1、吉林工业职业技术学院毕业论文I摘要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、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类可燃液体为载体的能源。目前，生物制氢、乙醇发酵、生物柴油和沼气发酵是生物能源转化的重要途径。本文选取中国生物能源产业发展作为研究对象。本文首先从经济学原理角度分析了世界的原因及影响因素，发现能源产品需求和价格的上升是生物能源发展的要原因。同时还运用了产业周期理论对生物能源产业的发展进行了分析，发现生能源产业处在产业育成期，要加强新技术的开发与应用和对产业本身的创新。其本文对我国生物能源产业进行详细分析，发现生物能源产业在我国已得到快速发展但也出现了危及我国粮食安全，产生
2、新的环境危机等问题。并通过计量分析我国GDP和能源需求之间的关系，由此推断出我国生物能源产业前景广阔。在对我国生物能源产业进行分析的基础上，针对我国生物能源产业发展存在的问题提出了建设性的意见和建议。如着重发展非粮食原料的生物能源，制定生物能源产业发展的产业政策，加大对生物能源产业的扶持力度，大力加强薯类发酵生产燃料乙醇、丁醇等产品的技术攻关,发展中国特色的生物能源产业，建立生物质加工转化技术平台，加速纤维素利用领域的技术创新等策略。关键词生物能源吉林工业职业技术学院毕业论文1DEVELOPMENTANDUTILIZATIONOFBIOMASSENERGYABSTRACTBIOENERGYRE
3、FERSTOTHEADOPTIONOFBIOLOGICALACTIVITIES,RAWMATERIALS,WATEROROTHERINORGANICSUBSTANCESINTOMETHANE,HYDROGENANDOTHERCOMBUSTIBLEGASORETHANOL,ANDOILFLAMMABLELIQUIDSASTHECARRIEROFENERGYCURRENTLY,HYDROGENPRODUCTION,ETHANOLFERMENTATION,BIODIESELANDBIOENERGYCONVERSIONOFBIOGASFERMENTATIONISANIMPORTANTWAYTHISSE
4、LECTDEVELOPMENTOFCHINASBIOENERGYINDUSTRYASTHERESEARCHOBJECTFIRSTLY,FROMANECONOMICTHEORYPOINTOFVIEWOFTHEWORLDANDINFLUENCINGFACTORS,FOUNDTHATDEMANDANDPRICESFORENERGYPRODUCTSROSETOTHEBIOLOGICALCAUSESOFENERGYDEVELOPMENTALSOUSEDTHEINDUSTRYCYCLETHEORYOFBIOLOGICALDEVELOPMENTOFTHEENERGYINDUSTRYANALYSIS,FOUN
5、DTHATRENEWABLEENERGYINDUSTRYININDUSTRIALINCUBATIONPERIOD,TOSTRENGTHENTHEDEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFNEWTECHNOLOGIESANDINNOVATIVEINDUSTRYITSELFTHEARTICLEONOURDETAILEDANALYSISOFBIOENERGYINDUSTRY,FOUNDTHATBIOENERGYINDUSTRYHASBEENRAPIDDEVELOPMENTINCHINABUTTHEREHAVEBEENTHREATENINGCHINASGRAINSECURITY,CREAT
6、ENEWENVIRONMENTALCRISESANALYSISOFTHEGDPBYMEASURINGTHERELATIONSHIPBETWEENENERGYDEMANDANDTHUSCONCLUDETHATOURBIOENERGYINDUSTRYPROSPECTSINTHEANALYSISINBIOLOGICALENERGYINDUSTRYBASEDONBIOENERGYINDUSTRYINOURCOUNTRYPROBLEMSANDPUTFORWARDCONSTRUCTIVEYIJIANJIANYIFOCUSONTHEDEVELOPMENTOFNONFOODMATERIALSSUCHASBIO
7、ENERGY,BIOENERGYINDUSTRYTODEVELOPINDUSTRIALPOLICYANDINCREASEEFFORTSTOSUPPORTBIOENERGYINDUSTRY,VIGOROUSLYSTRENGTHENPOTATOFERMENTATIONETHANOL,BUTANOLANDOTHERPRODUCTSOFTECHNOLOGYRESEARCHANDDEVELOPMENTWITHCHINESECHARACTERISTICSBIOENERGYINDUSTRY,THEESTABLISHMENTOFBIOMASSPROCESSINGANDCONVERSIONTECHNOLOGYP
8、LATFORMTOACCELERATETHECELLULOSEUSEDINTHEFIELDOFTECHNOLOGYINNOVATIONSTRATEGYKEYWORDSBIOMASSENERGY吉林工业职业技术学院毕业论文2目录1绪论111选题目的，背景和意义112文献综述913研究内容，研究方法及创新点132生物能源发展经济学分析1421生物能源发展经济因素分析1422生物能源发展的产业生命周期分析183我国生物能源产业发展现状，机遇及面临的问题2131我国生物能源产业发展现状2132我国生物能源产业发展机遇2233我国生物能源产业发展面临的问题264我国生物能源产业发展对策建议2941着重发
9、展非粮原料的生物能源2942制定生物能源产业发展的产业政策3043加强生物能源RD研究31致谢34参考文献35吉林工业职业技术学院毕业论文3第1章前言11选题目的，背景和意义111生物能源简介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、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类可燃液体为载体的能源。目前，生物制氢、乙醇发酵、生物柴油和沼气发酵是生物能源转化的重要途径。沼气是微生物发酵秸秆、禽畜粪等有机物产生的混合气体，主要成分是可燃的甲烷。生产沼气的设备简单，方法简易，适合在农村推广使用。我国已有许多地方的农村和畜牧场使用了沼气。沼气的推广使用节约了资源，保护了环境，也提高了农民的生活质
10、量。目前，沼气的规模化生产需要解决的是设备及提高甲烷含量等技术问题。氢气的燃烧产物只有水，因此氢气是最清洁的能源。氢气可以利用生物质通过微生物发酵得到，这一过程被称为生物制氢。目前我国科学家已获得了能高效产氢的微生物，可以小规模地进行生物制氢，但要实现生物制氢的产业化，还有许多技术和经济问题需要解决。生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料，它作为柴油的替代品更加环保。欧洲已专门种植油料作物用来生产生物柴油，形成了一定规模，美国也有生物柴油的小规模生产。生物柴油所遇到的问题是作为原料的植物油成本较高。在我国，已有多个科学家小组在从事生物柴油的研究开发。最近，科学家发现，部分微
11、生物也能合成油脂,这也许可以为克服生物柴油的原料问题起到重要作用。燃料乙醇是目前世界上生产规模最大的生物能源。乙醇俗称酒精，以一定的比例掺入汽油可作为汽车的燃料，不但能替代部分汽油，而且排放的尾气更清洁。我国的燃料乙醇生产已形成规模，主要是以玉米为原料，同时正在积极开发甜高粱、吉林工业职业技术学院毕业论文4生物能源生物能源主要指以淀粉质生物，原料生产的替代油料，发展生物能源，减轻对石油资源的依赖，同时又能推动农业产业链的发展，被认为是解决全球能源危机的最理想途径之一。薯类、秸秆等其他原料生产乙醇，目前产量居世界第三。近年来，由于生物能源可以缓解不断攀升的能源价格，提供农民和农村新的增收和就业机
12、会，同时也有利于解决全社会所关注的绿色温室气体排放的环境问题，作为一种可持续利用的能源已经引起了世界范围广泛的重视。从图11、图12生物能源和生物燃料的世界供应分布图可以看出，中国、印度、尼日利亚等发展中国家是生物能源的生产大国，美国、巴西和欧洲是生物燃料主要供应地。但需要指出的是，大部分人口众多的发展中国家使用的生物能源主要集中于秸秆、薪柴和木炭等传统的生物质，现代生物质资源如液体生物燃料所占的比例并不高。图11世界生物能源分布图资料来源GLOBALRENEWABLEENERGYPOLICIESANDMEASURESDATABASE能源问题与一个国家的政治和经济生活密切相关。由常规化石能源（
13、煤炭、石油与天然气等）资源不足所导致的能源危机直接影响到经济发展速度，从而引发了各国的能源安全问题。正是出于能源危机与生态环境恶化等问题迫使各国对能源结构进行战略性调整，大力发展可再生能源。生物能源（又称绿色能源）作为最重要的可再生能源之一，是指从生物质得到的能源，也包括通过各种微生物转化和微生物采油等技术所获取的能源，其表现形式有热能、电能，以及各种生物燃料（BIOFUEL），如生物柴油（BIODIESEL）、生物乙醇（BIOETHANOL）、生物气体（BIOGAS）（又称沼气）、生物氢（BIOHYDROGEN）吉林工业职业技术学院毕业论文5等。它是人类最早利用的能源。古人钻木取火、伐薪烧炭
14、，实际上就是在使用生物能源。但是通过生物质直接燃烧获得能量是低效而不经济的。随着工业革命的进程，化石能源的大规模使用，使生物能源逐步被以煤和石油天然气为代表的化石能源所替代。生物能源是一种可再生能源，它主要以农作物秸秆、畜禽粪便、有机垃圾等农林废弃物和环境污染物。为了促进新能源技术进步，降低开发成本，加快产业发展，世界各国尤其是欧美等发达国家都制定了发展战略，提出了明确的发展目标，并通过强制立法来保障战略目标的实现。欧盟是世界上新能源产业发展最快的地区之一。全球65以上的风电机组分布在欧洲，仅德国、西班牙、丹麦三国的风电装机就占到全球的50左右。欧洲也是并网光伏发电和生物质能发电装机最多的地区
15、之一。美国作为全球最大的玉米生产、出口国，其出口比例占全球出口总量的70。2006年美国玉米在乙醇行业的用量首次超过出口量。蓬勃发展的“生物燃料”工业正吸引越来越多的风险投资家前往美国的玉米主产区里“弄潮”。目前美国有114家用玉米生产乙醇的工厂，还有80家在建。工厂化的玉米制备乙醇燃料其流程很简单，经过玉米粉碎出浆糖液乙醇发酵酵母分离这一系列过程，最后就可以蒸馏出燃料乙醇。一些农场主表示，用玉米生产乙醇将让自己的作物得到“充分利用”，并且为很多因经济不景气，人口外流而变得死气沉沉的乡村小镇带来无限生机。美国中西部地区的广大农村正通过将玉米转化成为乙醇作为汽车燃油的替代品。预计到2010年，美
16、国三大汽车厂生产的车辆中，可使用燃油和乙醇的汽车数量将翻番。美国政府也要求在车用燃料中添加更多的乙醇等生物成分。众多农场主因此喜笑颜开，成片的庄稼地正在变为汽车王国求之若渴的“油田”。不过，也有人担心此举可能会造成美国的食品价格上涨，从而抵消汽车燃料价格降低带来的好处。由于供不应求，美国的乙醇价格已开始大幅上涨。2000年美国玉米的产量只有6被用于乙醇生产，2006年这个比例已超过20。目前燃料乙醇已成为美国玉米用量的第三大产业。目前，生物燃料已占德国再生能源市场的60以上。德国生物燃料的来源包括能源植物、木材、沼气、可生物降解的家庭生活垃圾及工业垃圾等。在以粮油作物为原料的“第一代生物能源”
17、得到大规模商业应用的同时，德国也在积极开发更加经济环保的“第二代生物能源”。这新一代生物能源技术将直接利用农业秸秆、木材、木屑以及动物粪便等作为能源原料，以有效解决目前生物燃料发展中存在的生态问题，且生产成本更低、能源转换效率和质量更高。法国政府也采取了一系列措施，促进生物能源的开发，鼓励生物燃料的利用。早在2005年前，法国用于生物燃油原料种植的面积就已经达到32万公顷，当年生物燃油产量为41万吨，其中80为生物柴油。政府计划,，到2010年用于生物燃油原料种植的农田面积将达到200万公顷。英国于2004年建成欧盟最大的生物柴油厂，年产量达25万吨。生物燃料公吉林工业职业技术学院毕业论文6司
18、计划使生物柴油年产量达75万吨。英国利兹大学开发出利用葵花籽油生产氢的新技术，所获得的氢气纯度高达90，可为汽车及家用燃料电池提供高效、清洁的氢产品。英国还利用甜菜等经济作物生产生物丁醇，经与传统汽油混合后，在加油站销售。巴西是石油资源相对缺乏的国家。20世纪70年代中期的石油危机，给巴西经济以沉重打击，为减少对石油进口的依赖，实现能源多元化，巴西政府因地制宜制定了以甘蔗为主要原料的酒精燃料发展计划。1975年巴西规定在全国所有地区销售的汽油中必须添加25的酒精。此后，又陆续提高添加比例，1966年10，1981年20，1993年22，2002年将上限提高到25。经过30年的努力，巴西已建成完
19、整的燃料酒精产业链从种植甘蔗到生产燃料酒精，从制造燃料酒精汽车到建立燃料酒精供应站，形成了一个遍布全国各地的产销网络。目前巴西拥有329家糖和乙醇厂，估计2012年将增加到400家。巴西15的轻型汽车使用燃料酒精，其余85的轻型汽车使用添加25燃料酒精的混合汽油，每年消费燃料酒精14亿升左右。目前巴西燃料乙醇生产能力超过了1200万吨/年，是世界上生产和消费燃料乙醇最多的国家之一，约占世界产销量的35。为了提高燃料酒精的生产能力，满足未来市场的需求，巴西正在新建41个甘蔗酒精厂，建成后可增加7000万吨的甘蔗加工能力。原有的一些甘蔗酒精厂也在改建和扩建。预计到2010年，巴西甘蔗加工能力将达到
20、5亿吨。112我国生物能源发展的战略意义发展生物能源产业对我国具有重要的。首先发展生物能源产业有利于解决能源危机。能源问题事关一个国家的经济发展和国家安全。而随着社会经济的发展，不可再生能源正面临枯竭。根据预测，世界石油将在未来40年左右枯竭，天然气将在60年内用完，煤炭也只能用220年左右。我国已探明的煤炭可开采储量1145亿吨，可开采5481年；石油可开采储量为3274亿吨，可开采年限为1520年天然气可开采储量11704亿M2可开采年限为2858年。因此，寻求新的替代燃料已迫在眉睫。同时能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的“瓶颈”，特别是对进口石油的依赖已对我国经济运行安全构成威胁。
21、我国自1993年就已成为石油净进口国，2004年进口原油12亿吨，比上年增长348，占国家石油总供给量的40以上。到2010年，我国石油消费总量将达4亿吨，而国内生产能力仅为16亿吨到17亿吨。由于我国石油产量有限，大量进口石油必然对我国的能源安全造成威胁特别是当前石油价格位于高价位运行的情况下。而以乙醇汽油和生物柴油为主导的生物能源具有可再生的特点，可以利用我国多样化、多产量的植物分布进行大规模生产，可以说它是我国未来长远能源消耗的支柱，对维护能源安全和满足社会的能源需求具有十分重大的意义。吉林工业职业技术学院毕业论文7其次，发展生物能源产业有利于环境保护。以化石能源为能源的近代工业文明给世
22、界创造了巨大的财富，但在其生产和使用过程中所造成的环境污染也给人类造成了巨大威胁。有人认为，化石能源所造成的环境危机更甚于其本身短缺的危机。生物能源作为太阳能的一种表现形式，在整个自然环境大系统中，其生产和消费过程可形成无污染和干净的闭路循环系统。这一是由于能源作物在生长过程中要吸收大量的二氧化碳，从而降低空气中二氧化碳的浓度；二是由于生物燃料能够干净地燃烧，就乙醇汽油而言，由于加入燃料乙醇，乙醇汽油中含氧量增加，作为尾气的氧化碳和碳氢化合物的燃烧更充分，使汽车尾气中的这两项指标分别下降308和1304，污染物的排放明显减少。又如生物柴油，由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放可减
23、少约30有催化剂时为70。此外，生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于化石类柴油。检测数据表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90的空气毒性，降低94的患癌率。同时，由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10有催化剂时为95。生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲号排放标准。三是采用乙醇占汽油10的配比，将不会产生石油中污染地下水并可能致癌的MTBE，性能更为优越，而且不需要对现有车辆进行改造。因此，生物能源的推广使用，能够改善日益恶化的环
24、境，缓解经济高速发展所带来的人与环境的矛盾。最后，发展生物能源产业有利于促进农村经济发展。可用于开发生物能源的作物或植物很多，如玉米、油菜、木薯、红薯、甜高粱、甘蔗等作物及秸秆，苦配巴、麻疯树、桉树、黄鼠草等植物。美国的实验结果表明，100M2甜高粱可产酒精6106升，100M2的苦配巴每年可生产油50桶。两院院士石元春教授认为，发展生物能源具有“一石四鸟”的作用，一是生物能源的全面利用，可解决农民增收问题；二是中小型加工企业的发展，可以加速农业产业化和农村城镇化；三是生物能源与土地资源富集的中、西部贫困农村地区会形成我国生物能源企业集群，从而促进和谐社会的进程；四是结合我国能源战略调整，我国
25、自主品牌汽车工业可以考虑生产适应本国能源体系的生物能源汽车产品，在汽车普及化过程中迎头赶上，提升竞争力。国家科技部中国生物技术发展中心主任王宏广认为，发展生物能源和原材吉林工业职业技术学院毕业论文8料可以做到“四不”即“不与人争粮，不与粮争地，不与传统行业争利，不与发达国家争资源”。因此，发展生物能源产业将推动农村产业革命，有利于促进农村经济的发展，有利于社会主义新农村的建设。113我国生物能源产业发展的优势我国发展生物能源产业具有巨大的机会成本优势。在我国，农民大多种植的是直接消费型的农作物，农产品的价格受到市场变化的影响很大，广大农民的收入很不稳定。另外，我国的土壤条件和气候环境差异很大，
26、虽然都是种植同样的农作物，但是各地的产量以及品质却各不相同。我国北方有数亿亩的荒地资源，可以用来发展草本和灌木能源作物。我国生物能源的开发起步虽然较晚，但在技术上和生产上都取得了很多成果，为大规模开发生物能源奠定了良好的基础。我国政府及有关部门对生物能源利用极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物能源利用技术的研究与开发，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。燃料乙醇的生产是比较成熟的技术，2002年开始，我国以先试点后推广的方式发展燃料乙醇，2004年乙醇汽油试点扩大到黑龙江、
27、吉林、辽宁、河南、安徽五省及湖北、山东、河北和江苏四省的部分地区。“十五”期间，国家批准建设了4个生物燃料乙醇生产试点项目，截止目前，已具有102万吨/年的生产能力。同时，“十一五”期间，中国计划发展600万吨燃料乙醇；到202年，发展燃料乙醇1500万吨、生物柴油500万吨。另外，乙醇燃料的推广使用也取得积极效果，经有关省和中石油、中石化两大公司的共同努力，已实现年混配1020万吨生物乙醇汽油的能力；生物乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20，收到了良好的经济效益与社会效益。在农作物秸秆发电方面，河北、江苏、安徽、山东、吉林等省份已经有秸秆发电站投产，河北省计划建设2030个秸秆燃料电厂，
28、以充分利用当地丰富的吉林工业职业技术学院毕业论文9农业废弃物。这些都表明我国生物能源的开发利用已经进人规模化发展的阶段。同时适于我国现状的生物能源转化技术也已成熟。由于我国人口众多，不能完全依照国外那种以粮食作为生产生物能源的主要原料的模式发展，而应发展适于我国国情的生物能源产业以非粮产品作为原料的生物能源。在这一方面我国在技术和生产上已较为成熟。如四川大学生命科学院和四川林科院在小桐子的选育和转化柴油方面有了突破性进展湖南林科院选育了光皮树、绿玉树等。研究内容涉及油料树种的筛选、良种选择、培育及其加工工艺和设备，并取得了阶段性成果。郑州天空能源科技有限公司已经成功研制出先进的生物柴油制取方法
29、，该方法能够在较短时间内完成反应，完成率可达995以上。12文献综述121经济增长与能源需求的关系目前我国经济高速发展，对能源的需求越来越大。而我国发展生物能源主要目的是使能源供给多样化，以应对可能出现的能源危机。许多学者从能源经济学的角度研究了经济增长与能源发展的关系，认为能源与经济增长是相互依赖、相互制约的，能源是经济增长的动力源泉。经济增长为能源发展创造了条件。在数量分析上，能源经济学主要采用能源消费弹性系数和能源密度或称能源强度来考察两者关系的一般发展规律，并取得了可喜的成果。自20世纪70年代以来，学术界对能源消费与经济增长之间的因果关系进行了大量的实证研究，在这一领域做出开拓性工作
30、的是KRAFTJ和KRAFTA1978，他们发现美国在从1947年至1974年期间，仅存在GNP到能源消费的单向因果关系。此结论意味着实行能源保护政策不会影响GNP增长。然而，AKARCA和LONG1980使用同样的时间序列数据但比和年更短或更长的样本区间时，不能得到类似的结果。这意味着样本区间的选择可能会影响实证结果。HWANG和GUMB1992发现中国的台湾地区存在能源消费到GNP的双向因果关系。MASIHAMM和MASIHR1996在一个多变量计量经济模型的框架内，吉林工业职业技术学院毕业论文10验证了一些亚洲经济实体印度、巴基斯坦、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、菲律宾、韩国和台湾地区的
31、实际收入和总能源消费之间的因果关系，结果发现马来西亚、新加坡和菲律宾的能源消费关于收入是中性的；印度存在能源消费到GNP的单向因果关系；印度尼西亚存在GNP到能源消费的单向因果关系；巴基斯坦存在能源消费到GNP的双向因果关系；至于台湾地区，MASIHAMM和MASIHR的结果同HWANG和GUMB的一致，都认为存在能源消费到GNP的双向因果关系。GLASURE和LEE1997使用ENGLEGRANGER的两步法利用韩国和新加坡一年期间的季度数据，检验了能源消费和收入之间是否存在长期均衡关系。检验结果表明变量之间不存在长期均衡关系。STERN1994使用4变量GDP、劳动力、资本和能源向量自回归
32、VAR模型，对美国19471990年的年度数据进行标准的因果关系检验。STERN发现不存在能源总消费到GDP的GRANGER因果关系，但若根据燃料构成对最终能源消费测量进行调整，就会发现能源消费到GDP的GRANGER因果关系。CHENG和LAI1997应用STERN单位根、协整以及GRANGER因果检验的HSIAO程序等技术，检验了台湾地区19551993年期间的能源经济增长关系，结果发现存在GDP到能源消费的单向因果关系。YANG2000进一步将样本区间更新为一年，分别考虑GDP和各种能源煤、石油、天然气和电的关系。结果发现GDP与总能源、煤、电三变量分别存在双向因果关系，以及天然气到GD
33、P、GDP到石油的单向因果关系。此外，国内学者张明慧，李永峰2004对引入能源，资本，就业人数，GDP的对数生产函数进行普通线性回归，得出中国能源对经济增长的促进作用还是很明显的，能源在经济增长中的作用不容忽视。陈燕武、吴承业2003采用约翰森关于多变量时间序列间的动态经济系统分析方法，分析台湾地区一年能源消费和GDP的年度数据，具体分析了和能源消费的各组成部分包括煤、石油、天然气和电力的协整关系，对具有长期均衡关系变量构建具有误差修正项的长期均衡方程。研究发现GDP与能源总消费及其各组成部分存在单方向因果关系，吉林工业职业技术学院毕业论文11而长期均衡误差修正项对实际GDP的调整幅度较小。1
34、22国外生物能源产业发展我国生物能源还处于起步阶段，因此借鉴国外发展生物能源的经验是极其必要的。赵建，李春梅2006对欧盟发展生物燃料的有关政策进行分析，认为欧盟通过刺激对生物燃料的需求，重视环境效益，扩大生物燃料的生产与分布，确保生物燃料原料供给，提升生物燃料国际贸易机会，鼓励生物燃料技术的研究开发等方法促进生物能源产业发展。他们认为我国应加强政策支持,提高生物燃料产品市场竞争力，刺激对生物燃料的需求，扩大我国生物燃料的生产和分布，确保我国发展生物燃料的原料供给，积极参加生物燃料产业的国际交流与合作这四个方面给予生物能源产业以支持。张永宁，陈磊2007分析了英国发展生物能源的主要动因，简介了
35、英国通过国家立法和财政补贴鼓励，并成立专门机构协调生物能源的研发和产业化，而且加大生物能源的基础研发和产业化的投资力度，还加强国际合作发挥英国在全球可持续发展中的作用来宾发展生物能源。李冀新，尹飞虎，谢宗铭2008对巴西生物能源进行了详细的介绍，他们简介了巴西生物能源的发展现状，并详细说明了巴西发展生物能源在土地资源，成本，技术方面具有较大优势。123我国的生物能源产业概述许多学者都认为发展生物能源大有可为。徐忠东2005认为开发生物能源是解决能源危机，保护生态环境的有效途径。它能调整农业产业结构，促进农业发展，同时能使我国能源供给多样化，有利于国家安全。他同时建议要加大政府投资和扶持，政府应
36、对生物能源的战略地位予以足够重视，开发生物能源，发展能源农业是一项系统工程，应视作实现可持续发展的基本建设工程。并且他建议要加大开发和技术研究，要利用先进的育种技术和转基因技术，提高生物能源原料的产量，加强相关的基础研究和技术推广。吴嵋山2007提出生物能源产业是整个能源产业的一环，它的兴起不仅仅是因为它能够在一定程度上吉林工业职业技术学院毕业论文12替代传统的能源产业，更重要的是它能够维持整个能源产业的生态平衡，促进能源产业的持续发展，缓解能源产业与自然环境之间的矛盾，从而使得国民经济能够和谐、健康地发展。张晓第2007也认为发展生物能源有利于维护国家的能源安全，有利于大、中城市的环境保护，
37、同时我国丰富的自然地理及物种资源具有发展生物能源的可行性，更重要的是我国发展生物能源产业已有相当的产业规模与技术基础。张百良，宋华民，李世欣2008通过对我国能源的产能、消耗现状进行分析和研究认为我国化石能源资源储量有限，石油缺口大，因此发展生物能源是解决中国能源问题的出路之一。但有些学者也认为盲目发展生物能源将对我国资源和环境会产生不利影响。张蕙杰，樊胜根，顾晓君2007通过对生物能源发展和全球粮食及农业生产和贸易关系的分析，得出生物能源的出现和发展缓解了世界能源紧张的局面，但是也将对全球食物生产、贸易、价格产生影响。一方面发展生物能源必将扩大对玉米、木薯、甘蔗、甜菜、油籽类作物等的需求，但
38、是也极可能使玉米生产大国和出口大国，例如美国、巴西，大幅度减少对外出口，使得国际市场玉米的可出口总量削减，进而拉升玉米及其全球食物的价格，这将导致我国粮食生产不能自给自足时从国外进口粮食的成本的上升。因此我国发展生物能源产业要依靠国内粮食生产来供应，同时还要保证食用粮食的供应，这就必须加强粮食生产管理。张晓第2007也认为以大量粮食作物为生物能源的原料，已对中国和其他国家的粮食安全造成了一定的影响，出现了生物能源制造与人口粮食消费和畜牧业饲料消费的激烈竞争，即加油站与厨房的竞争。同时他提出应大力发展非粮乙醇，应停止在建粮食乙醇燃料项目，不占地、不消耗粮食、不破坏生态环境的原则下，坚持发展非粮乙
39、醇。童媛春2008发现目前在某些贫穷国家，大量的土地被用于种植生物能源作物，而使人类食用的粮食作物种植面积减少，已经形成了机器与人类争夺粮食的情况。例如2007年以来，全球稻吉林工业职业技术学院毕业论文13米价格上涨了20，玉米上涨了50，小麦则上涨了100。虽不能武断地将这一局面完全归咎于生物能源燃料的开发，但为制造生物燃料，导致大片土地不能种植粮食作物，无疑加剧了农作物歉收造成的影响，导致粮食需求不断增加，价格不断上涨。这一问题值得我们高度重视。许多学者也为我国发展生物能源产业发展提出建议。赵建，李春梅2006提出加强政策支持，提高生物燃料产品市场竞争力，刺激对生物燃料的需求；扩大我国生物
40、燃料的生产和分布；确保我国发展生物燃料的原料供给，未来生物燃料必须以非粮食的农业和林业作为主要原料，妥善处理发展粮食作物和能源作物的关系，调整国家有关农业种植的各种补贴措施，发展循环经济，把工业副产品和城市生活垃圾等有机废弃物也纳入发展生物燃料的原料供给范畴。曹湘洪2007认为实现生物能源产业的健康发展要重视选育优质高产生物能源作物，包括生物油藻和已有生物能源作物的改良品种。要以纤维素乙醇、生物柴油、生物化学品和生物可降解材料为重点，采用生物反应和化学反应、生物工程与化学工程、技术开发与装备开发有机结的开发思路，加强生物能源技术的研究开发。同时发展生物能源产业，应在政府引导和财政税收政策支持下
41、建立中介组织，加强资源开发和技术开发。张永宁，陈磊2007借鉴英国发展生物能源的经验，提出要探索适合国情的生物能源发展模式，加强政府层面的宏观协调和政策导向，创建以企业为主体的生物能源创新体系。131主要研究内容本文以中国生物能源产业发展作为研究对象。首先分析了全球生物能源发展状况。本文首先从经济学原理角度分析了世界的原因及影响因素，发现能源产品需求和价格的上升是生物能源发展的主要原因。同时分析了生物能源产业发展对全球贸易的影响，发现生物能源产业发展扩大了能源供给的同时，也使能源作物需求增大，刺激了农作物价格上涨。其次本文对我国生物能源产业进行详细分析，发现生物能源产业在我国已得到快速发展，但
42、也出现了危及我国吉林工业职业技术学院毕业论文14粮食安全，产生新的环境危机等问题。并通过计量分析我国GDP和能源需求之间的关系，由此推断出我国生物能源产业前景广阔。在对我国生物能源产业进行分析的基础上，针对我国生物能源产业发展存在的问题提出了建设性的意见和建议。132本文研究方法本文研究综合运用了理论分析和定量分析相结合、比较研究以及规范分析的方法。首先，理论上分析了生物能源发展原因。其次，本文通过定性分析，详细说明了的发展生物能源产业对我国经济发展的意义。然后，通过经济学分析研究，分析了生物能源发展的原因和影响。最后，运用规范分析，定量研究我国生物能源产业发展前景并提出建议。133创新点本文
43、以中国生物能源产业发展作为研究对象，选题较新颖，并且具有极强的现实意义。同时，针对我国国情，对产业发展面临的问题做了详细的分析。并针对这些问题，结合我国国情，提出着重发展以非粮产品作为原料的生物能源产业，并在此基础上，以林木为原料转化为生物能源为例，说明这种策略的可操作性。第2章生物能源发展经济学分析21生物能源发展经济因素分析进行能源经济分析时，我们经常碰到这样两个不同的概念能源消费ENERGYCONSUMPTION和能源需求ENERGYDEMAND。研究者有时将两者等同，而有时又将两者区分开来进行分析，常常给我们分析能源经济问题造成概念上理解的混淆。实际上能源消费和能源需求是两种不同的概念
44、，其中能源消费是指家庭或厂商对能源的利用或使用，包括个人和家庭的生活能源消耗，包括工业、农业、服务业、交通运输等的能源投入，包括各种能源形式间的转换以及能源损失，它是属于统计学意义的，而不属于经济意义。而能源需求是指家庭吉林工业职业技术学院毕业论文15或厂商对能源产品愿意并能够以某种价格水平购买的数量，是属于经济学范畴的。当出现能源短缺时，能源需求将会大于能源消费，当能源供给充分或者供过于求时，能源需求将等同于能源消费。然而，在实际能源需求研究中，要准确统计或者估计实际能源需求量对于研究者来讲是相当困难的，所以在讨论已往发生的能源需求量时，经常采用的是能源消费量，在本文中也将沿用这一习惯。下面
45、我们从经济学角度来对生物能源需求做出分析和解释。在运用经济学理论对生物能源需求进行分析之前，有必要对生物能源市场作一些基本假定1生物能源市场具有完全竞争市场的特征，存在着市场机制，即市场上厂商生产的生物能源产品同质、有众多的厂商和消费者、而且消费者和厂商拥有完全信息；2消费者或厂商是理性的，即追求利润或效用最大化；3消费者或厂商满足预算约束。下面我们对生物能源需求进行分析。实际上，我们所讲的生物能源需求是属于一个宏观概念，那么在对生物能源需求进行分析时，只从微观角度对它分析。假定市场上有N个企业生产产品，每个企业在进行生产时只需要两种投入即生物能源产品和非生物能源产品即可生产。当企业用于投入生
46、产的资金及生物能源产品和非生物能源产品的价格不变时，通过无差异分析法就可以获得该企业在追求利润最大化的情况下对生物能源产品的需求量，这一过程可以用图直观表示出来，在图中，X轴表示生物能源产品投入量，Y轴表示非生物能源产品投入量，Q1，Q2，Q3分别表示该企业在不同技术水平下的等产出线即在同一条等产出线上的点表示生物能源产品和非生物能源产品的不同投入组合可生产同样的产量，且Q2Q1Q3。QE，QU分别表示企业的资金用于购买生物能源产品和非生物能源产品的数量，E点是等产出线与预算约束线的切点，实际上是在预算约束条件下的利润最大化，即产出最大化。在预算约束即资金有限的条件下，只能选择生产Q1，才能使
47、得企业获得利润最大化，而如果选择Q2，则企业在现有的条件下无法达到，如果选择Q3则企业虽然可以达到，但是并不是现有条件下的最大者。这一最大化结果也可通过吉林工业职业技术学院毕业论文16数学推导得到，当只有生物能源产品和非生物能源产品的投入时，假定生产函数为QFQE,QU21那么企业用于两种投入的资金预算约束MQEPEQUPU22式中，Q表示该企业的产出，QE，QU分别是购买生物能源产品和非生物能源产品的入的资金。现在问题变成在满足式22的条件下，使得企业产出最大化。引入拉格朗日乘数，将式21和22改写成拉格朗日函数FQQEPEQUPUMFQE,QUQEPEQUPUM23将式23分别对QE，QU
48、，求导，然后使其等于0，得到最大化的必要条件,0EUEEFQQPQ24,0EUUUFQQPQ25QEPEQUPUM026将式24和25结合起来可得E,U/EE,U/UEUFQQQFQQQPP27式27的几何意义可知我们通过数学推导得到的最大化结果与上述的结果是一致的。在其他条件不变的情况下，假定只有能源产品的价格变动，运用同样的方法可以推导得到在不同价格水平下企业对生物能源产品的需求量，将价格与其相对应的生物能源产品需求量画成一条线，实际上就是个别的生物能源产品曲线，如果将个别生物能源需求曲线横向加总即可得整个市场生物能源需求曲线。我们用图22来描述这一变化，从上述的结果可以得出结论当其他条件
49、不变时，生物能源需求量与能源价格成反比关系，即当能源价格上升时生物能源需求量下降，反之，则生物能源需求量上升。根据经济学的需求理论，价格因素是影响商品需求的首要和关键因素，同时从生物能源需求的经济学角度吉林工业职业技术学院毕业论文17分析中可知能源价格是影响生物能源需求的首要因素，因此，当世界能源价格高企，特别是石油价格高居不下的情况下，作为石油替代品的生物能源产品需求急剧上升，这也是生物能源产业最近几年得到极大发展的主要原因。但是除了能源价格之外，还有很多因素影响着未来的生物能源需求，有的因素甚至比能源价格的影响还要重要。一般而言，生物能源需求的高低与人口的增长和经济发展密切相关，生物能源需求的分析是在一定的人口增长和经济发展的假定条件下形成的。从投入产出分析的角度看，生物能源需求的高低，取决于终端需求与满足终端需求的中间过程。经济结构的变化，经济增长模式的选择，能源消费结构的变化，技术进步，优质能源的可获得性，环境保护的要求等因素会对最终需求的形成及其中间过程产生影响。这些因素对生物能源需求的影响具体表现为在能源价格不变的条件下，如果经济增长速度加快会则使得生物能源需求增加，相应的生物能源需求曲线向右平移，因为能源是国民经济发展的重要物质基础，而经济增长速度加快势必会导致生物能源需求增加。如果人口增加则会使得生物能源需求增加，相应的生物能源需求曲线向右平
