参天水利资源工程研考会《工作通报》No.2007-42
2007年12月14日
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山东生物能源考察观感
薛玉炜
2007年9月2~7日，课题组邓英淘、薛玉炜赴山东调研生物能源发展状况。9月3日课题组从济南市出发，经泰安市、曲阜市、兖州市、济宁市、金乡县、大汶河、鲁运河、洙水河、万福河到达单县。下午首先参观了国能生物发电有限公司单县发电厂单县龙王庙秸秆收购、储运、加工点，是时工人还在不断地将各种农林剩余物送进粉碎机，粉碎后的生物质燃料成堆堆放。所使用的农林剩余物主要是树皮、树枝、麦秸、稻壳等等，而棉秆则保持未粉碎状态堆放，据介绍这是为了减缓生物质腐烂变质的过程。像这样的秸秆收购、储运、加工点在单县还有多处，但其规模已逐渐萎缩，而发电厂内的原料库将成为主要的生物质燃料储存点，以降低原料储存运输的成本。随后，参观了发电厂的原料库、上料系统以及锅炉，单县生物发电厂使用的是生物质专用振动炉排高温高压锅炉，并已经实现了国产化。单县是一个典型的平原农业县（没有山区），面积约1700平方公里，人口118万，但森林覆盖率达到40％，羊只存栏达到约230万只，人均两只，羊只散养于林间草地，这在北方的平原农业县并不多见；现在又办起了生物直燃电厂，展现了充分利用生物能源、农林牧能综合发展的广阔前景，如在此基础上，发展生物精深加工炼制产业，将为我国农业主产区开辟一个新的天地。9月4日离开单县，经金乡、济宁、汶上、大清河，抵达泰安市东平县。下午前往山东泽生生物科技有限公司，参观了其秸秆乙醇、低聚木糖和酶制剂生产线，并座谈。晚住东平县迎宾馆，宾馆房间竟有免费宽带可随时上网，信息化的进展和普及一至如斯，令人惊叹。9月5日上午离开东平县，经肥城、泰安市、莱芜市郊、淄博市、潍坊市，抵达安丘市。下午前往辉渠镇姜家子庄村参观户用秸秆汽化炉及其使用情况（供热、烧水、做饭），并座谈。一个农户四口之家，一年只需一吨秸秆（干重，枯枝树叶均可）便可满足烧水、做饭的能源所需，再加一吨秸秆，便可满足一户三个月取暖之用（其设施正在研制），室内温度保持在15~18度；该装置已解决了焦油问题 — 堵塞管道、二次污染。下午，在安丘市新东方大酒店与景芝酒业座谈，了解甜高粱秸杆乙醇液态发酵制无水乙醇的情况和问题。9月6日上午经寿光、淄博市临淄区、章丘市，抵达济南市，下午前往历城区董家镇柿子园村参观200千瓦生物质气化发电并座谈。至此，户、村、镇、县、市生物能源分布式供用体系已跃然于眼前。
一、生物质能源技术特点概述
生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，它也是唯一可循环、可再生的炭源。生物质能源在我国广大的农村被广泛使用，但是传统的使用方式主要是用于做饭用的直接燃烧方式，不仅能源利用效率低，而且对农村家庭环境污染十分严重。据联合国卫生组织的有关研究表明，农村家庭直接燃烧生物质做饭所产生的烟熏火燎，是危害农村人口的身体健康的主要因素之一。随着生物质能源技术的发展，利用农村丰富的秸秆资源，为农户乃至县、镇居民提供清洁、高效的生物质能源已经成为可能。
1、户用秸秆气化炉
户用秸秆气化炉的关键是要解决秸秆气化过程中焦油含量高的技术难题，如果焦油含量高的问题得不到解决，一方面，焦油会很快堵塞输气管道和灶头；另一方面，在燃烧的过程中仍然会产生刺鼻的气味，影响用户的身体健康。
潍坊市科协围绕着秸秆气化过程中的高焦油含量问题，与科研院所合作进行攻关，研制出了滤除焦油的户用秸秆气化炉，并开始在农户中进行推广使用。在安丘市辉渠镇姜家子庄村我们参观了户用秸秆汽化炉及其使用情况，看到的户用秸秆生物气化炉比想像的小得多。气化炉通过塑料燃气管通到一个滤清器，然后直接接到炉灶上，在气化炉和滤清器之间有一段和燃气管一样的立管，起类似烟囱的作用。气化炉比家用的液化气罐大不了多少，滤清器由两个同样大小串联在一起的圆柱体罐组成，每一个圆柱体罐的直径约十公分、高约30公分，炉灶和市场上卖的小型单灶头炉灶类似。
这种气化炉适用的燃料十分广泛，农作物秸秆、树枝、杂草、食用菌渣、锯末等可燃生物质都可以粉碎使用。在粉碎的过程中，所使用的粉碎机是农村一般饲料粉碎机经简单改装而成。这种炉子一次可装燃料4~5公斤，可以燃烧四小时以上，其燃烧效率在95％以上。一公斤柴草燃料可以产2.74立方米气体。每方气的热值是5000千焦，约合1200大卡，2.74方气的热值就相当于3300大卡了，原煤热值在4000~5000大卡左右，但一般原煤燃烧时有20~30％的灰分。这个炉子燃烧的灰分只有2~3％，用这个炉子，柴草的热效率就接近原煤了。潍坊市科协这个炉子有四项创新，一是炉膛盖板的密封圈，二是管道连接的密封装置，三是鼓风机和炉子底部的接口装置，原来的连接装置用几个月就不能用了，四是特有的焦油滤清器。前三项都申请了专利。
一个四口之家的农户，一年仅需一吨秸秆（干物质）就可以满足烧水、做饭的能源所需，再加一吨秸秆，便可满足一户三个月取暖之用（其设施正在研制），室内温度保持在15~18度；该装置已解决了焦油问题 — 堵塞管道、二次污染。如此，使用农户田间地头的秸秆资源，就可以使用清洁的生物质能源解决农户生活热源（冷源）的能源需求。
2、秸秆气化发电
我国地域广阔、土地复种指数高，秸秆资源分布在千家万户，但秸秆具有比重小、体积大、单位体积价值量低的特点，远距离收集、运输及储存成本较高。中小型生物质发电技术形成的分布型清洁能源系统，利用了村镇自有的和周边的秸秆资源，减轻秸秆焚烧，又就近为城镇和农村供应电力和热力，适合我国生物质资源的特点，有较好的发展空间。围绕中小型生物质气化发电技术，山东省科学院能源所在“九五”和“十五”期间就开展了深入的研究工作，在国家和省科技项目的支持下，开发了“二步法生物质气化发电技术”，建立了200KW生物质气化发电工程示范，实现稳定运行，具备了推广应用的条件。
二步法生物质气化发电系统的基本流程为：生物质原料首先进入热解反应器，由外热源加热而发生热解反应；热解后的产物（包括热解气和残碳）进入裂解气化器，与热空气发生氧化反应；反应后的气体通过下部的碳层，经过还原反应完成气化，得到含一氧化碳、氢、甲烷等可燃成份的低热值燃气，燃气的成份和性质与发生炉煤气相当。燃气经过冷却净化后由输送机送入燃气发动机，燃气发动机做功驱动发电机组产生电力，送入电网。燃气发动机的高温排气返回气化系统，作为热解过程的热源重复利用。
其主要技术优点是：该技术方案针对现有生物质气化过程焦油产出多、影响发电机组运行、易产生二次污染等问题，采用二步法工艺，产生几乎不含焦油的燃气。消除了净化燃气所带来的二次污染，使下游发电系统的运转更加稳定可靠。过去，无论是固定床还是流化床进行气化，产生的燃气中含有的焦油都比较多，出来以后必须用水洗；而这个装置出来的气体可以用水洗，也可以不用水洗，基本上不需要进行过滤了，即使使用水洗的方法，由于没有焦油，用过的水可以循环利用，如果考虑到水资源短缺的问题，不用水洗的方法，直接用悬空除尘的方法也可以。
示范项目总装机容量为200KW，平均发电负荷为160KW，日消耗秸秆十吨，年消耗秸秆总量可达到3000吨以上，一公斤多的秸秆可发一度电。200KW的装置，每个千瓦需要投资7000多元，如果规模再大一些的话，单位投资还可以再低一些，能够做到7000元以下。项目可解决示范点村庄及周边村庄万亩秸秆回收利用问题。这个装置是个典型的分布式能源，现在示范点有2300人，按照发达国家的标准，一个人应该有1~1.2千瓦的装机容量，如果按照这个标准，仅用这个装置进行供电的话，需要11个这样的分布式能源机组。
3、秸秆直燃发电
生物质发电是我国开发利用生物质能资源的重要途径，在生物质发电技术中，比较成熟的就是直接燃烧发电和生物质气化发电两种。国外重点发展了较大规模的直接燃烧发电系统，采用专门的收集机械和运输车大量收集秸秆，在专用锅炉中直接燃烧产生蒸汽，通过汽轮发电机转换为电力。这种方法效率较高，单机容量为25MW左右，国外有较多应用。我国也在引进技术建设示范工程，工程造价在每千瓦1.2~1.4万元，发电成本每千瓦小时0.65元左右。国能单县生物质发电项目是国家发改委首批核准的国家级生物质直燃发电示范项目，位于山东单县经济技术开发区，国能生物发电有限公司投资兴建，总投资人民币3.37亿元，建设规模为2.5万千瓦单级抽凝式汽轮发电机组，配一台每小时130吨生物质专用振动炉排高温高压锅炉。项目于2005年10月12日开工，2006年10月28日实现并网发电，2006年12月1日正式投产。截至目前，单县项目已经稳定运行九个多月，累计发电量近1.5亿千瓦时。单县项目的建成投产，实现了我国农林生物质发电规模化发展过程中零的突破。
采用振动炉排高温高压锅炉的生物质直燃发电技术是经过国外多年实践的成熟的先进技术，并被联合国列为全球推广项目。目前，这种高温高压生物质发电技术已经完全实现了国产化、自主化，并在国内经过了多个项目的实践检验。示范项目的设备是2006年12月1日正式投产发电，到现在设备的等效利用时数超过了98％。一般国内常规的火力电厂机组建成的第一年，年运行时间达到6000小时就很不错了，而这个机组2007年的运行时数可以超过7200小时。2007年1~8月，已经完成了1.45亿度的发电量，从实际运行情况看，2007年可以完成2.1~2.2亿度的发电量。这是一般火力发电厂很难达到的发电时数。通常小火电的投资每个千瓦在6000元左右，与它们比较，生物质直燃发电投资高：首先，锅炉的材质基本上是60万千瓦机组的材质，这是由燃料的特质决定的。因为像树皮、秸秆这样的燃料，属于高氯、高碱，这种燃料带来的腐蚀非常严重，所以材质上要求就比较特殊；另外，生物质燃料的热值比较低，所以相应的锅炉的容积就要比较大，工艺的要求也比较高。因此，生物质发电锅炉的成本要远高于燃煤锅炉。投资高的原因还不仅高在锅炉设备上，上料系统的投资也比较高，因为上料系统要复杂得多。料仓的投资比燃煤系统要高很多，同时，燃煤电厂不需要燃料收购站，而生物质发电还需要建收购站，还需要投资农机设备。2.5万千瓦的机组，农机设备的投资大约就需要1500~1600万元。从另一个角度上看，建设这样的项目也可以给农机市场带来活力，提供了巨大的农机需求。
直燃发电的能量效益比较高，国能公司人员计算，以棉花秸秆为例，考虑到机械化收割（实际上我国很多地方并没有机械化收割，只有在新疆才有机械化收割），考虑到运输、存储、切碎，计算结果是12个单位多的能量产投比。目前生物质直燃发电可以实现规模化利用生物质，机组设计一般为2.5万千瓦，主要是兼顾生物质的运输半径。
4、甜高粱乙醇
利用甜高粱生产燃料乙醇是一种典型的非粮食乙醇技术。随着化石能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，美国、巴西、欧盟等国家和国际组织都高度重视以玉米、甘蔗、木薯、甜高粱等为原料生产液体燃料，燃料乙醇的生产使用技术已非常成熟；而我国同时又面临着粮食安全的问题，因此发展非粮食乙醇将是开发生物质燃料乙醇的重要途径。生物燃料乙醇在原料选择上分为淀粉类和糖类作物两种，甜高粱属于后者。
用甜高粱茎秆制取燃料乙醇技术主要包括“固态发酵法”和“液态发酵法”。固态发酵工艺具有设备简单、投资少、建设周期短、收效快、便于推广的优点，与我国传统酿酒工艺基本相同。将甜高粱茎秆粉碎后接上菌种，采用分散方式入池发酵生产原酒，再集中进行蒸馏。发酵期间没有任何污水和污物排放，与液态发酵工艺比较，生产环境要求不高，便于在农村不发达地区推广使用。液态发酵工艺是目前国际上比较先进的一种发酵工艺，将甜高粱茎秆经压榨提取汁液，采用固定化酵母流化床生物反应器快速发酵工艺，发酵后经蒸馏可以直接生产出无水乙醇。与固态发酵工艺比较，具有发酵速度快，周期短、产量高的优点，适宜高效率、自动化、大规模产业化生产。
景芝酒业公司在2005年就完成了固态发酵工艺和液态发酵工艺的中试，并通过了鉴定，其液态发酵工艺是国内唯一的一家，但其并没有投入生产。根据地域的不同，生产一吨燃料乙醇需要16~18吨甜高粱茎秆，原料成本约占整个成本的70％。由于产业化过程中的组织、政策的原因，仅仅依靠目前小规模农户种植甜高粱，以及在生产过程中没有进行综合利用、没有形成完整的产业链，使得原料成本难以降低，就制约了甜高粱乙醇产业的发展。尽管甜高粱生产乙醇的技术已经成熟，但实际的生产和利用尚待解决其产业链的组织完成、综合利用以及政策的扶持。
5、秸秆酶解乙醇
目前，粮食安全成为了我国面临的又一严峻问题，粮食乙醇与人争粮的现象促使国家多次出台政策限制粮食转化燃料乙醇的生产，并制定了“因地制宜，非粮为主”的燃料乙醇发展政策，用粮食生产燃料乙醇已经走到了尽头。
2006年8月27日，由泽生生物和中国科学院过程研究所合作开发，由企业投资建设的国内首条“年产3000吨秸秆酶解发酵燃料乙醇示范工程”通过了中国科学院的技术鉴定。
利用秸秆酶解生产乙醇就是将玉米秸秆通过一系列的处理之后，通过发酵之后提取乙醇。它的过程是将木质纤维素原料预处理后，通过酶解来获得葡萄糖，葡萄糖通过发酵生产乙醇，平均每七吨秸秆可产出一吨乙醇，生产成本为每吨乙醇4500元。在秸秆酶解获得葡萄糖的过程中，可以得到两种不同的糖，普通的六碳糖比较容易酶解，而五碳糖很难酶解，这是个世界难题。而此项技术是将15％的六碳糖酶解生产乙醇；而将其余的五碳糖用来生产低聚木糖，这是一种附加值很高的滋补品。
秸秆本身包含纤维素、半纤维素和木质素，在秸秆中是一种晶体将它们裹在了一起。如果不将它们分离开，是没有办法酶解的。进行分离的技术很多，但是大多采用的是酸解的办法，就是加入稀硫酸进行酸解。此项目技术就是不用酸解的办法进行分离，因为酸解之后产生大量的废水，环保问题很难解决；而采用的是汽爆的办法来解决分离问题，就是将秸秆切碎之后放入容器之中，其后充入高压蒸汽达到一定的工业压力，然后突然卸压并打开容器，产生爆破效果。汽爆过程能够将纤维素、半纤维素和木质素分离，这样就用汽爆工艺代替了酸解工艺。汽爆之后，就可以利用其中30％左右的纤维素，加入纤维素酶，项目所用的纤维素酶是企业自己制造的。用汽爆之后的纤维素加入纤维素酶进行酶解，酶解之后就变成了葡萄糖，在变成葡萄糖的同时加入酵母，就将葡萄糖变成了工业乙醇，然后经过粗馏、精馏，提纯至95％的工业乙醇，最后通过脱水过程，生产出无水的燃料乙醇。
其中关键的技术是汽爆、酶解过程、制酶技术、提取酒精的技术。这个项目采用了秸秆无污染汽爆、秸秆固相酶解同步发酵吸附分离三重耦合等关键技术，基本无工业废水，也无其他污染源产生。除了秸秆的有效成份被加工成产品外，秸秆废渣可作为燃料用于产生蒸汽，既解决了自身能源问题，又实现了秸秆资源的全利用，对环境保护十分有利，是真正的清洁生产工艺。
生产过程产出的渣子可以全部用来做汽爆过程的燃料，渣子基本不含硫，所以很清洁。两吨渣子可以顶一吨原煤，原煤的热值一般在4000多大卡，标煤是7000大卡，渣子的热值约在2300大卡左右。
如果是一万吨的生产线，年需要玉米秸秆大概在7~8万吨，秸秆的收购半径大约十华里就够了。如果是六万吨的生产线，大约需要42~48万吨玉米秸秆，收购半径在30华里左右。
二、户—村—镇、县城分布式可再生能源体系
化石能源（包括石油、煤炭等）面临枯竭是一个不可逆转的趋势，而且由于世界经济发展对能源供应提出了更高的需求，这是近年来国际化石能源价格一路走高的基本动因。化石能源价格的高涨为可再生能源的开发与利用提供了良好的契机，可再生能源由于与化石能源的比价效应以及环境保护效应而具有了经济上的可行性与环境保护上的紧迫性，目前国内外可再生能源技术的开发与利用呈现加速的趋势，其中以生物质能源、风能和太阳能直接利用技术发展最为迅速。
此次课题组在山东所进行的生物能源考察，展现了在现有技术开发条件下，在中国农村构建可再生能源供给使用体系广阔的前景。此节我们将探讨到2050年左右，我国农村能源需求的前景以及利用可再生能源构建农村户—中心村—镇分布式能源供给体系的可能性。
1、2050年中国农村能源需求的展望
能源需求取决于人口总量与人均能源消耗水平。近十年来，我国处于城镇化加速发展的阶段，城镇化率已经从1982年的21.1％增长到2006年的43.9％，预计2007年中国的城镇化率将超过45％。国际上城市化发展过程的经验表明，我国目前仍然处于城镇化快速发展的阶段，预计到2050年，我国将基本完成城镇化过程，届时中国总人口已经开始从人口的峰值开始下降，总人口将达到15亿人左右，以80％的城市化率计算，2050年居住在村镇的人口将有三亿人左右。在这三亿农村人口中，主要从事农业生产的人口约有两亿人。
依照中国经济发展的长远目标，到2050年中国将发展到目前中等发达国家的水平。目前发达国家人均能源需求量约为4~6吨标准煤，2006年我国能源消费总量为24.6亿吨标准煤，人均能源消耗量为1.87吨标准煤，不到发达国家人均能源消耗水平的一半。以高标准现代生活、生产用能标准水平，按照目前发达国家人均能源消耗水平计算，2050年中国农村能源需求将达到12亿吨标准煤，为目前全国能源消耗水平的一半。如果以化石能源来满足这样的能源需求，在化石能源面临枯竭的形势下，将难以实现上述中国农村2050年现代生活、生产用能的需求；但是在这次山东生物能源考察中，我们看到了利用以生物质能源为主的可再生能源构建2050年中国农村分布式能源供给体系以满足其现代生活、生产用能需求的前景。
2、构建农村分布式可再生能源供给体系的前景
生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，它也是唯一可循环、可再生的炭源。目前，全世界约有25亿人采用传统的生物质直接燃烧供热，年利用量达到13亿吨标准煤；在我国，这种使用方式主要集中在农村，使用的仍然是传统的柴灶，一方面这种使用方式热效率很低，另一方面这种使用方式产生的烟熏火燎是危害农民身体健康的主要因素之一。2003年我国生物质能源传统利用方式使用的生物质约为2.8亿吨标准煤。同时，由于我国地域广阔、土地复种指数高，秸秆资源分布在千家万户，但秸秆具有比重小、体积大、单位体积价值量低的特点，远距离收集、运输及储存成本较高。因此，发展分布式生物质能源利用体系在我国具有现实的意义。
从世界范围生物质利用技术发展的趋势，以及此次山东生物能源考察项目来看，今后生物质利用的主要方向是气化供热（像山东潍坊的户用秸秆气化炉）、气化和直燃发电（像单县项目的直燃发电以及济南市的气化发电机组）和制取液态燃料（像景芝酒业的甜高粱制取乙醇以及东平县玉米秸秆制取乙醇项目）。随着化石能源的枯竭和价格高企，我们有理由相信到2050年生物质能源利用技术将在目前的基础上产生质的飞跃，户用或村用的秸秆气化供热的效率将会进一步提高，利用秸秆纤维素（或木质素）直接制取液态燃料的技术将在近十年产生质的突破，像山东泽生生物已经可以利用玉米秸秆直接生产燃料乙醇，山东科学院能源所秸秆气化装置也已经成功制取符合要求的合成气，并向直接工业化生产二甲醚的方向发展等等。
那么以生物质能源为主的可再生能源能否满足2050年我国农村高标准现代生活、生产用能的需求呢？首先，目前我国年秸秆资源约有八亿吨，随着粮食生产供给量的提高，以及利用我国广大的边际土地（盐碱地、滩涂、荒坡等等）种植甜高粱等高能作物，预计今后我国年秸秆资源可以达到十亿吨。一公斤秸秆的热值大约在3500大卡左右，同时其燃烧的灰分仅2~3％，一公斤标准煤的热值为7000大卡，但煤炭燃烧的灰分高达20~30％，以此标准按1.5系数折算，十亿吨秸秆资源可以提供约六亿吨标准煤的农村能源供应。其次，按保守的估计，我国目前每年约生产40亿吨的牲畜粪便，可以折合成四亿吨干物质，通过沼气等技术，利用沼气供热及沼气发电技术，按热值折算可以为农村提供两亿吨标准煤的能源供应。第三，在高水平现代生活、生产用能中，生活用能约占一半，而在生活用能中，供热（冷）用能约占生活用能的60~70％，约合3.5~4亿吨标准煤，在冬季取暖用能供给方面，太阳能供热具有很大的优势，从目前太阳能直接供热技术发展的趋势看，高性价比的产品不断地被开发出来。目前太阳能供热的主要方式是利用太阳能热水器，我国是世界上生产太阳能热水器最多的国家，年产热水器一千多万平方米，而且利用太阳能直接进行冬季户用供暖的产品已经越来越多地开始得到利用。按照60％的供给率计算，太阳能供暖可以为农村提供2.5亿吨左右标准煤的能源供给。第四，我国在2002年就启动了光伏和微型风力发电解决西部七省区无电乡的用电项目，今后随着微风风力发电技术的发展，也将为农村提供相当的能源供给，另外目前我国的小水电的开发利用量已经达到了3800万吨标准煤，可以预计今后小水电、能源林业、微型风力发电等可再生能源可以为农村提供1.5~2亿吨标准煤的能源供应。这样以生物质能源为主体的可再生能源供给完全可以满足2050年我国农村高水平现代能源的需求。
到2050年，我国的农村人口将主要集中在镇、中心村，集中程度将比现在的状况有很大的提高，这就为构建分布式生物能源供给体系提供了一个良好的基础。可以设想，在2050年的中国农村，户用的秸秆气化炉、沼气炉主要用于生活用做饭烧水，户用太阳能热水器、太阳能供热系统为农户提供热水及冬季取暖；在中心村或镇周围，秸秆气化（包括大型沼气装置）为村镇提供集中供气、秸秆气化发电、直燃发电、微风风力发电、小水电为村镇提供充足的电力供应；而以乙醇（含有水乙醇）发动机为主体的农用机械为农作物的播种、收割、运输、储存、加工提供动力，以秸秆为原料生产的二甲醚等燃料还可以为较远距离的运输提供动力。从而在我国农村构建一个以生物质能源为主体的分布式可再生能源供给体系。
这个能源体系之所以需要在我国的农村构建，是秸秆资源的特点以及人口生活方式所决定的。这样一个可再生能源供给体系的建立，不仅可以为今后我国农村人口提供高水平现代生活、生产能源需求，同时，这个能源体系在原料的收集、加工、储运、利用环节形成完整的产业链，可以为村镇经济提供能源、饲料、建材、化工、肥料等产业的支撑和就业机会。
三、生物能源体系建设面临的困难及建议
农村生物能源供给使用体系的构建是一个庞大的系统工程，需要在规划、政策、产业发展、产业组织方面进行综合的考虑。根据山东生物能源考察情况，目前生物能源体系的发展与建设还面临着一系列的困难。
1、生物能源体系建设面临的困难
目前困扰生物能源发展的最主要因素是其经济性（即市场价格竞争力）问题，这是由秸秆资源的特征所决定的：秸秆资源具有比重小、体积大、单位体积价值量低的特点，远距离收集、运输及储存成本较高。虽然不同的利用方式所面临的问题有所差异，但都与秸秆产业发展的产业链密切相关。
（1）秸秆初加工产业链
由于秸秆所具有的体积大、比重小和单位价值低的特征，无论是气化发电、直燃发电，还是使用秸秆生产液体燃料，秸秆的生产（甜高粱）、收集、粗加工、储存、运输等初加工成本在其生产过程中都是最主要的成本构成因素。由单一的企业负责整个初加工过程并承担所有的成本，必将会大大增加企业的成本负担，降低其产品的价格竞争性。按照现代化生产社会化分工的原则，在秸秆初加工的过程中，形成不同的生产加工专业组织参与这个初加工产业链的各个不同环节，由各个专业化企业对秸秆的生产（甜高粱）、收集、粗加工、储存和运输进行专业化的组织，不仅可以达到成本优化的经济性，同时也可以为农村提供大量的非农业就业机会。很难想像一个火力发电厂要从开煤矿生产原煤开始做起，而目前生物质能源企业正是这种生存状态。
（2）秸秆加工产业链
在利用秸秆资源生产液态燃料的过程中，不仅面临秸秆初加工产业链尚未形成的困境，同时还面临着产品形态产业链的问题。无论是利用甜高粱生产乙醇（景芝酒业）还是利用玉米秸秆生产乙醇，秸秆原料成本均占了成本的70％左右；随着秸秆资源的大规模利用，秸秆价格还会随着需求的增加而提高，仅仅是单一的乙醇产品形态，难以消化秸秆资源的成本，产品也难以形成良好的市场竞争力。因此，为了解决这个问题，一是主要要在基本农田以外的边际土地上做文章，以解决秸秆生产成本的问题，如果像景芝酒业利用基本农田生产甜高粱的形式，又要使得农户种植甜高粱的收益达到种植玉米的收益，秸秆的生产成本是利用甜高粱生产乙醇的企业难以承受的；二是要与畜牧业和奶业的发展相关联；三是要搞多元联产，将乙醇作为副产品，主产品应是饲料、纸浆、板材等，这样在秸秆的加工过程中形成不同的主导产品，共同承担秸秆原料成本；四是要搞规模经营、专业化生产。
（3）生物质能源体系构建过程中的政策问题
生物质能源体系构建过程中，以及相关产业链形成过程中，涉及到诸多的部门和政策。尽管我国目前大力鼓励发展对生物质能源的利用，但是在实际发展的过程中，面临着政出多门、多头共管但相互之间并不协调的问题。解决这一问题的关键是要形成对于生物质能源利用体系的统一认识，并对于在农村构建以生物质能源为主体的分布式可再生能源系统形成一个共识，才能够做到在鼓励发展生物质能源的同时，政策的协调与部门的协调相统一，形成合力，加速这个分布式能源体系的建立。
2、关于构建我国农村分布式可再生能源体系的建议
为了加速我国农村以生物质能源为主体的分布式能源体系的构建，形成一个对于这一构架的统一认识是必须的，在目前的技术条件下，进行试点后再推广是一个可行的方式。我们建议可以由国家发改委或山东省发改委选择一个中等发达的农业大县进行试点，对目前技术可行的生物能源技术进行选择，在户用气化炉（包括沼气炉）、村级秸秆气化发电、村级秸秆气化供气装置，以及镇级秸秆直燃发电装置进行选型和综合配置，形成一个户—村—镇分布式生物能源供给体系，大力探索与之配套的政策系统和产业链建设。在示范系统建设完成后，可以对目前及今后一段时期生物质能源新技术进行试验定型。由于这是一个分布式的能源系统供给示范系统，因此这样的系统可以很容易的推广到类似条件的县级区域。由此，它可以为我国农村以生物质能源为主体的分布式能源供给体系的构建奠定坚实的基础。
