生物燃料产业分析范文
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篇1
【关键词】酶技术，乙醇产业化
【中图分类号】S5
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）12-0418-01
一、农作物秸秆制燃料乙醇的需求分析
能源是人类赖以生存和发展的重要基础，随着世界不可再生能源的枯竭，加快开发利用以生物燃料为代表的可再生绿色环保生物质能源，已成为人类社会可持续发展的战略选择和发展方向。
生物质能作为第四大能源，在可再生能源中占重要地位。开发生物质能源即可以补充常规能源的短缺，也具有重大的环境效益。
燃料乙醇和生物柴油是目前世界上应用最为广泛的两种生物燃料。继美国和巴西之后，中国已经成为全球第三大燃料乙醇生产国。但是，粮食安全问题限制着我国燃料乙醇产量的增加。
乙醇燃料技术是利用生物技术（包括酶技术）把生物质转化为乙醇液体燃料的过程。目前，乙醇生产过程中主要以淀（主要是玉米）和糖蜜原料为主，但其因为伴随粮食主要是玉米的价格连年上涨存在生产成本走高，生产企业面临持续亏损的问题。“十一五”期间，我国的燃料乙醇生产，利用玉米新粮在生产原料里的比冽已经上升到了80-90%左右，若进一步发展会造成“与人争粮”、“与粮争地”的问题。
为了能够提高我国在新的资源竞争领域内的优势，尽快实现非粮燃料乙醇产业化已势在必行。结合我国资源匮乏的国情，在国内发展非粮燃料乙醇更加具有现实意义。因此，我国政府和企业迫切需要开发和建设玉米秸秆、木薯和甘蔗渣等非粮乙醇燃料产业。“十一五”末期，乙醇汽油已经占我国汽油消费量的70%，形成以“非粮”原料为主、以技术进步为动力、经济效益为中心、缓解能源供应紧张压力和保护环境为目的的生物液体燃料产业链是当务之急。
据国家权威部门统计预测，到2020年，我国将生产生物乙醇（含下游产品）2300万吨、而我国实际晴况定位的重点产品按重要性依次为：燃料乙醇、成型燃料、工业沼气、生物塑料和生物柴油。
据测算国家统计部门测算，“十一五”期间，我国农作物播种面积约1亿公顷，每年仅农作物秸秆有7亿吨，其中2亿吨被作为农村燃料消耗。若将其余5亿吨用来生产乙醇，可产7000万吨乙醇。再加上木材、制糖、造纸工业下脚料和城市废纤维垃圾，总计可得乙醇8500万吨，比全国汽油消耗总量还要多，生物质可再生能源开发利用空间巨大。
以秸秆为原料生产乙醇的成本低于用粮食发酵，原料来源广泛.秸秆发酵生产乙醇可有效解决原有的以粮食为原料的乙醇生产中遇到的价格和资源瓶颈问题。
二、辽宁农作物秸秆资源的现状分析
辽宁是个农业大省，秸秆类农作物种植面积广泛，较多。作为可再生资源用来生产生物质燃料乙醇的秸秆量大质优，非常适宜推广，燃料乙醇作为汽车燃料生产行业适用地区广泛，产业链长，无任何污染，有利于保护环境，有益于农民增收致富，调整能源消费结构，增加非化石能源比重。促进可循环经济的持续发展。
2011年辽宁省粮食作物播种面积为4754.7万亩。其中，玉米3163.2万亩，水稻964.7万亩，保守估计玉米平均亩产1000斤，水稻平均亩产800斤，全省当年所收获的秸秆产量达3000万吨以上。
辽宁省作为农业大省之一，长期以来作为主要农村生活能源的农作物秸秆已成为占用一定的农田面积，常年堆积的废弃物，而被就地焚烧，尤其是在省内的主要粮食产区，焚烧秸秆成为普遍现象。不仅浪费了大量的资源，而且严重污染了大气环境，制约了农村经济可持续发展。因此在我省发展农作物秸秆原料生产乙醇就显得尤为重要。
直观来看，发展秸秆原料生产乙醇产业的有着显著的经济意义和社会意义。首先，秸秆原料资源是一种可再生资源，能够获得持续的供给安全保证。其次，以秸秆生产燃料乙醇可减少食物和饲料生产对土地的需求的长期矛盾，彻底解决“与人争粮”、“与粮争地”的问题。再次，以生产秸秆原料乙醇等生物制燃料时所造成的二氧化碳气体排放较少，对环境影响更小，是国际发展的先进趋势，并逐渐成为全球碳交易的内容。同时，秸秆为原料生产乙醇也是当前辽宁调整产业结构，发展新兴产业的一个方向；为营造新兴经济产业链，发展地方产业丰厚度提供的机遇。并且，秸秆类农产品的深度加工和应用也为省内当地农村人口提供就业机会。
三、辽宁农作物秸秆制燃料乙醇的经济价值分析
目前，我国以粮食为原料生产燃料乙醇的成本约为6000元左右/吨，国内试验性生产的秸秆制燃料乙醇约为7000元以上/吨，相比之下秸秆制燃料乙醇由于工艺、科研攻关的能力限制，距离产业化仍有较大差距。
依据国外公开报道，2007年加拿大Logen公司利用酶加工麦秆，从一顿原料可生产约300升乙醇。该公司的工业化生物乙醇燃料加工装置，乙醇生产成本约合430美元/吨。
以此对比分析，若秸秆按每千克0.12元征收，乙醇燃料的秸秆原料价格可按照150-200元/吨估算。如采用加拿大Iogen公司的技术，每吨秸秆可生产300升乙醇，推算的每吨乙醇产品的原料成本为600-800元。与我国目前的粮食乙醇燃料生产工艺相比，每吨产品的原料成本要低2500元以上。2011年，国内90#汽油的平均零售价格为8000元/吨左右，而以Iogen公司在加拿大的每吨燃料乙醇生产成本折合成人民币为3650元左右；如果在中国生产，各方面的成本将会更低。加上国家对秸秆制燃料乙醇的优惠政策，该项目经济效益将十分可观。
综上所述，秸秆制燃料乙醇生产技术在国际上完全成熟，正处于产业转化阶段。随着关键技术不断突破与完善，秸秆制燃料乙醇生产成本有显著的下降空间为未来的发展提供了重要的实践平台和技术支撑，并将进一步推动秸秆制燃料乙醇产业化发展。
目前，我国的“十二五”规划把能源产业结构转型和升级列入的重要地位，积极发展替代可再生能源，将有利于我国实现循环经济可持续化发展战略的目标。
篇2
专家表示，在目前国际油价高企、国内减排压力剧增的背景下，加快生物质燃料乙醇产业的发展势在必行，而推进纤维素燃料乙醇技术将为燃料乙醇产业摘掉“与民争粮”的帽子。
一、“高油价”时代的新秀
4月15日纽约原油期货价格报收于每桶108.11美元，上涨0.9％。“高油价”时代迫切呼唤燃料替代品的出现。同时，我国提出在“十二五”期间要将我国非化石能源占一次能源消费比重提高到11.4％，主要污染物排放总量减少8％至10％，在核电大规模开发面临安全性质疑的今天，包括燃料乙醇在内的生物质能的开发提速存在必要性。
燃料乙醇产业是当前可行性最高的液体燃料替代方案，在普通汽油中添加10％的燃料乙醇，所形成的乙醇汽油具有的能量利用效率高、尾气排放污染少等优点。截至目前，中国十个省区正在施行这种方式，年消耗乙醇汽油1700万吨，占中国汽油消耗总量的20％以上。
相比较电动汽车，在车用汽油中添加燃料乙醇的方式要容易操作的多，不需要对汽车的动力系统做大规模的改装升级，就能降低对化石能源的依赖，这也决定了燃料乙醇利用在环保领域存在着巨大的市场空间
燃料乙醇产业曾因可能影响粮食安全而引发争议，对此，中粮集团生化能源事业部总经理岳国君表示，目前我国燃料乙醇产业消耗粮食所占比例仅为0.8％，远没有白酒企业消耗得多。
据了解，中粮生化事业部探索发展“非粮”燃料乙醇生产技术取得进展，广西中粮生物质能源有限公司已成为以木薯为原料、年产20万吨燃料乙醇的“非粮”燃料乙醇工厂。数据显示，2010年我国的燃料乙醇产量约为173万吨，其中20万吨为木薯制成。
二、有望消除“与民争粮”
专家分析：提取燃料乙醇的原料正在由最早的玉米、小麦等富含糖分的粮食作物逐渐向玉米秸秆等富含纤维素的农林废弃物过度，一旦从纤维素转化为乙醇的技术成熟，我国燃料乙醇产业将进入发展快轨，“与民争粮”的问题将彻底解决。
目前，中粮集团与国内外知名大学和科研机构合作，正在攻克将纤维素转化为2代燃料乙醇的新技术。技术一旦成熟，各种农作物秸秆都可以用来生产燃料乙醇，这对于我国能源结构调整和农业产业化的推动都会产生巨大影响。据估算，中国每年产生大约6亿吨农业废弃物(主要是秸秆)，除了用于饲料和还田之外，还有2亿吨可以被用来生产4000―5000万吨纤维素乙醇，这几乎等于目前中国汽油总消耗量的60％～70％。
篇3
河南省拥有发展生物质成型燃料产业的基础条件，且已初具规模，经济效益整体显著，市场投资热情高涨，但也存在原料收集困难、生产能力过剩、市场营销意识不强以及政府重视不够等问题。为此，企业层面应注意经营战略模式、原料供应模式和市场营销策略等，政府层面的政策取向应注意激励和规范并重。
关键词：
生物质成型燃料；河南新能源产业
研究表明，生物质成型燃料在锅炉中燃烧时，黑烟少，火力持久，燃烧充分，排放的飞灰少，碳化物、氮化物和硫化物都远比煤低，而且其生产以农林剩余物为原料，可谓“取之不尽、用之不竭”，逐渐受到世界各国的重视。作为农业大省和新兴工业大省，河南具有发展生物质成型燃料产业的基础条件。探讨其发展，对于缓解环境压力和建设美丽河南意义重大。
一、河南省的基础条件
作为产业链的两端，资源与市场是产业发展的基础。对于生物质成型燃料产业发展的资源条件，既要了解农林业生产情况，也要进行资源总量估算及潜力分析。对于其发展的市场条件，着重要了解市场容量的大小。因为该燃料是对秸秆、薪柴和煤炭等传统能源的替代，替代水平无法直接估计，只能通过传统能源现实消费量和发展趋势来间接反映市场容量。
（一）资源条件河南是农业大省，根据全国土地面积普查，河南耕地面积为819.2万公顷，仅次于黑龙江和四川。近8年来，该省农业种植面积一直维持在678.4万公顷之上，2014年为474.67万公顷。农业基础设施的不断完善和农业科技专项的顺利实施，使占种植面积80%以上的粮食和油料产量呈逐年递增的趋势，2014年分别达到了5772.3万吨和584.3万吨。这些都为生物质成型燃料产业的发展提供了良好的资源基础和重要保证。河南人均森林面积仅为全国平均水平的1/5，人均森林蓄积仅为其1/7，但分布集中、以商品林为主。这为林业“三剩物”的采集提供了一定便利条件。根据2014年河南省农作物产量、果树树枝产量以及林业生产情况，参考有关学者提出的谷草比和折算系数（见表1和表2）测算，2014年河南农林剩余物资源总量约为11933.77万吨。一般情况下，生产1吨生物质成型燃料约需农林剩余物1.1吨。按此计算，资源总量可供生产10848.88万吨生物质成型燃料。从发展趋势看，1995年～2014年，河南农林剩余物资源总量稳步增长，年均增长率约3.16%，特别是在实施农业税免除政策的2006年，资源总量从2005年的8189.62多万吨陡增至9241.92多万吨。不难看出，尽管工业化、城镇化和现代化的步伐在加快，但河南农林剩余物资源潜力巨大。
（二）市场条件就生活用能而言，经粗略估计，2014年河南农村居民秸秆和薪柴的消费量折合标准煤约为550.31万吨，煤炭消费量折合标准煤约为307.77万吨，上述3种能源消费量合计可达858.08万吨标准煤。对于生物质成型燃料产业而言，这个数字意味着巨大的市场空间。2014年，河南农村能源商品化率和优质化率分别为50.08%和21.87%，较1995年均有大幅提高，特别是在2004年之后二者就呈现出快速增长的局面（见图1）。可见，随着社会经济的发展，河南农户能源消费更加追求便捷和清洁。在农村生活能源消费结构发生深刻变化的过程中，生物质成型燃料产业应该有所作为。2014年，河南生产用能中煤炭消费量为23645.04万吨，大部分被用于加工转换。基于1995年～2014年的数据，预计到2020年，河南该部分煤炭消费量将达到55476.07万吨，相当于2014年的2倍还要多。面对庞大的现实消费量以及迅猛的增长，环境压力可想而知。随着生态环境建设进入政府绩效考核体系，河南加快了工业锅炉的拆改步伐，2014年更是在全省范围内实施“蓝天计划”工程。在工业锅炉改拆过程中，天然气价格昂贵且往往压力不够，生物质成型燃料必将占有一席之地。
二、现状与问题
（一）现状1.产业规模初步形成。目前，河南已有十余家规模较大的生物质成型燃料生产企业，年生产能力超过150万吨，销售量在100万吨左右。其中，注册资金1000万元以上的有5家，年生产能力均超过10万吨。这些企业重点分布在南阳、商丘和郑州。南阳和商丘的企业多属于资源导向型；郑州的企业多属于市场导向型。2.经济效益整体显著。实地调研发现，河南大多数企业经营良善，产品除了满足本省场外，在湖北、河北、安徽和陕西等周边省份也有一定的市场。受访企业一般都有10%以上的成本利润水平，部分企业甚至会达到25%左右的回报。3.市场投资热情高涨。随着各地治污力度的加大以及燃煤锅炉的改造，市场对于生物质成型燃料前景普遍看好，投资热情日益高涨。
（二）存在的问题1.原料收集困难。农村青壮年劳动力纷纷出外打工，留守在家的老年人根本不愿或者无力对秸秆进行收集，使雇工成本不断上涨，生产企业难以承受。另外，小地块的土地家庭经营模式不利于机械化收获和大包捆扎，严重影响了原料收集的效率。2.生产能力过剩。大多数的加工基地生产能力在1万吨以上，但实际上生产销售量都在0.7万吨左右，存在着生产能力过剩的现象，这与企业低水平重复建设有关。一些企业缺乏项目论证，片面追求效率，颠倒了效率与效益的关系。市场需求饱满的情况下，效率与效益是一致的，高效率会带来高效益；在市场需求不足的情况下，效率与效益是对立的，高效率不一定会带来高效益。3.市场营销意识不强。首先，出于规模效益考虑，企业缺乏到农村中推广的热情，这一庞大的市场被忽略。而在瑞典、芬兰、德国等欧洲国家，超过半数的生物质成型燃料为居民生活使用，主要用于供暖系统。其次，企业营销手段单一，缺乏积极的宣传和营销。4.政府重视程度不够。突出表现在各种能源规划还是热衷于规模大、经济效益明显的火电项目和核电项目，而对于生态环境效益更加明显的生物质能源项目着力较少，特别是对属于第二代生物质能源的成型燃料更是缺乏热情。从一定意义上说，过于重视大型能源项目，会吸引人们的注意力和大量的投资资金，从而对生物质成型燃料产业的发展造成干扰。
三、对策建议
（一）企业层面1.科学选择经营战略模式。单一化经营的企业，可借鉴分布式能源的理念，采用“公司+基地+农户”的模式。这种模式在基地层面采用小规模经营，每个基地年生产能力不超过1万吨为宜。基地是成本中心，因此，应尽量靠近原料地或目标市场；公司层面是利润中心，集中负责人事、投资、财务、技术和销售等工作，在这些方面发挥规模效应。多元化经营企业可采用市场相关型、原料相关型、技术相关型和产品再加工型4种模式。市场相关型是指企业立足当前市场，尽可能提供相关的产品和服务，从当前市场赚取尽可能多的利益。这要求企业具备相当的技术实力，一般以提供附加服务为主，如维修、检测等。其中，合同能源管理（EMC）是能源生产企业提供的最为常见的服务项目。原料相关型是指企业充分利用生产加工过程中的边角料生产成型燃料。这种模式既能减少原料收集的成本，保证原料的供应而不至于出现中断现象，又会使得边角料不至于被低价出售或浪费掉。靠近农业主产区从事粮油加工的企业或靠近林区的木材加工厂或林场可考虑此模式。技术相关型是指企业利用技术研发优势，延长产业链，从事成型燃料的生产。生产生物质成型设备或者燃烧锅炉的大型企业通过成型燃料的生产，有利于将自身技术优势发挥到最大，减少生产过程中的不稳定因素，并能及时发现技术短板。产品再加工型是指将生物质成型燃料再进一步加工，以热能的形式供应市场。该模式的优点在于最终产品形式为老百姓喜闻乐见，缺点是本来成型燃料价格就高，使用成本更高。该模式以完整产业链的联产形式较好，以便充分降低中间成本，使得最终产品价格不至于太高。2.合理规划原料供应。小型企业可采用直接收购模式或代加工模式。直接收购模式是指生产企业到农村上门收购原料或者由农户直接把原料运到企业卖掉，该模式都只能是小批量、多频次的采购，规模效应小，供应也会因为突发事件而变得不够稳定，其收集半径在10～20公里之间。代加工模式是指农户将农林剩余物运到企业加工后，再自行拉回使用，并支付企业加工费。大中型企业可采用代购点模式或原料基地模式。代购点模式是指在方圆20公里之外设置收购点，代购点负责附近区域的原料收集、保管和运输工作。代购点既可以是企业自己设置，也可以采用形式。原料基地模式比代购点模式又进了一步，是指将收购点建设成原料初加工基地，将收集来的原料在当地晾晒、挑拣和粉碎后，再运往企业集中加工。该模式可实现原料供应的规模化甚至产业化，是发展方向。3.定位高端市场营销策略。生物质成型燃料生产企业是不可能靠低价竞争的，一方面，由于原料收集困难使其生产成本居高不下；另一方面，该产品属于小众产品，市场需求量较小；热效值与生物质成型燃料相当的中档煤炭价格的持续走低，也使其没有价格优势可言。基于清洁安全能源产品的定位，在产品策略方面，企业应加大研发力度，不断提高质量，重点放在对清洁性和安全性的追求上，而不是致密性和热效值的追求上。在价格策略方面，不能完全根据热效值确定其与煤炭的比价关系，要考虑产品特性及用户需求。在渠道策略方面，应注意通过试点、代销等方式开拓农村特别是基地周边村庄。在促销策略方面，形象设计应着重围绕尊享健康快乐的生活展开，宣传的理性诉求点应突出清洁、安全和健康等方面，感性诉求点应放在对留守老人的关爱上以及对操持家务的妻子的呵护上或者对社会责任的承担上。
（二）政府层面1.完善激励政策。对于可再生能源行业，激励应是全过程的。对生物质成型燃料产业激励的范围应包括原料收集、技术研发、生产经营、用户消费等方面。考虑到财政力量有限，可将其中的原料收集和用户消费作为激励的重点。对于原料收集和用户消费的激励，都可采用直补方式给予农户；对于技术研发和生产经营活动的激励，可采用专项基金、税收优惠、银行贴息贷款和政府担保贷款等方式。关于资金来源，可考虑将每个县市设立的每年数以百万元而又使用效果不佳的禁烧基金拿出来，将焚烧秸秆的罚款也归入禁烧基金；各级政府也可将支持化石能源以及发展较为成熟的可再生能源的资金拿出一部分，用于支持成型燃料。2.规范政策。一是加强项目审批，既防止一些地方政府追求生态政绩，一窝蜂建厂，导致争原料、争市场等不良现象；也要防止一些私营企业盲目拍脑袋上马项目，造成鱼目混珠和产能过剩。二是强化补助管理，既防止将煤掺在生物质成型燃料中套取资金，也要防止多元化生产的企业通过虚假会计，将其他产品收入计入生物质成型燃料，虚增销售收入。三是强制用户购买，除“蓝天计划”要求污染企业限期拆改外，加强政府采购也是有益的支持措施。
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篇4
世界燃料乙醇产业正进入快速发展的新时期，但全球粮食价格的持续上涨引发燃料乙醇和粮食安全问题的广泛争议，燃料乙醇的环保性也受到质疑。中国燃料乙醇发展还处于起步阶段，关注和重视世界燃料乙醇产业新的发展动态，研究各国发展燃料乙醇的政策及其影响和作用，有利于我们积极应对世界燃料乙醇发展的影响，制定符合我国实际的燃料乙醇长期发展战略和政策措施。
一、高油价时期，各国政府推动燃料乙醇快速发展
近年来，高油价促使美国、欧盟和亚洲等国的生物燃料政策发生重大变化，大幅提高生物燃料的发展目标，同时加大政策支持力度，推动燃料乙醇产能不断扩大，产量迅速增长。2006年世界燃料乙醇产量达到380亿升，相当于全球汽油消费量的2.5%。与2000年194亿升的产量相比，2006年增长了95.9%。预计2007年世界燃料乙醇产量可达440亿升，同比增长15.8%，世界燃料乙醇的产量主要集中在美国和巴西，2006年两国产量分别达到183.8亿升和160亿升，占世界总产量的90.5%。
（一）美国超越巴西成为世界最大燃料乙醇生产国，未来十年消费量将增加五倍多
对美国这个全球最大的能源消费国来说，确保能源安全至关重要。2005年8月，美国颁布《能源政策法案》，在全国范围内实施可再生燃料标准（RFS），该标准规定燃料生产商混合生物燃料的年生产量2006年为40亿加仑（151亿升），2012年要达到75亿加仑（284亿升）。2007年初，美国总统布什在《国情咨文》中再次呼吁扩大乙醇和生物柴油的消费量，要求到2017年，替代燃料和可再生燃料的使用量增加到每年350加仑（1325亿升），将汽油使用量降低20%。2007年12月，美国总统布什签署了新能源法案，该法案规定到2020年汽车制造商必须将燃料效能提高40%，达到行业平均水平35英里/加仑，也就是每100公里6.7升。到2022年乙醇年使用量将增至360亿加仑（1363亿升）。
美国政府自1978年起就对生物乙醇生产实施各种补贴，各个州政府还另有补贴。2005年《能源政策法案》颁布后，美国政府加大了在财政方面的支持力度，对燃料乙醇销售实行每加仑补贴51美分。另外，美国联邦政府为发展可再生能源提供了16亿美元的发展基金，21亿美元的纤维素乙醇发展专项担保贷款，5亿美元生物能源和生物产品研究补贴，5亿美元发展可再生能源体系和提高能源效率的补助资金。
美国燃料乙醇的产量因此迅速增加，2004年至2006年，美国燃料乙醇产量年均增长20.2%，2007年预计产量为246亿升，同比增长33.8%。目前，美国正在运行的乙醇厂有124个，新建76个，扩建7个，产能达到245.4亿升。但是，美国燃料乙醇的消费增长快于产量的增长，2004至2006年，美国燃料乙醇消费量年均增长24.7%，2006年的消费量达到206.3亿升，同比增长34.3%。供需缺口由进口补充，主要从巴西和中美洲国家进口，2006年美国从巴西进口17.6亿升，占其进口总额的77.9%。目前，美国年消费汽油1400亿加仑（5300亿升），其中约1/3混合乙醇，大部分为E10（乙醇汽油中乙醇含量为10%），少部分为E85（乙醇汽油中乙醇含量为85%）。早在1997年，美国福特汽车公司就推出使用E85燃料乙醇的灵活燃料车（FFV），目前有超过500万辆灵活燃料汽车(FFV)在美国销售。
（二）巴西燃料乙醇最具竞争优势，为世界最大的燃料乙醇出口国
20世纪70年代的两次石油危机给正在快速发展的巴西经济造成了沉重打击，为实现能源自给，巴西政府于1975年开始强力实行“国家燃料乙醇计划”，此后不断扩大燃料乙醇生产目标，并相继出台全国推广使用燃料乙醇的强制性法规和鼓励生产和使用的优惠政策。
早在1931年，巴西首次制定推动燃料乙醇使用的法规，规定在所有出售的汽油中混合至少5%的乙醇。1975年实施国家燃料乙醇计划后，巴西政府对汽油中混合乙醇的比例进行了多次调整，从1979年的15%提高到1998年的24%，自2002年以来，规定在20―25%的范围内浮动。目前，巴西汽油中混合乙醇的比例在世界上是最高的。为鼓励农业综合企业生产燃料乙醇，巴西政府提供专项低息贷款；为鼓励发展乙醇汽车，对购买乙醇汽车和使用可再生燃料实行税收优惠政策；实施燃料乙醇发展计划初期，为鼓励使用乙醇汽油，巴西政府对乙醇的零售价进行严格的限定，加油站出售的燃料乙醇价格比汽油价格低41%。随着乙醇生产效率的提高，成本大幅下降，市场竞争力提高，巴西政府于1999年放开了对燃料乙醇零售价的限制，让市场自由调节。2007年初，巴西国家石油管理部门公布，巴西26个州有11个州的乙醇汽油销售量超过汽油的销售量。巴西“国家燃料乙醇计划”已实施三十多年，随着燃料乙醇产业化的不断推进，所采取的上述政策和措施大多已被取消。但巴西政府保留了一个重要的政策规定，即在销售的汽油中必须混合至少20-25%的乙醇。正因为有这个强制性的规定，加上2003年以来大量灵活燃料车的市场销售，有力地拉动了燃料乙醇的需求。到2006年底，灵活燃料车已占巴西新车销售的90%。巴西燃料乙醇成功替代了40%的汽油需求，在2006年首次实现了车用燃料的供需平衡。燃料乙醇产业成为巴西经济重要的支柱产业。
（三）欧盟建立生物燃料发展目标，减免税政策推动燃料乙醇产量大幅增长
1992年原欧共体通过法律，对以可再生资源为原料生产燃料的试验性项目，成员国可采取免税政策，包括燃料乙醇都可实行税收优惠。由于税收优惠政策的推动，欧盟成员国中的法国、西班牙和瑞典开始生产和使用燃料乙醇，此后德国、荷兰等国也相继开始发展燃料乙醇工业。
对进口石油的依赖使欧盟经济极易受国际石油市场波动的影响，同时交通运输业大量使用汽油导致欧盟未能完成《京都议定书》规定的二氧化碳减排任务。为改变这一状况，2003年5月，欧盟通过《生物燃油指令》，规定到2005年生物燃料（生物柴油和燃料乙醇）的使用应达到燃料市场的2%，2010年达到5.75％。近两年油价的高位运行促使欧盟国家加大力度促进包括燃料乙醇的生物燃料发展。法国计划到2008 年实现生物燃料占总燃料的5.75%(比欧盟的目标早两年)，到2010 年达到7%，到2015 年达到10%。德国首次强制使用生物燃料，要求从2007 年起，生物柴油使用量占总燃料的4.4%，燃料乙醇占2%。2010 年生物燃料使用量达到5.75%。英国确定到2010年生物燃料占运输燃料的5%。2007年3月，欧盟出台了新的共同能源政策，计划到2020年实现生物燃料乙醇使用量占车用燃料的10%。
为促进生物燃料目标的实现，欧盟国家先后颁布了生物燃料税收减免的政策，目前已在至少九个欧盟国家开始实施，包括法国、德国、希腊、匈牙利、波兰、意大利、西班牙、瑞典、和英国，大多数税收减免政策是在2005-2006 年颁布。2006年11月，欧盟提出加大对生物燃料作物种植的扶持力度，把对生物燃料作物45欧元／公顷的补贴从17个成员国扩大到所有的25个成员国，获得直接补贴的生物燃料作物种植面积从150万公顷扩大到200万公顷。欧盟允许各成员国为多年成材的生物燃料作物提供50％的种植成本补贴，并针对新加盟的八个成员国的补贴制度期限从2008年延长至2010年。
2004-2006年，欧盟燃料乙醇的产量大幅增长，年均增长率达到44.5%。欧盟燃料乙醇的产量主要集中在德国、西班牙和法国，2006年三国的产量分别为4.31亿升、3.96亿升、2.93亿升，占欧盟总产量的70.4%。产量增长最快的是意大利和波兰，2006年分别增长987.5%和151.6%。尽管产量大幅增长，欧盟生物乙醇燃料消费量依然高于产量，欧盟2006年燃料乙醇的消费量达到17亿升，供需缺口由进口来补充，主要从巴西进口，进口量为2.3亿升，瑞典、英国和芬兰为主要进口国。
截至2007年9月，欧盟生物乙醇产能达到32.76亿升，其中法国、德国和西班牙的产能分别为11.2亿升、7.06亿升和5.21亿升，三国乙醇产能占欧盟燃料乙醇总产能的71.6%。欧盟在建产能40.16亿升，主要集中在德国、法国、荷兰和英国，分别为5.6亿升、5.5亿升、4.8亿升和4亿升，四国在建产能占总在建产能的49.6%。
（四）亚洲国家推广应用燃料乙醇的国家增多，中国和印度的生产初具规模
近年来，高油价也使长期依赖石油进口的一些亚洲国家启动燃料乙醇推广应用计划。2003年6月，日本资源能源厅决定在汽油中添加不超过3%的乙醇。2006年日本环境省制定新的环保计划，在2008-2012年日本国内50%的汽车改用E3燃料乙醇。从2020年开始供应E10燃料(酒精含量为10%)，2030年所有车用燃料都将使用E10燃料乙醇。印度于2003年启动燃料乙醇计划。按照政府规定，第一阶段北部9个邦和4个联邦区在汽油中加入5%的乙醇，由于甘蔗减产，导致计划没有完全实行。2006年11月进入第二阶段燃料乙醇计划，在20个邦和8个联邦区实行5%乙醇汽油。计划在2008年末把汽油中乙醇的比例提高到10%。印尼和菲律宾也推出了E10燃料乙醇发展目标。
中国从2001年开始发展燃料乙醇，目前中国推广E10乙醇汽油的省份从原来试点的四个扩大到九个。2005年燃料乙醇产量102万吨（13.6亿升），2006年达到144万吨（19.2亿升），成为仅次于美国、巴西的世界第三大燃料乙醇生产国。预计2007年燃料乙醇产量将达到144万吨（19.2亿升）。2007年8月，中国政府公布《可再生能源中长期发展规划》，提出发展以非粮食物质为原料的燃料，到2010年，增加非粮燃料乙醇年利用量200万吨，到2020年，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨。
在亚洲，只有中国和印度燃料乙醇生产初具规模。2006年，印度燃料乙醇产量达到2.5亿升，同比增长150%。印度具有大规模生产燃料乙醇的潜力，但须提高生产效率、降低成本。日本没有大规模生产燃料乙醇的资源条件，2007年3月，日本计划投资80亿美元购买巴西40个乙醇生产厂的部分股份。据巴西国家石油公司估计，日本每年的需求量为18亿升。
二、燃料乙醇国际贸易扩大，但缺少全球性贸易规范，并受美欧贸易壁垒的阻碍
目前，关于燃料乙醇国际贸易很难有精确的统计，因为乙醇国际贸易中，包含了燃料、工业、医药、饮料等多种用途。2005年，世界乙醇贸易从2000年的30亿升增至60亿升，约占世界乙醇产量450亿升的13%。1999-2002年，世界乙醇贸易增长35.7%，2002―2005年世界乙醇贸易增长加快，增长率达到57.9%。随着各国能源消费需求的增长和石油价格的上升，燃料乙醇作为替代能源的推广应用力度在加大。然而，除巴西以外，各国燃料乙醇生产难以满足不断增长的消费需求，美国、欧盟等国家和地区对进口燃料乙醇的需求不断扩大，巴西作为最大的出口供应国，也在加大出口力度。因此，近年世界乙醇贸易的增长很大程度在于燃料乙醇贸易的扩大。根据国际知名农产品分析机构德国的F.O.Lcht估算，2005年60亿升世界乙醇贸易中有78.3%（即47亿升）为燃料乙醇贸易。
与世界燃料乙醇产量和消费量相比，燃料乙醇的国际贸易量还很小。缺乏单一的被世界各国广泛接受的统一质量标准是限制燃料乙醇国家贸易的一个重要因素，此外，美国和欧盟为保护国内燃料乙醇工业都在设置进口关税同时给与国内生产企业大量补贴。这些重要的贸易壁垒阻碍了燃料乙醇国际贸易的发展。目前，美国在最惠国体制下对进口乙醇征收每加仑0.54美元（每升0.14美元）的关税和2.5%的从价税，而对国内乙醇和汽油混合供应商提供每加仑减税0.51美元（每升0.13美元），美国每年用于燃料乙醇的补贴费用达到70亿美元。欧盟是在最惠国体制下对进口变性乙醇和非变性乙醇（两者都可用作燃料）分别征收每立方米192欧元、每立方米102欧元。巴西是唯一作为最惠国有能力大量出口的国家。
WTO贸易谈判的议程中没有明确生物燃料的贸易壁垒问题，但由于生物燃料来自农业原料，涉及农产品贸易自由化而同样受到关注。在2006年7月的多哈谈判中，对农产品立法保护成为主要讨论问题，焦点是发展中国家要求发达国家（主要是美国、欧盟）削减农业补贴，发达国家则要求发展中国家相应开放其他领域，降低进口其产品和服务的贸易壁垒。农产品谈判失败，生物燃料的贸易壁垒问题也就没有得到解决。但多哈回合中的另一个问题是环境产品和贸易自由化，多数的讨论是如何定义环境产品和确定识别标准，一些国家同意将可再生能源产品（燃料乙醇和生物柴油）及相关产品定义为环境产品，但也有不少反对意见。
由于巴西在燃料乙醇生产上的优势，美欧日等国都在寻求与其合作，其中美国与巴西建立的燃料乙醇战略联盟备受关注。2007年3月，美国总统布什访问巴西期间，巴美双方签署了两国乙醇燃料合作备忘录，决定建立战略联盟，通过双边、第三国和全球途径合作发展生物燃料（主要指乙醇）；进行新一代生物燃料技术的研究和开发；通过建立国际生物燃料论坛和设立乙醇统一标准和规则，共同扩大全球生物燃料市场。美国和巴西希望能够为燃料乙醇的生产和销售制定标准，努力推动燃料乙醇在国际市场上的推广和使用，使燃料乙醇在未来也能够像石油一样在国际市场上销售，同时向其他有意生产燃料乙醇的国家转让生产技术。拉美地区，特别是中美洲、加勒比地区也有条件大规模生产燃料乙醇，美国和巴西融合双方的资金和技术优势在这些地区合作生产，巴西可以在今后三十年内继续保持其作为全球最大乙醇出口国的地位，而美国则可以获得稳定的燃料乙醇供应。
尽管燃料乙醇国际贸易面临质量标准、认证、进口关税等贸易壁垒限制，但燃料乙醇消费需求增长旺盛，经济上的高回报推动着美巴扩大产能的步伐，未来大规模燃料乙醇国际贸易仍是可以期待的。
三、燃料乙醇发展面临粮食安全和保护生态环境的挑战
目前，世界各国燃料乙醇生产主要以粮食和经济作物为原料，美国是以玉米为原料，巴西以甘蔗为原料，欧盟国家则以小麦和甜菜为主要原料。燃料乙醇产能的迅速扩大，势必大幅增加对上述粮食与经济作物的需求。2000年，美国用于燃料乙醇生产的玉米数量仅占其总产量的5%，2005年升至11%，2007年达到20%，预计2008年将大幅升至30%。近两年全球粮价持续大幅上涨引起国际社会普遍关注，对粮食安全和生态环境影响的质疑在2007年达到。
（一）世界燃料乙醇产能扩张对全球粮食安全产生重要影响
2007年11月，联合国粮农组织《粮食展望》，认为石油价格飙升增加了农业生产的成本，也扩大了对用于生物燃料的原料作物的需求，从而推高了农产品价格。在未来数年内，高油价和对环境问题的重视可能会继续扩大对玉米、小麦等生物燃料原料的需求。12月，联合国粮农组织发表《2007年粮食及农业状况》报告，指出如果世界农业成为生物燃料产业的主要来源，对粮食安全和环境将带来无法预知的影响。生物能源是新领域，需要给予更多的关注和深入研究，以便了解这一发展对粮食安全和扶贫所带来的影响。
2007年12月，在北京召开的国际农业研究磋商组织年会上，国际食物政策研究所(IFPRI)所长、著名农业经济学家Joachim von Braun博士发表了关于《世界粮食形势：新动力，新行动》的报告。他指出，包括收入增长、气候变化和生物燃料生产在内的新驱动力正重新定义世界粮食形势。为应对油价上涨，生物燃料作为一种能源替代产品，对世界粮食形势的变化也产生了深刻影响。强调生物燃料产量的扩大造成了粮食价格上涨。对此国际食物政策研究所根据生物燃料可能对价格造成的影响，通过计算机建模，规划出了到2020年可能出现的两个场景：场景一是假定有关国家按实际生物燃料生产计划扩大产量，那么玉米价格会提高26%；场景二是假定生物燃料的产量迅速扩大，是实际计划产量的两倍，那么玉米价格会提高72%。粮价每增长一个百分点，发展中国家食品消费支出就下降0.75个百分点。粮价上涨已威胁到粮食安全，并可能导致贫困人口的增加。随着越来越多的农田和资金投入到生物燃料的生产中，粮食和燃料之间的矛盾将不断升级。
在石油价格居高不下的大背景下，生物燃料产业的经济性已日益显现，这也是燃料乙醇在一些国家不断扩张的动力。目前，美国以玉米为原料生产燃料乙醇的成本约为0.56美元/升；欧盟以小麦为原料生产燃料乙醇的成本约为0.75-1.27美元/升，以甜菜为原料的生产成本为0.83-1.22美元/升；巴西以甘蔗为原料生产乙醇，成本仅为0.46美元/升。而美国2007年11月汽油的零售价格已经达到3美元/加仑左右（即0.8美元/升）。因此，与目前高昂的油价相比，燃料乙醇的价格越来越具有竞争力。但如果考虑发展生物燃料对于粮价的抬升作用，燃料乙醇的经济性就需要打折扣了。而且，原料价格的持续上涨也影响燃料乙醇的利润空间，因为原料占燃料乙醇成本的50-70%。只有依靠技术进步，提高生产效率，降低生产成本，才能在高油价时期保持经济竞争力。
（二）世界燃料乙醇产能扩张也使生态环境受到威胁
目前，清洁发展机制(CDM)项目咨询机构普遍测算，每吨生物燃料乙醇能够产生两吨二氧化碳减排量。因此，许多国家将发展生物燃料乙醇列为实现温室气体减排的重要途径。2007年9月，经济合作与发展组织（OECD）的报告却认为生物燃料产业的增长很可能对环境和生物的多样性产生负面影响，为了追求经济利益种植专门的生物能源作物会破坏对自然生态系统的保护。如果考虑到酸化、化肥应用、生物转化损失以及农业杀虫剂的毒性，乙醇和生物柴油对整个环境造成的影响很容易超过汽油和矿物油造成的影响。该报告的结论是：通过现有技术生产的生物燃料乙醇对于节能减排的贡献极为有限。2008年1月，英国议会环境审计委员会提出一份报告称，如果考虑到肥料、运输等因素，最终生物燃料比汽油或柴油导致更多的温室气体排放，加剧气候变化。为此，报告建议欧盟放弃为生物燃料制定的目标。报告认为，英国政府和欧盟支持生物燃料的举措过快，没有引入有效的规则和监管，以确保可持续性。1月在曼谷举行的地区生物能源论坛上，有专家对亚洲一些国家没衡量潜在风险便强制推行生物燃料的做法提出了批评。1月23日欧盟出台的一揽子能源环保方案强调，在欧盟销售的生物燃料不得来自“被认为生物多样性价值高的土地”，包括森林、湿地、自然保护区和有大量野生动物生存的草原，提出要对进口生物燃料产品实行环境认证。联合国《生物多样性公约》秘书处Ahmed Djoghlaf 博士1月在新加坡举办的环境讲座上谈到，生物燃料是否是绿色燃料仍具争议性，他深信这一问题有待进一步探讨，目前没有一刀切的解决方案，各个国家必须根据自身的情况来衡量生产生物燃料的利与弊。
（三）国际社会普遍认同的发展原则和方向
尽管面临诸多质疑甚至批评，但许多国家现行的生物燃料发展战略有其自身根源，反映了不同国家在社会经济、能源和资源环境等基础条件方面的差异。总的来说，目前国际社会认为，世界燃料乙醇产业在替代化石能源和促进社会经济和自然可持续发展方面有很大潜力，但其发展前景及影响取决于各国的发展目标和实行的政策是否符合其客观实际。
目前，国际社会普遍认同燃料乙醇产业的发展应采取以下基本原则和方向：粮食安全问题应予以高度重视和优先考虑，应加快发展纤维素乙醇等第二代生物燃料；应鼓励可持续利用生物质能源，保护草原和森林等自然生态，建立国际认证计划，其中包括温室气态的核查，以确保生物燃料符合环保标准。
四、纤维素乙醇技术创新是未来燃料乙醇发展的关键
目前工业化生产的燃料乙醇是以粮食和经济作物为原料的，从长远来看具有规模限制和不可持续性。利用秸秆、禾草和森林工业废弃物等非食用纤维素生产乙醇，不存在与人争粮的问题，并且作为一种清洁燃料，它符合我们在能源上一贯坚持的可持续发展思路。因此，以纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇是决定未来大规模替代石油的关键。
美欧日等国研究开发纤维素乙醇已有十多年，美国近年来更是加大了对纤维素乙醇发展的支持力度。2005年的美国《能源政策法案》规定，在2012年以前使市场上的纤维素乙醇的占有量达到2.5亿加仑（9.5亿升）。为实现这一目标，美国政府对率先建设纤维素乙醇生产厂将提供优惠的贷款保证，且每加仑纤维素乙醇将享受2.5倍的（51美分）免税待遇。美国联邦政府在对生物燃料生产实行优惠税收政策过程中每年减免税收约20亿美元。美国企业同时也加大了对生物能源的研发力度。2007年6月，英国BP公司宣布将在十年内投入5亿美元，与加州伯克利大学、伊利诺斯大学合作，建设世界上第一个能源生物科学研究院，重点研究纤维素燃料乙醇。经过各方的努力，美国的纤维素乙醇产业化已经进入起步阶段。目前，美国农业部和能源部共同投资8000万美元支持了三个纤维素乙醇产业化示范项目。
由于技术上的限制，目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模，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。美国和欧洲的一些企业已加快了这方面的技术研究步伐。依目前的技术发展来看，纤维素燃料乙醇在原料预处理技术和降低酶成本方面的重大突破仍然具有很大的不确定性。美国能源部预计纤维素燃料乙醇可能在2012年左右即可取得重要突破，而欧洲的一些研究机构则认为大约在2015－2020年，此外还有一些研究机构认为有可能在2025年之后纤维素燃料乙醇才能进入规模生产和市场应用阶段。
目前美国企业生产纤维素乙醇的成本在3-4美元/加仑（即0.8-1美元/升）之间。在纤维素燃料乙醇实现商业化生产之后，预计其生产成本在0.53美元/升左右，稍低于目前的玉米乙醇价格。如果玉米等粮食作物的价格继续上涨，纤维素乙醇实现量产之后的价格极具竞争力。但生产纤维素乙醇的前期投资较大，根据美国一些研究机构的测算，生产规模相同的条件下，纤维素燃料乙醇需要的投资是玉米燃料乙醇的7-8倍。
综合对生物燃料乙醇的经济性、环保性和技术可行性等方面的分析，可以看到世界燃料乙醇产业正在经历一个工业路线再选择的过程。面对国际油价日趋高涨的趋势，燃料乙醇作为石油替代能源之一，实现行业整体繁荣发展是可以期待的。但考虑到粮食安全，第一代燃料乙醇的发展将不可避免地面临瓶颈，而技术创新是突破此瓶颈的关键。
五、对中国的启示
在替代化石能源、提高环境质量和促进经济发展等目标的驱动下，世界燃料乙醇产业呈现规模持续扩大、影响日益深远、国际化程度不断提高的发展趋势。我国燃料乙醇产业尚处于起步阶段，原料结构单一，生产和使用技术落后，国家政策支持体系不完善，缺乏科学合理的产业布局和长远发展战略规划。世界燃料乙醇产业的新发展给与了我们许多有益的启示。
（一）立足国情，因地制宜解决好原料多元化问题
我国地少人多，生产燃料乙醇所需粮食和经济作物原料有很大的局限性。目前我国燃料乙醇生产以玉米为原料，占总原料的70%，原料结构单一，而且2007年我国出台的《生物燃料乙醇暨车用乙醇汽油中长期发展规划》明确提出发展生物燃料产业必须坚持非粮原料路线。因此，需要加大原料多元化的探索和实践，积极稳步推进目前以木薯和甜高粱为原料的非粮乙醇试点。
（二）加强国际合作，缩短与国外的技术差距，致力于纤维素乙醇技术创新
目前世界燃料乙醇生产技术分为三类：以玉米等为原料的淀粉类技术，以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术，以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术。对于前两种，国外技术已十分成熟，巴西的甘蔗乙醇生产效率最高，成本最具竞争优势，美国的玉米乙醇生产成本也远低于中国。中国的玉米乙醇虽以进入规模化生产，但成本偏高，木薯淀粉乙醇和甜高粱乙醇还处于试验示范阶段。中国不仅在燃料乙醇生产技术上与国外有较大差距，在燃料乙醇使用技术上如灵活燃料车的研发，燃料乙醇副产品的综合利用技术上，也落后于国外。我国应在自主创新的同时，加强国际合作，注重引进国外先进技术，提高生产和使用效率。
代表着未来燃料乙醇发展方向的纤维素乙醇，中国尝试起步较早，近年研究力度加强，有所突破，开始工业化试验。但与美欧等国相比，在纤维素乙醇开发技术上也同样存在差距。需要有足够的科技投入才能取得较快进展。因此，国家财税应重点支持纤维素乙醇技术开发，努力抢占未来生物燃料乙醇工业的技术制高点。
（三）适当进口燃料乙醇，减轻原油进口压力，关注有关国际标准或贸易规则的进展
在通过技术进步提高玉米乙醇经济性、扩大非粮乙醇产能的时期内，可以考虑从巴西适量进口乙醇。原因有两点：第一，进口巴西乙醇在经济性上优于国内的玉米乙醇。根据巴西农业部的统计资料，2007年上半年，巴西出口乙醇的平均价格为0.45美元/升（折合人民币4258.8元/吨），巴西到中国的船运费为30-50美元/吨，到岸价预计为4487.7―4640.3美元/吨，相当于原油价格在51-53美元时的汽油价，低于国内玉米乙醇5471.2元/吨的销售价格。
第二，利用进口乙醇培育市场，理顺后端销售机制，有利于今后我国自己生产的燃料乙醇进入市场，也将使国内外乙醇价格逐渐接近，等我国乙醇产品大量上市时有望与国外的乙醇产品竞争。此外，我国经济发展带来的能源消费的增长，预示着我国对燃料乙醇的需求将是长期的。美国和巴西这两个生产大国在燃料乙醇全球标准上联手应引起我国关注，在相关国际机构，如国际生物燃料论坛等为我国争取空间，以避免将来被动适应与我国利益相悖的国际标准或贸易规则。
（四）开发和利用灵活燃料车，拓展燃料乙醇产业的发展空间
巴西的实践证明，发展灵活燃料汽车可以有效扩大需求，促进燃料乙醇产业快速发展，为此，我国也应鼓励开发和利用灵活燃料汽车，加快灵活燃料汽车的研发和推广使用，并率先在乙醇汽油封闭运行的地区或城市使用灵活燃料汽车。巴西的测算表明，E25以下的乙醇汽油对现有上路的机动车发动机和油路没有任何不良影响。因此，我国也可在乙醇汽油封闭运行的地区或城市开展E25乙醇汽油试点。
（五）加强战略研究，合理规划燃料乙醇产业布局，制定和完善产业政策
篇5
关键词：河北；甜高粱；生物质能；资源潜力
本文为河北省社科联民生调研课题：“河北省发展甜高粱种养加工产业的策略研究”（201601216）研究成果之一
中图分类号：F32 文献标识码：A
原标题：河北省发展甜高粱产业的资源潜力与策略
收录日期：2017年1月18日
一、甜高粱是破解生物质能产业发展瓶颈的答案
生物质能源产业，作为新兴战略性产业在经济效益、环境效益方面具有巨大潜力。生物质能源产业的发展需要以充足的生物质能源原料供应为基础，过去生物质能源产业在国内的发展瓶颈主要就在于原料供应不足，成本过高，这主要源于我国当前生物乙醇等相关产业的主要原料来源为玉米。然而，作为畜牧养殖业大省的河北省，有限的玉米产量主要用于畜禽饲养所需，从成本和产量上无力支撑本省的生物质能产业。从河北省近年的情况来看，作为播种面积、产量前列的农作物玉米，其用途中有超过65%是用于饲料。而在相同的播种面积下，甜高粱的生物质产量远高于玉米，为玉米的2～3倍，即理论上只需要原有50%～30%的耕地即可满足现有饲料需求。在此基础上“节约”的耕地面积的生物质产出将足以支撑河北省大规模发展生物质能产业。从这一角度看，甜高粱作为当前生物质产量最高的作物之一，将是破解生物质能产业发展瓶颈的答案。事实上相对于发达国家，我国畜牧养殖业的饲料结构中粮食类过高是一种不合理的巨大浪费，对于这一问题国家已引起高度重视。在中央与河北省强调农业结构调整，调节推动粮经饲统筹、农林牧渔结合、种养加一体、一二三产业融合发展的大背景下，河北省甜高粱种养加工产业面临巨大的发展机遇。
二、我国生物质能产业的技术发展与成本困局
从当前的生物质原料利用情况来看，除了秸秆和其他废弃物直接燃烧或制造沼气发电以外，主要产出的能源产品门类有三种：生物质乙醇、生物质柴油和生物质丁醇。这三者中以生物质乙醇的生产技术与市场发育最为成熟。从原料来源方面看，生物乙醇与丁醇基本相同，主要有两类：一是目前技术基本成熟的谷物（主要是玉米）及其他淀粉源类作物（马铃薯、甘薯、菊芋、木薯等）和糖源类作物（甘蔗、甜高粱、甜菜）发酵生产；二是目前正处于技术攻坚阶段的木质纤维素转化生产。目前，工业规模利用纤维质原料生产燃料乙醇或丁醇的技术尚不成熟，其主要障碍是酶解成本过高，缺乏经济可行的发酵技术。
我国目前第一代燃料乙醇生产技术较为成熟，北方企业多以玉米为主的淀粉质原料生产，还会添加一定比例的薯干为原料，南方省份企业主要以甘蔗糖蜜发酵生产乙醇。华北、东北、西北甜菜产区则以甜菜糖蜜发酵生产乙醇者较多，约有15%的厂家采用糖蜜为原料生产乙醇。整体看我国燃料乙醇生产80%以上的原料仍为玉米。
从目前生物质能源产业发展情况看，我国当前第一代技术（淀粉或糖发酵制取乙醇）基本成熟的条件下制约发展的瓶颈主要来自于原料供给方面。2014年我国玉米均价高于美国70%，淀粉质原料生产燃料乙醇在制取成本上还难以同石油产品竞争，燃料乙醇生产仍依赖政府的优惠政策。由于生物乙醇产业发展引起的全球性粮食价格上涨趋势以及保障粮食安全，我国自2006年已开始明确限制以玉米等淀粉质原料的乙醇项目。国家对于粮食乙醇生产的财政补贴2015年已降至100元每吨并在2016年彻底终止。从目前各省对于生物乙醇调和汽油生产销售的推广实践来看，相对于石化产品生物乙醇调和汽油在成本价格方面没有优势，分销成本方面反而更高。如上所述，破解这一成本困局的钥匙就是寻求优质高产的新型作物替代玉米以降低原材料成本，综合国内各地区的实践经验，甜高粱作为高产抗逆的新型作物是一个极为可行的答案。
三、河北省发展甜高粱产业的资源潜力
河北省是全国粮油集中产区之一，可耕地面积达640多万公顷，河北省也是畜牧养殖业大省，乳、肉、禽、蛋类产量常年居于全国前列，然而也存在规模化、集约化程度不高，商品化程度低等问题，尤其值得重视的是近年来粮食为主体的饲料成本上升，削弱了农户与养殖企业的经济效益与积极性。这些问题的解决，离不开农业供给侧结构性改革，需要我们顺应形势，调整种植结构，树立大农业、大食物观念，推动粮经饲统筹、农林牧渔结合、种养加一体、一二三产业融合发展。
近几年来，河北省对于饲用作物的种植推广取得一定进展，主要的方向是在冀中南和冀东地区的饲用玉米和北部地区的黑麦草等优质牧草的推广种植。在此基础上继续引进推广优势饲用能源作物甜高粱，一方面符合农业供给结构大调整的需要，另一方面也会为生物质能源产业提供良好的发展基础。在这一领域，一些省份地区已经走在前面，并取得不错的效果。
在生物质能源原料供应基地建设方面，国家已经在甘肃武威、辽宁朝阳、山东安丘、黑龙江桦川等十几个地区开展甜高粱规模化种植基地建设，均取得了良好效果。以甘肃武威地区为例，该市通过加大政策支持、强化技术支撑、实施订单农业等有力措施，2013年共推广种植甜高粱5.37万亩，当年累计种植面积超过10万亩，平均生物产量超过6吨/亩，其中民勤县达9吨/亩以上，最高超过10吨/亩。武威市2013年种植情况表明：种植甜高粱农民每亩纯收入可达玉米的两倍多；种植甜高粱每亩需水仅300立方米，不足玉米需水量的一半，单方水效益达到6.88元，远高于玉米的1.67元；甜高粱耐盐碱性好，可在PH值为8.0的盐碱土地上生长。2014年武威地区累计种植面积已超过30万亩，2015年种植面积增加到约40万亩。甘肃的甜高粱N植推广一方面推动了当地畜牧业的发展，提高了农民收入；另一方面也为生物质能源产业的发展打下了坚实基础。
2012年河北省农业厅统计表明河北省耕地面积约643万公顷，另有边际土地资源302.84万公顷，后备耕地资源12.46万公顷。经中国工程院“中国生物质资源与产业化战略研究”项目测算，河北省边际土地资源中可用于种植生物乙醇能源作物的集中连片边际性土地资源约11.26万公顷（其中包括荒草地4.16万公顷、盐碱地2.90万公顷、滩涂3.01万公顷、其他1.19万公顷）。2015年国家农业部根据最新的国内外相关产业经济形势提出了针对玉米等农作物的“粮改饲”发展新思路，并在全国10个省份组织试点项目建设。根据武威等先行地区的经验，河北省在确保粮食安全的前提下，稳步调整现有种植结构，整合现有土地资源在几年内建设15～30万公顷规模的甜高粱种植基地是完全可行的，这一基地建设即使仅仅从顺应“粮改饲”新思路发展畜牧业角度考虑就具有足够的吸引力了。远期预测，河北省如能抓住当前有利时机在甜高粱育种、青贮和资源综合利用等相关技术环节上取得突破，河北省将有可能较大规模地调整现有种植结构，那么节约的耕地面积将达到甚至超过50万公顷，结合未来高抗逆甜高粱、文冠果在边际土地资源上的推广，河北省生物质能源的原料作物播种面积将达到百万公顷级别，足以支撑河北省生物质能产业的长远发展。另外，随着甜高粱制取燃料乙醇、丁醇产业的规模化发展，将会带动包括育种、种植、畜牧、饲料、食品深加工、生物质燃料制取等一系列产业链的规模化发展，成为本地区一个新的经济增长点。
四、河北省甜高粱产业发展建议
（一）对河北省甜高粱产业区域规划建议。以河北省的土壤、水热气候条件而言，河北省区域可分为西部、北部中南部和东部四大区域。从气候上看，全省范围均属日照条件较好，年平均气温由北向南逐渐升高，大部分地区平均昼夜温差多在10℃以上，坝上及山区约为13～16℃，沿海地区10～11℃。全省年平均降水量为350～815毫米，降水量时空分布极不均匀，总的趋势是东南部多于西北部，夏季降水多，占全年降水量的65%～80%。大于0℃以上积温，冀东、冀中平原为3，000～4，800℃，两年三熟；冀南平原4，200～5，800℃，一年两熟；北部山区2，000～3，000℃，一年一熟。根据四大区的水热条件应选取合适的能源作物：冀中、冀南等水热条件较好的平原丘陵地区适宜饲用玉米和可刈割次数较多甜高粱种系，冀东沿海相对水热条件稍差且面临盐碱侵害的地区主攻抗逆性较好的甜高粱种系，西部、北部林牧地区适宜抗寒速生型的如黑甜、辽杂等甜高粱种系。
（二）对河北省甜高粱产业开发技术方向的建议。河北省需要加大对于生物燃料发酵、提取技术和高产、抗逆甜高粱种系的育种、引进的扶植力度。中、南、东部优先发展甜高粱秸秆固体燃料、沼气发电、甜高粱糖源燃料乙醇、丁醇项目，对目前美国大规模的燃料乙醇改为丁醇的项目持续追踪关注，乙醇项目招标规划阶段要为以后产品项目改为丁醇类产品预留发展空间；西北部林牧地区重点发展能饲两用型甜高粱综合利用项目。东部沿海地区为抗盐碱、抗逆性较好的甜高粱项目做好前期技术研发投入。
（三）对河北省政府对甜高粱种养加工产业发展的政策扶持建议。对华药集团等现有相关业务的优势企业加强政策扶植力度；对于项目的招标规划应基于打造产业链的思想，配套规划、配套引进，做好种植、养殖、粮食深加工、药品、燃料、饲料、造纸与建材等项目间的能力配套与物流物料衔接，提高生物质原料的综合利用效率；加强政策引导加快土地流转，在条件适宜地区建立具有一定规模的、集约的示范性生物质能源原料种植基地，推动粮经饲统筹、农林牧结合、种养加一体、一二三产业融合发展；对于新型饲能兼用型作物的栽培、田间管理、水肥药、收获预处理等环节加强农村基层站点的教育培训与技术支持，积极引导高校、科研院所下基层，加强产学研合作。
主要参考文献：
[1]王方舟.河北省农业种植结构的优化对策研究[J].江苏农业科学，2011.1.
[2]冯文生.中国生物燃料乙醇产业发展现状、存在问题及政策建议[J].现代化工，2010.4.
篇6
关键词： 燃料乙醇 新能源 经济效益
目前，全球气候逐渐变暖，煤、石油、天然气等化石能源日渐消耗，从而引发了世界对可再生并对环境污染少的新型能源的深刻思考。诸如中国、巴西、美国、加拿大等国正在积极开发和利用生物质燃料乙醇。但如果一直采用大量粮食生产燃料乙醇，必然会造成人类缺粮、缺地等生活隐患，所以走“非粮”路线必然是正确道路。再者地球纤维素的贮量丰富，其能量来自太阳，取之不尽，用之不竭。
一、国内外燃料乙醇的发展现状
目前，随着石油价格的飞涨，环境污染与能源短缺问题日渐突出，化石能源日益枯竭，燃料乙醇便应运而生，并逐渐形成了一个产业，一些农产品丰富的国家正大力发展燃料乙醇的供应市场。巴西早在1981年就颁布法令规定全国销售的汽油必须添加燃料乙醇，成为世界上唯一不用纯汽油作为汽车燃料的国家。经过几十年的发展，巴西用占全国面积1.5%的国土面积，解决了全国超过一半的非柴油车用燃料的供应。美国自1992年起就开始推广燃料乙醇汽油，目前已经成为燃料乙醇年产量最大的国家，年产近4000万吨。加拿大从1981年起在汽油中添加乙醇，到2003年，加联邦政府宣布实施加拿大燃料乙醇的生产和利用，并拨巨款直接用于魁省等4个省的燃料乙醇商业化项目。欧盟每年约生产176万吨酒精。1997年只有5.6%用于燃料。1994年欧盟通过决议，给生物燃料生产工厂予以免税。并在2010年使燃料乙醇的比例达到12%。因此一些后续的国家如荷兰、瑞典和西班牙也出台了生物燃料计划。泰国是亚洲第一个由政府开展全国生物燃料项目的国家。在短短的几年时间内，泰国成功地开展了燃料乙醇项目。这些项目提供了利用过剩的食用农产品的途径，对提高泰国农村几百万农民的生活水平起到了积极作用。印度是仅次于中国的亚洲第二大乙醇生产国，设计的年生产能力约为200万吨，并准备效法巴西推出“乙醇汽油计划”。
我国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇生产国和消费国。受化石能源枯竭和环境保护双重压力的影响，中国生物质能源产业的发展再一次被提到战略性新兴产业的位置上来，尤其是在我国已经形成了初步规模的燃料乙醇产业，更是受到格外关注。我国燃料乙醇市场格局是2002年形成的，2006年以后的几年时间里，燃料乙醇已经在国内更多地区推广。到2010年底，燃料乙醇消费量占全国汽油消费量的比例，已经由过去不足20％上升到50％以上。同时我国也将采取各种措施来增加燃料乙醇的产量。可见，燃料乙醇行业发展前景光明，具有相当的投资潜力。
二、燃料乙醇的概述
1.燃料乙醇的含义
乙醇俗称酒精，它以玉米、小麦、薯类、甜高粱等为原料，经发酵、蒸馏而制成。将乙醇进一步脱水再加上适量汽油后形成变性燃料乙醇。燃料乙醇中的无水乙醇体积浓度一般都达到99.5%以上，它是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。
燃料乙醇再添加变性后，与无铅汽油按一定比例混配成的乙醇汽油，是一种新型绿色环保型燃料。当乙醇混配比例在25%以内时，燃料可保持其原有动力性。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。它不影响汽车的行驶性能，还可以减少有害气体的排放量。更重要的是，乙醇是太阳能的一种表现形式，在整个自然界大系统中，乙醇的生产和消费过程可形成无污染的闭路循环。
2.燃料乙醇的使用方法
乙醇既是一种化工基本原料，又是一种新能源。尽管目前已经有着广泛的用途，但仍是传统观念的市场范围。其现在的使用方法主要有两种：一种以乙醇为汽油的“含氧添加剂”，这也是美国使用燃料乙醇的基本方法；二是用乙醇代替汽油，这是巴西较普遍采用的方法。未来乙醇作为基础产业的市场方向将主要体现在三个方面：一是车用燃料，主要是乙醇汽油和乙醇柴油。这就是我们传统所说的燃料乙醇市场，也是近期的（10年内）容量相对于以后较小的市场（在我国约1000万吨/年）。二是作为燃料电池的燃料。在低温燃料电池诸如手机、笔记本电脑，以及新一代燃料电池汽车等可移动电源领域具有非常广阔的应用前景，这是乙醇的中期市场（10―20年内）。乙醇目前已被确定为安全、方便、较为实用理想的燃料电池燃料。乙醇将拥有新型电池燃料30―40%的市场。市场容量至少是近期市场的5倍以上（主要是纤维原料乙醇）；三是乙醇将成为支撑现在以乙烯为原料的石化工业的基础原料。在未来二十年左右的时间内，由于石油资源的日趋紧张，再加上纤维质原料乙醇生产的大规模工业化，成本相对于石油原料已具可竞争性，乙醇将顺理成章地进入石化基础原料领域（如乙烯原料市场），很可能将最终取而代之。如果要做一个形象而夸张的比喻的话，二十世纪后半叶国际石油大亨的形象将在二十一世纪中叶为“酒精考验”的乙醇大亨所替代。
3.燃料乙醇的特点
（1）可作为新的燃料替代品。
乙醇作为新的燃料替代品，可直接作为液体燃料，也可用于生产生物质燃料乙醇的主要原料来源或者同汽油混合使用，减少对不可再生能源――石油的依赖，保障国家能源的安全。
（2）辛烷值高，抗爆性能好。
作为汽油添加剂，可提高汽油的辛烷值。通常车用汽油的辛烷值一般要求为90、93或97，乙醇的辛烷值可达到111，所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值，且乙醇对烷烃类汽油组分（烷基化油、轻石脑油）辛烷值调合效应好于烯烃类汽油组分（催化裂化汽油）和芳烃类汽油组分（催化重整汽油），添加乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性。
（3）减少矿物燃料的应用，以及对大气的污染。
乙醇的氧含量高达34.7%，乙醇可以按较甲基叔丁基醚（MTBE）更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇，氧含量达到2.7%；如添加10%乙醇，氧含量可以达到3.5%。所以加入乙醇可帮助汽油完全燃烧，以减少对大气的污染。使用燃料乙醇取代四乙基铅作为汽油添加剂，可消除空气中铅的污染；取代MTBE，可避免对地下水和空气的污染。另外，除了提高汽油的辛烷值和含氧量，使用乙醇汽油可以有效降低汽车尾气对环境的污染，降低碳氢化合物和氮的氧化物的排放量。
（4）可再生能源。
若采用雅津甜高粱、小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、糖蜜等生物质发酵生产乙醇，其燃烧所排放的CO2和作为原料的生物源生长所消耗的CO2，在数量上基本持平。这对减少大气污染及抑制温室效应意义重大。
三、燃料乙醇的生产工艺
目前，燃料乙醇的生产方法有合成法和生物法两种。由于近年来原油资源短缺及乙烯价格上升，所以合成法逐渐被生物法所取代。
生物法生产燃料乙醇大部分是以甘蔗、玉米、薯类和植物秸秆等农产品或农林废弃物为原料经酶解糖化发酵制造的，其生产工艺有酶解法、酸水解法及一步酶法等。其生产工艺与食用乙醇的生产工艺基本相同，有所不同的是需要增加浓缩脱水后处理工艺，使乙醇的含量达到99.5%以上。脱水后制成的燃料乙醇再加入少量的变性剂就成为变性燃料乙醇，与汽油按一定比例调和就成为车用乙醇汽油。合成法是用纤维素、半纤维素、木素及其它生物体有机物，经过热解合成气（H2，CO），化学或酶催化或微生物发酵而合成乙醇。
在某些方面，化学法好比西药，强烈、见效快，生物法好比中药，温和、见效慢。两种方法“各有千秋”，其制约因素是成本和高效、廉价催化剂、酶和合适微生物的开发等关键技术。生物法具有选择性、活性好、反应条件温和等优点，但原料利用率低、反应时间长、产物浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适用于不同反应条件，不能很好耦合。而化学法具有原料利用率高、反应时间短、催化剂构成简单、没有严格反应条件限制等优点，但为高温、高压过程，对设备要求高。
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四、燃料乙醇的经济效益
生物质直接燃烧热效率很低，只有10％左右，而将它们转化成气体或液体燃料（甲烷、氢气、乙醇、丁醇、柴油等）热效率可达30％以上，缓解了人类面临的资源、能源、环境等一系列问题。其次，乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但分子中含氧，用作汽油添加剂抗暴性能好、低排放，可提高其辛烷值2―3倍，还能使汽车动力性能增加等。
据推算，平均每3.3吨玉米可生产1吨燃料乙醇，而且生产只是利用玉米种的淀粉，玉米种的其他部分仍可综合利用。如生产优质的药用添加剂、食品添加剂、专用饲料和农业复合肥等产品，由此可见燃料乙醇的生产成本比较低。巴西以甘蔗为原料生产燃料乙醇，成本价为每升0.2美元。美国以玉米为原料生产燃料乙醇，成本价为每升0.33美元。而且如谷物茎秆、稻草和木屑等废料也可用来生产燃料乙醇，这样就大大降低了燃料乙醇的生产成本。
除此之外，燃料乙醇还有一些明显的关联经济效应。一方面，燃料乙醇有巨大的环保效应，这可以大大降低城市处理空气污染的费用。另一方面，对于石化行业发展来说，燃料乙醇具有巨大的需求又是十分有利的。燃料乙醇的辛烷值是非常高的，可以提高油品质量和辛烷值。
五、燃料乙醇的发展前景和展望
燃料乙醇的生产正在由传统的粮食酿造向生物加工过渡，所以它的发展前景是十分广阔的。美国能源部资助用生物质废料生产燃料乙醇的技术开发，美国每年生产约2.8×108T的生物质废料。如谷物茎秆、稻草和木屑等，开发将生物质废料转化为乙醇是生物质制乙醇工业持续发展的关键，美国Novozymes公司和NREL合作研发了将生物质（如玉米秸秆）中的纤维素转化成葡萄糖，再发酵成燃料乙醇，这大大降低了燃料乙醇的生产成本。加拿大IOGEN公司与加拿大石油公司合作投产了世界上最大的，也是迄今唯一的用纤维素废料生产乙醇的装置，每年可将12000―15000T小麦等其他谷物茎秆转化为3×106―4×106T燃料乙醇。这也将燃料乙醇的生产成本价降到了1.1美元/加仑，预计未来可减少到90美分/加仑。
我国由天冠集团和山东大学联合攻关的纤维素酶科项目中试发酵试验表明，酶活力及生产成本达到国内领先水平。该项目利用酶解法生产纤维素乙醇，具有反应条件温和、环境污染小、装置简单等优点。采用当今流行的液体深层通风发酵培养，通过诱发育种和基因工程等方法，从提高酶活性降低生产成本着手，利用经济实用的秸秆类物质作原料，使酶的发酵水平显著提高，可望经过后续处理进行规模化生产。
燃料乙醇作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，符合中国能源替代战略和可再生能源发展方向，技术上成熟安全可靠，在中国完全适用，具有较好的经济效益和社会效益，成为普通汽油与柴油的替代品。燃料乙醇作为推动农业产业化的战略产业，必须依靠科技进步。在吸收国外成果和经济的基础上，加强燃料乙醇生产新技术研究、开发和副产物深度加工研究工作。
近年来，石油等矿物质日渐枯竭，油价进一步上涨，使燃料乙醇发展更重要，而且使燃料乙醇的价格有一定的上升空间。随着石油等矿物质的枯竭与油价的大幅上升，以乙醇等能代替矿物质能源的新型能源供应多元化战略已成为国家能源政治的一个方向。
参考文献：
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［9］秦凤华.燃料乙醇蒸蒸日上［J］.中国投资，2007：38-41.
篇7
关键词 新能源汽车；锂离子电池；燃料电池；生物燃料
中图分类号 F4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0194-02
当下，我国汽车保有量增长快速，一方面导致对石油的需求量大幅增长，自上世纪以来我国石油进口依存度迅速上升，1993年尚处于原油净出口国，1995年石油进口依存度则变为5.3%，2007年达到49%[ 1 ]，2015年我国石油进口量超越美国，达到740万桶/日，成为世界上最大的石油进口国[ 2 ]。另一方面汽车在生产和使用的过程中加重了环境污染，危及了人类的日常生活。2013年我国只有约1%的城市空气质量符合世界卫生组织的标准，2014年国家减灾办、民政部于正式将雾霾天气列为自然灾情，2015年我国东北部、华北中南部、黄淮及陕西北部等地陆续出现重度污染天气。因此迫于资源、环境的双重压力，开发节能环保的新能源汽车已成为我国汽车产业的必然选择。按照动力提供方式的不同，新能源汽车主要可分为充电式电动汽车、燃料电池汽车、燃气汽车、生物燃料汽车等类别分述如下。
1 新能源汽车的分类
1.1 充电式电动汽车
充电式电动汽车以蓄电池为动力源，通过电机驱动，提供动力。这种汽车具有结构简单、噪声小、排放少、能量转换效率高、适用范围广等等优点。但其缺点也较多，比如过分依赖充电设施，充电时间长，续驶里程短，电池寿命短、制造成本较高等，因而在商业化的过程中困难重重。目前，研制经济的、持久的、高效的电池是充电式电动汽车发展的关键性问题，经过20多年的研究发展，目前已开发出多种适用性较强的蓄电池，如早期的铅酸电池、在混动汽车中采用的镍氢电池以及在当前及以后有着极大发展空间的锂离子电池等等。锂的原子序数为3，是最轻的碱金属元素，其化学特性十分活泼，易形成电荷密度很大的氦型离子结构。锂离子电池的储能能力是在电动自行车上广为应用的铅酸电池的3倍，其在地壳中的蕴藏量第27位，可利用资源较丰富，因此有很大的发展前景。
以目前应用最为广泛的磷酸铁锂电池为例，锂离子电池的工作原理如下：整个电池以含锂的磷酸铁锂作为正极材料，负极为碳素材料（常用石墨）。两极之间为聚合物隔膜，一方面可分隔正负极，另一方面也是锂离子在正负极往返的通道所在。当对电池充电时，正极发生脱嵌，形成的锂离子在电解液的帮助下，通过隔膜，进入负极碳层的微孔中，同时正极产生的电子也会通过外电路向负极迁移。放电时，锂离子从负极碳层中脱嵌，又嵌回正极。
目前，欧洲、美国、日本等主要发达国家均斥巨资进行锂电池技术的研发，在中国由于国家新能源产业政策的推动锂离子电池制造业也得到了篷勃发展，各种锂离子电池技术不断涌现，生产商业化电动汽车用锂离子电池的企业更是达到300家之多，但是锂离子电池的核心材料比如正负极材料、电池隔膜以及电解液却“技不如人”，过度依赖进口，因而生产成本难以下降，目前其价格3倍于铅酸电池，因此，产品难以规模化生产。近几年来，我国锂离子电池核心技术取得巨大突破，所有关键性材料均初步实现了自动生产，生产成本降幅较大，不少产品价格仅为刚面市的1/3左右，这与铅酸电池相比，已形成明显的性价比优势。锂离子电池成本的下降，使得充电式电动汽车的商业化规模化生产不再是一句空话。
1.2 燃料电池汽车
在诸多的新能源汽车中，燃料电池汽车目前被公认为是21世纪最核心的技术之一，可以说它对汽车工业发展的重要性，不亚于微处理器之于计算机业。燃料电池汽车直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，不受卡诺循环的限制，能量利用率高达45%～70%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%；燃料电池汽车最终排放物为H2O，几乎不排放氮氧化物和硫化物，CO2排放量远低于汽油的排放量（约其1/6）。
整车的核心部件燃料电池并不需要充放电的操作，在一定程度上它很类似于汽油汽车，直接将燃料（常用H2、甲醇等等小分子燃料）注入贮存箱，即可获得动力。根据所用电解质类型的不同分为五个大类，分别为熔融碳酸盐燃料电池、聚合物电解质燃料电池、碱性燃料电池、磷酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。目前在汽车工业中应用的多为聚合物电解质燃料电池，它以荷电的薄膜状高分子聚合物作为电解质，以离子交换的形式选择性地传导离子（H+，OH-），达到导电的目的[3]。工作时与直流电源相当，阳极作为电池负极，燃料在阳极发生氧化反应；阴极作为电池正极，氧化剂在阴极发生还原反应；反应生成的离子通过隔膜在电池内迁移，而电子则通过外电路对外做功输出电能，整个体系形成回路。
燃料电池但其在商业化的过程中仍存在着一些困难与瓶颈急需解决，比如由于采用贵金属催化剂铂及造价高昂的全氟磺酸膜，因此生产成本极高；再如由于工作环境多为酸碱性较强的溶液，对部分元件具有一定的腐蚀性，因而耐久性较差。目前随着非铂催化剂及无氟耐久性膜材料研发的成功，生产成本呈下降趋势，燃料电池汽车的市场普及率逐年上升。虽然以家用小汽车的形式进入普通家庭尚有一段时间，但燃料电池大巴已经完全可以产业化。目前，国外生产一辆燃料电池大巴造价约在400万元左右，若引入其核心部件及技术，采用国内人工生产，采用国内辅件及包装，可将其成本降至100万元左右，这一价格已与传统大巴接近，如果我国能抢占先机，与行业内先进的外企紧密合作，加快研发核心技术，假以时日，燃料电池大巴完全可能成为我国经济绿色增长的支柱产业。
1.3 燃气汽车
燃气汽车是以液化石油气、压缩天然气及氢气为燃料的气体燃料汽车。目前市场供应以天然气为主要燃料。与常规燃油汽车相比，燃气汽车的排放污染很小，铅，CO排放量减少90%左右，碳氢化合物排放减少60%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，且尾气中无硫化物和铅，因此它是一种较为实用的低排放汽车。此外这种汽车能大幅度降低使用成本，一方面由于目前天然气的价格低于汽油及柴油，营运过程中能使燃料费用下降50%左右；另一方面由于发动机采用天然气做功，运行平稳、无积碳，发动机寿命长、也无需频繁更换火花塞及机油，维修费用亦可下降50%以上。但它也有不少缺点，比如由于存有大量高压系统使用的零部件，安全系数及密封性要求高；天然气汽车动力性比常规燃油下降约5%～15%；受到能源不可再生的约束限制；燃气缸占地面积大等。
天然气汽车工作时，高压天然气经过减压调节器减压后送到混合器中，与净化后的空气混合后，利用传感器、动力阀和计算机调节混合气的空燃比，以使燃烧更加充分，再经化油器通道进入发动机气缸燃烧做功。我国于1988年正式推行燃气汽车，多采用气/油混动改装的形式，并于同年建造了第一座加气站。发展迄今，我国已经加气站近千座，改造汽车数十万辆。中国从对燃气汽车的推广力度仍逐年上升，各大城市均有部署，可见目前以气代油，是最切实可行的一条新能源汽车之路。
1.4 生物燃料汽车
生物燃料汽车的创新之处在于从农林产品、工业废弃物和生活垃圾中提取燃料，比如从玉米出发制备的汽车用乙醇燃料，利用回收食用油为源料获得的生物柴油等等。生物燃料与传统的石油燃料不同，它是一种可再生能源。近年来，生物燃料汽车得到了迅速发展，美国认为生物燃替代汽油切实可行并将其列为国家重点发展项目，目前使用生物柴油燃料的汽车己经累计运行1 600万km；欧盟于2005年也推行法规，要求成员国2010年生物柴油消费量从占交通运输油料总消费量的2%提高到5.75%，2020年进一步提高到占20%。生物燃料汽车降低了对石油的需求，且其运行中的排放污染也大大降低，以常规燃油汽车相关数据为分母，生物燃料汽车尾气中有毒物含量仅为10%，颗粒物约20%以下，CO和CO2排放量仅为10%，硫化物和铅含量为0，同时，燃料燃烧较为彻底，对发动机的维护保养要求低[4]。
尽管生物燃料有较多的优点，但其发展遇到难以克服的瓶颈。第一，产能有限。在生物燃料汽车推行力度最大的美国，据有关资料显示，即便将所有玉米和大豆都拿来制造生物燃料，也仅能满足国家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是粮食产品，只能将其少量产品用于生产生物燃料。在我国，若能将农业副产品秸杆加以利用，则将对生物燃料汽车的推广有很大的促进。第二，耗水量太大。生物燃料主要来源于农业，每年农业消耗掉的水资源高达70%，若将其产品大量用于制造燃料，往往是得不偿失的。而我国是人均水资源拥有量位于世界后列，用大量的水换回少量燃料，只能说看上去很美，实际操作性较低。第三，存在与粮争地的问题，生物燃料的推广已经造成美国和墨西哥玉米价格上涨，并可能导致发展中国家粮食短缺，因此有业内人士指出使用粮食生产生物燃料是“反人类的罪行”。
2 结论
当下，我国新能源汽车产业迎来了篷勃发展的大好机遇。但由于多数新能源汽车造价过高，许多关键技术还未完全攻克，而且配套基建设施远不足以支撑行业的发展，这些因素严重阻碣了新能源汽车行业的良性发展。从我国新能源汽车近几年发展的态势来看，目前还难以实现大规模的量产。从价格方面来看，新能源汽车的造价普遍高于传统汽车，如果国家不提高购车补助，很难提高民众对新能源汽车的购买热情。从技术角度来看，我国的电池、燃料等相关技术的研发才刚刚起步，远远落后欧美等发达国家。从配套设施角度来看，我国目前的配套设施基本处于空白状态，比如很多城市未建设电动车充电站，如果不能及时充电，电动车无法前行，这给使用带来不便。虽然在当今中国新能源汽车的推广困难重重，但从国家对汽车工业的发展部署来看，发展新能源汽车己经被确定为汽车工业未来的发展方向。因此，我国汽车企业和相关科研机构必须抓住机遇，在提高自身实力的同时，推动我国新能源汽车产业的迅速发展。
参考文献
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[2]中国石油新闻中心.“中国成为最大石油进口国”意味着什么[EB/OL].[2015-05-19（7）：59].http：//pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.
篇8
[关键词] 生物质电厂；燃料；皇竹草；组织模式
[作者简介] 刘毅，中国能源建设集团广东省电力设计研究院工程师，研究方向：热能与动力，广东 广州，510663
[中图分类号] S216 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）06-0019-0003
生物质发电主要利用在农林业生产中产生的废弃物作为发电燃料，是一项具有广阔发展前景的可再生能源产业。根据2005年国家颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》，可再生能源被列为能源发展的优先领域，是国家大力推动的能源产业。同时，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中，生物质发电也被列为能源领域中重点开发利用的技术，并作为国家能源战略的重要组成部分。随着石油、煤、天然气等资源日益枯竭，生物质发电将越来越受到重视，在未来的应用将越来越广泛。
从目前国内已建成的生物质电厂运行情况来看，多数电厂在燃料的收集、运输和储存过程中均存在难题。特别是50MW的大型机组，燃料组织环节的问题已成为制约电厂生存与发展的关键因素。针对这种情况，本文提出一种新型的燃料组织模式：种植皇竹草作为原料。通过对这种新型燃料组织模式的探讨，笔者希望能为以后的生物质电厂燃料系统的设计提供一种新思路。
一、传统的燃料组织模式
生物质电厂的燃料一般采用在农林业生产中产生的废弃物，如秸秆、锯末等。这些燃料具有密度小、热值低、分布范围广等特点，且具有季节性。一个容量为2×50MW的生物质电厂每年所需燃料量大约为60×104t，燃料收集半径大约为30～60km，根据各地资源分布情况不同而有所差异。
目前最常见的燃料组织模式大致分为以下几个步骤：a）从农户处收集燃料；b）在厂外收储站对收集到的燃料进行切碎、打包等再处理；c）将处理好的燃料运输至场内储料场储存。
而为了降低电厂的初始投资及管理难度，减少电厂的人员，并兼顾燃料供应安全性，降低风险，大多数电厂的燃料组织都是采用电厂自主组织完成和由当地的农户或经纪人组织完成相结合的方式，只是在各自完成的比例上有所差异。
二、燃料组织过程中的常见问题
（一）燃料收集困难
首先，农林业生产具有很强的季节性，在农林作物未收获的时段，将会产生燃料供应不足的问题。其次，生产过程中产生的废弃物的所有权分属千家万户，在收集过程中电厂要与收集半径内的多个农户个体或经纪人打交道，工作量非常大。再次，电厂作为需方，缺乏对供方的约束力，有时甚至还会出现农户单方面涨价或突然停止提供燃料的情况。最后，农户对燃料的收集主要是以人力为主，效率低下，导致其积极性不高。上述因素都会导致燃料收集困难。
（二）燃料运输成本高
我国农村地区实行土地承包责任制，少有机械化集中生产，人均耕地面积少，导致燃料分布零散，运输工作量大，成本高。无论是电厂挨家挨户去收取，还是由农户各自送货上门，运输成本最终都会反映到燃料成本上。即使设置厂外收储站，也只能使运输成本高的问题有所缓解，而无法得到根本改观。
（三）燃料质量难以保证
目前生物质电厂普遍采用炉排炉和循环流化床锅炉。锅炉对燃料含水率的设计值一般在20～30%。但农户均采用自然风干的办法对燃料进行处理，最终含水率一般在30%以上。有时由于风干时间不够长，含水率甚至会远超30%。同时，在燃料收集过程中，由于不可能做到每户每次都详细检测，农户往燃料中掺水掺石块的事情时有发生。
含水率过高会导致燃料在储存时易发酵、自燃，从而产生安全隐患，而且在进入炉膛燃烧时会增加锅炉排烟损失，使锅炉效率下降。往燃料中掺石块则可能会损坏解包机、给料机等上料设备。
（四）燃料供应的安全性难以保证
生物质燃料具有密度小、体积大的特点，因此储存设施占地大，储量却很少。而出于成本控制方面考虑，储存设施的容积也会受到一定的限制。
但是在燃料的组织过程中，存在诸多经常遇到且难以回避的困难。例如，燃料供应的季节性影响、燃料收购的价格上涨、电厂与农户之间产生纠纷、恶劣的气候因素影响等。当这些因素的影响超过厂内和厂外储存设施的缓冲承受能力时，电厂将不可避免地遭遇“无米下锅”的尴尬情景。
据笔者了解，国内的生物质电厂曾出现过多例因燃料供应紧张，燃料收购价格在短时内大幅上涨的事件，甚至还曾有电厂因为缺少燃料而被迫停机。
三、新型燃料组织模式
为了电厂长期安全稳定运行，避免出现以上问题，国内某生物质电厂工程正在尝试采用一种新型的燃料组织模式。该电厂主要采用在电厂周边50km范围内种植的皇竹草作为燃料，同时也可以收集该半径内的各类农林业废弃物作为燃料。
电厂规模为2×50MW机组，年利用小时按6000h计，年消耗燃料量折合成含水率10%的皇竹草约为48×104t。
（一）皇竹草的特性
皇竹草是我国从南美洲哥伦比亚引进的高产量优质牧草，其植株高大，根系发达，为多年生植物，主要繁殖方式为无性繁殖，适宜种值于各种类型的土壤，并具有很强的耐酸性和抗干旱能力。皇竹草性状介于荻苇与高粱之间，其外形和生长形态类似甘蔗，但中空，节间较脆嫩，属于软质秸秆。
皇竹草最适宜在热带和亚热带气候条件下生长，而且对气温条件的适应性较强，在靠近北方的地区也可以种植，但是温度较低会抑制其生长。在我国南方地区种植皇竹草生长周期短，收获期长，春季栽植后2～3个月即可收割，每年可收割4～6次，栽植一次可连续收割6～7年，每亩每年可产鲜草达25t。
皇竹草鲜草含水量为75%左右，除去水分，主要成分为纤维素、木质素和半纤维素，占固体物料总重量的80%以上。除此之外，还含有蛋白质、脂类、灰分、果胶、低分子的碳水化合物等。对含水率10%的皇竹草进行元素分析，结果表明，在同等含水率基础上，其热值低于树枝、锯末的热值，而与水稻、玉米秸秆等大多数生物质的热值相当。
（二）种植模式及规模
该电厂所在地区为经济欠发达的山区，有大量山坡地可用来种植皇竹草。项目公司计划利用山坡荒地共约15×104亩，由当地政府引导农户种植，项目公司负责技术支持和技术服务，并回购收获的皇竹草作为电厂的燃料。
依靠种植，这些荒地年产皇竹草鲜草最高可达375×104t，折合含水率10%的干草约为105×104t，作为电厂的主要燃料。同时在周边地区收集当地的农林废弃物，每年约26×104t，可作为补充，满足电厂需要。
（三）燃料组织模式
该电厂的燃料组织模式策划为：项目公司+政府+燃料公司+经纪人+农户。首先，项目公司和当地政府签订项目合作协议书，政府在政策上给予大力支持，对当地农户的种植予以科学引导。然后，由项目公司组建燃料公司，同时发动并培育一批当地的经纪人，并在每一个种植乡镇为电厂配套建设燃料收储站（约20个）。
农户种植皇竹草可以采用两种模式，一种是自己承包土地种植，将收获的产品卖给燃料公司；另一种则由经纪人承包土地，农户受其雇佣进行种植。
皇竹草收获后，就地进行晾晒，然后由农户自行送至电厂或厂外收储站，或者由燃料公司或经纪人上门收取。收集到燃料后，合格的直接入库储存，需要再处理的则经过切碎、脱水等处理之后再入库储存。
电厂设置20个厂外收储站和1个厂内储料场，共可满足2台机组65天的燃料量。
（四）优点及缺点
这种新型的燃料组织模式有自己独特的优点：a）农户或经纪人可以承包大面积的土地进行种植，燃料的分布变得比较集中，收集工作比较容易；b）燃料产地集中，使运输工作量和成本大大降低；c）电厂收购燃料需面对的对象较少，可以建立起规模较大的长期、稳定的合作关系，而且可以在收购时进行抽检，都有助于保证燃料的质量；d）皇竹草的种植有当地政府和项目公司组织和引导，有利于维持燃料市场的稳定、有序。皇竹草的生长受季节的影响要比其它农作物小得多，通过合理调配收割时间，燃料供应可以做到全年无间断。这些都是电厂燃料供应安全性的有力保障。
以上是新型燃料组织模式的优点，但任何事物都具有两面性，这种模式也有一些缺点：a）皇竹草的种植需要大面积的土地，同时农户的利益也需要担保，这些都需要政府部门的积极参与和大力支持，而且项目实施的初始阶段难度较大；b）该模式具有一定的地域性限制，较适合在南方地区进行。因为皇竹草虽然对气温条件的适应性较强，但是越靠近北方其产量越低，该模式的经济性越差；c）该模式尚未经过工程实际检验，拟采用该模式的生物质电厂尚处于可行性研究报告审查通过的阶段，在以后的项目实施阶段是否会遇到新的困难尚未可知。
四、结 语
因为篇幅的关系，本文仅在技术层面对新型燃料组织模式和传统燃料组织模式进行对比分析，未再在经济性方面进行探讨。
本文提出的这种新型的生物质电厂燃料组织模式从技术上来说完全可行，而且可以明显改善甚至解决一些在传统的燃料组织过程中无法回避的难题。但是它也有自己不可忽视的缺点，希望能有后来者继续这个课题，找到能够改善的办法。
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篇9
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计，植物每年贮存的能量约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l%。
生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源，至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统的利用方式，不仅热效率低下，而且劳动强度大，污染严重。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力。而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。
目前，世界各国尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术（如生物质液体燃料、生物质能热裂解气化等），保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
我国政府及有关部门对生物质能利用极为重视，国家科委已连续在国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目，取得了可观的社会效益和经济效益。
尽管生物质能产业发展前景巨大，但发展生物质能产业需要形成一个完整的产业链，这样才可产生综合经济效益，而目前国内这种产业链远未形成，市场发育不成熟、技术水平落后、政府对产业的管理不到位等问题的严重制约，亟需突破发展“瓶颈”。
在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中指出，今后15年，我国在生物质能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渠道。到2020年，我国生物质能源消费量有望占到整个石油消费量的20%。
“十一五”时期生物质能转化为电能，正面临着前所未有的发展良机。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、黑龙江等省份的100多个县、市开始投建或签订秸秆发电项目。
生物质能源作为我国在未来世纪可持续能源重要部分之一，2007绝对是一个新“招”频出、具有划时代意义的一年。
项目名称：生物质热解新技术
及成套装置
项目简介：该项目在国内首次提出两段式气化炉与高压静电捕焦器相结合工艺，气化效率高、燃气热值高、焦油含量低、碳转换率高，技术先进，具有创新性。
项目负责：绵阳通美能源科技有限公司。
意义：对解决农民增收、农村秸秆无组织焚烧带来环境污染、可再生能源的应用等问题具有很好的示范和推广意义，应用前景广阔。
项目名称： 能糖兼用品种
甘蔗清汁生产酒精
项目简介：以农业部甘蔗生理生态与遗传改良重点开放实验室选育的、具有高糖分抗逆性强蔗汁组分适用于发酵特点的能糖兼用的优良品种甘蔗为原料，采用甘蔗清汁发酵酒精的清洁生产新工艺，排除甘蔗混合汁中影响正常发酵的非糖分胶体物质及固体悬浮物，防止其经高温蒸馏形成难降解的化合物。
甘蔗清汁发酵酒精的清洁生产新工艺可进行高浓度蔗汁发酵，提高发酵效率，缩短发酵时间，降低物耗成本7%，并且新工艺产生的酒精废液具有较好生物可降解性，经常规生物处理可达标排放，解决生物质原料发酵生产酒精的废液污染的难题。甘蔗清汁发酵酒精的清洁生产新工艺副产物蔗渣可作为制纸浆原料或燃料发电；蔗汁的滤渣可作为有机肥料；废酵母回收为高蛋白饲料，做到综合利用，清洁生产。
项目负责：福建师范大学。
意义：形成以甘蔗为原料的糖加工业和燃料乙醇产业的互动，形成合理的糖能产业结构，改变我国由于糖料生产长期起落不定，蔗农生产不稳定的局面，为蔗区经济注入新活力，实现良性可持续发展。
项目名称： 家用生物质颗粒燃料炉
项目简介：该成果对生物质成型颗粒燃烧动力学特性进行了试验研究和理论分析，分析了生物质成型颗粒燃料的燃烧动力学特性。在此基础上，针对生物质燃料挥发分高、燃点低的特点，研究设计出专门燃用生物质颗粒燃料的气化燃烧炊事炉具。采用气化、燃烧一体化技术，大大提高了生物质颗粒燃料的燃烧效率，炉具燃烧稳定性较好,火力强、火力可调。经河南省节能及燃气具产品质量监督检验站检测，系统的各项技术性能符合河南省科学院能源研究所企业标准Q/HKN002-2005《家用生物质颗粒燃料炉》的要求。
项目负责： 河南省科学院能源研究所。
意义：该燃料炉立足于农村现有的生物质能资源，为城市、农村生活用能及工业用能提供了一种既环保又经济、安全的绿色消费方式，是现行节柴灶、节煤炉的更新换代产品，广泛适用于广大农村地区生活炊事用能。
项目名称： 掺烧20万吨／年
秸秆发电技术
项目简介：该技术针对目前电厂常用的中温中压、高温高压煤粉炉，在不改变原有锅炉炉膛结构的情况下，将秸秆和煤粉两种原料经自通道进入炉膛，通过专用燃烧器撞击块的作用，均匀调节秸秆燃烧器，既可作为煤粉燃烧器，又可作为专用掺烧秸秆燃烧器使用，设计合理；通过调整燃烧器的配风，确保了锅炉正常切圆燃烧工况；设计的秸秆输送系统，较好地解决了秸秆物料易堵塞等问题；采用PIC技术，实现了系统自动控制。
项目负责： 河南省辉县市光泰热电有限责任公司。
意义：经实际生产运行表明，设备运行稳定可靠，当秸秆掺烧比例达40％时，每年可节约10万吨标准煤，并可增加农民收入，减少发电厂二氧化硫排放，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
项目名称： 生物质催化制氢
及液体燃料研制
项目简介：本项目广泛对木粉、木块、秸秆和稻壳等不同生物质原料进行制氢和合成甲醇、二甲醚等液体燃料的实验研究。在生物质制氢方面，以各种生物质废弃物为原料，将流化床和固定床联合使用，并分别使用流态化催化剂白云石和固定床用镍基催化剂进行生物质催化制氢的研究。生物质经催化气化和焦油裂解后，其富氢燃气成分达到氢气/一氧化碳为2.8～3，合成气（氢气、一氧化碳和二氧化碳）比例达到90％以上。最高气体产率达到3.31 Nm /kg biomass，最高氢产率达到130.28氢气/kg biomass，最高气化效率已经达到了85％的预期目标。
通过催化剂的研制，已实现焦油裂解率大于80％。为实现生物质富氧气化，降低生物质燃气中的氮气含量，还成功研制了集生物质气化、焦油催化裂解和余热利用于一体的新型下吸式气化炉，使生物质燃气质量得到较大提升。在生物质合成液体燃料方面，已打通了气化、焦油催化裂解、合成气重整和增压合成甲醇、二甲醚燃料等过程一体化的工艺流程，并研制出超稳固熔体生物质合成气重整催化剂，连续300小时重整测试未检测到积碳。还建立了生物质处理量为10公斤/小时的合成气造气与净化系统，并解决了合成气连续长时间脱硫、脱氯和脱氧问题，实现了常压生物质气化过程与高压二甲醚合成过程的衔接，达到预期的合成燃料工艺目标。
项目负责：中国科学院广州能源研究所。
意义：建成固定床甲醇、二甲醚合成系统、浆态床二甲醚合成系统，实现生物质合成气合成二甲醚的一氧化碳单程转化率达到80％以上，二甲醚空时产率达1.5 t/m /h以上，二甲醚选择性达到90%以上。实现了通过引入甲烷来调变生物质合成气化学当量比的工艺，解决了生物质合成气缺氢、富二氧化碳的缺陷，避免了过量二氧化碳的分离，生物质转化为有用合成气的碳转化率达到90%以上。
项目名称： 高效多物质
环保型煤气发生炉
项目简介：该产品采用电子脉冲技术，无风压灶芯、高效离心干湿多级净化防尘除焦系统，无烟、无尘，自然风配比科学；该产品在热交换方面，在气化和热能源转换的过程中(采暖)进行二次燃烧，通过热交换器吸收煤气的余热进入发生炉通道，进行二次加热交换，并通过补氧化装置，集中进入炉膛内补氧。
项目负责： 郑州金土地能源科技有限公司。
意义：该项目顺应世界清洁燃料发展方向，高效多物质环保型煤气发生炉的使用，极大程度的降低了用户生活成本，是一种新型、节能、环保，高效产品，避免了能源浪费，保护了生态环境。
项目名称： 50kW生物质
气化发电机组
项目简介：采用下吸式生物质气化炉将生物质气化转化为燃气，在经过必要的清洗和净化处理，提高燃气质量，通过储气柜和管网送至用户家中和燃气发电机组进行炊事和发电之用，实现气电联产。
该项目设计了下吸式生物质气化炉喉部尺寸和结构，合理选择了生物质气化的当量比，提高了反应区的温度及其均匀性，使产出气中绝大部分焦油在稳定的高温炭层发生二次裂解反应，在相当程度上减少了生物质气化炉产出气中的焦油含量并提高气化炉对原料的适应性；选择价格低廉且资源广泛的石灰石作为催化剂应用于生物质气化发电系统的实际运行过程中，进一步减少了产出气中的焦油含量；对生物质气化产出气净化设备进行了合理设计及优化组合，无二次污染；通过生物质气化机组与燃气发电机组的合理匹配，提高了系统的整体效率；掌握了固定床生物质气化发电系统的设计方法，达到了应用推广的要求；实现以我国丰富的秸秆等生物质废弃物为原料、以农村和小型企业为服务对象的小型能源系统并且形成适合我国国情、具有特色的生物质能源的技术路线。
项目负责： 辽宁省能源研究所。
意义：以粮谷加工企业或木材加工企业为单位，利用当地的农业废弃物或木材加工边角料为原料的小型生物质气化发电系统的研究和应用，具有投资少、见效快并且易于操作和管理等特点，在未来一段时间内，将具有一定的优越性。
项目名称：利用藻类热解制备
生物质液体燃料
项目简介：该课题研究获得了高脂肪含量的异养小球藻细胞，使其脂类化合物含量增加了4倍多，达细胞干重的55%。利用这些高脂肪含量的异养藻快速热解获得高产量的生物油，获得了57.9%（藻干重）的产油率，是自养藻细胞产油率（16.6%）的3.4倍。利用异养转化获得的高脂肪含量的异养藻细胞进行快速热解不仅获得高产量，而且获得了高品质的生物油。异养藻细胞的生物油热值高达41 MJ kg-1，分别是木材生物油和自养藻生物油的2倍和1.4倍。与木材或农作物秸秆生物油和自养藻生物油相比，异养藻细胞的生物油具高热值（41 MJ kg-1）、低密度（0.92 kg l-1）、低粘度（0.02 Pa s）的特点。这些特征与化石燃油相当，其应用价值更高。另外，与高等植物相比，藻类具有生长繁殖快、生长周期短、光合作用效率高、不占用耕地、可大规模自动化控制培养（生产）等优势；另外藻类细胞内的脂肪和蛋白质含量高于高等植物，其裂解油产率和质量将大大高于一般的高等植物，如木材和农作物秸秆等生物质资源，因此研究成果的应用前景好。
篇10
新能源是未来世界的主体能源，一国新能源产业的发展好坏将直接影响其在世界经济中的地位。发展替代能源，实现传统能源和新能源之间的替代是解决当前世界能源供需瓶颈、供需结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径，也是世界可持续性发展的基本保障。
中国正在积极开发水电、核电，鼓励发展太阳能、生物质能等可再生能源，积极开发利用地热能和海洋能。据中国新能源网预测，到2020年，中国可再生能源比重可以从目前的7％左右提高到16％左右；2035～2040年，这一比重将占到一次能源总量的25％以上。
二、中国新能源行业发展态势
1 我国能源消费现状分析
中国能源消费结构中，石油所占比例由2001年27.6％、2002年24.62％下降到2003年23.36％、2004年22.26％、2005年21.60％、2006年21.1％，天然气所占比例由2001年2.96％、2002年2.71％下降到2003年2.50％、2004年2.53％，继而上升至2005年2.8％和2006年3.0％，所占比例仍均低于世界平均水平和主要能源消费国的一般水平，而煤炭在一次能源消费的比例竟达70％，远远超过全球的平均水平(28％)，而且，今年来有逐步上升的趋势。主要原因是相对油气资源我国煤炭资源相对丰富，而且，相对工业国家我国过去对使用高污染的煤炭几乎没有环保的政策限制和外部成本合算。
2 新能源产业发展现状
(1)新能源行业的介定
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氧气等。
(2)我国可再生能源发展存在的问题
①政策及激励机制欠缺
在现有技术水平和政策环境条件下，除了水电和太阳能热水器有能力参与市场竞争外，大多数可再生能源开发利用成本高，再加上资源分散、规模小、生产不连续等特点，在现行市场规则下缺乏竞争力，需要政策扶持和激励。目前，国家支持风电、生物质能、太阳能等可再生能源发展的政策体系还不够完整，经济激励力度弱，相关政策之间缺乏协调，政策的稳定性差，没有形成支持可再生能源持续发展的长效机制。
②市场保障机制还不够完善
长期以来，我国可再生能源发展缺乏明确的发展目标，没有形成连续稳定的市场需求。虽然国家逐步加大了对可再生能源发展的支持力度，但由于没有建立起强制性的市场保障政策，无法形成稳定的市场需求，可再生能源发展缺少持续的市场拉动，致使我国可再生能源新技术发展缓慢。
③技术开发能力和产业体系薄弱
除水力发电、太阳能热利用和沼气外，其它可再生能源的技术水平较低，缺乏技术研发能力，设备制造能力弱，技术和设备生产较多依靠进口，技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大。同时，可再生能源资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善，人才培养不能满足市场快速发展的要求，没有形成支撑可再生能源产业发展的技术服务体系。
3 我国新能源行业发展展望
(1)水电
今后水电建设的重点是金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、黄河上游和怒江等重点流域，同时，在水能资源丰富地区，结合农村电气化县建设和实施“小水电代燃料”工程需要，加快开发小水电资源。到2010年，全国水电装机容量达到1.9亿千瓦，其中大中型水电1.2亿千瓦，小水电5000万千瓦，抽水蓄能电站2000万千瓦；到2020年，全国水电装机容量达到3亿千瓦，其中大中型水电2.25亿千瓦，小水电7500万千瓦。
(2)生物质能
重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物液体燃料。到2010年，生物质发电总装机容量达到550万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨，生物柴油年利用量达到20万吨。到2020年，生物质发电总装机容量达到3000万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨，沼气年利用量达到440亿立方米，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨，生物柴油年利用量达到200万吨。
(3)风电
①到2010年，全国风电总装机容量达到500万千瓦。重点在东部沿海和“三北”地区，建设30个左右10万千瓦等级的大型风电项目，形成江苏、河北、内蒙古3个100万千瓦级的风电基地。建成1～2个10万千瓦级海上风电试点项目。
②到2020年，全国风电总装机容量达到3000万千瓦。在广东、福建、江苏、山东、河北、内蒙古、辽宁和吉林等具备规模化开发条件的地区，进行集中连片开发，建成若干个总装机容量200万千瓦以上的风电大省。建成新疆达坂城、甘肃玉门、苏沪沿海、内蒙古辉腾锡勒、河北张北和吉林白城等6个百万千瓦级大型风电基地，并建成100万千瓦海上风电。
(4)太阳能
发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在偏远地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。在城市的建筑物和公共设施配套安装太阳能光伏发电装置，扩大城市可荐生能源的利用量，并为太阳能光伏发电提供必要的市场规模。为促进我国太阳能发电技术的发展，做好太阳能技术的战略储备，建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站。到2010年，太阳能发电总容量达到30万千瓦，到2020年达到180万千瓦。
(5)其它可再生能源
积极推进地热能和海洋能的开发利用。合理利用地热资源，推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖，供热水和地源热泵技术，在夏热冬冷地区大力发展地源热泵，满足冬季供热需要。在具有高温地热资源的地区发展地热发电，研究开发深层地热发电技术。在长江流域和沿海地区发展地表水、地下水、土壤等浅层地热能进行建筑采暖、空调和生活热水供应。到2010年，地热能年利用量达到400万吨标准煤，到2020年，地热能年利用量达到1200万吨标准煤。到2020年，建成潮汐电站10万千瓦。
