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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物质能源,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、主要特征特性
1. 植株性状。根系发达,生长繁茂,植株高大而又粗壮,平均株高347.2厘米,茎粗1.8厘米。叶片肥大而又宽厚,叶色浓绿。茎秆多糖,出汁率55.1%,含糖锤度20.6%,是机动车用燃料乙醇较为理想的生物能源作物,既低碳节能又减排环保,其开发应用前景极为广阔。辽甜9号只抽穗不结粒,可以有效地解决植株“头重脚轻”所带来的易倒伏、易折断,以及遭受鸟类危害等难题,并且还可满足生物能源加工企业原料生产轻简化和收割阶段化的需要。
2. 品质性状。农业部农产品质量监督检验测试中心对其风干茎秆检测结果显示,含粗蛋白6.44%、粗纤维27%、粗灰分5.4%、粗脂肪1.3%、可溶性总糖(以葡萄糖计)24.14%、水分6.2%。2010年在株高达到192厘米时,茎秆与叶片中的氢氰酸含量为0.33毫克/千克和0.27毫克/千克。茎秆与叶片均可制成优质青贮饲料,对广大农区发展畜牧业生产将会起到积极作用。
3. 抗逆性能。综合抗性好,丝黑穗病田间自然发病率为0,人工接种发病率为8.3%,叶部病害轻微;抗旱、抗涝、抗倒伏、抗早衰、耐瘠薄、耐盐碱的能力较强。
4. 生育期。连续多年的田间实地观察与调查情况表明,辽甜9号在沈阳地区的生育期为132天,约需≥ 10℃活动积温3200℃。
二、区试产量表现
2009~2010年参加了全国高粱品种能源/青贮组区域试验,在全国14个省份的17个试验点中平均每亩鲜体产量4639.9千克,比对照品种增产13.6%,其中,在吉林市农业科学院作物研究所创造出平均每亩鲜体重高达5774.6千克的最新纪录,比对照品种增产24.4%,表现出很强的杂种优势。
三、栽培技术要点
1. 选地与整地。选择土质肥沃、土层深厚、地力均匀、地势平坦和含盐量≤0.5%的壤土或砂质壤土地块种植,不宜连作或迎茬栽培。要精细整地,实行耕翻(20~25厘米深)、耙地、起垄(垄距60厘米)、镇压连续作业。要做到没有坷垃,土壤疏松,上虚下实,墒情良好,清除残茬。
2. 选种与播种。选用子粒饱满整齐和发芽率高达95%以上的优良种子,并在播种前晾晒2~3天。8厘米耕层内地温连续5天稳定在12℃以上、土壤含水量达到16%时即可播种。每亩播种量1.5千克。要做到垄上机械条播,播种深浅一致,镇压后覆土厚度以2厘米左右为宜。
3. 间苗与定苗。辽甜9号为高光效C4作物,喜肥、喜水、喜光,因此要适当早间苗、早定苗,为幼苗茁壮生长创造良好条件。通常应在3~4叶期间苗,在5~6叶期定苗。要去小苗留大苗,去病弱苗留健壮苗,在中等肥力的地块上,每亩选留优质幼苗5000株左右。
4. 除草与培土。在播种前三天用38%莠去津悬浮液进行地面喷雾,这样可以预防杂草的发生与为害。在间苗后至植株封垄前要完成2~3次人工除草。在定苗后,拔节期和植株封垄前分别进行1次中耕,最后一次中耕深度10~15厘米,并适当多培土促进根系发育和抑制杂草。
5. 施肥与灌水。每亩在整地时要深施充分腐熟的优质农家肥4000~5000千克、三元复合肥20~25千克、硫酸钾5~7千克做底肥,在播种时施用磷酸二铵10~15千克做种肥,在拔节期追施尿素20~25千克。开花期至灌浆期倘若土壤缺墒而又无雨则应及时灌水。
6. 防病与治虫。要做到早预防、早发现、早防治。在播种前应用种衣剂进行种子包衣,这样既可杀灭多种病菌又可防治地下害虫。防治黏虫应用0.04%二氯苯醚菊酯粉剂喷粉,防治蚜虫应用40%乐果乳油喷雾,防治螟虫应将1.5%辛硫磷颗粒剂在拔节期及时撒入心叶内毒杀。
7. 适时收割。辽甜9号由于用途不同,所以最佳收割期有所差异。作为生物能源作物的,应在蜡熟末期至完熟初期茎秆由上往下数第七节的含糖锤度≥18%时收割最为适宜。作为青贮饲料作物的,南方地区第一次收割应在孕穗期或挑旗期。留茬高度12~15厘米。在收割后1周内的雨前每亩施用尿素15~20千克,如果土壤墒情不好而又无雨就必须及时灌水,以促进其快速再生,尽早长成新植株,争取在初霜前进行第二次收割。在北方地区通常1年只能在蜡熟末期至完熟初期收割1次。
四、适宜种植地区
关键词:林业生物质;能源;可持续发展
中图分类号:F326.2 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0263-1
森林资源是地球上的可再生资源,是陆地生态系统的主体。随着经济的发展,不可再生能源的不断减少,能源的可持续发展问题受到全世界的普遍关注。我国是个能源消耗大国,能源与资源、环境和社会发展的矛盾日益突出。因此,林业生物质能源的开发利用,对我国能源的可持续发展有着十分重要的意义。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素的光合作用,将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油、天然气等能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生的能源,通常包括以下几个方面:一是木材、森林工业废弃物;二是农业、果林生产过程中废弃物;三是自然植被、水生植物;四是人类和动物粪便;五是城市和工业废弃物。生物质能资源是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源,它在整个能源系统中占有重要的地位,一直是人类赖以生存的重要能源之一。生物质能源的应用能够部分替代煤等常规能源,缓解目前能源供应紧张的问题。同时能够实现资源综合利用,减少氮氧化物、二氧化硫和温室气体的排放。由于植物生长所需要的碳元素全部来自对空气中二氧化碳的吸收,因此,可以认为生物质能源是二氧化碳气体零排放的清洁能源。
林业在国家的经济建设、生态建设和国土保安中起着重要作用。我国地域辽阔,森林分布广泛,蕴藏着大量生物质。在林业建设中大力开发利用林业生物质能源,具有明显的特点和优势。
首先,森林中生物质能源丰富,大量树种富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉,能转化为多种形式的能源产品和生物基产品。其次,我国人多地少,国情决定必须在确保粮食安全的前提下,积极发展生物质能源。林业生物质资源的种植,主要是利用宜林荒山荒地以及不适宜种植粮食作物的沙地、盐碱地等边际性土地,不需要占用农地。所以说,开发利用林业生物质能源,林业有着得天独厚的条件,发展前景广阔。
同时,开发利用生物质能源,对林业的自身建设也有着十分重要的意义。
(1)发展林业生物质能源可以加快造林绿化步伐,提高森林质量,改善生态环境,壮大林业产业。在荒山荒地、沙区、盐碱地等立地条件较差地区,广泛培育可作为生物质能源的林木,能有效地促进植被恢复,加快荒山荒沙绿化,提高森林覆盖率。
(2)发展林业生物质能源,还能充分利用林业的“三剩”物和森林抚育间伐物,可以有效促进中幼龄林的抚育,提高森林资源利用效率和森林质量。
(3)发展林业生物质能源有利于环保,能实现可持续利用,降低原料成本。林业生物质能源大多利用林木果实和平茬(采伐)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。还有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。
我们要注重开发林业生物质能源,在开发的进程中,还要坚持走林业可持续发展的道路。林业可持续发展在国民经济的可持续发展中起着不可替代的作用。可持续林业不仅从健康、完整的生态系统、生物多样性、良好的环境及主要林产品持续生产等诸多方面,反映了现代森林的多重价值观,而且对区域乃至整个国家、全球的社会经济发展和生存环境的改善,都有着不可替代的作用。因此,要保障林业生物质能源的健康发展,要走林业可持续发展道路,必须注重林业可持续发展原则。具体应注重以下几方面:
(1)坚持生态、经济和社会效益并重的原则。从林业可持续发展的长远观点出发,处理好森林资源的培育、保护与开发利用的关系,做好可持续发展规划。
(2)在坚持资源永续利用的原则下,来发展林业生物质能源。要在保护森林的同时,大力发展生长快、效益好的经济林和开发见效快的林副特产品,选育和引进适合本区生长的良种。
关键词 生物质能源;烤烟;烘烤;应用
中图分类号 TK6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately,relieving the status of rising costs and curing pollution,this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality,debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette,biomass gasification,biomass briquette and so on,different applied forms showed positive effect,which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy;flue-cured tobacco;curing;application
烤烟烘烤是一个大量耗热的过程,目前烤烟生产上推广的密集烤房烘烤设备普遍采用燃煤供热,热利用率低,煤耗量高,通常1 kg干烟叶煤耗量1.5~2.5 kg标煤,而理论上的耗煤量为0.8 kg,也有研究分析指出,在密集烘烤中,火炉的热效率为64.95%,烤房热效率仅为36.08%,总的热损失达63.92%,能量浪费惊人[1-3]。
愈演愈烈的世界范围能源危机以及不断上升的能源价格,使得生产烤烟的成本不断增加,使烤烟生产的可持续发展受到严重影响。在此背景下研究烤烟烘烤节能技术,提高能源利用效率,寻找烤烟烘烤能源替代途径,降低烤烟生产成本成为烤烟烘烤研究的一个重要课题。目前,此方面的研究主要集中在烘烤设备、烘烤工艺以及新型能源烘烤燃料开发等方面,其中新型能源烘烤燃料中的生物质能源因其本身可再生性、低CO2排放、几乎不排放SO2、广泛分布性、使用形式多样、生物质燃料总量丰富等特点成为当下研究的一个热点,有望成为烤烟烘烤传统能源的有效替代品[4-5]。
1 生物质能源概述
生物质能源是植物通过光合作用将太阳能储藏在有机物中的一种可再生能源。每年全球积累的生物质总量达1 730亿t,蕴含的能量相当于目前全球总能耗的10~20倍[6]。据报道,生物质能已上升为仅次于化石能源煤、石油和天然气之后的第4位能源,占世界一次能源消耗的14%[7]。与传统直接燃烧方式相比,现代生物质能源的利用更多的是借助热化学、生物化学等手段,通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料,为人类生产、生活提供电力、燃气、热能等终端能源产品[8]。在生态环境保护方面的研究发现,提供相同能量,煤的S和NOx排放量分别是秸秆的7.00倍和1.15倍,用1万t秸秆替代煤炭能量,烟尘排放将减少100 t[9]。生物质能源作为一种可再生的低碳能源,具有巨大的发展潜力,它的开发利用对于建立可持续能源系统、促进国民经济发展、保护生态环境具有重大意义。
2 生物质能源在烤烟烘烤上的应用研究
我国拥有居世界首位的生物质能源产量,年产农作物秸秆、谷壳等总量约14亿t,如开发用于燃烧,可折合7亿t标准煤[10]。以安徽省为例,每年农作物秸秆总产量5 000万t左右,如果能开发利用其中的1/3转化为燃料,即可消耗秸秆1 700万t,约相当于建立2座年产500万t的大型煤矿[11]。目前,烤烟烘烤上研究应用的生物质多为农作物秸秆,应用方式主要有生物质型煤、生物质气化、生物质压块等,应用效果较为理想。
2.1 应用方式
2.1.1 生物质型煤。生物质型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸秆等可燃生物质和添加剂后由高压成型机压制成型的洁净能源产品。其充分利用煤和生物质各自的优势,具有节煤和生物质代煤的双重作用,与原煤燃烧相比,生物质型煤是提高燃烧效率和减少污染的有效方法之一,目前已进入商业化生产阶段[12]。
孙剑锋等[13]利用煤和废弃的植物茎杆生产出与烘烤设备外形、尺寸大小相配套的生物质型煤。其在使用过程中容易实现配风的精准控制,进而实现与密集烤房控制系统的配套,且生物质型煤在燃烧过程中着火大小容易控制,生火及升降温速率均较快,能更好地满足烤烟烘烤工艺的需求。向金友等[14]研究秸秆与煤不同配方压块燃料在烤烟烘烤中的应用,结果发现80%秸秆+20%煤混合压块代煤烤烟完全可行。
2.1.2 秸秆煤。秸秆煤是一种新型蜂窝煤燃料,没有煤的加入,以青蒿、烟、玉米等农作物秸秆以及废弃的树木枯枝、杂草、锯末、稻壳等生物秸秆为原料,不需粉碎,在厌氧条件下碳化6~8 h,利用秸秆自然进行分解形成生物质碳,再加入黏土和其他粘合剂混合后形成。
郭保银[15]研究发现各种秸秆碳化率平均约为50%,而通过加配方后,常规秸秆等材料2 t可生产2 t秸秆煤,其秸秆煤代替煤炭烤烟的技术研究结果表明秸秆煤易点火、燃烧效果好、升温快而且无黑烟和异味,满足烤烟工艺要求,其代替煤炭及其制品在密集烤房中应用是可行的,可以进行大范围示范。
2.1.3 生物质气化。生物质气化是采用生物质气化发生装置将生物质原料在厌氧状态下燃烧转化为由氢气、一氧化碳、甲烷等组成的可燃气体。生物质气化方式在烤烟烘烤中的应用相对较多,生物质气化烤烟系统开发设计相对成熟。杨世关等[16]研究设计了一套新型烤烟设备,主要是以生物质燃气为能源,将间接换热与直接换热紧密结合,该系统的能源利用率及烟叶品质都较传统间接换热式烤房有显著提高。飞 鸿等[17]以废弃烟杆、烟梗以及各类农作物秸秆为原料采用生物质气化发生装置通过燃气发生炉进行厌氧燃烧使其热解出可燃气体,经管网送往各烤房实现自动控制烘烤烟叶。
2.1.4 生物质压块。在压强为50~200 Mpa、温度为150~300 ℃、或不加热或不加黏结剂的条件下,先将木材加工剩余物及各种农作物秸秆等粉碎成一定粒度,再压缩成块状、棒状、粒状等具有一定密实度的成型物[18],故又称为生物质固体成型燃料。目前,此燃料在烤烟烘烤中的应用研究较为广泛。
张聪辉等[19]研究不同清洁能源对烤后烟的化学成分、质量感官以及经济效益的影响,其中生物质燃料为2012年烟杆压块能有效降低烘烤成本,提高烘烤效益,替代煤炭为主要烘烤燃料有较大的潜力。王汉文等[20]用稻壳和玉米秸秆压块成燃料进行试验,将其放在AH密集烤房进行燃烧,能降低烤烟生产成本、满足烘烤的工艺要求、改善烟叶内在品质。王文杰等[10]以花生壳为原料加工的生物质压块为供试燃料,研发了配套的生物质压块燃烧炉,研究生物质能源在烤烟烘烤中的应用效果,生物质压块及燃烧炉不仅能替代以煤炭为燃料的普通立式炉用于烟叶烘烤,而且能够显著降低烟叶烘烤成本、提高烟叶烘烤质量。倪克平等[21]研究生物质压块燃料在烟叶烘烤中的应用效果,其中生物质压块燃料是以木材加工的锯末为主原料,添加辅助化工原料后,用搅拌机搅拌成均匀的混合原料,将混合原料通过压块成型机压制成直径为2 cm的圆饼,配备自动添加燃料的整套专用燃烧炉,研究结果表明:生物质压块用于烟叶烘烤可以充分调控烤烟烘烤工艺,降低烘烤成本,节能减耗,提高烤后烟叶品质。谭方利等[22]关于生物质压块燃料以及煤炭燃料在烤烟烘烤中的应用效果对比研究表明生物质压块用于烤烟烘烤是可行的,但对于燃料添加技术要求较高。
2.2 应用效果
生物质能源在烤烟烘烤中的不同应用形式对烘烤效果的影响均较好,节能减排的同时有利于提高烤后烟叶的质量。与原煤相比使用生物质型煤烘烤烟叶,生产1 kg干烟可节约用煤约0.15 kg,每炉烟叶可节约用煤50 kg以上,节能效果显著,而且生物质型煤中煤矸石含量为零[13]。使用秸秆煤烤烟对烤后烟叶内在化学成分无不良影响,而且能够降低上部叶烟碱含量,提高上部烟叶还原糖含量,氮碱比更加协调,香气量充足,香气质好,余味明显改善,杂气减轻,刺激性减少,评吸结果较好,有利于提高烟叶内在品质[15]。飞 鸿等[17]的研究中生物质气化烘烤与传统的燃煤烘烤相比,烟叶的内在品质得到一定的改善。感官评吸结果表现为生物质气化烘烤的烟叶其杂气、香气质、干净度均优于煤炭燃料烘烤的烟叶,而且回味、劲头、湿润上也表现出一定的优势。采用秸秆压块燃料烘烤,能降低烟叶中含氮化合物含量,提高烟叶中总糖、还原糖,有利于改善烟叶化学成分的协调性[20]。谭方利等[22]的研究中生物质压块燃料与煤炭相比烤后烟叶上等烟比例提高了2.3个百分点,青黄烟、微带青烟、杂色烟比例分别下降了0.99、0.81、1.53 个百分点。
2.3 应用成本
由于烤烟烘烤中应用的生物质原料主要是废弃的秸秆,来源广泛、价格低廉,因此利用生物质能源燃料降低烤烟烘烤成本效果显著。生物质型煤的应用加上固硫剂、粘合剂以及加工成本,比同等发热量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸秆煤在酉阳县烤烟烘烤上的应用,按当地生产水平以及市场煤炭价格计算,烘烤烟叶1 875 kg/hm2,使用秸秆煤烤烟可降低成本约750元/hm2,以此测算,若在该县进行推广应用,每年可节约煤炭1.8万t,全县烟农增收480万元[15]。飞 鸿等[17]利用生物质烘烤烟叶的研究中采用的生物质气化发生装置上料系统、流量控制系统、除渣系统均为自动化系统,烤房数量增加到100炕也只需要2人控制,自动化程度高,在大规模烘烤中将大大降低劳动成本。生物秸秆压块在烤烟烘烤中的应用成本以安徽省为例,生产干烟叶2 062.5 kg/hm2(1 875~2 250 kg/hm2),需煤炭275 kg(以500元/t计),计2 062.5元/hm2;需秸秆压块206.25 kg(以400元/t计),计1 237.5元/hm2,降低成本825元/hm2[20]。谭方利等[22]的研究中应用生物质压块燃料与煤炭燃料相比1 kg干烟成本降低0.1元。
3 结语
烤烟烘烤大量耗热且热能利用率低,传统燃料煤炭在烤烟烘烤中的应用带来环境污染的同时,由于燃料资源的紧缺烘烤成本不断增加。把我国丰富的生物质能源应用在烤烟烘烤中既能充分利用资源同时也有望解决烤烟烘烤面临的问题。
生物质能源在烤烟烘烤中的应用研究表明其可以代替煤炭燃料,而且具有清洁、能提高烤烟品质、降低烘烤成本的优点。生物质能源在烤烟烘烤中的不同应用形式中生物质型煤的原料中只是减少了煤的用量加入部分生物质,秸秆煤加工过程中的厌氧条件碳化工艺相对复杂,而生物质气化装置包括气化炉、储气罐等,与烤房配合烘烤专用设备复杂,建成后更适合大规模烘烤。其中生物质压块研究相对较多,工艺较成熟简便。生物质压块加工生产线及配套设备的开发研究中早在2010年姚宗路等[23]针对生物质压块过程中存在的系统配合协调能力差以及生产率低等问题研发设计了有强制喂料系统的成型机以及配套设备,可实现自动化大规模的生物质压块生产。生物质压块方式制成的生物质原料可以直接应用于烤烟烘烤,基本上不需要对烤房、烤炉等进行改造,应用方便。生物质能源的利用形式中生物质发电是我国目前对生物质能源应用最为广泛和普通的方式,但其在烤烟烘烤中的应用研究相对较少,是以后生物质能源在烤烟烘烤中的应用研究的一个方向[24-25]。当下的研究表明,烤烟烘烤中的传统燃料煤炭可以用生物质压块代替,应用效果较好且成本低,可以在烤烟生产上进行示范推广。
4 参考文献
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今冬雾霾肆虐中国北部上空,其范围之广,时间之长,污染之重,对人民健康、经济政治及社会心理影响之大,震惊了国人,震惊了世界。近代工业革命之都伦敦百年前的迷雾重现于北京上空,像开了个历史玩笑。
先行工业化国家早期也是煤炭独大,20世纪才开始大力发展石油与天然气发电、水电与核电,使煤炭在一次能源消费中降到了30%以下。随着上世纪70年代的世界石油危机,90年代应对全球气候变暖,以及化石能源资源渐趋枯竭,凭借可再生和清洁两大优势的可再生能源于20世纪后期开始兴起,逐渐担起替代化石能源和世界能源转型的大任。
通过煤的清洁燃烧与除尘、提高汽车燃料品质和效率等措施可以减少排放物,是必要的,但根本性治理在于改善能源消费结构。除传统的水能外,新兴的可再生能源中,一马当先的是生物质能。生物质能的原料主要是作物秸秆、畜禽粪便、林业剩余物、加工业的有机废水废渣、城市的污水污泥,以及利用边际性土地种植的能源植物等有机物质。能源产品有固态的直燃发电和成型燃料,液态的乙醇和生物柴油,气态的沼气和裂解气等。另外,它是唯一能大规模替代车用化石燃料的可再生清洁能源,非核能、水能、风能等可比。
生物质能已是当今排在煤炭、石油和天然气之后的全球第四大能源。2003年,瑞典生物质能的工业用途达1230亿千瓦时,分别是天然气和煤炭的12.3倍和4.5倍;生物质供热发电1030亿千瓦时,占全国供热能源消费总量的71.6%。2005年美国能源部给国会提交的一份报告说:“生物质已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。”
每年夏秋,中国内地自南到北露地焚烧掉的小麦秸秆和秋天焚烧掉的玉米秸秆就有1亿多吨,既是资源浪费,又造成雾霾,如能转化为生物质能,相当于两个三峡电站每年所发的电力。所以,应制订一个以作物秸秆和林业剩余物为原料的生物质发电与成型燃料供热的“减霾压煤”计划。目前,我国生物质发电技术成熟,装机容量已达550万千瓦,可顺势加大推进力度,减少煤电。
“九五”期间,我国就提出了不能以牺牲生态环境换取经济发展的高速度,要改善能源消费结构。十多年过去了,以煤为主的能源消费结构没有改善,煤炭消费量与油气进口量反而成倍激增。2008年出台了以生物质能源为主导的“可再生能源发展规划”,可惜规划出台后却没按规划办事,自上而下地刮起一阵发展风能和太阳能的热潮。发展风能、太阳能本是好事,可惜盲目冒进,仅两三年就全线崩溃,损失数千亿元之巨。一脚踩空,大伤元气,而作为替代化石能源、减排温室气体和防治雾霾的主力,生物质能却被冷落一旁。
中国是个生物质资源丰富的国家,年可开采量11.71亿吨标煤,是水能的2倍和风能的3.5倍,且生物质原料富集区紧接产品市场,集中于我国经济发达的中东部与南方,不存在长途输送与调峰问题。加上生物质能技术日趋成熟,可与农业现代化、绿色城市化、生态环保建设、发展循环经济以及减少油气对外依存度等协同推进,其综合效益和长远效益可想而知。
关键词:能源结构;可再生能源;开发途径;利用前景
中图分类号: P754.1 文献标识码: A 文章编号:
能源问题在国民经济中占主导地位,在经济高度发达的社会中能源问题又十分的复杂和敏感。20世纪70年代以来,面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化,世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。提高对发展生物质能源重要性的认识,为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。
一、我国能源结构的特点
我国所探明的一次能源中煤炭占93.44%,石油占3.65%,天然气占2.91%,由此可见,我国一次能源的结构特点是“富煤、贫油、少气”,我国的能源结构具有以煤为主的显著特点。我国的煤炭产量从1895年的7.67亿吨增加到2009年的30亿吨,煤炭消费占一次能源的70%,远高于全球平均水平的30%,电煤消耗占煤炭产量的50%以上。预计到2010年底,全国发电装机容量将达到9.3亿千瓦,其中火电占73.7%,水电占22.5%,核电、风电等新能源占3.8%。
到2020年底,全国发电装机规划容量为15亿千瓦,其中火电约占66%,水电占22.7%,核电、风电等新能源约占11.3%,火电比重随着核电、可再生能源的比重增加而减少。到2020年前,我国以火电为主的电源结构不会发生根本改变,火电将在相当长的时期内占主导地位。我国火电发展存在着电源结构不合理,能耗水平高,环境污染物排放大的突出矛盾。火力发电厂二氧化硫的排放量达到1200万吨,占全国二氧化硫排放总量近一半,二氧化碳排放约30亿吨,占全社会总排放量的一半,占世界排放总量的十分之一以上。
火力发电的当务之急就是积极调整优化电源结构,关停高能耗小火电、推广各项节能技术、洁净煤燃烧技术和热电联产、推进煤电基地的建设、提高机组参数由亚临界参数向超临界和超超临界参数转变。
无论怎样提高燃煤机组的各种效率,但是仍然消耗的是不可再生能源,顶多在有限的时空内,缓解一下资源、环境和温室气体排放的巨大压力,从长远计,必须寻求更好的可持续发展的能源发展之路。
二、开发可再生能源的重大意义
能源危机是当今世界面临的巨大挑战。根据国际能源机构的统计,若按目前的水平开采世界已探明的能源,人类使用的主要能源—石油、天然气和煤炭供人类开采的年限分别只有40年、50年和240年[1]。
鉴于化石能源逐步开始耗竭,大量使用化石能源引起的环境污染和气候变化问题日趋严重,自21世纪开始,全世界向可持续能源系统过渡的进程已经起步。21世纪上半叶,我国能源战略必须走减小化石能源用量、增大核能与可再生能源份额的发展路径,积极构建能源可持续发展体系。而以太阳能、生物质能、风能为代表的可再生能源基础科学问题的研究,以及相应的技术问题探讨,使得这些可再生能源逐渐走向市场,正向人们展示美好的能源永续利用和可持续发展前景。
三、可再生能源的开发途径
目前,生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家的关注。美国2000年通过了《生物质研发法案》,2002年制订了《生物质技术路线图》,计划2020年使生物质能源和生物质基产品较2000年增加10倍,达到全国能源总消费量的25%(2050年达到50%),每年减少碳排放量1亿吨。欧盟提出,到2020年,运输燃料的20%将用燃料乙醇等生物燃料替代[2]。世界经合组织(OCED)在2004年9月的研究报告中指出:“各国政府应大力支持和鼓励生物质能源领域的技术创新,减小它与传统原油及天然气产品的价格差距,以最终达到替代的结果。
根据中国中长期能源规划,2020年之前,中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年,可再生能源的战略地位将日益突出,届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此,中国发展可再生能源的战略目的将是:最大限度地提高能源供给能力,改善能源结构,实现能源多样化,切实保障能源供应的安全。
四、可再生能源的发展状况
在目前的能源消耗中,生物质能耗占世界总能耗的14%,仅次于石油、煤炭和天然气,位居第4位。而在发展中国家,生物质能耗占有较大比重达到50%以上[3]。
可再生能源目前在我国取得突破性进展的是风力发电。我国的风力资源主要集中在内蒙、新疆以及山东沿海,近两年投运的的风电机组存在着诸多的问题,首先是分布在内蒙、新疆风场中的机组,由于风沙大,气候条件恶劣,经常造成机组的故障,检修维护困难,位于沿海附近的风电机组由于空气中盐雾的腐蚀,也会经常处于不正常状态。风电机组最大的问题是对电网的冲击。
太阳能发电,在我国近年也有较快的发展,单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内,把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说,尽管太阳能电池板价格下降得比较快,它发电的成本竟然是火电的五倍多,投入商业运营还有漫长的路要走。
另外是沼气发电,这方面的技术研发在我国早已起步。利用细菌发酵产生沼气,燃烧后推动燃气轮机,发电效率较高。但是造价不菲,光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了,最好用半发酵的原料,比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂,但是技术也主要是引进的,光菌种的使用专利,就是不小的费用。沼气发电最大的问题就是沼气转化效率十分低下,成本高昂。
生物质直燃发电方兴未艾,主要是直接燃烧生物质,例如秸秆发电,目前我国有很多小热电机组投产,效益不错。它的发电方式和常规火电差不多,使用的是链条炉排和振动炉排,燃烧技术日渐成熟。
五、生物质能源的利用前景
5.1 生物质资源丰富
中国生物质资源开发利用潜力大,现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上年产生物质资源可达650亿吨以上(在每平方公里土地上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15000kJ/kg计算,折合理论资源量为33亿标准煤,相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨,折合约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外,其余6亿吨均可作为能源被利用。薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:中国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤约0.74亿吨;禽畜粪便资源约折合1.3亿吨标准煤;城市垃圾资源可折合标准煤1.2亿吨左右,并以每年8%~10%的速度增加。这些都是中国发展生物质产业的稳定资源。
5.2 解决“三农”问题的良好途径
“三农”问题是中国经济发展的根本性问题,对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局,全国上下都给予了足够的重视。生物质产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地,生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品,既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题,又能够实现农业和农民增收,是解决“三农”问题的一条有效途径。据推算,只要利用中国50%的低质地,生产能源作物,发展生物质能源,就可以实现年产值约1万亿元,加上秸秆、畜禽粪便等,生物质产业就可以催生1000个生物质能源企业,带动500万农户,促进5000万农业劳动力转移,实现农民增收400亿元[4]。同时,生物质能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料,使4000万农户生活用能效率提高2~3倍。除此之外,发展生物质产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染。
六、结论
综上所述,可再生能源发电的最大缺点是在电力系统中无法做主力机组,不能满足电力的大量使用,并且稳定性差。比如风力发电,尽管我国的风力资源很丰富,但是由于风力发电的不稳定性,它的电量经过潮流计算,大约只能占到总发电量的百分之十,如果机组过多,就会影响整个电网的稳定运行,因为风力是不可控的。太阳能发电和沼气发电成本很高,入不敷出。目前,生物质发电最为成熟可靠,但要因地制宜。
【参考文献】
[1] 王道金,姚建林.安徽应积极发展林木生物质能源产业[J].安徽林业.2006,1.
[2] 吴创之,马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京:化学工业出版社.2003,5.
关键词:中国生物质能源;发展现状;问题;对策
伴随着国家相关生物质能源生产行业标准规范的逐步完善,目前我国生物质能源生产开发已初具规模,在一系列法律法规的保障和财税政策的推动下获得了良好的发展。然而,中国生物质能源产业在实际发展过程当中,仍然存在着工业体系不完善、原料资源不足、产业化基础不够牢固、市场竞争力较低和研究能力滞后等诸多问题。因此,如何准确把握生物质能源产业的影响因素,制定合理有效的应对策略,是当下的生物质能源发展中迫切关注的重要课题。
1 世界能源结构的现状与问题
1.1 节能减排举措影响世界能源结构
燃料的使用效率与能源结构直接决定了二氧化碳的排放量,因而能源开发利用同自然环境之间的联系紧密。近年来,煤、石油和天然气这三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急剧增加,引起了气候的异常及失衡。有研究指出,生物质燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右,若每年生产一亿吨生物质燃料,则能达成5.5%二氧化碳的减排,故生物质能源产业的推进对世界能源结构的优化具有重要意义。
1.2 世界化石燃料危机严重
据统计,在全球能源的总用量中,化石能源所占比例高达85%,每年石油、煤炭和天然气的储量都在不断下降。作为不可再生资源,人们赖以生存的石化能源正在日趋枯竭,使得人类面临愈发严峻的能源危机。
1.3 可持续发展理念促进生物质能源产业发展
如今,可持续发展思想已深入人心。作为一种可再生能源,生物质能源在给人们提供生产原料与能量的同时实现了环境友好的目标,能够在很大程度上缓解人们对石化资源的依赖。
2 生物质能源技术开发的进展
2.1 生物液体燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液体燃料。当前采用液体催化剂的化学酯交换法是生产生物柴油的关键技术,利用对原料油当中水分、游离酸的严格脱除来防止催化剂失活。液体酸催化方法虽然能够避免水分、游离酸对产率的影响,但设备易被酸腐蚀、甲醇与丙三醇难以分离,且环境友好性较差。燃料乙醇的生产目前还在探索过程中,我国的燃料乙醇发展快,以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集团等为代表的企业都在燃料乙醇的研究上取得了较大的进展。此外,生物质快速热裂解液化等技术也是国际上的研究热点。
2.2 生物燃气
瑞典、丹麦和德国的生物燃气技术发达,已经实现了规模化、自动化与专业化,多使用高浓度粪草原料进行中温发酵,其应用逐渐延伸到车用燃气与天然气管网领域。至2008年,我国的沼气工程初步实现全面发展,厌氧挡板反应器、上流式厌氧污泥床等发酵工艺都有了示范应用。但受未热电联产和环境、温度条件影响,大多沼气工程稳定性不足且高浓度发酵等工艺应用少。
2.3 固体成型燃料
欧美地区的生物质固体成型燃料已走向规模化和产业化,瑞典、泰国等地区对固体成型燃料也给予了很高的重视。20世纪80年代,我国开始研究固体成型燃料并逐步建立了以苏州恒辉生物能源开发有限公司等企业为代表的燃料工厂。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技术的研发主要集中在含油量高且环境适应性强的微藻的选育、规模化产油光生物系统的研发以及收集微藻、提取油脂这几个方面,所面临的最大难题是油脂含量、细胞密度高的微藻细胞的培养。使用微藻对石油形成进行模拟是我国研究微藻的开端,此后微藻异养发酵技术、微藻光合发酵模型等的创新都推动了我国微藻能源的研究开发。
3 影响生物质能源产业发展的因素
3.1产业模式局限
我国的生物质能源开发利用管理模式还有待健全,原料评价体系、技术规范等还不完善。项目模式也存在缺陷,例如,小型项目配套政策的缺失使得立项复杂且操作成本较高。
3.2 生产技术滞后
我国的沼气工程大多应用的是湿发酵工艺,装备与技术水平都比较滞后,不利于沼气的高值化利用。非粮乙醇技术还存在障碍,受工艺复杂、酸浓度需求高、副产物多、设备要求高和成本高等因素制约,乙醇浓度不高、原料综合利用率低和发酵效率低、时间长等问题还有待解决。此外,五碳糖菌种的缺乏、生物酶法制备技术的落后和生物柴油使用性能低、经济性低等也是目前需要解决的难点。
3.3 资源供应不足
原料供应不足是我国生物质能源产业发展的一大瓶颈,单一的原料来源制约了沼气工程规模化发展,非粮原料供应的间断不利于其全年均衡生产,陈化粮等原料的缺乏影响了乙醇燃料工业发展进程,生物柴油技术也面临着原料不足的状况。
4 对策与建议
4.1 创新生物能源技术
生物质能源是实现我国可持续发展是重要能源保障,必须借助自主知识产权核心技术的创新来保证生物质能源产业化的持久。各级政府需积极推广国产化计数,通过补助力度的加大来调动各单位研发应用自主技术的积极性,可通过专项资金的设立来支持生物质能技术创新,逐步形成分散式的产业体系。
4.2 合理利用边际土地
针对原料不足这一瓶颈,应当充分利用边际土地来发展非粮生物质能,逐步建设以能源草、甘薯、木薯等作为原料的生物质液体与气体燃料生产基地。
4.3 加强国家政策支持
生物质能源的开发利用对于我国资源、能源供应都具有重要意义,必须将其纳入安全战略的考虑范畴并给予相应的政策支持。国家可结合生物质能源发展需求完善相关激励体系,推行纳入能源生产社会成本、环境成本的全成本定价方案,科学制定产品价格补贴、液体燃料消费鼓励和液体燃料强制收购等方面的政策,给生物质能源发展提供强有力的体系支撑。
参考文献
关键词:生物质 能源
一、福建生物质能源发展现状
福建地处亚热带,生物质资源非常丰富。目前可作为能源利用的生物质主要有林业生物质、木质油料植物、农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品以及能源作物。在林业生物质方面,福建现有植物种类达5000种以上,其中用材树种有400余种,为全国6大林区之一。福建省生物质能资源丰富,开发利用具有一定基础,生物质能的利用方式目前主要集中在以下几个方面:
1.沼气。
福建省从20世纪80年代就开始发展沼气,沼气的发展近年来越来越受重视,农村户用沼气建设工程被列入2006年省委省政府为民办实事项目。“十五”以来,在农业部沼气建设项目的带动下,以“一池三改”为基本建设单元,“猪-沼-果”等生态农业模式得到积极推广。沼气建设从70年代能源需求型阶段转化为目前的生态需求型阶段。沼气技术不断成熟,“常规水压型”、“曲流布料型”、“强回流型”、“旋流布料型”等池型不断推广;“一池三改”(改厕、改圈、改厨)功能效应不断扩展,以沼气为纽带、“畜-沼-果”、“猪-沼-渔”、 “畜-沼-菜”、“庭院生态经济综合利用”、“农业废弃物综合处理及资源化利用”等生态农业模式不断创新;沼气配套管理与服务得到不断完善,从省到地市、县、乡、村都建立了沼气管理和推广机构以及服务站。
2.生物燃料乙醇
目前国家发改委批准的燃料乙醇试点项目全部集中在东北和华北地区,东南沿海还没有一家企业获准,福建目前也无燃料乙醇生产企业。“十一五”期间,国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产,定向流通,市场开放,公平竞争”相关政策。总体思路是积极培育石油替代市场,促进产业发展;根据市场发育情况,扩大发展规模;确定合理布局,严格市场准入;依托主导力量,提高发展质量;稳定政策支持,加强市场监管。“十一五”期间将是我国燃料乙醇发展的重要时期,据预测,“十一五”末国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上。因此,福建省应抓住这个机遇,认真分析论证,尽早立项引进生产线,力争使福建省燃料乙醇项目走在我国东南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生产发展较早,主要是民营企业生产,目前已形成产业化发展。福建生物柴油三代技术都有不同程度的发展。目前第一代技术是以动植物废油脂为原料加工提炼成生物柴油。现已建成具有相当技术装备水平规模的生物柴油企业11家(其中5万t级生产能力3家、2万t级3家、1万t级6家),境外上市3家,形成年生产能力35万t左右。第二代技术以木本油料林的油脂为原料加工提炼成生物柴油。在有关部门大力支持下,多家民营、外资企业与科研机构合作,小规模建立示范基地,繁育栽培优良树种,探索经济模式,取得了可喜的成果;第三代技术是以海洋藻类和纤维素为原料制取生物柴油,在福建师大、厦门大学开展试验,也取得了阶段性的研究成果。
由于我国一直没有自己的生物柴油标准,造成民营企业生产的生物柴油无法进入官方销售渠道,生物柴油的质量处于混乱状态。虽然卓越企业起步早,发展较快,2006年在伦敦成功上市,但是缺乏共同承认的产品标准,生物柴油没有通过官方系统销售到中石油、中石化的销售网络中,一定程度上限制了生物柴油的发展。2007年1月国家标准化管理委员会颁布了首个生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》,这意味着不久我省生物柴油将进入产业化大发展阶段。
4.生物质发电
福建省生物质发电近年发展较快。我国首个鸡粪发电厂――亚洲最大的鸡粪发电厂,2007年在福建省光泽县正式动工建设,该项目由福建圣农公司和武汉凯迪发电控制公司共同投资,总投资4.8亿元,分两期进行:首期建设两台汽轮发电机组和循环硫化床锅炉,投资2.8亿元,年处理鸡粪30万t以上,于2008年10月建成发电,年发电量达1.68亿kwh。该厂利用鸡粪与谷壳混合物为原料,通过直接燃烧发电,整个项目建成后,可以满足1.2亿羽肉鸡产生废弃物的资源化处理需求,并为当地农民提供更多就业岗位。
垃圾焚烧发电方面,福建表现也较为突出。垃圾焚烧发电是利用焚烧垃圾的余热发电,可减少排放垃圾体积85%~95%,避免土地资源浪费,垃圾焚烧产生烟气中的有害气体经处理达标后排放,可避免垃圾填埋而产生的二次污染,从而达到城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化。福建省是全国第一个对垃圾焚烧发电设施进行规划的省份。自《福建省城市生活垃圾焚烧发电设施建设规划》,2007~2010年已建设(包括扩建)20座垃圾焚烧发电厂,总规模为17400 t/d,近期内形成规模为13300t/d;2010年全省城市(含县城)垃圾无害化处理率达到60%以上、设市城市垃圾无害化处理率达95%以上的目标。其中,焚烧发电处理量占全省生活垃圾无害化处理总量的78.9%。规划顺利实施后,福建省城市垃圾无害化处理水平将处于全国先进行列,福州、厦门、泉州三大中心城市的垃圾无害化处理水平在全国同类城市中也将处于前列。
二、生物质能源发展趋势
中国良好的宏观环境与能源政策逐渐形成,为生物质能产业提供了机会。2006 起开始正式实施《可再生能源法》。此后又相继颁布了《可再生能源发展专项资金管理办法》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》、《全国农村沼气建设规划》、《全国生物质能产业发展规划》、《节能减排综合性工作方案》、《可再生能源电价补贴和配额交易方案》等一系列的政策措施。这为生物质能的开发利用提供了良好的宏观环境,通过建立这一系列有效的机制来推进生物质能又好又快的发展。
现代生物质能发展的方向是高效清洁利用,将生物质能转化为优质能源,包括电力、燃气和液体燃料等。预计到2015年,我国生物质发电装机容量达到720万千瓦,生物质液体燃料达到700万吨,沼气年利用量达到240亿立方米,生物质固体燃料达到120万吨。2010年11月,国家质检总局、国家标准委了生物柴油调和燃料(B5)标准名列,2010年12月26日,国家税务总局宣布对利用废弃的动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税。这表明,未来针对生物质产业的政策和标准将陆续出台,相关产业政策缺失的问题将在“十二五”得以解决。
以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表的第二代生物燃料已成为许多国家开发生物燃料时的新宠。与第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的优势。首先,汽车发动机不需要改造就可以直接使用掺入了生物乙醇的汽油或柴油;其次,生产第二代生物乙醇的催化酶技术近两年成本快速下降,大规模工业生产的可行性非常强;第三,秸秆等纤维素类农业废弃物大量存在,比如中国每年农业大约产生7亿吨秸秆,供给非常充足。而且从长期来看,农业生产废弃物还可以用来生产生物高分子新材料。对于第二代生物燃料的关键技术是催化酶技术,酶是一种生物催化剂,可使生物化学反应在温和的环境下进行得更加迅速、效率更高。新型酶制剂能将植物中的纤维素分解成可发酵糖,并进一步转化为乙醇。就在几年前,该技术的成本还比较高,这两年来,随着生物技术的不断创新,其成本已经下降数倍,从而使第二代生物燃料越来越具有竞争力。
福建省提出至2015年全省生物质发电装机容量达40万千瓦。生物质能发展最有前景的就是垃圾发电和农林能源作物的利用。城市生活垃圾焚烧发电厂中远期规划:扩建9座焚烧发电厂,新增建设规模为4100?t/d。建设投资为12.7亿元。
三、福建生物质能产业发展中存在的问题
1. 对开发生物质能源战略意义的认识不足。福建省拥有适合发展的生物质能源产业,特别是生物液体燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有较成熟的技术和资源,但开发生物质能源对可持续发展的重要意义尚未引起全社会的重视。因为生物质能源在能源领域里所占的比重较小,有些人认为生物能源成本较高,近期替代常规能源的潜力有限,无足轻重,因此从政策支持、资金扶持、加快发展、检查落实上都未引起足够重视。
2. 福建省对生物质能源产业的投入较少。因为对生物质能源的认识不足,所以在生物质能源产业方面投入太少。生物质能源建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划,没有为生物质能源建设项目建立如常规能源建设项目同等待遇的固定资金渠道。
3. 缺乏完整的激励政策。生物质能源产业在发展初期是弱势产业,投资高、技术含量高。在发展初期,政府支持和引导十分重要。政府应当把开发可再生能源技术作为一项减少常规能源消费量和改善环境的措施加以扶持,并采取税收、补助、低息贷款和信贷担保、建立风险基金、加速折旧、帮助开拓市场等一系列激励政策.以扶持生物质能源产业的发展。
4. 尚未建立有效的技术支撑体系。作为一个新兴产业,目前福建省的大部分相关企业生产规模偏小,集约化程度低,原料来源困难,产品质量不稳定,生产成本高。在不考虑常规能源对生态、环境造成负面影响的情况下,目前一部分生物质能源产品的成本较高,难以适应市场竞争的要求。另外,省内高校和研究机构缺乏这方面专门人才的培养体系,企业缺乏熟悉生产流程和工艺的技术人员和管理人员。
四、福建生物质能产业发展思路
福建省拥有发展生物质能源的优势和特色,在未来发展福建生物质能源的研发和产业化方面,应重视以下五点:
1. 加强生物质能源产业化技术的研发,发展具有福建特色的生物质能源产业。福建可设立一个生物质能源发展专项基金,重点资助生物质转化为能源的关键技术。比如,生物质预处理,水解,催化热解,气化和合成气催化转化等。还要依托省内的一些主要高校和研究所,比如厦门大学、福州大学和福建农林大学等进行生物质产业化技术的联合攻关。注重自主创新、集成创新、技术开发和技术引进消化吸收在创新相结合。重点支持能源作物的品种选育、高效生产燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生产技术,促进重点技术与产业的新突破。促进产学研的联合,重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作的示范工程,重点投资应用型或具有较大产业化潜力的研究项目。
2. 加强林业生物质能源产业发展。目前,福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的优势。福建省多山的地理条件似乎更适合于发展林业生物质,可以重点在以上领域多投入,以扩大成果,强化优势。建议在品种选育、科研投入、企业培育、基地建设、技术开发等几个重要环节,进行全面的规划布局,投入相应的人力物力,以尽快形成林业生物质能源产业。
3. 解决好投入机制问题。生物质能源产业是个新兴产业,技术和工艺的成熟需要一个过程,雏形期经营成本相对较高,需要较大投入。因此,要注意解决投入机制问题。政府应充分利用政策资源,依靠市场机制,培育企业主体,营造投资渠道,鼓励并支持民营资本进入生物质能源产业领域。充分利用市场机制。发挥国家投资引导作用,鼓励企业和社会投资,培育具有较强自主创新、技术开发能力和市场竞争力的生物能源企业。
4. 积极建设一批沼气发电厂、垃圾焚烧发电厂、农林生物质发电厂等。充分利用荒山、盐碱地积极规划能源植物的规模化种植,扩大生物质液体燃料的原料来源,发展非粮食生物质液体燃料规模化加工业;支持以餐饮业废油、油榨厂油渣、油料作物为原料的生物柴油规模化生产,开发替代油源制造生物柴油新技术;鼓励研发新型催化剂及高效生物转化酶,提高生物质液体燃料制备转化率。
参考资料:
[1]刘叶志:福建新能源产业布局的战略构想《发展研究》2010年12
[2]林孟涛:加快发展福建省新能源产业的对策研究《东南学术》2012 年第3 期
[3]刘运权 王夺 :福建生物质能源产业的发展思路与对策《能源与环境》2011年4期
[4]官巧燕:福建生物质能利用与城市可持续发展《绿色中国》2011年1月5日
关键词:黑龙江省;农村能源利用;生物质能发展;
随着经济社会的飞速发展及科学技术的进步和发展,我国的能源利用率也在显著的提高,人们对于能源的需求也越来越大,多种多样的能源形势满足了人日益增长的能源需求。我国黑龙江省是能源消耗大省,黑龙江省的能源利用形势以及生物质能的发展情况是我们日益关注的焦点。
1 黑龙江省能源利用及生物质能发展情况
农村能源可分为可再生能源和不可再生能源两种。可再生能源包括秸秆、薪柴、沼气和电力;不可再生能源包括煤炭、成品油、液化石油气、天然气、煤气和焦炭。需要说明的是,农村电力包括火电和水电,可再生能源的比例比实际要高一些。
总体上看,黑龙江省农村能源利用总量是逐渐增加的,但增加的幅度在变小。 1991~1995 年为2051.10 万 t 标准煤 ,2001~2004 年为 2095.55 万 t标准煤,增加了 44.45 万 t 标准煤,增长 2.17%。从分阶段来看,1996~2000 年与 1991~1995 年相比,增长量为 26.75 万 t 标准煤, 增长 1.30%;2001~2004 年与 1996~2000 年相比,增长量为 17.70 万 t 标准煤,增长 0.85%。
与 1998 年相比,生活能源中,不可再生能源与可再生能源利用量都在增加,不可再生能源增长率为 49.44%;可再生能源增长率为 25.35%。农村生活越来越依靠不可再生能源,也就是说这种能源利用方式是一种不可持续的方式。据判断,农村生活能源利用也会随着农村居民收入水平的提高,呈现出一个倒 U 型曲线特征。农民收入较低阶段,较多地依靠农作物秸秆、薪柴等作为生活能源;随着收入的提高,生活能源逐渐转向煤炭、液化气、煤气等不可再生能源;当收入水平达到一定程度之后,农村生活能源可能更多的采取沼气、电力等可再生能源。
影响农村生活用能的因素主要包括三类: 一是农村万元收入耗能,二是农村农民生活现金支出,三是乡村总人口。一般来说,农村生活能源消耗量与农村万元收入耗能、农村农民生活现金支出、乡村总人口正向变化,即农农村万元收入耗能、农村农民生活现金支出、乡村总人口越多,农村生活用能就越多。
2 黑龙江省农村能源利用及生物质能发展存在的问题
2.1黑龙江省农村能源利用率不高
黑龙江省农村能源利用率虽然近年来有一些提高,但是总体数据与发达国家,甚至是别的科技发展水平高的省份相比还是存在着较大的差距,传统的能源消耗方式并没有被新型的环保的能源消耗方式所取代,生物质能的发展也是出于基础水平,黑龙江省还停留在高消耗资源来提供能源的基础上。一些厂家打着生物质能技术的口号,却没有真正进行环保的能源的利用,生物质能并没有得到充分的利用。
2.2黑龙江省农村能源利出现能源浪费现象
黑龙江省农村对于能源的利用并不科学合理,存在较重的能源浪费现象,能源的回收利用更加是有待提高的。甚至很多地方根本没有能源回收利用的设备。人们也没有环保和节约能源的意识。这对于我国的资源的节约型利用是有百害而无一利的,也是我国实现可持续发展战略的重大阻碍。
2.3黑龙江省农村能源利用及生物质能发展的技术体系不完善
我国的能源技术体系一直是关乎我国黑龙江省农村能源利用及生物质能发展的重中之重,科学技术是第一生产力,是解决现在存在问题的关键。由于黑龙江省低温寒冷时间长达半年之久,广大农民生产生活能耗高、能源需求量大。我国黑龙江省农村现有的能源利用及生物质能发展技术手段无法满足这么大的能源需求,这也就限制了我国黑龙江省农村能源利用及生物质能发展。
3 黑龙江省农村能源利用及生物质能发展的建议
3.1政府鼓励支持我国农村能源利用及生物质能发展技术的研发
技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决农村能源利用及生物质能发展出现的难点和问题,必须革新农村能源利用技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的农村能源利用技术。
3.2建立健全我国石油化工行业的规章制度
我国的农村能源利用及生物质能发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国农村能源利用及生物质能发展出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。
(一)燃料乙醇
燃料乙醇实现工业化生产始于巴西。巴西已经成为燃料乙醇生产能力最大和出口量最大的国家。巴西燃料乙醇是利用甘蔗制取的,2006年乙醇总产量177亿升,其中燃料乙醇占76%。2012年乙醇总产量将达到360亿升。目前巴西已经没有纯汽油的燃料,加油站只供应E20-25乙醇汽油(含20-25%乙醇)和100%乙醇两种燃料。2003年巴西开始使用灵活燃料车,可以灵活切换使用两种燃料,截止2006年底灵活燃料车销售总量已超过200万辆,2007年以来,销售的新车中超过90%都是灵活燃料车。
(二)生物柴油
巴西立法规定2008年开始在柴油中必须添加2%的生物柴油,2010年将提高到5%。2007年生物柴油生产能力将达到8-9亿升。巴西柴油年消费量为400亿升,进口量占总消费量的5%,如果实现生物柴油发展目标就意味着不再需要进口柴油。阿根廷目前普通柴油全部进口,2008年将颁布法规在全国推广使用生物柴油。预计2009年生产量将达到30-35万吨,出口量将达到10万吨,届时阿根廷将成为生物柴油生产和出口大国。
二、燃料乙醇产业对巴西能源、环境的影响
巴西2006年实现了汽车燃料自给自足,这依赖于甘蔗乙醇产业的巨大贡献。2006年消耗的燃料乙醇占汽车消耗总燃料的40%。乙醇生产中产生的蔗渣被燃烧利用而由此提供的能量已经成为不可忽视的动力来源。目前巴西乙醇生产企业已普遍利用蔗渣作为电力和热力来源,并实现了动力自给自足,不需在生产中使用任何化石燃料,不仅如此,剩余的电力还销售给电力公司。蔗渣提供的电力占全国电力总消耗量的3%,使用蔗渣提供的动力相当于2020万吨石油,乙醇产业(乙醇+蔗渣)替代了42万吨石油当量,日,直接用于工业生产和运输行业。
环保问题已成为人类日益高度重视和关注的问题。巴西圣保罗州环境署的测试数据表明,使用乙醇汽油不会增加NOx(氮氧)气体排放。在使用E10乙醇汽油(含10%乙醇)时,NOx气体排放量平均增加1%,这个增量不仅低的可以忽略不计,而且还低于在很多国家被公认比较清洁的汽车燃料,比如使用天然气和柴油发动机的汽车。根据美国阿贡国家实验室的权威性数据,E85乙醇汽油(含85%乙醇)与全汽油比较,NOx、VOC、CO、CO2、SO2分别减排10%、15%、25%、18%、75%;E25乙醇汽油(含25%乙醇)与全汽油比较,NOx、VOC、CO、CO2、SO2分别减排3%、4%、7%、6%、22%。由此可见乙醇混配比例越高,减排效果越明显。巴西圣保罗人口有1400万,是世界人口最多的十大城市之一,汽车保有量为500多万辆,但城市空气质量明显好于北京,由此可以看出,燃料乙醇对改善城市空气质量、减少环境污染、实现节能减排发挥了重要作用。
三、两国政府采取的扶持政策
一是出台全国推广使用的强制性法规(生物燃料法令),并制定发展生物燃料的发展规划和产品标准。巴西规定从2008年开始柴油中必须添加2%的生物柴油。到2010年提高到5%。阿根廷颁布法规从2008年开始柴油中混配5%的生物柴油,到2010年混配比将达到50%。二是向业界企业提供优惠专项贷款。阿根廷规定用于发展生物柴油产业的研发、购买设备和工厂建设等方面的贷款利息仅为正常贷款利息的50%。三是设立专项基金。阿根廷设立的专项基金无偿用于研发企业补贴技术研发费用,补贴额度可达到企业开办费的50%;同时还支持国立科研机构的科研课题。四是实行优惠税收政策。阿根廷政府对生物柴油生产企业和加油站的盈利税(3%)、增值税(21%)、燃油税(5%)全部免收。巴西政府为鼓励发展地区农业经济,为生物柴油提供原料保障,根据原料和地理位置的不同,制订了不同的税收优惠政策。五是实行优惠的市场销售价格。巴西为鼓励使用高混配比的乙醇汽油,制定了优惠的促销价格,加油站出售的100%乙醇灵活燃料的价格比E20-25乙醇汽油的价格低44%。六是鼓励发展灵活燃料汽车。巴西规定购买灵活燃料汽车可以减税,用来冲减灵活燃料汽车需要添加用于识别乙醇和汽油配比装置而增加的成本。
四、启示与建议
我国正处在产业结构优化升级、发展循环经济、实现资源综合利用和节能减排的关键时期,有必要借鉴南美国家燃料乙醇和生物柴油产业发展的经验。加快我国非粮生物质燃料产业的发展。结合目前我国燃料乙醇和生物柴油产业发展的实际状况。现提出建议如下:
(一)加大力度支持生物质燃料产业发展
目前,巴西的燃料乙醇已替代了40%的汽油消费量,并将达到60%。而我国石油年消耗量已高达3.2亿吨,每年进口原油的比重已达42%。随着化石能源使用环境问题的日益严重和资源的逐渐枯竭,出于国家经济安全和能源替展战略及环境保护的考虑,我国应该从战略的高度,未雨绸缪,积极支持生物质燃料的发展。在全球生物能源蓬勃发展的形势下。加大生物质资源的开发利用。利用我国各地丰富的原料资源大力发展燃料乙醇和生物柴油产业,对缓解我国能源紧张矛盾和日益紧缺的燃料问题,减轻环境污染,实现可持续发展战略等具有十分重要的战略意义。
(二)2008年奥运会前在北京推广使用燃料乙醇
生物燃料乙醇不仅是可再生能源,同时还可以有效降低温室气体及污染物排放,这对于减少大城市的尾气污染,降低地球温室效应,保护环境,实现可持续发展具有重要意义。根据巴西等国已有测试数据表明,乙醇混配比例越大,减排效果越明显,环境效益越显著。巴西等一些非常重视环保的国家已经充分认识到这一点,正在推广使用高混配比乃至100%乙醇的灵活燃料,以改善城市空气质量。为此,我国也要大力宣传燃料乙醇对改善城市空气环境、减少环境污染的重要作用。鉴于我国目前大中城市的空气污染状况和全国节能减排的艰巨任务,建议在京津沪等大城市中,特别是要举办2008年奥运会的北京市,应借鉴率先使用乙醇汽油的9个省取得的经验,全面推广使用乙醇汽油(E10),以减少汽车尾气主要污染物排放,改善城市空气环境质量和首都形象。
(三)实施原料多元化战略,重点鼓励发展纤维素乙醇
巴西、阿根廷两国发展生物燃料乙醇和生物柴油均采取了因地制宜。原料多元化的方针。由于我国人口众多,人均可耕地很少,可供开发的适耕未耕地很有限,并且各地区土壤和气候差异大,所以必须坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则,以非粮原料为主,因地制宜,实行原料多元化发展战略。目前,我国各地有大量的农作物秸秆等纤维素资源没有得到有效开发利用。如利用其生产燃料乙醇,不仅实现废物资源综合利用,大幅度提高农业生产的附加值。有效增加农民收入,还可以降低燃料乙醇的生产成本,缓解用玉米生产带来的粮食安全问题。国内有关纤维素乙醇的研发和生产已处于世界领先水平,可以期待在较短时间内实现工业化生产。为此,建议国家制定一些优惠政策和扶持措施,重点鼓励发展纤维素乙醇,建设一批示范工程项目,以加快推动全国纤维素乙醇产业的发展。
为了减少能源的对外依赖、提高能源供应安全,欧盟对可再生能源非常重视。明确规定,到2010年,可再生能源要占到能源总消费量的12%、可再生能源发电要占到全部电力消费的23%。因此,欧洲国家都把生物质能作为优先发展的可再生能源予以高度重视。欧洲国家生物质能利用技术成熟,政策落实,生物质能开发利用已成为重要的新兴产业,对保障能源安全等发挥着重要的作用。
各国生物质能应用情况
目前,在欧盟各国支持可再生能源发展的政策推动下,生物质能在能源中比例迅速提高,特别是生物质颗粒成型技术和直燃发电技术应用已非常广泛。目前,仅瑞典就有生物质颗粒加工110多家,单个企业的年生产能力达到了20多万吨。生物质固体颗粒除通过专门运输工具定点供应发电和供热企业外,还通过袋装的方式在市场上销售,成为许多家庭首选生活用燃料。此外,利用农作物秸秆和森林废弃物进行直接燃发电也是目前生物质能利用最成熟的技术。以生物质为燃料的小型热电联产已成为瑞典重要发电和供热方式。如瑞典2002年的能源消费量为7300万吨标准煤,其中可再生能源为2100万吨标准煤,约占能源消费量的28%,而在可再生能源消费中,生物质能占Y55%,主要作为区域供热燃料。如1980年,瑞典区域供热的能源消费90%是油品,而现在主要是依靠生物质燃料。
丹麦在生物质直燃发电方面成绩显著。丹麦的BWE公司率先研究开发了秸秆生物燃烧发电技术,迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在BWE公司技术的支持下'1988年丹麦建设了第一座秸秆生物质发电厂,从此生物质燃烧发电技术在丹麦得到了广泛应用。目前,丹麦已建立了130家秸秆发电
吕承友使生物质成为了丹麦重要的能源。2002年。丹麦能源消费量约280071吨标煤,其中可再生能源为3507i吨标准煤,占能源消费的12%。在可再生能源中生物质所占比例为81%。近10年来,丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料,同时,还将过去许多燃煤供热厂改为了燃烧生物质的热电联产项目。
德国和意大利对生物质固体颗粒技术和直燃发电也非常重视,在生物质热电联产应用方面也很普遍。如德国2002年能源消费总量约5亿吨标准煤,其中可再生能源15007/吨标准煤,约占能源消费总量的3%。意大利2002年能源消费总量约为2.5亿吨标准煤,其中可再生能源约1300万吨标准煤,占能源消费总量的5%。在可再生能源消费中生物质能占24%,主要是固体废弃物发电和生物液体燃料。
生物质能利用的第二大领域是利用生物质制取液体或气体燃料代替汽油或柴油。目前,利用粮食产品或油料作物,如大麦或油菜籽生产燃料乙醇或生物柴油的技术已经成熟,在欧洲已比较广泛的代替汽油或柴油使用,面临的问题主要是原料的供应。欧洲地区森林覆盖率高,林木质资源十分丰富,因此,欧洲国家正在开发利用林木质制取燃料乙醇的技术。瑞典的MTBE公司已在10立方米的发酵罐中进行木屑生产乙醇的中间试验,生产的乙醇已以5%~10%的比例添加到当地的汽车用油中;德国的CHOREN公司开发的生物质加压气化合成柴油技术,已完成年产200吨的小型试验,正在建设年产15000吨的中型示范装置。此外,瑞典PURAC公司还将利用动物加工副产品、动物粪便和食物废弃物等生产的沼气净化后,经压缩送到城市加油站供天然气汽车使用。德国还开发了小型沼气燃气发电技术,大大提高了沼气的应用水平,沼气发电站数量成倍增加。
欧盟竞相推出政策 扶持生物质能发展
发达国家把生物质能作为重要的能源予以重视。由于生物质能的可再生性,欧盟把利用生物质能作为可再生能源发展的优先领域。
具体发展目标
欧盟国家能源消费水平比较高。为了减少能源的对外依赖,保证能源安全供应,欧盟对可再生能源的发展高度重视。从1997年开始,欧盟多项政策,提升生物质能的发展目标。1997年了《欧盟战略和行动白皮书》,提出到2010年生物质能的利用量要达到2亿吨标煤。
2001年,了《促进可再生能源电力生产指导政策》,要求到2010年欧盟电力总消费的22%来自可再生能源,并规定出了各成员国要达到的目标,如德国为12.5%、丹麦为29%、瑞典为60%、意大利为25%。2003年,欧盟又了《欧盟交通部门替代汽车燃料使用指导政策》,要求生物液体燃料,包括生物柴油和乙醇,在汽车燃料消费中的比例要达到:2005年为2%,2010年为5.57%,2015年为8%。
具体鼓励政策
由于生物质能的成本比较高,没有强有力的政策支持是难以发展的。除欧盟提出了明确的可再生能源发展目标外,各成员国也结合各国的实际提出了各自的目标和要求,并采取了积极和务实的政策和措施,包括高价收购、投资补贴、减免税费和配额制度等。
高价收购:高价收购是欧盟国家促进可再生能源发展的共同做法,也是最有效的措施,称为“购电法”,就是根据各种可再生能源的技术特点,制定合理的可再生能源上网电价,通过立法的方式要求电网企业按确定的电价全额收购。如瑞典,1997年开始实行固定电价制度,对生物质发电采取市场价格加每千瓦时0.9欧分的补贴;丹麦生物质发电的上网电价为每千瓦时4.1欧分,并给予10年保证期,另外,在全国建立起绿色电力交易市场之前,政府再给予每千瓦时1.3欧分的补贴,将来由绿色证书来替代这一部分,所以实际上的生物质能上网电价是每千瓦时5.4欧分。
投资补贴:投资补贴是欧盟国家促进生物质能开发和利用的重要措施。如瑞典从1975年开始。每年从政府预算中支出3600万欧元,支持生物质燃烧和转换技术,主要是技术研发和商业化前期技术的示范项目补贴。从1997到2002年,对生物质能热电联产项目提供25%的投资补贴,5年总计补贴了486万欧元。另外,从2004~2006年,瑞典政府对户用生物质能采暖系统(使用生物质颗粒燃料),每户提供1350欧元的补贴;丹麦从1981年起,制定了每年给予生物质能生产企业400万欧元的投资补贴计划,这一计划使目前丹麦生物质能发电的上网电价相当于每千瓦时8欧分。
减免税费:减免税费也是欧盟国家促进可再生能源发展的重要措施。欧盟国家对能源消费征收较高的税费,税的种类也比较多,有能源税、二氧化碳税和二氧化硫税,特别是对石油产品消费的征税
额非常高,占到汽油和柴油价格的三分之二。欧盟各国都对可再生能源的利用免征各类能源税。如瑞典是能源税赋比较重的国家,税种包括燃料税、能源税、二氧化碳税、二氧化硫税等。如果全部免征所有能源税收,相当提供每千瓦时2欧元优惠电价,因此,瑞典主要依据税收政策促进生物能的开发利用,即对生物质能开发项目免征所有种类能源税。
欧盟国家对于生物质液体燃料的支持,最重要的政策措施就是免征燃料税。目前,欧盟国家的汽油价格约为每升1欧元,其中三分之二为燃料税,而对于使用生物燃料乙醇的免征燃料税。虽然目前在欧洲乙醇燃料比汽油成本要高近一倍,但通过这种税收政策,较好地促进了生物液体燃料的发展。
配额制度:配额制度是随着电力市场化改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度,主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有―定比例的电量来自可再生能源发电,并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。所谓“绿色电力证书”,就是可再生能源发电商在向电力市场卖电的同时,还能得到一个销售绿色电力的证明,即“绿色电力证书”;所谓“绿色电力证书交易制度”,就是要建立“绿色电力证书”自由买卖的制度。电力生产商或电力供应商如果自己没有可再生能源发电量,可以通过购买其他可再生能源企业的“绿色电力证书”来实现,同时,可再生能源发电企业通过卖出“绿色电力证书”可以得到额外的收益,这样,就会促进可再生能源发电的发展。
高度重视生物质能技术研发
在生物质能源技术研发方面,欧盟各国都非常重视。不仅欧盟建立了联合研究中心,每个国家都设有国家级生物质技术研发机构,全面系统地对生物质原料生产、转化技术、产品市场进行研究和推广。在生物质能源产品市场方面,欧盟强化了对生物能源产品标准化的研究,从固体颗粒燃料到生物柴油和燃料乙醇都有严格的质量标准;已建立起较完善的生物质能源产品市场服务体系,有力地促进了生物质能源的推广使用。
我国如何开发生物质能
我国生物质能资源非常丰富,具有开发利用的良好条件。在我国石油、天然气等化石能源资源十分短缺的情况下,开发利用生物质能,对于维护我国能源安全、优化能源结构、促进农村和农业发展、实现可持续发展具有十分重要的意义。为了加快我国生物质能的开发利用,借鉴欧洲国家生物质能开发利用的经验,结合我国经济和社会发展的实际,现提出促进我国生物质能开发利用的建议如下:
制定明确的生物质能开发利用目标
从战略的高度、用长远的眼光看待生物质能源。切实提高对开发利用生物质能重要性的认识,制定明确的生物质能开发利用目标和具体要求。根据我们正在研究制订的可再生能源规划思路,提出到2020年生物质能利用的目标为:生物质发电总装机容量20000万千瓦,生物固体颗粒燃料5000万吨,生物质液体燃料1000万吨。
加强生物质能利用技术的试点和示范工作
生物质能利用技术种类很多,技术的成熟程度也不一样。当前,需要结合我国实际,区分不同情况进行推进。
着手建立颗粒成型及颗粒燃烧试点和示范项目。目前,生物质固体颗粒成型技术是成熟的,燃烧生物质颗粒的锅炉技术也是成熟的,面临的问题主是要缺少市场需求,这需要通过政府来培育这个市场。因此,建议选择几个地区,将燃煤锅炉改造为燃烧生物质颗粒的锅炉,并同时设立几个生物质颗粒加工厂,通过签订合同的方式,为生物质颗粒燃料锅炉提供颗粒燃料。
加快推进我国自主生物质颗粒冷成型技术的应用。清华大学通过多年研究.利用生物质的纤维特性研制成了生物质颗粒冷成型技术,不仅成型过程不需要加热,能耗显著降低,而且设备也非常简单,既可以用于工厂的工业化生产,也可用于农村分散和移动生产。如果这种设备能够在农村广泛推广使农村多余的秸秆和林业等废弃物全部转化为生物质固体颗粒,首先用于农民基本生活能源需要,多余的卖给城市或工业锅炉替代燃煤,将会大大增加能源供应能力,也会显著增加农民收入。今后,农民不仅是粮食的生产者,而且也是能源的生产者,使生物质燃料生产成为农村的重要产业,从而促进农村经济和社会的持续发展。因此,建议选择一些地区进行试点和示范,目前,湖南、甘肃等省已做了一些前期准备工作,建议国家给予适当资金支持,促进其尽快见效。
积极支持生物质直燃发电技术发展。生物质直接燃烧发电技术成熟,在欧洲使用的已很普遍,我们面临问题主要是生物质的收集和管理体系。在生物质发电设备研究方面予以大力支持,同时对生物质发电项目也给予必要的资金支持和明确的政策支持。
开展生物质液体燃料试点和示范工作。利用能源作物制取液体燃料的技术在世界上已有许多实践和成功的例子。目前,巴西利用甘蔗、泰国利用木薯、欧洲利用油菜籽等制取液体燃料代替车用燃料已相当成功。建议同时开展以能源作物,如种植甘蔗、甜高粱、木薯和麻疯树等,生产生物液体燃料的试点和示范工作,以逐步解决我国的石油替代问题。
制定明确的政策措施,支持生物质能开发利用
生物质能开发利用在增加能源供应、保护环境的同时,将直接带动农村经济的发展,是解决“三农”问题的有效措施。因此,建议从国家能源发展战略和解决“三农”问题的高度出发,制定明确的促进生物质能开发以利用的政策和措施,目前应重点在设备制造和生物质能利用市场开拓方面予以大力支持。总体来看,生物质能利用技术和设备,如固体颗粒成型技术和设备、生物质燃烧锅炉技术和设备,都已基本成熟,需要在政府支持下推广使用,特别是生物质固体颗粒的推广应用,必须由政府在适当的资金支持的基础上,通过必要的行政手段进行推广,然后才能逐步走向市场。对于生物质发电的支持重点在上网电价方面,建议对于生物质发电上网电价的确定,既要考虑对环境的友好性,也要考虑对农村经济发展和农民增收的作用,不能简单与化石燃料发电成本进行比较。生物质发电的燃料主要由农民供给,给生物质发电一个合理的上网电价政策,给农民一个合理的生物质收购价格,相当于国家对农村经济和农民收入的支持,也体现了“工业反哺农业、城市支持农村”的要求。这样。既可以有效增加农民收入,调动农民的生产积极性,也可以促进生物质能的开发利用,较好地解决“三农”问题,是一举多得的好事情。
此外,为了促进生物质能技术的发展,建议设立生物质能专项资金,用于支持生物质能技术的研究和开发利用。
关键词:生物质能政策措施配额制度固定电价
生物质能指利用具有能源价值的植物和有机废弃物等生物质作为原料生产出各种形式的能源。随着现代生物质能技术的不断发展,生物质能将在未来的可持续能源系统中占有重要地位。因此,世界不少国家都在大力发展生物质能。
一、国外发展生物质能的政策措施
为了促进生物质能的发展,各国结合自身实际采取了积极务实的鼓励政策,主要有配额制度、固定电价、减免税费、财政补贴、重视研发等。
1.配额制度
配额制度是随着电力市场化改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度,主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有一定比例的电量来自可再生能源发电,并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。绿色电力证书是政府为了促进发展清洁电力而颁发给生产清洁电力企业的证书,该证书还可以进入市场交易。电力生产商或电力供应商如果自己没有可再生能源发电量或达不到政府规定的配额要求,可以通过购买其他可再生能源企业的“绿色电力证书”来实现,同时,可再生能源发电企业通过卖出“绿色电力证书”可以得到额外的收益,激发出企业发展清洁电力的动力,从而促进了可再生能源发电(包括生物质能发电)的发展。目前,欧盟的许多国家都在推行可再生能源配额制度。 固定电价
固定电价就是根据各种可再生能源的技术特点,制定合理的可再生能源上网电价,通过立法的方式要求电网企业按确定的电价全额收购。按照不同的电价水平进行收购,从而保证了各种可再生能源技术都能获得比较合理的投资收益,为可再生能源的发展创造了更加优越的政策环境。对于处于成长初期的生物质能发电产业,固定电价制度无疑有利于促进其发展。欧盟通过立法方式,规定电网企业必须高价收购可再生能源发电,特别的是生物质能发电。 税收优惠
税收优惠也是各国促进生物质能发展的重要鼓励政策。从1982年至今,巴西对酒精汽车减征5%的工业产品税。2002年,美国参议院提出了包括生物柴油在内的能源减税计划,生物柴油享受与乙醇燃料同样的减税政策。德国对可再生能源实行低税率的优惠政策,如对乙醇、植物油燃料免税,对生物柴油每升仅征收9欧分的税费(而汽油则每升征收45欧分)。 财政补贴
由于生物质能产业市场尚未成熟,企业投入较大,所以需要政府强有力的扶持。对此,各国纷纷出台补贴政策以推动生物质能产业的发展。如瑞典从1975年开始,每年从政府预算中支出3600万欧元,用于生物质燃烧和转换技术研发及商业化前期技术的示范项目补贴。丹麦从1981年起,制定了每年给予生物质能生产企业400万欧元的补贴计划,这一计划使目前丹麦生物质能发电的上网电价相当于每千瓦时8欧分。意大利从1991到1995年,对生物质利用项目提供了30%~40%投资补贴。 重视研发
生物能源技术研发的巨大投入促进了各国生物质能的发展。英国环境食品和农村事务部在“生物能源作物研发项目”投资90万英镑,研究能源作物的基因改良和农村环境保护。生物能源研发的巨大投入促进了英国生物质发电和生物燃料生产的快速发展。巴西经过30多年对酒精燃料的研发和应用,培养了一大批专业高科技人才,掌握了成熟的酒精生产和提炼技术,以及酒精汽车制造技术,建立了强劲的酒精动力机械体系和完善的酒精运输、分销网络。
二、我国发展生物质能的政策措施及完善建议
我国生物质能资源非常丰富,大力发展生物质能对于建立可持续发展的能源系统,促进我国社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。我国政府运用了相关政策措施推进生物质能产业发展。但由于我国生物质能开发利用还处于起步阶段,出台的相关政策措施还不健全,与国外生物质能发展较好的国家相比,存在不够完备、落实不到位等问题。不妨借鉴国外的成功经验与先进做法,在原有政策措施框架的基础上,完善不足之处并推行新制度,从而更好地保障我国生物质能的发展。
1.配额制度
在国外推行配额制度并取得良好效果的大环境下,我国也决定引进并实施这一新的政策模式。在我国探索和实践这一政策模式的过程中不妨借鉴发达国家绿色电力配额制度的成功经验和做法,结合我国电力市场的不断完善,加快建立我国的“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”,通过合理的配额制度,扩大生物质能发电的市场空间,提升生物质发电项目的盈利能力,增强生物质能生产厂商的生产信心,从而最终达到加快生物质能发展的政策目的。应注意的是,我国推行配额制度不能一蹴而就,而必须分步骤有序进行,可以分准备、建立、完善三阶段来实施。 2.固定电价
我国在《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中规定,可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式,其中生物质发电项目上网电价实行政府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成。可见,我国已认识到固定电价制度的优势并加以运用。借鉴国外经验,我国在推行固定电价制度时,应该明确在产业发展初期要保持政策的持续性,减少电力生产商和供应商的市场风险,但绝不能完全脱离市场,应随着产业的逐渐成熟而适当调节价格额度直至最终融入市场,依靠市场机制来配置资源。 税收优惠
目前,我国制定了一些税收优惠政策,以促进生物质能产业的发展,如对生物质能技术的产品进口采用低税率;对人工沼气的增值税按13%计征等。这些政策倾斜在一定程度上推动了生物质能产业的发展,但仍有很大的提升空间,可以借鉴生物质能产业发展较好的国家的经验,在一些环节上加以改进并做出新的尝试。如可以对生物质能生产企业实行投资抵免企业所得税的鼓励政策及其他减免税支持和鼓励性税收补偿。对于科研单位和企业研制开发出来的新的技术成果及产品的转让销售所得收入,在一定时期可以给予减免营业税和所得税照顾。
4.财政补贴
我国对生物质能项目提供财政补贴。2006年6月和8月,国家财政部和环保总局分别下发了《中央环境保护专项资金项目申报指南》和《国家先进污染治理技术示范名录(第一批)》,将生物质直燃发电技术作为秸秆资源化综合利用的一种方式,纳入补贴范畴。除出台政策文件外,我国还开展了单位试点工作,较有影响的是对黑龙江华润酒精有限公司等四家试点单位生产的燃料乙醇给予财政补助。这些明文规定和试点实践让我们看到政府的努力,但基于财力有限这一现实,我国在推行财政补贴政策时应做出选择:将技术先进、意义重大的项目作为扶持主体,推进重点产业的发展。 重视研发
我国政府一直支持生物质能技术的研究开发。自“六五”开始,国家通过科技攻关计划、“863计划”、“973计划”等安排了一定数量的资金,支持生物质能技术的研究开发,有力地促进了生物质能的发展。虽然有政策上的重视和支持,但在我国在技术研发方面还是面临着诸多现实困难。其中缺乏以专业机构为依托的研究平台,成为我国生物质能研发的制约因素。我们不妨参照国外,结合自身特点,建立生物质能研究中心、专业实验室等,并以这些专业机构为载体构筑出较为完备的研究平台,为专业人员参与研发活动提供良好的软硬件环境。
参考文献:
沈顾孟迪:欧洲绿色证书交易机制及对我国的启示[j].环境保护,2007(9):70~73
汪瑞清杨国正等:中巴发展生物质能源的比较研究[j].世界农业,2007(1):19~22
朱增勇李思经:美国生物质能源开发利用的经验和启示[j].世界农业,2007(6):52~54
钱能志尹国平陈卓梅:欧洲生物质能源开发利用现状和经验[j].中外能源,2007(3):10~14
倪慎军:加强生物质能开发利用 实现经济社会持续发展——关于德国瑞典和丹麦生物质能开发和利用的考察报告[j].河南农业,2006(11):12~14
张永宁陈磊:英国发展生物能源的政策及启示[j].化学工业,2007(6):12~15
[关键词] 生物质能政策措施配额制度固定电价
生物质能指利用具有能源价值的植物和有机废弃物等生物质作为原料生产出各种形式的能源。随着现代生物质能技术的不断发展,生物质能将在未来的可持续能源系统中占有重要地位。因此,世界不少国家都在大力发展生物质能。
一、国外发展生物质能的政策措施
为了促进生物质能的发展,各国结合自身实际采取了积极务实的鼓励政策,主要有配额制度、固定电价、减免税费、财政补贴、重视研发等。
1.配额制度
配额制度是随着电力市场化改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度,主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有一定比例的电量来自可再生能源发电,并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。绿色电力证书是政府为了促进发展清洁电力而颁发给生产清洁电力企业的证书,该证书还可以进入市场交易。电力生产商或电力供应商如果自己没有可再生能源发电量或达不到政府规定的配额要求,可以通过购买其他可再生能源企业的“绿色电力证书”来实现,同时,可再生能源发电企业通过卖出“绿色电力证书”可以得到额外的收益,激发出企业发展清洁电力的动力,从而促进了可再生能源发电(包括生物质能发电)的发展。目前,欧盟的许多国家都在推行可再生能源配额制度。
2.固定电价
固定电价就是根据各种可再生能源的技术特点,制定合理的可再生能源上网电价,通过立法的方式要求电网企业按确定的电价全额收购。按照不同的电价水平进行收购,从而保证了各种可再生能源技术都能获得比较合理的投资收益,为可再生能源的发展创造了更加优越的政策环境。对于处于成长初期的生物质能发电产业,固定电价制度无疑有利于促进其发展。欧盟通过立法方式,规定电网企业必须高价收购可再生能源发电,特别的是生物质能发电。
3.税收优惠
税收优惠也是各国促进生物质能发展的重要鼓励政策。从1982年至今,巴西对酒精汽车减征5%的工业产品税。2002年,美国参议院提出了包括生物柴油在内的能源减税计划,生物柴油享受与乙醇燃料同样的减税政策。德国对可再生能源实行低税率的优惠政策,如对乙醇、植物油燃料免税,对生物柴油每升仅征收9欧分的税费(而汽油则每升征收45欧分)。
4.财政补贴
由于生物质能产业市场尚未成熟,企业投入较大,所以需要政府强有力的扶持。对此,各国纷纷出台补贴政策以推动生物质能产业的发展。如瑞典从1975年开始,每年从政府预算中支出3600万欧元,用于生物质燃烧和转换技术研发及商业化前期技术的示范项目补贴。丹麦从1981年起,制定了每年给予生物质能生产企业400万欧元的补贴计划,这一计划使目前丹麦生物质能发电的上网电价相当于每千瓦时8欧分。意大利从1991到1995年,对生物质利用项目提供了30%~40%投资补贴。
5.重视研发
生物能源技术研发的巨大投入促进了各国生物质能的发展。英国环境食品和农村事务部在“生物能源作物研发项目”投资90万英镑,研究能源作物的基因改良和农村环境保护。生物能源研发的巨大投入促进了英国生物质发电和生物燃料生产的快速发展。巴西经过30多年对酒精燃料的研发和应用,培养了一大批专业高科技人才,掌握了成熟的酒精生产和提炼技术,以及酒精汽车制造技术,建立了强劲的酒精动力机械体系和完善的酒精运输、分销网络。
二、我国发展生物质能的政策措施及完善建议
我国生物质能资源非常丰富,大力发展生物质能对于建立可持续发展的能源系统,促进我国社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。我国政府运用了相关政策措施推进生物质能产业发展。但由于我国生物质能开发利用还处于起步阶段,出台的相关政策措施还不健全,与国外生物质能发展较好的国家相比,存在不够完备、落实不到位等问题。不妨借鉴国外的成功经验与先进做法,在原有政策措施框架的基础上,完善不足之处并推行新制度,从而更好地保障我国生物质能的发展。
1.配额制度
在国外推行配额制度并取得良好效果的大环境下,我国也决定引进并实施这一新的政策模式。在我国探索和实践这一政策模式的过程中不妨借鉴发达国家绿色电力配额制度的成功经验和做法,结合我国电力市场的不断完善,加快建立我国的“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”,通过合理的配额制度,扩大生物质能发电的市场空间,提升生物质发电项目的盈利能力,增强生物质能生产厂商的生产信心,从而最终达到加快生物质能发展的政策目的。应注意的是,我国推行配额制度不能一蹴而就,而必须分步骤有序进行,可以分准备、建立、完善三阶段来实施。
2.固定电价
我国在《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中规定,可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式,其中生物质发电项目上网电价实行政府定价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成。可见,我国已认识到固定电价制度的优势并加以运用。借鉴国外经验,我国在推行固定电价制度时,应该明确在产业发展初期要保持政策的持续性,减少电力生产商和供应商的市场风险,但绝不能完全脱离市场,应随着产业的逐渐成熟而适当调节价格额度直至最终融入市场,依靠市场机制来配置资源。
3.税收优惠
目前,我国制定了一些税收优惠政策,以促进生物质能产业的发展,如对生物质能技术的产品进口采用低税率;对人工沼气的增值税按13%计征等。这些政策倾斜在一定程度上推动了生物质能产业的发展,但仍有很大的提升空间,可以借鉴生物质能产业发展较好的国家的经验,在一些环节上加以改进并做出新的尝试。如可以对生物质能生产企业实行投资抵免企业所得税的鼓励政策及其他减免税支持和鼓励性税收补偿。对于科研单位和企业研制开发出来的新的技术成果及产品的转让销售所得收入,在一定时期可以给予减免营业税和所得税照顾。
4.财政补贴
我国对生物质能项目提供财政补贴。2006年6月和8月,国家财政部和环保总局分别下发了《中央环境保护专项资金项目申报指南》和《国家先进污染治理技术示范名录(第一批)》,将生物质直燃发电技术作为秸秆资源化综合利用的一种方式,纳入补贴范畴。除出台政策文件外,我国还开展了单位试点工作,较有影响的是对黑龙江华润酒精有限公司等四家试点单位生产的燃料乙醇给予财政补助。这些明文规定和试点实践让我们看到政府的努力,但基于财力有限这一现实,我国在推行财政补贴政策时应做出选择:将技术先进、意义重大的项目作为扶持主体,推进重点产业的发展。
5.重视研发
我国政府一直支持生物质能技术的研究开发。自“六五”开始,国家通过科技攻关计划、“863计划”、“973计划”等安排了一定数量的资金,支持生物质能技术的研究开发,有力地促进了生物质能的发展。虽然有政策上的重视和支持,但在我国在技术研发方面还是面临着诸多现实困难。其中缺乏以专业机构为依托的研究平台,成为我国生物质能研发的制约因素。我们不妨参照国外,结合自身特点,建立生物质能研究中心、专业实验室等,并以这些专业机构为载体构筑出较为完备的研究平台,为专业人员参与研发活动提供良好的软硬件环境。
参考文献:
[1]沈顾孟迪:欧洲绿色证书交易机制及对我国的启示[J].环境保护,2007(9):70~73
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