生物燃料产业范文

时间:2023-10-29 09:32:40

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生物燃料产业

篇1

“看不到产业化的方向!”青云创投总裁介文治认为,垃圾处理企业发生的一幕再次在北京的生物燃料企业上演:目前北京的生物质燃料生产只能部分解决地方需求,还无法达到规模化的经营,对投资人来说,吸引力不大。

政府补助不够,银行贷款困难,投资人捂紧腰包,再加上煤价已经难以成为推动消费者为生物质燃料掏腰包的动力,使这个行业的大部分企业日子过的并不好。他们面临的困难还不止如此:原材料收集困难、运输及储存成本过高、加工能耗大,产品发热量低……都不同程度地制约了这个产业发展壮大。具有环保,可再生特点的生物质燃料,其产业化进程注定是一条坎坷之路。

困局:不经济、不规模

“近期有人来买生物质锅炉时,我还会劝他们慎重。”1月11日,北京某锅炉公司市场部经理对记者说,“生物质燃料的成本太高了!”

当煤炭在经历自由落体式价格下冲的同时,与它荣枯与共的生物质燃料也上演了“覆巢之下无完卵”的一幕:虽然近期生物质燃料示范点在北京郊区遍地开花:北京市首个林业生物质能源生产线新年前夕正式进入试生产阶段,大兴长子营镇200个农业大棚已经率先使用了生物质燃料供暖……这些仍然不能改变这个行业市场需求不旺的现实。

根据记者了解,目前北京市场上的生物质固体燃料主要由秸秆木屑、花生壳等生物质原料通过高温高压而成(有些还添加了部分煤粉),由于生物质本身是清洁能源,所以受到各地政府的大力推广。这些固体燃料中热值比较高的品种在北京的市场价是800-1100元/吨,如老万锅炉,创字牌锅炉等使用的生物质燃料为800-950元/吨;北京郊区取暖使用较为普遍的型煤每块市场价为1.05-1.10元,折合800元/吨;北京盛昌绿能科技有限公司生产的木质颗粒燃料市场售价1000元/吨。显然,在煤价高位下滑的时期,生物质燃料的价格和煤比越来越没有优势:热值不到煤的三分之二,不具备市场竞争力。

价格居高不下一直是制约生物质燃料推广的瓶颈所在。采访中,北京盛昌绿能科技有限公司董事长傅友红告诉记者,造成这种情况的一个直接原因在于收集成本过高。“目前北京市场基本以秸秆,农作物废弃物、林业废弃物、木屑等为原材料。秸秆的收购价是150元/吨,花生壳可达到200元/吨。”而据记者了解,这种固体燃料生产一般采用高温高压法,挤压设备主电机为15-45千瓦,每吨耗电量平均为150-295度之间,按工业用电0.7元/千瓦时算,每吨用电费用平均为150元,同时,这种生产工艺对设备器件的损耗特别大,这也是一块比较大的费用。难怪北京市节能环保促进会会长王维诚曾经感慨:“新能源的发展对全社会是有益的,但是成本很高!”

傅友红给记者算了一笔账:以秸杆颗粒燃料为例,如果每吨成本为400元,发热量为3700-4000大卡之间,如果再加进一些花生壳,果皮等助燃物,每吨的燃料燃尽率为98%,比煤的燃尽率要高,“这样可以追回500-1000大卡。如果把燃料效率计算进去,和煤应该是持平的。生物质燃料虽然环保并有较好的社会效益,但价格却不具备优势。”

“燃料没有价格优势决定了生物质燃料的推广前景并不明朗。”傅友红介绍,他的公司一开始的目标客户定位于农民的炊事用料,可是经过推广发现由于价格过高,农民使用不起。

新风险投资中国项目总监叶维佳认为,生物质燃料的推广是否成功,关键在于成本能否降到一定的水平。由于这种燃料热量比较低,做好了热量也仅为标煤的三分之二,因此决定了这种燃料的大规模使用应该从价格上入手:“产业化的方向是降价,理想的价格应该只有煤价的一半,可是目前市场上大多数产品的价格比煤价还高,总体说来,中国清洁能源的价格竞争性不强。”

生物质燃料对用户来说还有一个“不经济”的因素,那就是对炉具有特殊要求;当前国内的炉具都适合烧煤,并不适合生物质燃料,因此大规模推广生物质燃料,必然要进行一场炉具的改革,给大家配置生物质锅炉。在这点上,叶维佳建议’对此国家应该有投入,最好政府能够制定相关的配套政策,这样就易于推广。目前国内的炉具生产技术还不成熟,好一点的锅炉都是进口国外的。现在生物质炉具的买家几乎全部都是政府!”

生物质燃料在产业化过程中遇到的另一个障碍就是很难做到规模化经营。

北京市节能环保促进会常务副会长柴晓钟给记者介绍,由于生物质原料都分散在农民手里,收集起来非常困难,再加上生物质原料密度小、体积大,运输和储存成本很高,一般只能在生物质原料相对比较集中的地方就地建厂,很难产生规模效应。此外,在原料收集成本上还有一个潜在的不确定性,那就是建厂后农民有可能大幅度提高原料的出售价格,给企业带来成本的风险。

“如何获得经济的稳定的,数量可观的原料供应源,这对于生物质燃料企业很关键,而要解决这个问题,可能需要一些创新,包括经营模式的创新和技术的创新。”柴晓钟表示。

介文治对柴晓钟的观点表示认同,他认为生物质能如果产业化,一定要解决原材料收集的问题,原材料分散而有限,规模就无法做大,这样就使企业无法规模化经营,“最多只能解决地方需求,而无法达到规模化。如果一个企业能够像麦当劳经营一样,在北京各地以同样规模和生产方式产生同样的经济模式,那样就容易滚大了。”

在介文治看来,只要解决这两个问题中的任何一个,产业化就能迎刃而解了。“目前没有标准化和规模化,对投资人的吸引力不大;由于这样的企业多为高科技小企业,固定资产有限,也不易获得银行贷款。”

正由于生物质行业本身在产业化过程中存在这两个比较明显的瓶颈问题,使得很多生物质燃料企业融资难的问题更为突出。傅友红告诉记者,如果资金充裕,他们公司是可以很快实现产业化的。“我们已经具备大规模推广的技术基础,目前最大的困难是资金不足。从开始到现在,都是靠自有的1500万资金滚动发展起来的。2008年公司销售量为800万吨,利润仅130万,这些利润还不包含折旧。今年我们想在延庆、大兴和房山中选择建两个生物质集中供暖示范项目和两个年产1万吨的生物质成型燃料厂,每个燃料厂大约需要600万资金,即使每一个能够获得政府200万元的补助,两个项目共800万的建设资金对我们来说仍是一个不小的压力。仅

靠每年的利润滚动发展,发展规模是很有限的。”

探索之一:寻找低成本的解决办法

对于当前的生物质燃料市场,北京市节能环保促进会常务副会长柴晓钟有一个很形象的比喻:“这个行业仍处于春秋战国时代。”记者的调查与柴晓钟的比喻如出一辙;目前全北京有生物质燃料相关企业不下100家,也有个人生产,主要卖给老万锅炉,市场上产品种类很多,各种新技术,新专利也层出不穷,共同的瓶颈就是价格居高不下。用北京新日月科技有限公司董事长汤广武的话来说:这是一个群雄并起的时代,逐鹿的方向是谁先降低成本谁就能先产业化。

后起之秀汤广武坚信自己的公司就是介文治口中“从市场经济的角度看待这个行业”的企业。他的自信来源于独一无二的“汤氏型煤秘笈”;“我们的成型生物质燃料能够解决当前生物质燃料产业化的瓶颈问题。”据调查记者发现,这种燃料具有“两高两低”两大特点:能耗低,成本低,发热量高,单产量高,在原料收集上也能实现规模化,面世不久就好评连连,自然也吸引了不少偷学技者。

在原材料的收集和使用上,汤广武的公司技高一筹:“我们产品原料主要是由生活污泥或管网污泥,还有餐厨垃圾,再加上部分农业秸秆或林业废弃物(所有的植物类废弃物均可用),与10%的煤混合而成,经权威检测机构检测,部分品种的发热量接近4000大卡,有些产品已经超过4000大卡,完全可以替代普通煤炭用于生活和工业。”

当然,最让使用者动心的还是他们比同行低得多的价格:以产生相同热量为标准,同类产品的市场价大约在700-1000元/吨之间,而新日月的价格仅仅500元/吨,这还没有扣除使用淤泥政府给予的补贴(230元/吨)!“按5500大卡热量计算,假设煤的价格是550元/吨,我们的产品可以做到200元/吨。”面对煤价骤跌带给同行的不安,新日月还有很大的空间。

汤广武告诉记者,正是较低的原材料成本和低能耗使他们的产品具有如此大的价格优势:“我们从原材料收集就开始严把成本关。我们的技术对农林废弃物质量要求不高,只要是植物废弃物都可使用,在北京市场一直没有攻克成型技术的棉花杆我们也能用。因此收集成本也相对低廉,15以下水的秸秆往往几十元就能收到一吨。至于枯枝树叶,我们都是自己派人去拉,这个是不花钱的;在生产过程中,由于我们的产品是常温常压,因此电的消耗很低,每吨耗电不超过10度!主电机不超过7.5千万,产量却是高温高压法的10倍!”

汤广武的自信还来自于他们公司的产品对炉具要求非常低:“由于我们的产品成型可以根据用户要求做成任何形状,因此任何炉具都能使用,非常耐烧,每公斤能燃烧3小时,燃料率基本能达到100%,不产生煤核,二氧化硫微量,二氧化碳零排放。家庭取暖送货上门是500元/吨,热值4500大卡左右的燃料400元/吨:工业锅炉我们的价格可以控制在400元/吨之内。”

“以一家三口的农村家庭为例,一个冬季取暖使用我们的产品大约3吨左右,价格不会超过2000元,如果再除去从今年开始政府对使用生物质燃料每吨150元的补贴,价格不超过1200元,还能减少二氧化碳和二氧化硫的排放。这可是真正的清洁能源。”

叶维佳认为汤广武公司的模式为北京生物质能燃料高成本找到了一个聪明的解决办法。“目前北京生物质能对原材料使用苛刻,这也是产量上不去、能耗大的主要原因之一。解决了收集成本问题,这个产业能向前迈进一大步。”而在他看来,北京的资源禀赋决定了这个产业在北京是有广阔发展前景的,他认为新日月的发展模式适合大规模推广“在生物质资源比较集中的几个区县(如通州、大兴、延庆、昌平)可以考虑建中等规模的热电联厂――这种用户不是零散客户,应该是工业用户,欧洲有很多这种成功案例。”

汤广武的公司又先行了一步:截至记者发稿之前了解到,他的公司将与顺义区相关政府部门联合建一个生物质发电项目和一个年产200万吨燃料的供应基地。“这个项目总投资500万元,日产燃料300吨。”虽然大规模推广在即,介文治仍然对新日月的发展模式未加评论。在他看来,只有一个企业对整个地区原材料取得、产品和市场都安排好了,能复制若干个成功范本才算成功。

探索之二:政府支持下的产业化解决方案

北京市发改委能源发展处处长高新宇指出,目前北京市生物质固体燃料等技术仍停留在小规模应用阶段,生物质能利用量仅为1.1万吨标煤,占可开发量的1%。北京联合创业有限公司总经理徐冬利就认为 北京生物质资源是能源利用量的10倍,仅林管站砍下的资源就成灾,利用好了这些“放错了地方的资源”又将产生巨大的能量!

北京盛昌绿能科技有限公司2007年曾经做过的调研数据统计:北京市可利用的生物质能源总量大约为180万吨;北京新日月科技有限公司统计数据则是按两季作物保守估计,北京市可利用的秸秆量为300万吨,以北京市430万亩基本农田计算,两季作物加上杂草每年有100万吨,树叶不低于50万吨;仅北京排水集团每年污泥生产量就为80万吨。对于生物质能源广阔的发展前景,中国工程院曹湘洪院士曾说过:中国未来30年至少可发展约20亿吨的生物质能源,合10亿吨标煤。

正是看到了北京生物质资源巨大的开发潜力,政府出台了一系列鼓励生物质燃料推广使用的政策和措施。采访中企业提到,政府推出的支持生物质能企业在北京的试点工作对使用生物质燃料的农户提供150元/吨的补助等措施使他们倍受鼓舞。在政府的支持下,众多的生物质能企业进行了产业化解决方案的不懈探索。

盛昌绿能一开始的目标客户定位于农民的炊事用料,可是经过推广发现由于价格过高农民使用不起后,即改变了推广方向,生产出针对不同使用群体的产品,实行差异化战略。

“目前我们主要有三系产品木质颗粒主要用于别墅,城区工业锅炉等高端市场,农作物秸秆颗粒主要用于中小企业工业锅炉;块状燃料主要用于民用炊事。”傅友红告诉记者,以他们公司的实践经验来看,建集中供暖示范项目和农业大棚使用今后会是生物质固体燃料的发展方向。“去年我们开始在大兴推广农业大棚生物质燃料供暖项目,这个项目的实施每年可资源化利用废弃秸秆3000吨,减少煤炭消耗2000吨,年减排二氧化碳950吨,二氧化硫23吨,对于改善生态环境意义重大。”

盛昌绿能的规划还不仅于此,傅友红介绍,如果条件允许,他们还将兴建6座生物质能成型燃料厂。“终端拉动还是要靠消费,北京新城重点镇的建设也给我们带来了更多机会。今后中心城镇集中供暖也将是我们发展的一个主要方向。示范项目加上燃料厂的建设是可大大拉动燃料市场的。只有产业化才能大大降低成本。”

叶维佳表示,除了居高不下的价格,布局混乱产业链不完善也是制约这个行业产业化的因素之一:“目前北京仍然没有一种清晰的产业化发展模式”。不过他

认为,盛昌绿能的发展应该算是一种有益的探索,“盛昌绿能在产业链的各个环节:从前期原材料的收集到燃料的生产,包括炉具的改造和生产都有涉及,这个企业近几年一直呈上升发展态势,目前在北京已经设立了5个厂,规模在行业中也是名列前茅。这种实践充分说明了盛昌绿能的发展模式是有牢靠的市场根基的。”同时他也提到,这个行业发展到充分成熟时还会出现一些专注于产业链某一个环节的企业,这样的企业也会有较好发展前景的。“如果这样的企业联合发展,形成一条完整的产业链,力量也会大得多。这个行业的相关行业标准还没有规范,如果企业联合发展,统配合,也会有助于规范和建立行业标准。”

北京皓天绿能生物质能有限公司正是在这种情况下应运而生的。该公司总经理王勇告诉记者,他们公司所填补的正是“北京市生物质能资源采集没有产业化雏形”。他认为北京市发展生物质能燃料具有得天独厚的优势:较其他城市而言,北京市推出的扶持政策最多也最好,这里也是生物质公司和技术最集中的地方。“能够做好原材料采集产业化一项对我们来说就足够了。”

虽然介文治认为皓天绿能这样的公司不能解决原材料的规模化问题:“在一个区域内能收集到的废料都是固定的,而一旦废料变得有价值,它的成本就会提高。”但是他也认为皓天绿能这样的公司的出现也是这个行业市场不断细分的结果。“只有专业化才能产业化,联合才能发展――对于生物质能源公司来说,单打独斗的力量是很有限的。”在采访中记者发现,联合发展在企业之间暗流涌动。如目前新日月公司就与联合创业,百利锅炉公司优势联合:“百利锅炉是国内最好的炉具厂家之一,我们和百利就有很好的合作关系,他们采买我们的型煤,我们也使用他们的锅炉;”北京联合创业有限公司总经理徐冬利也告诉记者,他们公司不久前已经开始使用新日月公司的产品做制气原料。“老汤他们公司的产品价格低,质量好,燃烧充分又清洁,如果什么都要自己做,成本太高了。”

在采访中记者还了解到位于延庆的某生物质能基地,由于涉及产业链的几个环节,该基地既生产锅炉又制造燃料,促使成本太高,即便是在有政府补贴的基础上,发展也是举步维艰。于是,公司另辟蹊径,把CDM结合起来,去年把自己的二氧化硫减排指标卖给一家英国公司获得了数百万的收入。

在生物质能源产业化呼声四起的大背景下,柴晓钟认为北京的生物质能源要实现产业化,还应该在方向上和规范化上做文章,寻找最合适北京市情的发展道路。“经过几年的实践我们已经发现走农民炊事用料的道路行不通,从而转向适当集中的方向,如小城镇集中供暖和农作物大棚供暖。虽然目前已经曙光初现,但还应继续努力,使收集、储存,运输、生产等几个环节不断趋于规范化。面向农村市场的炉具和燃料,还要考察农民是否有承受能力和消化成本的能力。”对于前文中提到的炉具问题,他认为不妨可以考虑引进国外先进设备,在“拿来”中不断学习和创新。

叶维佳认为北京生物质能产业化的方向应该是燃烧效率高的中大规模的工业锅炉和热电联厂,大的作物区可建1-2千瓦的电站,配合电站应该出现收集原料的厂家或者农民专业合作社;其次是大型沼气生物质能,北京这样的超大型城市完全可以用污水处理厂的淤泥或者汽油发电。对此,柴晓钟表示用生物质燃料发电是“小马拉大车”,存在很多问题。上生物质发电项目应该慎重。对于这一点,介文治也认为,从目前全国各地出现的100多个纯生物质发电厂看来,没有哪个的发展特别满意,但他认为,一旦解决了成本和产量的问题,北京是有条件做好生物质发电的。

“我认为像北京上海这样的一级城市,具有旺盛的消费潜力,是有能力产业化的,因为这样城市产业化的东西马上可以提供到市场。关键是要有整套的产业化解决方案,这个是瓶颈。如果企业有整套的解决方案,我认为是值得看的。但这很不容易,因为只有对管理和市场经营有很深理解的人才能做出来。”

篇2

【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3

一、经验:通过立法、规划和鼓励补贴等政策,持续推动生物质资源的研究、开发和利用

(一)美国通过立法和补贴政策促进生物质乙醇产业发展

美国是世界上最大的乙醇生产国,乙醇商业化生产始于上个世纪90年代,玉米一直是其主要的生产原料。20世纪90年代开始,美国以法律形式确定了生物质能源的主导地位和具体发展指标。2002年11月,《美国生物质能与生物基产品展望》报告对美国生物质资源研究做出了远景规划,提出到2030年,美国生物质能和生物基产品将发展成为完善、成熟并可持续发展的产业,为美国农业经济增长创造新的机遇,并向消费者提供性能优良、绿色环保的生物基产品。

1999年,美国了《开发和推进生物基产品和生物能源》总统令,制定了到2030年以生物质燃料替代目前石油消费总量30%的发展目标,占国家电力的5%、交通运输燃料的20%和化工产品的25%。2005年,美国能源部提交的报告显示:生物质能已经开始对美国的能源做出贡献,2003年提供了1亿吨标煤能量,占美国能源消费总量的3%,超过水电而成为可再生能源的最大来源。

为了实现上述目标,美国在生物质资源研发领域的资金投入逐年递增,其中,包括2008年12月能源部投资2亿美元支持利用生物质原料生产先进生物燃料的商业化研究与实践、2009年1月其能源部与农业部联合支持有关生物燃料、生物质能及生物基产品生产技术与过程的研发项目等。即使在金融危机发生之后,生物质资源研究仍成为美国经济复兴和再投资计划的重要组成部分。2009年5月,美国能源部宣布,复兴计划中将有7.865亿美元用于加快先进生物燃料的研究和开发、以及商业规模的生物精炼示范项目等。

发展生物燃料对美国经济发挥了极大的推动力量。据统计,仅 2007年发展乙醇使美国减少进口2.28亿桶原油,原油进口减少量约占美国原油进口总量的5%,相当于为美国经济节省了165亿美元;乙醇生产经营、乙醇运输以及新建乙醇生产企业投资,共为其国内生产总值增加476亿美元,为美国各经济领域创造了近24万个工作岗位;使美国消费者增加了123亿美元收入,为联邦政府创税约46亿美元,同时为各州和当地政府创税36亿美元。

奥巴马上台后,提出了7000多亿美元的巨额经济刺激计划,同时,确保实现国会设定的2022年美国生物燃料年产量达到360亿加仑的目标。为减轻粮食负担,美国已经做好了向非粮的二代生物燃料过渡的部署,到2030年,生物燃料替代30%化石运输燃料中,玉米原料只占6.7%,九成以上将是非粮原料。其最新举措是加快纤维素燃料乙醇的研发和产业化。(详见表1)为尽快实现第二代生物燃料技术的产业化和商业化,美国政府采取了一系列刺激和鼓励政策。

2007年10月,美国生物质研发技术咨询委员会了新的生物燃料与生物基产品路线图,确定了生物质技术发展的主要障碍和解决途径。

(二)欧洲各国对替代燃料的立法支持、差别税收以及油料植物生产的补贴,共同促进了生物柴油产业的快速发展

欧盟委员会提出,2010年运输燃料的5.75%用燃料乙醇和生物柴油替代,到2020年这一比例将提高到20%。法国计划到2015年生物柴油的产能将从现在的每年600万吨增长到1000万吨。目前,意大利是欧洲生物柴油使用最多的国家之一。在2001年制定的金融法中,意大利计划在3年内将生物柴油的生产配额从12.5万吨增加到30万吨。德国政府鼓励使用生物柴油,对生物柴油生产企业全额免除税收,使其价格低于普通柴油。德国在2003年颁布法规,准许自2004年起,无需标明即可在石化柴油中最多加入5%的生物柴油。同时,德国还规定了机动车使用生物燃料的最低份额,从2004年起的2%提高到2010年的5.75%。新规定的出台将使生物柴油营业额从2000年的5.035亿美元猛增至24亿美元,平均年增25%。西班牙2002 年12月30日颁布法令,对生物燃料全部免征特别税,该税是浮动的,根据石油产品和生物燃料生产成本的变化进行调整。

2009年4月23日,欧盟的生物燃料政策也拍板定案,其生物燃料也有了一个明确的目标和发展方向。《可再生能源指令》和《燃料质量指令》这两道与生物燃料政策相关指令的产生,将对欧洲生物燃料行业的未来发展起着决定性的作用,并影响全球生物燃料市场。

(三)巴西通过规划推动生物柴油发展

巴西是世界上最大的可再生能源生产国。2002年,联邦政府推出生产和使用生物柴油计划(PNPB),计划目标为:2008年1月开始,将在全国燃料消费中,添加2%的生物柴油,到2013年1月该比例将上升到5%。为了推进该计划,联邦政府分步骤、分阶段实施。

第一阶段:可行性分析阶段。结论是:在经济上,可以扩大就业,增加收入,缩小区际之间的收入差距。在社会发展上,可以扶持社会弱势阶层,提高低收入者收入水平。在环境上,通过使用生物柴油,减少废气和空气污染,可以降低社会的医疗成本。在发展战略上,可以减少对进口能源的依赖,降低国家能源安全风险。

第二阶段:完善法律和政策阶段。首先,定义和规范生物质能源,同时在法律、政策、税收上给予支持。在税收上针对发展程度不同的地区采取不同的优惠税率,给予贫穷地区更多的税收减免。按照该种差别税率的逻辑,政府政策有义务保护两个薄弱环节:(1)农民的种植环节。联邦政府为了鼓励小农户种植油料作物,保障全部收购,创造了一个“社会燃料”凭证,以此来决定企业税收减免的多少。(2)市场环节。政府公布生物柴油的质量标准,以保障提供到市场上的都是高质量的产品。

第三阶段:计划的实施阶段。在各项法律、政策和税收标准确立以后,2004年12月6日,联邦总统宣布推出PNPB。2005年,第一个加入2%生物柴油的加油站开业,联邦政府以拍卖的方式收购生物柴油,只有拥有“社会燃料”凭证的企业才能参加拍卖。政府的介入和收购,主要目的是形成实在的市场需求。

目前,世界可再生能源消费仅占总能源消费的14%,而巴西占45%。巴西还是世界上最大的乙醇出口国,30年来,乙醇生产导致巴西原油消耗下降,累计节省520亿美元,还提供了100万个工作岗位。

二、各国开发生物质能源带来的启示

(一)利用自身资源禀赋的比较优势,寻找新的替代原料来源,力求保持能源安全、环境安全与粮食安全协调发展

从中国的情况看,上海财经大学财经研究所张锦华与吴方卫研究认为,我国农产品中资源禀赋最高的是甘薯,玉米也有一定优势,小麦不具有优势。但由于当时国家急于解决陈化粮问题,采用玉米和小麦作为生物质能源原料。以玉米为主的生物质能源发展路径并不完全基于资源禀赋优势的策略。同时,与美国地多人少相反,中国的人口众多,即使采用一定优势的玉米为原料的生物质能源发展路径也受到粮食安全问题的制约。虽然我国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱,也有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物,但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。我国虽然在西南地区种植了一定规模的麻风树等油料植物,但不足以支撑生物柴油的规模化生产。生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。生物质资源的发展是生物质能源的根本问题,优良的作物品种是发展生物质能的重中之重。

(二)政府积极参与,为生物质能源的产业化发展创造良好的市场环境

生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。2000年以来,我国建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系,但为避免对粮食安全造成负面影响,国家开始对以粮为原料的燃料乙醇的生产和销售采取严格管制。对于生物柴油的生产,国家还没有制定相关的产业政策,也没有完善的销售渠道。此外,生物质资源的其它利用项目,如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等,初始投资高,需要稳定的投融资渠道给予支持,以降低成本。同时,需建立行之有效的投融资机制做保障,促进生物质资源的开发利用。

(三)将扶持生物质能源的产业化发展纳入到国家的可持续发展战略中

我国非粮作物的燃料乙醇尚处于试验阶段,要实现大规模生产,还需在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟,但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的技术尚处研究阶段,一些相对成熟的技术缺乏标准体系和服务体系的保障,产业化程度低,大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。

(四)加强生物质资源研究对于国家可持续发展具有很强的战略意义

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关键词 生物质;生物质产业;能源短缺;新农村建设

中图分类号 P968 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2007)04-0125-0003

在全球能源危机和大气污染日渐严重的双重背景下,生物质产业作为一个新兴产业出现并迅速发展。对于处在该背景之下且正在进行社会主义新农村建设的中国来说,发展生物质产业显得尤为重要。生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质[1],包括农作物、树木和其它植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,以及利用边际性土地和水面种植能源植物为原料,通过工业性加工转化,进行生物质产品、生物燃料和生物能源生产的一种产业,具有可持续性、生物质数量巨大、利用形式多样性等特征。

1 我国生物质产业的现状

自20世纪70年代以来,在全世界范围内爆发的几次石油危机,直接激发了全人类对可再生能源开发的重视和尝试。而大气环境污染问题也越来越多地受到世界各国的关注。研究表明,酒精燃料不仅是一种极佳的替代能源,还具有很好的环保效果。因此,在石油价格高涨、汽车尾气困扰城市大气环境的双重背景下,推广乙醇汽油也就成了大势所趋。一些西方国家随之而动,纷纷颁布法规,规定必须要把10%的酒精加入到汽油中混合使用。我国推广乙醇汽油最早是在1998年,当时粮食库存积压严重,加之国际原油价格不断上涨、大气环境污染日益严重的现实,政府开始考虑用陈粮加工乙醇添加到汽油中给车辆提供动力。2000年6月,中国环境科学院向国务院提出了“关于加快推广汽油乙醇的建议”报告。2002年,国家批准了吉林、黑龙江、河南和安徽的四家公司为首批国家级燃料乙醇产业试点基地。据初步统计,吉林省从2003年11月正式启动车用乙醇汽油销售到2005年2月末,东北三省共销售车用燃料乙醇汽油194万t,累计节约原油70多万t(Eeve.energy.gov/biomass)。

沼气的利用在我国已经有了一定的开发利用基础和经验,农村沼气建设已被许多地方政府列为一项重要的工作计划。据统计,截止2004 年底,全国户用沼气池已有1 541 万个,年产气55.68 亿m3;农业养殖场大中型沼气工程2 492 处,总池容222.2 万m3,产气0.89 亿m3。到2005年底户用沼气池则达1 800万口,年产沼气约65亿m3,折合464万t标准煤(见中国新能源网)。农村沼气计划的实施不但成功解决了农村垃圾的处理问题,也帮助农民实现了增收节支的目标,社会、经济、生态三大效益成功显现。

我国生物质能应用技术研究从20世纪80年代以来一直受到政府的重视。国家“六五”计划就开始设立研究课题进行重点攻关,取得了一系列的研究成果。目前秸秆致密加工成型技术水平日趋成熟,已研发出一系列农作物秸秆成型技术及其配套设备,并通过小规模试点示范初步探索出了推广应用的途径。燃料乙醇、生物柴油、生物塑料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%,在新疆、山东、四川等地已取得进展。由生物质技术制取的燃料酒精、生物油作为汽车等的替代能源的加工工艺已可使新型燃油达到欧洲Ⅱ号排放标准,而通过改造加工工艺和改良植物燃油成分基因的方式,可提高到欧洲Ⅲ号排放标准。但是,为了避免引发粮食安全问题,考虑不再用粮食作为原料的时候,技术转换等一系列问题也会随之而来。目前,生物质能源转化最可行的技术就是玉米加工,如果要转换原料,很多技术和利益上的问题就必须要解决。而目前利用纤维资源制造乙醇的技术尚不成熟,一些核心技术(如酶制剂技术)也仍然掌握在国外公司手中[2]。技术瓶颈仍然是限制我国生物质产业发展的一大因素。

目前我国的生物质能转换成本还比较高。其中,燃料乙醇的生产成本目前仍然高达每吨3 300多元。为了使车用乙醇汽油与同标号的普通汽油“同升同价”,保证我国汽车新能源战略的顺利实施,国家给予了制造燃料乙醇企业相当大的优惠政策,规定生产1t燃料乙醇补贴1 000元左右;对燃料乙醇生产企业免征5%的消费税;对生产燃料乙醇的增值税实行先征后返。此外国家还将根据相关政策优先供给陈化粮。因此,政府在扶持生物质产业发展的过程中一直充当了“埋单者”的角色,付出了相当的代价。

2 关于我国发展生物质产业的几点思考

2.1 粮食问题是否让位于能源问题

粮食问题在中国永远是压倒一切的政治问题。因此,对于粮食问题是否让位于能源问题的疑问,答案再明确不过。但是,就目前出现的玉米价格疯涨、“汽车与人争口粮”的局面来说,却不免让人担忧。据《经济观察报》的报道,在2005年年初,吉林玉米价格每吨1 000元仍无人问津,而现在在每吨价格高达1 400元的情况下采购商还是抢不到货,玉米主产区的价格比主销区的价格还要高很多,玉米库存量开始出现急剧下降的现象。主要原因是:

(1)目前玉米仍然是生产乙醇汽油的主要原料。据统计,我国的玉米消费量,从1999年到2003年的几个年度中平均增长速度仅有1%,但从2004年开始,随着燃料乙醇新增长点的出现,酒精消费玉米量增长速度却达到了20%。2001年国内酒精原料中玉米原料占总量的比重为59%,到2005年,这一比重已上升到76%。目前以玉米为原料的乙醇加工业比重约在80%左右。

(2)由于生产燃料乙醇有利可图,包括投机资本在内的大量项目纷纷上马,导致玉米需求量大幅增长。今年进入11月份以来,一场粮油价格上涨的趋势开始波及我国。而与此同时,以玉米、小麦等粮食为加工原料的燃料乙醇项目也纷纷上马。据了解,目前以生物燃料乙醇或非粮生物液体燃料等名目提出的意向建设生产能力已超过千万吨。其中广西自治区有24家企业想争取参与试点,四川报到发改委的试点项目也有10个。在过去的两年间,仅黑龙江和吉林两省就上了100 多家酒精厂。再加上一些企业以食用、医用为名义实际上却与燃料乙醇有染进行变相投资的原因,我国生产燃料乙醇的产能已大大超过预期,由此造成玉米需求量大幅增长。

针对这一情况,国家发展与改革委员会(简称发改委)、财政部已迅速共同下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》,要求立即暂停核准和备案玉米加工项目,并对在建和拟建项目进行全面清理。

两部委的紧急刹车行动暴露出目前我国生物质产业发展过程中存在的问题。因此,对于我国粮食深加工的项目还需要政府的科学规划和宏观调控,对是否将农作物以及常规木材纳入生物质能原料的范围也需要慎重考虑和认真计划。

2.2 政府是否继续充当“埋单者”的角色

为了保证新能源战略的顺利实施,国家给予制造乙醇燃料的企业相当大的优惠政策。生产成本与定向购销价格之间的差价由政府来埋单,并且保证在结算时乙醇企业每吨燃料乙醇有100元左右的利润空间(见中国经营报)。政府的支持政策一度成为各地争上项目的重要策动力。虽然政府部门已经认可这是一种成长的代价,但在该产业逐步发展成熟且具备一定的竞争力之后,政府则应逐步退出“埋单”,不再继续给予企业直接的财政支持和补贴。而相关的企业则应该开始按照市场规律独立运行,开始自己为自己“埋单”。这就意味着,在未来的发展中企业必须寻找到新的替代原料和先进的转化技术,以应对国家政策补贴力度减弱甚至取消后原料价格上升带来的更大的成本压力。

2.3 生物质产业也需要污染治理

可持续性是生物质产业的一大特征,其最终生产的产品具有环保作用,可以实现循环利用,在缓解空气污染、治理有机废弃物、保护生态环境方面具有明显效果。但生物质产品生产过程本身却存在着很大的污染风险。例如,生产燃料乙醇不但要消耗大量的水资源,其生产过程还会产生大量废气、废渣和废液,如果直接排放,不仅会对环境造成极大的污染,同时也会造成资源上的极大浪费。就目前整体来看,乙醇生产企业中污染治理不彻底、资源消耗偏高的情况仍然存在。有些小企业即使没有享受国家优惠政策也能够存活下来,其中的秘密之一就是省掉了巨额的环保开支[3],以污染环境为代价来获取自身的经济利益,这是与发展生物质产业的初衷背道而驰的。因此,生物质产业本身更需要提倡绿色环保理念,重视污染治理和废物综合利用。

3 结 论

综上所述,在能源短缺、环境压力日趋加重的大背景以及建设社会主义新农村的基本国情下,在我国发展生物质产业不但符合发展循环经济、实现可持续发展的大方向,还能够帮助推动农业和农村可持续发展,增加农产品附加值,提高农民收入,从而促进实现新农村建设的目标。生物质产业在今后的发展过程中,需要注意以下几个方面的问题:首先,要继续关注粮食安全问题,不能只盯住能源短缺的问题而顾此失彼;其次,努力解决技术瓶颈问题,从技术层面解决原料限制和成本过高的难题。这就需要国家投入大量人力和资金以帮助做好技术更新和成熟技术推广工作;第三,政府的监管对产业发展及污染治理至关重要。应建立严格的市场准入和监管制度,提高市场进入的技术和资金门槛,继续推行定向购销的体制,避免盲目建设和盲目生产;第四,重视相关企业的污染治理,发展新型的循环产业体系,防止走进为了保护环境、获取环保能源反而破坏环境的怪圈。

参考文献(References)

[1] 石元春.发展生物质产业[J].发明与创新,2005,(5):4~6.[Shi Yuanchun. Developing Biomass Industry[J].Invention & Innovation, 2005,(5):4~6.]

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关键词:生物质能;生物质能源产业;生物能源政策

中图分类号:F206

文献标识码:A

文章编号:16710169(2014)04009307

基金项目:教育部人文社会科学研究一般项目“低碳技术创新与产业政策保障研究”(10YJA790249);中国地质大学(武汉)资源环境经济研究中心开放基金项目“我国能源发展新体系和新模式研究”(2011A001)

作者简介:张平,武汉大学经济与管理学院教授、博士生导师(湖北 武汉 430072);张晔,武汉大学经济与管理学院博士研究生,华中农业大学经济管理学院讲师(湖北 武汉 430070)

生物质能源是一种可再生能源,大力发展生物质能源技术和生物质能源产业,对缓解能源危机和改善生态环境至关重要。在生物能、太阳能、风能、地热能、水能、氢能、核能等新能源当中,生物质能源具有一定的特殊性,即在理论上,它的使用不会净增温室气体排放,还能在一定范围内维持甚至增加陆地土壤的碳储量,从而可以有效地解决化石能源枯竭和全球环境污染问题。因此,全球主要发达国家在以开发应用低碳能源技术为核心的能源改革计划中,都把生物质能源作为国家战略性产业来发展,以保证本国的政治安全、经济安全和环境安全。

一、生物质能源产业的发展规律

(一)生物质能源范畴

生物质指的是地球上一切通过光合作用生长的生命体,其主要的存在形式包括动物、植物、微生物,以及上述生命体新陈代谢产生的有机物。生物质能则是上述生物质将太阳能转化,并以化学能量的形式储存于体内的能量,因此,生物质能源是一种间接的太阳能。迄今为止,人类利用生物质能源的主要来源有农业作物及副产品、木质纤维素、城市废水以及其他有机废弃物(如表1所示)。

表1生物质能按来源分类

农业作物及副产品木质纤维素城市污水和废弃物

原料来源能源作物;农业副产品或废弃物(如:梗、茎等);动物副产品;农产品加工业副产品(如:稻壳、小核籽、甘蔗渣、动物脂等);水生物(如:微藻、大型藻类等)。森林木本植物;芒草;木质产品加工废弃物;城市林木废弃物;森林火灾破坏的树木等。城市有机固体废弃物;城市废水;垃圾填埋产生的气体;污泥等。

资料来源:Bioenergy Industry Report 2010。

现阶段,全球生物质产的主导产品,正在经历从第一代生物质能源向第二代生物质能源的转变。以农业作物及副产品(除了水生物)为原料的生物质能源,被称为第一代生物质能源或传统生物质能源,如生物乙醇和生物柴油,主要通过液体或固体发酵。第一代生物质能源已在一些国家形成产业化生产,产业链结构较为完善,如美国、巴西等。然而,第一代生物质能源由于其抢占本可用于人类食用或加工的粮食作物,可能带来粮食安全和食品价格上涨问题,在许多国家的产业发展遇到瓶颈。另外,第一代生物质能源的生产过程还可能造成第二次环境污染。由于第一代生物质能源的局限性,以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源备受关注。目前,第二代生物质能源仍处于技术创新阶段,绝大多数企业受到负利润率的影响,至今未能形成产业化生产。然而毋庸置疑的是,第二代生物质能源是生物质能源产业发展的必然趋势。

(二)影响生物质能源产业发展的因素

1生产企业规模影响。规模经济效应在生物质能源产业非常突出。单位生物质能源产出所分摊的固定资本投入,以及产生的边际运营费用,都将随着企业规模扩大而显著下降。例如,一个生产能力达到40兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本约为250万美元;而一个生产能力仅为1兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本要达到约800万美元。因此,将有限的生产要素向若干企业集中,将有利于生物质能源产业规模扩大和资本积聚。

2供求结构影响。生物质能源在供给方面的影响因素有:特定的生物质数量和质量、生物质能源转化技术、生物质能源生产成本、企业规模以及产业内部和产业间竞争的状况。生物质能源的需求则主要受能源需求量、各国关于生物质能源的生产消耗出台的规制、可替代产品的价格和供给状况、消费者心理以及能源输送渠道的建设等因素影响。可以说,生物质能源供求影响因素在很大程度上决定了世界各国生物质能源产业的发展现状和特点。

3上下游产业链发育程度影响。与其他形式的可再生能源不同的是,生物质能源的产出除了受产业关联、供需关系等因素影响外,还在很大程度上受制于上游产业的发展水平、上下游的产业关系和社会服务的水平。一个完整的、层次合理的、有明显空间指向性的产业链结构,例如,农业、林业、食品加工业,以及物流业等上游和周围产业的发展水平,以及该国的废水管理,垃圾填埋场的气体管理,二次污染的防治等社会服务水平,都在不同程度上促进或者制约了该国生物质能源产业的发展。如何能使生物质能源产业在价值链、企业链、供需链和空间链上形成均衡对接,是目前世界各国发展生物质能源产业的现实问题。

4产业政策影响。生物质能源是朝阳产业,即使在一些发达国家,其发展仍处于产业生命周期的初创期。在此阶段,政府的作用更多体现在研发资金支持和投资补助如建立企业孵化器和培育初创企业等方面,它们对于生物质能源产业的起步将有重要作用。

二、生物质能源产业发展状况

(一)全球生物质能源产业发展格局

在全球能源体系当中,第一代生物质能源已经成为仅次于化石燃料之后的第二大能源供给产业。根据21世纪可再生能源政策公司(REN21)的“2013年全球可再生能源发展报告”的数据,在2011年全球消耗的能源中,化石燃料比重首次低于80%,可再生能源则提供了超过19%的能源,其中传统生物质能源的比重达93%(如图1所示)。另外,据国际能源署(IEA)预测,到2050年,全球生物质能源产能有望达到每年1500 EJ。

从全球生物质能源产业分布看,主要集中在一些发达国家和能源短缺但生物质原料丰富的国家。从生物质能源产量规模看,美国和巴西两国的生物乙醇产量已经达到全球产量的70%;从生物质能源占国内能源消费比重大小来看,芬兰和瑞典两个国家该项指标较大,如在芬兰国内全部总能源消耗中,已经有超过12%是由生物质能源供给的。

需要注意的是,尽管生物质能源占全球能源消费的比例达到19%,但是其中的生物燃料比例却非常低,2011年只有08%。生物燃料增长陷入停顿的主要原因是:全球最大生物燃料供应国家巴西和美国的生产放缓。如美国生物质能源产品主要集中在生物乙醇和生物柴油,其主要生产原料为玉米。生物燃料产业消耗了美国国内近40%的玉米,对美国国内食品价格稳定造成不小压力。

图12011年全球能源消耗结构――可再生能源消耗分析

资料来源:Renewables 2013 Global Status Report。

(二)中国生物质能源发展状况

目前,中国已经产业化的生物质能利用方式有:沼气、生物质发电、成型燃料、燃料乙醇和生物柴油等。2010年,生物质能源产业总产值超过211亿元,年增长率达到89%。其中,燃料乙醇和生物柴油产值约为70亿元和32亿元;生物质发电实现产值约35亿元;农村沼气估计产值约为68亿元。

1沼气产业。中国是最早利用沼气的国家之一,但是在2005年以前,沼气利用主要以户用沼气为主,缺乏大型沼气工程。经过近十年的技术攻关和财政支持,2012年初,已经建成大中型沼气工程226万处、养殖小区和联户沼气工程199万处、秸秆沼气示范工程47处。其中,大型沼气工程年产沼气共计40亿立方米。

2生物质发电。截至2010年6月底,中国国内已经投产的总装机规模由2006年的140万千瓦增加到550万千瓦,其中农林生物质发电400万千瓦,垃圾发电70万千瓦,沼气发电80万千瓦。已经有50个生物质发电项目实现了并网发电,发电装机容量达到200万千瓦以上。2006-2010年,生物质能发电的投资总额由168亿元增加到586亿元。目前生物质能发电行业的区域分布是:华东地区装机容量占全国比重为49%;中南地区22%;东北地区15%;华北地区占8%,西南和西北地区占3%。

3燃料乙醇。2011年,中国燃料乙醇产量为190万吨,按照“定点生产、定向流通、封闭销售”原则布局设点。中国目前已经成为继美国、巴西、欧盟之后的全球第四大燃料乙醇生产国和消费国。但是,近期粮食燃料乙醇已经不可能实现增产,中期非粮燃料乙醇受制于原料的持续供应,所以,从远期看,发展纤维乙醇是必然选择。

三、全球生物质能源大国政策特点

(一)美国生物质能源政策特点

1制定鼓励和规范生物质能源发展的法律体系。美国已经建立了一套生物质能源相关的法案和政策法规。2005年出台的《能源政策法》是美国能源政策的重大转折点,标志着美国以扩大供应为重点的能源政策,开始转向扩大供应与扩大国内能源开发并重的能源政策。该政策极大地提升了生物质能源的战略地位。奥巴马总统执政后,推出了“清洁能源国家战略”,明确将生物质能源的开发和市场化作为经济振兴计划的重点之一。

2由政府强制规定可再生能源消费比例。在联邦政府层面,尽管生物燃料与玉米消耗有一些矛盾,但是出于低碳和环保目的,美国仍然计划2020年生物质能源和生物质化工产品比2000年增加20倍,达到能源总消费量的25%。美国环境保护局(EPA)为此还规定了全国每年生物燃料使用目标。如2013年的强制使用量为16055亿加仑,2014年增加至1815亿加仑。

在州政府层面,美国已有36个州政府通过《可再生能源配比标准》(RPS),这是一个强制执行的规则。RPS中强制规定了电力产业输送的电能中,必须有相应比例的电能来自于规定的可再生能源。其中,生物质能源是重要的部分。此标准逐年递增。每个州的标准的制定,都是基于本州的基本状况,如经济发展水平、能源供应的多元性和环境因素。

3实施积极的财税政策,鼓励生物质能源企业发展。其中,政府财政补贴是重要方式之一。奥巴马政府在2011年推出51亿美元的财政补贴计划,用以鼓励第二代生物质能源产业的发展。美国还通过政府风险共担机制,为生物质能源企业的贷款提供担保,保障生物质能源企业的资金需求。这些财政刺激政策效果显著,吸引了大量的传统能源企业纷纷进入生物质能源领域。

4鼓励生物质能源国际合作和国内企业联盟。由于美国和巴西是世界上最主要的乙醇燃料生产国,所以美国通过与巴西签订在生物质能源技术转让和国际标准等方面的合作备忘录,积极推动“乙醇欧佩克”国际组织的组建,以控制乙醇燃料的国际市场。与此同时,在国内鼓励生物质能源企业组建企业联盟,提高生物质能源生产集中度。

5通过生物质能源产业带动就业。2010年美国联邦政府通过财政拨款形式,向生物质能源企业拨款6646亿美元。其中生物乙醇和生物柴油企业发展为农村地区带来了厂房建设、企业运营和设备维护等多种就业机会。根据美国可再生能源委员会统计,生物乙醇产业仅2005年一年就创造了超过15万人的就业机会,增加了57亿美元的家庭收入。生物质能源产业与就业形成一种良性循环。

6特别重视生物质能源原料供应保障。在联邦政府层面上,美国于2008年颁布的《农场法案》中,提出了《生物质作物援助计划》(BCAP),目的在于补贴生物质能源产业上游企业或农场主,保障来自于农业和林业的原料供应,以推进生物质能源产业供应链的建设。在该计划中,美国农业部下属的农场服务局向从事符合规定的有关生物质原料收获、储藏和运输的业务,提供最多为每千吨45美元的补贴。从2010年4月至今,该计划已向生物产业上游提供了约245亿美元的资金补助。

7严格控制生物质能源产业可能造成的第二次污染。美国《可再生能源标准计划II》(RES2)中规定,从事第二代生物质能源生产的企业,尤其是木质纤维质能源企业,在生产中造成的温室气体排放量,必须低于美国对所有能源企业设置的标准的50%~60%。而且,温室气体排放量的测量要基于整个产品的生命周期。

(二)欧盟生物质能源政策特点

在欧洲,生物质能尤其是生物柴油,是可再生能源中最主要和最重要的部分之一。欧盟统计局2010年数据显示,生物质能源提供了欧盟27国(EU27)超过67%的可再生能源产能。因此,发展和推广可再生能源,是欧盟减少温室气体排放、应对气候变化和强化能源安全的重要战略之一。欧盟已拟定长远规划和具体目标:在2020年之前,可再生能源在欧盟总能源消耗中的比重达到20%,在运输部门的总能源消耗中的比重超过10%。

欧盟生物质能源政策的特点是:将其产业发展纳入整个经济体的发展中,强调产业发展可能带来的出口贸易和就业机会的增加(尤其是在农村地区)。生物质能源产业发展目标被定位于应对欧盟扩大引起的某些问题,如农田废弃、失业率上升和过度城市化。因此,生物质能源产业也被作为农业政策的一部分,得到欧盟《共同农业政策》提供的资金支持。

欧盟委员会于2005年12月通过了《生物质能行动计划》(BAP),详细规划了欧盟增加生物质能用于取暖、发电和交通运输的措施。另外,为发展生物质能源产业,欧洲多国采取了强制电价补贴(Feedin Tariff)的产业激励政策。德国是该政策实施的成果最显著的国家之一,成功推动了包括生物质能源产业在内的可再生能源产业的发展。德国政府向产自能源作物的生物质能源提供每千瓦时4~7欧分的奖励。荷兰也于2009年起,开始推行新的激励可持续能源补贴计划(SDE),以实现其到2020年可再生能源占能源消耗超过20%的目标。

(三)巴西生物质能源政策特点

1利用气候资源优势,鼓励扩大生物原料种植面积。巴西的国情决定了其生物质能源产业有巨大的发展潜力。巴西有适宜生物质生长的气候条件,土地资源丰富,国内有大量目前闲置或者被用作牧场的适宜耕种的土地。目前,巴西是世界上第二大生物乙醇生产国。2011年巴西生物乙醇产量达到2102亿升,其主要生产原料为甘蔗;生物柴油产量达到2727亿升,主要生产原料包括大豆、蓖麻籽、向日葵、棉花和动物脂肪。但是,由于巴西生物乙醇依赖甘蔗作为主要原料,因此,在巴西生物燃料政策当中,尤其重视甘蔗供应的保障。巴西已经拟定和实施政策,计划花近20年的时间,改造现有富余的牧场,在2017年以前,将甘蔗种植面积从2008年的440万公顷增加到800万公顷,其中约50%的甘蔗产出将用于生物乙醇生产。

2制定专项财税计划,推动生物燃料消费。巴西政府于1975年推行制定乙醇汽油计划,并在税收、补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业制定相关配套政策。第二次石油危机(1978―1979年)后,巴西进入“乙醇阶段”,开始大量使用乙醇以代替石油。巴西汽车工业对车辆实行必要改装所需的投资都是由政府通过软贷款方式筹集的。2004年12月,巴西政府颁布了有关使用生物柴油的法令,规定从2008年起,全国市场上销售的柴油必须添加2%的生物柴油;到2013年添加比例提高到5%。

四、关于生物质能源产业化的争议与共识

近几年来,关于生物质能源大规模产业化的争议逐步加大,主要集中在以下几个方面:

第一,使用生物质能源是否确实能降低温室气体排放量?“碳中立”(Carbonneutral)是衡量一个能源产业是否能实现内部碳平衡,达到碳减量的一个标准。一个“碳中立”的能源产业,应能通过使用可再生能源,使排放到空气中的二氧化碳总量和从大气中移除的二氧化碳总量达到平衡。近年来,各国学者对于生物质能源是否真正达到“碳中立”,存在越来越多的争议和质疑。事实上,生物质能源对温室气体排放的影响,很大程度上取决于具体的生产和使用方式。例如,以农业作物为原料的第一代生物质能源,其种植、运输及生产过程,都可能会加剧温室效应的产生。

第二,生物质能源大规模生产是否对粮食安全和食品价格产生负面影响?据联合国粮食与农业组织(FAO)数据,全球有超过925亿人存在严重的营养不良问题,其中16%来自发展中国家。在中国,农村地区还有2 688万人的温饱问题没有得到彻底解决,大部分粮食首先要用来满足人们的基本生活需要。原料主要取自于农业作物的第一代生物质能源产业的发展,可能使得原本供给食用或饲料加工的作物被转而用做生物质能源生产的原料,这将间接影响土壤用途,减少或者改变农业土壤的使用结构,可能造成人口基数较大、土地资源紧缺的国家面临粮食安全和土地竞争的困境。同时,粮食供给量减少带来的供需关系变动,必然影响到食品价格的稳定,这也将给本国经济的稳定带来负面影响。这也是一些人口大国发展生物质能源产业所面临的主要困境之一。

第三,生物质能源产业化带来的大规模种植和提取是否会破坏环境?有研究表明,扩大生物燃料的生产可能会导致更多的物种遭受威胁。尤其是以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源,其产业发展将有可能威胁到原始森林的保有、生物多样性,以及土壤和水资源的保护。

尽管存在上述质疑和争论,但是,主要的生物质能源国家对其本国生物质能源产业发展依然存在一种共识,那就是:生物质能源在替代传统化石能源、优化能源结构和减少温室气体减排放等方面的积极作用不容忽视。未来的生物质能源政策框架应该综合考虑应对气候变化、保障能源安全、保护生态环境、保护农业、保障粮食安全和维护经济稳定等更多的因素,并通过一个均衡发展的生物质能源体系,使生物质能源产业的发展更加理性化,减少其对社会、经济和环境的负面影响。

五、中国生物质能源政策要点

(一)生物质能源政策沿革

中国是全球第二大能源消耗国,优化能源结构的中长期规划对经济社会可持续发展至关重要。在生物质能源产业发展方面,中国同时具有“资源劣势”和“政策优势”的双重特征。一方面,生物质能源资源的约束主要来自于巨大的人口及其粮食需求、耕地稀缺等,因此,在生物质能源的战略思路上,国家需要优先考虑粮食保障问题,这就决定了生物质能源产业发展的局限性。另一方面,在生物质能源政策上,政府已经制定并出台的一系列政策措施,又促进生物质能源产业快速发展。早在2007年9月,国家发展和改革委员会就出台了《可再生能源中长期发展规划》,提出逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例,力争到2020年,使可再生能源消耗量达到能源消耗总量的15%左右。2009年6月出台的《促进生物产业加快发展的若干政策》中再次明确提出:对经批准生产的非粮燃料乙醇、生物柴油、生物质热电等重要生物质能产品,国家给予适当支持。因此,尽管生物质能源起步较晚,但是其发展较快。

(二)生物质能源发展原则

第一,从资源约束角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑本国的基本国情。生物质能源产业的发展,将对本国的劳动力市场、土地资源的使用、小农整合状况等产生影响,尤其更应重视其发展对于粮食安全的威胁。因此,对于如中国这样的人口大国,在制定发展生物质能源产业的战略思路和产业政策上,应首先考虑粮食保障问题,使其产业发展与人口的增长相协调。

第二,从经济安全角度,生物质能源产业政策的制定,应以维护本国能源安全为前提。能源安全有四重意义:一是保证能源的供给安全,以提供足够的能源,支持国家经济发展;二是价格的稳定,需要政府密切监控;三是能源运输安全;四是对环境的影响。对于生物质能源产业来说,其发展应该服从国家的能源安全战略,不可无限扩张,但也不可忽视化石能源的不可持续性。掌握世界能源的话语权是维护国家安全的重要途径之一。

第三,从环境保护角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑其给环境带来的综合影响。其中重要的环境因素有:温室气体的排放、空气质量、土壤质量、水质量和生物多样性。

(三)生物质能源发展目标

“十一五”以来,我国以《可再生能源法》为基础,制定了一系列支持可再生能源发展的政策,推动可再生能源产业的快速发展。在生物质能源方面,依据《国家能源发展“十二五”规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》,国家能源局于2012年7月24日印发《生物质能发展“十二五”规划》,作为“十二五”时期我国生物质能产业发展的基本依据。

该《规划》提出了我国生物质能源产业在“十二五”期间的发展目标为:到2015年,生物质能产业形成较大规模,其中,生物质发电装机容量1 300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时,生物质年供气220亿立方米,生物质成型燃料1 000万吨,生物液体燃料500万吨;在电力、供热、农村生活用能领域初步实现商业化和规模化利用;在交通领域扩大替代石油燃料的规模。同时,生物质能利用技术和重大装备技术能力显著提高,出现一批技术创新能力强、规模较大的新型生物质能企业,形成较为完整的生物质能产业体系(如表2所示)。

表2“十二五”时期生物质能发展目标

领域利用规模年产能量

数量单位数量单位

1生物质发电1 300万千瓦780亿千瓦时

其中:农林生物质发电800万千瓦480亿千瓦时

沼气发电200万千瓦120亿千瓦时

垃圾发电300万千瓦180亿千瓦时

2生物质供气220亿立方米

其中:沼气用户5 000万户190亿立方米

大型农业剩余物燃气6 000处25亿立方米

工业有机废水和污水处理厂污泥等沼气1 000处5亿立方米

3生物质成型燃料1 000万吨

4生物液体燃料

其中:生物燃料乙醇400万吨

生物柴油和航空燃料100万吨

资料来源:中华人民共和国国家能源局:《生物质能发展“十二五”规划》。

(四)生物质能源政策重点

1发展以农林作物副产品为原料的生物质能源产业。在生物质能发电方面:在秸秆剩余物资源较多、人均耕地面积较大的粮棉主产区,发展秸秆直燃发电;在甘蔗种植主产区和蔗糖加工集中区推进蔗渣直燃发电;在重点林区和林产品加工集中地区,结合林业生态建设,利用林业剩物和林产品加工剩余物发展林业生物质直燃发电;在“三北”地区,结合防沙治沙,建设灌木林种植基地,发展沙生灌木平茬剩余物直燃发电及综合利用工程等。

在生物燃料方面:非粮燃料乙醇是未来发展重点。按照《可再生能源中长期发展规划》,到2020年要实现生物燃料乙醇年利用量为1 000万吨的目标。据测算,如果以木薯、甘蔗、甘薯、甜高粱等经济作物为原料,每年可生产第15代非粮乙醇1 800万吨;以稻草、玉米秸秆等农林废弃物,每年可低成本生产第2代纤维素乙醇5 000万至7 000万吨左右,生产潜力巨大。

在木质纤维素开发方面:政策应鼓励建设非粮能源原料基地。比如在未开发的、荒地较多的地区,可以根据当地自然条件和作物植物特点,种植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物,建设非粮生物液体燃料的原料供应基地。国家《生物质能发展“十二五”规划》提出,在“十二五”时期,建设一批产业化规模的纤维素乙醇示范工程,建成纤维素酶批量生产基地。由于目前木质纤维素为原料的生物质能源技术仍未完善,生产成本非常高,尚无法实现经济效益。因此,产业政策应支持相关的应用研究,突破关键设备和集成工艺,以降低纤维素乙醇生产成本,提高其经济性。

2发展城市有机废弃物利用过程中的生物质能。例如,在人口密集和土地资源紧张的中东部地区和城市,鼓励建设生活垃圾焚烧发电项目;在西部地区则引导开发和建设垃圾填埋场沼气发电项目。无论采取什么方式,应结合城市生态环境保护,选择适宜的生活垃圾、污水处理厂污泥处理及能源利用方式,实现地区产业与社会经济的协调发展。

篇6

这个可持续生物能源研究项目(SBRP)极具地区特色,旨在利用中东地区的自然条件,在沙地和海洋之间寻求应对未来能源危机的新思路。该项目由阿联酋马斯达尔科学技术研究院、波音公司、阿联酋阿提哈德航空以及霍尼韦尔环球油品公司联手推出。

该项目计划用5年时间探索综合海水农业为航空提供生物燃料的商业可行性。研究团队将利用海水创建一个以水产养殖为基础的农业系统,与此并行的是红树林和海蓬子的生长,它们就像在海水中兴旺发展的工厂。阿布扎比为此提供了2平方公里多的土地用以建立实验基地。

马斯达尔科学技术研究院副教授斯考特・肯尼迪介绍,这是一个海水农业的闭环系统,可以发展龙虾等海洋渔业,然后将养殖污水转换成红树林等植物所需的价格合理且富含营养的肥料。通过这个系统,生物质能源可以被持续地获取并能用于生产清洁能源、航空生物燃料及其他产品。

“生产低成本的非石油化肥是在所有生物燃料中有效降低碳排放的关键。该系统不仅能高效地生产液态和固态生物燃料,还能从大气中捕捉并储存碳,扩大栖息地以增加生物多样性,同时能释放出具有更高使用价值的淡水。综合海水农业系统甚至有可能减少全球海平面上升对沿海地区造成的影响。”马斯达尔科学技术研究院的教务长约翰・珀金斯博士说。马斯达尔科学技术研究院是一家致力于可再生能源发展的独立研究型大学,它将主导可持续生物能源研究项目的运作。

该项目将只寻求解决方案并带领研究进入生物质能源领域,并确保生物质能源不扭曲全球食物链、不竞争使用淡水资源或不导致意料之外的土地利用变化。该项目所需生物质的各个培养阶段将遵从可持续生物燃料圆桌会议所发展的做法和原则,而该实践行为和原则也适用于可持续航空燃料用户群成员。

不过,珀金斯也认为这个理想系统遇到的最大挑战将是每个不同技术之间的衔接问题,“可以预见到,来自不同研究领域的关注点可能需要更多的磨合和选择”。

无论如何,可持续生物燃料的开发都是减少航空碳排放策略的关键因素。“能源供应的模式正在发生变化。为了满足全球对能源需求的不断增加,我们必须找出地区性生物燃料解决方案,该解决方案不仅仅是可持续的,更能在生物燃料所生产的地方真正地让生态系统再生。”

霍尼韦尔环球油品公司副总裁兼可再生能源及化学物总经理詹尼弗・霍姆格伦说,“这个项目为我们提供了一个宝贵的机会,使我们得以向人们展示地域优化解决方案的可行性以及生产优质绿色运输燃油所需生产技术的可用性。”

生物质燃气产业联盟成立

在科技部和北京市相关部门的推动下,由清华大学等21家单位发起的城市集中式生物质燃气产业技术创新联盟日前成立。该联盟是以企业为主体的产学研紧密结合的行业组织,目标瞄准推动生物质燃气产业关键技术的研发和应用。

篇7

实际上我国的燃料乙醇工业对粮食安全没有任何影响。2010年我国燃料乙醇产量169万吨,其中玉米乙醇155万吨,木薯乙醇14万吨。去年全国玉米产量1.68亿吨,食用消费比例很小,主要是饲用(9900万吨)和工业用(5000万吨)。年产155万吨乙醇消耗约500万吨玉米,所占玉米产量的比例仅不到3%,占工业加工用玉米的10%。而用玉米生产乙醇的同时,还会副产酒糟蛋白质饲料(DDGs)0.91吨/吨燃料乙醇,根据美国用DDGs饲料养殖的成功经验,每吨DDGs相当于1.3吨玉米。

这样,我国的155万吨乙醇可副产的蛋白质饲料相当于200万吨饲用玉米。因此,目前我国的燃料乙醇产业不影响粮食安全,但对饲料供应存在潜在的影响,必须未雨绸缪地预防。

绿色油田

生产生物燃料的原料很多,作物秸秆、林业剩余物、能源作物、城市有机垃圾等都可以转化为生物燃料。美国利用玉米生产乙醇是发展初期的现实选择,2015年后玉米乙醇的产量不再增加,2022年的非粮先进生物燃料将超过玉米乙醇。我国陈化粮乙醇也是初期的现实选择,随之粮食乙醇逐步转型,全部发展为非粮乙醇。

甜高粱是国际公认的耐贫瘠作物,适应性极强,一般甜高粱茎秆产量60-90吨/公顷(青饲玉米为45~60吨/公顷),国外高产纪录为169吨/公顷,国内高产纪录产量157.5吨/公顷,含糖量大于12%,高粱米平均产量超过2吨/公顷。由于甜高粱是C4作物,与种植玉米相比较,其所需化肥、灌溉用水量是玉米的2/3;与甘蔗相比生长期短,仅为100-120天,一年可种三季,用水量是甘蔗的1/7,而甘蔗一年只能种植一季。

我国开发的甜高粱茎秆先进固体发酵生产乙醇技术(ASSF技术)不耗水和不产生废水,同时甜高粱秆在发酵乙醇过程仅消耗了蔗糖,而增加了发酵过程产生乙醇的酵母。一般6.4 公斤青贮玉米的营养价值相当于1公斤玉米籽实,生产1吨甜高粱乙醇可产生12.8吨糟渣,相当于2吨玉米。ASSF技术可形成“3万亩地种植甜高粱生产1万吨乙醇、酒糟饲养6千头牛、牛粪产280万Nm3沼气和6万吨有机肥”的低碳高效农工产业链。

如将我国现有的900万亩普通高粱改种甜高粱,在保证酿酒用高粱米供应的同时还可生产300万吨燃料乙醇。京、津、冀、东北三省种植l200万亩青贮玉米,内蒙有青贮玉米饲料地1000万亩,如果改种甜高粱,可在满足现有饲料需求的同时,额外生产700万吨乙醇、400万吨高粱米,显著提高了土地利用率和增加农民收入。仅调整种植结构一项就可以生产1000万吨燃料乙醇,节约进口石油款70亿美元;在不增加种植面积的前提下完成国家增产千亿斤粮食目标的8%。还可以填补我国牛粗饲料产业空白,促进奶牛的集约化养殖,重振我国乳品行业。

据农业部2008年提供的专项调查报告,全国有可用于发展液体生物燃料的宜能荒地2680万公顷,有集中分布区8片。依靠科技进步,利用盐碱、沙荒等边际性土地和退化农田,通过生物技术提高植物的抗逆性,可以在不占用现有耕地和不影响粮食产量的前提下为中国的生物燃料产业提供原料。中国工程院院士罗锡文认为,全国3亿亩耕地正在受到重金属污染的威胁,占全国农田总数的1/6,而广东省未受重金属污染的耕地,仅有11%左右。利用重金属污染的农田种植能源作物进行土壤改造,如在南方种植甜高粱生产燃料乙醇和发电,既解决了污染土地治理经济效益问题,又生产清洁燃料和电,一举两得。

农业部有关部门2009年完成的秸秆资源调查结果显示,我国约有7.6亿吨秸秆,可收集量为6.46亿吨,利用的途径主要包括能源、还田、饲料、工业、栽培食用菌和焚烧(或闲置)等6种方式。其中用于炊事29.6%,饲料27.5%,工业用2.7%,还田15%,焚烧或闲置25.2%。在不影响秸秆现有用途的前提下生产纤维素乙醇,原料是目前占总量25.2%的焚烧或闲置秸秆,即1.62亿吨,可年产4000万吨纤维素乙醇或FischerTropsch生物柴油。全国每年林业剩余物量约为1.3亿吨,可生产3000万吨纤维素乙醇或Fischer-Tropsch生物柴油。

边疆新思维

在边疆地区,生物燃料发展的优势与紧迫性更为显著。新疆是发展生物燃料产业理想地区之一,其自然条件与美国的加州相似,还具备加州所没有的油、煤、天然气等资源优势,养殖业在干旱的加州是支柱产业之一。而新疆却没有发挥其地面资源优势,单纯采取依赖煤、油、气的三高(高污染、高能耗、高资源性)发展模式,并没有给广大农牧民带来更多实惠,经济因素应该是 “7.5”事件的成因之一。

新疆不仅矿产资源丰富,而且地域辽阔、光热资源丰富、高山冰雪融水丰沛,适合种植耐旱、耐盐碱的高光效作物甜高粱以建立新兴的燃料乙醇产业和养殖业,发展经济、改善民生,让广大农民特别是南疆地区的维族农牧民享受到西部大开发成果,解决南、北疆发展失衡问题,维护边疆地区稳定。新疆农科院早在2001年就开始了甜高粱种植和生产乙醇技术研究,已通过审定新品种1个,筛选出10个优良品种(系),优良杂交种组合5个;确定了不同生态区、不同品种的高产综合栽培技术;还进行了水土资源调查。在农业部规划设计研究院的指导下,南疆的喀什市莎车县曾成功种植甜高粱,茎秆亩产5吨,含糖量达到15%,只是由于缺乏先进技术生产乙醇而没有形成产业。

根据新疆自然资源条件,在不影响本地区粮食、棉花正常产量的前提下,适宜种植耐旱、耐盐碱的甜高粱的面积约2000万亩,具有500万吨乙醇、300万头牛(3000万只羊)的生产潜力。新疆的乙醇还可以生产成乙烯或航空煤油输送到内地,170万吨乙醇生产100万吨乙烯,每吨乙烯固定2.5吨CO2,而用石油生产乙烯,100万吨乙烯需配1000万吨炼油装置;500万吨乙醇可生产约300万吨航空煤油,这是我国急需的产品,因为欧洲2012年将对进入其领空的飞机收取碳税。

根据中试数据,每生产1吨甜高粱秆乙醇可使农民增收1500元,年产500万吨乙醇能让农民增收75亿元,产业产值近1000亿元,减排温室气体1100万吨,显著改善了新疆,尤其是农村地区经济状况。

篇8

关键词 秸秆;易货合同;生物质;成型颗粒燃料;新能源

中图分类号 X71

文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2015)09-0108-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2015.09.014

秸秆禁烧是社会关注的热点问题:一方面,秸秆禁烧令无法根本上阻止农民继续大规模焚烧秸秆,并由此带来严重的雾霾天气[1]。2014年10月25日,长春市空气质量指数AQI“爆表”,高达500,秸秆焚烧是主要原因[2]。另一方面,现有生物质发电厂普遍存在秸秆收集难、即便是在国家大量补贴的情况依然很难实现收支平衡的现象。为什么政府年年发通知禁烧秸秆,年年禁不住?为什么农民宁愿冒着被罚风险去“偷”烧秸秆,也不把秸秆卖给生物电厂呢?有没有一条秸秆能源化利用的有效途径?

带着这些问题,中国社会科学院工业经济研究所能源经济研究中心的专家们于2014年11月专程到吉林长春进行调研。通过调研发现:第一,在国家能源局与吉林省能源局共同支持下,吉林长春用“易货合同模式”――一种秸秆能源化利用的新模式,发展秸秆颗粒成型燃料(以下简称颗粒生物质能),在治理秸秆禁烧、替代煤炭、解决农民冬季取暖、改善农村生活环境、提供农民就业等方面,表现出良好的经济社会价值,值得有条件的地区学习借鉴。第二,颗粒生物质能是农村作物秸秆能源利用的重要方式,是改变农村用能习惯和能源消费结构的重要途径,对发展农村循环经济、提高农民生活质量具有重要的现实意义。第三,农村用能革命是全面小康社会的物质基础,它关系到农村家庭生活水平的提高、能源公平和中国能源发展的全局。用“易货合同模式”发展秸秆生物质能,将为我国部分地区农村生物质能源规模化、工业化发展,提供了一条经济适用的途径,也是传统农业县乡发展新能源、实现农村用能革命的重要手段。

1 秸秆颗粒燃料发展的易货合同模式

秸秆颗粒燃料发展的易货合同模式是农村秸秆能源化利用的一种新模式,它是指以秸秆颗粒燃料加工企业为主导,通过农民用秸秆换取秸秆成型颗粒燃料,实现秸秆收集、颗粒燃料加工生产的一种颗粒生物质能的发展模式。

该模式将解决农民用能问题与新能源产业稳定发展结合起来、禁烧秸秆与秸秆能源化利用结合起来、秸秆收集与秸秆成型颗粒燃料市场开拓结合起来,解决了农民炊事、取暖的能源需求,实现了禁烧秸秆和秸秆能源化利用的目标。具体做法就是:秸秆颗粒加工企业与农户签订“能源易货合同”。合同核心内容主要包括:第一,农户每年用15 t-20 t秸秆跟企业换5 t秸秆成型颗粒燃料,同时要求农户与当地政府签订秸秆禁烧责任书。第二,企业为签约户无偿提供秸秆成型颗粒燃料炉具和技术服务,用易货贸易的方式向签约农户每年提供5 t的颗粒生物质能。

该模式的核心是农民不花钱用自家地里的秸秆,换回清洁的颗粒生物质能替代煤炭取暖做饭;企业在少花钱实现秸秆资源收集的同时,锁定了颗粒生物质能用户,降低了经营风险。秸秆颗粒燃料发展的易货合同模式的魅力在于:自己不花一分钱、不要国家一分钱,农民就能用上清洁的颗粒生物质能,较好地解决了企业发展生物质能时的秸秆收集瓶颈和市场开拓问题,是低成本秸秆能源化利用的有效途径之一。

在易货合同模式颗粒生物质能产业链条上,各利益关系见图1。

2 “易货合同模式”发展成型颗粒燃料新能源的优势分析

我们从产业链条下的利益主体,即农户、企业、政府,分析“易货合同模式”发展成型颗粒燃料新能源的优势。

2.1 农户利益分析

调查发现,用秸秆颗粒燃料取暖炊事对农户来说有三大好处。

2.1.1 变废为宝,农户不花钱用上了清洁的新能源

过去用秸秆烧火做饭,一家人需要2-3车秸秆,剩余的大部分没什么用;6个月的冬季,平均每户烧炕取暖得用2-3 t散煤,要花1 000元;现如今不花一分钱,农户用自家地里产的颗粒燃料,15 t秸秆换5 t成型颗粒,就够自家一年取暖做饭用能了。东白_村之所以写入我们的报告,是因为东白_村第10小组,一个自然屯的村民们基本都用上了颗粒燃料取暖做饭。东白_村位于吉林长春农安县城北偏西约40 km处,属杨树林乡。白_村下辖17个村民小组,1 265户,分布在16个自然屯。东白_村第10小组约有土地100 hm2,每公顷玉米地可产8-9 t玉米秸秆,地里产的秸秆足够全屯60户人家取暖做饭了。每年少烧散煤150 t,少花钱6万多元。

目前这种“易货合同模式”使用颗粒燃料取暖做饭,已在吉林长春杨树林乡2 000农户中推广,杨树林乡政府、医院、学校、敬老院和10个商业用户全部采用颗粒燃料供热[2]。由于秸秆收集、加工和农民用能相结合,农民既是秸秆的提供者,也是颗粒燃料受益者。正是因为不花钱可以用上清洁能源,让农户有了收集秸秆的积极性、禁焚秸秆的自觉性。

2.1.2 实现农田秸秆清理目的

农民大规模焚烧玉米秸秆主要是农业生产做好土地清理准备工作。目前主要是焚烧和秸秆粉碎还田,但是大规模秸秆焚烧和秸秆还田对农业生产可能产生一定的不利影响:一是焚烧秸秆会破坏土壤结构,形成板结,造成农田质量下降;还会直接烧死、烫死土壤中的有益微生物,影响作物对土壤养分的充分吸收,直接影响农田作物的产量和质量,影响农业收成。二是秸秆焚烧后留下的钾素和磷素,多呈不溶解状,很难被农作物吸收。三是秸秆粉碎还田,一方面还田后的秸秆不易腐烂,影响下茬播种质量,另一方面,秸秆粉碎还田须要深埋,这样就会把生土翻出,也会影响作物产量与质量。通过“易货合同模式”发展秸秆成型颗粒燃料,可以达到了农田清理准备的目的。

2.1.3 改善了农民自家的生活卫生环境

以往用秸秆直接做饭,燃烧效率低(20%)、灰尘多,用农民的话来说,就是特别“埋汰”,到了春季秸秆生虫,家里环境卫生更差。如今用加工好的颗粒燃料做饭取暖,燃烧效率高(85%),火焰稳定接近天然气,几乎无灰尘,存放取用方便,干净卫生。

2.2 社会经济与环保效益分析

通过调研发现,农村发展成型颗粒燃料新能源,对当地经济发展、秸秆资源商品化利用起着积极的作用,具有较好的经济社会效益与环境效益。

2.2.1 带动当地农村劳动力就业,经济效益显著

秸秆转化为成型燃料,涉及资源收集、加工、储运、锅炉燃具制造和服务五大领域,产业链条长,辐射范围广,可以促进农民就业。我们调研的吉林农安县杨树林乡年产5万t秸秆成型燃料示范项目,该项目直接吸纳就业180人,年创造工业产值3 700万元,拉动社会投资3 000万元。吉林是产粮大省,年产秸秆产量4 000万t左右,按照吉林省规划,到2020年前开发秸秆成型燃料300万t(折标煤150万t),按我们调研的示范项目数据推算,吉林秸秆成型颗粒燃料产业的潜在吸纳就业1多万人,直接带动社会投资18亿元,年创造工业产值22.5亿元。如果按我们调研的林农安县杨树林乡年产5万t秸秆成型燃料示范项目数据,即那么吉林400万t需要投资24亿元,每年将创造工业产值30亿元,为企业带来收入3.6亿元。

2.2.2 环境效益和节能减排效果显著

替代农村散煤,环境贡献大。调研的年产5万t颗粒燃料项目,如果其中3万t为易货模式,那么每年直接可为2 300户农民提供1.17万t的易货生物质能源,为农民节省了285万元取暖支出(假如散煤价格为350元/t),直接少用散煤5 800 t。替代2.5万t标煤的煤炭,减少CO2排放6.55万t、SO2排放600 t和NOX排放185 t。

如果吉林易货合同模式的成型颗粒燃料产业规模达到300万t,那每年可为减少煤炭200万t标煤,减少CO2排放390万t、SO2排放3.6万t和NOX排放1.11万t。为农村通过易货模式提供生物质能源70万t,为城市提供商品生物质能230万t,可供热6 000万m2,同时可以解决30万农户炊事和取暖用。

2.2.3 解决了秸秆野外焚烧问题

在调查中农户们反映,过去总为处理多余的秸秆伤脑筋,晚上偷偷摸摸到地里烧秸秆还怕被罚。如今因为秸秆可以免费换秸秆颗粒新能源,还免费给装炉子,所以大伙都愿意把秸秆收集起来送到站上(企业设立的秸秆代换便民服务站)换颗粒。如今全屯没有一户在野外焚烧秸秆,改善了空气质量,家里也干净了。

2.3 企业利益分析

在吉林长春我们还调研了生物质发电企业和传统模式的生物质颗粒燃料企业,通过比较分析发现秸秆颗粒企业有以下几个特点:

2.3.1 降低了企业的运行风险

“易货合同模式”降低了企业的资金成本,锁定了部分市场需求,极大地降低了企业的运行风险。在传统经营模式下,颗粒生产企业的资金占用量较大,是影响企业经营效益的重要因素。例如,一个年产5万t颗粒的企业,一个月收秸秆约5 000 t,每吨270元-300元,需要占用资金至少135万元。由于供暖的季节性及秸秆收集的季节性,必然带来颗粒的消费具有季节性特征,而工业生产是全年连续性的,若以存货2个月秸秆,那么资金占压将超过700万元,由此产生的货款利息对企业来说也是不小的成本增加,势必将直接影响颗粒燃料生产企业的经营效益。“易货合同模式”使颗粒燃料生产企业大大降低了秸秆收集和存货的资金占用及财务费用。

2.3.2 市场竞争能力更强

与生物质发电企业及传统模式生物质颗粒燃料企业相比,易货合同模式的颗粒燃料企业的市场竞争能力更强。同样规模秸秆能源化利用量的电厂和颗粒燃料厂,在电厂上网电价0.75每度电补贴0.346元的前提下,在同等秸秆收购价格的前提下,电厂毛利润是40万元,传统模式颗粒燃料厂的毛利润是1 560万元,易货贸易模式颗粒燃料厂的毛利润是1 850万元,这里生物质颗粒市场价格为750元/t。“易货合同模式”颗粒燃料生产企业的颗粒燃料市场价格盈亏平衡点是655元/t,传统模式的颗粒燃料市场价格盈亏平衡点是710元/t左右。

2.3.3 投资更低,就业和环境效益更显著

与生物质发电企业相比,易货合同模式的颗粒燃料企业,其投资成本更低、吸纳就业和化石能源替代能力更强。同样规模秸秆能源化利用量的电厂和颗粒燃料厂,投资比是1∶0.63。目前具有经济规模的生物质电厂,装机规模3万千瓦,秸秆能源化利用量为25.6万t/a,初始投资在2.1亿元。具有规模经济效益与经济收集半径的生物颗粒企业年产5万t,初始投资3 000万元,与秸秆发电厂秸秆能源化利用量相当的颗粒厂,初始投资1.5亿元只有电厂的 63%。同样规模秸秆能源化利用量的电厂和颗粒燃料厂,就业比是1∶5,化石能源替代率比是1∶4.9。

与生物质发电相比,生物质颗粒燃料的产业链更长。颗粒燃料生产是秸秆利用的中间加工环节,不是最终环节。要实现秸秆的最终利用,还需要有城市供热、发电及农户等最终用户完成,其产业链条包括秸秆收集粉碎、成型加工、炉具和锅炉推广等。而生物质发电厂是通过燃烧直接将秸秆转换为电力送到电网。

3 问题及建议

3.1 秸秆成型颗粒燃料发展中的问题

第一,调研中我们发现,在我国农村能源贫困问题依然存在的大背景下,我国秸秆能源化利用政策较少考虑农民用能问题。从上世纪90年代开始,中国规划了一系列的政策来促进农村能源发展,特别是近年来,国家加大了对农村能源建设的投入,如农村电网改造、农村水电站、小型光伏发电、小型风电发电、农村户用沼气、节能炕、节能炉等的建设,使农村能源利用条件得到了明显改善。但是,我国大多数农村地区,特别是中西部地区农村的能源基础设施落后,能源服务体系不健全,农村能源消费的商品化程度还比较低,能源贫困问题依然突出[3]。所谓能源贫困是指人们缺乏获得足够的便捷的现代能源服务的方法和途径,而长期使用传统生物质燃料(稻秆、薪柴等)的现象。当前,我国农村生活能源中非商品性用能仍然占主导地位,秸秆、薪柴依然是大多数农户炊事取暖的主要燃料。据《中国农村监测报告》数据显示,我国农村60.2%、

约1.61亿户农户仍以柴草为炊事和取暖的燃料。秸秆是重要的生物能源资源,但是在目前无论是生物质发电、还是秸秆颗粒燃料这些商品化能源的发展模式设计,都较少优先考虑解决农民用能问题,这也许是我国长期能源发展战略向城市和工业倾斜的一个折射。据2012年《中国农业统计资料》显示,我国秸秆能源化利用形式主要有秸秆固化成型、秸秆炭化、秸秆沼气集中供气、热解气化集中供气等,其中秸秆热解气化集中供气和秸秆沼气集中供气的用户为29.08万户,占全国农户总数的0.11%;秸秆固化成型和秸秆炭化量382.05万t,占全国非商品化能源生活消费秸秆总量3.4亿t的1%左右。造成这种情况的原因是多方面的,但是如果在秸秆能源发展中,能够结合农村易货贸易习惯、并把生物质能源发展重点放在农村用能上,或许可以探索一条从根本上改善中国农村能源现状的途径。

第二,农民生活能源消费支出习惯不利于秸秆能源化利用。我国农村生活用能支出较低,根据2010年《中国农村住户调查年鉴》的数据显示,户均生活用能支出316.5元/a。特别是吉林省户均生活用能支出只有87元/a,户用煤不足100 kg/a。这些数据从另一个侧面说明,像吉林冬天取暖长达半年的北方省,农村商品能源的缺乏程度。究其原因既有收入水平和能源服务缺失的原因[4],也有用能习惯的原因。从吉林农村户均生活用能源的统计数据中可以看出,吉林农村多数农户是很少花钱取暖过冬。我们调研的东白_村,有些农民是有能力花钱买煤,取暖过冬。

第三,“易货”秸秆颗粒燃料发展模式尚处初期探索阶段,还存在不少需要解决的问题。一是政府在相关领域缺乏顶层设计,缺少行业标准;扶持政策不到位,用当地能源部门相当负责人的话就是“没有扶在点子上”。二是生产企业装备的技术含量不高,生产工艺、生产流程,以及生物质高效炉具等都有待改善,秸秆颗粒燃料生产过程耗能较高的问题也需要解决;多数生产企业规模小,产业链条不完整,可持续发展能力弱。三是秸秆颗粒燃料新能源“易货合同”模式还不成熟,需要更多企业和农户进行探索实践,也需要得到社会的支持和认同。四是秸秆分散收集成本高,替代大集中燃煤供热的成本高,但在替代小型燃煤锅炉和居民用煤上有价格优势。

3.2 对策建议

由于农林废弃物的采收成本较高,农林废弃物能源化利用的发展潜力受资源条件和经济性的限制,考虑到生物质成型颗粒的能源利用效率明显高于秸秆发电、生物质成型颗粒的易货合同发展模式明显好于传统模式,建议在作物秸秆富集的地区和林业“三剩物”较为集中的地区重点发展生物质成型颗粒燃料,探索我国生物质能源的持续发展模式。

第一,在重点地区开展“易货合同模式”发展生物质颗粒燃料的试点工作,探索一条将农民用能、秸秆能源化利用与秸秆禁烧有机结合起来的新能源发展之路。我国秸秆资源丰富,每年仅玉米秸秆就超过3亿t,其中约1.5亿t的玉米秸秆集中在黑龙江、吉林、河南、河北、山东等五省,这些省份都有发展“易货”秸秆颗粒燃料的资源基础和气候条件。建议在秸秆富裕、冬季时间长的北方省份设立示范项目,探索总结不同地区的“易货”生物质颗粒燃料发展模式。

第二,建议农业部设立国家“农村能源贫困扶助基金”和“农村秸秆能源化利用基金”,重点支持农业省区和农村能源贫困地区发展秸秆颗粒燃料。建议国家相关部门在制定新能源发展政策和节能政策时,适当向秸秆能源化利用倾斜,适当支持农民用秸秆颗粒燃料代替煤炭和薪柴。建议科技部门加大对秸秆收储设备的研发支持力度,加大对生物质成型颗粒燃料生产设备的研发投入,加大对生物持炉具的研发投入。

第三,积极鼓励探索适合农林废弃物能源化利用的各种发展模式。例如,我国农村户用沼气发展中存在许多问题,是否可以通过“易货合同”模式,建立分布式大型沼气发电-有机肥综合利用项目,解决农村用能、用肥问题。

通过调查,我们深切感受到,用“易货合同模式”发展秸秆成型颗粒燃料新能源,可以调动政府、企业和农民三方的积极性,改变农民以柴草为主要炊事取暖能源的现状,让农民用上清洁、高效的生物质能源,是农村能源生产、农村能源消费革命的抓手,它也是解决秸秆野外焚烧的有效手段。

参考文献(References)

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[2]佟继良.从禁烧秸秆谈治理雾霾[N].吉林日报,2014-10-29(7).[Tong Jiliang. Talking about Dealing with Fog and Haze from the Aspect of Crop Stalks Burning Ban[N]. Jilin Daily, 2014-10-29(7).]

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一、巴西新能源产业发展的基本概况

巴西自然条件得天独厚,地处热带和亚热带地区,盛产甘蔗、天然橡胶等作物。巴西政府从1975年开始研发替代石油的新能源,制定了“全国乙醇计划”,鼓励利用甘蔗生产酒精替代石油,并大力研制使用酒精的新能源汽车。通过三十多年的推动,巴西生物能源在其能源消费结构中占据半壁江山,汽车市场售出的新车中约有80%是可以使用乙醇燃料的新能源汽车,新能源汽车普及率较高,有效地降低了对石油的依赖。

在当今世界石油价格持续走高,不可再生的化石能源日渐稀少,化石燃料的废气排放对气候变暖的影响日益为人们所重视的形势下,巴西的甘蔗乙醇燃料,以其废气排放低(其二氧化碳排放量比化石燃料低90%)、价格低廉(目前甘蔗乙醇一升的生产成本为0.2美元)、原料丰富且可再生等优势,已成为全球第二大乙醇燃料生产国和第一大出口国。据统计,巴西今年的甘蔗播种面积达到658万hm2。全国有300多家甘蔗加工厂,其乙醇在今年的产量可能突破170亿升,相当于8400万桶石油,而其出口量也将接近40亿升。

巴西资源十分丰富,包括土地资源、生物资源、水资源和风能资源等十分丰富,尤其是生物资源和风能资源非常丰富。巴西工业居拉美之首,核电已跨入世界先进国家的行列;咖啡、蔗糖、柑橘生产居世界第一位;可可、大豆居世界第二位;玉米居世界第三;粮食基本自给,但需进口一小部分小麦。

巴西致力于研究用甘蔗来生产乙醇的先进技术。到20世纪初,生产成本也从每升0.6美元降至0.2美元。巴西一种重要的生物燃料则是生物柴油,主要以大豆油、棕榈油等为原料。2004年,巴西政府正式将发展生物柴油列入日程,并以法律的形式规定,生物柴油在普通柴油中的添加比例必须在2007年达到2%。巴西共拥有8.5亿hm2的土地,其中4.44亿hm2可用于农业生产。作为巴西生物燃料的主要原料,甘蔗和大豆的种植面积仅占其可耕用地的5%。

二、巴西发展新能源产业的成功经验

巴西在生物能和风能方面,有许多成功的做法。巴西不仅是世界上少数几个具备发展能源农业条件的国家之一,具有为生物能源提供原料保障的潜在优势,包括生物多样性、土地资源丰富等;同时在风能、太阳能方面也具有巨大的开发潜力。在得天独厚的自然条件下,巴西政府因地制宜,采取了许多行之有效的政策措施,大力推进新能源产业的发展。

1、加大财政补贴力度。

由于气候条件的适宜,巴西在大部分地区都可推广种植甘蔗、大豆、油棕榈、花生、蓖麻、向日葵等作物,为生产生物燃料提供原材料。巴西在这一领域的成功也要归功于政策支持。巴西政府通过财政补贴、设置配额,以及运用价格和行政干预手段等鼓励使用乙醇燃料,协助企业从国际金融机构获取贷款,对乙醇燃料汽车减免工业产品税和增值税,同时还加强相关立法来保证乙醇燃料的推广。巴西政府规定购买“灵活燃料”汽车可以减税,以充抵“灵活燃料”汽车因安装用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。2004年,巴西政府正式将发展生物柴油列入日程,在全国23个州建立了生物柴油技术开发网络。此外,在发展太阳能方面,巴西政府提出了在解决边远落后地区能源时,使用光伏发电和风能发电,并为此提供财政资助和税收优惠。

2、完善生物能开发计划。

巴西政府制定了雄心勃勃的生物质能源生产计划和系列政策措施,确定了技术开发路线、人员和资金投入框架。2004年1 2月,巴西政府提出“国家生物柴油生产和使用计划”,成立了部际执行委员会,由总统府民事办公室牵头协调。

其工作方针是:在国家整体能源框架中以可持续的方式引入生物柴油,促进能源来源多样化及生物能源比例的增长和能源安全;提高就业率,特别是在农村地区和生产生物柴油油料作物的家庭农业占主导的地区;缩小地区差别,促进落后地区发展;减少污染排放和整治污染排放的费用,特别是在大都市地区;减少柴油进口,节省外汇收入;制定财政鼓励措施和有力的公共政策,促进落后地区油料作物生产者的发展;实行弹性调节,促进各种原料油料作物的种植和各种提炼技术的采用。

2006年,巴西启动生物柴油计划,巴西石油公司与4家替代燃料公司签署了购买生物柴油合同,正式启动了在全国销售柴油中添加生物柴油的计划。另外,巴西政府还通过国家生物柴油生产和使用计划,规范以持续方式生产和使用生物柴油,着眼点在于通过增加就业来促进社会融合和地区发展。

3、加快风能开发步伐。

在发展风能方面,巴西政府已显示出较大兴趣。据巴西风能协会人士介绍,该国东北部地区和南部南大河州是巴西发展风能潜力最大地区,尤其东北部地区是世界上利用风能条件较好地区之一,有些地方的发电率可达45%至50%,而世界平均水平为27%。目前,巴西是继中国、美国和印度之后世界上风能发展较快国家之一。巴西现在的风能发电装机容量为1200兆瓦,到2014年将达到7200兆瓦。如果按照目前这个速度发展,到2020年将达到2.5万兆瓦。另据全球风能协会(GWEC),到2013年,巴西风力发电的部署将会超过5万千瓦,比目前的装机容量增加五倍。迄今,巴西国家电力局已于2009年、2010年和2011年举行了三次风力发电商业招标,吸引了通用电气等国际行业巨头。

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关键词 生物质固体燃料;烟叶;烘烤;现状;前景;云南景谷

中图分类号 S572;S216 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0243-02

Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed,and in view of the existing problems,countermeasures were proposed for further development.

Key words biomass solid fuel;tobacco leaf;curing;status;prospect;Jinggu Yunnan

生物质固化燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后送入成型器械中,在外力作用下压缩成需要的形状,然后作为燃料直接燃烧,也可进一步加工形成生物炭[1]。生物质固体燃料的主要形状有块状、棒状或者颗粒状等[2]。生物质固体燃料具有体积小、容重大、贮运方便,易于实现产业化生产和大规模使用;热效率高;使用方便,对现有燃烧设备包括锅炉、炉灶等经简单改造即可使用;容易点火;燃烧时无有害气体,不污染环境;工艺和设备简单,易于加工和销售;属可再生能源,原料取之不尽,用之不竭等特点[1,3]。

1 景谷县烟叶烘烤燃料使用情况

景谷县位于云南省普洱市中部偏西,地处东经100°02′~101°07′、北纬22°49′~23°52′,总面积7 550 km2,人均占有土地2.67 hm2,人口密度38人/km2。有热区面积48.8万hm2,占总面积的64.6%,北回归线从县城附近通过,总地势由北向南倾斜,最高海拔2 920 m,最低海拔600 m,典型的南亚热带地区。由于生态环境良好、土地资源丰富、光热水气条件优越,适合烤烟种植,烟叶清香型风格特征较明显,具有香气绵长、透发、明快,留香时间较长,饱满丰富感较好,烟气较为柔和等特点,具有较高的使用价值,深受省内外卷烟工业企业的喜爱。目前,烤烟已成为景谷县重要的农业经济作物之一,成为财政收入的重要来源和烟农脱贫致富的重要途径。2016年景谷县烟叶种植面积4 546.67 hm2,收购烟叶1.075万t,全县烟叶烘烤燃料以煤炭为主,按照1 kg干烟叶耗煤量1.5~2.0 kg[4]计算,景谷县2016年的烟叶烘烤用煤达到16 125~21 500 t,在烟叶烘烤中大量使用燃烧煤炭释放出的烟尘、SO2、NOX、Hg、F等对大气环境造成污染[5]。

2 生物质固体燃料应用现状

2.1 生物质固化成型设备研发现状

生物质固化成型技术根据不同加工工艺可以分为热成型工艺、常温成型工艺、碳化成型工艺等几种类型;根据成型压缩机工作原理不同,可将固化成型技术分为螺旋挤压成型、活塞冲压成型和环模滚压技术[6]。我国在生物质固化成型设备上也进行了较多的研究,王青宇等[7]O计了斜盘柱塞式生物质燃料成型机,可以完成连续出料,为生物质颗粒成型提供了一种新思路。张喜瑞等[8]设计了星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机,整机工作过程中噪音低,经济效益与生态效益明显,为热带地区固体燃料成型机的发展与推广提供了参考。目前,我国生物质固体成型设备的生产和应用已实现商业化,可以满足生物质燃料固化成型加工需求。

2.2 生物质固体燃料在烟叶烘烤中的应用现状

20世纪90年代,叶经纬等[9]在烟叶烘烤上研制了生物质气化燃烧炉,使用这种生物质气化燃烧炉能源利用率提高了50%以上,同时优质烟叶的比例也有所提高。张聪辉等[10]研究表明,使用烟杆压块的生物质燃料部分代替煤炭,可以满足烟叶烘烤的需求,并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龙等[11]通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制方面的烘烤效果,认为使用生物质燃料的燃烧机烤房改造方便、空气污染小、节能环保,是最具推广价值的烤房。

3 应用前景分析

景谷县为云南省第二大林业县,全县林地总面积为595 862.4 hm2,活立木蓄积48 324 350.0 m3,每年森林采伐量约1 537 300.0 m3;全县农作物平均种植面积40 385.9 hm2,粮食平均产量为467 425.2 t,具备开发生物质燃料的潜力。路 飞等[12]研究表明,景谷县生物质理论资源量高达1 355 647.3 t,资源优势较为明显,可以加工成生物质固体燃料,满足全县烟叶烘烤需要。2014年,普洱市申报的国家绿色经济实验示范区获得国家发改委批复,为普洱市的发展提供了巨大的机遇,目前全市已开展多个生物质能源项目[13]。景谷县在烟叶烘烤中,创新烟叶烘烤模式,推广使用生物质固体燃料,降低烟叶烘烤能耗,减少主要污染物的排放,改善环境质量,符合普洱“生态立市,绿色发展”的发展需求。

4 存在的问题

4.1 认识不到位

目前,烟叶烘烤主要以燃煤作为原料,烘烤设备较为成熟且烘烤工艺较为完善;使用生物质固体燃料,可降低烟叶烘烤污染、维护农村生态环境、促进烟叶烘烤可持续发展等优势,但尚未引起广泛关注。

4.2 配套不完善,投入成本高

开发生物质固体燃料前期投入高,不确定因素较多,风险较大,收益难以控制。目前,景谷县尚无生物质固体燃料加工企业,生物质固体燃料产业配套不完善,燃料使用成本高。将传统烤房改造成生物质燃料烤房需对原有设备进行改造更换,短期内难以大量推广。

4.3 缺乏政策支持

生物质固体燃料在烟叶烘烤中具有良好的社会效益,但政府、烟草行业对生物质固体燃料的生产、传统烤房的改造等未制定明确的扶持措施和奖励办法,没有形成加工使用生物质固体燃料的长效机制。

5 对策

5.1 加强宣传力度,树立可持续发展理念

大力宣传使用生物质固体燃料在节能减排、农林废弃物循环利用、减工降本、提质增效方面的积极作用,让全社会都充分认识到使用生物质固体燃料所具有的良好的经济效益、社会效益和生态效益,为全面推进使用生物质固体燃料营造良好的舆论氛围。

5.2 开发利用生物质固体燃料,提高绿色生态烘烤能力

景谷县林产工业较为发达,农林废弃物资源丰富,目前国内生物质固体成型燃料技术和设备已较为成熟,可就地规划建设生物质固体燃料生产基地,就地消化农林废弃物,保护环境卫生,实现绿色烘烤。

5.3 加大政策和Y金扶持,调动参与积极性

在生物质固体燃料生产、废弃物回收、烤房设备改造利用等方面出台相应的扶持和补贴政策,提高社会和烟农参与使用生物质固体燃料的积极性和主动性。

6 参考文献

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[4] 王卫锋,陈江华,宋朝鹏,等.密集烤房研究进展[J].中国烟草科学,2005,26(3):12-14.

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[9] 叶经纬,江淑琴,高大勇.生物质能在烤烟生产中的应用技术[J].新能源,1991,13(6):35-39.

[10] 张聪辉,赵宇,苏家恩,等.清洁能源部分代替煤炭在密集烤房中应用技术研究[J].安徽农业科学,2015,43(4):304-305.

[11] 徐成龙,苏家恩,张聪辉,等.不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究[J].安徽农业学,2015,43(2):264-266.