翻新时间:2023-06-27
开发生物质能 发展能源农业(1)论文
作者: 路 明收录来源: 中国新能源网 【论文摘要】农业是人类以固定、转化太阳能,获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主,利用绿色植物进行光合作用,将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物,种植业又叫初级生产。
一、能源农业的概念和利用方式 农业是人类以固定、转化太阳能,获取农产品为目的的生产活动。种植业以固定太阳能为主,利用绿色植物进行光合作用,将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物,种植业又叫初级生产。
在光合作用中,每固定1克分子CO2,大约吸收209.3×104J的日光能,光合产物中有46.9×104J的能量以化学能的形式固定下来。其余的162.4×104J的能量在固定CO2过程中,以热能的形式消耗掉了。
由于人类培育了高产、高效、优质的农作物品种,为植物生长创造良好的生产条件,农业生产中植物固定太阳能的效率大幅度提高。植物光合作用效率,一般在肥沃地区可达到1%-2%,在贫瘠荒凉地区仅0.1%,人工精心管理的农田生态系统有过6%-8%的记录。
养殖业、农产品加工业则是以转化太阳能为主,又称次级生产。养殖业生产的动物产品(肉、奶、蛋、毛、皮等),在转化过程中大量的能被消耗掉了,一部分以粪便形式排出,一部分能量以尿和气体(甲烷、氢)能形式排出。
在农产品加工中,除了提取主要产品外,还有大量的能量在排出的废水、废物中。农产品转化过程中的畜禽粪便,农产品加工排出的废水、废料都可作为生物质能源加以开发利用。
所谓能源农业,就是以生产能源为目的的农业。能源农业以生物质能源为主要开发对象,它包括四种能源利用方式[2](图
1):
(一)直接燃烧方式 直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固型燃料燃烧四种情况。其中,固形燃烧是新推广的技术,它把生物质固化成型后,再采取传统的燃煤设备燃用。
其优点是充分利用生物质能源替代煤炭,可以削减大气CO2和SO2排放量。
(二)物化转换方式 物化转换方式包括三方面,一是干馏技术;二是气化制生物质燃气;三是热解制生物质油。其中,气化制生物质燃气技术推广面积较大,群众易于接受。
(三)生化转化方式 生化转化方式有两种,一是厌氧消化制取沼气;二是通过酶技术制取乙醇液体燃料。
(四)植物油利用方式 能源植物油是从油脂植物和芳香油(还原式烃)植物中提取的燃料油,经加工后,可以替代石油使用。
二、发展能源农业的重大意义
(一)拓宽农业服务领域,增加农民收入 恩格尔指出:在收入增加的时候,食品及生活必需品的支出占收入增加的比例递减。随着经济的增长,人们基本生活需求得到满足后,消费热点将转向享乐型的产品,从而市场将减少食品、衣服的消费份额。
进入新世纪后,我国居民消费结构发生了很大变化,恩格尔系数降到38%。2002年城市居民收入增长2020元,人均食品消费只增长109元,占新增收入的5%,增加的因素主要是外出吃饭开支和烟、酒、茶的开支。
对粮、油、肉、菜的消费开支下降,粮食人均消费金额下降83元。油10.1元,肉25.3元,菜12.4元。
由于边际消费递减规律的作用,出现了农民收入增长难现象。 1997年以来,农民收入中来自农业的收入一直没有增长,农民增收主要靠工资性收入,2002年工资性收入占农民纯收入的34.5%,2003年增加到36%。
这个经济规律告述我们:农业必须扩大服务领域,向农业的深度和广度进军。农业不仅提供食品和纤维,还应提供能源和其它化工、医药等产品。
发展能源农业为农业拓宽了服务领域,同时也为农民增收开辟了新途径。[3]
(二)缓解我国能源短缺,保证能源安全 我国从1993年进口原油300
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