生物質能的優勢范文
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篇1
0 引言
隨著中國經濟與社會發展的持續加速,能源資源短缺和環境污染問題日益突出。加快生物質能開發利用,開辟新型能源供應,對于緩解國家能源供需矛盾,減少化石能源消耗,有效保護生態環境,促進農村經濟和社會可持續發展具有積極的推動作用。提高資源利用效率,發展可再生能源資源,加快發展循環經濟,保障國家能源安全,將成為我國經濟發展的一項重要戰略任務。
1 生物質能利用現狀及發展目標
1.1生物質能利用現狀
截至2006年10月,黑龍江墾區應用新型專利技術,建設了7處秸稈氣化集中供氣工程、3處大中型沼氣工程、3700戶戶用沼氣池、6套秸稈固化成型燃料機組、15套稻殼發電機組,建設總投資28400萬元。秸稈氣化工程年利用作物秸稈5800t,可節約常規能源折合標準煤900t,直接受益農戶2196戶。大中型及戶用沼氣工程年可處理畜禽糞便6萬t,節約常規能源折合標準煤2200t,直接受益農戶5100戶。利用秸稈固化成型技術生產秸稈固化燃料年可替代原煤4200t。稻殼發電機組總裝機容量達24800kW,年可利用稻殼21萬t,年發電量4590萬kW。應用生物質氣化、固化及稻殼發電技術,提供新型清潔能源,改善了傳統用能方式,提高了生活質量和用能品位,降低了生產和生活成本,防止了畜禽糞便污染,既取得了較好的經濟效益,也帶來了減少二氧化碳、二氧化硫、廢棄物等污染物排放的環境效益,為墾區節約能源、保護生態環境走出了一條新路。
目前存在的主要問題,一是受傳統觀念影響,農村能源開發利用與墾區經濟社會總體發展水平差距較大,資源潛力沒有得到有效開發,現代農業循環經濟產業鏈還沒有形成。二是生物質能源技術及裝備處于較低水平,其可靠性和穩定性有待進一步提高。三是生物質能源項目初始投資較大,比較效益低下,難以實現市場化、商業化運作。
1.2發展目標
“十一五”期間,黑龍江墾區大力推進以生物質為原料的氣化、固化、液化及發電工程建設,計劃建設40個生物質氣化站,生物質固化燃料年生產能力達到20萬t、液化燃料5萬t,裝備20臺套稻殼發電機組,裝機容量4萬kWh,建設2座生物質直燃發電、熱電聯產裝置,裝機容量5萬kWh。生物質年利用量占一次能源消費總量的8%,發電裝機容量占全國的2%。
2 開發利用生物質能的優勢與潛力
黑龍江墾區地處東北三江平原,總面積5.62萬km2。其中,耕地面積220萬km2,農業機械總動力433.6萬kW,總人口158.6萬人,年糧食生產能力達1000萬t,已成為國家重點商品糧基地和現代農業示范基地,因此,發展生物質能源具有獨特優勢與潛力。
一是資源優勢。黑龍江墾區年可利用作物秸稈量達800多萬t。2005年末,大牲畜存欄80.5萬頭,生豬存欄174萬頭,年畜禽糞便量達622萬t。集約化、規模化生產為生物質能利用提供了基礎保證。有效利用作物秸稈及畜禽糞便等生物質能,可進一步調整生產用能結構、提高生活用能質量、改善當地生態環境、促進農民增收、實現農業和畜牧業可持續發展。
二是機械化優勢。現代農機裝備作業區已達到160個,大馬力作業覆蓋面積約900萬畝,農業綜合機械化率達到93%,農機化總水平居國內領先,機械化作業為生物質收集利用提供了先決條件。
三是農墾小城鎮建設優勢。按照墾區“十一五”規劃,計劃將原有2000多個生產隊合并建成660個管理區,農業職工全部集中居住,住宅全部實現磚瓦化。利用小城鎮基礎設施完善、服務功能齊全、信息便捷的優勢,使更多的農業富余勞動力向小城鎮轉移,壯大城鎮經濟規模和人口規模,為生物質利用提供了發展空間。四是典型示范優勢。在國家和省有關部門積極支持下,已建成多處大中型沼氣、秸稈氣化、秸稈固化、稻殼發電等生物質能源示范工程項目,積累了豐富的建設經驗,為生物質利用提供了技術支撐。
3生物質能工程技術方案及可行性
3.1大中型沼氣工程
3.1.1工藝方案
綜合考慮大中型養殖場物料特點及北方地區氣候寒冷等因素,適宜采用底物濃度高、加熱量小、運行費用低和沼液量少的“能源生態型”臥式池中溫發酵工藝。工藝流程示意圖如下(見圖1)。
3.1.2可行性
發展大型沼氣工程及沼氣綜合利用,是解決墾區規模化養殖糞便處理、發展生態有機農業的最有效途徑。充分利用畜牧業廢棄物生產清潔能源,可進一步改善農場職工生活條件,減少環境污染,探索和形成墾區“糧-畜-沼-肥-糧”的資源良性循環生態農業新模式。
實踐證明該工藝在北方地區運行穩定,產氣效率平均高達0.6m3/(m3.d),沼氣、沼渣、沼液應用前景廣闊,具有較好的經濟和社會效益,適宜在6000頭豬以上的規模化養殖場及集中居民區附近建設。
3.2秸稈氣化集中供氣工程
3.2.1工藝方案
推廣使用下吸式固定床氣化爐技術。下吸式固定床氣化爐具有以下優點:(1)操作簡便,運行可靠;(2)原料適應性強;(3)氣化效率高;(4)熱裂解充分,焦油含量低。工藝流程示意圖如下(見圖2)。
3.2.2可行性
以往農作物收獲以后,除少量的秸稈粉碎后還田用于飼料及燒柴外,其余全部在田間燒掉,造成資源極大浪費,也給環境帶來了污染。同時,隨著煤炭、液化石油燃氣價格不斷上漲,居民生活用能成本不斷增加。充分利用秸稈燃氣,則可以更好地滿足人們的生活需要,提高生活用能品位,帶來良好的經濟效益和社會效益。
3.3生物質液化燃料工程
3.3.1工藝方案
根據黑龍江墾區地域及氣候特點,重點發展甜高粱秸稈制取燃料乙醇。工藝流程示意圖如下(見圖3)。
發展燃料乙醇有利于中國能源多元化、減少環境污染、發展畜牧養殖、增加農民收入。黑龍江墾區土地資源豐富,種植甜高粱產量高,成本低。生產甜高粱乙醇,可替代石油資源,減少車輛尾氣污染,廢渣廢液可作優質飼料和液體肥料綜合利用,是一項從種植到加工、從農業到能源的新型能源農業工程。
目前,黑龍江墾區在已建成甜高粱良種繁育基地的基礎上,又擴大試種面積3000km2,為生產燃料乙醇提供了原料保證。
3.4生物質發電工程
秸稈發電是一項新興能源產業。據調查,黑龍江墾區糧食作物區25km半徑內,大豆、玉米、水稻等秸稈剩余量達58萬t。隨著農業生產科學技術不斷發展,糧食單產進一步提高,秸稈剩余量將進一步增加。發展秸稈發電,一是可以加快秸稈轉化步伐,增加農民收入,實現經濟協調發展;二是可以增加電力供應,拉動工業經濟增長;三是可以提高資源利用效率,改善生態環境;四是可以拉動農區運輸服務等相關產業發展。
項目采用具有國際先進水平的生物質直燃發電技術,工藝系統主要包括機組、電氣
、熱力、燃燒、燃料輸送、水處理、除灰、采暖、通風、除塵、消防等裝置。黑龍江農墾所屬寶泉嶺、紅興隆、建三江、牡丹江、九三等地區地質條件良好,水源充足,交通方便,電力接口便捷,可充分利用發電余熱等優勢,適宜建設25~50MW秸稈熱電聯產發電項目。
4 發展生物質能源的對策措施
(1)進一步加大《可再生能源法》的宣傳力度。通過典型示范,提高開發生物質能源的認識,加快農村能源項目的推進和落實,形成全社會支持生物質能發展的良好氛圍。
(2)全面開展生物質能資源評價。制定農業生物質資源評價技術規范,調查生物質資源量、能源作物適宜土地資源量,選育能源作物優良品種。
篇2
[關鍵詞] 急性肺動脈栓塞;右心功能;心電圖;肌鈣蛋白;B型利鈉肽
[中圖分類號] R563.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672-4208(2010)21-0001-03
APE已成為我國常見心血管疾病”,在美國也是三大致死性心血管疾病之一,隨著臨床醫師診斷意識的不斷提高,肺栓塞已成為一種公認的常見心血管疾病。肺血栓栓塞癥一旦發生,肺動脈管腔阻塞,血流減少或中斷,導致肺循環阻力增加,肺動脈壓升高,最終發生右心功能不全。右心室功能的早期診斷對于患者治療方案的制定及其預后都極為重要。以往研究認為,右室超負荷可導致BNP或氨基末端BNP前體(NT―proBNP)及cTnI等血清標記物升高,預示患者預后較差。但上述生物標志物檢測成本較高,較多基層醫院并不能開展上述檢測。心電圖應用廣泛,操作簡單,成本低,在APE中有相對特異性的改變。筆者對比心電圖和心臟生物標志物BNP及cTnI對于識別APE患者右心功能和短期預后的價值做了臨床研究,報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料選擇2006年1月~2010年1月在我院住院的APE患者36例,回顧性分析心電圖和心臟生物標志物與右心功能的關系。其中男12例,女24例,平均年齡58.4歲,所有患者均經肺動脈加強CT確診。排除標準是慢性阻塞性肺疾病或肺心病,擴張型心肌病,長期右心負荷過重導致的右心室肥大。分為右心功能不全給20例,右心功能正常組16例。
1.2 研究方法所有患者均在發病24 h內行超聲心動圖和心電圖檢查,有下列1項或1項以上者認為有右心功能不全:(1)右心室擴張(胸骨旁長軸切面右心室舒張末期內徑>30 mm);(2)右心室游離壁運動功能減退;(3)收縮期室間隔矛盾運動。與肺動脈栓塞有關的心電圖表現:(1)胸前導聯V1~V3T波倒置;(2)S。Q,T3;(3)完全或不完全性右束支傳導阻滯;(4)竇性心動過速;(5)QRS波群低電壓;(6)肺性P波。所有患者入院24 h內從肘靜脈采集靜脈血,cTnI和BNP的檢測采用免疫測定法,cTnI正常
1.3 統計學方法所有數據用均數±標準差表示,連續變量采用t檢驗,分類變量采用卡方檢驗。以P
2 結果
2.1 臨床特點所有患者中有20例出現右心功能不全,占55.6%,住院期間6例死亡,其中5例有右心功能不全。右心功能不全組患者的cTnI水平明顯高于無右心功能不全組患者(p0.05)。見表1。
2.2 心電圖表現所有患者中只有3例心電圖正常,7例為房顫,2例出現肺部P波。16例(44.6%)V,~V3導聯出現T波倒置,5例(13.9%)出現QRS波群低電壓。有右心功能不全患者V。~V,導聯出現T波倒置的比例明顯高于無右心功能不全患者(P
2.3 T波的正常化和右心室功能的改善在16例V1~V3導聯T波倒置伴有右心功能不全的患者中,9例住院期間出現T波逐漸正常。在這些患者中,8例患者超聲心動圖發現右心功能改善。說明T波的逐漸正常與右心室功能的改善有關。
3 討論
在本研究中,我們比較了心電圖特征和心臟生物標志物對識別APE患者右心室功能不全的價值。發現胸前導聯T波倒置對于APE患者右心室功能不全具有很高的特異性和敏感性。
肺動脈栓塞目前已經成為重要的醫療保健問題,其發病率高,病死率亦高。引起肺動脈栓塞的血栓可以來源于下腔靜脈路徑、上腔靜脈路徑或右心腔,其中大部分來源于下肢深靜脈。栓子阻塞肺動脈及其分支達到一定程度后,通過機械阻塞作用,加之神經體液因素和低氧所引起的肺動脈收縮,導致肺循環阻力增加,肺動脈高壓;右心后負荷增高,右室壁張力增高,右心擴大,可引起右心功能不全。右心擴大致室間隔左移,使左室功能受損,導致心輸出量下降,進而可引起體循環低血壓或休克。
分析發現多數APE患者超聲檢查提示合并右心功能不全,且該類患者死亡率增加2倍。右心功能不全的超聲診斷標準在的研究中各不相同,包括右心擴張、運動功能減退、RV/LV比值增加、三尖瓣反流速度增快等。這使超聲心動圖檢查對于診斷右心功能不全缺乏一個共同的標準。本研究中我們采用了Kwak MH等人的標準,這也是目前大家比較公認的標準。
研究發現APE患者cTnI明顯升高,與APE患者預后較差相關。一項大規模治療試驗研究數據分析,eTnI升高可使死亡的風險增加3.5倍(95%置信區間,1.0~11.9)。心室功能障礙與心肌擴張相關,心肌擴張能導致BNP的釋放。APE患者BNP或氨基末端BNP前體(ArT―proBNP)水平能反應RVD嚴重程度和血流動力學狀況。盡管BNP或NT―proBNP升高后提示預后較差,但其陽性預測值較低(12%~26%)。另外低水平的BNP或NT―proBNP提示患者短期死亡率和復雜臨床結果的預后較好(陰性預測值94%~100%)。雖然上述研究發現eTnI和BNP對于識別APE患者右心室功能不全具有一定的價值,但是我們的研究卻發現cTnI和BNP的水平與患者右心室功能不全并不相關。
篇3
關鍵詞:林業生物質能源;開發利用;發展前景;利用對策
中圖分類號:TK6
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)10016002
1 林業生物質能源的含義及優點
1.1 林業生物質能源
林業生物質能由太陽能轉化而成,貯藏于林業生物質中,一般通過直接燃燒、熱化學轉換、生物轉換、液化等技術加以利用,主要用于氣化發電、燃料、供熱等[1]。林業生物質是指以木本、草本植物為主的生物質,主要包括林木、林業、林副產品及廢棄物、木制品廢棄物等[2]。
1.2 林業生物質能源的優點
林業生物質能源在生物質能源中占據主體地位,和石油、煤炭、天然氣等化石能源相比,主要有以下幾點突出的優勢。
1.2.1 清潔能源
傳統化石能源在燃燒過程中釋放大量溫室氣體,使大氣中溫室氣體濃度增加,90%以上的人為排放的溫室氣體都由化石能源燃燒產生,大量的溫室氣體以及有害氣體的排放無疑加重了環境的負擔,使環境逐漸惡化。林業生物質能源是一N清潔能源,能有效降低CO2的排放量,并能提高能源的燃燒效率[2]。生物質能源的利用方式與轉化途徑多樣,可通過生物轉化、熱化學轉化以及液化轉化為柴油、乙醇等燃料。
1.2.2 可持續、可再生能源
據測算,世界上煤、石油、天然氣分別可開采220年、40年和60年[3],如果不開發可再生能源,人類的能源將面臨枯竭。林業生物質能源可再生,能滿足人類對能源日益增長的需求。
2 國內外林業生物質能源的應用現狀
2.1 國外林業生物質能源應用現狀
美國、芬蘭、瑞典和奧地利等國家將生物質能轉化為高品位能源利用已具有可觀的規模,依次占該國一次能源消耗量的4%、18%、16%和10%[4],走在世界前列。
2.2 國內林業生物質能源應用現狀
20世紀80年代以來,生物質能源應用技術一直受到政府和科技人員的重視。國家從“六五”計劃就開始設立重點攻關項目,主要在氣化、固化、熱解和液化等方面展開研究工作[5~10],雖然取得了很大進步,但與國外差距還較大。隨著高新技術的飛速發展,林業生物質能源工程朝著以綠色化學潔凈轉化為高效率、高附加值、精深加工、定向轉化、功能化、環境友好化等方向發展[4]。
3 林業生物質能源的發展優勢及瓶頸
3.1 林業生物質能源的發展優勢
3.1.1 資源優勢
我國幅員遼闊,有大面積尚未利用的適合造林的荒地。我國未利用土地現有2.45億hm2,其中不適宜耕種的宜林荒地占23%,按利用其中20%種植高能源植物計算,每年產生的生物質量可替代1億t標準煤[11]。而且我國林下資源也非常豐富,資源上的優勢為我國大力發展林業生物質能源提供了物質保障。
3.1.2 技術日趨成熟
我國在能源林樹種選擇和造林模式等方面已有較為豐富的技術儲備。且在轉化工藝上也有突破,隨著現代科技的不斷發展,開發林業生物質能源的方式逐步多樣化,林業生物質能源通過物理轉化可得到固體成型燃料;通過化學轉化可得到高壓蒸汽、燃料油等;通過生物轉化可得甲烷氣。
3.2 林業生物質能源的發展瓶頸
3.2.1 林業生產自動化程度低
我國目前大部分地區林業生產自動化程度較低,林木采集基本依靠人工,而大多數造林地環境惡劣,加大了采集、運輸難度,從而提高了成本。
3.2.2 轉化成本高,轉化效率低
雖然目前轉化技術手段日趨成熟,但依舊面臨成本偏高,投入與產出不成正比的問題,因此難以形成規模化產業,不利于林業生物質能源應用的普及。
4 林業生物質能源的利用對策和措施
結合我國具體的國情林情,針對目前我國生物質能源利用的情況,為推動林業生物質能源的大力發展,應從以下方面入手。
4.1 加大財政投入,加強政策傾斜
林業生物質能源作為能源開發的一個新興領域,需要國家財政的大力扶持。政策引導和資金扶持是使林業生物質能源應用逐步壯大的必要條件。
4.2 充分利用企業資源,拓寬生物質資源開發的途徑
利用生物質能源的開發與利用是一項高投入的工程,要實現長遠的發展,除了國家的大力扶持外,還需要社會各界的支持。吸引企業資源,動員社會力量,充分發揮民間資本的力量意義重大。
4.3 加大創新力度,提高轉化效率
目前由于設備以及轉化方式的局限性,使得生物質能源的開發與轉化成本偏高,相對來說產出較低,而技術上的創新能有效降低成本,提高轉化效率。
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篇4
一、生物質能發展的天然優勢與政策法規的有效性
1.生物質能發展的天然優勢
(1)生物質能可再生性能有效保障國家能源安全。生物質能通過植物的光合作用可以循環再生屬于可再生能源,能有效緩解能源短缺帶來的壓力,促進我國能源戰略科學、有效地實施, 完善能源結構,保障國家能源安全。
(2)生物質能的低污染性能有效防止全球變暖。生物質能硫含量、氮含量相對較低、燃燒過程中生成的污染物較少,因而可有效地減輕溫室效應,遏制全球變暖的局面。
(3)生物質能易于儲存和運輸便于推廣和利用。生物質能可以轉化為固、液、氣三種形態具有良好的可儲存性,便于加工轉換與連續使用,降低了成本從而更利于代替常規能源。
2.政策法規是推動生物質能發展的有效手段
盡管促進發展生物質能的發展方法多種多樣,但相比較而言,政策法規措施則是一種更為有效的措施。這一方面因為法律規定人們的權利和義務,保障生物質能發展措施的有效實施,促進生物質能順利發展。另一方面,推動生物質能發展的措施只有通過立法,上升到法律的地位,才能具有權威性,更易于貫徹執行。
二、國外在生物質能政策法規建設方面的探索
20世紀70年代~80年代世界范圍內出現的能源危機促使各國積極投身于生物質能的開發研制工作,90年代后期生物質能產業基本形成,伴隨著生物質能產業的蓬勃發展,相應的政策法規體系也隨之建立起來。
1.德國—生物質能政策法規的探路者
(1)對生物質能政策法規采取鼓勵扶持政策。德國每年安排大筆資金用于生物質能研究,示范和推廣。僅2000年,財政撥款就高達5100萬馬克。(2)制定專門法,使生物質能產業有法可依。如2001年頒布的《生物質條例。(3)明確發展重點、制定發展計劃、有序推進生物質產業發展。大力發展被的生物柴油、乙醇汽油,在《生物質條例》和2004年頒布的《可再生能源法》中都有對其進行財政支持的條款。
2.美國——完善生物質能政策法規的中堅力量
美國1999年8月美國了“關于開發和推進生物質產品和生物能源”的總統令,提出了到2010年生物質產品和生物能源增加3倍,2020年增加10倍,以及每年為農民和鄉村經濟新增200億美元的收入和減少1億噸碳排放量的宏大目標 。
2005年10月6日,美國農業部和能源部聯合宣布11個生物質能研發、示范項目獲得政府生物質能研發計劃1260萬美元的資助,加上來自私營伙伴的投入,總經費為1900萬美元,集中體現了美國生物質能研究的重點領域 。
3.巴西——政策推動生物質能發展實現能源平衡
巴西把立法作為推廣乙醇燃料的必要手段,通過法律形式保障乙醇燃料、汽車生產商及消費者的利益。1975年,巴西頒布法令并授權石油公司在汽油中按一定比例添加乙醇,1991年再次頒布法令,規定在全國加油站的汽油中添加20%~24%的乙醇。2006年巴西政府在歷史上首次實現能源平衡,即燃料的進出口相抵。
綜上所述,國外的生物質能政策法規主要有以下幾點:(1)制定中長期的生物質能發展計劃和發展目標。(2)對開發生物質能采取鼓勵和補貼制度,費用由全國均攤。(3)以科技創新不斷推動生物質能的發展。 轉貼于 三、我國生物質能政策法規發展的現狀及特點
1.我國生物質能政策法規發展的現狀
伴隨著生物質能產業的發展,中國政府也從多角度、多層次制定了包括生物質能在內的可再生能源發展政策。《中華人民共和國可再生能源法》和《中華人民共和國節約能源法》以及《可再生能源的中長期發展規劃》是其代表。
(1)明確了生物質能的法律定義。《可再生能源法》第二條第一款規定:本法所稱可再生能源,是指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源。明確將生物質能納入法律規制范圍之內。并于第三款排除了用直接燃燒方式利用生物質能。(2)總體上列舉了支持包括生物質能在內的可再生能源發展政策。《節約能源法》第五十九條規定:國家鼓勵、支持在農村大力發展沼氣,推廣生物質能、太陽能和風能等可再生能源利用技術,按照科學規劃、有序開發的原則發展小型水力發電,推廣節能型的農村住宅和爐灶等,鼓勵利用非耕地種植能源植物,大力發展薪炭林等能源林。
(3)制定了生物質能的中長期發展規劃。2007年6月7日國務院常委會議審議并通過了《可再生能源的中長期發展規劃》,具體到生物質能方面,將根據我國經濟社會發展需要和生物質能利用技術狀況,重點發展生物質發電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。
2.我國生物質能政策法規的特點
(1)既明確了生物質能在整個能源結構中的戰略地位,又規定了實現發展目標和建立市場的具體措施,易于將戰略地位落到實處。(2)規定政府為生物質能發展的組織者和推動著,明確其職責所在。(3)以農村和偏遠地區為生物質能發展的重要區域,凸顯出我國農業大國的特點,以及政府解決“三農”問題的決心。
四、我國生物質能政策法規建設的建議
我國政府制定了一系列的生物質能政策法規,但是由于立法時間過于緊迫,立法過程過于倉促,仍然存在相當多的問題需要我們解決,政策法規完善過程任重而道遠。
1.逐步完善生物質能政策法規,構建完備立法體系
盡管我國針對生物質能的發展已經出臺和了一系列有關法規和政策,從總體上只是框架性的政策法規。因此,當務之急應當是制定和完善諸如《可再生能源法實施細則》等相關配套性規定,并以此為基礎出臺生物質能專門立法,提高政府、企業和社會的生物質能法制意識,促進相關立法的有效實施。
2.積極發展生物質能NGO,實現以政府力量為主導,NGO相配合的雙層體制
我國生物質能政策法規對民間力量在生物質能發展過程中扮演的角色沒有清晰界定,這樣既難以全面調動民眾發展生物質能的積極性,同時也使現有的生物質能NGO的行為缺乏相應的理論依據。為此NGO組織要做到以下幾點:(1)明確自身定位,在充分發揮主觀能動性時遵從政府的指導建議,堅持政府的核心地位。(2)動員吸收高素質人才加入NGO組織,提高NGO的整體實力,使組織運行更加制度化規范化。(3)有效發揮NGO的宣傳、示范、指導作用,使政府在生物質能方面的政策法規迅速及時傳達到民眾中,并得到有效貫徹。
3.加大技術創新力度,降低生物質能產業化成本
我國生物質能技術創新實力較弱,當前先進的技術設備和高科技材料基本來自國外。加大技術創新力度是當務之急。為此我們要做到以下幾點:(1)政府要加快生物質能源技術研究,加大開發經費的投入,為自主研發生物質能先進提供更加廣闊的空間和資金支撐。(2)完善生物質能技術獨立研發自主創新的基本體制建立政府民間雙層生物質能源研究開發管理機構。(3)建立生物質能技術創新專項資金由政府和企業建立生物質能技術創新專項資金,提高從事科研工作的積極性。
篇5
從14下降到151名
發展生物質能符合能源戰略
2010年我國已成為全球第一能源消費大國。能源結構調整中將優先發展可再生能源,生物質能由于其多種天然優勢已成為可再生能源中發展前景最明朗的能源。國家能源局擬定到2015年生物質發電裝機達1300萬千瓦,相比2010年底約550萬千瓦的生物質裝機,年復合增長率約18.77%。
國外產業漸成熟,國內扶持力趨強
生物質能在北歐和美國已得到一定發展。推動其發展的政策體現在價格補貼,投資鼓勵和稅收優惠等方面。全國范圍來看,生物質能相關產業目前仍處在政策引導扶持期。從《可再生能源法修正案》的頒布到產業扶持政策的不斷出臺,規范和扶持行業有序加速發展的產業政策力度逐漸加大。
大股東獨具慧眼,項目儲備先行一步
公司控股股東凱迪控股,自2004年開始進軍生物質發電市場,先后在國內1500多個縣市就綠色能源項目開展了大量的調研工作,并與266個縣市簽訂了生物質原料供應合作框架協議,拿到了最為優質的項目儲備。已經成立生物質能項目公司111個,其中23個已經出售給上市公司。目前獲準開展項目前期工作(取得路條)的項目達到66個,取得批文的項目32個,建成運行的成熟項目13個。
公司生物質發電項目盈利目前已得到初步驗證,后續即將投產的項目采取高溫超高壓循環流化床,盈利能力更為突出。按電廠全年KPI考核指標7000小時和14%的廠用電率簡單測算,在不考慮CDM收益情況下,單個電廠全年正常運行包含增值稅返還的凈利潤約為2700萬元(不包含增值稅返還情況下凈利潤約1900萬元)。
寬厚護城河,新投產生物質項目盈利突出
公司寬厚的護城河主要在于前期豐富的項目儲備,明顯的技術優勢以及獨特的燃料采購模式。在公司具備明顯先發優勢的情況下,公司所掌握的技術優勢將在未來項目盈利中得到逐步體現,而其獨特的燃料采購模式也完全排除了中間商利潤空間的存在。未來隨著上市公司投產的生物質發電項目逐漸增多,以及不斷收購控股股東成熟電廠,公司將步入良性發展的快車道,我們看好公司轉型生物質能的廣闊前景。
風險提示
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[關鍵詞] 生物質能源 開發利用 對策
[中圖分類號] S216 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2016)11-0132-01
生物質能源是以植物為原料生產的可再生能源,是可再生能源中惟一可運輸并儲存的能源。當今世界能源和環境問題是制約經濟發展的突出問題。人類目前使用的主要化石能源有石油、天然氣和煤炭3種。開發新能源已成關系經濟社會可持續發展的重大課題。發展生物質能源,對保障我國未來能源安全具有重要作用。
1 發展生物質能源的重要性
生物質能源是倍受世界各國重視的可再生能源。國內許多專家提出了“發揮灌木優勢推動我國能源林業的發展,集約經營短輪伐期喬灌木能源林是發展生物質能源的基礎。”我國林木生物質能源原料資源比較豐富,發展的潛力和空間巨大,為我國林業的發展提供了新契機。灌木具有抗逆性強,用途多等優勢,我國廣大的干旱、鹽堿地、荒山禿嶺皆可發展灌木林,發揮生態效益,收割后還能自然萌生更新,是能源建設和生態建設的最佳結合模式。開發灌木能源既可以推動我國生物質能源工業的發展,又能促進生態脆弱地區植被的恢復和重建,改善生態環境。把握生物質能源發展的戰略機遇,以林木生物質能源對油汽的替代或部分替代,使我國林業全面介入能源領域,形成林業新的戰略增長點,緩解我國能源緊缺的局面具有重要作用。
2 生物質量能源發展現狀
世界上,生物質能源開發最早且成功的是生物柴油和乙醇。德國、美國、巴西在生物柴油和乙醇替代汽油方面處于世界領先地位。作為世界上最大的乙醇出口國的巴西,其60%的汽車燃料是甘蔗提煉出來的乙醇。美國提出到2025年要用生物燃油替代25%的化石運輸燃料口號。
我國的乙醇燃料開發啟動較早,從2001年4月開始,就已在全國推廣使用燃料乙醇,河南、黑龍江、吉林作為試點省份,建立了四大酒精廠以利用陳化糧生產酒精。2006年,國家提出中國將大力支持生物質能源、太陽能、風能等可再生能源的研究開發和推廣應用,并將生物質能源放在了首位。
來自國家發改委的數據顯示:目前我國燃料乙醇年生產能力達102萬噸,乙醇消費量占全國汽油消費市場的20%,成為僅次于巴西、美國的第三大燃料乙醇生產和使用國。
3 中國生物質能源儲備概況
我國生物質資源比較豐富。據初步估計,我國僅現有的農林廢棄物實物量為15億噸,約合7.4億噸標準煤,可開發量約為4.6億噸標準煤。
我國現有木本油料林總面積超過600多萬公頃,主要油料樹種果實年產量在200多萬噸以上,其中,麻瘋樹、黃連木等樹種果實是開發生物柴油的上等原料。有150多種植物含油量超過40%。作為生物柴油開發利用較為成熟的有小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐和烏桕等樹種。初步統計,這些油料樹種面積超過135萬公頃,年果實產量在100萬噸以上,如能全部加工利用,可獲得40余萬噸生物柴油。
我國北方有大面積的灌木林,估計每年可采集木質燃料資源有1億噸左右;全國有5700多萬公頃為中幼齡林,如正常撫育間伐,可提供1億多噸的生物質能源原料,同時,木材采伐、加工剩余物還能提供可觀的生物質能源原料。云貴川等省區大力培育發展生物柴油小桐子資源,小桐子種植面積已達50萬畝。河北、河南、安徽、陜西等地人工種植黃連木近5萬畝。
我國現有300多萬公頃薪炭林,每年約可獲得近1億噸高燃燒值的生物量。適宜發展能源林的有宜林荒山荒地5400多萬公頃。有近1億公頃的鹽堿地、沙地以及礦山、油田復墾地等不適宜農耕的土地大都適宜培育特定的能源林。
4 國家對生物質能源開發規劃
木本生物質能源屬于我國科技發展的能源及環保兩大重點,是我國“十一五”規劃重要研究對象,也是世界林業發展的新亮點。國家林業局和中國石油天然氣股份有限公司在云南、四川啟動第一批林業生物質能源林基地建設,基地面積60多萬畝,可實現約六萬噸生物柴油原料供應能力。“十一.五”期間,我國將培育林業生物質能源林1200多萬畝,以滿足600萬噸生物柴油和裝機容量1500萬千瓦年發電原料供應的林業生物質能源發展目標;未來15年,國家林業局將進一步推進林業生物質能源發展,全面規劃全國能源林培育工作,并計劃在2020年完成額定規模的能源林培育基地建設任務。
財政部、發展改革委、農業部、稅務總局、國家林業局聯合印發的《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》,國家將在“建立風險基金制度,實施彈性虧損補貼、對原料基地補助、進行項目示范補助、減免稅收“等四項財稅政策上扶持生物質能源的發展。
5 發展生物質能源對策
我國發展生物質能源應采取的主要對策為:
5.1 制定生物質能源發展綱要和實施方案,開展可利用土地資源和植物資源的調查評估,制定能源植物種植規劃,發展和建立能源樹種、能源作物良種基地,啟動生物質能源產業化項目,促進新農村建設。
5.2 與建立節約型農村結合發展成型燃料。要鼓勵和扶持發展農林廢棄物致密固化成型燃料生產企業,引導農民將農林廢棄物加工成成型燃料,作為煤炭替代品。
5.3 與生態環境治理結合發展能源林業。山地和高原應以發展薪炭林和木本油料林為主,平原建立生物柴油木本油料原料基地,沿海灘涂種植以檉柳為主的耐鹽堿樹種和可以提煉生物柴油的濱海錦葵。
5.4 與調整農業產業結構結合發展能源農業。以不與糧食爭地、確保糧食安全為前提,調整農業種植結構,發展油料作物和高糖作物。
5.5 與養殖場結合推行沼氣規模化生產。發展農業生物質能源,不僅能改善能源結構、實現能源多元化、緩解能源緊張局面,而且能夠治理和保護生態環境、調整農業產業結構、促進農民增收。
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關鍵詞:生物質;生物質能;產業;沼氣;生物質發電;生物質燃料;能源作物
1 概 述
近年來,在能源危機、保護環境和可持續發展的呼聲中,可再生的清潔能源以及能源的多元化倍受關注,生物質能成為其中的一個新亮點。
為了促進可再生能源的開發利用,增加能源供應,改善能源結構,保障能源安全,保護環境,實現經濟社會的可持續發展,中國已經制定并實施了《可再生能源法》。可再生能源是清潔能源,是指在自然界中可以不斷再生、永續利用、取之不盡、用之不竭的資源,它對環境無害或危害極小,而且資源分布廣泛,適宜就地開發利用。根據《可再生能源法》的定義,目前主要包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等非化石能源[1]。中國可再生能源資源非常豐富,開發利用的潛力很大,其中生物質能的開發潛力更大。
生物質能一直是人類賴以生存的重要能源,它目前是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源,在整個能源系統中占有重要地位[2]。據有關專家估計,生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的重要組成部分,到下世紀中葉,采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。
生物質能是蘊藏在生物質中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質能轉變而來的。生物質能是可再生能源,通常包括以下幾個方面:一是木材及森林工業廢棄物;二是農業廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業有機廢棄物;六是動物糞便。在世界能耗中,生物質能約占14%,在不發達地區占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質能,直接燃燒生物質的熱效率僅為10%~30%[3]。生物質能的優點是燃燒容易,污染少,灰分較低;缺點是熱值及熱效率低,體積大而不易運輸。
目前世界各國正逐步采用如下方法利用生物質能:1)熱化學轉換法,獲得木炭、焦油和可燃氣體等高品位的能源產品,該方法又按其熱加工的工藝不同,分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法;2)生物化學轉換法,主要指生物質在微生物的發酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產品;3)利用油料植物所產生的生物油;4)把生物質壓制成成型狀燃料(如塊型、棒型燃料),以便集中利用和提高熱效率。
“為了緩解中國能源短缺問題,保證能源安全,治理有機廢棄污染物,保護生態環境,建議國家應大力開發生物質能,實施能源農業的重大工程。”中國作物學會理事長路明研究員在接受記者采訪時說[4],“生物能源開發工程應主要包括:沼氣計劃、酒精計劃、秸稈能源利用計劃和能源作物培育計劃等。”
在2006年8月召開的全國生物質能源開發利用工作會議上,國家發展與改革委員會副主任陳德銘提出,今后15年,中國在生物質能源方面將重點發展農林生物質發電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發電、生物固體成型燃料技術四大領域,開拓農村發展新型產業,為農村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開辟新的渠道。
綜上所述,目前,中國生物質能源的產業化利用途徑主要包括以下方面:沼氣利用工程、農林生物質發電、生物固體成型燃料、生物質液體燃料、能源作物培育利用等。
2 中國生物質能產業發展目標
中國農村生物質能是一座待開發的寶藏。根據《可再生能源中長期發展規劃》確定的主要發展目標,到2010年,生物質發電達到550萬千瓦(5.5GW),生物液體燃料達到200萬噸,沼氣年利用量達到190億立方米,生物固體成型燃料達到100萬噸,生物質能源年利用量占到一次能源消費量的1%;到2020年,生物質發電裝機達到3000萬千瓦,生物液體燃料達到1000萬噸,沼氣年利用量達到400億立方米,生物固體成型燃料達到5000萬噸,生物質年利用量占到一次能源消費量的4%[5]。
開發利用生物質能是當前國內外廣泛關注的重大課題,既涉及農業和農村經濟發展,又關系到國家的能源安全。今后5~10年,中國農村生物質能發展的重點是沼氣、固體成型燃料和能源作物。《農業生物質能產業發展規劃》確定的主要發展目標是[6,7]:到2010年,全國農村戶用沼氣總數達到4000萬戶,新建大中型養殖場沼氣工程4000處,生物質能固體成型燃料年利用量達到
100萬噸,能源作物的種植面積達到2400萬畝左右。
據統計,全世界每年通過光合作用生成的生物質能約50億噸,相當于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%,中國的利用量更是遠遠低于世界平均水平[8]。2005年,中國可再生能源開發利用總量約1.5億噸標準煤(tce),為當年全國一次能源消費總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%),根據政府的規劃目標,到2010和2020年可再生能源利用總量將達到2.7億tce和5億tce,分別占屆時能源消費總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此,中國生物質能的發展利用空間很大。
3 中國生物質能產業化的發展前景
3.1沼氣利用工程的發展空間
沼氣的利用主要包括沼氣燃氣和沼氣發電。目前,中國農村生物質能開發利用已經進入了加快發展的重要時期。統計顯示,截至2005年底,中國農村中使用沼氣的農戶達到1807萬多戶,建成養殖場沼氣工程3556處,產沼氣約70億立方米,折合524萬噸標準煤,5000多萬能源短缺的農村居民通過使用了清潔的氣體燃料,生活條件得到根本改善[5]。中國已經建成大中型沼氣池3萬多個,總容積超過137萬立方米,年產沼氣5500萬立方米,僅100立方米以上規模的沼氣工程就達到630多處[10]。距離2010年預定目標的發展空間還很大。
中國經過二十多年的研發應用,在全國興建了大中型沼氣工程和戶用農村沼氣池的數量已位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術,還是建造、運行管理等都積累了豐富的實踐經驗,整體技術水平已進入國際先進行列。
沼氣發電發展前景廣闊,但目前還存在一些障礙,如技術障礙、市場障礙、政策障礙等,通過制定發展規劃、加強技術保障體系建設、引入競爭機制,創新投資體系,研究制定促進沼氣發展利用的國家級配套政策,等等。當技術、市場、政策等壁壘被克服后,沼氣發展前景廣闊,產業空間巨大。
3.2生物質能發電的發展前景
目前,生物質發電主要包括沼氣發電、生物質直燃發電、生物質混燃發電、農林秸稈生物質氣化發電、生物質炭化發電、林木生物質發電等。
生物質能源轉化為電能,正面臨著前所未有的發展良機:一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源價格飛漲;另一方面,各地政府頂著“節能降耗20%”的軍令狀,對落實和扶持生物質能源發電有了相當大的默契和熱情。國家電網公司擔任大股東的國能生物質發電公司目前已有19個秸稈發電項目得到了主管部門批準,大唐、華電、國電、中電等集團也紛紛加入,河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省的100多個縣、市開始投建或是簽訂秸稈發電項目[8]。
煤炭作為一次性能源,用一噸少一噸。而中國小麥、玉米、棉花等農作物種植面積很大,產量很高,而且農作物是可再生資源,相對于現在電廠頻頻“斷煤”、不堪煤價攀升的尷尬局面,推廣秸稈發電具有取之不盡的資源優勢和低廉的成本優勢。
生物質直接燃燒發電(簡稱生物質發電)是目前世界上僅次于風力發電的可再生能源發電技術。據初步估算,在中國,僅農作物秸稈技術可開發量就有6億噸,其中除部分用于農村炊事取暖等生活用能、滿足養殖業、秸稈還田和造紙需要之外,中國每年廢棄的農作物秸稈約有1億噸,折合標準煤5000萬噸。照此計算,預計到2020年,全國每年秸稈廢棄量將達2億噸以上,折合標準煤1億噸,相當于煤炭大省河南一年的產煤量。
為保障生物質發電原料供應,在強化傳統農業生產的基礎上,應大力開發森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等國土資源,充分挖掘生態系統的生物質生產潛力。重點加強高效光合轉化作物、速生林木與特種能源植物的培育推廣,大幅度擴大生物質資源的生產規模,逐步建立多樣化的生物質資源生產基地。
大力發展生物質發電正當其時。中國“十一五”規劃要求:建設資源節約型、環境友好型社會,大力發展可再生能源,加快開發生物質能源,支持發展秸稈發電,建設一批秸稈和林木質電站,生物質發電裝機達550萬千瓦。中國可再生能源發電價格實行政府定價和政府指導價兩種形式。其中生物質發電項目上網電價實行政府定價,電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加每千瓦時0.25元補貼電價組成[11]。 作為《中華人民共和國可再生能源法》配套法規之一的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》規定,生物質發電項目補貼電價,在項目運行滿15年后取消。自2010年起,每年新批準和核準建設的發電項目補貼電價比上年批準項目遞減2%。發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目,不享受補貼電價[11]。通過招標確定投資人的生物質發電項目,上網電價按中標確定的價格執行,但不得高于所在地區的標桿電價。
2010年,中國生物質能產量將達到22TWh,生物質發電裝機容量5.5GW,占全國總發電量的0.78%;2020年,中國生物質能產量達到120TWh,生物質發電裝機容量30GW,占全國總發電量的2.6%;2010年和2020年可再生能源發電占發電總量的比例仍然較小,分別為8.63%和11.86%[12]。國家發展與改革委員會計劃到2020年底將可再生能源發電的比例提升到15%~16%。
據農業部提供的數據[13],中國擁有充足的可發展能源作物,如農作物秸稈年產6億噸、畜禽糞便年產21.5億噸、農產品加工業如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產品的年產量超過1億噸、邊際土地4.2億公頃,同時還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據中國科學院石元春院士估計,如果能利用現有農作物秸稈資源的一半,生物質產業的產值就可達近萬億元人民幣。截止到2005年底,中國生物質發電量2GW,距離2010年的5.5GW和2020年的30GW還有很大的發展空間。作為唯一可運輸并儲存的可再生能源,憑其優越的先天條件,中國生物質能發電產業具備廣闊的發展空間,擁有巨大的投資價值。
3.3 生物質固體燃料的發展模式
生物質固體成型燃料也是農業部今后的重點發展領域之一。農業部將重點示范推廣農作物秸稈固體成型燃料,重點在東北、黃淮海和長江中下游糧食主產區進行試點示范建設和推廣,發展顆粒、棒狀和塊狀固體成型燃料,并同步開發推廣配套爐具,為農戶提供炊事燃料和取暖用能。
豐富、清潔、環保又可再生的生物質能源過去卻沒有得到重視,而被白白浪費掉。河南農業大學張百良教授分析指出,除去飼養牲畜、工業用和秸稈還田,中國每年還具有4億噸制作成型燃料的資源可以生產1.5億噸成型燃料,可替代1億噸原煤,相當于4個平頂山煤礦的年產量[8]。以農作物秸稈為原料的生物質固體燃料產業規模雖然不是很大,但因目前開發程度低,發展空間仍巨大。
3.4生物質液體燃料的發展模式
3.4.1 生物液體燃料生產大國的典型模式
生物液體燃料具有替代石油產品的巨大潛力,得到了各國的重視,主要包括燃料乙醇和生物柴油。國際油價的持續攀升,提高了生物液體燃料的經濟性,在一些國家和地區已經具有了商業競爭力。目前,巴西燃料乙醇折合成油價約25美元/桶,低于原油價格。2005年,巴西和美國仍然是燃料乙醇的生產大國,分別以甘蔗和玉米為原料,摻混汽油,占其國內車用交通燃料的50%和3%,比2004年分別提高6%和1%。美國在2001~2005年,燃料乙醇產量已經翻了一番,2005年最新的能源法案中又提出,到2010年燃料乙醇產量再增加一倍的目標。歐盟確定了到2010年生物液體燃料在總燃料消耗的比例達到6%的目標[14]。
目前,生產生物液體燃料比較成功的典型模式有巴西模式和美國模式。
1)巴西甘蔗-乙醇模式
巴西是推動世界生物燃料業發展的先鋒。它利用從甘蔗中提煉出的蔗糖生產乙醇,代替汽油作為機動車行駛的燃料。如今巴西乙醇和其他競爭燃料相比,價格上已具有競爭性。這也是當前生物燃料業發展最為成功的典范。巴西熱帶地區的光照使得那里非常適合種植甘蔗。現在,巴西已經是世界上最大的甘蔗種植國,每年甘蔗產量的一半用來生產白糖,另一半用來生產乙醇。
最近幾年,由于過高的汽油價格和混合燃料轎車的推廣,巴西燃料乙醇工業更是得到了長足的發展。混合燃料轎車能夠以汽油和乙醇的混合物為燃料,自從2003年在巴西大眾市場銷售后,銷量節節攀升,目前已經占據了巴西轎車市場的半壁江山。在混合燃料轎車需求的拉動下,巴西燃料乙醇的日產量從2001年的3000萬升增加到2005年的4500萬升,已能滿足國內約40%的汽車能源需求[14]。
用蔗糖生產乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未來4年中,巴西計劃將新建40~50家大型乙醇加工廠。為了保證原料供應,甘蔗的種植面積也將不斷擴大。
當前巴西生物燃料發展戰略的成功,并不意味著巴西的蔗糖乙醇會成為世界生物燃料業未來的選擇。因為即使只替代目前全球汽油產量的10%,也需要將巴西現有的甘蔗種植面積擴大40倍。巴西不可能“騰”出這么多土地用于種植甘蔗。另外,由于甘蔗的品種有強烈的地域性,巴西的技術路線在別的國家很難走得通。就連非洲、印度、印度尼西亞都無法照搬,更別說主要地處溫帶的中國了。
因此,巴西模式盡管取得了迄今最大的成功,但卻不是未來世界生物燃料業發展的方向,更不適合地處溫帶、缺少耕地的中國。探索適合中國國情的生物液體燃料發展模式成為當務之急。
2)美國玉米-乙醇模式
美國是主要的燃料乙醇生產國之一,但與巴西不同,它用的不是甘蔗而是玉米。盡管有不少反對的聲音,但美國燃料乙醇的日產量仍從1980年的100萬升增加到現在的4000萬升。目前,美國已投入生產的乙醇生產廠有97家,另外還有35家正在建設當中。這些工廠幾乎都集中在玉米種植帶。
玉米中用于生產乙醇的主要成分是淀粉,通過發酵它可以很容易地分解為乙醇。這正是用玉米生產乙醇的優勢,但這也是人們反對的原因,因為淀粉是一種重要的糧食。2007年美國計劃投入4200萬噸玉米用于乙醇生產,按照全球平均食品消費水平,同等數量的玉米可以滿足1.35億人口一年的食品消耗[14]。
中國現在80%的乙醇的原料是谷類,由于原本過剩的谷物在2000年后產量快速減少,使得燃料乙醇的發展再次面臨挑戰[15]。玉米加工燃料乙醇業過快發展,一些地區甚至玉米主產區已在考慮進口玉米了。國家已經制定相關政策,對玉米加工燃料乙醇項目加以限制,強調發展燃料乙醇要以非糧原料為主,因為谷類供給安全問題對于擁有巨大人口的中國來說,始終應該放在首位。糧食安全始終是國家重大戰略問題。中國糧食不能承受“能源化”之重。中國國情和美國、巴西不一樣,其成功經驗雖有可資借鑒之處,但不能照搬他們的模式。
生物液體燃料方面新技術的研發,在很大程度上取決于解決生物燃料生產的原料供應問題。目前生產液體燃料大多使用的是糧食類作物,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是從能源的投入、產出分析,利用糧食類作物生產液體燃料是不經濟的。因此,利用木質纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。
3.4.2中國生物質液體燃料的產業化發展途徑
中國生物液體燃料的發展已初具規模。當前,中國以陳化糧為原料生產燃料乙醇的示范工程,年生產能力已達102萬噸,生產成本也達到了消費群體初步接受的水平。在非糧食能源作物種植方面,中國已培育出“醇甜系列”雜交甜高粱品種,并建成了產業化示范基地,培育并引進多個畝產超過3噸的優良木薯品種,育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品種。具備了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地溝油等原料年產10萬噸生物柴油的生產能力[16]。
1)油菜籽-生物柴油模式
中國農科院油料作物研究所所長王漢中研究員呼吁:國家應大力推廣“油菜生物柴油”。生物柴油相對于礦物柴油而言,是通過植物油脂脫甘油后再經過甲脂化而獲得。發展油菜生物柴油具備三大優點:一是可再生;二是優良的環保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烴,使得二氧化硫、硫化物等廢氣的排放量顯著降低,可降解性還明顯高于礦物柴油;三是可被現有的柴油機和柴油配送系統直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代戰略中具有核心地位。
目前,發展生物柴油的瓶頸是原料。木本油料的規模有限,大豆、花生等草本油料作物與水稻、玉米等主要糧食作物爭地,擴大面積的潛力不大。而作為生物柴油的理想原料,油菜具有其獨特的優勢。首先適應范圍廣,發展潛力大:長江、黃淮流域、西北、東北等廣大地區都適宜于油菜生長;其次油菜的化學組成與柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳鏈組成與柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可較好地協調中國糧食安全與能源安全的矛盾:長江流域和黃淮地區的油菜為冬油菜,充分利用了耕地的冬閑季節,不與主要糧食作物爭地。
根據歐洲油菜發展的經驗和油料科技進步的情況,王漢中預計,只要政策、科技、投入均能到位,經過15年的努力,到2020年,中國油菜種植面積可達到4億畝,平均畝產達到200千克,含油量達到50%左右。屆時,中國每年可依靠“能源油菜”生產6000萬噸的生物柴油(其中4000萬噸來源于菜油,2000萬噸來源于油菜秸稈的加工轉化),相當于建造3個永不枯竭的“綠色大慶油田”[17]。
2)纖維素-乙醇模式
在整個生物燃料領域,當前最吸引投資者的并不是用蔗糖、玉米生產乙醇,或是從油菜籽中提煉生物柴油,而是用纖維素制造乙醇。所有植物的木質部分--通俗地說,就是“骨架”--都是由纖維素構成的,它們不像淀粉那樣容易被分解,但大部分植物“捕獲”的太陽能大多儲存在纖維素中。如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素轉化為乙醇,那么將為世界生物燃料業的發展找到一條可行的道路。
雖然因技術上的限制,目前還沒有一家纖維素乙醇制造廠的產量達到商業規模,但很多大的能源公司都在競相改進將纖維素轉化為乙醇的技術。最大的技術障礙是預處理環節(將纖維素轉化為通過發酵能夠分解的成分)的費用過于昂貴。但是,要想用纖維素生產乙醇,預處理環節無法回避。技術上的不確定性,迫使制造乙醇的大部分投資仍集中在傳統的工藝--通過玉米、蔗糖生產乙醇,但這些辦法無法從根本上解決當前的能源危機。為了保證能源安全,美國總統布什說,美國政府計劃在6年內把纖維素乙醇發展成一種有競爭力的生物燃料。
因為發展能源不可能走犧牲糧食的道路。盡管現在技術上還存在障礙,但大部分人仍相信,利用纖維素生產燃料乙醇代表了未來生物燃料發展的方向。中國生物質液體燃料的未來也同樣寄希望于用纖維素生產燃料乙醇。一旦技術取得突破,纖維素乙醇產業化發展空間巨大,產值難以估量。但是,各國的國情與能源結構不同,不能寄希望于某個方面來解決,因為任何國家都不可能單靠技術引進發展本國的生物燃料產業。因此,需要因地制宜,多能互補。
3)能源作物-生物液體燃料模式
石元春院士表示,在能源結構的歷史轉型中,中國發展生物質能源有很強的現實性和可行性。目前,中國對石油的進口依存度為近40%;SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中國發展生物質能源不僅原料豐富,而且還有自行培養的甜高粱、麻瘋樹等優良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主產品工業轉化技術基本成熟且有較大的改進空間,成本降幅一般在25%~45%,且目前在新疆、山東、四川等地已取得進展[4]。
發展能源作物不會威脅糧食安全與環保。曾有專家提出能源安全和糧食安全存在矛盾。解決這個問題需要充分認識到糧食安全和能源安全有統一性,發展能源農業將是促進農民增收、調動農民種糧積極性的有效措施。糧食作物和能源作物有很好的互補性。首先,能源作物大都是高產作物,既能滿足糧食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源農業開發的領域很廣,可以做到不與或少與糧食爭地。能源農業開發的領域,大多是利用農業生產中的廢棄物,如利用畜禽場糞便、農產品加工企業的廢水與廢物開發能源,既能增加農民收入,又能為糧食生產提供優質肥料,是生產清潔能源、促進糧食生產、保證糧食安全和能源安全的雙贏舉措。
除糧食外,中國其他可用于生物質能生產的植物和原料還有很多,如甘蔗、甜菜、薯類等。廣西科學院院長黃日波說,僅廣西的甘蔗資源和木薯資源分別具備年產830萬噸和1300萬噸生物乙醇的生產潛力,加起來超過2000萬噸[15]。
科技部中國生物技術發展中心有關專家指出,根據能源作物生產條件以及不同作物的用途和社會需求,估計中國未來可以種植甜高粱的宜農荒地資源約有1300萬公頃,種植木薯的土地資源約有500萬公頃,種植甘蔗的土地資源約有1500萬公頃[15]。如果其中20%~30%的宜農荒地可以用來種植上述能源作物,充分利用中國現有土地與技術,生產的生物質可轉化5000萬噸乙醇,前景十分可觀。
據農業部科教司透露,為穩步推動中國生物質能源的發展,并為決策和進一步開發利用土地資源提供可靠的數據,該司決定按照“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則,開展對適宜種植生物質液體燃料專用能源作物的邊際土地資源進行調查與評價工作,以摸清適宜種植能源作物邊際土地資源總量及分布情況[18]。
以能源作物為原料的生物液體燃料模式發展潛力巨大,將是未來生物質能源發展的方向之一。
4) 林木生物質-生物柴油發展模式
利用中國豐富的林木生物質資源生產生物柴油,將薪炭林轉變為能源林,實現以林木生物質能源對油汽的替代或部分替代,探索兼顧能源建設和生態環境建設的新模式,實現可再生能源與環境的可持續發展。開發林業生物質能產業是林業的一個很有潛力的新產業鏈,既是機會,也是創新,不僅具有巨大潛力和發展空間,更是林業發展新的戰略增長點。
“森林具有可再生資源的屬性。林業是天然的循環經濟。生物質能技術是林業發展的新契機。”專家研究指出,中國生物質資源比較豐富,據初步估計,中國僅現有的農林廢棄物實物量為15億噸,約合7.4億噸標準煤,可開發量約為4.6億噸標準煤[19]。專家預測2020年實物量和可開發量將分別達到11.65億噸和8.3億噸標準煤。中國現有木本油料林總面積超過600多萬公頃,主要油料樹種果實年產量在200多萬噸以上,其中,不少是轉化生物柴油的原料,像麻瘋樹、黃連木等樹種果實是開發生物柴油的上等原料。
中國現有300多萬公頃薪炭林,每年約可獲得近1億噸高燃燒值的生物量;中國北方有大面積的灌木林亟待利用,估計每年可采集木質燃料資源1億噸左右;全國用材林已形成大約5700多萬公頃的中幼齡林,如正常撫育間伐,可提供1億多噸的生物質能源原料;同時,林區木材采伐、加工剩余物、城市街道綠化修枝還能提供可觀的生物質能源原料[19]。
中國發展林業生物質能源前景十分廣闊。中國林業可用來發展生物質能源的樹種多樣,可作為能源利用的現有資源數量可觀。在已查明的油料植物中,種子含油量40%以上的植物有150多種,能夠規模化培育利用的喬灌木樹種有10多種。目前,作為生物柴油開發利用較為成熟的有小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐和烏桕等樹種。初步統計,這些油料樹種現有相對成片分布面積超過135萬公頃,年果實產量在100萬噸以上,如能全部加工利用,可獲得40余萬噸生物柴油[19]。
目前全國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地來種植能源植物,每年產生的生物質量可達2億噸,相當于1億噸標準煤;中國還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復墾地,這些不適宜農業生產的土地,經過開發和改良,大都可以變成發展林木生物質能源的綠色“大油田”、“大煤礦”,補充中國未來經濟發展對能源的需要[18]。國家林業局副局長祝列克介紹,“十一五”期間,中國主要開展林業生物質能源示范建設,到2010年,實現提供年產20萬噸~30萬噸生物柴油原料和裝機容量為100萬千瓦發電的年耗木質原料。到2020年,可發展專用能源林1300多萬公頃,專用能源林可提供年產近600萬噸生物柴油原料和裝機容量為1200萬千瓦發電年耗木質原料,兩項產能量可占國家生物質能源發展目標30%以上,加上利用林業生產剩余物,林業生物質能源占到國家生物質能源發展目標的50%以上[19]。
可見,林木生物質能源的發展將逐步成為中國生物質能源的主導產業,發展空間巨大,前景廣闊。
4 結 語
國家已出臺的《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》及相關產業政策,明確提出“因地制宜,非糧為主”的發展原則,發展替代能源堅持“不與人爭糧,不與糧爭地”,要更加依靠非糧食原料。從大方向來看,用非糧原料能源替代化石能源是長遠方向,例如薯類和纖維質以及一些植物果實來替代。為避免糧食“能源化”問題[20],必須開發替代糧食的能源原料資源。開發替代糧食資源,如以農作物秸稈和林木為代表的各類木質纖維類生物質,及其相應的生物柴油和燃料乙醇生產技術,被專家們認為是未來解決生物質液體燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物質能源將成為未來能源重要組成部分,到2015年,全球總能耗將有40%來自生物質能源,主要通過生物質能發電和生物質液體燃料的產業化發展實現。
有關專家也對生物質能源的發展寄予了厚望,認為中國完全有條件進行生物能源和生物材料規模工業化、產業化,可以在2020年形成產值規模達萬億元。
雖然生物質能源發展潛力巨大、前景廣闊,并正在逐步打破中國傳統的能源格局,但是生物質能的產業化發展過程也并非一帆風順,因為生物質原料極其分散,采集成本、運輸成本和生產成本很高,成為生物質燃料乙醇業的致命傷,若不能妥善解決將可能成為生物質能產業發展的瓶頸。
生物質能的資源量豐富并且是環境友好型能源,從資源潛力、生產成本以及可能發揮的作用分析,包括生物燃油產業化在內的生物質能產業化開發技術將成為中國能源可持續發展的新動力,成為維護中國能源安全的重要發展方向。在集約化養殖場和養殖小區建設大中型沼氣工程也將成為中國利用生物能源發電的新趨勢。從環保、能源安全和資源潛力綜合考慮,在中國推進包括以沼氣、秸稈、林產業剩余物、海洋生物、工業廢棄物為原料的生物質能產業化的前景將十分廣闊。
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篇8
關鍵詞:海藻;生物燃油;能源;減排;
1引言
隨著全球經濟的發展,能源將日趨緊張。傳統能源的迅速減少以及嚴重的污染問題,已經嚴重危害到全球的經濟和環境。我們必須減少對化石資源的依賴,加大可再生能源的開發和利用。目前,生物質能生產主要以農作物為原料,對糧食、耕地、水等資源需求巨大,因為資源供給的限制,難以滿足市場需求。海洋生物質能的開發為解決這一問題提供了出路。
2利用海藻發展生物燃料研究的背景和現狀
生物質能是以生物質為載體,將太陽能以化學能形式貯存其中,能源主要依靠植物的光合作用產生。生物能可以轉化為固態、液態和氣態燃料形式,替代傳統的化石燃料,具有環保和可再生雙重屬性。工程海藻的研究和開發,為生物質能產業提供充足和廉價的原料供給成為可能。
美國從1976年起就啟動了微藻能源研究。目前,美國的科學家已經培育出富油的工程小環藻,這種藻類比自然狀態下微藻的脂質含量提高3至12倍。2006年11月,美國亞利桑那州建立了可與1040兆瓦電廠煙道氣相連接的商業化系統,成功地利用煙道氣的二氧化碳,大規模光合成培養微藻,并將微藻轉化為生物“原油”。2007年,美國啟動“微型曼哈頓計劃”,計劃實現微藻制備生物柴油的工業化。美國能源局計劃在各項技術全面進展的前提下,將微藻產油的成本于2015年降至2至3美元/加侖。
2007年,日本啟動了大型海藻的能源計劃項目,利用馬尾藻生產汽車用乙醇。預計到2020年,栽培面積將達1萬平方公里,每年可收獲6500噸干藻,可以生產約200萬升燃料乙醇,相當于現有日本汽車油耗量的三分之一。
今年,我國微藻能源方向首個國家重點基礎研究發展計劃(“973計劃”)項目“微藻能源規模化制備的科學基礎”,已經正式啟動。該項目將以推動微藻能源規模化制備中核心技術的重大突破為目標,提高微藻能源規模化制備系統中各單元的效率為主線,研究從藻種選育到微藻能源規模化制備系統構建過程中亟待解決的生物學及工程學方面的關鍵科學問題。[1]
3 、海藻作為生物燃油原料的優點
海藻主要包括微藻和大型海藻,海藻的種植可以利用海洋、鹽堿地等不適合糧食作物生產的空間進行生產,這樣避免了傳統生物質能對農業資源的需求。各國研究機構都在運用現代生物技術開發海洋工程微藻,因為海洋微藻本身具備以下特征。一是光合效率高,生長速度快。生長周期短、繁殖快。二是微藻個體小、木素含量低,易粉碎干燥,生產液體燃料所需處理工藝相對簡單,生產成本較低。三是微藻內大量積累脂質,因而可以大量生產生物燃料。四是微藻在生長過程中又可以消耗大量的二氧化碳,能緩解溫室氣體的排放。五是綜合利用價值較高。微藻在制備生物燃油的同時可以開發蝦青素、活性蛋白、不飽和脂肪酸、天然色素、生物肥料等高值產品,以降低微藻產油的成本。[2]
4、我國海藻養殖優勢和存在問題分析
目前,我國擁有世界上最大規模的海藻生產基地,不論是產業規模,還是出口貿易,在世界上都占有舉足輕重的地位。我國海藻養殖業發展較早,并成功的掌握了紫菜、海帶等海藻大規模培養的關鍵技術。在螺旋藻和小球藻等微藻的藻種選育、規模培養和產業化方面取得了大量技術成果,某些技術已經達到國際先進水平。
與國際上其他國家相比,我國在推動藻類能源規模化制備技術上有一定優勢,主要表現為以下幾點:一是我國擁有一定的高水平技術人員和技術儲備,并在人力成本方面具有明顯優勢。二是海藻分類區系、藻種選育和基因工程等領域具備較強的科研力量。三是我國海洋環境富營養化和赤潮比較嚴重,可以通過大規模海藻栽培實現對海洋的生態修復。四是我國在海洋資源方面擁有明顯的區位及環境優勢。[3]
我國在海藻能源開發方面有很多不足之處,概括起來主要表現在以下幾個方面:一是海藻的燃料轉化技術研究投入不足,發展相對滯后。二是實現封閉式光生物反應器的規模化生產方面技術落后。三是我國海藻的栽培局限于近海小規模的試驗場,試驗項目的投入在技術和資金方面與發達國家相比明顯不足。
5、海洋生物質能源發展趨勢的必然性
5、1 發展海洋生物質燃料可以滿足國家戰略需求
我國1993年開始成為石油凈進口國,能源安全已成為國家安全戰略中最重要的一環,能源發展方向不但決定著能源安全,甚至影響到國家安全。同時,新能源工業必然要成為未來能源工業的制高點,誰有更大的競爭優勢,誰就有更多的話語權。
目前,隨著全球氣候惡化,國際上很多領域對碳排放指標提出越來越明確的要求。在航空領域,歐盟去年公布自2012年起對所有抵達或離開歐盟國家的商業航班實施碳排放權配額制度。作為應對策略,德國開始試飛生物燃油的客機,在6個月試驗期間,這架空客A321型客機預計減排二氧化碳1500噸。如果仍然使用傳統燃料,我國民航業為購買碳排放權僅2012年一年需向歐盟支付8億元人民幣。[4]
另外,根據專門機構的數據和預言,按照目前的發展速度,不久的將來碳交易將發展成為全球規模最大的商品交易市場。種種跡象證明,無論是出于環境效益,還是經濟效益,海洋生物質燃料的發展都已經刻不容緩。
5.2 利用海藻發展生物燃料在技術上可行
2006年全球研發海藻生物燃料的企業大約有4家,到2008年已超過50家,我國目前從事海藻生物柴油研發的企業已有5家。2009年6月,《美國生物燃料月刊》預測分析認為,到2014年,海藻生物柴油將達到6.13億升的生產能力,每升的批發價格約為0.34美元。《生物燃料文摘》評論認為,從理論上看,海藻生物柴油的成本會像過去預計電腦的市場成本一樣,很快會降下來。
6關于發展海洋藻類生物質能的幾點建議
結合實際情況,就我國發展海洋藻類生物質能研究領域的資源配置及研究重點提出以下幾點建議。一是從國家層面上設計和制定系統的科技發展路線圖。二是明確關鍵科技問題,開展有針對性的技術攻關。三是開展海洋藻類基礎生物學的研究。四是加快開展具有共性的關鍵技術研究的步伐,突破海洋生物質能產業化的技術瓶頸。五是建立健全海藻環境保護和海藻資源合理有序開發的有關法律法規,制定海藻能源產品的技術標準及相關產業扶持政策,保證海洋生物質能產業得到健康持續的發展。[5]
篇9
[關鍵詞] 生物質能政策措施配額制度固定電價
生物質能指利用具有能源價值的植物和有機廢棄物等生物質作為原料生產出各種形式的能源。隨著現代生物質能技術的不斷發展,生物質能將在未來的可持續能源系統中占有重要地位。因此,世界不少國家都在大力發展生物質能。
一、國外發展生物質能的政策措施
為了促進生物質能的發展,各國結合自身實際采取了積極務實的鼓勵政策,主要有配額制度、固定電價、減免稅費、財政補貼、重視研發等。
1.配額制度
配額制度是隨著電力市場化改革逐步發展起來的一項新的促進可再生能源發展的制度,主要是對電力生產商或電力供應商規定在其電力生產中或電力供應中必須有一定比例的電量來自可再生能源發電,并通過建立“綠色電力證書”和“綠色電力證書交易制度”來實現。綠色電力證書是政府為了促進發展清潔電力而頒發給生產清潔電力企業的證書,該證書還可以進入市場交易。電力生產商或電力供應商如果自己沒有可再生能源發電量或達不到政府規定的配額要求,可以通過購買其他可再生能源企業的“綠色電力證書”來實現,同時,可再生能源發電企業通過賣出“綠色電力證書”可以得到額外的收益,激發出企業發展清潔電力的動力,從而促進了可再生能源發電(包括生物質能發電)的發展。目前,歐盟的許多國家都在推行可再生能源配額制度。
2.固定電價
固定電價就是根據各種可再生能源的技術特點,制定合理的可再生能源上網電價,通過立法的方式要求電網企業按確定的電價全額收購。按照不同的電價水平進行收購,從而保證了各種可再生能源技術都能獲得比較合理的投資收益,為可再生能源的發展創造了更加優越的政策環境。對于處于成長初期的生物質能發電產業,固定電價制度無疑有利于促進其發展。歐盟通過立法方式,規定電網企業必須高價收購可再生能源發電,特別的是生物質能發電。
3.稅收優惠
稅收優惠也是各國促進生物質能發展的重要鼓勵政策。從1982年至今,巴西對酒精汽車減征5%的工業產品稅。2002年,美國參議院提出了包括生物柴油在內的能源減稅計劃,生物柴油享受與乙醇燃料同樣的減稅政策。德國對可再生能源實行低稅率的優惠政策,如對乙醇、植物油燃料免稅,對生物柴油每升僅征收9歐分的稅費(而汽油則每升征收45歐分)。
4.財政補貼
由于生物質能產業市場尚未成熟,企業投入較大,所以需要政府強有力的扶持。對此,各國紛紛出臺補貼政策以推動生物質能產業的發展。如瑞典從1975年開始,每年從政府預算中支出3600萬歐元,用于生物質燃燒和轉換技術研發及商業化前期技術的示范項目補貼。丹麥從1981年起,制定了每年給予生物質能生產企業400萬歐元的補貼計劃,這一計劃使目前丹麥生物質能發電的上網電價相當于每千瓦時8歐分。意大利從1991到1995年,對生物質利用項目提供了30%~40%投資補貼。
5.重視研發
生物能源技術研發的巨大投入促進了各國生物質能的發展。英國環境食品和農村事務部在“生物能源作物研發項目”投資90萬英鎊,研究能源作物的基因改良和農村環境保護。生物能源研發的巨大投入促進了英國生物質發電和生物燃料生產的快速發展。巴西經過30多年對酒精燃料的研發和應用,培養了一大批專業高科技人才,掌握了成熟的酒精生產和提煉技術,以及酒精汽車制造技術,建立了強勁的酒精動力機械體系和完善的酒精運輸、分銷網絡。
二、我國發展生物質能的政策措施及完善建議
我國生物質能資源非常豐富,大力發展生物質能對于建立可持續發展的能源系統,促進我國社會經濟的發展和生態環境的改善具有重大意義。我國政府運用了相關政策措施推進生物質能產業發展。但由于我國生物質能開發利用還處于起步階段,出臺的相關政策措施還不健全,與國外生物質能發展較好的國家相比,存在不夠完備、落實不到位等問題。不妨借鑒國外的成功經驗與先進做法,在原有政策措施框架的基礎上,完善不足之處并推行新制度,從而更好地保障我國生物質能的發展。
1.配額制度
在國外推行配額制度并取得良好效果的大環境下,我國也決定引進并實施這一新的政策模式。在我國探索和實踐這一政策模式的過程中不妨借鑒發達國家綠色電力配額制度的成功經驗和做法,結合我國電力市場的不斷完善,加快建立我國的“綠色電力證書”和“綠色電力證書交易制度”,通過合理的配額制度,擴大生物質能發電的市場空間,提升生物質發電項目的盈利能力,增強生物質能生產廠商的生產信心,從而最終達到加快生物質能發展的政策目的。應注意的是,我國推行配額制度不能一蹴而就,而必須分步驟有序進行,可以分準備、建立、完善三階段來實施。
2.固定電價
我國在《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》中規定,可再生能源發電價格實行政府定價和政府指導價兩種形式,其中生物質發電項目上網電價實行政府定價,電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加每千瓦時0.25元補貼電價組成。可見,我國已認識到固定電價制度的優勢并加以運用。借鑒國外經驗,我國在推行固定電價制度時,應該明確在產業發展初期要保持政策的持續性,減少電力生產商和供應商的市場風險,但絕不能完全脫離市場,應隨著產業的逐漸成熟而適當調節價格額度直至最終融入市場,依靠市場機制來配置資源。
3.稅收優惠
目前,我國制定了一些稅收優惠政策,以促進生物質能產業的發展,如對生物質能技術的產品進口采用低稅率;對人工沼氣的增值稅按13%計征等。這些政策傾斜在一定程度上推動了生物質能產業的發展,但仍有很大的提升空間,可以借鑒生物質能產業發展較好的國家的經驗,在一些環節上加以改進并做出新的嘗試。如可以對生物質能生產企業實行投資抵免企業所得稅的鼓勵政策及其他減免稅支持和鼓勵性稅收補償。對于科研單位和企業研制開發出來的新的技術成果及產品的轉讓銷售所得收入,在一定時期可以給予減免營業稅和所得稅照顧。
4.財政補貼
我國對生物質能項目提供財政補貼。2006年6月和8月,國家財政部和環保總局分別下發了《中央環境保護專項資金項目申報指南》和《國家先進污染治理技術示范名錄(第一批)》,將生物質直燃發電技術作為秸稈資源化綜合利用的一種方式,納入補貼范疇。除出臺政策文件外,我國還開展了單位試點工作,較有影響的是對黑龍江華潤酒精有限公司等四家試點單位生產的燃料乙醇給予財政補助。這些明文規定和試點實踐讓我們看到政府的努力,但基于財力有限這一現實,我國在推行財政補貼政策時應做出選擇:將技術先進、意義重大的項目作為扶持主體,推進重點產業的發展。
5.重視研發
我國政府一直支持生物質能技術的研究開發。自“六五”開始,國家通過科技攻關計劃、“863計劃”、“973計劃”等安排了一定數量的資金,支持生物質能技術的研究開發,有力地促進了生物質能的發展。雖然有政策上的重視和支持,但在我國在技術研發方面還是面臨著諸多現實困難。其中缺乏以專業機構為依托的研究平臺,成為我國生物質能研發的制約因素。我們不妨參照國外,結合自身特點,建立生物質能研究中心、專業實驗室等,并以這些專業機構為載體構筑出較為完備的研究平臺,為專業人員參與研發活動提供良好的軟硬件環境。
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篇10
關鍵詞:木薯酒精;生物質;乙醇;燃料
文章編號:1005-6629(2008)10-0043-02中圖分類號:O623.411文獻標識碼:E
生物質包括各種速生的能源植物、農業廢棄物、林業廢棄物、水生植物以及各種有機垃圾等[1]。生物質能源的開發利用不受地理條件限制,利用形態和傳統能源的利用形態相似,將現有機器設備稍加改造即可使用,推廣價值巨大。各國對發展生物質能源有不同的考慮,但能源替代和環境保護兩個主要的原因相同。中國發展生物質能源相對滯后,但在國家政策的扶持下,大力發展燃料乙醇及生物柴油等生物質能源作為實施替代能源[2]。特別是2008年奧運會在北京召開,其倡導的“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念將促進中國生物質能源的全面發展。
1 生物質燃料乙醇的應用和效益
生物質燃料乙醇是目前世界上生產規模最大的生物質能源,聯合國工業發展組織曾在維也納乙醇專題討論會上提出:“乙醇應該被當作燃料和化工原料永久的和可供選擇的來源”[3]。據清潔發展機制(CDM)項目咨詢機構測算,每噸生物燃料乙醇能夠產生2噸的二氧化碳減排量。因此,許多國家將發展生物燃料乙醇列為實現溫室氣體減排的重要途徑。我國已成為僅次于巴西、美國的第三大燃料乙醇生產和使用國。燃料乙醇是通過對乙醇進一步脫水,再加上適量變性劑制成。目前,中國試點推廣的E10乙醇汽油是在汽油中摻入10%純度達99.9%以上的乙醇制成[4]。乙醇燃燒值僅為汽油的三分之二,但其分子中含氧,抗爆性能好,取代傳統MTBE為汽油抗爆、增氧添加劑,避免了其毒害性(致癌,地下水污染),具有優良能源、環保效益。如汽油中乙醇添加量≤l5%時,對機動車行駛性能無明顯影響而尾氣中溫室氣體的含量可降低30%-50%。添加10%,其辛烷值可提高2-3倍,還可清潔機動車引擎,減少機油替換并使其動力性能增加[3]。
與其他可再生能源和石油替代能源相比,燃料乙醇在中國發展最早,并經過系統有序的試點,市場規模較大,在政策法規、組織管理、生產供應、市場銷售以及技術服務等方面都取得了寶貴的經驗,而且在能源替代、環境保護和振興農業三方面都具有突出作用。 既有現實基礎,又具有綜合發展價值,燃料乙醇得到了國務院能源領導小組的高度認可,并最終確定為中國中長期新能源戰略中的重點發展方向[5]。根據我國《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》,“十一五”期間,我國將生產600萬噸生物液態燃料,其中燃料乙醇500萬噸,生物柴油100萬噸;到2020年,生產2000萬噸生物液態燃料,其中燃料乙醇1500萬噸。
2 生物質燃料乙醇的代價和制約
原料保證是生物質燃料乙醇的關鍵限制,它影響成本和規模生產的可行性。生產1噸燃料乙醇,耗水30m3左右,耗電200kwh左右,約耗標準煤0.6噸左右。大約需要3.3噸玉米或7噸木薯、10噸紅薯、15-16噸甜高粱[6]。
中國人均耕地面積已降至1.39畝,不足世界平均水平的40%。糧食安全至關重要。發展生物質燃料乙醇一定要在確保國家糧食安全基礎上穩步推進。生物質能源的發展不能依靠對糧食的占有和生產面積的擠壓來實現, 也不能以破壞自然生態環境為代價[7]。2007年6月,國家發改委全面叫停糧食乙醇的開發,要求今后生物燃料的發展必須滿足不占用耕地、不消耗糧食和不破壞生態環境為前提。中國生物質能源的發展結束了以玉米等糧食為原料的時代,開創了以木薯等非糧生物質能源產業的新時代,非糧生物質能源產業的優勢日益凸顯。
3 木薯酒精的優勢
實踐證明我國過去以糧食為原料生產燃料乙醇,不符合國情,利用木薯作為燃料乙醇生產原料,符合國家“非糧替代”的要求。木薯屬非糧食農產品,是中國主要的熱帶作物之一,它對土質的要求低,耐旱、耐瘠薄,符合“不爭糧,不爭(食)油,不爭糖,充分利用邊際性土地(指基本不適合種植糧、棉、油等作物的土地)”的國家糧食發展戰略,同時發展燃料乙醇也很符合當前國家生物質能源發展戰略,有利于保障國家糧食安全和能源安全。種植木薯還有利于拉動農業,改善農村貧困人口的生產生活狀況,可形成農業產業化和生態經濟、循環經濟的模式,促進區域經濟的發展。
根據全國土地資源調查辦公室統計,我國有荒草地7.39億畝、鹽堿地1.53億畝,總量占耕地面積的一半。利用這些土地種植耐干旱、耐貧瘠的薯類、高粱、秸稈作物等,對發展非糧燃料的乙醇生產,潛力巨大。木薯是可再生資源,通過推廣良種,木薯產量已由過去的畝產1.3噸提高到現在的畝產2~3噸,最高還可以達到5~7噸。
4 木薯酒精的生產及前景
到“十一五”末期,乙醇汽油將占我國汽油消費量的一半以上,形成以“非糧”原料為主、以技術進步為動力、經濟效益為中心、緩解能源供應緊張壓力和保護環境為目的的生物液體燃料產業鏈。 作為我國第一個非糧燃料乙醇試點項目,廣西中糧生物質能源有限公司年產20萬噸木薯燃料乙醇。主要采取生物法:纖維素、半纖維素,酸解或酶解或發酵單糖(五碳、六碳糖), 化學、 酶催化及微生物發酵乙醇。生物法具有選擇性高、活性好、反應條件溫和等優點,但原料利用率低、反應時間長、產物濃度低及酶、微生物活性易受影響且纖維素降解和單糖轉化所需酶、微生物適于不同反應條件,不能很好耦合。其制約因素是成本和尋找高效、廉價的催化劑、酶和合適微生物的開發等關鍵技術。
隨著大力發展生物質能源,木薯作為燃料乙醇的最佳原料,需求量將會不斷擴大。木薯酒精生產面臨著原料市場不穩定的困難,還存在著木薯種植缺乏組織性,種植粗放,且品種單一、單產低等困難。木薯生產企業的核心競爭力和發展動力在于搞好木薯產業資源的循環利用,充分利用厭氧發酵技術,實現資源的循環利用,走循環經濟發展之路。用鮮木薯生產1噸酒精約生成11m3的酒糟醪液,約含660的COD;經厭氧發酵處理可生成約350m3沼氣;350m3沼氣約等于0.54噸煤。經厭氧后的酒糟廢水其COD指標可以達標用于直接農灌,廢渣可作有機肥料還田或作食用菌的培養基生產食用菌。合浦當地的農民用木薯渣與雞糞混合再發酵后作蛋白合成飼料喂豬,已取得良好的經濟效益。
5結語
燃料乙醇直接打通了第一產業和第二產業。農民成了“新能源”提供者,這為幾千年來以農為本的中國提供了一個新能源由夢想成為現實的可能。以木薯為原料生產燃料乙醇是一條資源消耗低、綜合利用率高、環境污染少、經濟效益好的可持續健康發展道路,在促進農業和農村發展,提高農民收入方面具有顯著的社會效益。
參考文獻:
[1]朱錫鋒. 生物質熱解原理與技術[J]. 合肥:中國科學技術大學出版社,2006:23.
[2]石元春. 一個年產億噸的生物質油田設想[J].科學中國人,2007,(4):35-37.
[3]雷國光. 用纖維質原料生產燃料乙醇是我國再生能源發展的方向 [J]. 四川食品與發酵, 2007, 43 (135): 39-42.
[4]任波. 乙醇汽油轉折 [J]. 財經, 2007, (178): 100-102.
[5]張遠欣. 燃料乙醇的發展狀況 [J].甘肅科技, 2005, (4):127-128.