纷开发新能源,其中我们可以通过开发可再生资源代替不可再生资源投入使用是一种有效的节能措施。太阳能作为一种常见的,并且利用率高的能源要在建筑给排水节能节水技术中广泛应用。具体可以说通过 太阳能为用户提供热水,这样可以减少电的使用同时也达到了对水资源的合理利用。

2. 加强市政管网余压利用力度:工作水压超标是导致建筑工程给排水系统中水电资源浪费的一个原因。因此为了解决这一问题技术人员对不同地区实行分压供水,达到给排水管道出水量达标的目的。

3. 加强对污水和雨水的利用率:在建筑给排水工程施工过程中不仅要提高对污水的利用率,同时也要考虑到对雨水的利用率,因此这就要求技术人员对污水和雨水进行净化处理,通过科学处理重新投入使用。这样不仅可以实现水资源的最大化利用,同时还会减少污水和雨水对城市造成的不利影响。

4. 推广节能节水给排系统配件及卫生器具:建筑给排系统的节能节水施工同样需要相应的设备配件给予支持,因此设计人员要选择适宜的节能配件及节能卫生器具,同时还要求技术人员对这些配件进行维修和检查,保证管道的正常运行。

篇4

在全球资源短缺与能源危机的大背景下,各国都在积极寻找可以部分替代地球石化资源且污染较小的能源,而生物能源作为一种兼具矿物能源和其他新能源特点、优势的可再生能源,成为各国关注的重点。迄今为止,以粮食为原料的第一代生物能源已经在很多国家的生产领域内应用,取得了客观的技术和经济效果,人们对生物能源替代石油能源有了普遍的认可和共识。但是,关于生物能源的争论一直不断,下面就探讨一下当前生物能源现状,以窥探生物能源的发展前景。

一.生物能源的优点

生物能源,是指通过生物的活动,将生物质、水或其他无机物转化为沼气、氢气等可燃气体、乙醇、油脂类可燃液体为载体的可再生能源。其不同于矿物能源,又区别于其他的新型能源,同时兼具两者的特点和优势,是目前一种应用前景良好的可再生能源。它的开发与利用,不仅能解决能源危机问题,还能减少环境污染,改善日渐恶化的生活环境。这些优势主要是通过以下几个方面体现的。

第一,用于开发成为生源能源的植物,在生长过程中可以吸收大量的二氧化碳,进而降低大气环境中的二氧化碳浓度,有助于降低大气环境污染;第二,生物燃料能够充分的燃烧,在环境中可以很好的分解,降低空气中的粉尘含量,对控制雾霾等空气状况有着良好的作用;第三,能源植物的种植,对农田、水土保持、生态系统、野生动物及水质保护等都有着积极作用,有助于解决环境与生态问题。由此可见,生物能源的优点是较多的,不仅能缓解能源危机,更能保护我们所生活的环境不受污染,构建一个健康、和谐的生活家园,保护人类身体健康。所以,生物能源的开发与利用必将成为可持续发展的新兴产业,有着广阔的发展前景。

二、生物能源发展现状与发展前景

现阶段,生物能源主要有生物柴油、燃料乙醇、生物制氢、沼气等几种形式,下面从它们的发展现状入手,探讨生物能源的发展前景。

第一,生物柴油。当前,生物柴油的主要原料为植物油,世界各国采用的植物油也各不相同。比如,美国以转基因大豆油为原料,加拿大以双低菜籽油为原料,巴西以蓖麻油为原料、马来西亚以棕榈油为原料。关于生物柴油的制法,目前有四种常用的技术方法,即微乳液法、高温裂解法、酯交换法、直接混合法。此外,我国清华大学的相关专家学者提出了工程微藻法,这一技术方法还没有成熟并推广使用,但是已经取得了阶段性研究成果。生物柴油在成品油市场上已经有了广泛应用,欧洲地区应用的较多,但是实际开发生产中一直存在低收入、高投入问题,这是阻碍生物柴油发展的主要问题。

第二,燃料乙醇。燃料乙醇是目前世界上生产规模最大、应用范围最广的一种生物能源。其生产中所采用的原料主要有四大类:纤维素原料(农作物秸秆、柴草、伐木剩余物等)、糖质原料(甘蔗、甜菜等)、淀粉质原料(玉米、大米、甘薯等)及其他原料(亚硫酸盐纸浆废液等)。就目前而言,生物制合成燃料乙醇的方法主要有两大类,分别是生物法、化学法等,每一种方法的工艺流程既有相似又有不同。最常用的是生物法中的发酵法,特别是糖类作物发酵乙醇的方法最为成熟。在实际情况中,燃料乙醇生产一直面临着原料不足、成本高等问题,所以从长远角度看,利用纤维植物转化成燃料乙醇的技术方法是一种很理想的方法,不仅成本低,又能解决原料不足问题。

第三,生物制氢。生物制氢的应用,既为生活提供了所需要的氢气,又开辟了一种废物回收利用的新途径,是一种绿色的生物能源生产工艺。生物制氢的原料是相当广泛的,有牛粪、淀粉废水、豆制品废水、玉米秸秆、酒糟、纤维素、污水等。制法具体有光合生物产氢、发酵细菌产氢、光合生物与发酵细菌的混合产氢等。鉴于生物制氢的主要原料很多,应用起来较方便,是未来能源制备技术的主要趋势之一。但是,生物制氢依然有许多技术问题有待创新与突破,如光合生物产氢方面,唯有实现创新才能促进这一种生物能源的开发与利用。

第四,沼气。沼气是一种抗爆性、燃烧值很高的绿色能源,其原材有禽兽粪便、食品加工废物、作物秸秆、酒精废料等。作为一种绿色、清洁的生物能源,沼气不仅在发达国家应用广泛,在发展中国家也有着广泛运用,而我国沼气主要运用于农村地区,如供暖、做饭等,工业领域应用现状不如农村地区,且缺乏系统化的发展。

以上是最常见的四种生物能源形式,在发达国家的开发与利用比较广泛,但在发展过程中均遇到了不同问题。比如,生物柴油的低收入、高产出问题,生物制氢的技术创新问题,这是生物能源发展的主要障碍。我国作为发展中的国家,生物能源研究起步较晚,但是发展速度加快,生物能源发展有着极好的前景。我国应基于资源优势,借鉴发达国家经验,并坚持自主研发,推动国内生物能源发展。

三、结语

综上所述,生物能源的开发与利用有效缓解了能源危机和环境污染问题,是科学技术的一次进步,更是人类文明进程中的一场重要变革,是人类智慧与崇明才智的展现。随着我国经济社会的快速发展,能源需求量越来越大,环境问题也越来越严重,为解决能源问题和保护环境,必须积极开发与利用生物能源。一方面,加大生物能源研发力度,另一方面增加资金投入,同时对生物能源的产业化发展进行统筹规划,建立一条科学的产业化发展道路,实现可持续发展。

参考文献:

[1]王莉.生物能源的发展现状及发展前景[J].化工文摘,2009,02:48-50.

[2]唐三元,席在星,谢旗.甜高粱在生物能源产业发展中的前景[J].生物技术进展,2012,02:81-86.

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