林业循环经济的主要优点范文
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篇1
[关键词]循环经济 金融模式 循环经济产业化
在现代经济中,经济活动和金融活动是密不可分的交织在一起的。健全的金融体系会促进经济的增长,而不健全的金融体系必然会影响经济的增长。循环经济指的是将生产所需要的资源通过回收、再生产等方法再次获得使用价值、实现循环利用,减少废气物排放的经济生产模式。这种经济发展方式具有低排放、低消耗、高效率的特征。可以对资源充分而高效的利用。
循环经济的发展是现代经济的必然选择。一方面,它可以使资源可持续地开发利用起到对生态资源的保护作用;另一方面,它可以调节产业结构,实现经济的快速增长。循环经济的发展需要一定的技术支持。作为这种经济模式的构建,通常需要对多个学科领域技术的综合利用。正是由于相比较于传统有更大的资金投入,才能将其转化为生产力,并将其运用到循环经济发展实际中,所以,循环经济模式的构建并不是一蹴而就的。质而言之,只有合理而完善的金融体系才能够对循环经济的构建发挥有效作用。
现代经济的核心是金融,完善而有效的金融模式可以使循环经济市场的发展变得有序。总之,循环经济与金融体系二者之间是相互依存、相互影响而发展的共荣共生的产物。所以,处理好二者之间的关系,一方面使健全的金融体系为循环经济发展服务;另一方面,使循环经济能够有效的给金融的体系的完善提供支持,使二者实现共赢。
一、建立绿色融资体系
随着人类进入工业社会,生产力不断提升,同时不可避免地带来了环境问题,因此,经济的可持续发展与环境保护日益受到大家的关注。经济发展与环境保护之间是否存在平衡的共通点,成了全球备受争议的话题,但大家逐渐形成这样的共识:以保护环境为前提的可持续经济发展是实现人与自然和谐相处,资源和环境双赢的有效措施和重要途径,也就是说,循环经济是适应现代新型工业发展的必然选择。
正是依赖于这样的循环经济理念,目前许多发达国家的银行已经将企业的是否可持续,是否会对环境造成压力和破坏作为其冯秀安评估和贷款评估的一项内容,因而许多企业在向银行寻求贷款时,除了企业的资产评估报告外,往往将环境报告作为主要内容。根据国外银行的惯例,如果企业的发展不损害环境,那么企业则可以获得绿色抵押贷款,也就是说企业生产是否环保成了贷款的一项资源衡量标准,如果一个企业在生产过程中有良好环境记录,那么可以获得比普通银行更多的优惠政策。
自2003年6月开始,就先后有7个国家的10家银行开始以IFC(国际金融公司)的科学指南和政策作为参考,制定相关度的银行政策。这些政策的制定都涉及了社会和环境等一系列的问题。这10家银行对企业融资过程中,对他们所注入资金信贷的企业都要进行绿色环境风险评估。目前这个评估主要是针对采矿、天然气、石油和林业部门而言的。这种将金融融资制度性规定与环境、社会和谐统一的模式,有助于推动企业充分的考虑到了多元化的利益主体的诉求,这种新型的融资原则的设定使得银行管理与企业的管理理念向可持续发展、绿色经济的方向不断靠拢。
我国银行长期以来,在企业进行融资过程中,对于企业可能会造成的环境问题、社会问题这一风险因素考虑较少,而更多的是从经济效益来作为出发点的。因为,在他们的观念中认为,环保与银行之间并没有关系,这应该是社会保障部门和环保部门考虑和解决的问题。
自2003年,绿色金融在许多国家的国际性银行得到了认可。我国在2008年,兴业银行也第一个开始采取这样的措施,虽然到目前为止参与这项计划的中国本土银行还寥寥可数,但是充分的说明了我国的银行部门已经逐渐离开始意识到了经济与环境之间的微妙关系,已经开始看到经济的可持续发展对社会的发展所应承担的责任。
据不完全统计。我国金融有90%以上都是来自于银行,也就是说,银行业在我国的融资体系中占有绝对优势。因此,我国发展循环经济的理念是实完全可以通过银行这一中介来宣传和帮助实现的。此外,我国政府部门应该确定发展循环经济的试点单位,使商业银行可以通过信贷等多种途径给予支持并为其他行业树立标准,使其发展具有方向。
二、建立发展循环经济的专业金融组织
作为政府部门,应该创建一些政策性金融组织,这样金融组织的建立并不是以追求利润为目的。而是为循环经济生产提供企业以及政策上的扶持,使企业逐渐向生态型工业方向靠拢,使我国企业在融资这一环节逐步靠近“生态工业园”这一企业建设目标。
要建立这种旨在建立循环经济的政策性金融组织,要注意以下几个方面:
第一,充分利用国家现有的政策性银行,尤其是开发性银行,通过借助他们已形成的优势,来为循环经济的发展提供政策以及资金方面的帮助。作为专为循环经济发展服务的政策性银行的建立,需要以市场体制为导向,以促进循环经济的稳固基础为目的。同时,作为政策性银行,也可以与地方商业银行进行合作,双管齐下,一方面,加大对于地方企业循环经济项目的建设,另一方面也可以通过地方商业银行获得该企业项目循环经济的发展状况,以对企业的发展做出正确的风险评估。作为政策性银行而言,还可以根据自身固有实力,扩大其业务范围。国家开发性银行可以对申请融资的企业进行综合考评,将更多的资金投入有利于区域生态的企业,这样做可以弥补由于体制落后而造成的市场监管不力的缺陷,从而更好地完成和实现政府的既定发展目标。循环经济主要特点就是统筹人与自然的和谐发展,它是建立资源节约型社会的最有效经济模式。作为国家政府部门以及开发性银行应该将这一类型的企业作为业务拓展的新方向。
第二,建立一批专门为循环经济发展服务的银行。这类银行的存在可以有效地扭转政府投融资不足的状况。就我国目前的情况而言,组建以财政资金以及金融市场资金为支持的区域发展银行是最可行的策略,因为以此作为基点的区域发展银行一方面可以平衡经济落后地区和经济发达地区的经济,另一方面,可以使循环经济的发展获得强有力的资金支持。
第三,创建多元主体参与的投资开发公司。建立这种以政府资金为主,多元社会力量融资的开发专业公司,可促进跨地区的循环经济发展。一般来说,这种投资公司应该由国家控股,以国有独资为组建形式。因为它可以有效的建立起我国循环经济的网络体系,为我国经济的可持续发展以及环境保护发挥积极的作用。
三、组建循环经济产业投资基金
资源循环利用的项目,从长远来看具有较高的利润回报。但是,一般来说,由于项目在运营过程中需要较多的技术支持、资金支持,其操作环节比较复杂,使其实现资金回收的难度较大。就是作为商业银行来说,也很难适应这种情况,而组建专业的经济产业投资基金则可以有效地解决这一难题,因为它是面向全社会融资的,可以让社会各部门共同参与,共担风险。这样一方面既对循环经济项目提供了资金支持,另一方面又实现了循环经济项目融资途径多元化。这种循环经济产业投资基金的建立使得其发展方向更加符合循环经济所需要的总体目标。
产业投资基金的实现可以以发行债券的方式来募集资金,然后交由专门的投资管理公司对其进行后期的管理,这种募集资金的方式一般都是综合性的。它的优点就是可以在短时间内筹集到资金,保证了企业的规范化运作。使企业发展的风险呈现分散化。这种开放的融资方式是循环经济发展总目标的应有之义。
总之,作为金融业要利用一切机会开展绿色信贷服务,根据社会经济发展需要推动环境金融产业模式的创新,并主动的参与到循环经济发展的体系之中,从而实现金融创新和循环经济的双赢。
参考文献
[1]陶君道.金融支持发达地区循环经济发展研究[J].甘肃金融.2006(2)
篇2
一、以废纸为主要原料造纸,实现资源循环利用。
__造纸企业生产涂布白板纸的主要原料有废纸、商品木浆、涂布化工和造纸辅助化工,其中废纸占原料总量的80。目前__境内有全国最大的废纸交易市场,年交易废纸300多万吨,富阳海关口岸也落户在__。因此,在__中国白板纸基地目前已经形成了专业的废纸销售市场,来自全国各地的废纸和欧美的进口废纸在这里被__广大造纸企业再利用、再生产。如按3立方米木材生产1吨木浆计算,一年节约木材近900万立方,对减少森林资源的过度开发,将产生积极的影响。又如,浙江永泰纸业集团股份有限公司目前正在扩建日产120吨办公废纸脱墨生产,以替代涂布白板纸挂面的进口木浆,为资源循环利用又开辟了一条新路。
二、实行热电联产、联片供热。
热电联产能够有效地节约能源,改善环境质量,提高供热质量,增加电力供应,减轻分散锅炉房安全和工人劳动强度,节约用地等优点。根据《富阳市江南片造纸企业集中供热热力规划》,经省发展计划委员会立项批准,于20__年11月投资3.2亿元筹建浙江三星热电联产项目。一期工程建设规模为3台130t/h高温高压循环流化床锅炉配一台24.50MW抽凝式汽轮发电机组和一台24.50MW背压汽轮发电机组,热网主干线分南北两条线,总共长5公里,覆盖__造纸功能区西区块内所有造纸企业;一期工程于20__年5月底建成,7月份投入商业运行,目前已向__造纸功能区60余家造纸企业供汽,每年可向__造纸功能区提供200多万吨的优质蒸汽,同时向电网输送2.5亿多度电,大大缓解__造纸企业的用电紧张状况,同时,每年可节约标煤17万多吨,减少SO2排放量2500多吨,减少烟尘排放量1200多吨。又如,永泰纸业集团的自备热电,利用余汽发电、余热造纸,热电比超过500,实现热、电的有机结合,通过热电联产自备电站的运作,不仅满足了公司生产用汽和公司70以上的电量,而且,余汽还供应给周边造纸厂,实现了双赢。地处__街道和灵桥镇交界的富__环保热电,去年9月垃圾焚烧炉正式投入运行,现已处理垃圾30000多吨,同时对周边大源、__、灵桥三大造纸功能区51家造纸企业供热、关停小锅炉72台,有力促进了富阳造纸企业的可持续发展。
三、推行清洁生产
推行清洁生产,从源头治理,是工业循环经济建设的主要手段之一。20__年以来,街道先后在38家造纸企业试点推行清洁生产和推行ISO14000环保体系认证。现浙江永泰、浙江三星、杭州板桥等22家企业已通过清洁生产审核,其余的正在加紧实施中。在2家造纸企业安装了在线监测系统,结合国家环保模范城市创建成果,及时启动了生态街道和生态示范村建设。在推进清洁生产过程中我们把重点放在节水上。如永泰集团,与南京林业大学合作,成立清洁生产攻关小组,对该公司4#、5#机实施白水回用系统改造,这些清洁生产方案实施后,单位产品耗水明显下降,吨纸清水耗水由原来的70吨降为53吨左右,平均下降20,一年可节水近100万吨。通过开展清洁生产,节约了水、电、汽能源消耗,减少了污水排放量和污水处理费用,提高了经济效益,实现了环保绩效和经济效益的双赢。目前该公司正在对占全厂80产量的7#、8#机进行节水方案的研究,引进了瑞典的设备和技术,进一步降低吨纸耗水量。
四、集中治污、污水处理回用、消减污染物排放。
根据市政府制定的《富阳市江南片综合污水治理项目建设》的指导意见,为确保__街道造纸企业的可持续发展,在市委、市政府及市有关部门的大力支持下,街道在本区域内集中建设__、八一、春南3个污水处理回用工程,为辖区内造纸企业排 放的污水经一级处理后再进行二次集中生化处理,对污染物进行末端治理,削减污染物的排放总量。目前,__污水处理回用工程,首期投资5778万元,日处理污水4.5万吨,在一级高效气浮处理的基础上,采用A/O法二级生化处理工艺,工程属国债项目,于20__年8月正式投入运行,经省环境监测站监测,水质达到国家排放标准。化学需氧量COD5<60mg/1,每年削减1275.62吨;生化需氧量BOD<20mg/1,每年削减331吨;悬浮物<20mg/1,每年削减830吨。污水经处理后,70回用生产,吨纸排水由原来的59.5吨降低到20吨以下,全年向富__少排780万吨。如按国家最新的水资源收费标准计算,一年可节约水资源费78万元。八一污水处理回用工程总投资2.46亿元,日处理污水15万吨,工程属德国政府贷款项目,处理工艺采用带好氧选择器的传统活性污泥法。工程于03年11月初动工兴建,目前已基本建成,即将投入运行,届时将承担周边5个村46家造纸企业和近7000人的居民生活和工业污水处理。春南污水处理回用工程,计划总投资3.6亿元,日处理污水达25万吨,前期准备工作已经完成,即将动建。三个污水处理回用工程建成后,日处理污水达44.5万吨,将极大地促进造纸企业从粗放型到绿色环保型转变,减轻富__污染,确保造纸企业可持续发展。
五、废物综合利用,变废为宝。
严格地说,现代造纸业应当是一个无污染的产业,只要思想上高度重视、措施得力,造纸生产过程中的废弃物,完全可以通过各种途径回收利用。我们实践中也摸索出一整套处理办法,实现低污染、无污染(低毒、无毒),并且创造了良好的经济效益。一是废纸投产前,通过人工分拣,将一些混合的废纸分类,合理搭配使用,降低生产成本。同时从分拣废纸中回收金属、废塑料用于下游产业,延长了废物转化周期。二是煤渣、煤灰用于红砖生产。三是将污水中回收的废浆和污泥生产污泥纸板。目前,街道辖区现有污泥纸机35台,日产污泥纸100多吨,不仅避免了污泥二次污染和填埋的压力,而且还可变废为宝。
篇3
关键词:生态经济;研究范式;循环经济
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1004-0544(2012)06-0104-05
作者简介:周纪昌(1969-),男,河南鹿邑人,经济学博士,中原工学院经济管理学院副教授。
一、引言
社会经济是一个复杂的、多维系统,我们可以根据研究的角度和目的的不同来界定该系统的性质和范围,从而得出对经济过程和系统特性的不同看法。这里借用目前最为流行的“范式”概念,来表示这种差异性的存在。“范式”和“范式变化”这两个术语来源于托马斯·库恩的名著《科学革命的结构》。在这本书中,库恩就不同思维模式的建立和改变是如何影响到科学的发展进程进行了探讨。这种思维模式是格式塔的一种,他称之为范式。库恩认为范式的变化是科学思维中不可分割的一部分,范式的变化意味着对以前大家共同认可或心照不宣的规则、观念、假定前提以及世界观的改变;范式的变化表现出跳跃性的、革命性的变化,可能彻底改变科学共同体对问题认识的态度、视角;范式同时也是确立学科和保证学科凝聚性和连续性的基础;放弃一种范式而支持另一种范式,将改变一门学科内所有科学家的整个知识基础,这就是库恩之所以称这样的变化为科学革命的理由。
尽管目前经济学界流派纷呈,研究方法众多,但是从大的研究范式看,大致可以划分为两种:一种是以新古典为代表的主流经济学研究范式,一种是以生态经济学为代表的研究范式。因为从本质上来说,生态经济与新古典经济学代表了两种截然不同的经济系统观和经济过程观。在主流经济学模型中,经济系统被看作是一个以交换价值循环为基本运行模式的孤立系统,其以货币为表现形式交换价值,在厂商和家户两大经济主体之间顺畅地循环流动。生态经济作为一个新的经济思想和研究范式,是随着环境问题日益成为影响和限制经济发展的重要因素时发展起来的,与传统经济的一个最大的区别就在于其把人类经济系统看作是地球生态系统的一个子系统,而自然生态系统是经济系统赖以存在和发展的环境系统,两者之间存在着持续地物质能量和信息流动。虽然生态经济的思想理论,对于可持续发展理念的提出以及一些具有重大经济影响的环境政策的出台,特别是对于目前日益受到国内外关注的循环经济理论和实践,都有很大的影响和指导作用,但是,以新古典研究范式为代表的主流经济学在经济思想和经济决策中仍然占据着绝对统治地位,生态经济还没能引起大多数经济学界人士的充分注意,而对这一范式下的循环经济思想更觉得难以理解。对于生态经济研究范式的渊源予以考查、分析生态经济范式的特征、挖掘生态经济范式的核心,同时对于生态经济研究范式的理论成果进行总结、梳理和反思,对于当前的生态经济研究和循环经济研究具有非常紧迫的理论和现实意义。
二、生态经济研究范式的渊源和特征
对于生态经济及其经济循环思想的渊源,一般可以归结到美国经济学家肯尼斯·思鲍尔丁1969年发表的《即将到来的宇宙飞船地球经济学》一文。在这篇文章中,鲍尔丁认为,地球实际上是一个生产能力(提供低熵的物质和能量)和污染净化能力(接纳和转化高熵废物的能力)都是有限的系统,就象一艘孤立的宇宙飞船,是一个物质上封闭的系统,地球系统的长期维持在于通过消耗外界的太阳能使物质在其中能够不断的循环利用;人类经济系统作为自然生态大系统的一个子系统,两者之间的关系不应是从“自然资源一产品一环境废物”线性物质流动关系,而应该是一种循环的关系。鲍尔丁所说的循环关系不仅包括生态经济系统物质上的循环流动关系,而且更重要的是生态经济大系统及其各个组成部分在功能上的稳定有序、协调衔接。即经济系统的运行必须同整个生态系统的运行规律和功能相契合。这种从系统整体的角度来看待经济与环境的关系,极大地影响了人们对于经济研究的思路与方法,特别是对我们理解经济系统与环境系统的关系问题更是意义深远。鲍尔丁的宇宙飞船经济学理论预见直接推动了生态经济学这一新的经济研究范式的产生和发展。虽然生态经济研究范式正式出现是在20世纪60年代,但是我们可以在经济学发展早期的重农学派和古典经济学那里,找到一些对后来生态经济的产生和发展有一定影响的经济思想和研究方法。
首先,生态经济学把自然生态系统作为经济系统赖以存在的基本环境。这种观点显然与早期经济学从物质财富的生产出发,注重自然在经济中的基础地位的研究方法和经济思想是一致的。同新古典经济学从交换的角度来分析经济和价格决定的问题不同,重农学派和古典经济学是从生产的角度来分析经济和价格问题,商品的价值不是由抽象的交换价值(价格)决定的,而是土地所代表的自然资源、劳动和作为生产手段的资本物品(在一定意义上是以前的生产过程中节约下来的东西)共同作用的结果。法国重农学派的创始人和重要代表魁奈坚持认为土地是财富的唯一源泉。而在亚当·斯密眼中,劳动不仅是价值尺度而且是价值的源泉,更有意义的是,他把土地上的自然力也看作是一种劳动,这就自然导出土地同样是价值源泉的结论。美国著名生态经济学家戴利对于重农学派有这样一段评价:“有趣的是。经济学的第一个学派重农学派,强调人类对自然的依赖。对他们而言,仅有农业这个‘自然’的活动就能够产生净产值。事实上,重农主义这个词意味着自然法则。重农主义基本观点中的一些东西,对今天的经济学是极其重要的,尽管他们特定的理论已经过时”。
其次,对生态经济影响更为明显的是,重农学派和古典经济学特别重视影响和限制财富生产的其他自然生物物理因素,他们把自然物理因素对经济活动的限制与经济长期增长前景的“定态”(stationary state)概念紧密地结合起来。在古典经济学中“定态”一词指的是经济中人口与资本存量都停止增长的状态。马尔萨斯和李嘉图都把良好土地的供应的限制以及所带来的农业上的报酬递减来表达他们经济活动受到环境限制的思想。虽然约翰-穆勒认为生产技术的进步能够中止或暂时抑制因自然要素有限而对终极生产力的限制,但是他并没有抛弃“定态”的概念,认为财富的增长并不是无限的,经济迟早会进入一种静止的状态。技术进步可以推迟这种状态过早的到来,但最终阻止不了其一步步的逼近。在一定程度上,生态经济的兴起是在经济增长日益受到生态环境因素的限制的现实下,对古典经济理论中的“定态”思想的继承和发扬。因为整个生态经济的理论就是围绕着,在地球这样一个具有有限承载能力的增长空间中:如何考虑经济活动的目的和途径而展开的。戴利的稳态经济(Steady-economy)是最具代表性的生态经济思想。在戴利看来,稳态经济是一种有发展而无增长的经济。在物质层面上,经济是整个地球生态系统的一个开放的子系统,而地球生态系统是有限的,非增长的,在物质上是封闭的。随着经济子系统的增长,它将从整个生态系统的母体中吸收越来越多的部分,并且终将达到100%的极限。这种靠消耗自然资源(尤其是不可再生资源)支撑的经济增长是不可能永远继续下去的。增长的边际成本总有一天会超过其边际社会收益,会使增长变得得不偿失。
再次,大多数古典经济学家认为只有有形的产品才算作是社会的财富,在他们对经济过程的描述和分析,产品价值的生产和消费过程与通过劳动、自然力和资本等生产要素对物质的转化过程,和对以物质为载体的产品功能或效用的使用过程分不开的。萨伊最早提出效用是物品(财富)价值的基础,他认为“所谓的生产,不是创造物质,而是创造效用。生产数量不是以产品的长短、大小或轻重估计,而是以产品所提供的效用估计。”虽然如此,萨伊并没有就此脱离经济活动的物质过程来抽象地谈论价值问题,而是在分析中更加强调两者的结合。他把生产过程看作是以创造效用为目的的物质形态转化过程,并提出了物质本身是不能创造和消灭的观点。对于财富的消费,他是这样认为的:“正如生产意味着效用的创造,而不意味着物质的创造,所以消费意味着效用的消灭,而不意味物质或物品的消灭。”因此,萨伊被认为第一个把物质不灭定律引入经济分析中的经济学家,实际上,生态经济学中的重要的基础理论之一“物质平衡理论”表达的就是萨伊这个思想。生态经济承继了早期经济学的这种从价值流动和物质转化两方面来看待和研究经济过程的方法和视角,对于这种经济研究方法的特点,萨伊在他的名著《政治经济学概论》绪论部分这样阐述。这个方法的优点在于它只承认经过仔细观察的事实,以及根据这些事实所做的精确推论的研究方法,这样就可以有效地排斥在文学上和科学上往往阻碍人们获得真理的偏见和先入之见。他认为“事物怎样存在或怎样发生,构成所谓事物的本质,而对于事物的本质的观察,则构成一切真理的唯一根据。”萨伊的这种方法论原则进一步强化了对早期思想家和亚当·斯密以来所兴起的实验唯物主义传统。
最后,在经济要素的分类方面,生态经济学中与古典经济学一样基本上遵循了上述萨伊所提出的观察和理解事物的方法原则,在古典经济学和生态经济学中,原材料、能量相对于对生产过程中的其他要素投入(劳动、资本)来说具有明显的互补性。例如,对于资本的划分上,斯密是最早认为,根据这些资财在取得收入过程中的存在和变化流动的具体形态,可以把资本分为流动资本和固定资本两种。这一概念和名词一直被其后来的经济学家所沿用。值得注意的是。关于资本与劳动的关系,马歇尔是明确的劳资合作论者。他的结论是:一般资本和一般劳动,在创造国民收入上是相互合作的,并按照它们各自的(边际)效率从国民收入中抽取报酬。他们相互依存是极其密切的。生态经济学与古典经济学类似,采用的是一种把生产作为经济分析起点的“生物物理的分析方式”(biophysical approach)。人类的生产活动的实质是,人类利用组织、技术等手段,从自然生态系统中取得自然资源,把其转化为人类所需要的物质形式,并向环境排放废物的过程。其一,从生态经济大系统的整体角度来看,人类经济活动同自然生态系统中的其他活动一样,都是物质、能量和信息的流动和转化过程,生产活动则在这个过程中发挥着“转换器”的作用——把物质从一种形态变成另一种形态,从一种用途转化为另一种用途;其二。生产活动是人类社会和自然界最基本、最重要的活动——没有生产也就没有消费,也就没有物质流动关系,更谈不上自然生态系统与人类经济系统之间的联系。从物质角度看,生产的基本要素是物质流、能量流和信息流,生产过程则是对这三种要素进行转化、传输或应用的生物物理过程,因此,生产过程中的要素投入更多的是互补性而不是替代性的关系。互补性和替代性问题,目前已经成为以生态经济为代表的强可持续发展流派(这一流派强调互补性)和以主流经济学为代表的弱可持续发展流派(这一流派强调替代性)在对待可持续发展问题上争论的焦点。
三、生态经济范式的核心:循环经济的理论
从20世纪60年代开始,经济快速发展所带来的环境问题日益突出,人们开始对经济与环境之间的关系进行思考。这一时期,有关环境问题最有名的著作当属雷切尔·卡森的《寂静的春天》一书。在这部书中作者利用大量事实证明了由工业污染对生态系统所带来的灾难性后果,唤起了人们对环境问题的关注。正是在这种背景下,促使包括经济学在内的许多学科开始把环境问题纳入到各自的研究领域。在经济学领域,20世纪60年代至70年代是生态经济学发展的奠基时期,一些对后来该学科发展具有重要影响的思想和研究方法基本都出现在这一时期。他们不仅继承了和恢复了古典经济学从生产角度和物质转化过程中研究经济的传统同时在研究的视野、方法以及所关注的问题上都具有重大突破。其中对于生态经济学的建立和发展具有开创性和奠基性作用的经济理论和分析方法有:鲍尔丁的地球宇宙飞船经济学思想:尼古拉斯·乔治斯库一罗根的经济过程中的熵定律理论;埃尔斯和科尼斯的物质平衡原理和产业代谢理论;戴利的稳态经济思想。这些理论中一般都涉及到以下三个相互关联的基本问题:第一,地球的资源供应能力;第二,地球消纳废物的能力;第三,经济增长的规模限制问题。生态经济学正是在寻求发现和寻求解决这三个基本问题的过程中逐渐发展起来的,而作为生态经济核心理论的循环经济思想理论也在这个过程中不断得到充实和完善,而成为目前具有影响力的经济发展思想和实践。我们以生态经济中如何看待和解决经济循环或循环经济问题为主线,对以往的研究成果进行梳理、总结和反思。
1.熵定律与经济过程
熵是一个物理学上的概念,是对不可利用的能量的一种度量。根据热力学第一定律,一些乐观主义者认为,既然物质是不灭的,能量是守恒的,那么人类总会有无尽的资源可以利用。但是他们忽略了热力学第二定律(也称熵定律)所提供的科学事实:在能量遵循热力学第一定律,从一种形式转化为另一种形式做功的过程中,所有的转化率均低于100%,耗散掉的部分就是“熵”。按照熵定律,无论是价值循环和物质循环都需要来自外界持续不断的能量来源的支持,否则是不可能持久地运行下去的。尼古拉斯·乔治斯库一罗根是第一个系统地阐明经济过程如何受到熵定律限制的经济学家。他认为经济过程是一个以低熵状态的物质一能量输入,以高熵状态物质一能量输出的过程,即经济过程仅仅是把有价值的自然资源(低熵)转化为毫无价值的废物(高熵)的过程;目前的工业繁荣是以快速地消耗有限的低熵物质为代价的。因此,他得出结论:人类经济奋斗的中心是比经济学中的李嘉图的土地更稀缺的环境中的低熵。经济过程中所有的物质转化和循环利用活动最终要受到可用能量的和熵定律的限制,免费的重复利用是没有的,因此,从可耗竭的矿物能源向太阳能转变是人类长期存在和发展的必然选择。
2.经济过程中的物质平衡原理
物质平衡原理(materials balance approach)是罗伯特·埃尔斯等人提出的物质流分析方法。这一方法的基本假设前提是:在一个封闭的、没有物质净积累的经济系统中,排入自然环境中的残余物质质量必然大致等于作为投入物进入系统中的所有原材料和能源的质量。根据这一假定前提。他们从物质形态上,构建出一组物质平衡方程。在这一组方程中进入生产和消费领域的各种资源和服务的投入数量和最终的产出和消耗数量构成了一个等量关系。利用物质平衡方法,埃尔斯等人对经济过程中物质形态的投入、积累和产出,以及三者与环境的相互关系进行了系统地分析,认为从长期来看,经济过程只不过对物质的形态进行了转化,并不能增加或减少物质的量,而对于流出经济系统的废物所进行的处理。只能是这些物质从一种形态转化为另一种形态,或者说从一种介质进入另一种介质。因此,经济活动中的废弃物的排放和处理是生产和消费过程中正常的,不可避免的一部分。从长期而言,进入和流出系统的物质是平衡的。对于如何从根本上减少废物的产生和污染问题,他们提出一方面从源头上减少原料的投入,另一方面提高经济过程物质的利用效率,特别是提高经济系统中物质循环使用率,并由此提出了对进入经济系统的物料实行从“资源开采——生产加工——消费——最终废弃”的整个经济的物质流动过程,实行“从摇篮到坟墓”的综合管理的思想。这一思想很快被美国在20世纪70年代制定的1976年颁布的《资源保护和恢复法案》(ResourcesConservation and Recovery Act,RCRA)所采纳。
3.产业代谢理论
产业代谢理论(industrial metabolism)是罗伯特,埃尔斯1988年在物质平衡原理的基础上提出的关于经济系统与环境系统之间物质、能量流动的理论。产业代谢概念所要表达的是,在一个基本稳定的状态下,通过劳动使原料和能量转化为最终产品和废物这样一系列的物质过程。在这里产业的概念涵盖了从农业、采矿业、制造业、畜牧业到建筑业、交通运输业、服务业、商业、消费和废物处置等所有行业。在产业代谢模型中,经济系统被看作是一个嵌入生态大系统的开放子系统,在稳定状态下,经济系统与生态系统一样是一个远离热力学平衡耗散系统,并且也有着类似生态系统的物质和能量的代谢过程,但是由于能量的限制(主要是熵定律)和无法避免的耗散消耗,产业系统不可能达到象生态系统那样的近乎完全的物质循环,即产业循环是开放的。也就是说,产业系统总体上没有对它的营养物质进行再生循环,它是以开采来自地球的高质量的物质(化石燃料、矿石)为开端,最后把这些物质以退化的形式返回到自然界的过程。
在埃尔斯的产业代谢的模型中存在两种废物循环形式:第一种是经济系统与自然界组成的自然循环过程。这种形式的循环发生在农业、林业和畜牧业等部门,它们的原料直接来自于自然,最后的排放物主要是可降解的生物有机物。第二种形式的循环被称为“工业循环”。这个循环把生产和消费产生的废物,通过采取一定的技术、加工和管理手段,作为“二次资源”再度返回到生产和消费过程。由于工业循环过程是人为的,不仅需要大量的额外的物质和能量投入,同时也会产生对环境有害的排泄物。埃尔斯的产业代谢理论不仅从经济上和物理规律两方面分析了经济系统中影响和限制物质循环的原因所在,最重要的是提出了经济系统与环境系统之间,以及经济系统内部产业之间存在的物质和能量流动网络,这为产业生态学提出的通过构建不同产业流程之间的物质和能量梯次利用网络,来减少废物排放和提高资源利用率提供理论基础和灵感。
4.产业生态学
产业生态学的产生受到了自鲍尔丁以来生态经济理论成果和研究方法的直接影响,同时也标志着生态经济从理论走向实践。1989年9月,R.Frosch和NicolasGallopoulos在《可持续工业发展战略》一文中正式提出的产业生态学的概念。他们提出:“在传统的工业体系中,每一道制造工序都独立于其他工序,通过消耗原料生产出即将被销售的产品和相应的废料:我们完全可以运用一种更为一体化的生产方式来代替这种过于简单化的传统生产方式,那就是产业生态系统。在这样的产业生态系统里,能源和材料的消费被最优化了。一个过程的排放物可以作为另一个过程的原材料”。显然,R.Frosch和Nicolas Gallopoulos产业生态学理论,与埃尔斯的产业代谢理论(industrialmetabolisml具有很多的相近之处。只不过是前者强调了通过产业系统之间的物质和能量代谢关系的建立。而后者是从整个生态经济大系统的物质和能量的流动关系出发,指出了这种代谢关系的现实存在及其对于经济系统的意义。
把产业系统与自然生态系统相比较是产业生态学研究视角的主要特点。产业生态理论的主要探索者之一Braden R.Allenby(1995)认为,在上亿年的进化过程中,自然界中的物质和能量的流动与转化过程大致经历了从线性流动、不完全循环和完全循环三个阶段的进化历程,才成为今天比较完善和稳定的自然生态系统,总体上来说,产业系统还处在从线性流动阶段。尽管产业生态系统的概念与生态系统不能做完全类比,但是前者可以通过学习和借鉴后者的优点而获益。例如,生态学的关键种理论、食物链及食物网理论、生态位理论及生态系统多样性理论等在生态工业、设计规划生态工业园及生态工业网络设计和管理中,都得到不同程度的应用。因此,对于产业生态系统的理解,我们一方面明确地承认,产业系统是自然生态系统演化的产物,产业乃至整个经济系统的发展不仅要符合经济规律而且还要遵循自然规律;另一方面也要看到,产业系统在性质上和对物质、能量的利用和流动方式上具有本质的不同。
5.可持续发展与循环经济模型
以研究和寻找可持续发展实现途径为主要目的。根据鲍尔丁的地球宇宙飞船经济学理论和循环经济思想,戴维·皮尔斯(David W.Pearce)和凯里·特纳(R.Kerry Turner)在1990年提出了一个比较完整和系统性的循环经济理论(the circular economy),并建立了第一个循环经济框架模型(见图1)。
(在这个模型里各种通过环境经济系统的物质流用实线标示,这些物质流所产生的效用(U)用虚线标示。自然环境提供自然资源的存量(R)、环境的净化能力(A)和舒适三大经济功能。废物(W)是由生产(P)和消费(C)产生。如果考虑物质循环,这个环境经济系统就是封闭的。在模型中自然资源的存量(R)被分成了可耗竭资源(ER)和可再生(RR)资源两大类别。这两类资源都可以以一定的比率(h)进行开采,而只有可再生资源可以(以y的比率)再生。由于相对于废物流量(W)的自然的净化能力(A)不仅影响到自然资源的生产而且还直接影响到最终的效用,所以同样被视为一种经济资源。废物(W)的循环利用(r)可以对资源的存量(R)产生正的影响。)
皮尔斯和特纳认为。鲍尔丁把地球比作同宇宙飞船一样的封闭的系统,表明了经济与环境是一种循环(circular)的关系——所有事物都是其它事物的投入,那种简单地认为经济的最终目的就是创造效用并对经济进行相应地组织的看法,实质上忽略了这样的事实——无论如何,最终来说封闭的系统设定了获取效用所能采取措施的限度或边界。他们把自然界所提供的资源供给、废物净化和审美功能三项作为生命支持功能的一个重要组成部分,并认为我们面临的挑战在于,不论是自由市场、计划经济还是混合经济模式,都不能保证自然的生命支持功能将能够持久下去,因为现代经济学缺乏一个生存理论(existence theorem)来处理经济的规模和结构与支撑该经济的一系列环境与经济相互关系之间的问题,没有对经济系统是否与其密切联系的自然环境相和谐进行必要的关注,因此,经济可持续的关键在于创造出经济和环境的和谐共存的条件。在他们建立的循环经济模型里(见图1),人类经济系统与自然生态系统合二为一共同组成一个生态经济大系统。在这个模型里,经济系统与环境系统不再是两个相对独立的系统,两个系统之间不仅在物质、能量上存在着密切的投入一产出关系,而且在功能上也是相互作用,相互影响,俨然是一个统一的功能整体。因此,这是一个典型的生态经济循环模型,与主流经济学经济循环模型相比,两者是完全不同的经济视角和思维范式。
首先,从经济的目的看,自然环境作为生态经济大系统的一个必要的组成部分,它提供三方面的经济功能——资源提供功能、废物净化功能和直接效用提供(审美、休闲娱乐等舒适性资源)——这些功能对于最终经济目的的实现、持续提高和改善具有不可替代的作用。其次,从经济活动的物质基础看,之所以把这个自然系统同人类经济系统一起组成的生态经济大系统称为循环经济系统,是因为按照物质平衡原理(即热力学第一定律),这个大系统在物质上必然是封闭的、循环的系统而不是一个开放的、线性系统,即从“环境——资源——生产——消费——环境”的封闭过程。第三,皮尔斯的循环经济系统是一个以保持和提高生态经济大系统的功能(生态功能和经济功能)为导向的物质循环系统,在这个系统中系统功能的保持是与系统内物质(包括能量)流动的状况紧密地联系起来。尽管从全球尺度来看物质在系统内的循环是由必然性的物理规律所决定的。但是从系统的功能的实现来说。这种循环可以有不同的状态或结果——良性循环(hA)则会破坏这个功能,从而造成经济系统的不可持续性。因此,在这个循环经济系统中人的调控作用就是通过协调经济与环境之间的物质流动关系,在促进和保证生态经济大经济内物质良性循环的基础上,实现大系统在功能上的良性循环。它蕴涵了两个最基本的经济活动原则:一方面,要承认生态系统对经济活动的限制,使经济活动对自然资源和环境容量的开发利用保持在生态系统的再生能力和承载力之内,使经济活动建立在生态可持续的基础之上;另一方面,在不破坏生态系统整体功能和稳定性的前提下,对自然资源和环境容量进行合理开发和高效利用。以提高经济活动的质量和效益。第四,由于环境的三大经济功能之间存在着复杂的相互作用关系,例如自然的净化能力(A)的破坏不仅影响到自然资源的再生产而且还直接影响到环境的质量,循环经济要求我们从方法上,对环境和经济问题应从整体的角度出发进行把握和协调,而不能过于偏重某一方面的功能。
四、小结
对于生态经济范式的渊源、特征、核心和理论成果的梳理和分析可以看出,生态经济和循环经济本质是一致的,这就澄清了当前生态经济研究与循环经济研究分野的现实,同时通过分析发现,生态经济范式与古典经济及其后来的继承者的思想一脉相承,这也为我们如何把握生态经济、循环经济与传统经济学的关系提供了一个有益的思路和路径选择,生态经济研究不能脱离传统经济学,更不能脱离市场经济理论而发展,这是非常危险的,同时也是没有出路的。经济过程即是物质转化的过程,又是以效用为基础的价值增值和转移的过程,这两方面都离不开环境的支持一环境既是经济过程的物质最终来源和归宿,又是基本经济功能的提供者。从实现人类社会可持续发展的目的看,生态经济范式研究对经济与环境的相互作用关系所持有的整体视野,特别是从生态经济大系统物质循环流动的角度来看待经济与环境之间关系,对我们把握环境问题的本质无疑具有重要意义。循环经济作为生态经济研究范式下的一种全新的经济系统观和经济发展模式,它对经济与环境的相互作用关系所持有的整体视野,特别是从生态经济大系统物质循环流动的角度来看待经济与环境之间关系,把经济活动纳入到整个生态系统的物质和能量流转的大循环当中,从生态经济大系统整体高度来看待和规划人类与环境之间的关系,对我们把握经济与环境问题的实质无疑具有重要意义。
参考文献:
[1][美]肯尼思·E博尔丁,即将到来的宇宙飞船地球经济学[A],赫尔曼·E.戴利,肯尼思·N.汤森编,珍惜地球:经济学、生态学、伦理学[M],马杰等译,北京:商务印书馆,2001.
[2][英]托马斯·罗伯特·马尔萨斯,人口论[M],郭大力译,北京:商务印书馆,1959.
[3][法]萨伊,经济学概论:财富的生产、分配和消费[M],陈福生等译,北京:商务印书馆,1982.
[4][美]尼古拉斯·乔治斯库-罗根,熵定律和经济问题[A],赫尔曼·E.戴利,肯尼思·N.汤森编·珍惜地球:经济学、生态学、伦理学[M],马杰等译,北京:商务印书馆,2001.
篇4
关键词:资源型城市;资产转型;产业替代
引言:
顾名思义,资源型城市一定是绝对依赖国内现有资源为生存条件而发展的,而且大都依赖着我国的一次能源即不可再生的资源,这种特殊的城市发展方式要想发展下去就要不断地进行对资源的开采和加工,使得国内现有资源渐渐耗竭,这种依赖性的表现在其发展中期尤为强烈,而这种发展方式并不符合我国可持续发展的发展战略要求,因此将逐渐走向衰退的道路,为了不最终走向末路,就必须要组织起大规模的转型工作。
一、资源型城市经济转型的理论视角
对资源型城市的发展实施转型工作实质上就是改变其资源型依赖的发展状态,结合祖国现行的可持续发展战略,建立科学合理的发展策略,从而让城市发展走向良性发展道路。
1.区域经济发展的理论依据
从经济学的宏观角度分析区域经济发展的理论依据,可以发现从行政区域到区域内部外部的划分,一直到区域各种资源的环境分析和合理配置,区域经济发展理论都有其现实依据。因此,对于城市各项发展和建设,区域经济理论依据十分重要。如今我国资源型城市正在进入大规模的转型预备期,在正式投入转型之前,要正确分析坏境内外条件和区域内各项资源的配置和现有状况。由于现在市场经济的发展规模越来越大,区域间的经济发展和各项工作都需要相互配合、建立关联,其工作内容也逐渐广泛起来,内部分工也随之越来越细化。由此考虑到环境的变化趋势,就要求资源型城市在寻求转型的同时,立足于整个经济发展角度,结合区域经济发展状况,对周边环境做一个合理宏观的调查和分析,将自己在国内和国际的发展角色定位好,只有这样才能在转型过程中与区域经济发展相互配合,寻求合理、最优的资源配置。
2.可持续发展理论
综合观察我国过去资源型城市发展的历程,可以发现其发展模式是粗放的经济发展模式,对于资源的利用并不是有节制有规划地利用,而是不考虑其不可再生特点,肆意进行大量消耗,对现有资源进行毫无节制的浪费,使得我国本就十分珍贵的资源现在变得更加稀缺,而且导致环境受到严重破坏,对生态发展造成不可挽回的伤害。这些发展行为的弊端究其原因归根结底就是没有重视可持续发展理论指导的要求,因此如今面对转型,应大力强调可持续发展的经济模式,让新型的城市类型心系祖国生态发展和资源保护,走向高效、低耗、节约的资源可持续发展道路。
3.发展循环经济
循环经济是我国可持续发展战略中一条十分重要的经济发展理论依据,循环经济倡导的是资源、环境、社会的和谐发展,相互促进,良性循环。这项理论一经提出,便得到国内和国际的广泛运用,可见其发展效应是紧跟时代的。因此,在我国资源型城市的转型过程中应将循环经济的发展理论重视起来并利用到经济发展过程中去。纵观我国资源型城市的发展现状,过去使用的各项资源现今已然十分稀缺,为了让我国资源走向可持续的发展道路,就应做好循环经济的发展,事实上这正是资源型城市必须注意的转型条件。具体做法应该包括:城市发展应对现在正在利用的资源做合理分析,做到提高其利用效率,对现行发展方向做长远分析,解决产业正面临的断层问题;投入资金对新能源进行开发,让产业发展的资源紧缺状况得到缓解。只有这样才能减弱城市转型过程中由于资源匮乏而带来的冲击,最终向可持续的经济发展道路迈进。[1]
二、资源型城市的共同弊端及转型的必要性
资源型城市发展的问题从表面来看是对资源的肆意利用、对环境的严重破坏,忽略了经济发展与社会、环境的联系,使得其经济发展问题渐渐转变为社会和环境的共同问题。而其急需进行转型的原因和弊端从资源和科学发展观的深层联系具体表现如下:1、城市发展的资源产业决定其发展现状。城市发展依赖于资源产业对其提供用之不尽的资源,然而资源不可能是取之不尽用之不竭的,尤其是不可再生能源,因此地区资源储备状况良好的区域也不可能对资源型城市发展提供其要求的资源供应量,因此其转型是必要的;2、可持续发展才是城市发展硬道理。众所周知,资源型城市发展的主要竞争力体现在对资源的掌控上,资源占有量大的产业在市场经济发展道路上自然就占有绝对优势,然而现在大部分的资源型城市发展过程中并不珍惜资源,不能让有限的资源得到良好的利用,跟不上国家倡导的可持续发展理论思想,使得城市发展陷入资源与发展的恶性循环。从这两个方面观察,资源型城市的弊端是统一的,因此面临转型也是整个产业都要解决的问题。 [2]
三、资源性城市的发展现在面临的主要问题
1.自身发展不能与社会、民生紧密联系
资源型城市对资源的严重依赖性并不能持久,资源的利用越来越呈现匮乏状态,使得不论企业还是产业对资源的使用都不能达到从前所要求的,这就使得资源型城市的经济发展受到严重阻碍,经济落后使得失业现象不可避免地发生了,越来越多的失业人口成为了城市发展的阻力。而这种现象的恶化最终将导致地方财政收入急剧减少,城市发展止步不前。过去企业和产业所承办的民生服务再也得不到保障,社会民生问题一一发生,企业无力再承担应有的社会责任,将其社会责任移交给政府,政府解决民生的压力越来越大,甚至不堪重负,导致地方经济、文化、民生等各个方面的发展都开始走下坡路。
2.不能对相关产业建立经济关联,导致经济结构不平衡
地方资源型城市建设过程一般是独立于其他企业和事业单位而依靠国家相关工业系统的,国家提供的现代化技术和高素质的工作人员以及大规模国家工业原料供应,是其得天独厚的优势,然而资源型城市地方经济发展中与其并存的中小型企业、资产型企业等经济形式的产业发展几乎与其没有联系,它们相互之间的沟通和支持几乎是没有的。这种资源型城市发展与多种经济形式并存却互不关联的发展形式是有很大弊病的,具体表现在以下几个方面:国家对第一第二产业提供大力支持,使之呈现独占鳌头的快速发展趋势,而第三产业的产业发展状况却是在夹缝中求生存;由于国家和地方的帮助力度有明显区别,导致产业间的发展距离越拉越大,垄断形式的发展趋势和极度不平衡的经济结构使之发展压力越来越大,一旦面临变革将影响整个地区的经济发展。
3.城市缺乏功能性发展
资源性城市的发展是跟随我国过去计划经济的发展而来的,现如今形成企业发展与城市建设相互分块的发展形势,不能共同发展,城市功能与企业功能相互等同、混淆等状况愈加严重,企业与城市、社会的地位没有明确,重企业、轻城市的发展理念形成了现在落后的城市管理现状。而追溯这一切发生的原因,即是资源型城市发展没有跟上经济发展的时代步伐,缺乏放眼看世界的开放眼光和正确科学的经济发展体系,依然保持其资源依赖的弊病止步不前,失去了经济发展空间和城市发展机会。
4.缺乏高素质的科技人才
资源型城市发展越来越缺少高素质的科技人才导致其发展创新能力落后,原因有三个:第一、区域发展趋向专业化而不能多元化地发展衍生产业,不能激发人才的创新能力,也无法发掘潜在的发展空间,致使人才资源较为单一,人才能力不能综合发展;第二、产业发展空间小,高素质人才不愿为其效力;第三、资源依赖过于严重,对资源的开采和加工要到边远地区,而人才走向一般流向一般都聚焦于城市发展步伐较快的经济发达地区,难以吸引高素质科技人才。
5.生态环境惨遭破坏
资源依赖型城市的发展可谓发展了自身却不顾环境发展,城市发展不能照顾好与环境、社会的关系,肆意破坏环境,对资源进行粗暴的掠夺和不科学利用,这种行为长期下来导致以下几种环境问题产生:资源不断枯竭;环境面临土地盐碱化、沙化,耕地逐渐退化;生态水资源不能得到平衡,遭到严重滥用。这些问题每一项都可以直接导致生态环境失去平衡和生态环境不断恶化,而资源型城市的发展对此却不管不顾,最终让当地居民深受其害,甚至遭到生命财产流失的威胁。[3]
四、探索资源型城市问题的解决之道对策
1.对资源型城市发展构造长远且可持续的发展规划
对资源型城市的长远规划一定要结合现代化发展理念,将现有资源和资金做合理划分,使之得到有效利用,达到最优的资源配置。要做到统筹兼顾,城镇发展各自发挥优势,不做大规模的变动,在具体问题上作调整,让变革不显得唐突,实现各方面协调发展。同时,要客观考虑城市职工的自身居住、工作条件,不应再让他们跟着企业资源流向而分散居住,而应建立集中化的城市发展规模,让转型跟得上时展。
2.营造良好的城市转型环境
曾经的资源型城市发展给区域发展带来了严重的环境负担,如今在面临转型时应将这些错误一一弥补起来,在资金投入方面不能吝啬,大力发展城市与生态相互平衡的项目,构造生态型城市,将城市资源合理调度恢复其生态平衡,提出外向型经济发展理念,建立多元化投资渠道;另外,大力营造社会型企业文化,建立可持续发展理念;与此同时,不能忽略与其他经济产业的关联,国家对此应给予各种经济形势的产业以支持,做到综合发展,全面提高城市发展活力,广纳贤才,让人才的转型与资源型城市的转型共同进步。
3.大力发展接续、替代产业
资源型城市企业的转型不能单一停留在自身,更要结合环境发展趋势,寻找其替代产业。这方面的工作要做好前期调研和市场观察,对现有的经济发展模式做综合考量,发展其接续、替代产业:首先,选择资源丰富的区域,延续过去产业的优势,建立资源高效利用的工业环节,摒弃过去粗放型的资源利用方式,并发展辅助产业和次生产业辅助其综合发展,让资源型城市的优点得以留存并发扬光大;另外,针对已经遭到环境破坏的城市应彻底摒弃资源型城市发展模式,另寻蹊径,寻找其替代产业,发展新兴产业,为城市构建发掘新生的生命活力,与此同时建立长效现代化的科学发展机制,让现有资源得到有效配置,大力推动城市现代化发展。[4]
参考文献:
[1]曹兰芳;尹少华;城市林业对资源型城市经济转型的作用分析――以耒阳市为例[J]2012(02)
[2]陈玲艳;资源型城市产业转型的模式研究――以淮北市为例[J]2012(07)
篇5
关键词:环境保护;生态保护;环境污染问题;环境保护政策
中图分类号:X501文献标识码: A 文章编号:
引言
当前,我国环境管理手段以命令控制手段为主,逐步向环境经济手段和基于信息公开的自愿协议式环境管理模式发展。这一变化既顺应国际环境管理的发展趋势,也符合我国环境保护的现实需求。在我国实际应用中,不同管理手段的相互结合,取长补短,提高了环境管理的灵活性和工作绩效,有利于环境目标的实现。
近年来,随着政府公共管理方式的改革,人民生活水平和环境意识的提高,公众环境维权意识的增强,由于局部地区环境质量持续恶化,环境保护从各方面呈显著增加态势,但是从总体而言,我国环境保护的质量还不高,依然存在很多局限性。
改革开放以来,我国实行以经济建设为中心的基本路线,给我国带来经济快速发展的同时也带来了由于重视GDP等经济指标而忽视社会发展和环境保护的负面效应,虽然近年来,我国政府明确提出转变经济发展方式,实行节能减排的科学发展观,但由于原有政策的惯性太大,以及地方政府利益与经济发展指标密切相关现象的客观存在,以及由于中国经济发展的不均衡性,仍然有很多经济欠发达地区具有强烈的经济发展冲动 ,环境保护依然处于弱势地位。
1. 我国环境问题现状
面对我国严峻的环境形势,我国政府明确提出转变经济发展方式,实行节能减排的科学发展观,但由于原有政策的惯性太大,以及地方政府利益与经济发展指标密切相关现象的客观存在,加之我国的环境保护法制不够健全,环境立法未能完全适应形势需要。环境管理效率有待提高;领导干部环境保护意识和公众参与水平有待增强。
2.当前存在的环境污染问题
先拿水来说,我国目前大约一半的城市缺水,同时水污染问题持续恶化:我国江河湖泊普遍遭受污染,绝大多数城市水域污染严重;全国 75%的湖泊出现富营养化;对我国 118 个大中城市的地下水调查显示,有 115 个城市地下水受到污染,其中重度污染约占 40%。水污染降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺,对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。所以我们要加强水污染防治,以饮水安全和重点流域为重点,确保城市及农村饮用水安全问题。
在大气方面,全国二氧化硫年排放量、工业粉尘排放严重超标,大气污染仍然十分严重。全国大多数城市的大气环境质量不能达到国家规定的标准。全国参加环境统计的 338 个城市中,137 个城市空气环境质量超过国家三级标准,占统计城市的 40%,属于严重污染型城市;47 个重点城市中, 70%左右的城市大气环境质量不能达到国家二级标准。酸雨区污染日益突出,我国已成为世界第三大重酸雨区。
3.加强环境保护的对策措施
3.1 加强对环境保护工作的领导
首先要加强对环境保护工作的领导。经验证明,没有各级党委和政府的重视和强有力的政治保障,其它再好的措施也难以落实。加强对环境保护工作的领导体现在以下三个方面。
(1)落实环境保护责任制,建立责任追究制度
落实环境保护责任,地方主要领导和各部门主要领导应把保护环境作为一项重大任务执行,要提高环境意识,增强环境保护的责任感和紧迫感,确保认识到位、责任到位、措施到位、投入到位,认真抓好环境保护工作,并抓出成效。要把环境保护作为领导班子和领导干部考核的内容,并作为干部选拔任用的依据之一。要坚持地方各级政府环境目标责任制,对环境保护实行年度目标管理,定期考核,公布考核结果。建立责任追究制度,对因决策失误造成的环境事故、干扰正常环境执法的领导干部和公职人员,要追究责任。
(2)健全环境保护协调机制
全国污染物的年排放量达 4300 余万吨,(其中烟尘约 2800 万吨,二氧化硫约 1460 万吨);1988 年全国废水排放总量为 368 亿吨,其中工业废水排放量为 268 亿吨,处理率仅为 27%,自然生态环境的破坏也相当严重。目前,我国水土流失面积已由解放初期的 116 万平方公里扩大到 150 万平方公里。环境污染和破坏给我国所造成的经济损失是极其惊人的。各级环境保护部门是环境保护的执法主体,要发挥环境综合管理职能,抓好环境规划、执法监督和信息工作。经济综合和有关主管部门要制定有利于环境保护的财政、税收、金融、价格、贸易、科技等政策。建设、国土、水利、农业、林业、海洋等有关部门要依法做好各自领域的环境保护和资源管理工作。宣传教育部门要积极开展环保宣传教育,普及环保知识。充分发挥人民在环境保护方面的重要作用。
(3)加强环境保护监管
建立健全国家监察、地方监管、单位负责的环境监管体制。加大国家对地方政府及其有关部门执行环保法律法规情况的监察力度,强化中央政府协调解决跨省界环境问题的能力,督促检查突出的环境问题。健全环境监测、预警和应急体系,防止特重大环境污染事件的发生。严格执行环保法律法规,重点查处各类环境违法行为。严格实行污染物排放总量控制、排污许可、环境影响评价、清洁生产审核、强制淘汰、限期治理、环境标识和认证制。
3.2 促进经济社会与环境协调发展
坚持经济社会发展与环境保护相互协调、相互促进,优良的环境正在成为新的竞争优势,保护环境就是保护生产力,改善环境就是发展生产力。在经济社会发展中,要将环境容量作为经济建设的重要依据,将环境准入作为经济调节的重要手段,将环境管理作为经济增长方式转变的重要措施,将环境保护作为经济结构调整的重要任务,从根本上减轻经济社会发展对生态环境的压力。
(1)加快经济结构调整,减少对环境的破坏大力推动产业结构优化升级,加快发展先进制造业、高新技术产业和服务业,形成一个有利于资源节约和环境保护的产业体系。严格执行产业政策和环保标准,下决心淘汰那些高消耗、高排放、低效益的落后生产能力,严禁新上那些浪费资源、污染环境的建设项目。
(2)大力发展循环经济
按照“减量化、再利用、资源化”的原则,根据生态环境的要求,进行产品和工业区的设计与改造,制订和实施循环经济推进计划,实现环境与经济的协调发展。
(3)加大环境保护资金的投入
各级政府要将环境保护列入本级财政支出的重点内容并逐年增加,加大对环境保护投资力度,对污染防治、生态保护、环保试点示范和环保监管能力建设的资金投入,确保环保行政管理、监察、监测、信息、宣教等行政和事业经费支出。要引导社会资金参与城乡环境保护基础设施和有关工作的投入,多渠道筹集社会资金,鼓励各类所有制经济积极参与污染治理设施投资和运营。
3.3 扩大民众参与并加强教育
随着环境意识与生活质量提升之后,民众并不赞成牺牲环境质量以获取政府适度的补偿,反而比较愿意付出相对代价来改善环境质量,民众的环境意识增强,促使政府应该制定对环境冲击较少、符合社会公平正义的环境保护政策。随着生活要求日益殷切及环保意识提升,应倡导民众参与模式,政府应与民众主动沟通并回馈民众。在整个环境保护最直接的就是由民众参与,在鼓励民众实际参与时,同时应倡导灌输其了解所参与环保知识及政策的相关优点,以提高民众对政策的认同度。
环境保护不是某一个人的事情,也不是某一个单位的事情,不要把上一代问题遗留给下一代,如果我们全民再不意识到环境污染的严重性,下一代,下下一代,他们的家只能安在阴霾里。这绝不是危言耸听!我们必须采取有力的对策与措施,保护生态环境,确保人与自然的和谐。
【参考文献】
[1] 赵 永 新 . 我 国 进 入 环 境 污 染 高 发 期 [N]. 人 民 日 报 ,2005-12-02(6).
[2] 解振华.为什么要强调加快转变经济增长方式[N].经济日报,2004-12-14(5).
[3] 中国环境保护部.国家环保“十一五”规划[R].2008-01-18.
篇6
关键词:生物质;生物质能;产业;沼气;生物质发电;生物质燃料;能源作物
1 概 述
近年来,在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中,可再生的清洁能源以及能源的多元化倍受关注,生物质能成为其中的一个新亮点。
为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义,目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源[1]。中国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大,其中生物质能的开发潜力更大。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位[2]。据有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源,通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能,直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%[3]。生物质能的优点是燃烧容易,污染少,灰分较低;缺点是热值及热效率低,体积大而不易运输。
目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能:1)热化学转换法,获得木炭、焦油和可燃气体等高品位的能源产品,该方法又按其热加工的工艺不同,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;2)生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;3)利用油料植物所产生的生物油;4)把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料),以便集中利用和提高热效率。
“为了缓解中国能源短缺问题,保证能源安全,治理有机废弃污染物,保护生态环境,建议国家应大力开发生物质能,实施能源农业的重大工程。”中国作物学会理事长路明研究员在接受记者采访时说[4],“生物能源开发工程应主要包括:沼气计划、酒精计划、秸秆能源利用计划和能源作物培育计划等。”
在2006年8月召开的全国生物质能源开发利用工作会议上,国家发展与改革委员会副主任陈德铭提出,今后15年,中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域,开拓农村发展新型产业,为农村提供高效清洁的生活燃料,并为替代石油开辟新的渠道。
综上所述,目前,中国生物质能源的产业化利用途径主要包括以下方面:沼气利用工程、农林生物质发电、生物固体成型燃料、生物质液体燃料、能源作物培育利用等。
2 中国生物质能产业发展目标
中国农村生物质能是一座待开发的宝藏。根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标,到2010年,生物质发电达到550万千瓦(5.5GW),生物液体燃料达到200万吨,沼气年利用量达到190亿立方米,生物固体成型燃料达到100万吨,生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%;到2020年,生物质发电装机达到3000万千瓦,生物液体燃料达到1000万吨,沼气年利用量达到400亿立方米,生物固体成型燃料达到5000万吨,生物质年利用量占到一次能源消费量的4%[5]。
开发利用生物质能是当前国内外广泛关注的重大课题,既涉及农业和农村经济发展,又关系到国家的能源安全。今后5~10年,中国农村生物质能发展的重点是沼气、固体成型燃料和能源作物。《农业生物质能产业发展规划》确定的主要发展目标是[6,7]:到2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户,新建大中型养殖场沼气工程4000处,生物质能固体成型燃料年利用量达到
100万吨,能源作物的种植面积达到2400万亩左右。
据统计,全世界每年通过光合作用生成的生物质能约50亿吨,相当于世界主要燃料消耗的10倍,而作为能源的利用量还不到其总量的1%,中国的利用量更是远远低于世界平均水平[8]。2005年,中国可再生能源开发利用总量约1.5亿吨标准煤(tce),为当年全国一次能源消费总量的7%(其中非水电可再生能源利用占1%),根据政府的规划目标,到2010和2020年可再生能源利用总量将达到2.7亿tce和5亿tce,分别占届时能源消费总量的11%和16%(其中非水电可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此,中国生物质能的发展利用空间很大。
3 中国生物质能产业化的发展前景
3.1沼气利用工程的发展空间
沼气的利用主要包括沼气燃气和沼气发电。目前,中国农村生物质能开发利用已经进入了加快发展的重要时期。统计显示,截至2005年底,中国农村中使用沼气的农户达到1807万多户,建成养殖场沼气工程3556处,产沼气约70亿立方米,折合524万吨标准煤,5000多万能源短缺的农村居民通过使用了清洁的气体燃料,生活条件得到根本改善[5]。中国已经建成大中型沼气池3万多个,总容积超过137万立方米,年产沼气5500万立方米,仅100立方米以上规模的沼气工程就达到630多处[10]。距离2010年预定目标的发展空间还很大。
中国经过二十多年的研发应用,在全国兴建了大中型沼气工程和户用农村沼气池的数量已位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术,还是建造、运行管理等都积累了丰富的实践经验,整体技术水平已进入国际先进行列。
沼气发电发展前景广阔,但目前还存在一些障碍,如技术障碍、市场障碍、政策障碍等,通过制定发展规划、加强技术保障体系建设、引入竞争机制,创新投资体系,研究制定促进沼气发展利用的国家级配套政策,等等。当技术、市场、政策等壁垒被克服后,沼气发展前景广阔,产业空间巨大。
3.2生物质能发电的发展前景
目前,生物质发电主要包括沼气发电、生物质直燃发电、生物质混燃发电、农林秸秆生物质气化发电、生物质炭化发电、林木生物质发电等。
生物质能源转化为电能,正面临着前所未有的发展良机:一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源价格飞涨;另一方面,各地政府顶着“节能降耗20%”的军令状,对落实和扶持生物质能源发电有了相当大的默契和热情。国家电网公司担任大股东的国能生物质发电公司目前已有19个秸秆发电项目得到了主管部门批准,大唐、华电、国电、中电等集团也纷纷加入,河北、山东、江苏、安徽、河南、黑龙江等省的100多个县、市开始投建或是签订秸秆发电项目[8]。
煤炭作为一次性能源,用一吨少一吨。而中国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大,产量很高,而且农作物是可再生资源,相对于现在电厂频频“断煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面,推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
生物质直接燃烧发电(简称生物质发电)是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算,在中国,仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨,其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外,中国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨,折合标准煤5000万吨。照此计算,预计到2020年,全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上,折合标准煤1亿吨,相当于煤炭大省河南一年的产煤量。
为保障生物质发电原料供应,在强化传统农业生产的基础上,应大力开发森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等国土资源,充分挖掘生态系统的生物质生产潜力。重点加强高效光合转化作物、速生林木与特种能源植物的培育推广,大幅度扩大生物质资源的生产规模,逐步建立多样化的生物质资源生产基地。
大力发展生物质发电正当其时。中国“十一五”规划要求:建设资源节约型、环境友好型社会,大力发展可再生能源,加快开发生物质能源,支持发展秸秆发电,建设一批秸秆和林木质电站,生物质发电装机达550万千瓦。中国可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式。其中生物质发电项目上网电价实行政府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成[11]。 作为《中华人民共和国可再生能源法》配套法规之一的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定,生物质发电项目补贴电价,在项目运行满15年后取消。自2010年起,每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,不享受补贴电价[11]。通过招标确定投资人的生物质发电项目,上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于所在地区的标杆电价。
2010年,中国生物质能产量将达到22TWh,生物质发电装机容量5.5GW,占全国总发电量的0.78%;2020年,中国生物质能产量达到120TWh,生物质发电装机容量30GW,占全国总发电量的2.6%;2010年和2020年可再生能源发电占发电总量的比例仍然较小,分别为8.63%和11.86%[12]。国家发展与改革委员会计划到2020年底将可再生能源发电的比例提升到15%~16%。
据农业部提供的数据[13],中国拥有充足的可发展能源作物,如农作物秸秆年产6亿吨、畜禽粪便年产21.5亿吨、农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过1亿吨、边际土地4.2亿公顷,同时还包括各种荒地、荒草地、盐碱地、沼泽地等。据中国科学院石元春院士估计,如果能利用现有农作物秸秆资源的一半,生物质产业的产值就可达近万亿元人民币。截止到2005年底,中国生物质发电量2GW,距离2010年的5.5GW和2020年的30GW还有很大的发展空间。作为唯一可运输并储存的可再生能源,凭其优越的先天条件,中国生物质能发电产业具备广阔的发展空间,拥有巨大的投资价值。
3.3 生物质固体燃料的发展模式
生物质固体成型燃料也是农业部今后的重点发展领域之一。农业部将重点示范推广农作物秸秆固体成型燃料,重点在东北、黄淮海和长江中下游粮食主产区进行试点示范建设和推广,发展颗粒、棒状和块状固体成型燃料,并同步开发推广配套炉具,为农户提供炊事燃料和取暖用能。
丰富、清洁、环保又可再生的生物质能源过去却没有得到重视,而被白白浪费掉。河南农业大学张百良教授分析指出,除去饲养牲畜、工业用和秸秆还田,中国每年还具有4亿吨制作成型燃料的资源可以生产1.5亿吨成型燃料,可替代1亿吨原煤,相当于4个平顶山煤矿的年产量[8]。以农作物秸秆为原料的生物质固体燃料产业规模虽然不是很大,但因目前开发程度低,发展空间仍巨大。
3.4生物质液体燃料的发展模式
3.4.1 生物液体燃料生产大国的典型模式
生物液体燃料具有替代石油产品的巨大潜力,得到了各国的重视,主要包括燃料乙醇和生物柴油。国际油价的持续攀升,提高了生物液体燃料的经济性,在一些国家和地区已经具有了商业竞争力。目前,巴西燃料乙醇折合成油价约25美元/桶,低于原油价格。2005年,巴西和美国仍然是燃料乙醇的生产大国,分别以甘蔗和玉米为原料,掺混汽油,占其国内车用交通燃料的50%和3%,比2004年分别提高6%和1%。美国在2001~2005年,燃料乙醇产量已经翻了一番,2005年最新的能源法案中又提出,到2010年燃料乙醇产量再增加一倍的目标。欧盟确定了到2010年生物液体燃料在总燃料消耗的比例达到6%的目标[14]。
目前,生产生物液体燃料比较成功的典型模式有巴西模式和美国模式。
1)巴西甘蔗-乙醇模式
巴西是推动世界生物燃料业发展的先锋。它利用从甘蔗中提炼出的蔗糖生产乙醇,代替汽油作为机动车行驶的燃料。如今巴西乙醇和其他竞争燃料相比,价格上已具有竞争性。这也是当前生物燃料业发展最为成功的典范。巴西热带地区的光照使得那里非常适合种植甘蔗。现在,巴西已经是世界上最大的甘蔗种植国,每年甘蔗产量的一半用来生产白糖,另一半用来生产乙醇。
最近几年,由于过高的汽油价格和混合燃料轿车的推广,巴西燃料乙醇工业更是得到了长足的发展。混合燃料轿车能够以汽油和乙醇的混合物为燃料,自从2003年在巴西大众市场销售后,销量节节攀升,目前已经占据了巴西轿车市场的半壁江山。在混合燃料轿车需求的拉动下,巴西燃料乙醇的日产量从2001年的3000万升增加到2005年的4500万升,已能满足国内约40%的汽车能源需求[14]。
用蔗糖生产乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未来4年中,巴西计划将新建40~50家大型乙醇加工厂。为了保证原料供应,甘蔗的种植面积也将不断扩大。
当前巴西生物燃料发展战略的成功,并不意味着巴西的蔗糖乙醇会成为世界生物燃料业未来的选择。因为即使只替代目前全球汽油产量的10%,也需要将巴西现有的甘蔗种植面积扩大40倍。巴西不可能“腾”出这么多土地用于种植甘蔗。另外,由于甘蔗的品种有强烈的地域性,巴西的技术路线在别的国家很难走得通。就连非洲、印度、印度尼西亚都无法照搬,更别说主要地处温带的中国了。
因此,巴西模式尽管取得了迄今最大的成功,但却不是未来世界生物燃料业发展的方向,更不适合地处温带、缺少耕地的中国。探索适合中国国情的生物液体燃料发展模式成为当务之急。
2)美国玉米-乙醇模式
美国是主要的燃料乙醇生产国之一,但与巴西不同,它用的不是甘蔗而是玉米。尽管有不少反对的声音,但美国燃料乙醇的日产量仍从1980年的100万升增加到现在的4000万升。目前,美国已投入生产的乙醇生产厂有97家,另外还有35家正在建设当中。这些工厂几乎都集中在玉米种植带。
玉米中用于生产乙醇的主要成分是淀粉,通过发酵它可以很容易地分解为乙醇。这正是用玉米生产乙醇的优势,但这也是人们反对的原因,因为淀粉是一种重要的粮食。2007年美国计划投入4200万吨玉米用于乙醇生产,按照全球平均食品消费水平,同等数量的玉米可以满足1.35亿人口一年的食品消耗[14]。
中国现在80%的乙醇的原料是谷类,由于原本过剩的谷物在2000年后产量快速减少,使得燃料乙醇的发展再次面临挑战[15]。玉米加工燃料乙醇业过快发展,一些地区甚至玉米主产区已在考虑进口玉米了。国家已经制定相关政策,对玉米加工燃料乙醇项目加以限制,强调发展燃料乙醇要以非粮原料为主,因为谷类供给安全问题对于拥有巨大人口的中国来说,始终应该放在首位。粮食安全始终是国家重大战略问题。中国粮食不能承受“能源化”之重。中国国情和美国、巴西不一样,其成功经验虽有可资借鉴之处,但不能照搬他们的模式。
生物液体燃料方面新技术的研发,在很大程度上取决于解决生物燃料生产的原料供应问题。目前生产液体燃料大多使用的是粮食类作物,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是从能源的投入、产出分析,利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的。因此,利用木质纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一。
3.4.2中国生物质液体燃料的产业化发展途径
中国生物液体燃料的发展已初具规模。当前,中国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程,年生产能力已达102万吨,生产成本也达到了消费群体初步接受的水平。在非粮食能源作物种植方面,中国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种,并建成了产业化示范基地,培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种,育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品种。具备了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力[16]。
1)油菜籽-生物柴油模式
中国农科院油料作物研究所所长王汉中研究员呼吁:国家应大力推广“油菜生物柴油”。生物柴油相对于矿物柴油而言,是通过植物油脂脱甘油后再经过甲脂化而获得。发展油菜生物柴油具备三大优点:一是可再生;二是优良的环保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烃,使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低,可降解性还明显高于矿物柴油;三是可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代战略中具有核心地位。
目前,发展生物柴油的瓶颈是原料。木本油料的规模有限,大豆、花生等草本油料作物与水稻、玉米等主要粮食作物争地,扩大面积的潜力不大。而作为生物柴油的理想原料,油菜具有其独特的优势。首先适应范围广,发展潜力大:长江、黄淮流域、西北、东北等广大地区都适宜于油菜生长;其次油菜的化学组成与柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可较好地协调中国粮食安全与能源安全的矛盾:长江流域和黄淮地区的油菜为冬油菜,充分利用了耕地的冬闲季节,不与主要粮食作物争地。
根据欧洲油菜发展的经验和油料科技进步的情况,王汉中预计,只要政策、科技、投入均能到位,经过15年的努力,到2020年,中国油菜种植面积可达到4亿亩,平均亩产达到200千克,含油量达到50%左右。届时,中国每年可依靠“能源油菜”生产6000万吨的生物柴油(其中4000万吨来源于菜油,2000万吨来源于油菜秸秆的加工转化),相当于建造3个永不枯竭的“绿色大庆油田”[17]。
2)纤维素-乙醇模式
在整个生物燃料领域,当前最吸引投资者的并不是用蔗糖、玉米生产乙醇,或是从油菜籽中提炼生物柴油,而是用纤维素制造乙醇。所有植物的木质部分--通俗地说,就是“骨架”--都是由纤维素构成的,它们不像淀粉那样容易被分解,但大部分植物“捕获”的太阳能大多储存在纤维素中。如果能把自然界丰富且不能食用的“废物”纤维素转化为乙醇,那么将为世界生物燃料业的发展找到一条可行的道路。
虽然因技术上的限制,目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模,但很多大的能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。最大的技术障碍是预处理环节(将纤维素转化为通过发酵能够分解的成分)的费用过于昂贵。但是,要想用纤维素生产乙醇,预处理环节无法回避。技术上的不确定性,迫使制造乙醇的大部分投资仍集中在传统的工艺--通过玉米、蔗糖生产乙醇,但这些办法无法从根本上解决当前的能源危机。为了保证能源安全,美国总统布什说,美国政府计划在6年内把纤维素乙醇发展成一种有竞争力的生物燃料。
因为发展能源不可能走牺牲粮食的道路。尽管现在技术上还存在障碍,但大部分人仍相信,利用纤维素生产燃料乙醇代表了未来生物燃料发展的方向。中国生物质液体燃料的未来也同样寄希望于用纤维素生产燃料乙醇。一旦技术取得突破,纤维素乙醇产业化发展空间巨大,产值难以估量。但是,各国的国情与能源结构不同,不能寄希望于某个方面来解决,因为任何国家都不可能单靠技术引进发展本国的生物燃料产业。因此,需要因地制宜,多能互补。
3)能源作物-生物液体燃料模式
石元春院士表示,在能源结构的历史转型中,中国发展生物质能源有很强的现实性和可行性。目前,中国对石油的进口依存度为近40%;SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中国发展生物质能源不仅原料丰富,而且还有自行培养的甜高粱、麻疯树等优良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主产品工业转化技术基本成熟且有较大的改进空间,成本降幅一般在25%~45%,且目前在新疆、山东、四川等地已取得进展[4]。
发展能源作物不会威胁粮食安全与环保。曾有专家提出能源安全和粮食安全存在矛盾。解决这个问题需要充分认识到粮食安全和能源安全有统一性,发展能源农业将是促进农民增收、调动农民种粮积极性的有效措施。粮食作物和能源作物有很好的互补性。首先,能源作物大都是高产作物,既能满足粮食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源农业开发的领域很广,可以做到不与或少与粮食争地。能源农业开发的领域,大多是利用农业生产中的废弃物,如利用畜禽场粪便、农产品加工企业的废水与废物开发能源,既能增加农民收入,又能为粮食生产提供优质肥料,是生产清洁能源、促进粮食生产、保证粮食安全和能源安全的双赢举措。
除粮食外,中国其他可用于生物质能生产的植物和原料还有很多,如甘蔗、甜菜、薯类等。广西科学院院长黄日波说,仅广西的甘蔗资源和木薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙醇的生产潜力,加起来超过2000万吨[15]。
科技部中国生物技术发展中心有关专家指出,根据能源作物生产条件以及不同作物的用途和社会需求,估计中国未来可以种植甜高粱的宜农荒地资源约有1300万公顷,种植木薯的土地资源约有500万公顷,种植甘蔗的土地资源约有1500万公顷[15]。如果其中20%~30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物,充分利用中国现有土地与技术,生产的生物质可转化5000万吨乙醇,前景十分可观。
据农业部科教司透露,为稳步推动中国生物质能源的发展,并为决策和进一步开发利用土地资源提供可靠的数据,该司决定按照“不与人争粮,不与粮争地”的原则,开展对适宜种植生物质液体燃料专用能源作物的边际土地资源进行调查与评价工作,以摸清适宜种植能源作物边际土地资源总量及分布情况[18]。
以能源作物为原料的生物液体燃料模式发展潜力巨大,将是未来生物质能源发展的方向之一。
4) 林木生物质-生物柴油发展模式
利用中国丰富的林木生物质资源生产生物柴油,将薪炭林转变为能源林,实现以林木生物质能源对油汽的替代或部分替代,探索兼顾能源建设和生态环境建设的新模式,实现可再生能源与环境的可持续发展。开发林业生物质能产业是林业的一个很有潜力的新产业链,既是机会,也是创新,不仅具有巨大潜力和发展空间,更是林业发展新的战略增长点。
“森林具有可再生资源的属性。林业是天然的循环经济。生物质能技术是林业发展的新契机。”专家研究指出,中国生物质资源比较丰富,据初步估计,中国仅现有的农林废弃物实物量为15亿吨,约合7.4亿吨标准煤,可开发量约为4.6亿吨标准煤[19]。专家预测2020年实物量和可开发量将分别达到11.65亿吨和8.3亿吨标准煤。中国现有木本油料林总面积超过600多万公顷,主要油料树种果实年产量在200多万吨以上,其中,不少是转化生物柴油的原料,像麻疯树、黄连木等树种果实是开发生物柴油的上等原料。
中国现有300多万公顷薪炭林,每年约可获得近1亿吨高燃烧值的生物量;中国北方有大面积的灌木林亟待利用,估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右;全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林,如正常抚育间伐,可提供1亿多吨的生物质能源原料;同时,林区木材采伐、加工剩余物、城市街道绿化修枝还能提供可观的生物质能源原料[19]。
中国发展林业生物质能源前景十分广阔。中国林业可用来发展生物质能源的树种多样,可作为能源利用的现有资源数量可观。在已查明的油料植物中,种子含油量40%以上的植物有150多种,能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前,作为生物柴油开发利用较为成熟的有小桐子、黄连木、光皮树、文冠果、油桐和乌桕等树种。初步统计,这些油料树种现有相对成片分布面积超过135万公顷,年果实产量在100万吨以上,如能全部加工利用,可获得40余万吨生物柴油[19]。
目前全国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地来种植能源植物,每年产生的生物质量可达2亿吨,相当于1亿吨标准煤;中国还有近1亿公顷的盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地,这些不适宜农业生产的土地,经过开发和改良,大都可以变成发展林木生物质能源的绿色“大油田”、“大煤矿”,补充中国未来经济发展对能源的需要[18]。国家林业局副局长祝列克介绍,“十一五”期间,中国主要开展林业生物质能源示范建设,到2010年,实现提供年产20万吨~30万吨生物柴油原料和装机容量为100万千瓦发电的年耗木质原料。到2020年,可发展专用能源林1300多万公顷,专用能源林可提供年产近600万吨生物柴油原料和装机容量为1200万千瓦发电年耗木质原料,两项产能量可占国家生物质能源发展目标30%以上,加上利用林业生产剩余物,林业生物质能源占到国家生物质能源发展目标的50%以上[19]。
可见,林木生物质能源的发展将逐步成为中国生物质能源的主导产业,发展空间巨大,前景广阔。
4 结 语
国家已出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》及相关产业政策,明确提出“因地制宜,非粮为主”的发展原则,发展替代能源坚持“不与人争粮,不与粮争地”,要更加依靠非粮食原料。从大方向来看,用非粮原料能源替代化石能源是长远方向,例如薯类和纤维质以及一些植物果实来替代。为避免粮食“能源化”问题[20],必须开发替代粮食的能源原料资源。开发替代粮食资源,如以农作物秸秆和林木为代表的各类木质纤维类生物质,及其相应的生物柴油和燃料乙醇生产技术,被专家们认为是未来解决生物质液体燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物质能源将成为未来能源重要组成部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物质能源,主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。
有关专家也对生物质能源的发展寄予了厚望,认为中国完全有条件进行生物能源和生物材料规模工业化、产业化,可以在2020年形成产值规模达万亿元。
虽然生物质能源发展潜力巨大、前景广阔,并正在逐步打破中国传统的能源格局,但是生物质能的产业化发展过程也并非一帆风顺,因为生物质原料极其分散,采集成本、运输成本和生产成本很高,成为生物质燃料乙醇业的致命伤,若不能妥善解决将可能成为生物质能产业发展的瓶颈。
生物质能的资源量丰富并且是环境友好型能源,从资源潜力、生产成本以及可能发挥的作用分析,包括生物燃油产业化在内的生物质能产业化开发技术将成为中国能源可持续发展的新动力,成为维护中国能源安全的重要发展方向。在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程也将成为中国利用生物能源发电的新趋势。从环保、能源安全和资源潜力综合考虑,在中国推进包括以沼气、秸秆、林产业剩余物、海洋生物、工业废弃物为原料的生物质能产业化的前景将十分广阔。
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篇7
生物燃料主要是指以生物质为原料制取的燃料乙醇和生物柴油。生物燃料的发展动因,一是源于国家石油安全的需求,即作为汽油和柴油的替代能源,以达到缓解石油过度依赖进口的危机;二是源于国家环境保护的需要,利用生物燃料的清洁性降低机动车污染物排放。燃料乙醇是指用玉米、木薯、甘蔗、甜高梁以及农作物秸秆等生物纤维制取的液体燃料;生物柴油是指用废食用油、油料植物(麻疯树、黄连木等)和油料水生植物(藻类)等为原料制取的液体燃料。生物燃料可直接与汽油或柴油按一定比例混合后作为汽车动力燃油使用,起到替代汽油和柴油的作用。而汽车用汽油和柴油在我国交通部门油品消费中占很大比例,因此,生物燃料替代潜力的分析和研究将主要围绕汽车用油展开。
燃料乙醇(俗称酒精),以玉米等农作物或秸秆为原料,经发酵、蒸馏而制成,生产工艺技术成熟。燃料乙醇以10%比例与汽油搀和作为汽车动力燃料(E10),在减少汽油消耗的同时,还能有效改善油品的使用性能和降低汽车尾气污染。国家汽车研究中心的实验结果表明,汽车使用燃料乙醇汽油,其动力性能基本不变。从机理上讲,汽油加入10%燃料乙醇后热值降低3%,但含氧量增加3.5%,可将原汽油不能完全燃烧的部分充分燃烧,从而保证其动力性能,使总体油耗持平。美国的研究结果表明,E85高比例燃料乙醇汽油与传统汽油相比,前者辛烷含量低28%,但能源利用率高于后者;前者每公里耗油量是后者的85%,温室效应排放量只是后者的75%,每升造价也低于后者近0.80美元。
生物柴油的生产方法有化学法、生物酶法和工程微藻法三种。我国生产普遍采用化学法,即利用酯交换反应,通过去掉植物或动物脂肪中的甘油分子制取生物柴油。一旦甘油分子从植物油或动物脂肪中除去后,生物柴油的分子成分与石油柴油相似,可以直接用于任何柴油发动机,而不需要对发动机作任何更改。江苏工业学院精细化工重点实验室研究了生物柴油与O#柴油的调和油性质,结果表明,生物柴油与我国僻柴油的主要性能指标相接近(除闪点外)。美国科学家的大量试验结果显示:生物柴油作为车用替代燃料,其排放指标可满足欧洲Ⅱ和Ⅲ排放标准。英国能源技术支持单位(ETSU)还对生物柴油与柴油进行全生命周期的C02排放研究,结果表明,生物柴油的全生命周期CO2排放仅仅为柴油的1/5左右。燃料乙醇汽油与纯汽油的全生命周期排放比较结果是:燃料乙醇在CO、CO2的排放方面低于汽油,而Nox、CH4排放相当于或略高于汽油。由此可看出生物燃料的清洁性。
二、国内外生物燃料开发利用的现状
生物燃料生产和应用在国际上已呈高速发展趋势,发展燃料乙醇产业已成为各国政府调控农产品供需矛盾、解决石油资源短缺以及保护城市大气环境质量的重要措施。巴西始终处于燃料乙醇发展的领先地位。目前巴西国内有400万辆汽车使用纯燃料乙醇,其他车辆使用25%的乙醇汽油。美国1/3汽油中掺100k的燃料乙醇,美国总统布什希望到2025年用燃料乙醇取代3/4的进口石油,2030年燃料乙醇将占美国运输燃油消费总量的20%。法国自2006年秋季开始使用B30乙醇汽油车辆,2007年E85高级乙醇汽油正式面市,目前生物燃料占所有燃料的比重只有1.25%。法国政府的目标是,2008年使生物燃料比重提高到5.75%,2010年达到7%,2015年达到10%。印度政府规划,2011-2012年间,实现生物柴油替代20%的石油柴油。美国每年销售20亿加仑的生物柴油,占普通柴油消耗量的8%。由于生物柴油更容易与柴油混合,因此随着柴油车的发展,生物柴油将有更大的应用规模。目前德国1/3的新增汽车为柴油车,几乎所有的出租车都是柴油车。奥地利则接近50%。欧洲每两部新增车辆中有一辆柴油车。目前德国大众和奔驰汽车等多家公司,已经在巴西和美国等国家推出多种利用生物燃料的车型,以迎合市场的需求。
我国目前已成为全球第三大燃料乙醇生产国,排名第一和第二的分别是巴西和美国。我国政府批准建设的四家以消化玉米陈化粮为主的燃料乙醇生产企业,2006年生产能力达163万吨。车用燃料乙醇汽油扩大试点工作在9个省的27个地市开展,车用燃料乙醇汽油销量达到1000万吨左右,占全国汽油消费量的20%左右。广东首条以木薯作原料的燃料乙醇生产线也在清远落户,而盛产糖蜜和木薯的广西也正计划在南宁和贵港兴建两个乙醇燃料生产基地。此外河南天冠集团年产3000吨的生物质纤维乙醇生产项目已在镇平县奠基,这是国内首条千吨级利用生物质纤维生产燃料乙醇的产业化试验生产线。但是要实现大规模的工业化生产,还有很长一段路要走。
此外,我国生物柴油也开始进入了准备推广阶段。海南正和公司在河北已开发了11万亩黄连木种植基地,每年可产果实2-3万吨,可获得生物柴油原料8000-12000吨。该公司计划在此基础上建立年产生物柴油5-20万吨的炼油化工厂。海南正和公司在河北邯郸建成年产l万吨的生物柴油工厂。四川古杉集团建成年产3万吨生物柴油工厂。福建源华公司建成年产3万吨的生物柴油工厂。北京等省市也已经建成一定规模的生产线。上述这些生产线目前均是利用垃圾油或植物油脚、餐饮废油等为原料生产生物柴油。2005年我国的生物柴油生产关键技术研究取得重大进展,产品各项指标达到美国ASTM6751标准,使用性能良好,完全能够作为柴油内燃机燃料。在今后5年内,我国将建成年产2-5万吨规模的生物柴油产业化示范工程。
我国政府非常重视替代能源问题,《可再生能源法》中明确指出国家鼓励生产和利用生物质液体燃料。国家发展改革委、财政部关于加强生物燃料的通知中强调:发展生物燃料涉及原料供应、生产、混配、储运、销售以及相关配套政策、标准、法规的制定等各个方面,业务跨多个部门,是一项复杂的系统工程。因此,应按照系统工程的要求统筹规划。根据国情,政府要求积极稳妥地推进生物燃料产业的发展,走“非粮”路线,不与农业争地。生物燃料发展在我国不仅具有石油替代作用,而且对解决粮食深加工转化、稳定粮价和提高农民收入以及减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面都具有十分重要的意义,还能创造许多新的就业机会。因此,推广使用生物燃料必将成为中国可持续发展的一项长期战略。
生物燃料作为替代燃油具有节能、环保的优势,但是要积极稳妥地发展生物燃料,许多问题仍值得深入研究和探讨。需要关注最多的问题是:未来我国生物燃料究竟有多大发展潜力,发展生物燃料的资源保障性如何,生产的技术经济性如何,以及汽车利用这种替代燃油的技术适应性和社会需求性如何。针对这些重要问题,本研究利用中国能源环境综合政策评价模型的
技术模型(IPAC-AIM),从我国社会发展、能源需求以及环境制约条件下对生物燃料的需求端,以及从生物燃料生产的资源开发和制取技术的生产供应端,全面分析生物燃料作为车用替代燃油的发展潜力问题。
三、对生物燃料开发利用的评价
1、生物燃料开发的资源保障性评价
我国生物质资源非常丰富,可供生物燃料制取的资源种类将随着今后不同的生产阶段而改变。目前,我国燃料乙醇处于小规模生产阶段,主要利用玉米陈化粮为原料。若按10%乙醇汽油计,我国年燃料乙醇需求量在480万吨左右,根据1吨酒精消耗3.2吨玉米量估算,需用玉米量约1536万吨,可是我国每年大约只有400-600万吨玉米陈粮。由此看来,玉米燃料乙醇的发展因受玉米陈化粮资源的限制而不能持续。当陈化粮用完后,燃料乙醇生产将逐步转向利用其他经济作物,如甜高梁、木薯等作原料,并且作为调节粮食市场供求的一种手段,将燃料乙醇生产纳入到饲料生产中。因为燃料乙醇在生产过程中只消耗粮食中的淀粉,同时对蛋白质等其它营养物质是一个浓缩过程,也就是说,是优质高蛋白饲料(DDGS)的生产过程。国家可以通过宏观调控和市场机制,将部分饲料粮先生产燃料乙醇,然后将其副产品(优质高蛋白饲料)放回饲料市场。
粗略估算,我国每年饲料用玉米大约有8000-10000万吨,其中加工成现代混合饲料的玉米用量占50%(周立三,2000)。如有计划地从饲料粮中拿出15%,先生产500万吨燃料乙醇,同时联产500万吨DDGS饲料投放饲料市场,它的饲养价值(优质蛋白质总量)与1500万吨粮食相比,不但不会减少,反而得以增加。这种将燃料乙醇生产与饲料生产综合利用的协调发展形式,扩大了燃料乙醇的资源潜力。另外,积极种植不与口粮争地、争水的高产、耐旱、耐盐碱的经济作物,如甜高粱、木薯、甘蔗等,也可为生产燃料乙醇开发更多的原料资源。有专家估计,利用易改造的盐碱地种植甜高梁,可以提供年产4000万吨燃料乙醇的原料。在不远的将来,通过生物质纤维(秸秆和薪柴等)生产燃料乙醇技术,可以为大规模燃料乙醇生产提供取之不尽的生物质资源。根据粗略估算,我国每年来自农业废弃物的秸秆可利用量约6亿吨,如果利用其中的50%制取燃料乙醇,按照7-8吨秸秆生产1吨燃料乙醇计,可以提供年产3700万吨燃料乙醇的原料。
从我国生产生物柴油的资源情况看,由于受原材料价格的影响,现阶段较适合作为制取生物柴油的原料主要有酸化油、地沟油和泔水油。有关资料显示,我国每年消耗植物油1200万吨,直接产生油脚酸化油250万吨,大中城市餐饮业产生地沟油200多万吨,这些油品的价格基本在2000-3000元/吨左右,是目前我国生物柴油生产的主要原料。价格高于4500元/吨的原料油如菜籽油、棉籽油、大豆油基本不在现阶段考虑之内。木本油脂植物如麻疯树、黄连木、文冠果等,尚处于试点培育阶段,只能作为未来几年后的生物柴油原料。粗略估计,如果利用非农业和林业规划用地的无林地和退耕还林地(约6700万公顷)种植油脂植物,按种植黄连木或麻疯树计算,以每公顷油料林出油1-5吨计,则可生产生物柴油近亿吨。此外,我国约有5000万亩可开垦的海岸滩涂和大量的内陆水域可以发展工程藻类资源。按照美国可再生能源实验室运用基因工程等现代生物技术开发出含油量超过60%的工程藻类,若按每亩生产2吨以上生物柴油计算,我国未来的工程藻类也可提供制取数千万吨的生物柴油原料。
综上所述,我国未来的资源潜力可提供5000-8000万吨左右的燃料乙醇。燃料乙醇原料的利用路线为:近期利用玉米陈化粮,之后开发经济作物,中远期则利用农林生物质资源。生物柴油原料的利用路线为:近期利用废油,中期开发油料植物,远期则发展工程藻类。总体看,我国生物燃料资源可以满足未来大规模开发利用生物燃料的需求。
2、生物燃料生产的技术经济性评价
从以玉米为原料制取燃料乙醇的技术经济性看,由于玉米原料价格偏高,生产1吨燃料乙醇需3.3吨玉米,仅原料成本就达4620元(1吨玉米价格1400元左右),企业在国家每吨补贴1600元基础上可保本获微利。需要提及的是,国家对燃料乙醇的补贴是一种多赢之举。因为,加入WYO后,我国政府将粮食出口补贴改为对粮食加工生产企业的补贴,因此,对燃料乙醇的补贴不但是国家对燃料乙醇产业的支持,也是国家带动粮食生产和农民增收,同时创造大量就业机会的措施。有专家估算,按我国每年生产400万吨燃料乙醇推算,可拉动160亿元以上的直接消费,创造约50万个就业岗位,在生产、流通、就业等相关环节都可以给国家创造收入。以木薯等代粮作物为原料制取燃料乙醇技术正在研发阶段,其经济性好于玉米燃料乙醇,直接成本可控制在2500元/吨范围内。从长远看,燃料乙醇生产应以农林废弃物纤维质为原料。从上海奉贤2005年的“纤维素废弃物制取燃料乙醇技术”项目看,已完成的年产600吨乙醇中试示范生产线,按每7-8吨秸秆生产1吨燃料乙醇计,每吨燃料乙醇的生产成本在4300-5500元左右。从安徽丰原已经运行的秸秆燃料乙醇项目看,生产规模为5万吨/年,秸秆原料成本2100元/吨(约6吨玉米秸秆生产1吨乙醇,秸秆按350元/吨计);其他成本3800元/吨(包括酶制剂、耗水电和蒸汽及其他加工费等),总生产成本约5900元/吨。虽然目前利用秸秆纤维素制取燃料乙醇的成本高于玉米燃料乙醇,但随着技术的逐步成熟,其生产成本将会降低。另外,由于燃料乙醇具有与MTBE汽油添加剂同样的作用,所以,如果考虑到燃料乙醇的这一作用,对燃料乙醇的定位和定价来说都还有较大空间。
生物柴油的生产方法有化学法、生物酶法和工程微藻法三种,化学法是我国目前的常用方法。据不完全统计,我国万吨以下生物柴油产业化制备技术大部分采用酸碱催化间歇式化学法。由于投资少、上马快,投资回收期短,普遍为我国中小企业所接受。化学法生产中使用碱性催化剂,要求原料必须是毛油,比如未经提炼的菜籽油和豆油,原料成本将占总成本的75%。因此,采用廉价原料降低成本是生物柴油能否市场化的关键。正和公司以食用油废渣为原料制取生物柴油的经济性表明,每1.2吨食用油废渣生产1吨生物柴油,同时获得甘油50-80公斤,按当时的生物柴油售价为2300-2500元/吨估算,每生产1吨生物柴油获利为300-500元,现在,柴油价格涨到4900元/吨,更显现出生物柴油的市场竞争力。贵州省利用麻疯树果实生产的生物柴油,通过自有核心技术建设的首条年产300吨麻疯树生物柴油中试生产线,通过国家质检部门和国外大型汽车公司的指标检测,其关键指标均优于国内零号柴油,达到欧Ⅱ排放标准。
但是,上述的这些利用化学法合成生物柴油技术
还存在能耗高、生产过程产生大量废水和废碱(酸)等污染问题。为解决上述问题,人们开始研究用生物酶合成法制取生物柴油。2005年清华大学用生物酶法制取生物柴油中试成功,生物柴油产率达90%以上。生物酶法的无污染排放优点已日益受到重视,但是如何降低反应成分对酶的毒性是亟待解决的问题。工程微藻法是以富油的工程藻类为原料的生产方法。藻类的高脂肪含量可降低生物柴油的生产成本,生产的生物柴油不含硫,燃烧时不排放有毒害气体,排入环境中也可被微生物降解,不污染环境。专家评价,利用工程微藻生产生物柴油是未来发展技术的一大趋势。
由此可见,在一些具有经济性的生物燃料制取技术得到广泛应用的同时,更多的正在孕育发展的高新技术层出不穷,这种发展势头预示着我国生物燃料生产技术和产业将迎来更好的发展前景。
3、现代汽车技术利用生物燃料的可能性评价
目前,我国汽车利用燃料乙醇多采用混合燃料方式,即在不改动汽车发动机情况下以小比例与汽油混合,如燃料乙醇汽油E10(90%汽油,10%燃料乙醇)。其他利用方式有在线混合方式和双燃料方式,在线混合方式可以根据汽车发动机的工况调节燃料乙醇的比例,但需要改造汽车发动机;双燃料方式具有突出的高替代率、高热效率和高净化碳烟效果,但目前尚有问题需要解决。生物柴油与燃料乙醇一起混入车用柴油的方法,可以形成更理想的高比例含氧燃料,大幅度降低汽车的碳烟和微粒排放。由此可知,生物燃料作为替代燃料应用于汽车的关键问题,还在于混合动力汽车技术和先进柴油汽车技术的发展。
目前,采用生物混合燃料技术、具备较高燃油经济性以及低排放特性的混合动力新车型有若干多种,目前全球使用生物燃料的主要车型有:Ford FocusBioflex型;Ford Focus C-Max Bioflex型;Saab 9/5berline 2.0t Bio-Power型;Saab 9/5 break 2.0t Bio-Power型;Volvo C30 Flexifuel型;Volvo S40 Flexifuel型;Volvo S50 Flexifuel型。主要包括E85燃油混合动力车、燃料乙醇与电力混合动力车、纯燃料乙醇E100的运动概念车、满足欧4排放标准的现代柴油车技术以及在降低排放和降低油耗上有高效率的均质压燃混合动力车发动机技术,等等。虽然这些汽车技术目前在我国以及外国仍处于研发和示范阶段,但在不久的将来都将成为交通行业高效、经济、有益环保、面向未来的新型汽车技术。混合动力汽车和先进柴油车技术与生物燃料结合,是我国未来公路交通满足节能、环保需求的最佳技术选择。
四、生物燃料作为替代燃料的发展情景
1、社会经济发展对生物替代燃料的需求
伴随着国民经济的持续快速发展和居民收入水平的稳步提高,我国已进入汽车大众消费的成长期。在未来较长的成长期阶段,汽车保有量的持续快速增长,使车用燃油消耗成为我国石油消费中增长最快的部分。相比石油消费的快速增长趋势,我国的石油供应,在探明储量没有重大突破的情况下,仅能保持低速增长,无法满足国内需求的状态已成定局,并且依赖国际石油供应的比例将逐步加大,对我国石油供应和石油安全造成极大的挑战。解决这一严峻问题的战略措施是加强节能和发展替代能源,在众多车用替代能源中,生物燃料以其清洁、可再生以及低污染的优势具有很好的发展前景。
影响我国未来公路交通油品需求的主要因素包括人口发展趋势、经济发展趋势、汽车车辆和周转量增长趋势、公路交通的发展模式等等,这些因素之间的相互关系在模型中被一一构建,主要参数的设置简单叙述如下。
GDP和人口是交通运输需求的主要驱动因素。按照目前我国经济发展势头估计,将2010-2020年GDP的增长速度设置为8%。人口数2010年为13.93亿人,2020年为14.72亿人(社科院人口所)。
车辆周转量是反映公路交通需求的重要基础参数。伴随着我国经济的持续快速发展、人均收入水平的提高以及城市化的快速推进,预计在2010-2020年间,我国汽车保有量将以12%-15%的增长速度转向10%的增长速度发展,汽车保有量将比现在增长4倍。其中轿车的发展速度将高于汽车平均发展速度,估计2020年,我国人均轿车保有量约每千人75辆(接近目前世界人均水平)。依据国家交通发展规划和经济建设对公路交通服务量的需求,对公路交通周转量的预测主要考虑了车辆拥有量、车辆负荷率以及每年的运行距离等因素。预计2010年、2020年和2030年的公路交通周转量分别比2005年增长3倍、6倍和9倍。如此大的周转量增长,将导致巨大的交通油品需求量。
未来公路交通发展模式是预测未来交通油品需求量的重要参数。关于未来交通模式的设置,本研究选择了25种汽车技术,除一些正在应用的普通汽柴油客货车外,充分考虑了新型汽车技术如混合动力车、清洁燃料车、先进柴油车、电动车和地铁等技术的广泛推广应用。通过在不同情景中,对未来各种类型车辆在公路交通中所占份额以及这些车辆所消耗油品比例等重要参数的设置,作为预测未来公路交通油品需求量的重要参数。由于篇幅所限,25种公路汽车技术的市场份额设置就不一一列出。其结果是,在常规燃油发展情景中,先进的汽油车,特别是先进柴油车得到大力发展,其保有量比例将由目前的4%提高到17%;在生物燃料替代情景中,除先进的汽油车和柴油车得到大力发展外(保有量比例提高到27%),混合动力车也得到快速发展,在我国汽车保有量比例将由目前的7%增加到52%,其中,生物燃料的混合动力车将占很大比例。
2、展望生物燃料未来的发展情景
为分析我国未来社会发展中汽车对油品的需求,研究中设定了两个发展情景,即常规燃油发展情景和生物燃料替代情景,通过比较两个情景中油品的消费状况,展望未来生物燃料的发展情景。两种发展情景的定义如下。
(1)常规燃油发展情景。在此发展情景中主要考虑目前国家已有的交通节能和环境政策,如发展清洁车辆,施行欧洲汽车排放标准;发展公共交通,2020年公共交通将占公路机动车客运周转量的40%;促进柴油车发展,满足未来交通运输中客运和货运大容量的需求等;执行国家现有的生物液体燃料鼓励政策,参照车用燃料乙醇E10在我国的推广历程以及生物燃油制取技术的常规发展速度,估计生物燃料开发应用的发展趋势。即2010年燃料乙醇汽车仍处于区域化推广应用阶段,从目前的9个省市推广应用到15个省市,即全国有50%的车辆使用E10燃料;生物柴油处于技术准备阶段。2020年,继续推广E10车用燃料,车辆使用E10燃料的比例达到80%。生物柴油进入小规模应用阶段。
(2)生物燃料替代情景。此情景是在常规燃油发展
情景基础上,为满足我国能源供应安全需求、环保和气候变化需求以及可持续社会经济发展需求,在国家采取节能降耗和发展替代燃料的战略举措指导下,达到降低汽车油品需求量的目的。一方面,在发展汽车工业的同时,要降低能耗和保护环境,尽快引进新一代先进汽车;加速推广低能耗汽油汽车、低能耗柴油小汽车、混合动力汽车、清洁燃料汽车;扩大公共交通的承载比例,在轨道交通和公共交通体系完善的情况下,提高车辆运行效率,减少交通需求。另一方面,要强化推行车用生物燃料替代的扶持政策,考虑了国家可再生能源发展规划以及相关政策对车用替代燃料所产生的影响,加大投资力度,大幅度提高生物燃料的开发利用进程。对于燃料乙醇,2010年E10车用燃料在全国范围推广使用,即全国有90%-100%的车辆使用E10燃料。2020年,在使用E10燃料比例达100%基础上,进一步在使用E10燃料条件较好的省市推广使用E25车用燃料,使E25燃料车占汽油车的比例达到30%,在东北三省以及北京、天津、河北、河南、山东、江苏等连接而成的大区域内推广使用。对于生物柴油,2010年按照国家鼓励发展节能型轿车和柴油车的政策,在上海等省市示范推广使用柴油出租车和公共汽车,并要求新增的车辆也使用现代柴油车;2020年在上海、北京、广州等大城市推广使用柴油出租车、公共汽车和小轿车,并且这些车的车用燃料均使用搀和10%-20%的生物柴油的混合燃料。基于我国社会发展预测,特别是公路交通发展预测基础之上,根据对上述情景量化为模型参数的设置,应用IPAC模型对汽车油品需求量得到以下预测结果(见下表)。
在常规燃料发展情景中,未来20年,我国汽车的油品需求总量分别是2010年1.2亿吨,2020年2.2亿吨和2030年2.9亿吨。汽车以汽油和柴油为主要燃料将一直持续下去,到2030年,汽车消耗的汽、柴油占交通油品需求总量的比例仍在95%以上。因此,提高传统汽油和柴油车辆的效率和环保性能,以及提高油品质量是公路交通能源问题的重点。在2010-2020年期间,先进柴油车从早期发展阶段到推广示范阶段,柴油车辆将不断增加,柴油需求量快速增长,柴油占公路交通油品消费的比例将从45%提高到59%,需求量将达到1.7亿吨。另一方面,在国家对生物燃料的鼓励政策支持下,生物燃料在资源丰富地区得到示范和推广应用。从生物燃料总体的替代能力看,2010年至2030年在我国公路交通的油品消耗中,生物燃料的替代能力将从3%提高到5%,替代作用不十分明显。
在生物燃料替代情景中,未来20年,我国汽车的燃油需求总量分别是2010年1.1亿吨,2020年2.1亿吨,2030年2.7亿吨。在国家鼓励发展节能型轿车和柴油车政策支持下,燃油经济性高的先进汽车技术被广泛推广使用,预计2010-2020年的汽车平均百公里油耗将比2000年降低20%-40%,2010年我国乘用车的油耗量将比目前水平降低15%左右,从而使汽车油品需求总量减少。虽然汽车仍以汽油和柴油为主要燃料;但是,汽柴油的比例在逐步减小,由2010年的93%降低到2020年的89%和2030年的85%。特别是低能耗的混合动力车(包括生物燃料)的广泛推广和使用,其车辆的市场份额从2005年的7%提高到2020年的30%和2030年的52%,使石油油品消耗量逐步降低,而生物燃料比重逐步增加。由于国家鼓励开发利用可再生能源液体燃料的政策得以充分实施,2010年在全国范围内100%推广使用E10车用燃料,燃料乙醇的需求量达到670万吨;2020年,使用E25燃料车比例占汽油车的30%,燃料乙醇的需求量达到1670万吨。随着先进柴油车和柴油小轿车的推广使用,这些柴油车的车用燃料均使用搀和10%-20%的生物柴油,届时生物柴油在公路交通中替代柴油的比例将从2010年的2%增加到2020年的6%和2030年的11%。从生物燃料总体的替代能力看,2010年至2030年,在我国公路交通的油品消耗中,生物燃料所占份额将从7%提高到17%,具有相当明显的替代作用。
3、生物燃料具有相当明显的车用燃料替代潜力
综上所述,本研究利用能源研究所构建的中国能源环境综合政策评价模型中的技术模型,重点对我国未来公路交通行业的生物燃料替代问题进行了分析。在今后的10-20年中,我国快速的经济建设,对公路交通汽车拥有量以及客货运周转量有巨大的需求,从而导致成倍增长的汽车油品消耗量,对我国本已薄弱的石油供应问题造成更严重的威胁。因此,节能降耗和发展替代燃料是降低我国公路交通油品消耗量的重要战略选择。生物燃料替代情景的研究结果表明,生物燃料在我国未来公路交通中将逐步展现出很强的燃料替代能力。这种替代能力,一方面来自于完全满足大规模生物燃料生产的资源潜力,以及层出不穷的生物燃料制取的高新技术潜力;另一方面来自于先进的混合动力汽车技术,特别是生物燃料混合动力技术在我国的推广应用前景。除此之外,更重要的是,这种替代能力源于国家能源战略和可持续发展的需要。展望未来,国家鼓励开发和利用生物液体燃料的政策得以充分实施,新型生物燃料混合动力技术逐步成熟,成为高效、经济、有益环保的普遍应用汽车技术。届时,在我国公路交通中,生物燃料将发挥非常显著的燃料替代作用。本研究表明,从生物燃料总体的替代能力看,2010-2030年,在我国公路交通的油品消耗中,生物燃料所占份额将从7%提高到17%,替代车用油品的数量为700万吨(2010年)、2300万吨(2020年)和4000万吨(2030年),具有相当明显的替代能力。
五、我国生物燃料未来发展有明确的政策支持
我国政府十分重视生物替代燃料的发展,针对我国生物燃料初期发展所面临的问题,国家发改委组织相关部门研究和制定专项发展规划和一系列指导性政策,如《生物燃料乙醇产业发展政策》和《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》,财政部也在制定生物燃料的财税扶持政策。这些政策对我国生物燃料未来的发展将产生有力的支持。