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【關(guān)鍵詞】 燃料 研究現(xiàn)狀 發(fā)展前景 生物質(zhì)固體
我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國,農(nóng)村發(fā)展隨著新格局的改變,做出了政策性的調(diào)整,農(nóng)村農(nóng)作物廢棄物回收利用,依靠生物質(zhì)能得到一定經(jīng)濟(jì)效益,且緩解環(huán)境污染,減少浪費。國家重視新能源的開發(fā)和利用,在這樣的情況之下,生物質(zhì)能必然會成為重要的研發(fā)對象。
1 生物質(zhì)固體成型燃料研究現(xiàn)狀
1.1 國內(nèi)外生物質(zhì)固體成型燃料研究的現(xiàn)狀
國內(nèi)現(xiàn)狀:生物質(zhì)燃料具有它固有的特性,比如說它屬于一種可再生資源,重復(fù)利用度高,完全符合國家可再生資源的條件,在掌握好其優(yōu)勢的情況下,運用到實際中,使得資源合理利用,這是發(fā)展的趨勢所在。那么,在國內(nèi),隨處可見農(nóng)民利用生物質(zhì)能實現(xiàn)農(nóng)村收割后留下的秸稈,將其成型的批量生產(chǎn),達(dá)到實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)利益化的結(jié)果。我國在技術(shù)上存在著一些缺陷,這些缺陷導(dǎo)致在生產(chǎn)量上不能達(dá)到一定規(guī)模,還有運輸不便的問題等,這些是需要解決的,而且高新的技術(shù)是國內(nèi)需要學(xué)習(xí)和借鑒的。
國外現(xiàn)狀:在國外,生物質(zhì)能的研究和開發(fā)項目已經(jīng)趨向成熟,比如說美國、英國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家,在技術(shù)上的鉆研已經(jīng)有了很大的突破,而且技術(shù)基本已經(jīng)成型。在面對全世界的關(guān)注和重視,國家已經(jīng)大范圍的提高對生物質(zhì)能的高度認(rèn)識,對于生物質(zhì)能的開發(fā)已經(jīng)成為重中之重。對于能源的轉(zhuǎn)化,這是資源再利用后的創(chuàng)新結(jié)果。國外很多生產(chǎn)者,已經(jīng)大量的對這塊領(lǐng)域投入精力,在資金和技術(shù)上都得到了相應(yīng)的投資。目前,很多國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)者,引用國外先進(jìn)的技術(shù),學(xué)以致用,將生物質(zhì)固體成型燃料得到有效的利用和加工,在得到技術(shù)上的指引之下,正在積極提高自身能力和作為。
1.2 了解生物質(zhì)能的應(yīng)用情況,客觀理解研發(fā)的意義
十二五規(guī)劃建設(shè)中不斷的提出要規(guī)劃農(nóng)村城鎮(zhèn)建設(shè),縮進(jìn)農(nóng)村與城市的距離。這一大的發(fā)展方向,是需要農(nóng)村和城鎮(zhèn)共同努力創(chuàng)造的。生物質(zhì)能源為農(nóng)村城市建設(shè)提供了良好的契機(jī),也為生產(chǎn)者提供了回報社會的機(jī)會。
那么,對于可再生資源的合理配置優(yōu)化問題上,不能理解,目前農(nóng)村在農(nóng)作物上的廢棄物的利用,是推動農(nóng)村發(fā)展的動力和指向。生物質(zhì)能的利用在農(nóng)村已經(jīng)很普遍。結(jié)合工廠的加工利用,解決了農(nóng)村不少供熱供暖的問題。生物質(zhì)固體成型燃料的研究,在新的領(lǐng)域中發(fā)揮其作用,比如城鎮(zhèn)的修建中,我們可以看到解決了不少城市采暖問題。
不論在農(nóng)村還是城市,生物質(zhì)能的應(yīng)用,遍布在工業(yè)園、社區(qū)等地方。在化工和農(nóng)業(yè)發(fā)展上,得到良好的資源配置,將其轉(zhuǎn)化為新能源新動力,這是國家在農(nóng)業(yè)規(guī)劃中取得的一大進(jìn)步。在長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)下,我國會不斷將生物質(zhì)能的研發(fā)作為首要任務(wù),不斷突破技術(shù)和大規(guī)模生產(chǎn)的目標(biāo),變廢為寶轉(zhuǎn)為實在生產(chǎn)力。
1.3 分析生物質(zhì)能的優(yōu)勢與劣勢,進(jìn)一步規(guī)避風(fēng)險
第一,在優(yōu)勢上,優(yōu)勝略汰,創(chuàng)新發(fā)展是根本。我國是農(nóng)業(yè)大國,資源十分的豐富,在許多廢棄利用的例子上顯而易見,不僅能達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的效益,而且有效的解決了一些就業(yè)難的問題。企業(yè)想要立足社會,需要不斷的競爭中獲得地位,那么在生物能源研究發(fā)展這塊領(lǐng)域,有很大潛力和競爭力。很多企業(yè)學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù),將生物質(zhì)固體燃燒能源技術(shù)應(yīng)用純熟。優(yōu)勝略汰,適者生存的法則,使生物質(zhì)能的研發(fā)與利用成為燙手山芋。
第二,國家的重視,企業(yè)的技術(shù)發(fā)展,帶來可觀收益。在規(guī)劃農(nóng)村建設(shè)問題,以及農(nóng)業(yè)發(fā)展問題上,國家的政策支持,給予很大的鼓勵。這使得大批的生產(chǎn)企業(yè)者,大膽創(chuàng)新,不斷突破新的技術(shù),研發(fā)出可行性技術(shù),及時與農(nóng)村農(nóng)業(yè)廢棄利用相互接應(yīng)。這樣推動了企業(yè)與農(nóng)村建設(shè)。給農(nóng)民和企業(yè)者以及國家?guī)砹肆己眯б妗?/p>
第三,在現(xiàn)代社會中,生產(chǎn)線上存在著不能大規(guī)模生產(chǎn)的缺點,如能將這缺點得以解決,在生產(chǎn)效益方面會得到很大的提高。這是在技術(shù)上應(yīng)不斷突破的重要一點,日本、美國等國家,應(yīng)用生物質(zhì)能研究的技術(shù)比較先進(jìn),這需要生產(chǎn)中不斷學(xué)習(xí)和豐富經(jīng)驗,也是一個重要的發(fā)展目標(biāo)和方向。
2 發(fā)展前景可觀,生物質(zhì)能源仍舊是未來趨勢導(dǎo)向
2.1 媒體雜志報道,新觀點推波助瀾
在各種雜志和媒體報道上,已經(jīng)足夠引起社會關(guān)注度。重視程度的輕重也決定其走向,我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國,最近由《農(nóng)經(jīng)》雜志社主辦的一期研討會上,與會專家也發(fā)表了觀點。在未來發(fā)展趨勢上,作為秸稈生產(chǎn)大國,面對生物質(zhì)固體成型燃料研究上,需要不斷的學(xué)習(xí)新的技能和經(jīng)驗,補(bǔ)充自身不足,達(dá)到優(yōu)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。這些可以通過與國外進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流,一來可以促進(jìn)中外合作,二來可以推進(jìn)秸稈新技術(shù),給整體行業(yè)鏈接做扎實的基礎(chǔ)。促進(jìn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。
2.2 規(guī)模化應(yīng)用是發(fā)展關(guān)鍵
順應(yīng)國家文明建設(shè)和城鎮(zhèn)規(guī)劃的要求,我國電力供應(yīng)不足、農(nóng)村生活改善方面,都需要實現(xiàn)生物質(zhì)能源規(guī)?;瘧?yīng)用的策略。目前,高溫的天氣,導(dǎo)致地方提起進(jìn)入電力供應(yīng)不足的高峰。我國目前應(yīng)用較多的是農(nóng)作物秸稈以及農(nóng)產(chǎn)品余物上,加上廢棄物以及家禽廢物等,這些殘余物每年達(dá)到十多億噸。因此,為實現(xiàn)生物質(zhì)能規(guī)?;瘧?yīng)用勢在必行。
2.3 政策利好助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展
生物質(zhì)能在政府推行的政策下,使產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。生物質(zhì)能源是世界四大能源之一,在農(nóng)業(yè)資源領(lǐng)域、城市中、林業(yè)資源、工廠廢水還有畜禽糞便上應(yīng)用廣泛。在實現(xiàn)生物質(zhì)能的合理利用中,面臨著很多考驗,面對系列的問題,在政策上得到應(yīng)允,是項目開展的首要條件。企業(yè)給國家?guī)砹己眯б娴耐瑫r,國家也為中小企業(yè)發(fā)展難提供良好的平臺。
2.4 解決環(huán)保問題,緩解能源短缺
生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)資源,在以往,農(nóng)村經(jīng)常可見的現(xiàn)象,如在收割完農(nóng)作物后,將其剩下的部分燃燒,這使得空氣污染加重,在其合理資源利用下,減少了廢棄物對空氣的污染。在工廠、學(xué)校、城市、醫(yī)院方面,在采暖以及電力、燃料方面解決了能源短缺的問題。
3 生物質(zhì)固體成型燃料研究的發(fā)展目標(biāo)
對于生物質(zhì)能的研究,我國樹立了長遠(yuǎn)的目標(biāo)。在國家的重視之下,生物質(zhì)能發(fā)展越來越快,經(jīng)過不斷的創(chuàng)新和學(xué)習(xí)新的技術(shù),給國家和社會做出了貢獻(xiàn)。十二五規(guī)劃一直都非常重視農(nóng)村發(fā)展建設(shè)問題,也對生物質(zhì)資源的發(fā)展給予大幅度支持。尤其針對生物質(zhì)成型燃料,在其發(fā)現(xiàn)具可再生利用資源之初,就注定其發(fā)展會隨著經(jīng)濟(jì)騰飛,實現(xiàn)其價值。國家政策支持,對生物基礎(chǔ)質(zhì)成型燃料在今后的應(yīng)用廣泛奠定了基礎(chǔ),并且樹立了長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)。
4 結(jié)語
目前,國家能源局和農(nóng)業(yè)部正在進(jìn)行生物質(zhì)固體成型燃料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺工作,包括固體成型燃料的分級標(biāo)準(zhǔn)、燃燒器技術(shù)和成型設(shè)備關(guān)鍵部件等規(guī)范。根據(jù)前文所述,在國內(nèi)外新的發(fā)展格局下,擁有國家政策對生物質(zhì)固體成型燃料研究的大力支持,通國不斷努力學(xué)習(xí),突破技術(shù)上和大規(guī)模生產(chǎn)的問題,我國有充足的資本和信心將生物質(zhì)能推向更高更遠(yuǎn)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
1.生物燃料的概念
生物燃料是指通過生物資源生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油,用于替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。受世界石油資源、價格、環(huán)保和全球氣候變化的影響,20世紀(jì)70年代以來,許多國家日益重視生物燃料的發(fā)展,并取得了顯著的成效。中國的生物燃料發(fā)展也取得了很大的成績,特別是以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn),已初具規(guī)模。
2.生物燃料的發(fā)展現(xiàn)狀
盡管如此,我國的生物燃料產(chǎn)業(yè)仍處于初級發(fā)展階段,還有很長的路要走。而美國、巴西等國的生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)相對成熟,在美國,用生物燃料如生物柴油、乙醇和生物丁醇替代部分石油基汽油或柴油已成為較普遍的現(xiàn)象。美國提出的目標(biāo)是到2025年通過大量使用生物燃料,替代從中東進(jìn)口石油的75%以上。
巴西是世界領(lǐng)先的生物燃料生產(chǎn)國,其50%的甘蔗作物用于生產(chǎn)該國非柴油運輸燃料的40%以上。在美國,谷類作物的15%用于生產(chǎn)非柴油運輸燃料的約2%,乙醇生產(chǎn)以更快的速度在增長。據(jù)估算,巴西和美國生產(chǎn)的乙醇成本低于汽油。2007~2011年間巴西石油公司在可再生燃料方面投資將超過3億美元。
生物燃料是清潔能源,發(fā)展生物燃料對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、推進(jìn)能源替代、控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。對許多石油公司而言,墨西哥灣漏油事故對環(huán)境造成的負(fù)面影響進(jìn)一步促使他們將目光投向生物燃料。
可以看出,世界各國對于生物燃料的重視程度越來越高。但由于世界糧食危機(jī)日益嚴(yán)重,因此,生物燃料長期的發(fā)展?jié)摿υ谟谑褂梅鞘秤迷?,包括農(nóng)業(yè)、城市和林業(yè)廢棄物以及高速增長的富含纖維素的能源作物,如換季的牧草等,以此緩解生物燃料與糧食的競爭。
3.生物燃料的發(fā)展前景
進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著全球環(huán)境問題的日益突出和石油價格的持續(xù)上漲以及其他一些因素的影響,生物燃料得到了進(jìn)一步的重視,成為了可再生能源開發(fā)利用的重要方向。它不是一個新鮮事物,早在上世紀(jì)70年代,一些國家就已經(jīng)開始嘗試?yán)蒙锶剂希詼p少對石油的依賴。國外在生物燃料的開發(fā)和應(yīng)用上起步較早,目前已實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用。
我國從上世紀(jì)末開始發(fā)展自己的生物燃料技術(shù),主要是利用相對過剩的糧食,開發(fā)應(yīng)用生物燃料乙醇。經(jīng)過5年的試點和推廣使用,我國生物乙醇汽油在生產(chǎn)、混配、儲運及銷售等方面已擁有較成熟的技術(shù)。我國生物燃料發(fā)展?jié)摿薮?,前景廣闊。盡管如此,由于我國生物燃料仍處于起步階段,未來發(fā)展受到眾多因素的制約。首先是原料的問題。我國以陳化糧為原料開展生物乙醇汽油的試點,然而我國陳化糧數(shù)量有限,不具備再擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)的條件,而利用新糧則成本過高。燃料乙醇的新原料包括甜高粱、木薯、甘蔗及生產(chǎn)生物柴油的原料如麻風(fēng)樹、黃連木等油料植物,這些原料能否落實成為制約生物燃料規(guī)?;l(fā)展的重要因素;其次是技術(shù)問題。據(jù)發(fā)改委的報告稱,有些技術(shù)雖較為成熟,但發(fā)展?jié)摿τ邢?。而另一些技術(shù)尚處于技術(shù)試驗或研究階段,距離工業(yè)化生產(chǎn)還有較大差距。因此,生物燃料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱也制約著生物燃料規(guī)模化發(fā)展;此外,產(chǎn)品價格和國家政策等問題也是影響發(fā)展的重要因素??偟膩碚f,我國生物燃料的發(fā)展雖然受到一些因素的制約,但未來前景廣闊,我國生物燃料技術(shù)將會得到較快發(fā)展。
自20世紀(jì)中期以來,石油成為世界上最重要的能源物資。石油危機(jī)給世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展投下了濃重的陰影,可再生能源發(fā)展成為大趨勢。此外,汽車尾氣對環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重,成為人類共同面對的一大難題。生物質(zhì)能源原料來源廣、可大規(guī)模開發(fā)、廉價和清潔的屬性,使之成為世界各國新能源競相發(fā)展的戰(zhàn)略首選。我國是世界生物質(zhì)資源大國,加快先進(jìn)生物燃料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及高值化綜合利用,是加快新能源發(fā)展、緩解化石能源危機(jī)、減少PM2.5和溫室氣體排放、提高農(nóng)業(yè)資源綜合利用率的核心與關(guān)鍵。
世界許多國家都成立了專門的生物能源開發(fā)管理機(jī)構(gòu),制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃,美國的國家生物質(zhì)能管理辦公室及其“能源農(nóng)場計劃”、“乙醇發(fā)展計劃”,巴西的國家生物質(zhì)能委員會及“燃料乙醇和生物柴油計劃”,印度的國家生物燃料發(fā)展委員會及“綠色能源”工程,以及法國政府的“生物質(zhì)發(fā)展計劃”,日本政府的“新陽光計劃”等等,這一系列大量積極務(wù)實的戰(zhàn)略舉措與激勵政策,加快了世界生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,并產(chǎn)生了重大社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)國際能源署(IEA)的最新統(tǒng)計,目前,全球開發(fā)利用的生物質(zhì)能源已占新能源的77%以上,其中,生物質(zhì)液態(tài)與氣態(tài)能源占生物質(zhì)能源利用總量的60%以上,而且這一比例還在加速攀升。
作為生物能源的主力軍,燃料乙醇具有無可替代的優(yōu)勢――使用方便,不需要改造現(xiàn)有汽車。添加10%的燃料乙醇到汽油中,可以減少汽車尾氣CO排放量的30%,烴類排放量的40%,同時減少CO2和氮氧化合物的排放。因此,燃料乙醇在許多國家得到了大力發(fā)展。
燃料乙醇生產(chǎn)推廣歷程
巴西、美國走在了世界燃料乙醇生產(chǎn)推廣的前列,全球大部分的燃料乙醇是這兩國生產(chǎn)的。中國、歐盟、加拿大、澳大利亞、中南美洲等國家和地區(qū)緊隨其后開始了燃料乙醇的生產(chǎn)和推廣。全球燃料乙醇年產(chǎn)量從1970年代的數(shù)十萬噸急速增長到了近7 000萬噸(2013年,見表1),推廣區(qū)域從巴西、美國發(fā)展到美、歐、亞、非、大洋各大洲。
表1 2013年燃料乙醇產(chǎn)量(美國農(nóng)業(yè)部) 單位:萬噸
1.中南美洲
巴西早在20世紀(jì)70年代就開始生產(chǎn)、推廣燃料乙醇,是目前世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國家,也是世界上最早推廣使用燃料乙醇的國家。1977年巴西開始使用E20汽油(含乙醇20%),1980年研制出使用含水乙醇的汽車發(fā)動機(jī),所用燃料乙醇含水量達(dá)7.8%,目前,巴西全國有超過250萬輛汽車是由使用含水乙醇發(fā)動機(jī)驅(qū)動的,另有1 550萬輛車使用含乙醇22%~100%的E22乙醇汽油。
目前,巴西車用燃油的主要國家標(biāo)準(zhǔn)除柴油外僅有兩項,一是Gasolina-E22,即22%燃料乙醇+78%汽油;另一是Ethanol-E100,即93%燃料乙醇+7%水。靈活燃料車主可以自由選擇E22和E100的混配比例。政府主要職責(zé)是根據(jù)甘蔗收成和市場需求確定當(dāng)年酒精與汽油的混配比例,即在糖價走高時,適當(dāng)降低乙醇混配比例,反之,則提高比例。這也是政府自1998年開始規(guī)定,酒精汽油混配比例從按22%強(qiáng)制性混配調(diào)整為可根據(jù)酒精的供給情況在22%~25%進(jìn)行混配的重要原因。2013年,巴西生產(chǎn)燃料乙醇1 872萬噸,占全球產(chǎn)量的26.75%。
秘魯2013年產(chǎn)乙醇約18.9萬噸,消費6.7萬噸。立法規(guī)定自2010年起,汽油中必須混配7.8%的生物乙醇。墨西哥、哥倫比亞等國計劃推廣E10乙醇汽油,阿根廷計劃使用E15乙醇汽油。
2.北美洲
美國是第一大燃料乙醇生產(chǎn)國,2013年產(chǎn)量達(dá)3 972萬噸,占全球產(chǎn)量的56.77%。在糧食主產(chǎn)區(qū)的幾個州強(qiáng)制推廣E15,其他地區(qū)強(qiáng)制推廣E10/E85供消費者自由選擇。
1979年,第二次石油危機(jī)爆發(fā),美國國會為保障國家能源安全考慮,出邦政府燃料乙醇發(fā)展計劃,大力推廣含10%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇產(chǎn)量因此從1979年的3萬噸快速增長至1990年的260萬噸。1990年,美國國會通過《清潔空氣法修正案》規(guī)定,1992年開始39個一氧化碳超標(biāo)地區(qū)強(qiáng)制采用10%的乙醇混合汽油。1995年開始9個臭氧超標(biāo)地區(qū)強(qiáng)制使用5.7%的乙醇混合汽油。環(huán)保要求的提高為陷入低油價泥潭的美國燃料乙醇行業(yè)注入了活力。2007年,美國《能源獨立及安全法案》獲得通過,其中具體規(guī)定了未來15年中燃料乙醇的強(qiáng)制使用標(biāo)準(zhǔn),到2015年美國一半以上的新車將使用含85%乙醇的混合汽油。美國燃料乙醇再次迎來了一輪高速增長,2010年燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)3 500萬噸。根據(jù)美國能源部公布的資料可以看出,近年來美國燃料乙醇的生產(chǎn)與使用獲得迅猛發(fā)展:1993年年產(chǎn)量突破38億升,2002年突破76億升也用了10年時間,2004年則超過了114億升。根據(jù)美國能源部的計劃,到2025年可再生物質(zhì)生產(chǎn)的生物燃料將代替從中東進(jìn)口的石油的75%,到2030年將用生物燃料代替現(xiàn)在汽油使用量的30%,屆時將需要燃料乙醇2 280億升(1.8億噸左右)。
加拿大已形成規(guī)模生產(chǎn),并正逐步推廣使用乙醇汽油。其各省對燃料乙醇的使用要求不同,其中安大略省已立法,要求汽油中必須含有10%的燃料乙醇,溫尼泊省也是10%,而薩斯喀則溫省要求為7.5%。
3.歐盟
近十年來,歐盟燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速,消費量從2002年的0升/天驟增至2011年的1 300萬升/天(見表2、3)。已成為重要的燃料乙醇生產(chǎn)區(qū)和消費區(qū),2013年產(chǎn)量達(dá)409萬噸,占全球產(chǎn)量的5.85%。各國推廣E5~E8乙醇汽油。
4.亞洲
我國是第三大燃料乙醇生產(chǎn)國,2013年產(chǎn)量達(dá)208萬噸,占全球產(chǎn)量的2.97%,在部分省市封閉推廣E10。2000年以來,我國原油對外依存度由30%上升至國際公認(rèn)警戒線(50%)以上,達(dá)到58%,高于美國的53%。我國能源安全已成為不可忽視的問題(如圖1)。
在能源安全受到威脅,并且國內(nèi)存在存糧需要消化的背景下,我國在2002年前后開始推廣用存糧做燃料乙醇(見表5)。
2006年以前,玉米乙醇受政策扶持率先發(fā)展,但因“與人爭糧”矛盾突出,2006年后政策轉(zhuǎn)而全面限制玉米乙醇的大規(guī)模推廣,補(bǔ)貼也被不斷下調(diào),玉米乙醇產(chǎn)量增速因此大幅下滑。國家批準(zhǔn)建設(shè)燃料乙醇定點的其中4家企業(yè)采用的是1代技術(shù),由于糧食占成本的主要部分,達(dá)到70%以上,隨著糧食價格的上漲,成本進(jìn)一步上升。以中糧生化為例,2011年,公司燃料乙醇生產(chǎn)成本為8 182元/噸,而銷售價格僅為5 657元/噸,公司完全依賴政府補(bǔ)貼才能維系生存。根據(jù)國家政策規(guī)劃,黑龍江等10個省區(qū)已開始燃料乙醇汽油的試點工作。從數(shù)據(jù)看,國內(nèi)燃料乙醇供需仍存在一定缺口(見表4)。在玉米乙醇成本高企,政府全面限制國內(nèi)糧食乙醇產(chǎn)能規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)張的情況下,以纖維素乙醇為代表的非糧乙醇將逐漸成為國內(nèi)燃料乙醇的主要組成部分,未來市場空間較大。由于現(xiàn)有燃料乙醇定點資質(zhì)的多為玉米乙醇企業(yè),其產(chǎn)能擴(kuò)張受到政策與高成本的雙重限制,實際產(chǎn)量增長緩慢。目前,現(xiàn)有試點地區(qū)內(nèi)燃料乙醇需求無法被完全滿足,玉米乙醇已無法滿足《可再生能源中長期規(guī)劃》、《可再生能源“十二五”規(guī)劃》對未來我國燃料乙醇利用量大幅提升的要求。出于國家能源安全、糧食安全與企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略考慮,燃料乙醇勢必走向大規(guī)模發(fā)展“非糧”的時代。目前,國內(nèi)以糧食秸稈、玉米芯為原料的2代纖維素乙醇生產(chǎn)已經(jīng)具備基本技術(shù)條件,山東龍力生物、中糧肇東、河南天冠和安徽豐原都已完成纖維素乙醇中試,并開始運行或建設(shè)工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)線。同時,企業(yè)也在積極申報定點供應(yīng)資質(zhì)。纖維素乙醇已經(jīng)燃起星星之火。
我國燃料乙醇的發(fā)展還存在很多制約因素亟待解決:
一是燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位與政策扶持力度不匹配,國家缺少統(tǒng)一的生物能源管理機(jī)構(gòu)。本世紀(jì)初,我國已把發(fā)展可再生能源定格為國家戰(zhàn)略。先后出臺了《可再生能源法》《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等鼓勵生物燃料發(fā)展的政策法規(guī)。但是我國對生物燃料規(guī)?;l(fā)展對減少PM2.5和溫室氣體排放上的作用認(rèn)識和重視不夠,特別是隨著能源與環(huán)境問題的日益突出,美國、歐盟甚至東南亞都在持續(xù)加大對生物質(zhì)燃料生產(chǎn)推廣的政策支持,而我國所出臺的鼓勵政策不配套,實施細(xì)則不完善,沒有發(fā)揮出應(yīng)有的政策導(dǎo)向作用。特別是對1.5代生物燃料的推廣使用、2代生物燃料的技術(shù)創(chuàng)新、研究開發(fā)缺乏系統(tǒng)、連續(xù)和穩(wěn)定的政策支持,從而導(dǎo)致生物燃料的推廣應(yīng)用積極性受到影響,技術(shù)創(chuàng)新投入也步履維艱。2007年以糧食為原料的燃料乙醇停止審批,直到2012年又核準(zhǔn)了2家分別以木糖渣和甜高粱為原料的共10萬噸產(chǎn)能,2013年核準(zhǔn)了4家以木薯為原料的共65萬噸產(chǎn)能。目前,我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,2015年前400萬噸規(guī)劃目標(biāo)很可能落空。政策因素?zé)o疑在制約著我國生物燃料的規(guī)模化發(fā)展。缺乏統(tǒng)一的生物能源管理機(jī)構(gòu),具體運行中的一些細(xì)小問題解決困難。由于國家部門工作程序不一致,使燃料乙醇實際市場需求和指令性計劃的矛盾一直得不到及時解決。根據(jù)國家發(fā)改委推廣燃料乙醇的政策要求,為了確保封閉推廣區(qū)域的市場供應(yīng),燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)市場的實際需求保證供給,也就是說市場需要多少燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)必須生產(chǎn)多少。而國家補(bǔ)助則是按每年年初制定的燃料乙醇計劃數(shù)執(zhí)行。另外,為鼓勵和引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展非糧燃料乙醇,國家出臺了一些扶持政策。由于沒有明確的認(rèn)定程序,雖然天冠集團(tuán)和安徽豐原分別改造了30萬和17萬噸木薯乙醇產(chǎn)能并通過了驗收,但是近年來兩家生產(chǎn)企業(yè)銷售的木薯燃料乙醇至今沒有得到應(yīng)有的扶持。
二是生物燃料乙醇的功能定位和宣傳不夠,沒有體現(xiàn)出乙醇作為汽油品質(zhì)改良劑的實質(zhì)功能,使社會層面對乙醇汽油認(rèn)識不足。生物燃料乙醇按一定比例加入汽油中,不是簡單替代油品使用,它是優(yōu)良的油品質(zhì)量改良劑,它既是增氧劑,又是汽油的高辛烷值調(diào)和組分(一般汽油的辛烷值最高為97,乙醇的辛烷值為112。辛烷值為我國汽油的標(biāo)號值,10%的乙醇加入量可提高汽油近3個標(biāo)號)。當(dāng)前我國正面臨著油品質(zhì)量升級(國三到國四、國五)、降低PM2.5排放等問題,但煉油行業(yè)普遍采取的限錳、降硫,降烯烴等工藝會導(dǎo)致汽油辛烷值損失較大,而我國高辛烷值組分油資源本身就缺乏。乙醇中既不含硫、烯烴、芳烴,辛烷值又高,同時可以降低50%左右的PM2.5排放,是最綠色環(huán)保、安全有效、可再生的汽油辛烷值添加劑。美國、歐盟、加拿大、澳大利亞等國的實踐已經(jīng)充分證明:乙醇作為高品質(zhì)汽油中不可或缺的重要組分,是對MTBE為代表的傳統(tǒng)石化基汽油調(diào)和劑的最佳替代品(由于污染地下水問題,美國、澳大利亞等國已禁用MTBE。其中美國走了30年使用MTBE的彎路之后,又回過頭來再走乙醇代替MTBE的路子,其經(jīng)驗教訓(xùn)可幫助我們更正確的認(rèn)識燃料乙醇)。使用乙醇作為汽油的改良劑,是對國家、環(huán)境、農(nóng)民、石化企業(yè)、生物能源產(chǎn)業(yè)諸方有利、多家共贏的最佳選擇。
三是政策扶持力度偏低。生物能源作為具有特殊戰(zhàn)略性意義的新興產(chǎn)業(yè),因其使用的對象是龐大的傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè),世界各國都在定價機(jī)制、財政稅收、投資金融等方面給予優(yōu)惠和扶持。我國生物燃料的規(guī)?;l(fā)展正處于關(guān)鍵階段,無論是生物質(zhì)資源的收儲運體系構(gòu)建、產(chǎn)品供應(yīng)鏈和市場成熟度都無法與現(xiàn)有的化石能源相比,但在產(chǎn)業(yè)政策中又得不到應(yīng)有的合理的鼓勵和扶持。例如,美國給予纖維乙醇等第2代先進(jìn)生物燃料以高額補(bǔ)助(噸纖維乙醇約2 150元RMB),我國已出臺木糖渣生產(chǎn)的纖維乙醇補(bǔ)貼政策為每噸纖維乙醇800元RMB。由于與美國政策力度差距較大,將制約我國在這一新領(lǐng)域長期處于競爭優(yōu)勢的后續(xù)發(fā)展能力。
日本目前尚未大規(guī)模使用燃料乙醇,由于資源缺乏,目前只有含3%乙醇的汽油供應(yīng)。政府計劃2020年前,50%以上汽車使用乙醇汽油,2030年所有汽車使用乙醇汽油。
印度作為發(fā)展中大國對能源問題也十分重視,其乙醇年產(chǎn)量在17~30億公升之間,生產(chǎn)原料主要是糖蜜,目前正在推廣使用含乙醇5%的乙醇汽油,每年需從巴西進(jìn)口乙醇,但印度政府的目標(biāo)是做到燃料乙醇自給自足,因此巴西方面預(yù)計這種進(jìn)口狀況不會持續(xù)太久。
泰國政府對燃料乙醇的生產(chǎn)使用十分重視,擬建立年產(chǎn)100萬噸燃料乙醇生產(chǎn)能力,在全國推廣使用E10乙醇汽油。2013年6月27日,廣東中科天元新能源科技有限公司為泰國Ubon Bio Ethanol有限公司設(shè)計、建造的以干鮮木薯、糖蜜為原料日產(chǎn)40萬升燃料乙醇廠順利通過驗收。為了減少對石油的依賴,泰國能源部正采取多種措施,積極推廣乙醇汽油。措施包括:與知名品牌汽車廠合作,在各類現(xiàn)有汽車及摩托車上加裝轉(zhuǎn)換裝置;從價格等方面實行優(yōu)惠,推動E85乙醇汽油(85%乙醇)的廣泛應(yīng)用;與郵政部門進(jìn)行試點合作,對首批200輛至300輛長途運輸汽車進(jìn)行E85乙醇汽油改裝試驗;加強(qiáng)對民眾的宣傳,消除老百姓對使用乙醇汽油的誤解。
菲律賓2009年2月頒布新的法律:《生物燃料法案》,要求汽車燃料用汽油至少含有5%的乙醇,到2011年達(dá)10%。關(guān)于生物乙醇使用,法律明文規(guī)定本地生產(chǎn)的生物乙醇要高于進(jìn)口生物乙醇。然而,本地生產(chǎn)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)供不應(yīng)求。
5.非洲
肯尼亞、烏干達(dá)、南非都在積極發(fā)展以甘蔗、甜菜為原料的燃料乙醇的生產(chǎn)。
6.大洋洲
澳大利亞絕大多數(shù)新的和許多較老式的汽車及輕量化商用汽車可使用E10,E10已在澳大利亞NSW、ACT和Queensland省的400個加德士加油站出售。加德士澳大利亞公司推出的Bio E-Flex燃料(E85)在一百多個大城市和地區(qū)使用,僅適用于靈活燃料汽車。
未來展望
燃料乙醇作為汽油的改良劑和可再生替代品,在石油資源日漸匱乏、環(huán)保問題日益嚴(yán)峻的形勢下成為世界性發(fā)展方向,隨著車輛保有量的快速增加,其生產(chǎn)、推廣規(guī)模迅速擴(kuò)大的趨勢不可逆轉(zhuǎn),1代燃料乙醇因消耗糧食而飽受爭議,未來以木薯、甜高粱、木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)為原料的非糧燃料乙醇將是主要發(fā)展方向。
生物能源是什么
生物能源又稱綠色能源,可再生,原材料遍布各地,蘊(yùn)藏量極大。生物能源離我們并不遙遠(yuǎn),它就在身邊。垃圾、秸稈、沼氣甚至包括 “地溝油”,這些看似無用的家伙經(jīng)過加工處理都能變成可利用能源。通常包括:一是木材及森林工業(yè)廢棄物;二是農(nóng)業(yè)廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物;六是動物糞便。
生物能源主要有沼氣、生物制氫、生物柴油和燃料乙醇。沼氣由微生物發(fā)酵秸稈、禽畜糞便等有機(jī)物產(chǎn)生,主要成分是甲烷;生物氫通過微生物發(fā)酵得到,由于燃燒生成水,是最潔凈的能源;生物柴油是利用生物酶將植物油或其他油脂分解后得到的液體燃料,作為柴油替代品;燃料乙醇是植物發(fā)酵時產(chǎn)生的酒精,以一定比例摻入汽油,使排放的尾氣更清潔。
生物能源的現(xiàn)狀
新型原料培育、產(chǎn)品綜合利用、技術(shù)高效低成本轉(zhuǎn)化,是“十二五”生物能源技術(shù)三大趨勢。原料從以廢棄物為主向新型資源選育和規(guī)模化培育發(fā)展;高效、低成本轉(zhuǎn)化技術(shù)與生物燃料產(chǎn)品高值利用是技術(shù)發(fā)展核心;生物質(zhì)全鏈條實現(xiàn)綠色、高效利用。
我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源相當(dāng)于4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,利用技術(shù)被列為重點科技攻關(guān)項目,如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等。
生物能源科技重點包括:微藻、油脂類、淀粉類、糖類、纖維類等能源植物的選育與種植,生物燃?xì)飧咧祷苽浼熬C合利用,農(nóng)業(yè)廢棄物制備車用生物燃?xì)馐痉?,生物質(zhì)液體燃料高效制備與生物煉制,規(guī)?;镔|(zhì)熱轉(zhuǎn)化生產(chǎn)液體燃料及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù),纖維素基液體燃料高效制備,生物柴油產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究,萬噸級的成型燃料生產(chǎn)工藝及國產(chǎn)化裝備,生物基材料及化學(xué)品的制備煉制技術(shù)等。已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?/p>
利用方式
1.氣體燃料。包括沼氣、生物質(zhì)氣化制氣等。利用有機(jī)垃圾、生物質(zhì)廢料、殘留物、廢棄物等進(jìn)行發(fā)酵等工藝,生產(chǎn)出沼氣等可燃?xì)怏w。這種利用方式受原材料供應(yīng)限制,大中型沼氣工程發(fā)展較慢??扇?xì)馔ǔS糜诩彝ィ约皩S萌細(xì)饨煌üぞ?,使用范圍較窄??扇?xì)怏w發(fā)電同樣受到原料供應(yīng)的限制。
2.液體生物質(zhì)燃料。包括燃料乙醇和生物柴油,是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。
生物柴油的原料來源廣泛:回收動植物油;含油量高的植物,如麻風(fēng)樹(學(xué)名小桐子)、黃連木、文冠果、續(xù)隨子等。構(gòu)建大規(guī)模生物柴油能源林是解決原料供應(yīng)的根本。
燃料乙醇在經(jīng)歷了以糧食為原料生產(chǎn)的初級階段后,逐漸向以木質(zhì)纖維素等非糧食原料轉(zhuǎn)向。目前已有若干實驗試點企業(yè)運行投產(chǎn)。
3.固體生物質(zhì)燃料。分為生物質(zhì)直接燃燒、壓縮成型燃料、生物質(zhì)與煤混合燃燒為原料的燃料。熱效率利用率較低,通過新型爐灶、鍋爐提高熱效率利用率,或者把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進(jìn)后的傳統(tǒng)設(shè)備燃用,但成型燃料的壓縮成本較高。此外,生物質(zhì)燃料發(fā)電也成為當(dāng)前生物質(zhì)能開發(fā)利用的重要方向。
美國、英國、瑞典等國家均有生物質(zhì)能源發(fā)電站建設(shè)投產(chǎn),我國在這方面也具有了一定的規(guī)模,南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西兩省共有小型發(fā)電機(jī)組300余臺,云南也有一些甘蔗渣電廠。
在諸多的生物質(zhì)利用技術(shù)中,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是最具發(fā)展?jié)摿Φ睦眉夹g(shù)之一。因為電的利用范圍較廣,而且可以充分利用現(xiàn)存電網(wǎng)。高效直燃發(fā)電是最簡便可行的高效利用生物質(zhì)資源的方式之一。
發(fā)展生物能源的8大優(yōu)勢
生物能源對環(huán)境污染小,屬于可再生能源,其普遍、易取,便于運輸,且具有以下優(yōu)勢:
1.生物燃料是唯一能大規(guī)模替代石油燃料的能源產(chǎn)品,而水能、風(fēng)能、太陽能、核能及其他新能源只適用于發(fā)電和供熱。
2.產(chǎn)品多樣。液態(tài):生物乙醇和柴油;固態(tài):原型和成型燃料;氣態(tài):沼氣等。既可以替代石油、煤炭和天然氣,也可供熱和發(fā)電。
3.原料多樣。秸稈、林業(yè)加工剩余物、畜禽糞便、食品加工業(yè)的有機(jī)廢水廢渣、城市垃圾,還可利用低質(zhì)土地種植各種能源植物。
4.生物燃料可以像石油和煤炭那樣生產(chǎn)塑料、纖維等產(chǎn)品,形成生產(chǎn)體系。其他可再生能源和新能源不可能做到。
5.可循環(huán)性和環(huán)保性。生物燃料是在農(nóng)林和城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物的無害化和資源化過程中生產(chǎn)出來的產(chǎn)品;生物燃料的全部物質(zhì)均能進(jìn)入生物循環(huán)。物質(zhì)上永續(xù),資源上可循環(huán)。
6.生物燃料的“帶動性”。生物燃料可以拓展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,帶動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增加農(nóng)民收入;還能促進(jìn)制造業(yè)、建筑業(yè)、汽車業(yè)等行業(yè)發(fā)展。
7.生物燃料具有對原油價格的“抑制性”。生物燃料將使“原油”生產(chǎn)國從目前的20個增加到200個,通過自主生產(chǎn)燃料,抑制進(jìn)口石油價格,并減少進(jìn)口石油花費,使更多的資金能用于改善人民生活,從根本上解決糧食危機(jī)。
8.生物燃料可以創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會和建立內(nèi)需市場。聯(lián)合國環(huán)境計劃署的“綠色職業(yè)”報告中指出,“到2030年可再生能源產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造2040萬個就業(yè)機(jī)會,其中生物燃料1200萬個”。
相關(guān)政策
近幾年,中國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張,國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵生物能源產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展,中國企業(yè)新增生物能源投資項目逐漸增多。投資者對生物能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)注越來越密切,生物能源已成“十二五”規(guī)劃扶持重點?!犊稍偕茉粗虚L期發(fā)展規(guī)劃》提出,未來15年內(nèi)投資約1.5萬億用于發(fā)展可再生能源,到2020年發(fā)展燃料乙醇至1500萬噸、生物柴油500萬噸。2011年1月5日,總理主持召開國務(wù)院常務(wù)會議,決定實施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級工程。在“十二五”期間,使全國農(nóng)村電網(wǎng)普遍得到改造,基本建成安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范的新型農(nóng)村電網(wǎng)。
存在問題
1.原料資源短缺。廣西木薯燃料乙醇項目,被利用為燃料乙醇原材料的木薯的前后價格差別很大,這對供應(yīng)體系是個挑戰(zhàn)。考慮到與人畜食物相爭,很多國家都限制玉米乙醇生產(chǎn),生物柴油原料不足。同樣的問題在生物質(zhì)發(fā)電、成型燃料和生物柴油領(lǐng)域也普遍存在。制備生物柴油主要原材料――“地溝油”回收方面表現(xiàn)尤為突出。相比于“地溝油”制備食用油技術(shù),生物柴油的成本高售價低,再加上相關(guān)部門監(jiān)管力度不夠,造成“地溝油”回流餐桌現(xiàn)象普遍,也直接導(dǎo)致生物柴油原料供應(yīng)不足。
2.技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。以能源作物為原料生產(chǎn)燃料處于試驗階段,以廢棄動植物油生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)較為成熟,但潛力有限。后備資源潛力大的纖維素生物質(zhì)燃料乙醇和生物合成柴油的生產(chǎn)技術(shù)還處于研究階段,產(chǎn)業(yè)化程度低。
3.生物燃油產(chǎn)品市場競爭力弱。受原料來源、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組織等多方面因素的影響,燃料乙醇的生產(chǎn)成本較高。目前,國家每年對102萬噸燃料乙醇的財政補(bǔ)貼約為15億元,在目前的技術(shù)和市場條件下,擴(kuò)大燃料乙醇生產(chǎn)需要大量的資金補(bǔ)貼。
4.銷售市場建設(shè)滯后,下游企業(yè)對接缺失。主要體現(xiàn)在生物液體燃料方面。以生物柴油為例,國內(nèi)企業(yè)幾乎都沒有自己的加油站,很難進(jìn)入中石油、中石化的成品油零售市場,銷售渠道更是匱乏單一。在生物柴油發(fā)展的黃金期,國內(nèi)涉足企業(yè)數(shù)量一度達(dá)到了300多家,目前數(shù)量縮水三分之一。
中小投資者的機(jī)遇
原料加工:如綠野科技從菊芋塊莖中提取菊粉;甜高粱產(chǎn)量高,稈渣是造紙的好原料,作為大規(guī)模的能源作物具備有利的特性,很有前途。
油料作物種植:如北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心的柳枝稷、蘆竹和荻,已試種了3000畝;赤峰市翁牛特旗經(jīng)濟(jì)林場,文冠果基地全國最大;湖南林業(yè)科學(xué)院能源植物與生物燃料油研究中心,選育出大果、矮化、高產(chǎn)、高含油的光皮樹無性系良種6個,營造光皮樹油料林30萬畝。
關(guān)鍵詞:中國生物質(zhì)能源;發(fā)展現(xiàn)狀;問題;對策
伴隨著國家相關(guān)生物質(zhì)能源生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的逐步完善,目前我國生物質(zhì)能源生產(chǎn)開發(fā)已初具規(guī)模,在一系列法律法規(guī)的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發(fā)展。然而,中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)在實際發(fā)展過程當(dāng)中,仍然存在著工業(yè)體系不完善、原料資源不足、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此,如何準(zhǔn)確把握生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的影響因素,制定合理有效的應(yīng)對策略,是當(dāng)下的生物質(zhì)能源發(fā)展中迫切關(guān)注的重要課題。
1 世界能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與問題
1.1 節(jié)能減排舉措影響世界能源結(jié)構(gòu)
燃料的使用效率與能源結(jié)構(gòu)直接決定了二氧化碳的排放量,因而能源開發(fā)利用同自然環(huán)境之間的聯(lián)系緊密。近年來,煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加,引起了氣候的異常及失衡。有研究指出,生物質(zhì)燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右,若每年生產(chǎn)一億噸生物質(zhì)燃料,則能達(dá)成5.5%二氧化碳的減排,故生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)對世界能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有重要意義。
1.2 世界化石燃料危機(jī)嚴(yán)重
據(jù)統(tǒng)計,在全球能源的總用量中,化石能源所占比例高達(dá)85%,每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源,人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭,使得人類面臨愈發(fā)嚴(yán)峻的能源危機(jī)。
1.3 可持續(xù)發(fā)展理念促進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展
如今,可持續(xù)發(fā)展思想已深入人心。作為一種可再生能源,生物質(zhì)能源在給人們提供生產(chǎn)原料與能量的同時實現(xiàn)了環(huán)境友好的目標(biāo),能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。
2 生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)的進(jìn)展
2.1 生物液體燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當(dāng)前采用液體催化劑的化學(xué)酯交換法是生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵技術(shù),利用對原料油當(dāng)中水分、游離酸的嚴(yán)格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產(chǎn)率的影響,但設(shè)備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離,且環(huán)境友好性較差。燃料乙醇的生產(chǎn)目前還在探索過程中,我國的燃料乙醇發(fā)展快,以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團(tuán)等為代表的企業(yè)都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進(jìn)展。此外,生物質(zhì)快速熱裂解液化等技術(shù)也是國際上的研究熱點。
2.2 生物燃?xì)?/p>
瑞典、丹麥和德國的生物燃?xì)饧夹g(shù)發(fā)達(dá),已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?;⒆詣踊c專業(yè)化,多使用高濃度糞草原料進(jìn)行中溫發(fā)酵,其應(yīng)用逐漸延伸到車用燃?xì)馀c天然氣管網(wǎng)領(lǐng)域。至2008年,我國的沼氣工程初步實現(xiàn)全面發(fā)展,厭氧擋板反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床等發(fā)酵工藝都有了示范應(yīng)用。但受未熱電聯(lián)產(chǎn)和環(huán)境、溫度條件影響,大多沼氣工程穩(wěn)定性不足且高濃度發(fā)酵等工藝應(yīng)用少。
2.3 固體成型燃料
歐美地區(qū)的生物質(zhì)固體成型燃料已走向規(guī)?;彤a(chǎn)業(yè)化,瑞典、泰國等地區(qū)對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀(jì)80年代,我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發(fā)有限公司等企業(yè)為代表的燃料工廠。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技術(shù)的研發(fā)主要集中在含油量高且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的微藻的選育、規(guī)模化產(chǎn)油光生物系統(tǒng)的研發(fā)以及收集微藻、提取油脂這幾個方面,所面臨的最大難題是油脂含量、細(xì)胞密度高的微藻細(xì)胞的培養(yǎng)。使用微藻對石油形成進(jìn)行模擬是我國研究微藻的開端,此后微藻異養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)、微藻光合發(fā)酵模型等的創(chuàng)新都推動了我國微藻能源的研究開發(fā)。
3 影響生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素
3.1產(chǎn)業(yè)模式局限
我國的生物質(zhì)能源開發(fā)利用管理模式還有待健全,原料評價體系、技術(shù)規(guī)范等還不完善。項目模式也存在缺陷,例如,小型項目配套政策的缺失使得立項復(fù)雜且操作成本較高。
3.2 生產(chǎn)技術(shù)滯后
我國的沼氣工程大多應(yīng)用的是濕發(fā)酵工藝,裝備與技術(shù)水平都比較滯后,不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術(shù)還存在障礙,受工藝復(fù)雜、酸濃度需求高、副產(chǎn)物多、設(shè)備要求高和成本高等因素制約,乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發(fā)酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外,五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術(shù)的落后和生物柴油使用性能低、經(jīng)濟(jì)性低等也是目前需要解決的難點。
3.3 資源供應(yīng)不足
原料供應(yīng)不足是我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸,單一的原料來源制約了沼氣工程規(guī)?;l(fā)展,非糧原料供應(yīng)的間斷不利于其全年均衡生產(chǎn),陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業(yè)發(fā)展進(jìn)程,生物柴油技術(shù)也面臨著原料不足的狀況。
4 對策與建議
4.1 創(chuàng)新生物能源技術(shù)
生物質(zhì)能源是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展是重要能源保障,必須借助自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的創(chuàng)新來保證生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的持久。各級政府需積極推廣國產(chǎn)化計數(shù),通過補(bǔ)助力度的加大來調(diào)動各單位研發(fā)應(yīng)用自主技術(shù)的積極性,可通過專項資金的設(shè)立來支持生物質(zhì)能技術(shù)創(chuàng)新,逐步形成分散式的產(chǎn)業(yè)體系。
4.2 合理利用邊際土地
針對原料不足這一瓶頸,應(yīng)當(dāng)充分利用邊際土地來發(fā)展非糧生物質(zhì)能,逐步建設(shè)以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質(zhì)液體與氣體燃料生產(chǎn)基地。
4.3 加強(qiáng)國家政策支持
生物質(zhì)能源的開發(fā)利用對于我國資源、能源供應(yīng)都具有重要意義,必須將其納入安全戰(zhàn)略的考慮范疇并給予相應(yīng)的政策支持。國家可結(jié)合生物質(zhì)能源發(fā)展需求完善相關(guān)激勵體系,推行納入能源生產(chǎn)社會成本、環(huán)境成本的全成本定價方案,科學(xué)制定產(chǎn)品價格補(bǔ)貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強(qiáng)制收購等方面的政策,給生物質(zhì)能源發(fā)展提供強(qiáng)有力的體系支撐。
參考文獻(xiàn)