生物质能的发展现状范文

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生物质能的发展现状

篇1

【关键词】生物质热电联产 现状 问题 措施

生物质热电联产是一项十分重要的节能环保发电技术。其可以有效的提高资源的利用率。但是,当前我国现阶段的生物质热电联产发展依然不够成熟,针对生物质发电产业发展中的一些问题,我们做了一些研究和思考,具体内容如下。

1生物质热电联产发展现状

1.1我国生物质热电联产发展现状

当前,我国主要的生物质技术是丹麦的水冷振动炉排技术,由于其性能和技术设备良好,在中国生物质热发电公司中有普遍运用。我国自主开发的技术是生物质电循环流化床技术和生物质发电水冷振动炉排技术。其中还有对一些小火电机组进行了技术改造。总体来说,我国生物质热电联产的规模普遍比较小 。我国生物质热电联产项目,由于考虑到了生物质资源供应的可靠性,所以规定,热电联产的至少需要配置两项设备,主要的一般是以 2×12 MW两炉两机为主。

1.2国外生物质热电联产发展现状

生物质能源的开发利用是很多国家都在研究的环保能源。比如美国的能源农场,日本的阳光计划等等。目前在很多生物质发电技术上,国外都己经十分成熟,并且得到了国际社会的推广和使用。欧盟的生物质能源使用程度十分先进。据统计,现阶段欧盟的电力总使用量中,有22%的能源是来自生物质等可再生能源。并且欧美各成员国都已经达到目标。

丹麦已经建立了大型生物质直燃发电厂,可以为全国的提供的电力供应占总量的10%。丹麦的大部分热电联产项目都是以生物质作为燃料,并且把过去传统的燃煤供热厂转换成了生物质热电联产项目。 英国在发展生物质热电联产业上也十分投入。政府制定了关于支持生物质能技术的经济激励制度。 美国生物质能源的利用占总量5%。美国大力研究了生物质流化床高压联合气化技术,并对生物质能源的利用技术水平十分有效。日本由于地理位置有限,能源资源十分短缺。这也致使了日本在开发利用生物质能源方面处于世界前列的水平。日本的生物质成型技术研究主要有,多头螺杆挤压成型机等等。

综上可以看出,国外在利用生物质能技术方面已经十分成熟,并且已经实现了商业化和规模化经营。因此,我国在发展自己的生物质热电联产项目的时候可以充分的引进国外的先进资源技术及其经验,但是,目前我国对于生物质能源的研究和发展依然有一些制约因素。

2我国生物质热电联产的局限性

2.1投入成本高

根据对于国外的一些生物质发电企业的研究发现,生物质发电的成本高于煤电类等能源的成本。根据我国的具体国情来说,生物质热电联产项目,使用的能源多数是农林秸秆,对于秸秆的利用,会增加一些专门的处理设备,并且处理过程复杂,所以投入的成本高。有一些其他的生物质燃料成本由于密度小,收集和运输的成本大,储藏方式比较复杂,相对的都会导致前提的投入成本提高。

2.2缺少核心技术设备

我国虽然已经自主研发了一些生物质热电联产的技术设备,但是,生物质发电的技术都是由国外引进的。我国引进的一些设备和技术,包括生物质燃料的收集、运输、运行方式都与国外有很大差异。这导致,不能对引进技术设备高效利用,降低了使用利用率和经济效益。从根本上缺乏核心的技术和设备,是我国生物质热电联产项目发展不成熟的根本原因。

3发展生物质热电联产项目的策略

3.1引进先进技术与我国具体技术相结合

生物质能源是一种新性技术能源,也是一种可再生能源。在全球环境日益恶化的今天,是整个国际社会积极探索和倡导使用的节能能源。而我国现在的生物质能源利用技术落后,所以积极引进先进的技术与我国具体的技术相结合是十分必要的。通过国际交流与合作,可以使我国尽快的跟上国际步伐,科学有效的拖动整个生物质能源的发展。大力培养相关方向的人才,利用一些国际上的资源和技术,自主研发符合我国具体情况的生物质能源技术,提高我国的生物质技术水平和发展。并且,通过国际技术交流和学习,可以积极广泛吸收国际或国内社会的资金投入,这样一来,为我国建设生物质热电联产项目收集更多资金,从而更好更快的支持我国生物质技术的发展。

3.2政府加强政策和资金支持

政府的支持对我国的生物质技术的发展重要的推动作用。所以,首先需要我国颁布关于促进生物质技术发展的法律法规,作为一些政策性指导。并且要根据我国各个地方分差异,需要具体的细化这些相关的法律条文。加强相关的立法工作是我国生物质技术发展的一个先决条件。其次,也需要政府加强对于大力促进生物质能源开发了利用的经济激励的相关政策。建立一个完善的经济激励政策,对我国的生物质能源发展会起到十分积极的促进作用。经济激励政策可以采取财政补贴或是低息贷款等方法。低息贷款可以是由国家或是国际的金融组织机构来提供。财政补贴可以针对生物质技术产业提供一些资金补贴和政策支持。

4结语

我国的生物质技术发展起步晚,技术落后,所以针对此现象,本文重点是将国内外的发展现状做了一些对比,并根据我国发展生物质技术的局限性提出了一些策略支持,以期我国的生物质技术的发展能够越来越好。

参考文献:

[1]高慧云,肖宁.我国热电联产产业的发展趋[J].发电设备,2010,06:467-469.

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【关键词】:生物质发电;现状;问题;发展前景

[ Abstract ]: This article on biomass power generation in China development situation analysis research, and summarizes the main characteristics of biomass power generation, and then on the biomass power generation development prospect are summarized, on China's biomass power generation application prospect, in order to promote biomass power generation can be based on reality, toward the goal of further development.

[ Key words ]: biomass power generation; current situation; problem; development prospect

中图分类号:TM6文献标识码: A 文章编号:

一.生物质能概况

所谓的生物质能,是指把生物质作为载体的一种能量,是太阳能通过化学能的形式,把能量储存在生物质中的一种形式。生物质能由绿色的植物的光合作用所产生的,它属于一种无穷无尽的能源资源,能够取之不尽,同时,它也是属于太阳能的一种表现形式。在世界能源排名中,生物质能排在石油、煤炭、天然气之后,处在世界能源消费总量的前四位,它的存在与人类的生活息息相关。生物质能有一个很明显的特点,就是所产生的污染少、种类繁多、能够再生、分布全国各地,并且储藏量非常丰富等等。生物质能的再生能力很强,它的年产量达到消耗总量的十倍之多。随着我国农业林业的发展,生物质能将产生越来越多的能量。不仅如此,生物质能所包含的氮、硫等含量比石油、煤炭等的含量低,在进行燃烧的时候,对于温室气体的排量非常少,因此,能够对温室效应起到减缓的作用。

生物质能主要是以林业、农业、工业的废弃物,甚至是城市的垃圾作为原材料,通过气化或者直接燃烧的形式进行发电。主要体现在以下两点:第一,在国家对能源结构进行调整时,它顺应了调整要求。这些年来,随着社会的发展,国内外自然能源越来越紧张,电力供应方面出现不足,在以往的发电形式上,是以传统的石能源进行发电,随着能源的紧张,石能源发电已经出现了原材料的欠缺,因此,通过可再生能源进行发电,是社会发展的需求,同时为我国的能源结构的调整指明了正确的方向,生物质能的开发以及利用,引起了大家广泛的关注,因此,生物质能的发电行业由此诞生了。随着社会的发展,生物质能的发电越来越受到重视,并且有着重要的作用。在众多的再生能源中,利用生物质能进行发电,不仅可靠性高,而且质量可靠,并且对残存物还可以进行充分利用,可以当做农田的肥料来使用,因此,生物质能发电有着很高的经济效益。第二,以生物质能进行发电,顺应了建设社会主义新农村的需求。生物质能在发电过程中,也是把生物秸秆变废为宝的一个过程,不仅使农民的收入增加,并且给农民创造了就业的机会,对农村的生态环境、建立农村可持续能源系统提供了保障。因此,使用生物质能,不仅可以避免农作物焚烧或者丢弃所造成的水污染、环境污染,并且埋下交通以及火灾隐患,并且生物质能在发电过程中,所排放出来的二氧化碳经过植物的再生长,可以重新回归土壤,给土壤提供养分。

二.生物质发电发展现状

1.生物质能的行业分布

在区域分布上,生物质能的分布有着明显的特征,而这些特征的体现,主要受两方面的影响,第一,是由生物质能的生产特性造成的;第二,则是资源因素造成的。生物质能主要分布最广的属于我国的华东地区,到2009年,华东地区的装机容量占全国的50%;排在第二位的是中南地区,装机容量占我国的22%;接下来就是东北地区,装机容量占16%,而华北地区则占9%,西北以及西南地区的装机容量则占3%左右。而对生物质能的投资,我国则重点放在华东地区,可以说,华东地区的投资额占全国的50%以上,接下来才是中南地区,投资总额占全国的22%。根据已经投资生产的生物质能的发电情况来分析,生物质能的发电厂主要也是集中在华东地区,特别在山东和江苏两个省份,这两个省已经投产的生物质能电厂的数量占到了23%和20%。

2.生物质发电投资规模

我国从2005年开始,经过国家发改委的批准,就已经有了几个发电示范项目,这几个发电示范项目是国能单县、国信如东以及河北晋州。并且,在国家相关能源法等政策的支持下,生物质直燃发电开始走出了前进的一步,在装机容量上有逐年上升的趋势。有关资料表明,到2011年,我国生物质发电项目就达到了几百个之多,装机规模也由2010年的5500兆瓦增加到6700兆瓦,并且已经有了将近70个生物质发电项目能够实现并网发电,从2006年至2011年,生物质的发电投资总额也由原来的170亿元增加到692亿元。

三.生物质发电存在问题及解决措施

我国的生物质发电虽然有着很大的资源,各项产业、产品也都取得了一定的发展,不过由于对再生资源认识以及研究上的不足,导致资源利用率低下,生产规模缩小。这些问题主要体现在(1)缺乏先进的设备和技术;(2)发电运营成本较高;(3)由于生物质发电主要以秸秆燃料为主,但秸秆在采购、运输及储存方面存在困难。等等这些问题的出现,阻碍了生物质发电产业的发展。那么,要使这些问题得到解决,可以从以下几个方面采取措施:(1)对生物质发电等可再生资源进行广泛的宣传,使劳动人民对再生资源有进一步的了解,从行动上进行支持;(2)要出台相关的政策法规,对生物质发电进行政策上的扶持;(3)借鉴国外的先进水平,使我国生物质发电的各项技术水平得到提高;(4)对再生能源建立相关的管理体系,并且构建布局合理、规范的市场;(5)做好示范点,并把这些示范点进行布局,然后做好推广的工作。

四.生物质发电的发展前景

社会的发展,促使我国的林业、农业的发展受到了重视,并取得了很大的发展,我国对于各种各样的速生能源植物以及能源作物进行了研究开发,而由于生物质能的产量和种类繁多,等待开发的前景非常广阔,因此受到了人们的重视。

对于生物质发电的发展前景,我国在关于再生能源的长期规划书中已经提出,再过几年,我国的生物质发电的装机容量,将达到三万兆瓦左右。我国出台的有关政策表明,未来我国的能源发展方向将是往低碳方向发展,我国能源政策的主要方向则是低碳经济方向,我国对于能源政策的结构调整,则主要体现在电力结构的调整上,在未来的发展方向上,我国仍是以生物质能发电为主,如此,不仅可以使生物质发电企业有盈利的空间,从而也更加说明一点,就是我国的生物质发电的行业有着广阔的发展前景。

不过,有一点需要说明的是,虽然我国把生物质发电作为重点支持和鼓励的产业,不过由于生物质发电在我国发展时间不长,尚缺乏统一的管理、规划,于是,难免出现发电成本不好控制、燃料供应不够及时等问题,这些问题的出现,使得我国的生物质发电的发展受到了限制。因此,为了促使生物质发电能够顺利发展,有关部门颁布了关于生物质发电项目的建设管理,这个建设管理对生物质发电的选址、规划、核准管理以及建设规模等几个方面做出了具体要求。如此,既可避免对生物质燃料产生收购竞争,又能避免发生重复建设,使得生物质能发电有了政策上的保证。

那么,对于生物质发电,怎样才能使发电新模式得以改变,以实现更大的社会效益以及经济效益呢,这也正是这个行业所关注的重点问题。为了使这一问题得到解决,我国的生物质发电企业加大了科研的投资力度,努力研制出生物质发电设备,并且这发电设备能够符合我国国情。于是,有关科研研究所对稻壳、秸秆等一些生物质进行了试烧实验,并进行分析,并且取得了一定的进展,研制并掌握了循环流化床锅炉燃烧技术,且这项技术拥有自主知识产权。而在去年,我国建立了国家工程实验室,对生物质发电进行科学研究。在这些科研机构的认真研究下,使得生物质发电的产业发展与基础研究成果可以进行很好的衔接,科研机构的介入,为行业提供了科研技术,使得生物质发电行业有了技术保障,而这份技术保障,对于我国可再生能源工业降低能耗水平、进行可持续的发展奠定了基础。

五.结束语:

总而言之,根据以上对生物质发电进行的详细分析,可以看出我国的生物质发电产业有着很大的潜力,在未来的发展道路上,有我国政府的扶持,有先进的科研技术做后盾,必能促使我国的生物质行业迅猛发展,并以稳健的步伐朝着健康的道路前进。

【参考文献】:

[1]王仲颖,任乐明,高虎等.中国可再生能源产业发展报告[R],2009

[2]曲增杰.我国生物质直燃发电产业发展的几点思考[J].科技创新导报,2009,(33).

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关键词生物质能源;树种;发展趋势;开发利用;前景

中图分类号 S727.4文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0227-01

我国现已查明的木本能源油料树种有400余种,其中含油量在15%~60%的有200多种,集中分布在亚热带至热带区域,在山区往往与常绿阔叶林或落叶林相伴生,而且以野生为主(占总数的75.4%),多以成片式集中分布,因此可以建作原料基地;同时约有10种生物质燃料油植物能利用荒山、沙地等宜林地进行造林,并建立起规模化供应基地,如黄连木、文冠果、麻风树、光皮树等。因此,发展挖掘生态经济价值较高的重要能源替代树种,已经成为非木质森林资源开发的重要方向和研究热点[1]。

1生物质能源树种发展趋势

1.1我国林业生物能源发电已进入产业化阶段

国家林业局能源办负责人钱能志在接受记者采访时说,我国林业已较快发展,目前林业生物能源资源的培育和产业化开发,已进入实质性实施和推进阶段。国家林业局科技司负责人说,近几年内要大力发展生物质能源发电产业,加快生物质能源树种培育和推广工作。

1.2生物质能源开发是我国能源供给的重要补充

随着我国经济迅速发展和人民生活水平的不断提高,油脂的需要量也在不断增加。据预测,到2030年我国木本食用油的市场需求量为3 000万t(按食油消费量接近世界平均水平计),缺口为2 300万t,供需矛盾突出。当前,能源供应安全正越来越引起世界各国的重视,生物质作为一种可再生和环境友好型资源,已经成为各国开发新能源的重要方向,木本油料树种可以制备生物质柴油,将成为生物质柴油生产的最主要原料。因此,要从根本上保障国家的粮油安全和能源安全,开发木本油料是解决供需矛盾的重要环节。

1.3生物质能源开发是我国粮油安全的重要保障

我国在人口、食物、能源、环境和资源等方面的问题日益严峻,向森林和树木要食物,目前被一些国际组织和国家所重视,“从自然多样性收取硕果”就特别强调了森林是粮食、能源和环境安全的保证[2]。因此,我国增加生物质能源的重要途径就是因地制宜,充分利用边际性土地种植油料植物,以期为我国发展人工燃油植物林提供丰富的物质基础。我国在生物质能源方面提供充足的可再生原料,对于加强我国在能源方面的独立性、减少对国际石油市场的依赖性、保证生态工程的可持续发展、保障能源供应、稳定经济发展具有重要意义,是中国特色的生物柴油发展的必由之路[3]。从长远来看是利在当代,功在千秋的好事。

1.4生物质能源树种适应性强、栽培成本低、效益高

生物质能源树种一般为多年生,只需一次种植,便可实现多年受益。如省沽油、油茶等,栽种至结果时间为3~5年,而受益期可以超过40年,实行科学管理,合理经营,其产量稳定,将会长期有收获。同时生物质能源树种生长的自然环境大部分是空气清新、光照充足的山林、荒野、路渠旁等地,环境洁净,不受或很少受“三废”的污染,而且其适应性强,栽培成本低,效益高,市场竞争力强[4]。

2景德镇市生物质能源树种发展现状

为了进一步摸清生物质能源树种资源现状,特对景德镇市生物质能源树种资源进行调查,为编制全市能源林培育规划提供基础数据,为出台相应政策措施提供依据,以切实加快景德镇市林业生物质能源建设步伐。调查的范围涉及全市18个重点林区乡(镇)。调查内容包括油料能源树种(光皮树、省沽油、三年桐、千年桐、乌桕、山苍子)和木质能源树种(檫树、木荷、小叶栎、麻栎、白栎、苦楮、湿地松、晚松、马尾松等)两大类。重点调查树种资源分布区域、现有面积或株数、现有林木或林分生长情况以及可用于培育能源林的荒山荒地面积。景德镇市乡土树种热值量见表1。

对景德镇市生物质能源资源树种的调查结果表明,该市的森林生物多样性丰富,大量木本油料树种仍处于野生状态。生物质能源树种如省沽油、光皮树等,具有生长快、繁殖力强、耐干旱、耐贫瘠、抗逆性强等特点,由于其根系发达,大量种植具有生产植物油脂、绿化荒山、提高森林覆盖率、保持水土、调节气候等作用,生态效益和社会效益显著。加之该市气候、土壤等立地条件较好,对生物质能源生长、发育比较有利,而且土地资源和农村剩余劳动力资源充足,适合发展生物质能源生产和综合加工,表明景德镇市已具有综合开发利用生物质能源的基础条件。另外,景德镇市领(下转第229页)

(上接第227页)

导对生物质能源生产及综合开发比较重视,而且该市科技力量比较雄厚,为该市生物质能源生产和综合开发利用提供了领导基础和技术储备力量[5]。通过调查,为群众充分地利用山场提供了指导,而且提高了当地群众发展生物质能源的积极性,为扩大全市生物质能源基地建设,更好地营建生物质能源基地和生物质能源的综合开发与利用等提供服务。

3开发利用前景

景德镇市林业生物质能源资源丰富,发展的潜力和空间巨大。以利用林木所含油脂为主,将其转化为生物柴油或其他化工替代产品的能源林称为油料能源林;以利用林木木质为主,将其转化为固体、液体、气体燃料或直接发电的能源林称为木质能源林,故生物质能源综合开发利用前景看好。该市种植生物质能源树种不仅具有区位优势和品种优势,而且具有技术优势,其在栽培管理方面技术配套成熟先进,并在生物质能源基地建设方面已具有一定的规模。生物质能源树种综合开发利用对于促进山区资源优势经济转化、以林扶贫、繁荣乡村经济、加快山区人民脱贫致富等都具有重要意义。

4参考文献

[1] 张玉洁,邓建钦,菅根柱,等.省沽油育苗及栽培技术[J].林业科技开发,2001,15(6):34-35.

[2] 陈晶晶,张楚.我国薪炭林现状及发展对策探讨[J].江西农业学报,2009,21(8):169-172.

[3] 吴晓明,熊亮,程燕,等.景德镇市发展杜仲栽培及综合开发调研与思考[J].现代农业科技,2007(24):53-54.

[4] 刘正祥.省沽油生物学特性及其利用技术基础研究[D].北京:中国林业科学研究院,2006.

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1.我国林业生物质能源的发展现状及优势

林业生物质能源是未来最有希望的能源之一。林业生物质能源是典型的“绿色能源”,清洁可再生,是优质的石油柴油代用品。大力发展生物质能源对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染都具有重要的战略意义。我国幅员辽阔,地域跨度大,2005年第6次森林资源清查认为,全国森林面积已达1.75亿hm2蓄积量124.56m3,现有林业生物质中可用作工业能源原料的生物量有超过3亿t,全部开发利用可替代2亿t标准煤。对我国而言,林业生物质能源的发展具有巨大的资源优势与潜力。我国在发展林业生物质能源方面起步较晚,但自20世纪80年代以来,生物质能源应用技术一直受到政府和科技人员的重视。根据调查统计测算:“十一五”期间,全国每年可收集的林业剩余物约有2亿多吨。除部分用于现有林产工业外,大部可以用来开发林业生物质能源。在现有的薪炭林(300多万公顷)和灌木林地(4500多万公顷)中。每年可采集木质燃料资源2亿吨左右。据我们组织的专家调查测算:现有可收集利用的木质能源资源量有3亿多吨,折合标煤2亿多吨。我国现有木本油料树种总面积超过600万公顷,果实产量在400万吨以上。除少量开发食用和工业用途外,大都处于荒废状态,如能加以集约化利用,可转化可观的生物燃料油。特别是,我国尚有宜林荒山荒地5400多万公顷,可利用部分荒山荒地发展高效专用能源林。按照我们初步规划,大约可用15%的林业用地发展高效专用能源林。此外,如果考虑盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地等近1亿公顷边际性土地适宜发展特定的能源林,则我国发展林业生物质能源资源前景十分广阔。因此,我国不仅现有林业生物质能源资源总量大,而且林业生物质能源资源培育的潜力也很大,这是发展林业生物质能源的基础,也是发展林业生物质能源的优势所在。

2.加速发展林业生物质能源的重要性

2.1加速发展林业生物质能源能缓解能源供需矛盾我国是矿物质能源相对贫乏的国家,能源需求的对外依存度不断提高。自1994年为石油净进口国后,2006年的3.2亿吨石油消费中有1.8亿吨是进口的,预计2020年需要净进口石油215-217亿吨,对外依存度将达到56%-60%。能源安全问题已成为我国政治、经济、外交中的一个重要问题。因此,大力发展包括林业生物质能在内的可再生能源是今后能源发展的主要方向,也是解决能源问题和保障能源安全的迫切需要。

2.2加速发展林业生物质能源可加速造林绿化进程,提高森林质量在荒山荒地、沙区、盐碱地等立地较差地区,培育具有较好外部经济性的能源林,可以有效促进植被恢复,加快荒山荒沙绿化,提高森林覆盖率;同时,通过利用林业“三剩”物和森林抚育间伐物发展林业生物质能源,可以有效拉动中幼龄林抚育,提高森林资源利用效率和森林质量。

2.3加速发展林业生物质能源可有效增加林农收入,促进农村经济的发展我国发展林业生物质能源的优势地区是在山区、林区、沙区,大力发展林业生物质能源,提高生物质资源的加工利用水平,既能调整农村产业结构,又增加林农的收入。目前,促进林业生物质能资源培植、收集与运输、储存、加工利用的发展,可增加林农的收入,又能为贫困地区人们提供价廉、清洁的能源,对解决“三农”问题将起到十分重要的作用。

2.4加速发展林业生物质能源能够有效提高林业生物质能源开发利用的经济性林业生物质能源大多利用林木果实和平茬林木生物量,一次种植后可持续利用几十年,期间生长着的林木发挥着正常的生态功能,同样保护着环境。同时,林业生物质资源培育成林后,不用每年重新种植,可降低原料成本,从发展的角度看,能够实现产业与生态共赢。

2.5加速发展林业生物质能源减缓气候变化,是二氧化碳吸收与减排的有效途径“京都议定书”的生效。使全球更加关注“碳”的排放。“京都议定书”规则,肯定了林业的造林再造林贮“碳”增“汇”作用。同时,开发利用林业生物质能源具有很好的减少“碳”排放功能。目前,国内已在开展林业碳汇和生物质发电“碳”减排工作。据研究。每使用lt生物柴油可减少C02排放量约3t,使用l000kWh生物质电能可减排二氧化碳26t。实践证明,发展林业生物质能源能有效固定“碳”和减少“碳”排放.是今后我国降低“碳”排放的一个重要渠道。

篇5

一、台湾生物质能产业发展的政策目标

1997年台湾为加强环境保护、促进经济发展,设立了“永续发展委员会”。2000年该会以“永续环境、永续社会、永续经济”为发展愿景,拟定了“二十一世纪议程一台湾永续发展策略纲领”和“永续发展行动计划”,确立了台湾发展可再生能源的政策,其中对生物质能的发展制定了具体的执行目标和计划。

首先是生物柴油的开发应用。台湾使用的生物柴油主要是从废弃的食用油中提取,它与传统柴油的性质相似,所提供的能量与传统柴油相当,安全性、性较传统柴油好,而且生物柴油燃烧后排放的污染物较传统柴油少,有利于改善空气质量和减少温室效应。将生物柴油按一定比例添加进传统柴油中可相应减少柴油使用量。2004年台湾开始在部分车辆中使用添加比例为1%(E1)的生物柴油;直到2010年,台湾相关部门才规定所有出售的传统柴油中必须添加2%(E2)的生物柴油,数量为l亿升;并计划在2011年至2015年间将这一比例提高至5%(E5),达3亿公升;2016年至2025年再提高到20%(E20),达到12亿公升。

其次是生物燃料乙醇的推广应用。生物燃料乙醇是指以生物质为原料,通过发酵、蒸馏及脱水等工艺而制成的乙醇,俗称酒精。将这种生物燃料乙醇按一定比例添加到传统的汽油中,可以逐步减少对传统汽油的依赖,以及二氧化碳的排放。台湾生物燃料乙醇的发展较晚,直到2007年才开始量产,2010年至2011年按3%(E3)的比例在传统汽油中添加生物燃料乙醇1亿公升,2011年到2015间计划使用添加比例为5%(E5)的生物燃料乙醇5亿升,2016至2025年达到添加20%(E20)的目标,共计20亿公升。

再次是生物质能发电。生物质直接燃烧产生的能量可用来发电,台湾目前有多座垃圾发电厂采用直接燃烧发电,但这种方法燃烧效率低。台湾“能源局”规划在2011到2015年将燃煤发电厂的煤与生物质燃料混合燃烧,既能提高发电量,又能充分利用农工废弃物,并逐渐扩大混烧比例,发电量达到85万千瓦;2016至2025年,计划采用垃圾气化发电技术,将垃圾转化为可燃气,再利用可燃气推动燃气发电机进行发电,发电量达140万千瓦。

二、台湾生物质能产业的发展现状

台湾生物质能的推广应用主要是由台湾“能源局”、“农委会”与“环保署”合作进行,目前台湾对生物质能的推广应用主要是以废弃物焚化发电、生物柴油和生物燃料乙醇的生产为主。无论是在生物质能的开发还是在推广应用方面,台湾尚处于起步阶段。

1、废弃物焚化发电

台湾早期利用生物质能主要是以垃圾焚化发电为主,但规模较小。目前台湾约有24座垃圾焚化发电厂,发电的装机容量累计为56万千瓦,其中大型垃圾焚化发电厂21座,总装机容量约47.3万千瓦。近年台湾“能源局”开始在全岛推广实行“垃圾全分类、零废弃”计划,在澎湖、花莲、南投兴建了“全分类、零废弃”的资源回收厂,将收集到的垃圾加工成型,再进行焚化发电。为提高燃料效率,台湾相关部门在花莲县丰滨乡配套兴建了岛内第一座废弃物固态衍生燃料(RDF-5)示范厂,每小时可处理1吨垃圾。台湾利用生物质燃烧发电技术,在燃料成型、燃烧设备以及燃烧工艺方面都较为落后,燃烧热效率低,发电量较小,无法形成规模效益。

另外台湾还有小规模的沼气发电。沼气来源主要是以废弃物为主,包括畜牧废水、家庭污水、城镇垃圾及各行业废水废物等四大类,其中畜牧废水主要来自养猪厂;家庭污水来自城市污水处理场;城镇垃圾主要以垃圾掩埋场为主;其他各行业废水废物则包括食品业、纺织业、橡胶业以及纸业产生的废弃物,利用燃煤混烧技术发电,总设计容量约6.53万千瓦,规模较小。

2、生物柴油生产和推广

台湾的生物质能产业中,生物柴油的生产与推广应用已初具规模。2001年台“经济部”颁布了关于生物柴油产销管理办法,委托“工研院”进行技术研发,鼓励民间投资设厂。在生物质原料选取方面,台湾“农委会”选择了大豆、向日葵、油菜等作为能源作物,同时在云林、嘉义及台南等地实施“能源作物试种推广计划”,协助农民与生产商进行合作,提供给农民每公顷4.5万元(新台币,下同)的环境补助及1.5万元的材料费补助,将休耕地转为种植大豆、向日葵和油菜。但是,由于台湾地处亚热带,这些温带作物的收成并不理想,随即就停止了能源作物的环境补助,能源作物的种植计划中止。之后,台湾“能源局”在嘉义大林试种白油桐树作为生物柴油的原料,但尚未大面积推广。因此目前台湾生物柴油的原料较为单一,以废弃食用油为主,不足部分使用进口棕榈油进行掺配。

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内容摘要:与常规能源相比,新能源最大优势是地域分布比较均衡且资源量巨大,其资源量相比人类需求来说,可谓资源无限。开发利用新能源有利于优化能源消费结构、保护生态环境、保障能源安全。同时也是拉动内需、培育新的经济增长点、增加就业机会、促进经济和社会可持续发展的战略选择。新能源大多存在能量密度低、资源分散等问题,难以在短时期内大规模替代化石能源,对其开发利用需要在技术、成本、管理等诸多方面做更大努力。本文对新能源资源潜力和总体发展现状进行了阐述,并针对我国新能源发展过程中存在的问题提出建议。

关键词:新能源 资源潜力 发展现状 对策建议

新能源的特征与分类

新能源是相对常规能源而言的,一般具有以下特征:尚未大规模作为能源开发利用,有的甚至还处于初期研发阶段;资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别;开发利用技术复杂,成本较高;清洁环保,可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放;资源量大、分布广泛,但大多具有能量密度低的缺点。根据技术发展水平和开发利用程度,不同历史时期以及不同国家和地区对新能源的界定也会有所区别。发达国家一般把煤、石油、天然气、核能以及大中型水电都作为常规能源,而把小水电归为新能源范围。

我国是发展中国家,经济、科技水平跟发达国家差距较大,能源开发利用水平和消费结构跟发达国家有着明显不同,对新能源的界定跟发达国家也存在着较大差异。小水电在我国的开发利用历史悠久,装机容量占全球小水电装机总容量的一半以上,归为新能源显然是不合适的。核能在我国的发展历史不长,在能源消费结构中所占比重很低,仅相当于全球平均水平的八分之一,比发达国家的水平更是低得多,核能在我国应该属于新能源的范围。

根据以上分析,可以把新能源范围确定为:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能等共9个品种。生物质能在广义上分为传统生物质能和现代生物质能,传统生物质能属于非商品能源,是经济不发达国家尤其是非洲国家的主要能源,利用方式为柴草、秸秆等免费生物质的直接燃烧,用于烹饪和供热;现代生物质能包括生物质发电、沼气、生物燃料等,是生物质原料加工转换产品,新能源中的生物质能仅指现代生物质能。传统生物质能和大中小水电可称之为传统可再生能源,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能则统称为新型可再生能源,是新能源的主要组成部分。

资源评价

跟常规能源相比,新能源最显著的优势就是资源量巨大(见表1)。太阳能是资源量最大的可再生能源,即使按最保守的可开发资源量占理论资源量1%计算,每年可供人类开发的太阳能也有1.3万亿toe,约相当于目前全球能源年需求量的100倍。风能的可开发资源量较低,但开发技术难度和成本也较低,全球陆上风电年可发电量约53亿kwh,相当于46亿toe。生物质能可开发资源量为48~119亿toe,不过由于存在粮食安全和环境问题,可开发资源量难以全部转化为能源。地热能的热源主要来自于长寿命放射性同位素的衰变,每年的再生量可达200亿toe以上。按照目前的技术进展情况,全球40~50a内可开发地热资源为1200亿toe,10~20a内可开发地热资源为120亿toe。海洋能资源量并不算丰富,按照全球技术可装机容量64亿kw、年利用2000小时计算,只有11亿toe。天然气水合物属于新型的化石能源,资源量相当于传统化石能源资源量的2倍,达20万亿toe。全球铀矿资源量为992.7万t,如果用于热中子反应堆,所释放的能量约相当于1400亿toe,而如果用于快中子反应堆,所释放的能量可提高60~70倍。核聚变所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40万亿t,理论上可释放出的能量为3万亿亿toe,按目前能源消费量计算,可供人类使用200亿年以上。氢能的制备以水为原料,燃烧后又产生水,可无限循环利用,既是二次能源也可在广义上称之为可再生能源。

从以上数据可以看出,能源资源完全不存在短缺或枯竭问题,人类需要克服的最大障碍是开发利用的技术和成本问题。随着技术的进步和能源价格的上涨,目前不可开发的新能源资源有可能变为可开发资源,因此,对新能源来说,理论资源量是相对不变的,而可开发资源量却可能会大幅度增加。

开发利用现状

不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太阳能、风能、生物质能和地热能发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离商业化还有较大距离。 

截止到2009年2月,全球核电装机已达3.72亿kw,年发电量2.6万亿kwh,在全球一次能源结构中的比重约为6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以2006年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为1%左右,占全部可再生能源的比例也仅为8%左右。2007年,全球新型可再生能源发电装机量为1.65亿kw,相当于全球电力装机总容量的3.7%(见表2)。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再生能源发电装机容量仅为905万kw,占全球5.5%,远低于我国电力装机总容量占全球16%的比重。

我国发展新能源的政策建议

我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国、第三大石油进口国,发展新能源具有优化能源结构、保障能源安全、增加能源供应、减轻环境污染等多重意义,同时也是全面落实科学发展观,促进资源节约型、环境友好型社会和社会主义新农村建设,以及全面建设小康社会和实现可持续发展的重大战略举措。我国政府把发展新能源上升到国家战略的高度而加以重视,陆续出台了多部法律法规和配套措施。

从近几年的总体发展情况来看,我国新能源发展势头良好,增速远高于世界平均水平,不过由于种种原因,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除,主要表现在:资源评价工作不充分,技术总体水平较低,成本跟常规能源相比不具备竞争力,产业投资不足,融资渠道不畅,市场规模偏小,公众消费意愿不强,政策法规体系不够完善。结合国内外新能源发展的历史和现状,借鉴全球各国新能源发展经验,针对目前我国新能源发展过程中存在的问题,特提出如下对策建议。

(一)正确选择新能源发展方向

根据资源状况和技术发展水平,确立以太阳能为核心、核能和风能为重点的发展方向。太阳能是资源潜力最大的可再生能源,化石能源、风能、生物质能及某些海洋能都间接或直接来自于太阳能,地球每年接收的太阳辐射能量相当于当前世界一次能源供应量的1万倍。我国的太阳能热利用已经走在世界最前列,太阳能光伏电池的产量也已经跃居世界第一,不过在太阳能光伏发电方面却与光伏电池生产大国的地位极不相符。我国应进一步扩大在太阳能热利用方面的优势,同时把发展并网光伏和屋顶光伏作为长期发展重点。风能是利用成本最低的新型可再生能源,风电成本可以在几年内降低到常规发电的水平,目前已经初步具备市场化运作的条件。我国风力资源较丰富的区域为西部地区及东部沿海,属于电网难以到达或电力供应紧张的地区,发展风电应是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度远高于常规能源,核电站可以在较短时间内大量建造,迅速弥补电力装机缺口,最近国家发改委已经把核电规划容量提高了一倍多。

(二)加大新能源技术研发力度

我国从事新能源技术研究的机构分布在上百个高校和科研机构,数量虽多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建议整合具有一定实力的新能源研究机构,成立中央级新能源科学研究院。抓住当前因金融危机而引发全球裁员潮的有利时机,积极创造条件吸引国外高端研究人才。以新能源重大基础科学和技术的研究为重点,加强科研攻关,尽快改变我国新能源科学技术落后的面貌。密切与国外的技术合作与交流,充分利用cdm机制,注重先进技术的引进并进行消化吸收与再创新,努力实现技术水平的跨跃式发展。

可再生能源大多具有能量密度低、资源分布不均衡等缺点,对其进行低成本、高效率利用是新能源开发的首要问题。显然,可再生能源开发技术的复杂程度要比常规能源高得多,涉及资源评价、材料和设备制造、工程设计、配发和管理等多个领域,必须进行跨学科联合攻关,这对我国目前相对封闭的科研体制提出了挑战。国家需要在搞活科研创新机制、打造科研合作平台、加大知识产权保护力度等方面做更多的努力,营造良好的科研环境。

(三)有序推进新能源产业化和市场化进程

只有实现新能源的大规模产业化和市场化,才有可能使新能源的利用成本降至具有竞争力的水平,为新能源普及打下基础。在新能源开发成本较高、使用不便的情况下,推进新能源产业化和市场化必须由政府作为推手。促进产业化和市场化的措施涉及电价、配额、示范工程、技术转化、税费减免、财政补贴、投资融资等,要对各种新能源的不同特点进行充分分析,分门别类地制定合适的激励政策。为保证政策的长期有效要建立完善的督促检查机制,对违规行为进行惩处,以维护国家政策措施的严肃性。

国家应及时更新新能源产业的投资指导目录,引导、鼓励企业和个人对新能源的投资。同时,也要对新能源投资行为进行规范,避免一哄而上,造成局部重复投资或投资过热。防止企业借投资新能源套取财政补贴、减免税费或增加火电投资配额等不良行为。约束高污染新能源行业的投资行为,尤其是多晶硅副产品四氯化硅所带来的环境污染问题值得关注。

(四)及早实施“走出去”战略

我国是铀矿资源贫乏的国家,资源量远不能满足未来核电发展的需要,铀矿供应必须依赖国际市场。有关资料统计世界上铀矿资源丰富的国家有澳大利亚、美国、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯等,这5个国家的资源量合计占全球的比重为三分之二。其中,澳大利亚和哈萨克斯坦都是无核电国家,所生产的铀矿主要用于出口。我国与哈萨克斯坦等国家关系良好,可作为实施铀矿“走出去”战略的重要目的国。合作重点应该放在最上游的勘探、开采领域,争取获得尽可能多的探矿权和采矿权,为我国核电站提供稳定、长期的核燃料来源。

目前全球对天然气水合物的地质工作程度还非常低,这为我国获取海外天然气水合物资源提供了绝好的机会。在油气资源领域,美国、日本等发达国家已经把全球的优质资源瓜分完毕,而在天然气水合物领域,我国还存在较多获取海外资源的机会。太平洋边缘海域陆坡、陆隆区及陆地冻土带的天然气水合物资源丰富,这一地带所涉及的国家主要是俄罗斯、美国、加拿大,应努力争取获得跟上述三国合作开发的机会。拉丁美洲国家沿海的天然气水合物资源也比较丰富,要充分利用这些国家技术力量薄弱、研究程度低的现状,加强与这些国家合作,以期能够在未来取得这些国家的天然气水合物份额。

东南亚处于热带地区,自然植被以热带雨林和热带季雨林为主,特别适合油料作物的生长,是发展生物柴油产业的理想区域。东南亚国家是我国的近邻,可为我国的生物柴油产业提供丰富而廉价的原料。我国可采取以技术、市场换资源的合作方式,在当地设立林油一体化生产基地,产品以供应我国国内为主。

(五)调整、完善新能源发展规划和政策措施

我国已经出台的新能源发展规划有《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等,部分行业部门和地方地府也针对实际情况制定了各自的发展规划。国家级的规划存在两个问题:一是发展目标定得偏低,如风能到2010年的发展目标为1000万kw,到2020年的发展目标为3000万kw,而事实上,1000万kw的目标已经于2008年实现,3000万kw的目标也可能提前于2012年左右实现;二是缺乏设备制造产业和资源评价方面的目标。

国家有关部门应密切跟踪国外新能源现状,充分考虑新能源资源量、技术发展水平、环境减排目标、常规能源现状等因素,对我国新能源发展规划作出适当调整和完善,为新能源产业发展提供指导。我国有关新能源与可再生能源的规定和政策措施并不比国外少,但这其中有许多已经不再符合我国的实际,应立即对不合时宜或相互矛盾的规定和措施进行清理,制定出切实可行、可操作性高的配套法规和实施细则。

(六)建立符合国际标准的新能源统计体系

做好新能源的统计可为新能源科学研究、政府部门决策、企业发展目标的制定等提供重要依据和参考。我国在新能源统计方面与发达国家相比还有着相当大的差距,目前对新能源的统计主要依靠行业协会或学会,但这些机构所提供的统计数据在系统性、时效性、科学性等方面很难令人满意。迄今为止,我国没有任何机构和个人能够对新能源发展现状进行系统、全面、及时地统计,许多涉及我国的新能源统计数据只有国外网站才能提供。建议国家有关部门调集各方力量成立专门的新能源统计机构,通过各种渠道收集国内外新能源统计数据,并把数据及时公布。

国际能源机构对一次能源进行统计时,将可再生能源的发电量直接换算成油当量,并不按火电容量因子进行折算。但我国有关部门在统计时,往往是按火电容量因子(约为33%左右)把可再生能源发电量进行折算,这意味着有关部门的统计结果要比国际能源机构所提供的统计结果大2倍左右,这样极易引起误解和混乱。国际能源机构是全球最大、最权威的能源统计和研究部门,所采取的统计方法和公布的统计数据被世界各国广泛认可。为了便于对国内外新能源发展状况进行对比研究,建议国家有关部门在统计方法方面采用国际能源机构的标准。

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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。

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[关键词] 生物质 颗粒燃料 清洁燃烧

正文

1、概述

生物质颗粒燃料是在一定温度和压力作用下,利用木质素充当粘合剂,将松散的秸秆、树枝和木屑等农林生物质压缩成棒状、 块状或颗粒状等成型燃料。中质烟煤相当;基本实现 CO2零排放,NOx和 SO2的排放量远小于煤,颗粒物排放量降低;燃烧特性明显得到改善,利用效率显著提高。 因此,生物质固体成型燃料技术是实现生物质高效、 清洁利用的有效途径之一。 生物质固体成型燃料主要分为颗粒、块状和棒状 3 种形式,其中颗粒燃料具有流动性强、燃烧效率高等优点,因此得到人们的广泛关注。

随着我国的再生能源快速发展,生物质成型燃料技术及其清洁燃烧设备的研究开发提高了秸秆运输和贮存能力,燃烧特性明显得到了改善,可为农村居民提供炊事、取暖用能,具有原料来源广泛、价格低、操作简单等特点,是生物质能开发利用技术的主要发展方向之一。

自2006年1月1日我国颁布实施了再生能源法。使我国生物质能源发展走上了快速规范化的道路。生物质能在我国主要是以农作物秸秆为主体的资源。秸秆长期被作为农村传统的用能,随着我国农村经济的发展,农民,特别是新一代的农民难以接受传统的、直烧秸秆生活用能的落后方式。但又苦于缺乏先进廉价的使用。也只能花高价用液化气、电、型煤等现代能源。由于现代能源的紧张和价格的日趋上涨,长期花高价用现代能源,农民又难以承受。特别是城镇及城市接壤区域居民采暖,800-900元每吨的煤,一个冬天要用上1-2吨满足采暖需要,农民甘愿受冻也不愿花如此大的费用,而城镇及城市接壤区域居民采暖受到环境要求的严格限制。目前,居民冬季用煤采暖的已越来越少。从这一点看,在现代社会有相当多的农民没有得到,也很难得到良好的能源服务,他们的现代生活水平还较低。国家早就重视如此重要的民生问题,从20世纪90年代初中国农业部和科技部就开始投资进行农作物秸秆资源化利用的研究、开发、试点示范和技术推广工作。近几年,中国农作物秸秆的清洁、方便能源利用的技术研究和开发工作已取得了一些成果,有些技术已趋于成熟,并得到一定程度的推广。现在,中国主要的农作物秸秆能源利用技术有秸秆气化集中供气技术、秸秆压块成型及炭化技术、利用秸秆制取沼气技术和秸秆直接燃烧技术。由于中国农村经济的发展,农民及城镇居民生活水平的提高,居民对清洁能源的需求,加上这些秸秆能源利用技术的不断发展和逐步完善,秸秆能源利用将逐渐由传统的、低效不卫生的直接燃烧方式向优质化和高效化方向发展。

国外关于生物质成型燃料与燃烧技术设备的应用以趋于成熟化和普遍化,我国生物质成型燃料的发展还刚开始,与之相适应的燃烧技术设备处于一种滞后状态。目前一些成型燃料的应用,主要是在现有燃烧设备的基础上,直接应用或改造应用,既使河南省科学院研制具有较高水平的家用颗粒燃料炉灶,也存在着技术不到位的情况,难以产业化发展,没有做到商品化应用。

有些单位在取得了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的基础上,立足于建立一个秸秆成型颗粒燃料与高效清洁燃烧设备系统技术产品的有机统一,协调发展的机制。在进行“生物质冷成型燃料加工设备系统”和生物质颗粒燃料炊暖炉灶的研制过程中,重点解决了目前百姓采暖困难问题,创造了“生物质颗粒燃料供热锅炉”的成果。采用了生物质颗粒燃料炊暖炉灶的核心技术,实现了生物质高效、清洁燃烧、节能排放的目标。应用广泛,可满足城镇及城市接壤区域居民采暖需求。

2、物质颗粒燃料成型和清洁燃烧技术及设备

2.1传统成型方法。

它与现有的饲料制粒方式相同,即原料从环模内部加入,经由压辊碾压挤出环模而成粒状。

包括原料烘干、压制、冷却、包装等。该工艺流程需要消耗大量能量,首先在颗粒压制成型过程中,压强达到50~100MPa,原料在高压下发生变形、升温,温度可达100℃~120℃,电动机的驱动需要消耗大量的电能;其次,原料的湿度要求在12%左右,湿度太高和太低都不能很好成粒,为了达到这个湿度,很多原料要烘干以后才能用于制粒;第三,压制出来的热颗粒(颗粒温度可达95℃~110℃)要冷却才能进行包装。后2项工艺消耗的能量在制粒全过程中占25%~35%,加之成型过程中对机器的磨损比较大,所以传统颗粒成型机的产品制造成本较高。

2.2冷成型技术。

新型冷成型技术通过颗粒成型机直接压制,把秸秆、木料残渣等转化成大小一致的生物颗粒,其燃烧效率超过80%以上(超过普通煤燃烧约60%的效率);燃烧效率高,产生的二氧化硫、氨氮化合物和灰尘少等优点。

2.3清洁燃烧设备

目前燃烧设备的理论研究和应用研究还较少,国内也引进一些以生物质颗粒为燃料的燃烧器, 但这些燃烧器的燃料适应范围很窄,只适用于木质颗粒,改燃秸秆类颗粒时易出现结渣、碱金属及氯腐蚀、设备内飞灰严重等问题,而且这些燃烧器结构复杂、能耗高、价格昂贵,不适合我国国情,因此没有得到大面积推广。

哈尔滨工业大学较早地进行了生物质燃料的流化床燃烧技术研究,并先后与无锡锅

炉厂、杭州锅炉厂合作开发了不同规模、不同炉型的生物质燃烧锅炉。 此外,河南农业大学研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉,浙江大学研制出燃用生物质秸秆颗粒燃料的双胆反烧锅炉等。

3、发展前景分析

我国生物质能资源非常丰富,农作物秸秆资源量超过7.2亿吨,其中6.04亿吨可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术,嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验,结合中国国情,在农村推广实施秸秆综合利用技术,在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要的意义。秸秆综合利用不但减少了秸秆焚烧对环境造成的危害、减少了温室气体和有害气体排放,而且对带动新农村建设无疑将起到重要的促进作用。从秸秆资源总量看,广大农村、乡镇的各种秸秆产量大、范围广。生物质固体燃料是继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源,是可取代矿产能源的可再生资源,是未来一个重点发展方向。

参考文献

[1]刘延春,张英楠,刘明,等.生物质固化成型技术研究进展[J].世界林业研究,2008,21(4):41-47.

[2]赵迎芳,梁晓辉,徐桂转,等.生物质成型燃料热水锅炉的设计与试验研究[J].河南农业大学学报,2008,42(1):108-111.

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[关键词] 新能源 投资 技术

一、新能源经济发展现状分析

新能源是一个相对于传统化石类能源的概念,泛指太阳能、风能、生物质能、潮汐能、核能等,涉及到生物、新材料、电子等多个领域。具体包括太阳能、风能、生物能、核能、海洋能、地热能、燃料电池等。

1.投资现状分析

我国已经基本形成了多元化、立体式的新能源项目投资建设体系。具体表现在以下两个方面:

(1)新能源项目资金来源渠道广。目前投资新能源的,既有属于国有性质的资金,也有民间投资;既有国外风险资金,也有国内民间资本。而国有资金虽然投资项目少,但单项投资额度大,是目前新能源产业发展的主导力量。

(2)投资方式灵活、领域广泛。国有大中型企业或各级政府的财政投资都以大中型风能、核能、太阳能项目为主;风险投资机构则以生物质能、太阳能和风能相关技术研发及产业化项目为主;民营资本的创业投资则以太阳能、风能等节能辅助类项目为主。

2.经营现状分析

从整体上看,目前新能源企业的经营现状不佳,不同企业的赢利能力差异大。

(1)大型新能源项目亏损较多,少数中小型项目有高额投资回报,但整体堪忧。大中型新能源项目的投资目的主要是为了“节能减排”,其社会作用远高于经济价值,投资初期出现普遍亏损实属正常。中小型新能源项目因缺乏规模效应,使得新能源在价格上很难替代传统能源,盈利能力差。仅有采用成熟技术,针对特定细分市场开发或提供实用性强的产品或服务的新能源项目,才能获得超额利润和快速发展。

(2)不同能源类型的项目运营情况相差甚远。光热类太阳能项目的盈利状况最好。其次是中小型风能项目,尤其是提供中小型风力发电设备和工程服务类的企业盈利能力强,成长迅速。部分实用性强的光伏类项目、大型风力发电项目、生物能项目在相应的优惠政策下,具有发展潜力。而海洋能、地热能等项目还处于概念炒作阶段,能真正获得投资回报的项目少。

二、新能源经济发展存在的障碍

虽然新能源产业具有得天独厚的宏观环境和资源优势,拥有广阔的市场空间和充足的项目资金,但从新能源项目的运营现状看,却不容乐观,因为新能源发展面临着以下不足和障碍:

1.信息障碍

新能源人才的不足是制约产业发展的最大障碍。与其他产业发展不同的是,新能源产业人才的不足不仅是尖端科技人才的紧缺,更重要的是复合型人才不足,使得技术、资本、市场三者之间存在信息障碍。

绝大部分新能源项目的技术关键并非是重大技术创新,而是实现科技成果的转化,即把成熟的技术运用到现实生活中,根据各地资源和环境特点开发出实用的新能源产品与服务。因此,项目成功的关键便是技术、资本、市场三方面的有效沟通。但新能源发展时间短,懂技术者不懂投资、懂投资者不懂市场、懂市场者不懂技术,使得原本需要紧密结合在一起的技术、资本和市场三者间的关系断裂,导致项目效率低、盲目投资多。

2.技术障碍

从长期看,新能源项目发展必须依赖于重大技术突破。目前最大的技术障碍却并非技术成果少,而是现有技术难以转化成产品,基本技术的普及程度太低。主要表现在:

(1)项目系统内存在技术匹配障碍,降低研发效率、不利于系统优化。新能源项目主要是将成熟的新能源技术转化为实用新型产品,这一转化过程涉及到多个领域、需要多门学科知识,只有各项技术紧密结合,才能研发高效实用的新能源产品。而新能源学科领域跨度广,技术沟通难度大,系统匹配性能差。

(2)新能源项目的基本技术普及程度低,项目的投资、推广等存在技术障碍。如前几年各地一哄而上“水变油”、“乳化柴油”等名目繁多的新能源项目骗局,都能吸引了不少风险资本盲目加盟。这些华而不实的新能源项目的失败却使得许多风险资本对新能源抱怀疑态度,甚至于敬而远之。技术障碍已经严重制约了风险资本进入新能源领域,使得风险资本对新能源项目的态度走向两种极端:要么盲目迷信、要么彻底排斥。

3.资源障碍

新能源项目所利用的风能、太阳能、潮汐能和生物能资源虽然具有可再生性,但开发这些能源,却要受到相应的资源和条件限制,如自然气候条件、矿产资源条件、国土资源条件等。如风力发电项目必须选择在风力资源丰富的沿海或西部地区,太阳能发电项目投资在日照时间长、晴天多的区域效率更高,潮汐能则必须建立在潮汐落差大的海湾。另外,在目前新能源利用和转化率低的情况下,规模大的新能源项目都需要大量用地。如太阳能发电需要大面积场地获得太阳光能;风力发电场的占地规模动辄千亩以上;生物能则需要有大面积适应作物生长的土地;核能的选址则更加复杂。

三、结论

从新能源经济发展现状和面临障碍不难看出,我国新能源经济发展的关键并非是项目资金的不足和存在重大技术难题,而是要提高新能源基本知识和技术的普及程度,培养新能源行业的复合型人才。政府在新能源经济发展上应该有所为有所不为,只有在对新能源项目充分论证的基础上,因地制宜、因势利导的进行新能源项目建设,才能真正的促进新能源经济持续、健康、稳定发展。

参考文献:

[1]辜胜阻:新能源产业的特征和发展思路[J].经济管理,2006,(11)