生物燃料发展现状范文

导语：如何才能写好一篇生物燃料发展现状，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词] 生物燃料化工产业发展前景生物柴油产业燃料乙醇石油资源

一、前言

随着全球油价的不断飙升和环境污染的加剧，人们开始重新考虑化石燃料的应用问题。化石燃料不可再生，而且在燃烧过程中会产生大量的CO、SO及可吸入颗粒物等污染物。采用优化燃烧的方式，尽管可以一定程度地缓解污染与资源消耗，但是人类终将面临资源枯竭的问题。因此，世界各国都在致力于新能源的开发。其中，以乙醇、生物柴油为代表的生物燃料已经成为世界运输工具的替代燃料。

二、我国生物燃料化工产业发展的现状

在国际生物燃料产业化风潮的促进下，我国生物燃料产业近年发展很快，受粮食产量制约，我国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产。为了扩大生物燃料来源，我国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术(称为甜高梁乙醇)，并已在黑龙江、内蒙古、山东、新疆和天津等地开展了甜高梁的种植及燃料乙醇生产试点。另外，我国也在开展纤维素制取燃料乙醇的技术研究开发，现已在安徽丰原等企业形成年产600吨的试验生产能力。在2005年，由石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动．规划生物柴油在2010年的产量为200万吨／年，2020年的产量为1200万吨／年。据专家估算，我国的甜高梁、木薯、甘蔗等可满足年产3000万吨生物燃料乙醇的原料需要，麻疯树、黄连木等油料植物可满足年产上干万吨生物柴油的原料需要，废弃动植物油回收可年产约500万吨生物柴油。如果农林废弃物纤维素制取燃料乙醇或合成柴油的技术实现突破，生物燃料年产量可达到上亿吨。因此，从理论上讲，我国生物燃料的发展潜力很大。但由于我国生物燃料发展还处于起步阶段，其发展面临许多困难和问题。

三、我国生物燃料化工产业发展中存在的问题

1.发展生物燃料的关键是原料的供应，但我国生物燃料的原料资源明显不足，成本较高。我国粮食资源严重不足。目前以粮食为原料的生物燃料生产不具备再扩大规模的资源条件。影响生物柴油成本的最根本因素是原料。原料对生物柴油的生产的影响还有其需要大面积种植才行，虽然我国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻疯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。因此，生物燃料资源不落实是制约生物燃料规模化发展的重要因素。

2．我国发展生物燃料的政策和市场环境还不完善。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了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政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策和标准，更没有正常的销售渠道。

3.我国生物燃料技术产业化基础较为薄弱。虽然我国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以油料植物为原料生产生物柴油的技术尚处于研究试验阶段，还需要经过工业性试验后才能开始大规模生产。对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技术还处于研究阶段，离工业化生产还有较大差距。

四、我国生物燃料化工产业的发展对策

1．加强生物燃料相关的应用和导向性基础研究、生物燃料技术研发和产业体系建设。虽然近年来生物燃料发展很快。但总体来看，生物燃料仍是发展中的新能源技术。加强生物燃料技术的研究开发是促进生物燃料发展的重要基础。建议安排资金支持生物燃料技术的研究开发和产业化工作，包括生物资源品种选育、生产和加工工艺等，特别要加大对纤维素生物质制取液体燃料技术研究开发的支持力度。建议农业部和国家林业局建立能源作物和油料植物的育种和种植技术服务体系，做好能源作物和油料树种的筛选、改良和种植技术改进工作，建立相应的良种繁育基地和树苗抚育基地，为能源作物和油料植物的大面积种植提供种、苗支撑和技术指导。

2．开展可利用土地资源调查评估和能源作物种植规划、建设可靠的原料供应渠道生物能源资源是发展生物燃料的前提条件。就目前来说，具有丰富且稳定的油脂资源，是发展生物柴油产业的关键，仅靠零星的餐饮废油难以支撑行业发展。我国农林业生物质资源总量巨大。仅作物秸秆年产量就达7亿吨， 若利用微生物转化技术，具有1亿吨生物柴油的潜力。如果能源植物(如柳枝稷、芒草等)种植和微生物油脂发酵形成集成产业链。一些可粗放种植的高糖植物，如甘薯、木薯和菊芋等，也将成为微生物油脂的优良原料。

3．切实解决生物柴油价格和原料供应问题，建设规模化非粮食生物燃料试点示范项目。我国是世界上最大的棉花生产国，2004年，我国棉籽产量800万吨。推算应产棉籽油180万吨，而当年棉籽油的消费量只有88万吨，每年棉籽油的消费量仅为推算量的一半。这就为生物柴油提供了一条重要原料来源。由于棉籽油品质不如大豆油和菜籽油，作为食用油消费的比例不断下降，因此，将棉籽油作为生物柴油生产原料是合适的。

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一、广西木薯产业发展现状

广西丘陵坡地、山地多，种植其他农作物产量较低，种植木薯却可获得较高的产量。木薯富含淀粉，原料经过除杂、粉碎、液化和糖化，可被微生物发酵后产生乙醇。由于石油价格高和严重的环境污染，国内外大力开展燃料乙醇的研究开发。近年来，国家对玉米淀粉等来源于粮食作物的淀粉发酵工业加强限制，按照国家《可再生能源中长期发展规划》，粮食燃料乙醇企业的产量要逐渐降低。木薯作为非粮作物，用于酒精发酵具有独特的优势。木薯不与人争粮，不与粮争地，不与畜争料，不与农争利，酒精生产率高，从经济角度看，产1吨酒精消耗鲜木薯7吨，甘蔗17吨，马铃薯9吨，红薯8.7吨，是一种理想的生物质能经济作物。广西的木薯淀粉加工企业有lOO多家，木薯乙醇企业有20多家。2007年底中粮生物质能源有限公司年产20万吨燃料乙醇项目投产，成为国内首家定点生产非粮燃料乙醇企业。2008年，国家科技支撑项目“木薯生物质能产业化关键技术和研究”在广西开始实施，以促进广西非粮作物生物质能产业的发展。目前，广西木薯产业存在的问题有：缺乏高产、高粉、低纤维、低木质素品种，良种覆盖率低，尤其是作为发展生物能源的专用品种缺乏。木薯品种老化严重，木薯容易发霉、黑心和长虫，种植区与木薯加工企业不宜太远。木薯产量无法满足工业需求，2008年广西木薯原料(鲜木薯)需求量超过1000万吨，产量约为585万吨，供求缺口达415万吨。

二、广西蔗糖产业发展现状

蔗糖除可直接食用外，有相当部分用于加工食品、酿酒、饮料和医药产品等。甘蔗制糖后产生的蔗渣、糖蜜可作轻工、食品、纺织、化工、医药等主要原料。广西蔗糖产量已经连续多年位居全国第一，年产糖近千万吨，产糖量占全国的60％以上。广西有53个县市种植甘蔗，21个县的财政收入的一半来自糖业税收。蔗糖产业是广西从业人数最多的大产业，有约2000万人人事甘蔗生产或与甘蔗相关的产业，是农民增收的主要来源。由于部分农民转向种植水果、蔬菜等作物，甘蔗种植逐渐向人口密度较少的地区转移。经过几年的调整，蔗糖产业初步克服了糖厂过于分散的状况，形成了较明显的区域经济规模。广西的甘蔗生产条件差，生产规模小，蔗农组织化程度低，甘蔗单产较低，低于全国平均水平。蔗糖加工规模小，糖厂抵御风险的能力差，缺乏综合利用和生产能力，一旦遇到糖价下跌，就会出现严重亏损。由于近年糖价低迷，蔗农收入锐减、糖厂效益大幅度降低，广西的蔗糖产业普遍面临效益下滑的局面；此外，蔗糖需求也难保证增长，广西的蔗糖生产能力还在不断增加，造成供过于求。

三、产业发展前景与对策

燃料酒精在我国得到了广泛的应用，据国家《可再生能源中长期发展规划》预测，到2020年生物燃料乙醇年利用量将达到lOOO万吨，非粮原料燃料年替代成品油约1000万吨。木薯酒精产业前景极其广阔，对于木薯酒精产业，主要的问题是原料不足。燃料乙醇生产中，原料成本占到70～80％，当鲜木薯的收购价为600元／吨时，木薯酒精的生产将达到盈亏平衡点。从国外进口木薯原料，无法保障对酒精企业的稳定供应，原料价格难以保持在合理水平。加快木薯原料基地的建设，大幅增加木薯产量是当务之急，木薯淀粉可用于微生物发酵，生产大宗化学品。由于乳酸的聚合物――聚乳酸可制成环境友好的可降解塑料，聚乳酸和乳酸的市场规模每年都在递增。用于乳酸生产的乳酸菌一般没有淀粉酶活力，在发酵前需要加入淀粉酶，把淀粉降解成可发酵糖后才可进行发酵。如果选育出具有淀粉酶活力的乳酸菌，直接利用木薯淀粉发酵，可避免淀粉酶的加入与淀粉的糖化工艺，可能大幅度降低乳酸发酵的成本。　蔗糖的市场波动较大，对糖厂的效益造成严重影响，要改变以蔗糖为单一产品的局面，可考虑改造传统的制糖工艺，按不同比例混合稀释废糖蜜，用于乙醇发酵。蔗糖可用于制成甘露醇，这是一种市场上供不应求的化学品。广西具有丰富的蔗糖资源，如果制成甘露醇，将价值提高了十几倍，可避免糖价低迷带来的严重亏损。国内制备甘露醇的方法是化学合成法，利用蔗糖为原料，酸解后催化加氢，得到甘露醇和山梨醇。由于化学合成法得到的是甘露醇和山梨醇的混合物，需要将它们分离，山梨醇的价值远低于甘露醇，化学法的成本较高。因此，开发可利用蔗糖发酵合成甘露醇的乳酸菌是蔗糖深加工的一个有潜力的发展方向。

参考文献

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【关键词】新型煤化工；技术现状；发展思路

0.前言

煤化工可分为传统煤化工和新型煤化工。传统的煤化工主要用来发电、炼焦和作为工业燃料以及合成氨、尿素、甲醇、甲醛、乙酸、电石和乙炔衍生物（氯乙烯、醋酸乙烯、1，4-丁二醇）等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气和煤制二甲醚[1]。

1.新型煤化工的技术现状

1.1煤制油的技术现状

煤液化技术在科学上称为煤基液体燃料合成技术，按合成工艺的不同，煤制油可以分为煤直接液化燃油和煤间接液化燃油2种。

（1）煤直接液化燃油：

煤直接液化燃油是指先将煤磨成煤粉，然后通过高温（400℃以上）、高压（10Mpa 以上），在催化剂的作用下加氢裂解，转化成液体燃油[2]。目前，国际上已开发出的煤加氢液化工艺有10多种，比较有代表性的有日本的NEDOL工艺、德国的IGOR工艺、美国的HTI 工艺。3 种工艺中，比较成熟可靠的是德国的IGOR工艺，其转化率能达到97%[3]。神华集团在20世纪末开始开发煤直接液化工艺，该项目引进美国碳氢技术公司煤液化核心技术，并进一步进行了调整与改进，将储量丰富的神华优质煤按照国内的常规工艺直接转化了柴油。

（2）煤间接液化燃油煤间接液化燃油是指先将煤转化成合成气（CO和H2），然后在一定温度、压力及催化剂的作用下合成生产出的煤油。目前，已经工业化的煤间接液化技术只有南非SASOL的F-T合成技术和荷兰Shell公司的SMDS技术[4]。

1.2煤制烯烃的技术现状

煤基制烯烃工艺路线为：粉煤在高温、高压条件下气化成主要成分为CO和H2的粗合成气，再经过变换及净化工序合成粗甲醇，粗甲醇精制除去水、二甲醚、甲酸甲酯等轻于甲醇的低沸点物质得到精甲醇，最后将精甲醇转化为低碳烯烃。当前，国外开发研究比较成功的甲醇制烯烃工艺主要有美国环球石油公司和挪威海德鲁公司共同开发的甲醇制烯烃（MTO）技术以及德国Lurgi公司的甲醇制丙烯（MTP）技术，而国内主要有中国科学院大连化学物理研究所（简称大连化物所）的甲醇经二甲醚制低碳烯烃（DMTO）技术、中国石油化工股份有限公司的甲醇制烯烃（SMTO）技术以及清华大学循环流化床甲醇制丙（FMTP）技术。目前，国内已建成的煤制烯烃项目主要有神华包头煤化工有限公司煤制聚烯烃项目、大唐国际发电股份有限公司煤制聚丙烯项目和神华宁夏煤业集团煤制聚丙烯项目[5]。

1.3煤制乙二醇的技术现状

煤制乙二醇技术是将煤制成合成气，再以合成气中的一氧化碳（CO）和氢气（H2）为原料制取乙二醇。目前，我国在世界上已率先实现了煤制乙二醇（CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇）成套技术的工业化应用。而国外技术未能实现工业化，其原因在于没能获得核心催化剂的关键制备技术和工业一氧化碳深度脱氢净化等系列关键工艺和技术，以及关键单元的技术集成[6]。

1.4煤制天然气的技术现状

煤制天然气的主要工艺流程为：煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，经过甲烷化反应生产天然气。整个工艺在技术上是成熟的，现在国内外有关学者和公司将研发重心放到了气化技术的革新上[7]。煤制天然气的气化工艺[8]可分为蒸汽- 纯氧气化，加氢气化和催化蒸汽气化三种工艺。煤制天然气的另一核心技术是甲烷化工艺。目前国内还没有掌握大型合成气甲烷化工艺，主要技术要向国外公司购买。目前使用的甲烷化技术主要是托普索甲烷化循环工艺技术和DAVY 公司的甲烷化技术[9]。

1.5煤制二甲醚的技术现状

二甲醚的生产工艺路线很多，目前工业上应用的主要是甲醇脱水工艺和合成气直接合成二甲醚工艺。甲醇脱水法先由合成气制得甲醇，然后甲醇在固体催化剂作用下脱水制得二甲醚，甲醇脱水法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法；合成气一步法以合成气（ CO+H2）为原料，合成甲醇和甲醇脱水反应在同一反应器中完成，同时伴随CO的变换反应，一步法多采用双功能催化剂[10]。

甲醇气相催化脱水法是目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法。合成气一步法合成二甲醚工艺主要有日本NKK 公司的液相一步法新工艺、大连化学物理研究所的固相新工艺、美国空气化学品公司浆态床一步法合成二甲醚工艺等。

2.新型煤化工产业发展思路

新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头，以碳—化工技术为基础，合成、制取各种化工产品（和燃料油）的煤炭洁净利用技术。我国新型煤化工发展的总体思路与重点发展新型煤化工，应坚持与传统煤化工结构调整相结合，坚持提高效益与节能减排相结合[11]。

2.1 以清洁能源为主要产品

新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如汽油、柴油、液化石油气、航空煤油、聚丙烯原料、乙烯原料、电力、替代燃料（甲醇、二甲醚）、热力等，以及煤化工独具优势的特有化工产品，如芳香烃类产品。

2.2 推进煤-电-热-化一体化发展

新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向，我们要切实扭转煤化工项目生产单一产品的单纯煤化工发展模式，着力发展煤-电-化-热一体化，实现煤化工与电力、热力联产和负荷的双向调节。紧密依托于煤炭资源的开发，并与其它能源、化工技术结合，探索煤化工产品、副产物的综合利用， 如二氧化碳制绿藻、煤渣制氧化铝、合成油产品综合利用等，形成煤炭—能源化工一体化的新兴产业。

2.3 建设大型企业和产业基地

新型煤化工发展将以建设大型企业为主，包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂，如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上，形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂，相近的几个基地组成基地群，成为国内新的重要能源产业[12]。 [科]

【参考文献】

[1]杨卫兰.我国新型煤化工发展现状及前景分析[J].石油化工技术与经济，2012，28（5）：22-26.

[2]郝剑虹，高海洋，张富兴.煤制油技术在我国的发展现状[J].北京汽车，2010（2）： 43-46.

[3]钱伯章，朱建芳.对中国煤制油的冷静思考[J].炼油技术与工程，2006（7）：5-9.

[4]张玉卓.中国煤炭液化技术发展前景[J].煤炭科学技术，2006（1）：19-22.

[5]李丽英，田广华.煤基甲醇制烯烃技术及产业发展现状[J].合成树脂及塑料，2013，30（4）：75-79.

[6]钱伯章.煤制乙二醇技术与应用[J].精细化工原料及中间体，2012（10 ）：35-41.

[7]苗兴旺，吴枫，张数义.煤制天然气技术发展现状[J].氮肥技术，2010，31（1）：6-8.

[8]MunishChandel，EricWilliams.SyntheticNaturalGas（SNG）：Technology，Environ

mental Implications，and EconomicsClimate Change Policy Partnership Duke University，January，2009.

[9]刘志光，龚华俊，余黎明.我国煤制天然气发展的探讨[J].煤化工，2009，14（2）：1-5.

[10]田广华，宋彩霞.煤化工产品工艺路线[J].现代化工，2012，32（2）：6-8.

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一、国内生物燃料产业发展现状及存在的主要制约因素

（一）国内生物燃料产业发展现状

1、燃料乙醇开始规模化应用

“十五”期间，我国在黑龙江、吉林、河南、安徽4省，分别依托吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生化股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司四家企业建成了四个燃料乙醇生产试点项目进行定点生产，初步形成了现有国内燃料乙醇市场格局。到2007年，我国燃料乙醇产能达160万吨，四家定点企业产能达144万吨。值得注意的是，为不影响粮食安全并改善能源环境效益，我国已确定不扩大现有陈化粮玉米乙醇生产能力的政策，转向以木薯和甜高粱等非粮作物为原料生产燃料乙醇，并开始商业化生产。目前，广西木薯乙醇项目的生产能力超过20万吨，2008年全国燃料乙醇总产量达172万吨。此外，生物液体燃料也已开始在道路交通部门中初步得到规模化应用，我国燃料乙醇的消费量已占汽油消费量的20%左右，在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、河北、山东、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。

2、生物柴油步入快速发展轨道

自2002年经国务院批示，国家发改委开始推进生物柴油产业发展以来，生物柴油年产量由最初的1万吨发展到现在的近20万吨，总设计产能约200万吨/年，生物柴油被纳入《中华人民共和国可再生能源法》的管理范畴。2008年，为鼓励和规范生物柴油产业发展，防止重复建设和投资浪费，根据生物燃料产业发展总体思路和基本原则，结合国家有关政策要求及产业化工作部署与安排，国家发改委批准了中石油南充炼油化工总厂6万吨/年、中石化贵州分公司5万吨/年和中海油海南6万吨/年3个小油桐生物柴油产业化示范项目。截止目前，我国生物柴油产业已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司等民营公司、外资公司以及中粮集团、航天科工集团和三大石油集团共同参与的格局。

（二）生物燃料产业发展需突破的主要制约因素

目前，我国生物燃料产业的快速发展还面临许到原料资源供应、产业发展的技术瓶颈、商业化应用市场和政策、市场环境不完善等制约因素。

1、原料资源供应严重不足

无论是燃料乙醇还是生物柴油都面临着“无米下锅”。

从燃料乙醇看，如果完全用玉米来生产，按照1∶3.3 比例计算，2020 年将达4950 万吨，加上其他工业消费对玉米需求的增长，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，而且随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格的不断上涨，玉米燃料乙醇的发展可能威胁到我国粮食安全，因此完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。

从生物柴油看，国内仅有的几个项目都是以地沟油、植物油脚等废弃油脂做原料，而全国一年的废弃油脂也只有600―700万吨，其中相当比例还要用于化工生产，每年可供生物柴油企业利用的废弃油脂不足50 万吨。按照1.2 吨废弃油脂生产1 吨生物柴油计算，40 多万吨废弃油脂能满足的产能只有30 多万吨。目前，我国很多企业处于部分停产或完全停产状态，行业发展陷入了困境。

2、产业发展中的技术、标准瓶颈制约

目前，我国生物质能产业发展尚处于起步阶段，产业发展中的生产技术、产品标准、生产设备等问题已成为阻碍生物燃料产业快速健康发展的重要问题之一。

从燃料乙醇的发展看，一方面，我国的自主研发能力还比较弱，缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前国内以玉米、木薯等淀粉类为原料的生产技术已经进入商业化初期阶段，以甜高粱、甘蔗等糖质类为原料基础的燃料乙醇生产技术大多处于试验示范阶段，还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究。而国外以淀粉、糖质类为原料的燃料乙醇生产技术已经十分成熟，并进入大规模商业化生产阶段。此外，我国的纤维素乙醇还处在试验阶段，技术还有待完善，尤其是如何降低纤维预处理和纤维酶的成本，高效率的发酵技术等方面，总体而言与国外发达国家相比差距较大。另一方面，国内还缺乏以不同生物质为原料的燃料乙醇相关产品和技术标准。尽管我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和车用乙醇汽油（GB18351－2001）两项强制性国家标准，在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准（ASTM）；但上述标准主要是基于淀粉类原料而制定的，而制备燃料乙醇的原料种类较多且生产工艺也大不相同，在某些技术指标上也会有所差异，单一基于淀粉类原料制定的标准在一定程度上制约了我国燃料乙醇产业的快速发展。

从生物柴油的发展看，我国主要采用化学酯化法生产生物柴油，已形成较完备的技术体系和方法，但由于酯化过程要进行水洗、除渣、酯化、分离、蒸馏、洗涤、干燥、脱色等一系列过程，因此，转化率低，成本较高，而且产品质量难以保障。此外，虽然我国在2007年颁布了《柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）国家标准》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、残炭均高于石油类柴油，常会以B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用。而我国至今没有B5或B20标准，更没有对生物柴油企业的生产设计和运行进行技术规范，生物柴油质量难以保证，导致难以进入中石油、中石化的销售终端，大量生物柴油卖给企业用作烧锅炉等用途，极大地制约了我国生物柴油产业的快速健康发展。

3、生产成本过高，商业化应用缺乏市场前景

从燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外，其他国家燃料乙醇的成本都比较高，而我国燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、转化率低等因素影响，燃料乙醇的生产成本更高；从生物柴油看，在原料价格高峰时，生物柴油的生产成本是每吨接近7000元，而售价是6000元左右。因此，不依靠政府补贴，大规模的商业化应用缺乏市场前景。

4、政策法规和市场环境尚需改进

虽然我国在2005年2月28日通过了《可再生能源法》，并于2007年8月出台了《可再生能源中长期发展规划》，但主要是以利用再生能源发电作为目标和重点的，缺乏对包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料开发利用的明确性规定。另外，在生物燃料产业发展方面缺乏利用税收减免、投资补贴、价格补贴、政府收购等市场经济杠杆和行政手段促进发展的政策性法规；而且，部分出台的优惠政策行业内企业很难享受。此外，我国生物燃料产业的市场化竞争和运作环境也有待进一步完善。

二、我国生物燃料产业发展的路线图

（一）发展目标

按照因地制宜、综合利用、清洁高效的原则，合理开发生物质资源，以产业发展带动技术创新，通过加强生物质的资源评价和规划，健全生物燃料产业的服务体系，包括完善科技支撑体系，加强标准化和人才培养体系建设，完善信息管理体系等途径促进生物燃料产业的发展，实现生物燃料产业发展从追赶型到领先型的转变。到2020年，燃料乙醇年利用量达1000万吨，生物柴油年利用量达200万吨，年替代化石燃料1亿吨标准煤。

（二）发展路线

近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，应维持玉米乙醇、小麦乙醇的现有发展规模，继续提高玉米乙醇、小麦乙醇项目的生产效率；重点发展木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮淀粉类燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮燃料乙醇的生产工艺，提高生产经济性；进行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖类原料的直接发酵技术的示范；同时，加大纤维素遗传技术研发力度，争取在纤维素酶水解技术上有所突破；开展抗逆性能源植物的种植示范。在生物柴油方面，仍将维持以废弃油脂为主，以林木油果等为辅的原料供给结构；开展高产木本油料种植技术研究；开展先进酯化技术示范；制定生物柴油技术规范和B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用的产品标准，并建立国家级的质量监测系统。

中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖类作物为原料的燃料乙醇的产业化利用，应用耐高温、高乙醇浓度、高渗透性微生物发酵技术，采用非相变分离乙醇技术；戊糖、己糖共发酵生产乙醇技术实现突破，纤维素乙醇进入生产领域；耐贫瘠能源作物在盐碱地、沙荒地大面积种植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技术成功，燃料乙醇在运输燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力开发以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油，高产、耐风沙、干旱的灌木与草类规模化种植技术取得突破；高压醇解、酶催化、固体催化等生物柴油技术广泛应用。

远期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高热值产品（如丁醇等）；植物代谢技术取得突破，减少木质素含量提高纤维素含量，大规模生产木质纤维类生物质燃料乙醇的工业技术开发成功并实现产业化。在生物柴油方面，以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油的生产工艺不断成熟且生产经济性不断提高，规模不断扩张；工程微藻法技术逐步完善并走向成熟且实现产业化。

三、促进我国生物燃料产业发展的保障措施

（一）统一思想，合理规划，有序推进

向全社会广泛宣传发展生物燃料产业的重要意义，切实提高对发展生物燃料产业重要性的认识，把生物燃料产业的发展提高到国家经济和社会发展的战略高度予以考虑。同时，要借鉴先发国家在生物燃料产业发展过程中的经验和教训，仔细分析生物燃料产业发展过程中可能会出现的问题。此外，各地区也要按照因地制宜、统筹兼顾、突出重点的原则，做好生物燃料产业发展的规划工作，根据生物质资源状况、技术特点、市场需求等条件，研究制定本地区生物燃料产业发展规划，提出切实可行的发展目标和要求，充分发挥好资源优势，实现生物质能的合理有序开发，走出一条具有中国特色的生物燃料产业发展路径。

（二）开展资源评价，发展能源作物

必须通过生物质资源的调查和评价工作，搞清各种生物质资源总量、用途及其分布，为发展生物燃料产业奠定良好基础。一是开展调查研究，做好资源评价。二是在生物质资源普查与科学评价基础上，制定切实可行的能源作物发展规划，以确定在什么地方具有大规模种植何类能源作物的条件。在不毁坏林地、植被和湿地，不与粮争地，不与民争粮的原则下，调整种植业比例，优化种植结构，根据主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状，科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区，规划建设一批能源作物种植基地，为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。

（三）加大生物燃料产业前沿技术研究和产业化示范工作

必须要坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中远期目标相结合，并结合我国生物质资源特点，加大对生物燃料产业前沿技术和技术产业化研究的支持力度。一是制定生物燃料产业发展的技术路线图，通过政府、企业和研究机构的共同工作，提出中长期需要的技术发展战略，有利于帮助企业或研发机构识别、选择和开发正确的技术，并帮助引导投资和配置资源。二是加强生物燃料产业技术的试点和产业化示范工作，设立生物燃料产业研究发展专项资金，增加研究开发投入，加大生物燃料产业技术的研发力度，加快推进生物燃料产业技术的科技进步与产业化发展。三是重视生物燃料产业技术和产品的标准体系建设，制定生物燃料产业技术和产品标准，发挥标准的技术基础、技术准则、技术指南和技术保障作用，并建立国家级的质量监测系统加强市场监督工作，促进生物燃料产业的健康发展。

（四）加强财政、税收和金融政策的引导和扶持

一是可以给予适当的财政投资或补贴，包括建立风险基金制度实施弹性亏损补贴、对原料基地给予补助、具有重大意义的技术产业化示范补助和加大面对生产生物燃料产品企业的政府采购等措施，以保证投资主体合理的经济利益，使投资主体具有发展生物燃料项目的动力。二是加大对投资生物燃料项目的税收优惠，包括对投资生物燃料项目的企业实行投资抵免和再投资退税政策，对生产生物燃料产品的企业固定资产允许加速折旧，对科研单位和企业研制开发出的生物燃料新技术、新成果及新产品的转让销售在一定时期可以给予减免营业税和所得税等措施，以鼓励和引导更多的企业重视、参与生物燃料产业发展。三是积极引导金融资本投向生物燃料产业，包括对生物燃料龙头企业实施贷款贴息，支持有条件的生物燃料企业发行企业债券和可转换债券，支持符合条件的生物燃料企业以现有资产做抵押到境外融资以获得国际商业贷款和银团贷款，鼓励和引导创业投资增加对生物燃料企业的投资等措施，鼓励以社会资本为主体按市场化运作方式建立面向生物燃料产业的融资担保机构，以降低生物燃料企业的融资成本，扩充和疏通生物燃料企业的融资渠道。

（五）加强部门间合作，建立产业服务配套体系，完善市场体系建设

一是建设和完善服务保障体系。整合资源，建立和完善产业服务配套体系，针对生物质资源分布广、收集运输难等问题，建立生物质资源收集配送等产业服务体系；积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织，建立生物质原料生产与物流体系；尽快建立完善生物燃料产业技术的推广服务体系、行业质量标准和产品检测中心等配套服务体系，加强生物燃料产业技术、管理人才队伍的建设。二是必须尽快开发具有自主知识产权的生物燃料产业的国产设备，重点开发有利于生物燃料产业发展的装备设计与制造技术，包括大型专用成套设备和成熟的生产工艺路线。三是完善市场体系建设。要通过市场带动，积极发展上下游企业和相关配套产业，整合资源，优化结构，建立完善的市场体系。

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Abstract： This paper introduces the domestic and international development status and applicable standard of ductile iron high integrity container. The corrosion resistance， chemical composition and mechanical properties of the materials are analyzed from the view of the environment and required function of the ductile iron high integrity container. This paper has a certain reference significance for the design of ductile iron high integrity container.

关键词： 高完整性容器；球墨铸铁；低、中水平放射性废物

Key words： high integrity container；ductile iron；low and medium level radioactive waste

中图分类号：TG163 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0228-03

0 引言

当今世界，核科学技术发展已进入新阶段，同位素和核技术的应用更加广泛深入，核能已成为解决当前世界能源危机的重要途径之一，很多国家已将其列为重点发展的能源。核能的开发和利用给人类带来巨大的经济效益和社会效益，同时也产生了大量的放射性废物。如何安全有效地包装、运输、处置放射性废物，使其最大限度地与生物圈隔离，已成为核工业、核科学面临的日益迫切的重要课题，也是影响核能持续健康发展的关键因素[1]。

早在20世纪七十年代，高完整性容器的概念已被美国、法国和德国等国报导。如德国NUKEM公司研究了一种将放射性废物超浓缩（过饱和）后直接浇灌注入球墨铸铁容器的废物容器[2]，冷却后即形成盐饼，因不需要任何的固化、固定，其减容因子大大提高，也节省了相应的系统投资和运行费用。这种球墨铸铁容器可在近地表处置条件下保持300年以上的完整性，故称为高完整性容器或高整体容器（High Integrity Container）[3]。

高完整性容器之所以要求安全使用寿命在300年以上，是由于核电厂低、中放废物中含有需要考虑的、较长寿命放射性核素，主要是137Cs和90Sr。它们的半衰期（T1/2）都在30年左右，经过十个半衰期时间的衰变，所装废物的放射性活度便可降至原有活度的0.1%以下，在正常情况下，不再会对人类和生物环境造成明显的影响。同样，在美国的核电站，使用一种高分子聚合物容器，来盛装低放的过滤器实心饼和散装的离子交换树脂粉末，他们不需要先行固化和固定作业。这种容器也能保证长期的完整性，也是一种高完整性容器。在上世纪八十年代，法国也开发了一种钢纤维混凝土容器，据报道也可以达到300年以上的寿命，并被法国核安全局授予了许可证。

采用高完整性容器盛放和处置放射性废物，不仅可以大大减少最终放射性废物的体积，而且明显提高放射性废物贮存和处置的安全性。因此，我国在核电厂放射性废物管理中纷纷引进、开发能够满足贮存和处置放射性废物需要的高完整性容器。

1 球墨铸铁高完整性容器发展现状

1.1 球墨铸铁容器国内发展现状

我国球墨铸铁容器的研究集中在乏燃料运输容器方面，该工作始于上世纪八十年代中期。1986年，哈尔滨科技大学、齐齐哈尔第一机床厂和核工业第二研究设计院（现中国核电工程有限公司）共同合作，着手进行球墨铸铁乏燃料运输容器的研制工作。容器采用厚大断面球墨铸铁为主体结构和屏蔽材料。这种以球墨铸铁为主要屏蔽和结构材料的乏燃料运输容器的设计和研究在我国尚属首次。

经过对球墨铸铁化学成分、铸造工艺的实验室摸索和生产条件下的大型模拟试验，制定出容器用球墨铸铁合理的化学成分和铸造工艺。试验容器制造完成以后，进行了严格的检查和试验，如图1所示。容器各项指标均符合器技术条件以及GB11806《放射性物质安全运输规定》[4]。

球墨铸铁乏燃料运输容器属于单一壳体材料的容器，容器整体性好，材料费用少，制造成本低，不需要其他屏蔽材料。其加工较容易，制造周期^短，有其他类型容器所不具备的优势。容器的研制成功使我国乏燃料运输容器设计和厚大截面、低温韧性球墨铸铁水平上了一个新台阶，在技术上有重大突破，其成果和应用经验可在球墨铸铁高完整性容器上推广使用。

1.2 球墨铸铁高完整性容器国外发展现状

目前，德国已成功开发出CASTOR、TN系列商用球铁容器，除在本国使用外，还在西欧各国被广泛接受和使用。日本、英国和法国也相继开展了大量深入细致的研究工作并取得了突破性进展。美国对球铁容器技术的研究相对较少，但NRC已经批准乏燃料贮存容器的使用。

德国的球墨铸铁高完整性容器（MOSAIK）研发工作始于1974年，1976年由GNS公司设计、SNT公司制造的MOSAIK废物系列容器开发成功，至今生产的约6000多个容器已用于多个核电站[5]。MOSAIK容器由球墨铸铁制成，为了接受不同种类的废物，容器有不同的型号，不同的容器、壁厚、盖的系列产品，必要时也可增加不同厚度的铅衬套和过滤器系统。

用MOSAIK球墨铸铁容器贮存和运输放射性废物，对于相同放射性水平的废物用该容器包装的体积比其他废物容器小。部分型号MOSAIK容器结构如图2所示。

在德国和日本，针对球墨铸铁容器进行了大量的跌落试验，容器类型包括MOSAIK、CASTOR，POLLUX容器。在美国针对MOSAIK I和MOSAIK KfK球墨铸铁容器在环境温度为-29℃下进行了11次跌落试验。其中MOSAIK I型和MOSAIK KfK型空容器质量分别为2960kg和5402kg。MOSAIK容器在跌落试验中保持了结构的完整性，保证容器在事故条件下的安全性。

2 球墨铸铁标准、准则或规范

2.1 国内球墨铸铁标准

我国球墨铸铁标准有GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》。该标准修改1988版时，采用国际标准ISO 1083：2004《球墨铸铁 分类》，同时参照了美国ASTM A536-2004《球墨铸铁件标准规范》和日本JIS G5502-2001《球墨铸铁件》等国外先进标准的相关条款。标准中规定了球墨铸铁件的技术要求，例如球墨铸铁牌号、球墨铸铁的低温冲击性能指标、附铸试块和单铸试块、试样规格、取样批次的规定、球墨铸铁韧性、铸件本体屈服强度值、硬度与抗拉强度关系曲线、球墨铸铁物理性能等。该标准适用于砂型或导热性与砂型相当的铸型中铸造的普通和低合金球墨铸铁件。对于特种铸造方法生产的球墨铸铁件可参照使用此标准。

2.2 国外球墨铸铁标准

国际上现行的球墨铸铁标准有：ISO 1083：2004《球墨铸铁 分类》、欧盟标准EN 1563《球墨铸铁》、欧盟EN 12680-3《球墨铸铁件超声波检验》。

美国球墨铸铁相关标准有：ASTM A536-2004、ASTM A874/A874M-98（2009）、ASME Code Case N-670-1等。其中ASTM A874/A874M-98（2009）：Standard Specification for Ferritic Ductile Iron Castings Suitable for Low-Temperature Service规定了适用于低温-40℃的球墨铸铁件的技术要求。ASME Code Case N-670-1：“Use of ductile cast iron conforming to ASTM A874/874 or JIS G 5504-2005 for transport containments” Section III， Div. 3.适用于壁厚在300-530mm、设计压力≤7MPa、设计温度在-29℃～345℃之间的球墨铸铁件。

日本的球墨铸铁相关标准有：JIS G5502-2001《球墨铸铁件》和JIS G5504 2005 Heavy-walled Ferritic Spheroidal Graphite Iron Castings for Low Temperature Service。其中JIS G5502-2001《球墨铸铁件》中规定了壁厚小于等于200mm的球墨铸铁件的技术要求，包括化学成分、机械性能、取样方法等。JIS G5504 2005规定了壁厚小于等于550mm适用于低温-40℃的球墨铸铁件的技术要求，包括化学成分、机械性能、取样方法等。

3 球墨铸铁高完整性容器材料性能要求

3.1 球墨铸铁高完整性容器耐腐蚀性能

高完整性体容器的内容物为中低放放射性废物，其中铯-137半衰期为30年，考虑10个半衰期，高完整性容器的寿命要求为300年。高完整性容器作为处置容器，分为地面长期贮存和地下处置两种。由于所处的环境条件不同，地面贮存需要考虑空气介质影响，沿海地区还要考盐雾因素；地下处置需要考虑SO3-、CO3-、Cl-、NO3-等离子及微生物的影响，同时容器还要承受106Gy放射性辐照。这些外部环境条件对于容器在300年寿命中的性能提出了严格要求，尤其是耐腐蚀和耐辐照性能。

球墨铸铁材料与高完整性容器的交联高密度聚乙烯材料、混凝土材料两种材料相比，具有自身的金属特性，而且低、中放射性废物辐射强度相对低，球墨铸铁本身性能不因为辐射影响而发生改变。金属对处置环境的温度、压力、湿度的要求相对宽松，但温度、压力、湿度对金属材料的长期腐蚀性能会产生影响，所以不再对材料本身提出进行耐热性能、阻燃性能、耐γ辐照性能、生物降解性能、蠕变性能、抗渗透性能、抗冻性能和化学稳定性能等专门测试和试验的要求，仅从耐腐蚀的角度对容器长期寿命提出性能要求。

为了研究球墨铸铁材料的耐腐蚀性能，北京科技大学于2013年进行了球墨铸铁腐蚀实验，实验条件分别为常温、高温及电化学腐蚀。通过对QT400和QT350两种球墨铸铁样品的宏观腐蚀形貌分析、腐蚀产物膜XRD分析、腐蚀速率分析，总结形成了球墨铸铁耐腐蚀性能检测方法，并得出结论：球墨铸铁材料在试验条件和真实服役过程中的腐蚀类型均为均匀腐蚀。容器300年寿期内，球墨铸铁材料的最大腐蚀深度为22.5mm[6]。

3.2 球墨铸铁高完整性容器化学成分及力学性能

球墨铸铁材料的化学成分对于其力学性能有影响，例如控制硅含量对获得合理的屈服和抗拉强度是必要的。当珠光体含量在20%以下时，球墨铸铁材料的抗拉和屈服强度取决于硅含量的多少；为保证球墨铸铁材料具有良好的延性和断裂韧性，最大珠光体含量应限制在20%以下，F素体含量控制在80%以上，球化率大于90%。国内球墨铸铁的生产工艺和原材料都有很大的提高，生产设备已经具有国际先进水平。影响球化、影响珠光体的12种微量杂质元素的总和可以控制在0.1%以内。

部分标准中规定的球墨铸铁化学成分及力学性能见表1、表2。

由于容器仅用于处置，不作为运输容器使用，内容物放射性不超过中放废物的限值，一般不属于B型货包，仅需要进行1.2m跌落试验确定容器性能，可选择GB1348-2009《球墨铸铁件》中QT400或者QT350系列200mm厚或150mm厚的球墨铸铁进行制造。容器横截面可选择方形或圆形形状，具体设计需综合考虑容器耐蚀、耐辐照、力学、操作、放置等多个方面。日本现有的球墨铸铁容器选用QT400-18材料，截面为1.5m×1.5m，壁厚为150mm的方形容器，设计寿命50年。

4 讨论与建议

①球墨铸铁容器属于单一壳体材料的容器，容器整体性好、强度高，材料费用少，制造成本低，其加工容易，制造周期较短，这些优点使球墨铸铁容器成为高完整性容器研制的可选方案之一。

②国内研制成功的球墨铸铁乏燃料运输容器为球墨铸铁高完整性容器的研制奠定了技术基础。

③球墨铸铁容器在预期300年长期贮存期间的耐腐蚀性能尚需继续研究。

④目前国内还没有低温用球墨铸铁容器材料标准，建议尽早开展低温用球墨铸铁容器材料标准编制工作。

⑤建议适时开展球墨铸铁容器长期贮存的腐蚀性能研究，同时考虑抗腐蚀方案。

参考文献：

[1]陈式.放射性废物安全通论[M].北京： 原子能出版社，2006.

[2]Siempelkamp Nukleartechnik. Castor-Nuclear Waste Transport Production [EB]. Castor， 2007.

[3]GB12711-1991.低，中水平放射性固体废物包装安全标准[S].

[4]GB11806，放射性物质安全运输规程[S].

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关键词：生物质能源；生物质能

一、生物质能源定义

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。依据来源的不同，分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

二、生物质能源的特点

（1）可再生性――生物质能源是从太阳能转化而来，储存在生物质内部，地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，其取之不尽、用之不竭，可实现能源的永续利用。与风能、太阳能等同属可再生能源。

（2）清洁、低碳――生物质能源属于清洁能源，其生物质的硫、氮有害物质含量低，燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零。能够有效减少二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

（3）分布广泛的可替代能源――目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约5 亿吨标准煤，今后随着扩大造林面积的和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10 亿吨标准煤。在传统能源日渐枯竭的情况下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。

三、我国目前生物质能源经济发展现状

目前以生物质能源开发带动的经济发展主要存在如下几点问题

（1）认识不够；

（2）国家扶持政策单一；

（3）规划布局合理能性差；

（4）创新不足，发展粗放单一。

四、克服生物质能源经济发展现状实现循环、低碳经济

（1）加强生物质能源经济认知

我国未来生物资源潜能巨大，而石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。煤的资源也只能再满足100～200年的需求，但其低碳排放的清洁利用技术还需花力气开发。但我国能源界却有这样的观点――生物质能源成不了“大气候”，理由之一是生物质原料来源有限、分散，且规模化生产存在技术和成本约束。究其主要原因是相对于煤炭、石油、天然气这些传统能源，中国生物质能源和生物化产业起步较晚，规模较小，总体发展水平还很低。这些对生物质的误解已影响了决策部门，极大阻碍了生物质能源经济发展。而与此同时，全球致力于生物质能源的产业并未停止发展的步伐。2012年2月欧盟委员会通过了欧洲生物经济战略，2012年4月美国了《国家生物经济蓝图》，2013年7月，德国了生物经济战略，这些国家分别就推动生物经济，摆脱对化石能源的依赖等方面制定了新的战略、布局，力图在末来生物经济竞争中占有有利地位。联合国能源署也预计到2050年，生物质能源将占全球人类总能源消耗的50%以上。生物质能源将是未来能源的主战场。打好生物质能源经济这场硬杖，首先要从上层统一思想。从战略、策略、经济性、环保、法律及制度等方面，加强解决配套政策问题，提高对生物质能源经济重要性的认识。

（2）国家扶持政策多元化

过去国家对生物质能多采取补贴手段。但补贴门槛高，手续繁琐、先垫后补方式给企业带来困扰。国家应学习国外成功经验，加大扶持的力度和广度，从税收优惠、融资担保、技改贴息、租金补贴、技术研发等多方面入手。例如瑞典征收二氧化碳排放税和能源税，但对于可再生燃料，免征二氧化碳税，只征收能源税，如果企业投资建设相关新项目，可申请国家或者欧盟的补助金。美国能源独立与安全法案中要求化石燃料供应商每年达到一比例的生物燃料混配。

（3）项目建设初期合理布局

中国原料种植地域分散，种植数量有限，收集及运输成本等问题，离支撑生物质能和生物化产业的发展还有很大差距，例如①生物发电方面：根据国家能源局规划，我国生物质发电到2015年将达到1300万千瓦，2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。而另一方面生物质发电却是一个依赖政府补贴产业，2010年7月，国家发改委《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》，明确生物质发电统一执行标杆上网电价为0.75元/千瓦时，而政府对企业的补贴则是0.3元/千瓦时。即便在如此高的补贴下，生物质能龙头凯迪电力，其2010年的相关营收也只有9000余万，不到其总营收的3%。②生物燃料方面：国际上比较成熟、且技术难度较小燃料乙醇是以粮食为原料工艺路线。巴西以甘蔗为原料，美国以玉米为原料，而中国人口众多用大量粮食做燃料乙醇不可行，这些都说明，生物质能源发展整体要求生物质集中、数量足够丰富、具备一定的规模与其原料分散、不足、季节性、运行成本居高不下相矛盾。所以在哪些生物质原料比较丰富且集中地区有序、规模的发展哪些生物质能源需要国家、省、市各部分规划统筹。

（4）多样化、多途径发展生物质能源经济

目前，我国生物质能源产业发展有的已具备一定规模，有的已经济进入产业化阶段，也积累了一些丰富的经验，如户用沼气技术。但笔者认为我国生物质能源化发展多为直接燃烧途径，在热化学转换和生物化学转换方面较少，未来应多样化、多途径发展。如以下几个产业：

①微藻制油产业：微藻是简单的单细胞植物，这种原料属于低等植物。光转化油脂的转化效率能够达到12%。传统生物柴油所需原料均为油料高等植物，其光转化油脂的转化效率最高仅1%，且由于油料植物的油脂面积产率不高，发展生物柴油必然要占用大量耕地，影响粮食生产。而微藻种类繁多、分布广、繁殖快，可直接利用阳光、二氧化碳及氮磷等简单营养物质快速生长，并在胞内合成大量油脂，为生物柴油生产提供新的油脂资源，有资料显示，同样一亩地，种植大豆和微藻，产油率的差距是50-100倍。”可见高品质的微藻油、高蛋白的微藻渣能担纲固碳减排的角色。其实现商业化放大在经济上是可行的。

②生物塑料产业：生物塑料的研制都是从纯植物中获取，植物中含有大量淀粉和蛋白质，这也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要来源，在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再经过各种工艺生产制成生物可降解塑料材料，这在很大程度上避免了传统塑料在自然条件下不会降解，燃烧又会释放出有害气体等对环境的污染和破坏。

③有机废物肥料产业：北京嘉博文生物科技有限公司联手中国环境科学研究院、清华大学共同完成，有机废物生物强化腐殖化及腐植酸高效提取循环利用技术，解决传统堆肥效率低、产品质量差、过程二次污染难控三大技术难题。目前已在国家餐厨废弃物资源化利用试点城市中建设了14个规模化处理厂。

④生物丁醇燃料产业：生物丁醇作为生物燃料时其蒸汽压力低，与汽油混合时对杂质水的宽容度大，而且腐蚀性较小。在燃料性能和经济性方面有明显优势，能以更高比例与汽油混合，而无需对车辆进行改造，单位体积储存的能量也更高，目前日本开发出利用废弃柑橘、苹果、甜菜、甘薯、稻草、废纸以及木材生产纸浆后的废弃物，都可以用来生产生物丁醇。

篇7

关键词：国际土地交易；土地争夺；发展现状；影响因素

中图分类号：K93.2 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1004-9479.2013.04.003

1 引言

土地是人类必不可少的生存条件和生产资料，具有面积有限性、位置固定性、用途多样性等基本特性[1]。许多国家都将租赁或购买他国土地作为应对经济、粮食、能源、气候危机的一种重要措施[2]。近年来，随着国际粮食价格、原油价格攀升，世界经济形势低迷，国家之间的土地贸易数量及面积迅猛增加。各国之间的土地争夺日益激烈，逐渐成为国际贸易与经济发展中的关键问题之一，并在学术界获得广泛关注[3]。土地争夺一词由“land grab”翻译而来，学术界对于“土地争夺”这一词并未达成统一的、严格的标准化定义。从联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）的定义上看，土地争夺是指在发展中国家为进行粮食生产而购买或租赁农业用地的行为，仅仅是投资的一种形式[4]。但是，在2011年对拉丁美洲和加勒比地区17个国家的土地争夺现状和趋势的研究中，Borras等人对于“土地争夺”的标定则相对严格和狭窄，其概念要满足以下三个方面：大规模的土地收购；外国政府的参与；投资国的目的是为保证国内粮食安全[5]。与之类似，Daniel等[6]认为这一术语指的是欠发达国家的多数量、大面积的土地被富裕、粮食安全不稳定的国家购买或长期租赁，来进行用于出口的粮食生产。被广泛接受的定义则是由Annelies Zoomers提出，他认为“土地争夺”一般指的是由跨国公司或外国政府发起的大规模、跨境的土地交易或事务[7]。在此基础上，本文对“土地争夺”的概念界定为个人、企业或政府出于某种目的，长期租赁或直接购买他国土地的行为。

土地争夺是国际土地市场中的重要现象，对参与各方尤其是被投资国家的经济与社会发展产生重大影响。在带来资金收益、技术创新、就业机会的同时，跨国公司或外国政府参与的土地投资亦存在许多风险，投资者占用被投资者土地及其他资源（水资源、劳动力等）进行生产活动，相对剥夺了当地人民的土地权益，所得产品流入本地市场亦会对本地劳动者产生消极影响[8，9]。从2000年开始，国际学者及国际组织对于土地争夺现象的研究逐渐增多。现有研究大多是针对国家、洲、或全球等宏观尺度，对土地争夺的现状、驱动因素、及影响效应等进行论述，如德国技术合作署（Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit， GTZ）在2009年曾对马里、马达加斯加、老挝、柬埔寨的外商直接土地投资现状进行介绍，且分别从经济、社会及环境三方面对国际直接土地投资所带来的机遇和风险进行了简要评价[10-13]；联合国粮农组织在对拉丁美洲和加勒比地区的土地争夺的研究中，则着重于从更广阔的国际视野上对土地争夺的关键参与者及驱动因素作深入分析[5]； Annelies Zoomers总结了国际土地争夺的七大驱动过程[7]；Carin Smaller将土地争夺的驱动因素概括为粮食、水资源、能源安全三大类，着重分析了跨国公司或外国政府购买土地的合法性问题[14]；Mark Harvey则分析了土地争夺中粮食、能源及环境三方面的驱动作用，阐述了土地争夺可能产生的不良后果，并对全球范围内的土地可持续利用和管理提出了建议[8]。

国内学者对国际土地争夺的研究则较为少见。彭永清以“为未来囤粮——全球打响‘土地争夺战’”为题，介绍了在日本、马里、加纳、印度尼西亚等地的土地争夺现象，将原因归于对人炸和气候变化将引发水资源和粮食不足的危机感[15]。周海川等从成因、投资者类型、土地用途、合同履行情况等方面研究了外商直接投资发展中国家土地的行为，并分析了这种投资对接受国经济、社会稳定、环境等方面可能产生的影响，以及投资国进行海外土地投资可能面临的风险[16]。然而，仅有的相关研究并没有对全球土地争夺现状及驱动因素作系统化的定量分析。本文基于国际交易数据，系统分析国际争夺动态及其影响因素，以期丰富我国开展国际土地争夺研究案例，为推进我国国际贸易投资提供可能的借鉴。

2 数据来源和研究方法

土地交易数据是直观体现土地争夺现象的量化指标，由于各国土地交易的透明度有限，所得土地交易数据精度有限，本文以全球为研究区域，以2000-2011年为时间尺度，对土地争夺情况进行宏观分析。所用世界地图的底图来自蓝色大理石地理信息公司（http：///download.php）。所用大宗土地交易数据来自土地门户网站（http：//landportal.info/landmatrix），数据更新截止至2012年8月1日，共计1007例土地交易，54个目标国家。所得信息包括土地交易目标国家、投资方、交易时间、土地用途、种植作物等属性。在分析土地争夺的影响因素过程中，所用其他指标中农业用地面积、国内生产总值（GDP）、外国直接投资净流入、陆地保护区面积、净移民数据来自世界银行集团数据库（http：//.cn/），农业增加值、作物生产指数、食品生产指数、谷物出口量数据来自FAO统计数据库（http：///）。

本文利用大宗土地交易数据进行全球土地争夺发展现状分析，包括投资者与被投资者特征分析、时间变化分析及土地用途特征分析。选取国内生产总值（GDP）、农业用地面积、农业增加值、外国直接投资净流入、作物生产指数、食品生产指数、谷物出口量、陆地保护区面积、净移民共计9个指标，利用SPSS软件中Bivariate过程进行相关性分析，探究土地争夺的影响因素。在此基础上，对土地争夺研究的文献进行统计分析，总结现有学者和组织对土地争夺影响因素的研究结果，作为数据分析的补充。

3 国际土地争夺发展现状分析

3.1 国际土地争夺中投资者地理分布特点

利用全球大宗土地交易数据统计每个投资国所投资的土地总面积，按照投资土地总面积大小差异和各大洲投资土地总面积占全球土地交易总面积的百分比绘制成国际土地交易分布图（投资者）（图1），其中白色区域为土地投资数据缺失的区域。从全球来看，土地交易投资者在除南极洲外六大洲均有分布，但是投资面积差异较大。国际土地投资者主要来自于亚洲，所投资土地交易面积占全球土地交易面积的67.1%；其次是欧洲和北美洲，交易面积最小的是大洋洲，仅占全部土地交易面积的1.4%。从国家层面看，国际土地交易投资者主要有三类：一是人口众多，密切关注国内粮食安全的亚洲国家，如印度、中国、马来西亚；二是石油资源丰富但为水和土地所限制的粮食进口国，如沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、卡塔尔；三是发展受地理空间制约的欧洲国家，如丹麦、芬兰[6，14，17]。

图1 国际土地交易分布图及各洲所占比率（投资者）

3.2 国际土地争夺中被投资者的地理分布特点

利用全球大宗土地交易数据统计每个被投资国所交易的土地总面积，按照被投资土地总面积大小差异和各洲被投资土地总面积占全球土地交易总面积的百分比绘制成国际土地交易分布图（被投资者）（图2），其中白色区域为土地被投资数据缺失的区域。虽然土地交易中的被投资国在除南极洲外六大洲均有分布，但是被投资土地面积差异极大，且范围不像投资者那样广为分布。从洲际角度看，被投资土地总面积最大的为南美洲，达6015.21万公顷；其次是非洲，为4831.37万公顷；面积最小的为大洋洲，仅为48.77万公顷。从国家角度看，国际土地交易的被投资国常是水热条件较好，适宜发展农业且经济欠发达的发展中国家。土地交易总面积最大的三个国家依次是秘鲁、苏丹和墨西哥，土地交易面积分别是：5430.69万公顷、1712.95万公顷、1086.18万公顷。土地交易总面积前十个国家中，有三个在非洲，三个在亚洲，两个在北美洲，两个在南美洲。

图2 国际土地交易分布及各洲所占比率（被投资者）

3.3 土地争夺的时间变化

利用全球大宗土地交易数据统计2000年至2011年每年的全球土地交易面积，绘成的土地交易面积变化图（图3）显示：2000年至2011年，全球土地交易面积虽有起伏，但总体有较大增幅，土地争夺现象日益激烈。2005年土地交易面积达到一小峰值，其原因可能是由于2004年国际油价大幅攀升，许多国家开始鼓励替代能源和生物燃料的生产，将投资他国土地进行生物质燃料原料种植作为长期能源安全政策之一[18，19]。而2008年土地交易面积出现小幅下跌的原因则可能是受2008年金融危机影响，投资土地资本有限。此外，2010年及2011年的土地交易总面积出现明显的下降，这可能由于数据最近更新时间是2012年8月，2010年及2011年的数据可能有大部分未作收录所致。结合全球资源环境日益紧缺，人口压力持续增加的社会环境条件现状，从2000年至2011年全球土地交易面积的总体变化趋势可以得知，在不考虑限制因素（如投资接受国的政策限制等）的制约条件下，未来国际土地交易面积还将呈增加趋势。

3.4 土地争夺中的土地用途

投资国购买或长期租赁被投资国土地的用途涉及诸多方面，大致有农业、固碳林业、木材或纤维林业、畜牧业、矿产开采业（含石油）、旅游业六大类。由于土地交易数据只到国家尺度，对于一个被投资国家，其交易土地的用途往往同时有多种，图4统计的是不同用途交易土地面积占全国土地交易总面积一半以上的用途分布，其中白色区域为土地投资数据缺失的区域。由图4可知，绝大多数国际交易的土地用于农业，其次是木材或纤维林业，此外，还有一部分土地交易数据中的用途信息缺失。对于用途为农业的土地，其种植作物亦有多种类型，包括如大米、小麦等粮食作物，麻风树等用于生物燃料生产的经济作物，玉米等既可用于粮食生产又可用于生物燃料生产的弹性作物。统计土地用途为农业的每例交易中土地的具体作物类型，按照各类作物的种植面积占总体农业投资面积的百分比制成农业投资中的作物构成图（图5）。图5表明，农业土地投资中有29.7%种植的是粮食作物，18.2%是非粮食作物（包括生物燃料和牲畜饲料），18.3%是弹性作物（生物燃料和食品用途均可）。国际土地交易中，农业投入占绝大部分，但对于非粮食作物的投入比例也不可忽视。

4 土地争夺的影响因素

4.1 数据分析

全球性土地争夺是土地市场自由化的结果[20]，其直接原因为农业变化。人口、经济、科技、政治和制度、文化以及气候变暖，都是引起土地交易加速扩张的影响因素[21-23]。鉴于国际土地争夺现象的影响因素广泛，难以逐一选择指标进行量化，根据数据的可获取性，仅选择了9个指标进行相关性分析。

虽然数据的总体时间跨度是2000年至2011年，但实际上部分国家土地交易数据的具体时间跨度为2000年至2011年中的某个时间段，且各国数据的时间段并不一致，对各国与土地交易数据对应的时间段的九项指标数值进行平均，每项指标得到一个数值，得到了54组数据，每组10个变量。利用SPSS软件对其进行相关分析（Pearson相关分析），所得结果如表1所示。

表1 土地争夺影响因素Pearson相关分析结果

在α=0.05的置信水平下，只有谷物出口量和土地交易面积呈现显著正相关，相关系数为0.332，体现相关程度较弱。事实上，由于积差相关系数适用于线性相关，对于曲线相关或者更复杂的情形，积差相关系数的大小不能体现出其相关性的强弱，在此项分析中，谷物出口量与土地交易面积的相关情形可能不是单纯的线性相关，相关系数为0.332不能完全说明其相关性差。不仅如此，土地争夺现象本身就是社会、经济、环境等因素综合作用的结果[8，19，22]，因此，土地交易面积并不会对某单一项指标显现出明显的相关性。谷物出口量和土地交易面积的相关系数虽小，但依然可以体现粮食安全对土地争夺的影响。对这些数据进行秩相关分析（Spearman相关分析），即利用10个变量的秩次大小做线性相关分析，所得结果如表2所示。

表2 土地争夺影响因素Spearman相关分析结果

秩相关分析结果与之前的分析结果存在不小差异，在α=0.01的置信水平下，农业用地面积、农业增加值（现价美元）、陆地保护区面积、谷物出口量、净移民与土地交易面积均存在显著的相关关系。其中，除净移民数量与土地交易面积是负相关外，其余四个变量与土地交易面积均呈正相关，但相关系数绝对值均较小。

首先，土地交易对象常常是大面积的农业用地，因此农业用地面积大的国家发生大宗土地交易面积的机会要比农业用地少的国家大，投资方对土地进行经济、技术等方面投入，对投资接受国家农业增加值会造成影响；同时，这类土地交易投资者出于保障国内粮食安全的目的，将在被投资方土地上生产的粮食出口至本国，这是导致国际土地交易面积与谷物出口量存在正相关的重要原因。其次，许多国际组织机构开始在一些相对空旷的区域购置大面积土地来建设自然保护区或生态旅游地（或两者皆有），这可以用于解释陆地保护区面积与土地交易面积存在正相关关系。净移民人口与土地交易面积呈现负相关，原因可能是净移民人口的增加，导致国内对土地需求上升，对应供给外国政府或跨国公司的土地将减少。

虽然秩相关分析所得结果体现出了土地争夺和农业用地面积、农业增加值（现价美元）、陆地保护区面积、谷物出口量、净移民有较好的相关性。但是不能忽视的是，秩相关分析是利用变量的秩次大小做相关分析，掩饰了原有数据部分数值特征，其所得相关的结果具有一定局限性。从分析结果来看，虽然相关系数不高，但是结合Pearson相关分析结果，该分析结果还是可以体现粮食安全是土地争夺的重要影响因素的。

4.2 文献分析

由于数据资料的限制，上文定量分析的结果尚不能完全揭示土地争夺的影响因素。为进一步识别和总结土地争夺的影响因素，本文收集了50篇相关学者和组织所发表的土地争夺相关研究成果，对其研究结论做统计分析，将土地争夺影响因素归纳总结为粮食安全、能源安全、资金收益、发展空间缺乏、自然保护区发展和移民六大类，相关文献土地争夺影响因素的统计结果见表3。

表3 土地争夺影响因素的文献分析

从现有公开发表的国际文献来看，分别有18、17篇文献将能源安全和粮食安全列为土地争夺的影响因素，说明能源安全和粮食安全是土地争夺的两大首要影响因素。从土地交易发生的地区看，绝大部分研究集中于非洲，分别有15、14篇文献将能源安全和粮食安全列为非洲土地争夺的影响因素，说明能源安全和粮食安全亦是非洲土地争夺的两大首要影响因素。对于南美洲而言，分别有4、3、3篇文献将能源安全、粮食安全和资金收益列为土地争夺的影响因素，说明能源安全、粮食安全和资金收益皆是南美洲土地争夺重要影响因素，发展空间缺乏、自然保护区发展、移民三大因素对南美洲土地争夺的影响程度相对较低。

5 结论与讨论

5.1 结论

土地争夺现象在全球均有发生，但不同区域土地争夺激烈程度差异较大。土地投资国主要集中在人口众多，粮食安全压力较大的亚洲及经济实力雄厚的欧洲，被投资国主要集中在农业条件较好的南美洲和非洲。2000年至2011年内，土地争夺现象整体呈现加剧的趋势。国际土地交易中，土地用途主要集中在农业和木材或纤维林业；在农业用途中，除种植粮食作物外，生物燃料原料种植亦占重要地位。土地争夺的影响因素很多，较为突出的是粮食安全的影响，除此之外，自然保护区发展、人口迁移是土地争夺的潜在影响因素。从文献分析的结果上看，土地争夺的最主要影响因素是能源安全和粮食安全，其次依次是资金收益、发展空间缺乏、自然保护区发展和人口迁移。

5.2 讨论

由于数据来源限制，本文所用数据完整性相对不足。论文中全球土地交易数据仅有1007例，涉及国家仅有54个，估计没有涵盖全球的所有土地交易案例。除此之外，各国土地交易面积数据的时间跨度并不完全一致，虽然整体数据的时间跨度为2000年至2011年，但部分国家数据在时间序列上并不完备。因此，所得关于土地争夺现状的分析结果具有一定局限性。

土地争夺影响因素分析过程中，影响因素指标难以量化是一个重要问题。土地争夺是社会、经济、环境等诸多因素综合作用的结果，其影响因素是较为宏观、难以指标化的综合因素，因此，将某单一指标与土地交易面积做相关分析的结果不够理想。此外，数据的不完整也是影响土地争夺影响因素分析的重要原因。例如，土地争夺现象的一个重要原因是能源安全[21]，本应选取数据诸如生物质燃料产量或出口量进行分析，但是目前国际上还未有这方面的全球性数据。作为数据分析的补充，文献分析总结归纳了50篇相关文献，所得土地争夺影响因素相对全面可靠。

本文基于可获取的数据和文献资料，对全球土地争夺发展现状及其影响因素做了客观分析，虽然存在一定的局限性，但本文所得结果对于我国土地管理工作仍然具有一定参考价值。全球土地争夺中，我国既是重要投资者亦是关键被投资者，国际土地交易既是机遇又是挑战，我国应加强对于土地争夺的相关研究，对其可能产生的不利影响提前做好风险评估及预防措施。

参考文献：

[1] 朱道林.土地管理学[M].北京：中国农业大学出版社，2007：6-9.

[2] Tom Lavers. “Land grab” as development strategy？ The political economy of agricultural investment in Ethiopia[J]. Journal of Peasant Studies， 2012， 39（1）： 105-132.

[3] Borras Jr S， Franco J C. Global Land Grabbing and Trajectories of Agrarian Change： A Preliminary Analysis [J]. Journal of Agrarian Change， 2012，12（1）： 34-59.

[4] Kugelman M， Levenstein S L. Land grab？ The race for the world's farmland[R]. Woodrow Wilson International Center for Scholars， Washington， 2009.

[5] Borras Jr S M， Franco J C， Kay C， et al. Land grabbing in Latin America and the Caribbean viewed from broader international perspectives. In seminar："Dinámicas en el mercado de la tierra en América Latina y el Caribe"[R]. FAO Regional Office， Santiago， Chile. 2011.

[6] Daniel S， Mittal A. The great land grab. Rush for world's farmland threatens food security for the poor. Berkeley[M]. CA： Oakland Institute， 2009.

[7] Zoomers A. Globalisation and the foreignisation of space： seven processes driving the current global land grab[J]. Journal of Peasant Studies， 2010， 37（2）：429-447.

[8] Harvey M， Pilgrim S. The new competition for land： Food， energy， and climate change[J]. Food Policy， 2011（36）：S40–S51.

[9] Azadi H， Houshyar E， Zarafshani K， et al. Agricultural outsourcing： A two-headed coin？[J]. Global and Planetary Change， 2012（100）：20-27.

[10] Diallo A， Mushinzimana G. Foreign Direct Investment （FDI） in land in Mali. Eschborn[R]. Germany： German Society for Technical Cooperation （GTZ）， 2009.

[11] üllenberg A. Foreign direct investment （FDI） in land in Madagascar. Eschborn[R]. Germany： German Society for Technical Cooperation （GTZ）， 2009.

[12] Sch？觟nweger O， üllenberg A. Foreign direct investment （FDI） in land in the Lao PDR. Exchborn[R]. Germany： German Society for Technical Cooperation （GTZ）， 2009.

[13] üllenberg A. Foreign Direct Investment （FDI） in Land in Cambodia. Exchborn[R]. Germany： German Society for Technical Cooperation （GTZ）， 2009.

[14] Smaller C， Mann H L. A Thirst for Distant Lands： Foreign investment in agricultural land and water[R]. International Institute for Sustainable Development （IISD）， Winnipeg， Manitoba， Canada.2009.

[15] 彭永清.为未来囤粮—全球打响“土地争夺战”[J]. 世界文化，2012（7）：4-6.

[16] 周海川，刘亚鹏，郭杰.外商投资发展中国家土地的分析及对我国的启示[J]. 中国软科学，2011（9）：41-54.

[17] G？觟rgen M， Rudloff B， Simons J， et al. Foreign direct investment （FDI） in land in developing countries. Eschborn[M]. Germany： German Society for Technical Cooperation （GTZ）， 2009.

[18] Scheidel A， Sorman A H. Energy transitions and the global land rush： Ultimate drivers and persistent consequences [J]. Global Environmental Change， 2012，22（3）： 588-595.

[19] Dufey A， Vermeulen S， Vorley B. Biofuels： strategic choices for commodity dependent developing countries[R]. Common Fund for Commodities， 2007.

[20] Heynen N， McCarthy J， Prudham S， et al. Neoliberal environments： false promises and unnatural consequences [M]. Oxon： Routledge， 2007.

[21] Friis C， Reenberg A. Land Grab in Africa： Emerging land system drivers in a teleconnected world[R]. GLP Report No.1， Copenhagen， 2010.

[22] Lambin E F， Geist，H.J.， Lepers， E.，Dynamics of land-use and land-cover change in tropical regions [J]. Annual review of environment and resources， 2003，28（1）： 205-241.

[23] Cotula， L.， Land grab or development opportunity？ Agricultural investment and international land deals in Africa [M]. London： IIED， 2009.

A Study on Development Status and Influence Factor of the Global Land Grabbing

HU Ying-jie1， 2， ZHAO Wen-wu1， XU Hai-liang1

（1. College of Resources Science and Technology， Beijing Normal University， Beijing 100875， China； 2. College of Resources and Environmental Sciences， China Agricultural University， Beijing 100094， China）

篇8

关键词： 非粮材料；燃料乙醇；研究进展

中图分类号：TQ223.122 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0322-02

0 引言

随着乙醇汽油在全国各地的推广，燃料乙醇的产量一路飙升，由此引发了粮食乙醇路线面临和民众争食的问题。生物燃料的发展从之前的“粮源”转变为“非粮”，这样的转变不仅是大势所趋，而且也已经是迫在眉睫了。而进行非粮材料制备燃料乙醇主要的原料有秸秆、甘薯、落叶等作物和边角余料。进行非粮材料制备燃料乙醇的研究对我国的能源安全、促进农村经济发展等有着其重要发展意义。

1 非粮材料制备燃料乙醇的研究现状

由于我国粮食供需仍然存在相对紧张的状态，所以国家重点支持薯类、秸秆纤维资源等作为非粮材料制备燃料乙醇的主要原料。可以制造乙醇的非粮材料主要有两大种类：一类是木制纤维类，包括农业废弃物、工业废弃物、林业废弃物、生活垃圾；另一类是薯类，包括马铃薯、甘薯等。比如木质纤维类当中的玉米秸秆作为潜力巨大的生物原料，其被使用的状况还是相对较少的。如果直接将其进行燃烧，不仅使用率较低，而且会造成一些污染和浪费。如果将其转化成气体或者液体燃料，不仅可以大大提高使用率，而且可以优化我国现有的能源结构，减少污染。所以玉米秸秆等纤维质的原料在非粮材料制备燃料乙醇当中具有巨大的发展前景。比如薯类制造乙醇，我国的红薯种植面积广泛，产量更是占全世界总产量的80%。红薯容易种植抗旱性好，耐贫瘠。而且新鲜块根当中的淀粉含量可高达20%，氮源丰富，非常适合作为燃料乙醇的生产原料。

2 燃料乙醇生产的技术和工艺

3 非粮材料制备乙醇燃料

3.1 秸秆类 近几年以来在使用秸秆制造乙醇的预处理技术不断的改进和完善，对于乙醇的制取率也是越来越高。比如冯玮主要分析了使用秸秆作为原料，在进行燃料乙醇制造的时候所存在的问题，以及面向未来的发展方向。对于工艺流程他进行了十分系统的论述，并且针对各个工艺存在的优缺点进行了分析。吕伟民选择使用稀硫酸对秸秆进行了处理，在处理了两分钟之后，又选择利用了绿色木霉纤维素酶进行水解。最后再通过毕赤酵母的作用，最终得到的乙醇生产率在原来的基础之上大大提高，甚至高达86%，其浓度更是超过一般乙醇许多。

3.2 薯类制造乙醇 靳艳玲使用了新鲜的甘薯作为原材料制造乙醇，并且对影响乙醇发酵的一些因素做了相关探讨，比如维生素、无机盐、糖浓度等方面。通过探索最终得到了对于发酵培养基方面的最佳配方。她确认的最佳发酵促进剂是B，其浓度达到了每千克当中含有1.20g，使用这种促进剂就不再需要像传统方式一样添加其他东西，它的初糖浓度已经达到了每千克当中含有270g。在各方面的条件都保持在最好的状态之时，经过二十八小时的时间，每千克当中可以生产出132.86g的乙醇，发酵率高达91.44%。李继德选择将木薯作为原材料，通过实验他得出了以下结论：如果将风量控制到一定的程度，则粉尘的飞扬就会减少，相应的淀粉的损失也跟着减少；进行预煮之时温度最好控制在五十五度左右，进行蒸煮的温度则需要保持在一百三十五度左右。糊化时间要超过十八分钟；糖化的温度是58-60℃；使用酶的量是140-150U/g料，糖化时间需要40-50分钟；对于干酵母的培养可以选择使用两级方式，将大小酒母进行分别培养，其中芽生率保持在22%左右，细胞的数量是1.2亿/mL左右；发酵的顶温需要保持在36℃左右。经过了50个小时左右的时间，制造出来的乙醇质量上佳，已经达到了国际标准，原料的出酒率高达36.02%。

3.3 甘蔗渣 和玉米、木薯等淀粉质原料制造燃料乙醇不同，甘蔗渣的成本较低，综合利用的潜力也非常巨大。其中蓝艳华对于甘蔗渣的使用做了具体研究，研究当中主要针对甘蔗渣的特点以及组成方面的问题。并且也提出了甘蔗渣的预处理办法。通过研究她认为甘蔗渣作为原材料进行乙醇制造具有巨大的优势。俞智明也对类似甘蔗渣的粗纤维进行燃料乙醇制造的方式，并且对于制造的四大工艺进行了详细的分析。他认为使用甘蔗渣一类的粗纤维进行乙醇制造，不仅原料相当丰富，而且成品的用途十分广泛。他的研究也为之后制造非粮乙醇奠定了基础，尤其是针对使用低成本的原料进行制造这个方面。

4 秸秆制乙醇的关键技术的突破

首先在预处理技术之上，2002年美国Rogers教授进行了离子液体的研究，他提出当离子液体达到了100摄氏度左右之时，其就具有了溶解纤维素的能力，之后又出现了常温下溶解纤维素的研究成果。其次是在水解之上，以Arkenol公司为代表，选择使用了浓硫酸进行水解。此种水解工艺主要是通过利用两级浓硫酸对生物质原料进行水解，进行水解之后就会得到酸糖混合液，再将这种混合液通过离子排斥法最终分成净化糖液以及酸液。并且排斥得到酸液还能够继续进行回收利用。然后是发酵工艺，Brooks通过对酵母的筛选，最终选定Saccharomyce cerevisiae R-8酵母。此种酵母乙醇生产率已经高达40%，而且耐受性也达到了10%左右。但由于此种酵母对于温度较为敏感，所以在耐受力方面的研究还需要进一步加强。

5 结语

综上所述随着我国面临能源转型这一个大的契机，我国的非粮材料制备燃料乙醇的发展前景将会十分的广阔。但由于我国在这个方面的研究还并不是非常充分，还存在不少的问题，因此需要相关产业不断的发现问题解决问题，提高非粮材料制备燃料乙醇的技术，优化工艺，突破现有的弱点和缺陷。而国家方面也需要为其提供一些政策之上的便利，科研方面也需要帮助相关产业进行突破，保障我国的非粮材料制备燃料乙醇不断的进步和发展。

参考文献：

[1]杜敏娟，郑立柱，刘智峰.非粮材料制备燃料乙醇的研究进展[J].杭州化工，2011，02：8-11.

篇9

关键词：新能源 市场现状 消费者调查

中图分类号：F407.47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（a）-0066-04

1 研究背景及原因

近年来，我国的经济水平不断提高，国内汽车产量和保有量也迅速增加，到2009年汽车产销量达1370万辆占当年全球汽车销量6500万辆的22.8%，一跃成为全球第一大汽车市场。随之而来的是传统型汽车工业造成的环境污染和能源紧张，我国已从原油输出国变成原油净进口国，且进口量逐年递增。因此，发展新能源汽车是解决石油资源紧缺，缓减环境承受压力，减轻二氧化碳排放量的重要措施，新能源汽车的发展对我国经济社会可持续发展有着重要意义。[1-2]

该文将国内新能源汽车潜在消费者作为研究对象，试图了解他们对于新能源汽车的了解程度和消费预期，从中分析得到各种结论，并以此为根据，通过SWOT-PEST模型对新能源汽车的市场现状进行研究，并根据spss19.0统计软件对消费者进行购买行为的驱动因素进行因子分析，力图为新能源汽车产业发展提供建议。

2 调查方法与信度检验

本次调查使用的调查问卷共19个问题，涉及三部分，即被调查者的背景研究，对于新能源汽车的了解情况和消费意愿调查，形式以单选和多选为主。

2.1 样本分布

本次调查采取抽样调查的方法，一共采集调查问卷322份，剔除问题答案存在矛盾的问卷后，有效问卷共308份，有效率达到95.6%。其中174份女性所填写，134份为男性填写，分别占比43.51%和56.49%。被调查者以23岁以下的年轻人居多，占46.34%，其次为23～40岁的中青年人，占41.83%，年龄结构合理，且主要集中在具有较高购买力的城镇人口。被调查者中大学本科以上学历占了78.57%，具备较高教育层次，为这次调查问卷主要群体。被调查人群来自于各行各业，月家庭可支配费用收入集中在3000～10000元，属于拥有购车能力人群。

2.2 调查问卷信度检验。

如表所示，本调查应用SPSS19.0对所得的308份问卷进行了信度检验，其Cronback’s信度系数为0.740见表1、2，说明问卷具有较高的可信度见表3，因此，基于该问卷得到的数据是可信的，基于数据得到的分析结果也是可靠的。

3 对我国新能源汽车市场的现状研究

3.1 主要新能源汽车类型

（1）氢燃料电池车：是指以氢为主要能量来移动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池盒电动机会取代一般的引擎，氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。

（2）混合动力车（油电新能源）：混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低。

（3）纯电动汽车（车载电机）：指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。

（4）生物燃料车：是指使用乙醇、沼气等生物燃料来使汽车发动。生物燃料技能降低石油消耗，也可减少灰霾天气。

（5）燃气汽车（天然气）：是指以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料。天然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、柴油的代用燃料。

（6）使用太阳能的新型能源汽车：太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。

在本次调查最有发展前景的新能源汽车种类中，混合动力车（油电新能源）以37.99%的比例位于第一，其次为太阳能新型能源汽车，占21.75%。氢燃料电池车、生物燃料车，分别为13.64%和12.01%，而纯电动汽车和燃气汽车分别只有7.47%和7.14%。[3-4]

3.2 基于SWOT-PEST模型的新能源汽车市场分析

3.2.1 政策方面

优势：作为世界大国，中国有着相当可观的市场前景。中国现已成为世界第二大经济体，他的广阔市场是新能源市场的有力保障，为新能源汽车的发展寻得很多的机会。近几年，我国政府出台了相关政策对新能源汽车的发展给予支持和鼓励，中央对纯电动汽车最高补贴6万元，插电式混合动力最高补贴3.5万元，并投资在一些城市兴建汽车充电站。[5]新能源汽车还可以享用有地方补贴和其他优惠政策。在被调查者中，46.1%的人希望得到购车财政补贴，其次为免购置税和免限号摇号，分别占22.73%和22.08%。

劣势：调查显示，扶持及优惠政策是仅次于节能环保和油价太贵的一个影响人们购买新能源汽车的重要原因，选择人数占到了总体比例的40%以上。然而在新能源汽车的发展初期，中国政府并不急于介入。而政府补贴来推广新能源汽车是发达国家的通行做法，与国外相比，中国新能源汽车的补贴力度改善不够的。以美国为例，消费者购买一辆纯电动汽车，联邦政府补贴7500美元，州政府再视财力进行补贴，消费者拿到的补贴总额大约为1.25万美元。[6]在这点上我国远远比不上发达国家。另外，我国对新能源汽车相关政策法规的制定还不够完善，消费者得不到政府的充分保障，故而不去购买新能源汽车。

机会：从提出《汽车产业调整和振兴规划》到出台《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，我国政府对发展新能源汽车的思路逐渐明确，对新能源汽车产业提供了巨大的政策倾斜和支持。[7]国家对新能源汽车的排放标准不断提高，也是支持新兴产业的重大举措。

威胁：产业发展初期，政府并不介入，增大了厂商的自由度，但是政策上可能出现断点。同时，由于技术的不成熟，业内对产业的发展路径存在分歧，将导致政策的不稳定。因为政策上的变化将对新能源汽车产业在构成威胁。

3.2.2 经济方面

优势：由于目前传统型汽车的大量增长，石油资源的价格也一路飙升，如果新能源汽车的发展进入平稳期，从宏观上来说，就可大量减少石油资源的使用，对石油的价格也可起到合理调控的作用，有利于物价稳定和我国经济的平稳运行。其次，新能源汽车的发展可以有效缓减因传统型汽车排放的二氧化碳造成的环境污染和全球变暖，可大大减少政府对环境治理的资金投入。从微观上来说，相比于燃油，新能源的价格要便宜很多，可以减少消费者因传统家用车而产生的开支。

劣势：在开发研究新能源汽车的初期，所需的研发费用、基建费用、上游转嫁的原材料成本和昂贵的电池成本（及其后期维护或更换费用）是巨额的，企业和政府都会慎重考虑各种费用的分配。而由于昂贵的成本所造就的较高的售价也将部分有心尝试新能源汽车的消费者拒之门外。67.53%的被调查者表示新能源汽车较同类型的传统汽车，10%以内高出的价位是可以接受的，其余都集中在11%～30%，仅有4.22%的被调查者人为无所谓。

机会：随着全球新能源产业的不断发展，我国的新能源汽车产业也将吸引更多的资本注入，对新能源汽车的开发与销售有很重要的作用。其次中小型电动汽车的市场潜力很大，政府的补贴力度也在不断加大。

威胁：人民币升值为厂商带来出口压力，不利于国际市场的开拓；欧债危机导致全球经济受损，短期内资本流动性强，会给国内通货膨胀和资产价格造成压力，对新能源汽车产业的发展购成不小的威胁。

3.2.3 社会方面

优势：新能源汽车的开发与发展完全是为了缓减资源的压力和改善现在的环境，从这点来看，社会性意识比较强，民众接受力较强，有利于环境优美型城市的推进，对营造和谐绿色无污染的社会有重大的意义。当前人们的环保意识加强，绿色出行的观念深入人心，污染小成为人们购车时的一个重要选择标准，而调查结果显示，年轻的男性消费者对于新能源汽车的了解普遍高于女性，且新闻报道被47.73%被调查者选择为了解新能源汽车的主要渠道。

劣势：由于新能源汽车是一种新型的产业，而国内汽车的技术的欠缺导致汽车本身无法与国外品牌相比，各项销售、售后服务还不够到位，销售人员不能准确的表达产品的性能，售后系统不能及时准确的为有问题的消费者处理，导致消费者对新能源汽车失去安全感和信任感，在调查中只有5.52%的人是从车展或汽车卖场了解新能源汽车的最新信息，大众媒体依然是主要渠道。

机会：新能源汽车研发的理念是缓减石油资源利用的压力，减少二氧化碳的排放，起到保护自然环境的作用，他作为一种节能型产品很容易受到广大群众的关注，吸引更多的消费者。随着国民环保意识的增强，新能源汽车的市场必定越来越大。

威胁：产业发展的初期业内发展并不成熟，存在很多关于产业发展的分歧，造成产业发展不利或滞后。且社会舆论的导向对于新能源汽车的发展有很大影响，在对于新型能源汽车的前景调查中，73.38%的被调查者人为新能源还需要很长时间才能取代燃油型汽车

3.2.4 技术方面

优势：众所周知，我国是一个幅员辽阔资源丰富的国家。现以锂资源为例，我国已探明的锂资源储量已超过380万吨，居世界第二位。丰富的自然资源为我国开发发展各种新能源汽车提供了有力的保障。其次，“世界工厂”并不是虚有其名，我国众多的高等人力资源已在近几年积累了大量的新能源汽车的技术水平和研发实力，同时基本劳动力也很丰富，劳动力成本较小。

劣势：在本次调查中，仅有22.08%的被调查者坚信国产品牌车的质量，其余均把目光投向了欧系、日系等其他车系。我国国内技术的欠缺使得合资企业一直主导着市场的发展，国内企业不惜大手笔引进国外成熟的技术来生产汽车，这种模式使得研发权、销售权等完全受制于国外企业。中国汽车企业不懂得创新研发，核心技术水平低下，以模仿为主，缺乏顶级研发人才，这使得消费者对国产品牌失去信心。[8]

机会：我国新能源汽车技术起步尚早，虽然技术与国外有差距，但还不是很大，可以从多种途径减小差距，以获得更核心的技术。现有很多的国际厂商寻求在华合作，这也是很好的机会。

威胁：国际大厂凭借其强大的品牌号召力和过硬的技术支持遏制了国内厂商的发展。而我国的汽车产业战略意识不强，只顾眼前利益，忽视技术含量、产品品质、售后服务，使得其竞争力远远落后于国外洋品牌。[9]

4 我国新能源汽车消费者购买驱动因素研究设计

4.1 购买驱动因素的变量选择与特征分析

在调查表中，进行我国新能源汽车消费者购买驱动因素调研的样本被要求按照影响因素的重要性程度依次打分，调查的变量统计特征如表4所示。从表中可以看出：新能源汽车的节能环保（0.81）成为调查者认为的购买意愿的第一要素，排第2位的是现在的油价过高（0.43），排第3位的是新能源汽车有扶持、优惠等政策（0.42），排第4位的是新能源汽车技术的日渐成熟（0.40），排第5位和第6位的分别是新能源汽车的价格和消费者愿意体验新事物（均为0.26）。由此可见，随着社会的进步和日渐高涨的石油价格，消费者不再只关注价格，他们的眼光逐渐转向新能源汽车产业的低碳环保意义，消费者愿意在政府的帮助扶持下，体验新潮、低价、环保的新能源汽车。

4.2 我国新能源汽车消费者驱动因子分析

KMO检验和Bartlett检验结果表明相关矩阵不是单位阵，适合进行因子分析。利用主成分分析法提取因子进行分析，结果如表5所示。

计算结果表明，前5个因子集中了9个原始因子65.975%，效果比较明显，可以充分反映出原始9个因子所包含的信息。通过旋转因子后载荷结果如表6所示。

在第一因子中，排前三位的驱动因子载荷分别是技术成熟度（0.564），个人对汽车品牌的认知度与忠诚度（0.446），体验新生事物（0.345），其中技术成熟度调查得分均值为0.40，个人对汽车品牌的认知度与忠诚度调查得分均值为0.09，体验新生事物调查得分均值为0.26。所以第一因子可以定位技术成熟度因子，命名为“汽车安全因子”

在第二因子中，排前三位的驱动因子载荷分别是体验新生事物（0.736），时尚新潮（0.550），传统油价过高（0.106），其中体验新生事物调查得分均值0.26，时尚新潮调查得分均值为0.13，传统汽车油价过高调查得分均值为0.43，所以第二因子可以定位为传统油价过高，命名为“燃料成本因子”

在第三因子中，排前三位的驱动因子载荷分别是节能环保（0.609），扶持、优惠等政策（0.507），舒适性（0.416），其中节能环保调查得分均值为0.397，扶持、优惠等政策调查得分均值为0.42，舒适性调查得分均值为0.08，所以第三因子可以定位为节能环保，命名为“清洁性能因子”。

在第四因子中，排前三位的驱动因子载荷分别是价格便宜（0.559），时尚新潮（0.263），扶持优惠等政策（0.227），其中价格便宜调查得分均值为0.26，时尚新潮调查得分均值为0.13，扶持优惠等政策调查得分均值为0.42，所以第四因子可以定位为新能源汽车价格，命名为“购买成本因子”。

在第五因子中，排前三位的驱动因子载荷分别是扶持优惠等政策（0.390）时尚新潮（0.359），新年能源汽车价格（0.317），其中扶持优惠等政策均值为0.42，时尚新潮得分均值为0.13，新能源汽车价格调查均值为0.26，所以第五因子可以定位为扶持优惠等政策，命名为“政策补贴因子”。

综合来看，影响新能源汽车消费者的五大驱动因子可以总结为“汽车安全”、“燃料成本”、“清洁性能”、“购买成本”以及“政策补贴”。

5 总结及意见

通过一系列的理论分析、调查研究，本文总结出了目前新能源汽车发展产业所面临的各个方面的优势以及劣势，机遇与挑战。通过科学的统计计算将消费者对于新能源汽车的期待以及忧虑进行了合理的分析。依此对政府和企业提出以下建议。

5.1 政府

政府本身应在战略层面上树立明确态度，及时相关法律法规，对于企业在制造上的技术、安全标准有所指导规范，并让消费者充分体会到优惠政策，只有给予企业和市场充分的信心和支持才能将新能源汽车产业真正稳固壮大发展。在如今整个新能源汽车市场中成本过高的情况下，政府从财政拿出支持，政府采购在新能源汽车消费中仍是占较大比重，也给予企业指导、研发等不同层面上的政策的引导、重视和支持，可先重点扶持几个示范工程，甚至利用奖励机制让更多企业尝到甜头从而加入到这一行列中。除了针对能源汽车本身产业，政府更应大力发展与其相关的基础设施建设，避免给消费者留下后顾之忧，充分体会到新能源汽车使用的便利性。而新能源汽车周边零部件生产部门也应顺带得到优惠和支持。要充分推广新能源汽车加大私人消费量是势在必行的，我国政府现有的消费者引导手段过于单一，在这一点上完全可以向外国政府取经，结合多重扶持政策切实让民众充分享受到福利。[10]还应充分借助传媒的作用将政策及时传达给广大民众，新能源汽车的好处和优惠宣传也应加大力度。

5.2 企业

在现有环境下，寻求国际合作还是主要途径，新能源汽车的生产一定要充分完善技术，使消费者尽可能避免技术不成熟带来的使用问题。更重要的是要具有自主开发的意识，积极研发属于自己的技术，早日掌握核心知识自，避免过于依赖国外技术，从而真正由源头降低成本。对于产品的研发还应多头并举，齐头并进，不局限单一种类，充分开拓混合动力汽车、电动汽车、燃料电池等市场。每个品牌都应寻找自己的主打力量，结合自己品牌的形象，将新能源汽车的招牌做好做大。业内加强合作，整合资源，扩大整个产业的规模效益，发展完整的产业链条。[11]对于市场的定位需要明确，针对不同的消费群体制造相应的产品并策划相应的营销手段，而企业不光要负责研发生产，对于产品的后续跟进也不该放松，充分重视消费者的反馈意见及时改进，充分树立消费者对于新能源汽车的购买信心。

参考文献

[1] 张文娜.新能源汽车发展现状及应用分析[J].科技风，2010（1）：210-211.

[2] 周滢露，史乐峰，任玉珑，等.基于个人消费行为的汽车购买决策模型及应用[J].数学的实践与认识，2013（17）：9-18.

[3] 吴醒苍.汽车清洁能源技术浅谈[J].广东化工，2014（1）：84-86.

[4] 张淑华.汽车能源前景浅析[J].汽车工艺与材料，2008（7）：1-6.

[5] 薛玉洁.分析新能源汽车消费市场前景[J].企业导报，2013（11）：75，205.

[6]陈柳钦.新能源汽车产业发展的政策支持[J].南通大学学报（社会科版），2010（4）：124-133.

[7] 张晓宇，赵海斌，周小柯.中国新能源汽车产业发展现状及其问题分析――基于我国汽车产业可持续发展的视角[J].理论与现代化，2011（2）：60-66.

[8] 张晓宇，赵海斌，周小柯.中国新能源汽车产业发展现状研究[J].现代管理科学，2010（12）：75-76，82.

[9]张磊鑫.基于SWOT-PEST模型的锂电池汽车发展战略分析[D].天津大学，2012.

篇10

关键词：低碳城市；低碳经济；低碳技术

作者简介：刘嘉迅（1985―），女，河北人，沈阳建筑大学建筑工程学院建设设计及其理论专业硕士研究生。

中图分类号：G206

文献标识码：A

文章编号：16749944(2011)10016403

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1 引言

当前全球面临着以变暖为主要特征的气候变化,并已成为世界各国共同面对的严重危机和挑战。城市作为我国经济社会活动的中心,城市能源消费量占全国消费总量的60%,城市人均能源消费为农村人均能源消费的3倍左右。据专家预测，到2020年,中国的城市化率将到达58%~60%,届时中国的城市人口将到达8~9亿人。随着城市化进程的加快,农村大量人口拥入城市,能源消费行为发生了改变,人均用能迅速增加,城市人口增长也将引起交通用能增加，这必将推动城市能源消费量的增长。

而当我们反思传统的城市建设理念和发展模式,并尝试探索一种符合中国国情和生态文明建设要求的城市科学发展道路的时候,一种低碳的、符合资源节约型和环境友好型社会建设的城市发展模式正在兴起。这种低碳城市发展模式是指城市在经济高速发展的前提下,保持能源消耗和CO2排放处于较低水平,其核心目标就是“三低”,即低能耗、低污染、低排放,是一种在资源、能源和生态环境综合平衡制约下新的城市发展模式。

2 低碳城市的理论内涵

低碳城市就是通过在城市发展低碳经济,创新低碳技术,改变生活方式,最大限度减少城市的温室气体排放,彻底摆脱以往大量生产、大量消费和大量废弃的社会经济运行模式，形成结构优化、循环利用、节能高效的经济体系，形成健康、节约、低碳的生活方式和消费模式,最终实现城市的清洁发展、高效发展、低碳发展和可持续发展。

3 国内外低碳城市发展现状

3.1 丹麦低碳城市发展现状

低碳社区丹麦Beder的太阳风社区,是由居民自发组织起来建设的公共住宅社区,竣工于1980年，共有30户。该社区最大的特点就是公共住宅的设计和可再生能源的利用。公共住宅是指为了节约空间、能源、资源而建立的共用健身房、办公区、车间、洗衣房和咖啡厅的私人住宅或公寓。该社区以太阳能、风能作为主要能源，侧重使用可再生能源和新能源。在使用过程中强调节能降耗，最大限度减少温室气体的排放和保持社区的优美环境。社区内约有600mz的太阳板，这些太阳板主要设置在公共用屋和住宅上。公共用屋的地下有两个聚热箱，被加热的液体通过地下管道进入取热箱，然后热量再以热水和辐射热的形式通过地下管道进人居民住宅。太阳能满足了该社区30%的能量需求。居民还在离社区2km左右的山坡上设置22m高度风塔获取风能，风能占该社区能量总消耗的10%左右。在公共用屋的地下室还设置了一个固体废弃物焚化炉,在室外温度低于-5℃时集中为居民供热。社区内一块菜园加强了区内的物质循环，减少对外界资源的依赖及运输能耗。

3.2 英国贝丁顿零碳社区

英国的贝丁顿零能源社区,是英国最大的环保生态小区,是国际公认最重要的可持续能源建筑与居住的范例,整体规划实现了居住的零能耗。建筑师通过各种措施减少建筑的热损失,并尽可能使用太阳能获得热量。如各建筑物紧凑布局,以减少建筑的总散热面积。建筑物的外墙采用30cm厚的空心墙，窗户选用内充氩气的三层玻璃窗，窗框采用木材以减少热传导。采用自然通风系统将通风能耗最小化。风帽可随风向的改变而转动,一边排出室内的污浊空气,一边利用废气中的热量来预热室外的新鲜空气,较少热损失。屋顶采用太阳能板光伏发电,及种植绿色屋面蓄水隔热。该住区以木材为燃料，根据供应量,系统每年的木材需求量是1 100t,其来源包括周边地区的木材废料和邻近的生态公园中管理良好的速生林。整个社区需要一片3年生的70hm2速生林,每年砍伐其中的1/3,并补种上新的树苗,以此循环。树木成长过程中吸收的CO2,在燃烧过程中等量释放出来,符合零温室气体排放原则。绿色交通,减少居民汽车出行的需要。住宅和办公空间的联合开发,并附有商店、咖啡店、带托儿功能的健身中心等设施满足居民的多样化生活需要,进一步减少了交通的需求，同时合理便捷的自行车和电动车的交通体系,减少了私家车的使用率(图1)。

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3.3 上海低碳发展现状

低碳东滩上海崇明东滩生态城包括都市规划、生态发展、可持续能源、废弃物管理、绿建筑、交通规划设计和建设，规划面积为86km2,定于2040年竣工。东滩生态城主要由3大板块组成。东滩生态城将有望成为世界上第1个碳中和(CO2零排放)区域。在这座新城中，热能和电力通过风能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太阳能光伏板直接获得。建立全国第一个氢能电网，以满足对电池能源燃料的需求:最高建筑仅有8层,建筑物采用环保技术,屋顶草坪和植物成为城区的天然隔热层,可储存雨水用于灌溉。一期建设区域每年可减少35万tCO2排放。步行、自行车、清洁能源公交车(燃料电池)、水上出租车将是人们的出行方式,市内建有不受机动车干扰的独立的人行步道和自行车道网络，任何地方到附近公交车站步行不超过7min,一期建设区域每年可减少40万tCO2排放量。市区建立了集水、水处理与再利用系统，城区内80%的固体废弃物实现了循环利用。东滩生态城区最大的特点在于它建立的将是一个低碳、节水、节能的生态系统。

4 低碳城市发展要素分析

4.1 能源低碳化

从基底上改变能源供给,加速从“碳基能源”向“低碳能源”和“氢基能源”转变,将彻底实现城市的低碳和零碳发展。

为了实现能源低碳化,在规划构建清洁能源系统时须重视“开源节流”。开源是指以保障能源供需平衡为目标,积极使用清洁能源技术,除了包括太阳能、风能、水能、生物能、海洋能、燃料电池等可再生能源外,还包括天然气、清洁煤和核能等能源开发利用新技术新工艺。节流指以强制性政策和激励措施为基础,鼓励工业和居民用户积极使用节能设备,强化节能意识,建立节能长效机制。

4.2 交通低碳化

实现交通低碳化的核心是构建由城市公交系统和步行、自行车系统组成的绿色交通系统,促进居民绿色出行方式的形成,主要包括如下两个部分。

（1）贯彻公共交通系统,通过城市高效快捷的大运量公共交通系统建设降低交通出行量。另一方面通过实现公共交通引导下的城市紧凑集约发展模式来降低公众的出行距离。通过优化城市公共交通系统布局来引导绿色健康的交通出行方式,从而实现交通低碳化。

（2）以步行、自行车系统为主导,促进居民绿色出行。因此,规划首先要考虑以人为本,打造舒适、宜人的步行系统和人车分离,构建便捷、安全的自行车廊道系统,并与公共交通系统相结合,以促成居民绿色出行习惯,同时起到控制小汽车膨胀的目标。

4.3 建筑低碳化

低碳城市离不开低碳建筑,规划设计要严格按照《节约能源法》和《建筑节能条例》要求,从如下两个方面来实现建筑低碳化:一是新技术与新材料并举的建筑节能,二是节约与循环相结合的建筑节水系统。

在建筑节能设计上要引入低碳理念,通过新型节能技术和新型节能材料的融合运用,实现建筑低碳化。在规划设计方面,应选用隔热保温的建筑材料,合理设计通风和采光系统,选用节能型取暖和制冷系统,选用低碳装饰材料,避免过度装修,杜绝毛坯房。在建筑能源供应方面,应尽可能采用利用太阳能光伏技术,有条件的地区还可加装风力发电设备,为建筑提供辅助电源。在建筑能源利用方面,应普及节能照明、空调等设备,对于大型公共建筑(如大型商住区),当负荷达到一定规模,用电习惯符合要求时,可采用蓄能设备,降低能源需求。

在建筑节水方面,在规划设计时,严格遵循简洁、实用原则,杜绝华而不实的设计,避免因设计不合理造成的水资源浪费,积极采用和推行节水节能的新技术、新工艺,坚决淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技术和落后工艺,应确保节水器具使用率达到100%。在建筑用水中,要探索循环利用模式和技术,如中水回用、雨水收集利用等技术,以提高水资源的利用效率。

4.4 环保低碳化

城市碳输出环节主要集中在城市污水和垃圾处理系统,在这一阶段,首先要保证其“输出无害化”目标,即通过污水处理厂、垃圾无害化处理厂等环境基础设施的合理规划布局,保证污水处理率和垃圾无害化处理率达到100%,实现零碳或低碳排放。在碳输出环节还应坚持以“减量化、资源化、循环化”原则,积极使用循环利用技术,实现废弃物的循环再生利用,进一步实现环保低碳化。

在城市碳排放环节,为了形成碳循环,更高效的利用资源,应以“减量化、资源化、循环化”为原则,统筹考虑节水等措施,引入中水回用、雨洪利用、海水淡化等先进技术,建立水资源梯级利用、分质供水和循环利用相结合的调配体系,改善居民生活用水质量,并满足经济发展用水需求,率先建立雨污分流排水体制,鼓励实行污水深度处理,充分利用污水资源,努力减少污染物排放量,采用集中与分散适度结合的模式建设污水处理厂,污水经处理后汇入中水管网,实现污水资源再利用;采用不同形式的雨水集蓄利用技术,充分集蓄和回用雨水资源,实现雨水资源再利用（图2、图3）。

5 结语

城市市政系统作为城市“生命线工程”,对城市的发展具有基础性支撑作用，同时也集中体现了碳排放的整个过程。面对全球气候变化和中国城镇化和工业化的快速推进,城市市政系统将担负起新的使命――构建“低碳化”城市基础设施保障系统。为此须转变传统市政规划中的“以需定供”的保障性思维,确立“以供定需”的新思维,并提出了城市市政规划中具有引导性的规划指标体系,并分别对涉及碳排放的能源、交通、建筑和环保4个环节提出了“低碳化”发展目标和相应的行动策略,以期实现从碳输入到碳输出的全流程低碳化,促进低碳城市发展。

参考文献：

［1］

庄贵阳.低碳经济:气候变化背景下中国的发展之路［M］.北京:气象出版社,2007.

［2］ 夏垄堡.发展低碳经济,实现城市可持续发展［J］.环境保护,2008(2)：62~63.

［3］ 付 允,马永欢,刘怡君,等.低碳经济的发展模式［J］.中国人口•资源与环境,2008(3):23~25.

［4］ 付 允,汪云林,李 丁.低碳城市的发展路径研究［J］.科学对社会的影响,2008(2):81~82.

Research on Development Strategy of Low-carbon City

Liu Jiaxun,Yang Yunyu

（Shenyang Jianzhu University,Shenyang 110000,China）