時間:2023-05-29 18:22:42
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物質能源,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、主要特征特性
1. 植株性狀。根系發達,生長繁茂,植株高大而又粗壯,平均株高347.2厘米,莖粗1.8厘米。葉片肥大而又寬厚,葉色濃綠。莖稈多糖,出汁率55.1%,含糖錘度20.6%,是機動車用燃料乙醇較為理想的生物能源作物,既低碳節能又減排環保,其開發應用前景極為廣闊。遼甜9號只抽穗不結粒,可以有效地解決植株“頭重腳輕”所帶來的易倒伏、易折斷,以及遭受鳥類危害等難題,并且還可滿足生物能源加工企業原料生產輕簡化和收割階段化的需要。
2. 品質性狀。農業部農產品質量監督檢驗測試中心對其風干莖稈檢測結果顯示,含粗蛋白6.44%、粗纖維27%、粗灰分5.4%、粗脂肪1.3%、可溶性總糖(以葡萄糖計)24.14%、水分6.2%。2010年在株高達到192厘米時,莖稈與葉片中的氫氰酸含量為0.33毫克/千克和0.27毫克/千克。莖稈與葉片均可制成優質青貯飼料,對廣大農區發展畜牧業生產將會起到積極作用。
3. 抗逆性能。綜合抗性好,絲黑穗病田間自然發病率為0,人工接種發病率為8.3%,葉部病害輕微;抗旱、抗澇、抗倒伏、抗早衰、耐瘠薄、耐鹽堿的能力較強。
4. 生育期。連續多年的田間實地觀察與調查情況表明,遼甜9號在沈陽地區的生育期為132天,約需≥ 10℃活動積溫3200℃。
二、區試產量表現
2009~2010年參加了全國高粱品種能源/青貯組區域試驗,在全國14個省份的17個試驗點中平均每畝鮮體產量4639.9千克,比對照品種增產13.6%,其中,在吉林市農業科學院作物研究所創造出平均每畝鮮體重高達5774.6千克的最新紀錄,比對照品種增產24.4%,表現出很強的雜種優勢。
三、栽培技術要點
1. 選地與整地。選擇土質肥沃、土層深厚、地力均勻、地勢平坦和含鹽量≤0.5%的壤土或砂質壤土地塊種植,不宜連作或迎茬栽培。要精細整地,實行耕翻(20~25厘米深)、耙地、起壟(壟距60厘米)、鎮壓連續作業。要做到沒有坷垃,土壤疏松,上虛下實,墑情良好,清除殘茬。
2. 選種與播種。選用子粒飽滿整齊和發芽率高達95%以上的優良種子,并在播種前晾曬2~3天。8厘米耕層內地溫連續5天穩定在12℃以上、土壤含水量達到16%時即可播種。每畝播種量1.5千克。要做到壟上機械條播,播種深淺一致,鎮壓后覆土厚度以2厘米左右為宜。
3. 間苗與定苗。遼甜9號為高光效C4作物,喜肥、喜水、喜光,因此要適當早間苗、早定苗,為幼苗茁壯生長創造良好條件。通常應在3~4葉期間苗,在5~6葉期定苗。要去小苗留大苗,去病弱苗留健壯苗,在中等肥力的地塊上,每畝選留優質幼苗5000株左右。
4. 除草與培土。在播種前三天用38%莠去津懸浮液進行地面噴霧,這樣可以預防雜草的發生與為害。在間苗后至植株封壟前要完成2~3次人工除草。在定苗后,拔節期和植株封壟前分別進行1次中耕,最后一次中耕深度10~15厘米,并適當多培土促進根系發育和抑制雜草。
5. 施肥與灌水。每畝在整地時要深施充分腐熟的優質農家肥4000~5000千克、三元復合肥20~25千克、硫酸鉀5~7千克做底肥,在播種時施用磷酸二銨10~15千克做種肥,在拔節期追施尿素20~25千克。開花期至灌漿期倘若土壤缺墑而又無雨則應及時灌水。
6. 防病與治蟲。要做到早預防、早發現、早防治。在播種前應用種衣劑進行種子包衣,這樣既可殺滅多種病菌又可防治地下害蟲。防治黏蟲應用0.04%二氯苯醚菊酯粉劑噴粉,防治蚜蟲應用40%樂果乳油噴霧,防治螟蟲應將1.5%辛硫磷顆粒劑在拔節期及時撒入心葉內毒殺。
7. 適時收割。遼甜9號由于用途不同,所以最佳收割期有所差異。作為生物能源作物的,應在蠟熟末期至完熟初期莖稈由上往下數第七節的含糖錘度≥18%時收割最為適宜。作為青貯飼料作物的,南方地區第一次收割應在孕穗期或挑旗期。留茬高度12~15厘米。在收割后1周內的雨前每畝施用尿素15~20千克,如果土壤墑情不好而又無雨就必須及時灌水,以促進其快速再生,盡早長成新植株,爭取在初霜前進行第二次收割。在北方地區通常1年只能在蠟熟末期至完熟初期收割1次。
四、適宜種植地區
關鍵詞:林業生物質;能源;可持續發展
中圖分類號:F326.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-05-0263-1
森林資源是地球上的可再生資源,是陸地生態系統的主體。隨著經濟的發展,不可再生能源的不斷減少,能源的可持續發展問題受到全世界的普遍關注。我國是個能源消耗大國,能源與資源、環境和社會發展的矛盾日益突出。因此,林業生物質能源的開發利用,對我國能源的可持續發展有著十分重要的意義。
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的光合作用,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、天然氣等能源也是由生物質能轉變而來的。生物質能是可再生的能源,通常包括以下幾個方面:一是木材、森林工業廢棄物;二是農業、果林生產過程中廢棄物;三是自然植被、水生植物;四是人類和動物糞便;五是城市和工業廢棄物。生物質能資源是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,它在整個能源系統中占有重要的地位,一直是人類賴以生存的重要能源之一。生物質能源的應用能夠部分替代煤等常規能源,緩解目前能源供應緊張的問題。同時能夠實現資源綜合利用,減少氮氧化物、二氧化硫和溫室氣體的排放。由于植物生長所需要的碳元素全部來自對空氣中二氧化碳的吸收,因此,可以認為生物質能源是二氧化碳氣體零排放的清潔能源。
林業在國家的經濟建設、生態建設和國土保安中起著重要作用。我國地域遼闊,森林分布廣泛,蘊藏著大量生物質。在林業建設中大力開發利用林業生物質能源,具有明顯的特點和優勢。
首先,森林中生物質能源豐富,大量樹種富含油脂、木質纖維及非食物類果實淀粉,能轉化為多種形式的能源產品和生物基產品。其次,我國人多地少,國情決定必須在確保糧食安全的前提下,積極發展生物質能源。林業生物質資源的種植,主要是利用宜林荒山荒地以及不適宜種植糧食作物的沙地、鹽堿地等邊際性土地,不需要占用農地。所以說,開發利用林業生物質能源,林業有著得天獨厚的條件,發展前景廣闊。
同時,開發利用生物質能源,對林業的自身建設也有著十分重要的意義。
(1)發展林業生物質能源可以加快造林綠化步伐,提高森林質量,改善生態環境,壯大林業產業。在荒山荒地、沙區、鹽堿地等立地條件較差地區,廣泛培育可作為生物質能源的林木,能有效地促進植被恢復,加快荒山荒沙綠化,提高森林覆蓋率。
(2)發展林業生物質能源,還能充分利用林業的“三剩”物和森林撫育間伐物,可以有效促進中幼齡林的撫育,提高森林資源利用效率和森林質量。
(3)發展林業生物質能源有利于環保,能實現可持續利用,降低原料成本。林業生物質能源大多利用林木果實和平茬(采伐)林木生物量,一次種植后可持續利用幾十年,期間生長著的林木發揮著正常的生態功能,同樣保護著環境。還有林業生物質資源培育成林后,不用每年重新種植,可降低原料成本。
我們要注重開發林業生物質能源,在開發的進程中,還要堅持走林業可持續發展的道路。林業可持續發展在國民經濟的可持續發展中起著不可替代的作用。可持續林業不僅從健康、完整的生態系統、生物多樣性、良好的環境及主要林產品持續生產等諸多方面,反映了現代森林的多重價值觀,而且對區域乃至整個國家、全球的社會經濟發展和生存環境的改善,都有著不可替代的作用。因此,要保障林業生物質能源的健康發展,要走林業可持續發展道路,必須注重林業可持續發展原則。具體應注重以下幾方面:
(1)堅持生態、經濟和社會效益并重的原則。從林業可持續發展的長遠觀點出發,處理好森林資源的培育、保護與開發利用的關系,做好可持續發展規劃。
(2)在堅持資源永續利用的原則下,來發展林業生物質能源。要在保護森林的同時,大力發展生長快、效益好的經濟林和開發見效快的林副特產品,選育和引進適合本區生長的良種。
關鍵詞 生物質能源;烤煙;烘烤;應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately,relieving the status of rising costs and curing pollution,this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality,debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette,biomass gasification,biomass briquette and so on,different applied forms showed positive effect,which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy;flue-cured tobacco;curing;application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程,目前烤煙生產上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱,熱利用率低,煤耗量高,通常1 kg干煙葉煤耗量1.5~2.5 kg標煤,而理論上的耗煤量為0.8 kg,也有研究分析指出,在密集烘烤中,火爐的熱效率為64.95%,烤房熱效率僅為36.08%,總的熱損失達63.92%,能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格,使得生產烤煙的成本不斷增加,使烤煙生產的可持續發展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節能技術,提高能源利用效率,尋找烤煙烘烤能源替代途徑,降低烤煙生產成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前,此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發等方面,其中新型能源烘烤燃料中的生物質能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點,有望成為烤煙烘烤傳統能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質能源概述
生物質能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質總量達1 730億t,蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10~20倍[6]。據報道,生物質能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源,占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統直接燃燒方式相比,現代生物質能源的利用更多的是借助熱化學、生物化學等手段,通過一系列先進的轉換技術,生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,為人類生產、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產品[8]。在生態環境保護方面的研究發現,提供相同能量,煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍,用1萬t秸稈替代煤炭能量,煙塵排放將減少100 t[9]。生物質能源作為一種可再生的低碳能源,具有巨大的發展潛力,它的開發利用對于建立可持續能源系統、促進國民經濟發展、保護生態環境具有重大意義。
2 生物質能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質能源產量,年產農作物秸稈、谷殼等總量約14億t,如開發用于燃燒,可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例,每年農作物秸稈總產量5 000萬t左右,如果能開發利用其中的1/3轉化為燃料,即可消耗秸稈1 700萬t,約相當于建立2座年產500萬t的大型煤礦[11]。目前,烤煙烘烤上研究應用的生物質多為農作物秸稈,應用方式主要有生物質型煤、生物質氣化、生物質壓塊等,應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質型煤。生物質型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產品。其充分利用煤和生物質各自的優勢,具有節煤和生物質代煤的雙重作用,與原煤燃燒相比,生物質型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一,目前已進入商業化生產階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質型煤。其在使用過程中容易實現配風的精準控制,進而實現與密集烤房控制系統的配套,且生物質型煤在燃燒過程中著火大小容易控制,生火及升降溫速率均較快,能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用,結果發現80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料,沒有煤的加入,以青蒿、煙、玉米等農作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料,不需粉碎,在厭氧條件下碳化6~8 h,利用秸稈自然進行分解形成生物質碳,再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發現各種秸稈碳化率平均約為50%,而通過加配方后,常規秸稈等材料2 t可生產2 t秸稈煤,其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術研究結果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味,滿足烤煙工藝要求,其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的,可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質氣化。生物質氣化是采用生物質氣化發生裝置將生物質原料在厭氧狀態下燃燒轉化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多,生物質氣化烤煙系統開發設計相對成熟。楊世關等[16]研究設計了一套新型烤煙設備,主要是以生物質燃氣為能源,將間接換熱與直接換熱緊密結合,該系統的能源利用率及煙葉品質都較傳統間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農作物秸稈為原料采用生物質氣化發生裝置通過燃氣發生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體,經管網送往各烤房實現自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質壓塊。在壓強為50~200 Mpa、溫度為150~300 ℃、或不加熱或不加黏結劑的條件下,先將木材加工剩余物及各種農作物秸稈等粉碎成一定粒度,再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18],故又稱為生物質固體成型燃料。目前,此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質量感官以及經濟效益的影響,其中生物質燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本,提高烘烤效益,替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗,將其放在AH密集烤房進行燃燒,能降低烤煙生產成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內在品質。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質壓塊為供試燃料,研發了配套的生物質壓塊燃燒爐,研究生物質能源在烤煙烘烤中的應用效果,生物質壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤,而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質量。倪克平等[21]研究生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果,其中生物質壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料,添加輔助化工原料后,用攪拌機攪拌成均勻的混合原料,將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅,配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐,研究結果表明:生物質壓塊用于煙葉烘烤可以充分調控烤煙烘烤工藝,降低烘烤成本,節能減耗,提高烤后煙葉品質。譚方利等[22]關于生物質壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質壓塊用于烤煙烘烤是可行的,但對于燃料添加技術要求較高。
2.2 應用效果
生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好,節能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質量。與原煤相比使用生物質型煤烘烤煙葉,生產1 kg干煙可節約用煤約0.15 kg,每爐煙葉可節約用煤50 kg以上,節能效果顯著,而且生物質型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內在化學成分無不良影響,而且能夠降低上部葉煙堿含量,提高上部煙葉還原糖含量,氮堿比更加協調,香氣量充足,香氣質好,余味明顯改善,雜氣減輕,刺激性減少,評吸結果較好,有利于提高煙葉內在品質[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質氣化烘烤與傳統的燃煤烘烤相比,煙葉的內在品質得到一定的改善。感官評吸結果表現為生物質氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質、干凈度均優于煤炭燃料烘烤的煙葉,而且回味、勁頭、濕潤上也表現出一定的優勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤,能降低煙葉中含氮化合物含量,提高煙葉中總糖、還原糖,有利于改善煙葉化學成分的協調性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點,青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質原料主要是廢棄的秸稈,來源廣泛、價格低廉,因此利用生物質能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本,比同等發熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用,按當地生產水平以及市場煤炭價格計算,烘烤煙葉1 875 kg/hm2,使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2,以此測算,若在該縣進行推廣應用,每年可節約煤炭1.8萬t,全縣煙農增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質烘烤煙葉的研究中采用的生物質氣化發生裝置上料系統、流量控制系統、除渣系統均為自動化系統,烤房數量增加到100炕也只需要2人控制,自動化程度高,在大規模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例,生產干煙葉2 062.5 kg/hm2(1 875~2 250 kg/hm2),需煤炭275 kg(以500元/t計),計2 062.5元/hm2;需秸稈壓塊206.25 kg(以400元/t計),計1 237.5元/hm2,降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低,傳統燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環境污染的同時,由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料,而且具有清潔、能提高烤煙品質、降低烘烤成本的優點。生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質,秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜,而生物質氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等,與烤房配合烘烤專用設備復雜,建成后更適合大規模烘烤。其中生物質壓塊研究相對較多,工藝較成熟簡便。生物質壓塊加工生產線及配套設備的開發研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質壓塊過程中存在的系統配合協調能力差以及生產率低等問題研發設計了有強制喂料系統的成型機以及配套設備,可實現自動化大規模的生物質壓塊生產。生物質壓塊方式制成的生物質原料可以直接應用于烤煙烘烤,基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造,應用方便。生物質能源的利用形式中生物質發電是我國目前對生物質能源應用最為廣泛和普通的方式,但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少,是以后生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明,烤煙烘烤中的傳統燃料煤炭可以用生物質壓塊代替,應用效果較好且成本低,可以在烤煙生產上進行示范推廣。
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今冬霧霾肆虐中國北部上空,其范圍之廣,時間之長,污染之重,對人民健康、經濟政治及社會心理影響之大,震驚了國人,震驚了世界。近代工業革命之都倫敦百年前的迷霧重現于北京上空,像開了個歷史玩笑。
先行工業化國家早期也是煤炭獨大,20世紀才開始大力發展石油與天然氣發電、水電與核電,使煤炭在一次能源消費中降到了30%以下。隨著上世紀70年代的世界石油危機,90年代應對全球氣候變暖,以及化石能源資源漸趨枯竭,憑借可再生和清潔兩大優勢的可再生能源于20世紀后期開始興起,逐漸擔起替代化石能源和世界能源轉型的大任。
通過煤的清潔燃燒與除塵、提高汽車燃料品質和效率等措施可以減少排放物,是必要的,但根本性治理在于改善能源消費結構。除傳統的水能外,新興的可再生能源中,一馬當先的是生物質能。生物質能的原料主要是作物秸稈、畜禽糞便、林業剩余物、加工業的有機廢水廢渣、城市的污水污泥,以及利用邊際性土地種植的能源植物等有機物質。能源產品有固態的直燃發電和成型燃料,液態的乙醇和生物柴油,氣態的沼氣和裂解氣等。另外,它是唯一能大規模替代車用化石燃料的可再生清潔能源,非核能、水能、風能等可比。
生物質能已是當今排在煤炭、石油和天然氣之后的全球第四大能源。2003年,瑞典生物質能的工業用途達1230億千瓦時,分別是天然氣和煤炭的12.3倍和4.5倍;生物質供熱發電1030億千瓦時,占全國供熱能源消費總量的71.6%。2005年美國能源部給國會提交的一份報告說:“生物質已開始對美國的能源做出貢獻,2003年提供了1億噸標煤能量,占美國能源消費總量的3%,超過水電而成為可再生能源的最大來源。”
每年夏秋,中國內地自南到北露地焚燒掉的小麥秸稈和秋天焚燒掉的玉米秸稈就有1億多噸,既是資源浪費,又造成霧霾,如能轉化為生物質能,相當于兩個三峽電站每年所發的電力。所以,應制訂一個以作物秸稈和林業剩余物為原料的生物質發電與成型燃料供熱的“減霾壓煤”計劃。目前,我國生物質發電技術成熟,裝機容量已達550萬千瓦,可順勢加大推進力度,減少煤電。
“九五”期間,我國就提出了不能以犧牲生態環境換取經濟發展的高速度,要改善能源消費結構。十多年過去了,以煤為主的能源消費結構沒有改善,煤炭消費量與油氣進口量反而成倍激增。2008年出臺了以生物質能源為主導的“可再生能源發展規劃”,可惜規劃出臺后卻沒按規劃辦事,自上而下地刮起一陣發展風能和太陽能的熱潮。發展風能、太陽能本是好事,可惜盲目冒進,僅兩三年就全線崩潰,損失數千億元之巨。一腳踩空,大傷元氣,而作為替代化石能源、減排溫室氣體和防治霧霾的主力,生物質能卻被冷落一旁。
中國是個生物質資源豐富的國家,年可開采量11.71億噸標煤,是水能的2倍和風能的3.5倍,且生物質原料富集區緊接產品市場,集中于我國經濟發達的中東部與南方,不存在長途輸送與調峰問題。加上生物質能技術日趨成熟,可與農業現代化、綠色城市化、生態環保建設、發展循環經濟以及減少油氣對外依存度等協同推進,其綜合效益和長遠效益可想而知。
關鍵詞:能源結構;可再生能源;開發途徑;利用前景
中圖分類號: P754.1 文獻標識碼: A 文章編號:
能源問題在國民經濟中占主導地位,在經濟高度發達的社會中能源問題又十分的復雜和敏感。20世紀70年代以來,面對常規礦物能源的日益枯竭和環境的逐漸惡化,世界許多國家將目光逐漸轉移到了具備可再生、環保、可轉化等優點的生物質能源上。提高對發展生物質能源重要性的認識,為順利開展生物質能源的開發利用創造有利環境。
一、我國能源結構的特點
我國所探明的一次能源中煤炭占93.44%,石油占3.65%,天然氣占2.91%,由此可見,我國一次能源的結構特點是“富煤、貧油、少氣”,我國的能源結構具有以煤為主的顯著特點。我國的煤炭產量從1895年的7.67億噸增加到2009年的30億噸,煤炭消費占一次能源的70%,遠高于全球平均水平的30%,電煤消耗占煤炭產量的50%以上。預計到2010年底,全國發電裝機容量將達到9.3億千瓦,其中火電占73.7%,水電占22.5%,核電、風電等新能源占3.8%。
到2020年底,全國發電裝機規劃容量為15億千瓦,其中火電約占66%,水電占22.7%,核電、風電等新能源約占11.3%,火電比重隨著核電、可再生能源的比重增加而減少。到2020年前,我國以火電為主的電源結構不會發生根本改變,火電將在相當長的時期內占主導地位。我國火電發展存在著電源結構不合理,能耗水平高,環境污染物排放大的突出矛盾。火力發電廠二氧化硫的排放量達到1200萬噸,占全國二氧化硫排放總量近一半,二氧化碳排放約30億噸,占全社會總排放量的一半,占世界排放總量的十分之一以上。
火力發電的當務之急就是積極調整優化電源結構,關停高能耗小火電、推廣各項節能技術、潔凈煤燃燒技術和熱電聯產、推進煤電基地的建設、提高機組參數由亞臨界參數向超臨界和超超臨界參數轉變。
無論怎樣提高燃煤機組的各種效率,但是仍然消耗的是不可再生能源,頂多在有限的時空內,緩解一下資源、環境和溫室氣體排放的巨大壓力,從長遠計,必須尋求更好的可持續發展的能源發展之路。
二、開發可再生能源的重大意義
能源危機是當今世界面臨的巨大挑戰。根據國際能源機構的統計,若按目前的水平開采世界已探明的能源,人類使用的主要能源—石油、天然氣和煤炭供人類開采的年限分別只有40年、50年和240年[1]。
鑒于化石能源逐步開始耗竭,大量使用化石能源引起的環境污染和氣候變化問題日趨嚴重,自21世紀開始,全世界向可持續能源系統過渡的進程已經起步。21世紀上半葉,我國能源戰略必須走減小化石能源用量、增大核能與可再生能源份額的發展路徑,積極構建能源可持續發展體系。而以太陽能、生物質能、風能為代表的可再生能源基礎科學問題的研究,以及相應的技術問題探討,使得這些可再生能源逐漸走向市場,正向人們展示美好的能源永續利用和可持續發展前景。
三、可再生能源的開發途徑
目前,生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。美國2000年通過了《生物質研發法案》,2002年制訂了《生物質技術路線圖》,計劃2020年使生物質能源和生物質基產品較2000年增加10倍,達到全國能源總消費量的25%(2050年達到50%),每年減少碳排放量1億噸。歐盟提出,到2020年,運輸燃料的20%將用燃料乙醇等生物燃料替代[2]。世界經合組織(OCED)在2004年9月的研究報告中指出:“各國政府應大力支持和鼓勵生物質能源領域的技術創新,減小它與傳統原油及天然氣產品的價格差距,以最終達到替代的結果。
根據中國中長期能源規劃,2020年之前,中國基本上可以依賴常規能源滿足國民經濟發展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年,可再生能源的戰略地位將日益突出,屆時需要可再生能源提供數億噸乃至十多億噸標準煤的能源。因此,中國發展可再生能源的戰略目的將是:最大限度地提高能源供給能力,改善能源結構,實現能源多樣化,切實保障能源供應的安全。
四、可再生能源的發展狀況
在目前的能源消耗中,生物質能耗占世界總能耗的14%,僅次于石油、煤炭和天然氣,位居第4位。而在發展中國家,生物質能耗占有較大比重達到50%以上[3]。
可再生能源目前在我國取得突破性進展的是風力發電。我國的風力資源主要集中在內蒙、新疆以及山東沿海,近兩年投運的的風電機組存在著諸多的問題,首先是分布在內蒙、新疆風場中的機組,由于風沙大,氣候條件惡劣,經常造成機組的故障,檢修維護困難,位于沿海附近的風電機組由于空氣中鹽霧的腐蝕,也會經常處于不正常狀態。風電機組最大的問題是對電網的沖擊。
太陽能發電,在我國近年也有較快的發展,單晶硅、多晶硅的發電效率有望在較短的時間內,把發電效率提高到百分之二十以上。但目前來說,盡管太陽能電池板價格下降得比較快,它發電的成本竟然是火電的五倍多,投入商業運營還有漫長的路要走。
另外是沼氣發電,這方面的技術研發在我國早已起步。利用細菌發酵產生沼氣,燃燒后推動燃氣輪機,發電效率較高。但是造價不菲,光一個發酵容器就需要很大的投資。并且發酵效率就不是那么高了,最好用半發酵的原料,比如用牛糞。國內有一些養殖場建有小型的發電廠,但是技術也主要是引進的,光菌種的使用專利,就是不小的費用。沼氣發電最大的問題就是沼氣轉化效率十分低下,成本高昂。
生物質直燃發電方興未艾,主要是直接燃燒生物質,例如秸稈發電,目前我國有很多小熱電機組投產,效益不錯。它的發電方式和常規火電差不多,使用的是鏈條爐排和振動爐排,燃燒技術日漸成熟。
五、生物質能源的利用前景
5.1 生物質資源豐富
中國生物質資源開發利用潛力大,現有森林、草原和耕地面積41.4億公頃,理論上年產生物質資源可達650億噸以上(在每平方公里土地上,植物經過光合作用而產生的有機碳量,每年約為158噸)。以平均熱值為15000kJ/kg計算,折合理論資源量為33億標準煤,相當于中國目前年總能耗的3倍以上。目前實際可以作為能源利用的生物質主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據調查,目前中國秸稈資源量已超過7.2億噸,折合約3.6億噸標準煤,除約1.2億噸作為飼料、造紙、紡織和建材等用途外,其余6億噸均可作為能源被利用。薪柴的來源主要為林業采伐、育林修剪和薪炭林,一項調查表明:中國年均薪柴產量約為1.27億噸,折合標準煤約0.74億噸;禽畜糞便資源約折合1.3億噸標準煤;城市垃圾資源可折合標準煤1.2億噸左右,并以每年8%~10%的速度增加。這些都是中國發展生物質產業的穩定資源。
5.2 解決“三農”問題的良好途徑
“三農”問題是中國經濟發展的根本性問題,對它解決的質量將直接影響著中國經濟社會發展的全局,全國上下都給予了足夠的重視。生物質產業利用中國豐富的農林廢棄物和非農田為原料和基地,生產出市場前景廣闊、環境友好和高附加值的能源及生物化工產品,既幫助解決中國部分農村剩余勞動力的就業問題,又能夠實現農業和農民增收,是解決“三農”問題的一條有效途徑。據推算,只要利用中國50%的低質地,生產能源作物,發展生物質能源,就可以實現年產值約1萬億元,加上秸稈、畜禽糞便等,生物質產業就可以催生1000個生物質能源企業,帶動500萬農戶,促進5000萬農業勞動力轉移,實現農民增收400億元[4]。同時,生物質能源如沼氣等還能為農民提供價廉、清潔的燃料,使4000萬農戶生活用能效率提高2~3倍。除此之外,發展生物質產業還能有效降低秸稈露地燃燒、畜禽糞便污染、石油基地膜等對環境的污染。
六、結論
綜上所述,可再生能源發電的最大缺點是在電力系統中無法做主力機組,不能滿足電力的大量使用,并且穩定性差。比如風力發電,盡管我國的風力資源很豐富,但是由于風力發電的不穩定性,它的電量經過潮流計算,大約只能占到總發電量的百分之十,如果機組過多,就會影響整個電網的穩定運行,因為風力是不可控的。太陽能發電和沼氣發電成本很高,入不敷出。目前,生物質發電最為成熟可靠,但要因地制宜。
【參考文獻】
[1] 王道金,姚建林.安徽應積極發展林木生物質能源產業[J].安徽林業.2006,1.
[2] 吳創之,馬隆龍.生物質能現代化利用技術[M].北京:化學工業出版社.2003,5.
關鍵詞:中國生物質能源;發展現狀;問題;對策
伴隨著國家相關生物質能源生產行業標準規范的逐步完善,目前我國生物質能源生產開發已初具規模,在一系列法律法規的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發展。然而,中國生物質能源產業在實際發展過程當中,仍然存在著工業體系不完善、原料資源不足、產業化基礎不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此,如何準確把握生物質能源產業的影響因素,制定合理有效的應對策略,是當下的生物質能源發展中迫切關注的重要課題。
1 世界能源結構的現狀與問題
1.1 節能減排舉措影響世界能源結構
燃料的使用效率與能源結構直接決定了二氧化碳的排放量,因而能源開發利用同自然環境之間的聯系緊密。近年來,煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加,引起了氣候的異常及失衡。有研究指出,生物質燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右,若每年生產一億噸生物質燃料,則能達成5.5%二氧化碳的減排,故生物質能源產業的推進對世界能源結構的優化具有重要意義。
1.2 世界化石燃料危機嚴重
據統計,在全球能源的總用量中,化石能源所占比例高達85%,每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源,人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭,使得人類面臨愈發嚴峻的能源危機。
1.3 可持續發展理念促進生物質能源產業發展
如今,可持續發展思想已深入人心。作為一種可再生能源,生物質能源在給人們提供生產原料與能量的同時實現了環境友好的目標,能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。
2 生物質能源技術開發的進展
2.1 生物液體燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當前采用液體催化劑的化學酯交換法是生產生物柴油的關鍵技術,利用對原料油當中水分、游離酸的嚴格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產率的影響,但設備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離,且環境友好性較差。燃料乙醇的生產目前還在探索過程中,我國的燃料乙醇發展快,以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團等為代表的企業都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進展。此外,生物質快速熱裂解液化等技術也是國際上的研究熱點。
2.2 生物燃氣
瑞典、丹麥和德國的生物燃氣技術發達,已經實現了規模化、自動化與專業化,多使用高濃度糞草原料進行中溫發酵,其應用逐漸延伸到車用燃氣與天然氣管網領域。至2008年,我國的沼氣工程初步實現全面發展,厭氧擋板反應器、上流式厭氧污泥床等發酵工藝都有了示范應用。但受未熱電聯產和環境、溫度條件影響,大多沼氣工程穩定性不足且高濃度發酵等工藝應用少。
2.3 固體成型燃料
歐美地區的生物質固體成型燃料已走向規模化和產業化,瑞典、泰國等地區對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀80年代,我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發有限公司等企業為代表的燃料工廠。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技術的研發主要集中在含油量高且環境適應性強的微藻的選育、規模化產油光生物系統的研發以及收集微藻、提取油脂這幾個方面,所面臨的最大難題是油脂含量、細胞密度高的微藻細胞的培養。使用微藻對石油形成進行模擬是我國研究微藻的開端,此后微藻異養發酵技術、微藻光合發酵模型等的創新都推動了我國微藻能源的研究開發。
3 影響生物質能源產業發展的因素
3.1產業模式局限
我國的生物質能源開發利用管理模式還有待健全,原料評價體系、技術規范等還不完善。項目模式也存在缺陷,例如,小型項目配套政策的缺失使得立項復雜且操作成本較高。
3.2 生產技術滯后
我國的沼氣工程大多應用的是濕發酵工藝,裝備與技術水平都比較滯后,不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術還存在障礙,受工藝復雜、酸濃度需求高、副產物多、設備要求高和成本高等因素制約,乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外,五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術的落后和生物柴油使用性能低、經濟性低等也是目前需要解決的難點。
3.3 資源供應不足
原料供應不足是我國生物質能源產業發展的一大瓶頸,單一的原料來源制約了沼氣工程規模化發展,非糧原料供應的間斷不利于其全年均衡生產,陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業發展進程,生物柴油技術也面臨著原料不足的狀況。
4 對策與建議
4.1 創新生物能源技術
生物質能源是實現我國可持續發展是重要能源保障,必須借助自主知識產權核心技術的創新來保證生物質能源產業化的持久。各級政府需積極推廣國產化計數,通過補助力度的加大來調動各單位研發應用自主技術的積極性,可通過專項資金的設立來支持生物質能技術創新,逐步形成分散式的產業體系。
4.2 合理利用邊際土地
針對原料不足這一瓶頸,應當充分利用邊際土地來發展非糧生物質能,逐步建設以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質液體與氣體燃料生產基地。
4.3 加強國家政策支持
生物質能源的開發利用對于我國資源、能源供應都具有重要意義,必須將其納入安全戰略的考慮范疇并給予相應的政策支持。國家可結合生物質能源發展需求完善相關激勵體系,推行納入能源生產社會成本、環境成本的全成本定價方案,科學制定產品價格補貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強制收購等方面的政策,給生物質能源發展提供強有力的體系支撐。
參考文獻
關鍵詞:生物質 能源
一、福建生物質能源發展現狀
福建地處亞熱帶,生物質資源非常豐富。目前可作為能源利用的生物質主要有林業生物質、木質油料植物、農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工副產品以及能源作物。在林業生物質方面,福建現有植物種類達5000種以上,其中用材樹種有400余種,為全國6大林區之一。福建省生物質能資源豐富,開發利用具有一定基礎,生物質能的利用方式目前主要集中在以下幾個方面:
1.沼氣。
福建省從20世紀80年代就開始發展沼氣,沼氣的發展近年來越來越受重視,農村戶用沼氣建設工程被列入2006年省委省政府為民辦實事項目。“十五”以來,在農業部沼氣建設項目的帶動下,以“一池三改”為基本建設單元,“豬-沼-果”等生態農業模式得到積極推廣。沼氣建設從70年代能源需求型階段轉化為目前的生態需求型階段。沼氣技術不斷成熟,“常規水壓型”、“曲流布料型”、“強回流型”、“旋流布料型”等池型不斷推廣;“一池三改”(改廁、改圈、改廚)功能效應不斷擴展,以沼氣為紐帶、“畜-沼-果”、“豬-沼-漁”、 “畜-沼-菜”、“庭院生態經濟綜合利用”、“農業廢棄物綜合處理及資源化利用”等生態農業模式不斷創新;沼氣配套管理與服務得到不斷完善,從省到地市、縣、鄉、村都建立了沼氣管理和推廣機構以及服務站。
2.生物燃料乙醇
目前國家發改委批準的燃料乙醇試點項目全部集中在東北和華北地區,東南沿海還沒有一家企業獲準,福建目前也無燃料乙醇生產企業。“十一五”期間,國家將繼續實行生物燃料乙醇“定點生產,定向流通,市場開放,公平競爭”相關政策。總體思路是積極培育石油替代市場,促進產業發展;根據市場發育情況,擴大發展規模;確定合理布局,嚴格市場準入;依托主導力量,提高發展質量;穩定政策支持,加強市場監管。“十一五”期間將是我國燃料乙醇發展的重要時期,據預測,“十一五”末國內乙醇汽油消費量占全國汽油消費量的比例將上升到50%以上。因此,福建省應抓住這個機遇,認真分析論證,盡早立項引進生產線,力爭使福建省燃料乙醇項目走在我國東南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生產發展較早,主要是民營企業生產,目前已形成產業化發展。福建生物柴油三代技術都有不同程度的發展。目前第一代技術是以動植物廢油脂為原料加工提煉成生物柴油。現已建成具有相當技術裝備水平規模的生物柴油企業11家(其中5萬t級生產能力3家、2萬t級3家、1萬t級6家),境外上市3家,形成年生產能力35萬t左右。第二代技術以木本油料林的油脂為原料加工提煉成生物柴油。在有關部門大力支持下,多家民營、外資企業與科研機構合作,小規模建立示范基地,繁育栽培優良樹種,探索經濟模式,取得了可喜的成果;第三代技術是以海洋藻類和纖維素為原料制取生物柴油,在福建師大、廈門大學開展試驗,也取得了階段性的研究成果。
由于我國一直沒有自己的生物柴油標準,造成民營企業生產的生物柴油無法進入官方銷售渠道,生物柴油的質量處于混亂狀態。雖然卓越企業起步早,發展較快,2006年在倫敦成功上市,但是缺乏共同承認的產品標準,生物柴油沒有通過官方系統銷售到中石油、中石化的銷售網絡中,一定程度上限制了生物柴油的發展。2007年1月國家標準化管理委員會頒布了首個生物柴油國家標準《柴油機燃料調和用生物柴油》,這意味著不久我省生物柴油將進入產業化大發展階段。
4.生物質發電
福建省生物質發電近年發展較快。我國首個雞糞發電廠――亞洲最大的雞糞發電廠,2007年在福建省光澤縣正式動工建設,該項目由福建圣農公司和武漢凱迪發電控制公司共同投資,總投資4.8億元,分兩期進行:首期建設兩臺汽輪發電機組和循環硫化床鍋爐,投資2.8億元,年處理雞糞30萬t以上,于2008年10月建成發電,年發電量達1.68億kwh。該廠利用雞糞與谷殼混合物為原料,通過直接燃燒發電,整個項目建成后,可以滿足1.2億羽肉雞產生廢棄物的資源化處理需求,并為當地農民提供更多就業崗位。
垃圾焚燒發電方面,福建表現也較為突出。垃圾焚燒發電是利用焚燒垃圾的余熱發電,可減少排放垃圾體積85%~95%,避免土地資源浪費,垃圾焚燒產生煙氣中的有害氣體經處理達標后排放,可避免垃圾填埋而產生的二次污染,從而達到城市生活垃圾的減量化、無害化、資源化。福建省是全國第一個對垃圾焚燒發電設施進行規劃的省份。自《福建省城市生活垃圾焚燒發電設施建設規劃》,2007~2010年已建設(包括擴建)20座垃圾焚燒發電廠,總規模為17400 t/d,近期內形成規模為13300t/d;2010年全省城市(含縣城)垃圾無害化處理率達到60%以上、設市城市垃圾無害化處理率達95%以上的目標。其中,焚燒發電處理量占全省生活垃圾無害化處理總量的78.9%。規劃順利實施后,福建省城市垃圾無害化處理水平將處于全國先進行列,福州、廈門、泉州三大中心城市的垃圾無害化處理水平在全國同類城市中也將處于前列。
二、生物質能源發展趨勢
中國良好的宏觀環境與能源政策逐漸形成,為生物質能產業提供了機會。2006 起開始正式實施《可再生能源法》。此后又相繼頒布了《可再生能源發展專項資金管理辦法》、《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》、《全國農村沼氣建設規劃》、《全國生物質能產業發展規劃》、《節能減排綜合性工作方案》、《可再生能源電價補貼和配額交易方案》等一系列的政策措施。這為生物質能的開發利用提供了良好的宏觀環境,通過建立這一系列有效的機制來推進生物質能又好又快的發展。
現代生物質能發展的方向是高效清潔利用,將生物質能轉化為優質能源,包括電力、燃氣和液體燃料等。預計到2015年,我國生物質發電裝機容量達到720萬千瓦,生物質液體燃料達到700萬噸,沼氣年利用量達到240億立方米,生物質固體燃料達到120萬噸。2010年11月,國家質檢總局、國家標準委了生物柴油調和燃料(B5)標準名列,2010年12月26日,國家稅務總局宣布對利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅。這表明,未來針對生物質產業的政策和標準將陸續出臺,相關產業政策缺失的問題將在“十二五”得以解決。
以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表的第二代生物燃料已成為許多國家開發生物燃料時的新寵。與第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的優勢。首先,汽車發動機不需要改造就可以直接使用摻入了生物乙醇的汽油或柴油;其次,生產第二代生物乙醇的催化酶技術近兩年成本快速下降,大規模工業生產的可行性非常強;第三,秸稈等纖維素類農業廢棄物大量存在,比如中國每年農業大約產生7億噸秸稈,供給非常充足。而且從長期來看,農業生產廢棄物還可以用來生產生物高分子新材料。對于第二代生物燃料的關鍵技術是催化酶技術,酶是一種生物催化劑,可使生物化學反應在溫和的環境下進行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發酵糖,并進一步轉化為乙醇。就在幾年前,該技術的成本還比較高,這兩年來,隨著生物技術的不斷創新,其成本已經下降數倍,從而使第二代生物燃料越來越具有競爭力。
福建省提出至2015年全省生物質發電裝機容量達40萬千瓦。生物質能發展最有前景的就是垃圾發電和農林能源作物的利用。城市生活垃圾焚燒發電廠中遠期規劃:擴建9座焚燒發電廠,新增建設規模為4100?t/d。建設投資為12.7億元。
三、福建生物質能產業發展中存在的問題
1. 對開發生物質能源戰略意義的認識不足。福建省擁有適合發展的生物質能源產業,特別是生物液體燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有較成熟的技術和資源,但開發生物質能源對可持續發展的重要意義尚未引起全社會的重視。因為生物質能源在能源領域里所占的比重較小,有些人認為生物能源成本較高,近期替代常規能源的潛力有限,無足輕重,因此從政策支持、資金扶持、加快發展、檢查落實上都未引起足夠重視。
2. 福建省對生物質能源產業的投入較少。因為對生物質能源的認識不足,所以在生物質能源產業方面投入太少。生物質能源建設項目還沒有規范地納入各級財政預算和計劃,沒有為生物質能源建設項目建立如常規能源建設項目同等待遇的固定資金渠道。
3. 缺乏完整的激勵政策。生物質能源產業在發展初期是弱勢產業,投資高、技術含量高。在發展初期,政府支持和引導十分重要。政府應當把開發可再生能源技術作為一項減少常規能源消費量和改善環境的措施加以扶持,并采取稅收、補助、低息貸款和信貸擔保、建立風險基金、加速折舊、幫助開拓市場等一系列激勵政策.以扶持生物質能源產業的發展。
4. 尚未建立有效的技術支撐體系。作為一個新興產業,目前福建省的大部分相關企業生產規模偏小,集約化程度低,原料來源困難,產品質量不穩定,生產成本高。在不考慮常規能源對生態、環境造成負面影響的情況下,目前一部分生物質能源產品的成本較高,難以適應市場競爭的要求。另外,省內高校和研究機構缺乏這方面專門人才的培養體系,企業缺乏熟悉生產流程和工藝的技術人員和管理人員。
四、福建生物質能產業發展思路
福建省擁有發展生物質能源的優勢和特色,在未來發展福建生物質能源的研發和產業化方面,應重視以下五點:
1. 加強生物質能源產業化技術的研發,發展具有福建特色的生物質能源產業。福建可設立一個生物質能源發展專項基金,重點資助生物質轉化為能源的關鍵技術。比如,生物質預處理,水解,催化熱解,氣化和合成氣催化轉化等。還要依托省內的一些主要高校和研究所,比如廈門大學、福州大學和福建農林大學等進行生物質產業化技術的聯合攻關。注重自主創新、集成創新、技術開發和技術引進消化吸收在創新相結合。重點支持能源作物的品種選育、高效生產燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生產技術,促進重點技術與產業的新突破。促進產學研的聯合,重點扶持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作的示范工程,重點投資應用型或具有較大產業化潛力的研究項目。
2. 加強林業生物質能源產業發展。目前,福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的優勢。福建省多山的地理條件似乎更適合于發展林業生物質,可以重點在以上領域多投入,以擴大成果,強化優勢。建議在品種選育、科研投入、企業培育、基地建設、技術開發等幾個重要環節,進行全面的規劃布局,投入相應的人力物力,以盡快形成林業生物質能源產業。
3. 解決好投入機制問題。生物質能源產業是個新興產業,技術和工藝的成熟需要一個過程,雛形期經營成本相對較高,需要較大投入。因此,要注意解決投入機制問題。政府應充分利用政策資源,依靠市場機制,培育企業主體,營造投資渠道,鼓勵并支持民營資本進入生物質能源產業領域。充分利用市場機制。發揮國家投資引導作用,鼓勵企業和社會投資,培育具有較強自主創新、技術開發能力和市場競爭力的生物能源企業。
4. 積極建設一批沼氣發電廠、垃圾焚燒發電廠、農林生物質發電廠等。充分利用荒山、鹽堿地積極規劃能源植物的規模化種植,擴大生物質液體燃料的原料來源,發展非糧食生物質液體燃料規模化加工業;支持以餐飲業廢油、油榨廠油渣、油料作物為原料的生物柴油規模化生產,開發替代油源制造生物柴油新技術;鼓勵研發新型催化劑及高效生物轉化酶,提高生物質液體燃料制備轉化率。
參考資料:
[1]劉葉志:福建新能源產業布局的戰略構想《發展研究》2010年12
[2]林孟濤:加快發展福建省新能源產業的對策研究《東南學術》2012 年第3 期
[3]劉運權 王奪 :福建生物質能源產業的發展思路與對策《能源與環境》2011年4期
[4]官巧燕:福建生物質能利用與城市可持續發展《綠色中國》2011年1月5日
關鍵詞:黑龍江省;農村能源利用;生物質能發展;
隨著經濟社會的飛速發展及科學技術的進步和發展,我國的能源利用率也在顯著的提高,人們對于能源的需求也越來越大,多種多樣的能源形勢滿足了人日益增長的能源需求。我國黑龍江省是能源消耗大省,黑龍江省的能源利用形勢以及生物質能的發展情況是我們日益關注的焦點。
1 黑龍江省能源利用及生物質能發展情況
農村能源可分為可再生能源和不可再生能源兩種。可再生能源包括秸稈、薪柴、沼氣和電力;不可再生能源包括煤炭、成品油、液化石油氣、天然氣、煤氣和焦炭。需要說明的是,農村電力包括火電和水電,可再生能源的比例比實際要高一些。
總體上看,黑龍江省農村能源利用總量是逐漸增加的,但增加的幅度在變小。 1991~1995 年為2051.10 萬 t 標準煤 ,2001~2004 年為 2095.55 萬 t標準煤,增加了 44.45 萬 t 標準煤,增長 2.17%。從分階段來看,1996~2000 年與 1991~1995 年相比,增長量為 26.75 萬 t 標準煤, 增長 1.30%;2001~2004 年與 1996~2000 年相比,增長量為 17.70 萬 t 標準煤,增長 0.85%。
與 1998 年相比,生活能源中,不可再生能源與可再生能源利用量都在增加,不可再生能源增長率為 49.44%;可再生能源增長率為 25.35%。農村生活越來越依靠不可再生能源,也就是說這種能源利用方式是一種不可持續的方式。據判斷,農村生活能源利用也會隨著農村居民收入水平的提高,呈現出一個倒 U 型曲線特征。農民收入較低階段,較多地依靠農作物秸稈、薪柴等作為生活能源;隨著收入的提高,生活能源逐漸轉向煤炭、液化氣、煤氣等不可再生能源;當收入水平達到一定程度之后,農村生活能源可能更多的采取沼氣、電力等可再生能源。
影響農村生活用能的因素主要包括三類: 一是農村萬元收入耗能,二是農村農民生活現金支出,三是鄉村總人口。一般來說,農村生活能源消耗量與農村萬元收入耗能、農村農民生活現金支出、鄉村總人口正向變化,即農農村萬元收入耗能、農村農民生活現金支出、鄉村總人口越多,農村生活用能就越多。
2 黑龍江省農村能源利用及生物質能發展存在的問題
2.1黑龍江省農村能源利用率不高
黑龍江省農村能源利用率雖然近年來有一些提高,但是總體數據與發達國家,甚至是別的科技發展水平高的省份相比還是存在著較大的差距,傳統的能源消耗方式并沒有被新型的環保的能源消耗方式所取代,生物質能的發展也是出于基礎水平,黑龍江省還停留在高消耗資源來提供能源的基礎上。一些廠家打著生物質能技術的口號,卻沒有真正進行環保的能源的利用,生物質能并沒有得到充分的利用。
2.2黑龍江省農村能源利出現能源浪費現象
黑龍江省農村對于能源的利用并不科學合理,存在較重的能源浪費現象,能源的回收利用更加是有待提高的。甚至很多地方根本沒有能源回收利用的設備。人們也沒有環保和節約能源的意識。這對于我國的資源的節約型利用是有百害而無一利的,也是我國實現可持續發展戰略的重大阻礙。
2.3黑龍江省農村能源利用及生物質能發展的技術體系不完善
我國的能源技術體系一直是關乎我國黑龍江省農村能源利用及生物質能發展的重中之重,科學技術是第一生產力,是解決現在存在問題的關鍵。由于黑龍江省低溫寒冷時間長達半年之久,廣大農民生產生活能耗高、能源需求量大。我國黑龍江省農村現有的能源利用及生物質能發展技術手段無法滿足這么大的能源需求,這也就限制了我國黑龍江省農村能源利用及生物質能發展。
3 黑龍江省農村能源利用及生物質能發展的建議
3.1政府鼓勵支持我國農村能源利用及生物質能發展技術的研發
技術是第一生產力。我們要從科技的層面上解決農村能源利用及生物質能發展出現的難點和問題,必須革新農村能源利用技術手段,讓技術的發展跟上時代進步的潮流,鼓勵科研工作者研發環保又節約能源的農村能源利用技術。
3.2建立健全我國石油化工行業的規章制度
我國的農村能源利用及生物質能發展出現的種種問題,歸根結底是法律法規不健全,我國的相關法律法規,對于某些領域并沒有進行明確的規定,有些領域的法律法規的規定也是很模糊的,這對于一些不法分子來說,無非是找到了可乘之機。要想解決我國農村能源利用及生物質能發展出現的問題,必須在充分調查研究,聽取民眾意見的基礎上,建立健全相關的法律法規,在執法過程中做到執法必嚴。
(一)燃料乙醇
燃料乙醇實現工業化生產始于巴西。巴西已經成為燃料乙醇生產能力最大和出口量最大的國家。巴西燃料乙醇是利用甘蔗制取的,2006年乙醇總產量177億升,其中燃料乙醇占76%。2012年乙醇總產量將達到360億升。目前巴西已經沒有純汽油的燃料,加油站只供應E20-25乙醇汽油(含20-25%乙醇)和100%乙醇兩種燃料。2003年巴西開始使用靈活燃料車,可以靈活切換使用兩種燃料,截止2006年底靈活燃料車銷售總量已超過200萬輛,2007年以來,銷售的新車中超過90%都是靈活燃料車。
(二)生物柴油
巴西立法規定2008年開始在柴油中必須添加2%的生物柴油,2010年將提高到5%。2007年生物柴油生產能力將達到8-9億升。巴西柴油年消費量為400億升,進口量占總消費量的5%,如果實現生物柴油發展目標就意味著不再需要進口柴油。阿根廷目前普通柴油全部進口,2008年將頒布法規在全國推廣使用生物柴油。預計2009年生產量將達到30-35萬噸,出口量將達到10萬噸,屆時阿根廷將成為生物柴油生產和出口大國。
二、燃料乙醇產業對巴西能源、環境的影響
巴西2006年實現了汽車燃料自給自足,這依賴于甘蔗乙醇產業的巨大貢獻。2006年消耗的燃料乙醇占汽車消耗總燃料的40%。乙醇生產中產生的蔗渣被燃燒利用而由此提供的能量已經成為不可忽視的動力來源。目前巴西乙醇生產企業已普遍利用蔗渣作為電力和熱力來源,并實現了動力自給自足,不需在生產中使用任何化石燃料,不僅如此,剩余的電力還銷售給電力公司。蔗渣提供的電力占全國電力總消耗量的3%,使用蔗渣提供的動力相當于2020萬噸石油,乙醇產業(乙醇+蔗渣)替代了42萬噸石油當量,日,直接用于工業生產和運輸行業。
環保問題已成為人類日益高度重視和關注的問題。巴西圣保羅州環境署的測試數據表明,使用乙醇汽油不會增加NOx(氮氧)氣體排放。在使用E10乙醇汽油(含10%乙醇)時,NOx氣體排放量平均增加1%,這個增量不僅低的可以忽略不計,而且還低于在很多國家被公認比較清潔的汽車燃料,比如使用天然氣和柴油發動機的汽車。根據美國阿貢國家實驗室的權威性數據,E85乙醇汽油(含85%乙醇)與全汽油比較,NOx、VOC、CO、CO2、SO2分別減排10%、15%、25%、18%、75%;E25乙醇汽油(含25%乙醇)與全汽油比較,NOx、VOC、CO、CO2、SO2分別減排3%、4%、7%、6%、22%。由此可見乙醇混配比例越高,減排效果越明顯。巴西圣保羅人口有1400萬,是世界人口最多的十大城市之一,汽車保有量為500多萬輛,但城市空氣質量明顯好于北京,由此可以看出,燃料乙醇對改善城市空氣質量、減少環境污染、實現節能減排發揮了重要作用。
三、兩國政府采取的扶持政策
一是出臺全國推廣使用的強制性法規(生物燃料法令),并制定發展生物燃料的發展規劃和產品標準。巴西規定從2008年開始柴油中必須添加2%的生物柴油。到2010年提高到5%。阿根廷頒布法規從2008年開始柴油中混配5%的生物柴油,到2010年混配比將達到50%。二是向業界企業提供優惠專項貸款。阿根廷規定用于發展生物柴油產業的研發、購買設備和工廠建設等方面的貸款利息僅為正常貸款利息的50%。三是設立專項基金。阿根廷設立的專項基金無償用于研發企業補貼技術研發費用,補貼額度可達到企業開辦費的50%;同時還支持國立科研機構的科研課題。四是實行優惠稅收政策。阿根廷政府對生物柴油生產企業和加油站的盈利稅(3%)、增值稅(21%)、燃油稅(5%)全部免收。巴西政府為鼓勵發展地區農業經濟,為生物柴油提供原料保障,根據原料和地理位置的不同,制訂了不同的稅收優惠政策。五是實行優惠的市場銷售價格。巴西為鼓勵使用高混配比的乙醇汽油,制定了優惠的促銷價格,加油站出售的100%乙醇靈活燃料的價格比E20-25乙醇汽油的價格低44%。六是鼓勵發展靈活燃料汽車。巴西規定購買靈活燃料汽車可以減稅,用來沖減靈活燃料汽車需要添加用于識別乙醇和汽油配比裝置而增加的成本。
四、啟示與建議
我國正處在產業結構優化升級、發展循環經濟、實現資源綜合利用和節能減排的關鍵時期,有必要借鑒南美國家燃料乙醇和生物柴油產業發展的經驗。加快我國非糧生物質燃料產業的發展。結合目前我國燃料乙醇和生物柴油產業發展的實際狀況。現提出建議如下:
(一)加大力度支持生物質燃料產業發展
目前,巴西的燃料乙醇已替代了40%的汽油消費量,并將達到60%。而我國石油年消耗量已高達3.2億噸,每年進口原油的比重已達42%。隨著化石能源使用環境問題的日益嚴重和資源的逐漸枯竭,出于國家經濟安全和能源替展戰略及環境保護的考慮,我國應該從戰略的高度,未雨綢繆,積極支持生物質燃料的發展。在全球生物能源蓬勃發展的形勢下。加大生物質資源的開發利用。利用我國各地豐富的原料資源大力發展燃料乙醇和生物柴油產業,對緩解我國能源緊張矛盾和日益緊缺的燃料問題,減輕環境污染,實現可持續發展戰略等具有十分重要的戰略意義。
(二)2008年奧運會前在北京推廣使用燃料乙醇
生物燃料乙醇不僅是可再生能源,同時還可以有效降低溫室氣體及污染物排放,這對于減少大城市的尾氣污染,降低地球溫室效應,保護環境,實現可持續發展具有重要意義。根據巴西等國已有測試數據表明,乙醇混配比例越大,減排效果越明顯,環境效益越顯著。巴西等一些非常重視環保的國家已經充分認識到這一點,正在推廣使用高混配比乃至100%乙醇的靈活燃料,以改善城市空氣質量。為此,我國也要大力宣傳燃料乙醇對改善城市空氣環境、減少環境污染的重要作用。鑒于我國目前大中城市的空氣污染狀況和全國節能減排的艱巨任務,建議在京津滬等大城市中,特別是要舉辦2008年奧運會的北京市,應借鑒率先使用乙醇汽油的9個省取得的經驗,全面推廣使用乙醇汽油(E10),以減少汽車尾氣主要污染物排放,改善城市空氣環境質量和首都形象。
(三)實施原料多元化戰略,重點鼓勵發展纖維素乙醇
巴西、阿根廷兩國發展生物燃料乙醇和生物柴油均采取了因地制宜。原料多元化的方針。由于我國人口眾多,人均可耕地很少,可供開發的適耕未耕地很有限,并且各地區土壤和氣候差異大,所以必須堅持“不與人爭糧、不與糧爭地”的原則,以非糧原料為主,因地制宜,實行原料多元化發展戰略。目前,我國各地有大量的農作物秸稈等纖維素資源沒有得到有效開發利用。如利用其生產燃料乙醇,不僅實現廢物資源綜合利用,大幅度提高農業生產的附加值。有效增加農民收入,還可以降低燃料乙醇的生產成本,緩解用玉米生產帶來的糧食安全問題。國內有關纖維素乙醇的研發和生產已處于世界領先水平,可以期待在較短時間內實現工業化生產。為此,建議國家制定一些優惠政策和扶持措施,重點鼓勵發展纖維素乙醇,建設一批示范工程項目,以加快推動全國纖維素乙醇產業的發展。
為了減少能源的對外依賴、提高能源供應安全,歐盟對可再生能源非常重視。明確規定,到2010年,可再生能源要占到能源總消費量的12%、可再生能源發電要占到全部電力消費的23%。因此,歐洲國家都把生物質能作為優先發展的可再生能源予以高度重視。歐洲國家生物質能利用技術成熟,政策落實,生物質能開發利用已成為重要的新興產業,對保障能源安全等發揮著重要的作用。
各國生物質能應用情況
目前,在歐盟各國支持可再生能源發展的政策推動下,生物質能在能源中比例迅速提高,特別是生物質顆粒成型技術和直燃發電技術應用已非常廣泛。目前,僅瑞典就有生物質顆粒加工110多家,單個企業的年生產能力達到了20多萬噸。生物質固體顆粒除通過專門運輸工具定點供應發電和供熱企業外,還通過袋裝的方式在市場上銷售,成為許多家庭首選生活用燃料。此外,利用農作物秸稈和森林廢棄物進行直接燃發電也是目前生物質能利用最成熟的技術。以生物質為燃料的小型熱電聯產已成為瑞典重要發電和供熱方式。如瑞典2002年的能源消費量為7300萬噸標準煤,其中可再生能源為2100萬噸標準煤,約占能源消費量的28%,而在可再生能源消費中,生物質能占Y55%,主要作為區域供熱燃料。如1980年,瑞典區域供熱的能源消費90%是油品,而現在主要是依靠生物質燃料。
丹麥在生物質直燃發電方面成績顯著。丹麥的BWE公司率先研究開發了秸稈生物燃燒發電技術,迄今在這一領域仍是世界最高水平的保持者。在BWE公司技術的支持下'1988年丹麥建設了第一座秸稈生物質發電廠,從此生物質燃燒發電技術在丹麥得到了廣泛應用。目前,丹麥已建立了130家秸稈發電
呂承友使生物質成為了丹麥重要的能源。2002年。丹麥能源消費量約280071噸標煤,其中可再生能源為3507i噸標準煤,占能源消費的12%。在可再生能源中生物質所占比例為81%。近10年來,丹麥新建設的熱電聯產項目都是以生物質為燃料,同時,還將過去許多燃煤供熱廠改為了燃燒生物質的熱電聯產項目。
德國和意大利對生物質固體顆粒技術和直燃發電也非常重視,在生物質熱電聯產應用方面也很普遍。如德國2002年能源消費總量約5億噸標準煤,其中可再生能源15007/噸標準煤,約占能源消費總量的3%。意大利2002年能源消費總量約為2.5億噸標準煤,其中可再生能源約1300萬噸標準煤,占能源消費總量的5%。在可再生能源消費中生物質能占24%,主要是固體廢棄物發電和生物液體燃料。
生物質能利用的第二大領域是利用生物質制取液體或氣體燃料代替汽油或柴油。目前,利用糧食產品或油料作物,如大麥或油菜籽生產燃料乙醇或生物柴油的技術已經成熟,在歐洲已比較廣泛的代替汽油或柴油使用,面臨的問題主要是原料的供應。歐洲地區森林覆蓋率高,林木質資源十分豐富,因此,歐洲國家正在開發利用林木質制取燃料乙醇的技術。瑞典的MTBE公司已在10立方米的發酵罐中進行木屑生產乙醇的中間試驗,生產的乙醇已以5%~10%的比例添加到當地的汽車用油中;德國的CHOREN公司開發的生物質加壓氣化合成柴油技術,已完成年產200噸的小型試驗,正在建設年產15000噸的中型示范裝置。此外,瑞典PURAC公司還將利用動物加工副產品、動物糞便和食物廢棄物等生產的沼氣凈化后,經壓縮送到城市加油站供天然氣汽車使用。德國還開發了小型沼氣燃氣發電技術,大大提高了沼氣的應用水平,沼氣發電站數量成倍增加。
歐盟競相推出政策 扶持生物質能發展
發達國家把生物質能作為重要的能源予以重視。由于生物質能的可再生性,歐盟把利用生物質能作為可再生能源發展的優先領域。
具體發展目標
歐盟國家能源消費水平比較高。為了減少能源的對外依賴,保證能源安全供應,歐盟對可再生能源的發展高度重視。從1997年開始,歐盟多項政策,提升生物質能的發展目標。1997年了《歐盟戰略和行動白皮書》,提出到2010年生物質能的利用量要達到2億噸標煤。
2001年,了《促進可再生能源電力生產指導政策》,要求到2010年歐盟電力總消費的22%來自可再生能源,并規定出了各成員國要達到的目標,如德國為12.5%、丹麥為29%、瑞典為60%、意大利為25%。2003年,歐盟又了《歐盟交通部門替代汽車燃料使用指導政策》,要求生物液體燃料,包括生物柴油和乙醇,在汽車燃料消費中的比例要達到:2005年為2%,2010年為5.57%,2015年為8%。
具體鼓勵政策
由于生物質能的成本比較高,沒有強有力的政策支持是難以發展的。除歐盟提出了明確的可再生能源發展目標外,各成員國也結合各國的實際提出了各自的目標和要求,并采取了積極和務實的政策和措施,包括高價收購、投資補貼、減免稅費和配額制度等。
高價收購:高價收購是歐盟國家促進可再生能源發展的共同做法,也是最有效的措施,稱為“購電法”,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。如瑞典,1997年開始實行固定電價制度,對生物質發電采取市場價格加每千瓦時0.9歐分的補貼;丹麥生物質發電的上網電價為每千瓦時4.1歐分,并給予10年保證期,另外,在全國建立起綠色電力交易市場之前,政府再給予每千瓦時1.3歐分的補貼,將來由綠色證書來替代這一部分,所以實際上的生物質能上網電價是每千瓦時5.4歐分。
投資補貼:投資補貼是歐盟國家促進生物質能開發和利用的重要措施。如瑞典從1975年開始。每年從政府預算中支出3600萬歐元,支持生物質燃燒和轉換技術,主要是技術研發和商業化前期技術的示范項目補貼。從1997到2002年,對生物質能熱電聯產項目提供25%的投資補貼,5年總計補貼了486萬歐元。另外,從2004~2006年,瑞典政府對戶用生物質能采暖系統(使用生物質顆粒燃料),每戶提供1350歐元的補貼;丹麥從1981年起,制定了每年給予生物質能生產企業400萬歐元的投資補貼計劃,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。
減免稅費:減免稅費也是歐盟國家促進可再生能源發展的重要措施。歐盟國家對能源消費征收較高的稅費,稅的種類也比較多,有能源稅、二氧化碳稅和二氧化硫稅,特別是對石油產品消費的征稅
額非常高,占到汽油和柴油價格的三分之二。歐盟各國都對可再生能源的利用免征各類能源稅。如瑞典是能源稅賦比較重的國家,稅種包括燃料稅、能源稅、二氧化碳稅、二氧化硫稅等。如果全部免征所有能源稅收,相當提供每千瓦時2歐元優惠電價,因此,瑞典主要依據稅收政策促進生物能的開發利用,即對生物質能開發項目免征所有種類能源稅。
歐盟國家對于生物質液體燃料的支持,最重要的政策措施就是免征燃料稅。目前,歐盟國家的汽油價格約為每升1歐元,其中三分之二為燃料稅,而對于使用生物燃料乙醇的免征燃料稅。雖然目前在歐洲乙醇燃料比汽油成本要高近一倍,但通過這種稅收政策,較好地促進了生物液體燃料的發展。
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―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。所謂“綠色電力證書”,就是可再生能源發電商在向電力市場賣電的同時,還能得到一個銷售綠色電力的證明,即“綠色電力證書”;所謂“綠色電力證書交易制度”,就是要建立“綠色電力證書”自由買賣的制度。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,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,這樣,就會促進可再生能源發電的發展。
高度重視生物質能技術研發
在生物質能源技術研發方面,歐盟各國都非常重視。不僅歐盟建立了聯合研究中心,每個國家都設有國家級生物質技術研發機構,全面系統地對生物質原料生產、轉化技術、產品市場進行研究和推廣。在生物質能源產品市場方面,歐盟強化了對生物能源產品標準化的研究,從固體顆粒燃料到生物柴油和燃料乙醇都有嚴格的質量標準;已建立起較完善的生物質能源產品市場服務體系,有力地促進了生物質能源的推廣使用。
我國如何開發生物質能
我國生物質能資源非常豐富,具有開發利用的良好條件。在我國石油、天然氣等化石能源資源十分短缺的情況下,開發利用生物質能,對于維護我國能源安全、優化能源結構、促進農村和農業發展、實現可持續發展具有十分重要的意義。為了加快我國生物質能的開發利用,借鑒歐洲國家生物質能開發利用的經驗,結合我國經濟和社會發展的實際,現提出促進我國生物質能開發利用的建議如下:
制定明確的生物質能開發利用目標
從戰略的高度、用長遠的眼光看待生物質能源。切實提高對開發利用生物質能重要性的認識,制定明確的生物質能開發利用目標和具體要求。根據我們正在研究制訂的可再生能源規劃思路,提出到2020年生物質能利用的目標為:生物質發電總裝機容量20000萬千瓦,生物固體顆粒燃料5000萬噸,生物質液體燃料1000萬噸。
加強生物質能利用技術的試點和示范工作
生物質能利用技術種類很多,技術的成熟程度也不一樣。當前,需要結合我國實際,區分不同情況進行推進。
著手建立顆粒成型及顆粒燃燒試點和示范項目。目前,生物質固體顆粒成型技術是成熟的,燃燒生物質顆粒的鍋爐技術也是成熟的,面臨的問題主是要缺少市場需求,這需要通過政府來培育這個市場。因此,建議選擇幾個地區,將燃煤鍋爐改造為燃燒生物質顆粒的鍋爐,并同時設立幾個生物質顆粒加工廠,通過簽訂合同的方式,為生物質顆粒燃料鍋爐提供顆粒燃料。
加快推進我國自主生物質顆粒冷成型技術的應用。清華大學通過多年研究.利用生物質的纖維特性研制成了生物質顆粒冷成型技術,不僅成型過程不需要加熱,能耗顯著降低,而且設備也非常簡單,既可以用于工廠的工業化生產,也可用于農村分散和移動生產。如果這種設備能夠在農村廣泛推廣使農村多余的秸稈和林業等廢棄物全部轉化為生物質固體顆粒,首先用于農民基本生活能源需要,多余的賣給城市或工業鍋爐替代燃煤,將會大大增加能源供應能力,也會顯著增加農民收入。今后,農民不僅是糧食的生產者,而且也是能源的生產者,使生物質燃料生產成為農村的重要產業,從而促進農村經濟和社會的持續發展。因此,建議選擇一些地區進行試點和示范,目前,湖南、甘肅等省已做了一些前期準備工作,建議國家給予適當資金支持,促進其盡快見效。
積極支持生物質直燃發電技術發展。生物質直接燃燒發電技術成熟,在歐洲使用的已很普遍,我們面臨問題主要是生物質的收集和管理體系。在生物質發電設備研究方面予以大力支持,同時對生物質發電項目也給予必要的資金支持和明確的政策支持。
開展生物質液體燃料試點和示范工作。利用能源作物制取液體燃料的技術在世界上已有許多實踐和成功的例子。目前,巴西利用甘蔗、泰國利用木薯、歐洲利用油菜籽等制取液體燃料代替車用燃料已相當成功。建議同時開展以能源作物,如種植甘蔗、甜高粱、木薯和麻瘋樹等,生產生物液體燃料的試點和示范工作,以逐步解決我國的石油替代問題。
制定明確的政策措施,支持生物質能開發利用
生物質能開發利用在增加能源供應、保護環境的同時,將直接帶動農村經濟的發展,是解決“三農”問題的有效措施。因此,建議從國家能源發展戰略和解決“三農”問題的高度出發,制定明確的促進生物質能開發以利用的政策和措施,目前應重點在設備制造和生物質能利用市場開拓方面予以大力支持。總體來看,生物質能利用技術和設備,如固體顆粒成型技術和設備、生物質燃燒鍋爐技術和設備,都已基本成熟,需要在政府支持下推廣使用,特別是生物質固體顆粒的推廣應用,必須由政府在適當的資金支持的基礎上,通過必要的行政手段進行推廣,然后才能逐步走向市場。對于生物質發電的支持重點在上網電價方面,建議對于生物質發電上網電價的確定,既要考慮對環境的友好性,也要考慮對農村經濟發展和農民增收的作用,不能簡單與化石燃料發電成本進行比較。生物質發電的燃料主要由農民供給,給生物質發電一個合理的上網電價政策,給農民一個合理的生物質收購價格,相當于國家對農村經濟和農民收入的支持,也體現了“工業反哺農業、城市支持農村”的要求。這樣。既可以有效增加農民收入,調動農民的生產積極性,也可以促進生物質能的開發利用,較好地解決“三農”問題,是一舉多得的好事情。
此外,為了促進生物質能技術的發展,建議設立生物質能專項資金,用于支持生物質能技術的研究和開發利用。
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。 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。 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)。 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。 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。 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。 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。
參考文獻:
沈顧孟迪:歐洲綠色證書交易機制及對我國的啟示[j].環境保護,2007(9):70~73
汪瑞清楊國正等:中巴發展生物質能源的比較研究[j].世界農業,2007(1):19~22
朱增勇李思經:美國生物質能源開發利用的經驗和啟示[j].世界農業,2007(6):52~54
錢能志尹國平陳卓梅:歐洲生物質能源開發利用現狀和經驗[j].中外能源,2007(3):10~14
倪慎軍:加強生物質能開發利用 實現經濟社會持續發展——關于德國瑞典和丹麥生物質能開發和利用的考察報告[j].河南農業,2006(11):12~14
張永寧陳磊:英國發展生物能源的政策及啟示[j].化學工業,2007(6):12~15
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。
參考文獻:
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倪慎軍:加強生物質能開發利用 實現經濟社會持續發展——關于德國瑞典和丹麥生物質能開發和利用的考察報告[j].河南農業,2006(11):12~14
張永寧陳磊:英國發展生物能源的政策及啟示[j].化學工業,2007(6):12~15