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1、實(shí)施小康家庭能源工程,推進(jìn)沼氣的集約化經(jīng)營(yíng),促進(jìn)生物良性循環(huán),建立生態(tài)農(nóng)業(yè)。
生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本特點(diǎn):充分合理利用自然資源,依靠生物之間的多種物資循環(huán),在良性循環(huán)中保持相對(duì)平衡,系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)可以多次重復(fù)利用;從時(shí)間上和空間上不斷提高太陽(yáng)能的利用率和生物能的轉(zhuǎn)化率,求得投入少產(chǎn)出多,達(dá)到生產(chǎn)水平較高,土地利用率較高、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好的目的。
生態(tài)農(nóng)業(yè)本身就是一種多元能源的農(nóng)業(yè)發(fā)展道路,開(kāi)發(fā)農(nóng)村能源是建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略措施。以多級(jí)循環(huán)為主的生態(tài)農(nóng)業(yè),有各種各樣不同模式和類型,其中以沼氣為紐帶的生態(tài)模式堪稱是一枝獨(dú)秀。沼氣生產(chǎn)過(guò)程不僅可以最大限度地利用太陽(yáng)能,并在沼渣沼液中保持原有的N、P、K等元素和有機(jī)質(zhì)成為生態(tài)系統(tǒng)第二循環(huán)過(guò)程中的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料和飼料,大大提高生態(tài)系中能流和物流的質(zhì)量,這就是沼氣生產(chǎn)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的起的突出作用。
現(xiàn)在全國(guó)已有60%以上的沼氣戶(約300萬(wàn)農(nóng)戶)發(fā)展以沼氣為紐帶的庭院經(jīng)濟(jì),農(nóng)民增加收入9億元以上。湖北省開(kāi)展沼氣、沼液、沼渣的綜合利用的農(nóng)戶已超過(guò)20萬(wàn)戶,年增收4000多萬(wàn)元?!熬盼濉逼陂g,隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,為農(nóng)村沼氣發(fā)展提供良好機(jī)遇,湖北省將新增20-25萬(wàn)戶農(nóng)村家用沼氣池用戶,開(kāi)展“三沼”綜合利用農(nóng)戶將達(dá)到35萬(wàn)戶以上,種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)與沼氣三結(jié)合或種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、沼氣四結(jié)合利用類型的模式將進(jìn)一步推廣普及。為使這種模式在湖北省農(nóng)村大量發(fā)展實(shí)施,應(yīng)該注重選擇各種養(yǎng)殖、種植業(yè)專業(yè)戶大力舉辦沼氣,以期獲取最好的能源、生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)提高農(nóng)民用能質(zhì)量和水平,充實(shí)小康內(nèi)涵。
2、實(shí)施能源--環(huán)保工程,推進(jìn)城鄉(xiāng)有機(jī)廢水的厭氧消化處理,獲得環(huán)保能源雙效益。
目前,我國(guó)工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物廢水排放量相當(dāng)大,據(jù)統(tǒng)計(jì),1990年輕工系統(tǒng)僅制糖、食品發(fā)酵、皮革等行業(yè)排放的高濃度有機(jī)廢水就達(dá)60億噸,占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的22%,廢水中含有機(jī)物排放量的50%,若利用其中的50%,即125萬(wàn)噸來(lái)制取沼氣,年產(chǎn)沼氣可達(dá)12.5億M3,相當(dāng)于原煤125萬(wàn)噸,標(biāo)準(zhǔn)煤90萬(wàn)噸,可發(fā)電17.86億KW·h。同時(shí),全國(guó)“菜籃子工程”的全面建設(shè),集約化畜禽場(chǎng)的糞便排放量迅猛增加,給環(huán)境造成越來(lái)越大的壓力。解決這一問(wèn)題的最優(yōu)化方案是采用生物質(zhì)能的厭氧消化技術(shù)。以有機(jī)廢物廢水和禽糞糞便為原料,興建大中型的沼氣工程,既可以有效地治理環(huán)境污染,又能為當(dāng)?shù)芈毠ず途用裉峁﹥?yōu)質(zhì)氣體燃料,還可以利用發(fā)酵后的沼渣,生產(chǎn)養(yǎng)魚喂豬的顆粒飼料。
近十年來(lái),湖北省的厭氧消化技術(shù)經(jīng)多學(xué)科、多部門的科研攻關(guān),取得了較大的進(jìn)展。在禽畜糞便的處理方面,先后興建了容積分別為200-800立方米的沼氣工程,采用上流式厭氧污泥床處理工藝,中溫發(fā)酵,平均產(chǎn)氣率0.5-0.8m3/m3·d。特別是1994年由武漢市能源所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建造的荊門出口豬場(chǎng)能源環(huán)保工程,采用上流式厭氧污泥床加固液分離器,后期為射流曝氣好氧處理,使得最后出水達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),在工業(yè)有機(jī)廢水處理方面,共興建了九處工程,首先在淀粉廢水的中試研究上取得成功。為全國(guó)淀粉廢水處理首開(kāi)先河。緊接其后,酒廠的廢水處理進(jìn)入,先后在七個(gè)酒廠興建了沼氣工程,總?cè)莘e3250立方米,采用中高溫發(fā)酵,滯留期4-5天,產(chǎn)氣率3-3.5m3/m3·d。湖北省這些大中型沼氣工程實(shí)現(xiàn)了工廠化產(chǎn)氣,商品化供氣,使能源建設(shè)上了一個(gè)新的臺(tái)階。它們有效地處理了酒廠的有機(jī)廢水和集約化禽畜場(chǎng)廠的糞便,改善了環(huán)境衛(wèi)生,對(duì)保護(hù)生態(tài),促進(jìn)生產(chǎn),都具有明顯的效益?!熬盼濉逼陂g,湖北省將按照國(guó)家制定的計(jì)劃,重點(diǎn)在大中城市郊區(qū)、“菜籃子”工程基地,實(shí)施采用厭氧消化技術(shù),以保護(hù)環(huán)境,兼取能源回收的能源--環(huán)保工程10-20處。近期首先在松滋、天門等地,興建一批發(fā)酵工程總?cè)萘吭?000m3以上的大型工程,實(shí)現(xiàn)集中供氣,同時(shí)治理環(huán)境污染。
大中型沼氣工程,作為一項(xiàng)新興能源--環(huán)保工程,具有與其他能源工程(如城市煤氣)不同的優(yōu)越性的特點(diǎn);
a、在工程目標(biāo)上,煤氣工程單純制氣,而沼氣工程除制氣外,又治理污染,并可獲取有機(jī)肥料,而且不同的工程有不同的側(cè)重點(diǎn)。
b、在制氣原料上,煤氣工程使用煤炭,這些煤炭還需經(jīng)長(zhǎng)途轉(zhuǎn)運(yùn),而沼氣工程使用就地可取的可再生生物質(zhì)如禽畜糞便、食品、釀造、制藥等企業(yè)排放的有機(jī)廢水,全部是污染環(huán)境的廢棄物。
c、從規(guī)模講,煤氣工程一般規(guī)模較大,沼氣工程則可因地制宜,大中小并舉,國(guó)家計(jì)委、農(nóng)業(yè)部曾組織城市生物資源調(diào)查,不少中小城市的日排放高濃度有機(jī)廢水上萬(wàn)噸。如按每噸COD5萬(wàn)毫克/升濃度的廢水計(jì)算可產(chǎn)沼氣20立方計(jì)算,每天排放1500噸有機(jī)廢水所產(chǎn)的沼氣即可供近2萬(wàn)戶居民使用。如將這些工廠和郊區(qū)畜牧場(chǎng)統(tǒng)一規(guī)劃,聯(lián)片供氣,將對(duì)城鎮(zhèn)煤氣化不足起到補(bǔ)充作用。
d、從建設(shè)周期來(lái)說(shuō),新建一個(gè)煤氣氣源廠,至少3-5年,而沼氣工程,從動(dòng)工到產(chǎn)氣不到一年。
e、從投資上看,“六五”期間,平均每戶1500元,政府還要對(duì)用戶每人補(bǔ)貼煤氣費(fèi)4元,現(xiàn)在每增加一個(gè)煤氣用戶至少投資2000元。如河北唐山市煤焦制氣廠每增加一個(gè)用戶需增加投資1250元,而河北華北制藥廠的沼氣工程,每戶僅需投資563元,還可節(jié)約排污罰款每噸1.27元。上海浦東煤氣廠平均每戶基建投資1500元,每千卡煤氣成本3.8×10-5元,而上海前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)的沼氣站平均每個(gè)沼氣用戶投資709元(為浦東煤氣廠的47.3%),制氣成本為每千卡3×10-5元(比浦東煤氣廠低21%)。
目前湖北省的大中型沼氣工程無(wú)論其規(guī)模,其范圍,其投資額均是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一方面大量的糞便,工業(yè)有機(jī)廢水的排放污染了環(huán)境,另一方面,處處在呼吁能源短缺,廣大城鎮(zhèn)居民迫切要求使用優(yōu)質(zhì)氣體炊事燃料。這兩大矛盾的最優(yōu)化解決的辦法就是積極、慎重地興建大中型沼氣集中供氣工程,實(shí)踐已反復(fù)證明只有這種對(duì)生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的方式可同時(shí)做到治理環(huán)境污染,回收優(yōu)質(zhì)能源的雙重效益。
3、開(kāi)展生物質(zhì)固化和氣化的研究與試驗(yàn),為農(nóng)村小康化提供商品性能源。
為適應(yīng)農(nóng)村小康發(fā)展對(duì)用有質(zhì)量的需求,我們?cè)陂_(kāi)展對(duì)生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究中,應(yīng)轉(zhuǎn)變過(guò)去那種單純以解決缺燒為目標(biāo)的觀點(diǎn),而應(yīng)以實(shí)現(xiàn)小康為目的,把農(nóng)村的低級(jí)能源轉(zhuǎn)化為高級(jí)能源。因此,我們應(yīng)立即著手進(jìn)行生物質(zhì)能固化和氣化的轉(zhuǎn)化技術(shù)研究與試驗(yàn),并開(kāi)展氣化配套設(shè)施及用途的研制。如在木材、秸稈較為富余的地區(qū),以這些原料或其它農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)出成型燃料,以供給嚴(yán)重缺柴區(qū)使用(比燒煤便宜);同時(shí),湖北省也應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)生物能利用中極有前途的炭、油、氣綜合轉(zhuǎn)換技術(shù)盡早進(jìn)行研究及應(yīng)用試驗(yàn),使常規(guī)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位能源,供農(nóng)村生產(chǎn)和生活用。湖北省可用作氣化爐原料的生物質(zhì)資源,除按通常方法所統(tǒng)計(jì)的2678萬(wàn)噸(薪柴799萬(wàn)噸,秸稈1879萬(wàn)噸)外,還有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,如木屑、木片、棉殼、稻殼等,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全省可收集的棉殼有26萬(wàn)噸,稻殼140萬(wàn)噸。若用這些廢棄物作氣化爐的原料,則所得產(chǎn)品的成本將大幅度下降,產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也得到提高。從炭、油、氣這三種產(chǎn)品的社會(huì)需求來(lái)看,潛力是很大的。僅原沙市市,一年的生活用炭和工業(yè)用炭量就在5000噸以上,武漢市僅工業(yè)用炭量一年就需4700噸;此外,農(nóng)民也迫切需要以秸稈變?yōu)槟咎拷鉀Q冬季取暖,至于木焦油、木質(zhì)氣、其用途更廣,既可作優(yōu)質(zhì)燃料,也可作化工原料(木焦油)。使用炭、油、氣綜合轉(zhuǎn)換設(shè)備主要以產(chǎn)炭為主,在調(diào)節(jié)爐內(nèi)熱解溫度后,也能成為以油、氣為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。而在以產(chǎn)氣為主的氣化爐中,利用稻殼經(jīng)氣化后即可得到優(yōu)質(zhì)燃?xì)?,?jù)國(guó)內(nèi)外研究試驗(yàn)表明,用稻殼氣化、發(fā)電具有很高的經(jīng)濟(jì)效益,整套設(shè)施(包括土建、設(shè)備和稻殼灰利用)的投資,在兩年內(nèi)即可收回。江蘇昆山有我國(guó)最大的稻殼發(fā)電系統(tǒng),7套機(jī)組共1560千瓦,其發(fā)電量已成為糧食工業(yè)的主要能源。綜上所述可見(jiàn)湖北省盡早開(kāi)展生物固化與氣化研究有百利而無(wú)一害,有原料、有市場(chǎng)、更有技術(shù),湖北省科技力量雄厚、門類齊全,科技攻關(guān)勢(shì)在必行。按照全國(guó)21世紀(jì)議程的規(guī)劃,對(duì)于生物質(zhì)的高層次利用技術(shù)要在2000年取得突破性進(jìn)展,湖北省若不立即著手進(jìn)行必將落伍。因此,湖北省要充分利用自己技術(shù)、原料、市場(chǎng)三大優(yōu)勢(shì)對(duì)生物固體氣化轉(zhuǎn)換技術(shù)作高起點(diǎn)研究。
關(guān)于加快開(kāi)展我省生物質(zhì)能集約化應(yīng)用的建議
綜上所述,既然開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能在湖北省具有重大的戰(zhàn)略意義,是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的根本有效措施,而湖北省又具有開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能的良好自然資源條件,對(duì)生物質(zhì)能的集約化應(yīng)用也具有一定的基礎(chǔ),那么制定規(guī)劃,采取措施,加速湖北省生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展則是當(dāng)然之舉。建議如下:
1、將生物質(zhì)能的應(yīng)用納入湖北省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃。
國(guó)家十分關(guān)心包括生物質(zhì)能在內(nèi)的新能源和可再生能源發(fā)展,1995年1月5日,國(guó)家計(jì)委、科委、經(jīng)貿(mào)委辦公廳聯(lián)合印發(fā)《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》,提出的今后15年發(fā)展總目標(biāo)是:“提高轉(zhuǎn)換效率,降低生產(chǎn)成本,增大在能源結(jié)構(gòu)中所占的比例。新技術(shù)、新工藝有大的突破,國(guó)內(nèi)外已成熟的技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、現(xiàn)代化生產(chǎn),形成比較完善的生產(chǎn)體系和服務(wù)體系;實(shí)際使用數(shù)量要達(dá)到39000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)以上(包括生物質(zhì)能傳統(tǒng)利用方式的利用量),為保護(hù)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)”。根據(jù)國(guó)家《綱要》精神,結(jié)合湖北省實(shí)際情況,相應(yīng)地編制湖北省生物質(zhì)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃,并做為湖北省生態(tài)農(nóng)業(yè)和能源發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容,納入湖北省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃,使這一關(guān)系廣大農(nóng)民切身利益和農(nóng)村工作重要內(nèi)容的生物質(zhì)能發(fā)展列上黨和國(guó)家重要議事日程,并納入法制軌道。
2、制訂切實(shí)可行的優(yōu)惠政策和支持措施。
生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)是著眼于未來(lái)替代能源的、正在研究、探索、發(fā)展中的一項(xiàng)高新技術(shù),許多技術(shù)的社會(huì)效益顯著而經(jīng)濟(jì)效益卻一時(shí)難以體現(xiàn)。許多項(xiàng)目是為貧困落實(shí)地區(qū)廣大人民造福的扶貧事業(yè),是改善生態(tài)環(huán)境、保障生態(tài)平衡的公益事業(yè)。為了促進(jìn)這項(xiàng)戰(zhàn)略措施的發(fā)展,建議我國(guó)政府也和世界各國(guó)一樣,對(duì)于新能源的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用給予積極的鼓勵(lì)和支持,實(shí)行免稅、減稅、補(bǔ)貼、無(wú)息或低息貸款等優(yōu)惠政策。比如對(duì)于大中型沼氣工程的投資除了政策的部分撥款外,可將所要使用的技術(shù)改造貸款等優(yōu)惠政策。比如對(duì)于大中型沼氣工程的投資除了政策的部分撥款外,可將所要使用的技術(shù)改造貸款納入政策性銀行,由于大中型沼氣工程同時(shí)也是一項(xiàng)環(huán)保工程,應(yīng)采取行政、法制和經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)甚至強(qiáng)制推廣應(yīng)用,從環(huán)保罰款中還可提留一定的比例作為投資來(lái)源之一。還可考慮從各種渠道籌集資金建立湖北省的生物質(zhì)能研究開(kāi)發(fā)基金,作為有關(guān)部門和科研人員從事專題項(xiàng)目的研究經(jīng)費(fèi)。
3、抓好示范項(xiàng)目,推選產(chǎn)業(yè)建設(shè)。
由于生物質(zhì)能集約化應(yīng)用,目前主要是面向廣大農(nóng)村和中小城鎮(zhèn),因此應(yīng)以點(diǎn)帶面,抓好示范項(xiàng)目,然后推而廣之,使之形成氣候,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè),示范項(xiàng)目的選取須注意:技術(shù)先進(jìn)而又成熟,工藝不甚復(fù)雜,成本不是很高,能源利用率較高,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯等,近期可以考慮圍繞省柴節(jié)煤灶、生物質(zhì)炭化有條件的地方可將固化氣體裂解等技術(shù)綜合使用和沼氣工程等示范項(xiàng)目推進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè)。
1981年起,國(guó)家提倡農(nóng)村使用省柴節(jié)煤灶,注重節(jié)約、實(shí)用、方便的統(tǒng)一,經(jīng)過(guò)十年努力,便迅速控制了過(guò)量燃用生物質(zhì)資源的嚴(yán)峻局面,新型高效爐灶成為農(nóng)民歡迎的廚具,現(xiàn)在全國(guó)有1.2億農(nóng)戶使用熱效率超過(guò)20%的爐灶,較舊式爐灶節(jié)些30-50%,1994年我省普及省柴灶已達(dá)1000萬(wàn)戶,目前是,省柴節(jié)煤灶正向多功能、商品化方向發(fā)展,是農(nóng)村能源一宗主要產(chǎn)業(yè)。
近年來(lái)湖北、河北、江蘇、山東、安徽等省將秸稈開(kāi)發(fā)為“生物煤塊”,直接替代煤炭,供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)鍋爐使用,或者進(jìn)一步炭化,供鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)鍋爐使用,或者進(jìn)一步炭化,制成生物炭,出售給冶金行業(yè)或提供出口,這樣每畝秸稈可增值40-50元,壓塊機(jī)和生物煤已成為新產(chǎn)業(yè)。
另外,大型的沼氣工程集中供氣站在抓沼渣沼液的綜合利用中,也呆派生出飼料、肥料等加工企業(yè),小型戶用沼氣工程也可帶動(dòng)發(fā)展預(yù)制模塊,家庭沼氣--養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)。
4、加強(qiáng)技術(shù)科研工作并突出重點(diǎn)。
新能源技術(shù)是世界新技術(shù)革命的支柱技術(shù)之一,高效率的利用生物質(zhì)屬于高科技領(lǐng)域,正在迅速發(fā)展,有許多技術(shù)難關(guān)須要攻克,有許多新產(chǎn)品有待開(kāi)發(fā)研制,有許多成功的新技術(shù)要很好地消化吸收和推廣應(yīng)用,因此,科研工作至關(guān)重要,應(yīng)大力加強(qiáng),增加投資。
由于小柴爐灶和沼氣工程已基本定型,只是鞏固推廣應(yīng)用的問(wèn)題,湖北省在“九五”期間可將生物質(zhì)的氣化、固化技術(shù)列為近期重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目,隨著農(nóng)村小康目標(biāo)實(shí)現(xiàn),農(nóng)民用能水平、質(zhì)量和設(shè)備現(xiàn)代化將成為評(píng)價(jià)小康內(nèi)涵的重要內(nèi)容,可以預(yù)見(jiàn),炊事和采暖用能及其設(shè)備最具市場(chǎng)活力,可再生能源產(chǎn)品從研制經(jīng)中試到商業(yè)利潤(rùn)回收,不同階段應(yīng)形成自身的梯度構(gòu)架,即①成熟技術(shù)向市場(chǎng)投入一批,商業(yè)利潤(rùn)回收一批;②向市場(chǎng)過(guò)渡中試示范投入一批;③重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目起動(dòng)一批。
“九五”期間逐步開(kāi)展以下工作;
①進(jìn)一步研究完善生物質(zhì)氣化裝置,并擴(kuò)大功能,開(kāi)拓市場(chǎng),進(jìn)入食品、中藥材、養(yǎng)殖、種植業(yè)的烘干供熱領(lǐng)域。
②對(duì)生物質(zhì)固化成型技術(shù),建議兩個(gè)面向,即一是制炭,一是制“生物煤”,制炭市場(chǎng)效益高,但對(duì)壓制成型技術(shù)要求高:比重1.35-1.45,機(jī)械彎曲強(qiáng)度38kg/cm2,抗壓強(qiáng)度320kg/cm2,關(guān)鍵技術(shù)是磨損件的使用壽命和可靠性,低壓成型產(chǎn)品“生物煤”壓制強(qiáng)度低,比重0.5-0.6,做到易燃,可運(yùn)儲(chǔ),取代煤和柴。
③生物質(zhì)熱解液化技術(shù)難度較高,但應(yīng)安排少量科技人員跟蹤國(guó)內(nèi)外動(dòng)向,做些技術(shù)儲(chǔ)備,為下一世紀(jì)生物質(zhì)高品位產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)打下基礎(chǔ)。
以下項(xiàng)目對(duì)湖北省農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)雖然是較長(zhǎng)期的,投資是巨大的,但2010年可能是被接受的產(chǎn)品:
a、熱值達(dá)到(9350-450)×4.1868J/m3的可管道輸送的甲烷化煤氣和熱解水煤氣;
b、生物質(zhì)注氧/蒸汽氣化甲烷化,生產(chǎn)液體燃料替代礦物燃料油;
c、生物質(zhì)制氫技術(shù)。
④重視生物質(zhì)能軟課的研究,為制定正確研究開(kāi)發(fā)方針,少走彎路,減少失誤,做好工程技術(shù)項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備,提供依據(jù)的佐證。
一、浙江省生物質(zhì)能資源及應(yīng)用技術(shù)概述
(一)資源量及其分布
浙江省生物質(zhì)能資源豐富,按照來(lái)源的不同,主要分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢棄物和畜禽糞便等五大類。
林業(yè)資源:浙江省地處亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),降水充沛,森林資源較為豐富。全省現(xiàn)有林地面積664.46萬(wàn)公頃,森林覆蓋率為58.31%,位居全國(guó)前列。浙江省林業(yè)廢棄物約4820萬(wàn)噸,折標(biāo)準(zhǔn)煤2700萬(wàn)噸,主要分布于麗水、臨安等地。
農(nóng)作物秸稈:農(nóng)作物秸稈的可用資源量主要取決于農(nóng)作物產(chǎn)量及其他用途。浙江省年秸稈產(chǎn)量約700萬(wàn)噸,折標(biāo)準(zhǔn)煤350萬(wàn)噸。
畜禽糞便:浙江省畜牧業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞便產(chǎn)量約1690萬(wàn)噸,折標(biāo)準(zhǔn)煤169萬(wàn)噸(通過(guò)厭氧工藝)。
生活垃圾:城鎮(zhèn)生活垃圾主要是居民生活垃圾,商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物。浙江省每日生產(chǎn)生活垃圾約5萬(wàn)噸,每年產(chǎn)生生活垃圾超過(guò)1800萬(wàn)噸,相當(dāng)于257萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
由上可知,浙江省可開(kāi)發(fā)利用的生物質(zhì)能資源種類多、數(shù)量大,若能有效利用,將對(duì)浙江省能源供應(yīng)短缺,特別是農(nóng)村能源短缺起到重要作用。
(二)應(yīng)用技術(shù)的種類及特點(diǎn)
生物質(zhì)能技術(shù)主要可分為四大類:生物轉(zhuǎn)換、物化轉(zhuǎn)換、直接燃燒和生物燃料。
生化轉(zhuǎn)換技術(shù):主要是厭氧消化和特種酶技術(shù)。在這類技術(shù)中,厭氧發(fā)酵即沼氣技術(shù)已較為成熟并具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力。沼氣技術(shù)是指通過(guò)厭氧發(fā)酵工藝將人畜禽糞便和有機(jī)廢水等富含的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以甲烷氣為主的沼氣。其特點(diǎn)是既資源化地利用了生產(chǎn)和生活中排放的廢水,又能有效地保護(hù)環(huán)境,特別是自然水體。
物化轉(zhuǎn)換技術(shù):包括干餾技術(shù)、氣化制生物質(zhì)燃?xì)狻峤庵粕镔|(zhì)油。在這類技術(shù)中,農(nóng)業(yè)廢棄物的氣化近年來(lái)發(fā)展最快。該技術(shù)的基本工作原理是在缺氧狀態(tài)下,將稻殼、秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物氣化形成可燃?xì)怏w,用于農(nóng)村居民生活燃?xì)夤?yīng)。目前,在實(shí)際應(yīng)用中,主要存在的技術(shù)問(wèn)題是焦油的處理。
盲接燃燒技術(shù):主要指爐鍋燃燒和垃圾焚燒。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)是指在常規(guī)的活力發(fā)電系統(tǒng)中,將以秸稈替代鍋爐燃燒所需煤進(jìn)行發(fā)電,而垃圾焚燒則是以垃圾為主摻入其他燃料替代鍋爐燃燒所需燃料進(jìn)行發(fā)電。其特點(diǎn)是前者將農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用發(fā)電,同時(shí)保護(hù)了環(huán)境,而后者不僅解決了固體垃圾處理問(wèn)題,而且物盡其用。
生物燃料技術(shù):主要是指生物乙醇、生物柴油。生物乙醇是通過(guò)微生物發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精,而生物柴油則是利用植物油、動(dòng)物油等原料油提取的清潔燃料,兩者都具有可再生、低排放的特點(diǎn)。但是前者以糧食作物作為原料,會(huì)對(duì)我國(guó)的糧食安全產(chǎn)生影響;而后者則需要發(fā)展油料作物或油料經(jīng)濟(jì)林所需的土地資源。因此,糧食供應(yīng)安全與生物乙醇、生物柴油的發(fā)展協(xié)調(diào)問(wèn)題是亟需解決的。
二、浙江省生物質(zhì)能的應(yīng)用現(xiàn)狀
改革開(kāi)放以來(lái),在浙江省政府和相關(guān)部門的高度重視下,浙江省的生物質(zhì)能應(yīng)用有了很大發(fā)展,從上世紀(jì)80年代初的節(jié)柴灶、戶用沼氣池為主的生物質(zhì)能技術(shù)到現(xiàn)在的大型沼氣工程、集中氣化發(fā)電和直接燃燒發(fā)電等,無(wú)論是技術(shù)發(fā)展還是應(yīng)用規(guī)模,都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
迄今為止,浙江省沼氣技術(shù)發(fā)展已具有一定的規(guī)模,技術(shù)的可靠性也在不斷的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2009年6月底,浙江省已累計(jì)建成戶用沼氣15.3萬(wàn)戶,大中型沼氣工程4438處、68.5萬(wàn)立方米,生活污水凈化沼氣池170.64萬(wàn)立方米。據(jù)粗略估計(jì),這些沼氣工程每年可產(chǎn)沼氣1.37億立方米,減排30余萬(wàn)噸二氧化碳,而且這些厭氧污水每年處理了生活污水1.96億立方米,減排6.3萬(wàn)噸COD,受益面超過(guò)200萬(wàn)農(nóng)戶。基于厭氧發(fā)酵的沼氣工程和生活污水工程均具有技術(shù)可靠性高、運(yùn)行成本低、可適量替代常規(guī)能源,減少二氧化碳排放量等優(yōu)點(diǎn)。
浙江省在生物質(zhì)氣化方面同樣有了一定的成就。生物質(zhì)氣化可分為大規(guī)模燃燒技術(shù)和中小規(guī)模生物質(zhì)氣化技術(shù),浙江省結(jié)合自身實(shí)際情況,主要發(fā)展生物質(zhì)氣化爐技術(shù)。磐安縣于2006年引進(jìn)戶用生物質(zhì)氣化爐技術(shù)后,生物質(zhì)氣化爐開(kāi)始慢慢普及,迄今為止,已經(jīng)在全省的各個(gè)農(nóng)村地區(qū)廣泛使用。生物質(zhì)氣化有效地利用了農(nóng)業(yè)廢棄物,減少了焚燒或丟棄農(nóng)業(yè)廢棄物造成的環(huán)境污染,同時(shí),它燃燒穩(wěn)定、熱效率高,適用于炊事、取暖、鍋爐等,在農(nóng)村的應(yīng)用前景極其廣闊。
生物質(zhì)直燃發(fā)電近年來(lái)也有一定的發(fā)展,浙江省首家生物質(zhì)能熱電廠已于2009年在龍游建立,年燃燒谷殼、木屑、秸稈、廢木料、竹子廢棄19.24萬(wàn)噸,設(shè)計(jì)年發(fā)電能力1.08億千瓦時(shí)。按同等規(guī)模燃煤熱電廠計(jì)算,全年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤8.27萬(wàn)噸,每年可減少二氧化硫排放291噸、煙塵排放425噸、二氧化碳排放15.3萬(wàn)噸,并可給周邊農(nóng)戶帶來(lái)約6000萬(wàn)元的秸稈等燃料收入。該項(xiàng)目采用了國(guó)際上較為成熟的秸稈生物燃燒發(fā)電技術(shù),做到秸稈的充分利用,燃燒后產(chǎn)生的灰渣也被回收。采用直接燃燒技術(shù)將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能,既能代替常規(guī)能源發(fā)電,又能避免秸稈腐爛而釋放溫室氣體,同時(shí)也為農(nóng)村創(chuàng)造了大量的勞動(dòng)力就業(yè)崗位。
此外,浙江省垃圾焚燒發(fā)電走在全國(guó)前列。截至2005年底,浙江省投入商業(yè)營(yíng)運(yùn)的垃圾發(fā)電廠有12家,日處理垃圾總能力約為401G噸,總裝機(jī)容量達(dá)11.6萬(wàn)千瓦,垃圾發(fā)電占垃圾處理量的27%。按此估計(jì),浙江省年垃圾發(fā)電總量可達(dá)0.98億千瓦時(shí),可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2.89萬(wàn)噸,年可減少氮氧化合物排放288.7噸、二氧化硫461.96噸。垃圾焚燒發(fā)電不僅解決了城鎮(zhèn)垃圾堆積問(wèn)題,有利于環(huán)境保護(hù)和城鎮(zhèn)的發(fā)展,同時(shí)也緩解了浙江省用電緊張問(wèn)題。
三、浙江省生物質(zhì)能發(fā)展存在的主要問(wèn)題和障礙
浙江省生物質(zhì)能雖然在過(guò)去的幾年問(wèn)有了長(zhǎng)足發(fā)展,但在進(jìn)一步的技術(shù)應(yīng)用推廣中仍存在一些問(wèn)題和障礙:
(一)資源量及其分布信息量不充分,不利于總體規(guī)劃
迄今,浙江省生物質(zhì)資源的信息主要建立在估算的基礎(chǔ)上,而這些粗略的估算數(shù)據(jù)并不足以為總體的規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),資源的種類、資源的總體數(shù)量、資源的分布特別是其密度分布是進(jìn)行總體規(guī)劃的基礎(chǔ)。沒(méi)有詳盡的數(shù)據(jù)作支持,對(duì)政府而言,就無(wú)法對(duì)生物質(zhì)規(guī)模的應(yīng)用做出具有可操作性的總體規(guī)劃,也
就不可能提出行之有效的政策和措施支持。
(二)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力不足
生物質(zhì)能的技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用的根本。目前,浙江省生物質(zhì)能的技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力仍然不足。前者反映在技術(shù)的先進(jìn)性和成熟度上,與常規(guī)能源相比,浙江省生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用仍處于初步階段,技術(shù)可靠和完善、運(yùn)行操作的便捷尚有待提高。除了大中型沼氣工程和戶用沼氣技術(shù)已具有較高的技術(shù)可靠性,其他生物質(zhì)能技術(shù)距市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用尚有差距;而后者則主要是指與常規(guī)能源相比,經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。生物質(zhì)能的前期投入較大,運(yùn)行成本較高,投資風(fēng)險(xiǎn)較大,經(jīng)濟(jì)效益較低,而政府還沒(méi)有切實(shí)可行的價(jià)格政策和經(jīng)濟(jì)政策激勵(lì)、支持生物質(zhì)能的發(fā)展,企業(yè)難以負(fù)擔(dān)高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的生物質(zhì)投資,消費(fèi)者也不愿意花更多的錢消費(fèi)其產(chǎn)品。
(三)規(guī)模發(fā)展缺乏政策的支持導(dǎo)向
美國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明,生物質(zhì)能的發(fā)展離不開(kāi)政府的支持,生物質(zhì)能要規(guī)模化生產(chǎn),政府的資金、政策支持是不可或缺的。浙江省因?yàn)闆](méi)有規(guī)模應(yīng)用的總體規(guī)劃,也就不可能給出清晰可列的政府支持和導(dǎo)向,特別是對(duì)于不同的技術(shù)、規(guī)模所需要政府支持力度和支持政策也未說(shuō)明。
目前,浙江省雖然在財(cái)政上對(duì)生物質(zhì)能技術(shù)應(yīng)用有一定的支持,但迄今沒(méi)有建立一套透明、公平、有章可依的政府財(cái)政補(bǔ)貼或稅收優(yōu)惠的措施和細(xì)則,也就不可能形成明確和有力的導(dǎo)向和動(dòng)力。
四、生物質(zhì)能發(fā)展對(duì)策分析及建議
為了積極推動(dòng)浙江省生物質(zhì)能技術(shù)的推廣應(yīng)用,特別是在生物質(zhì)能規(guī)?;瘧?yīng)用有較大的發(fā)展,應(yīng)該將關(guān)注點(diǎn)放在以下幾個(gè)方面:
(一)普查資源,收集信息,制定總體規(guī)劃
政府部門應(yīng)當(dāng)組織具有豐富的生物質(zhì)資源調(diào)查和評(píng)估工作經(jīng)驗(yàn)的專家,成立調(diào)查小組,在全省范圍內(nèi)開(kāi)展全面、詳細(xì)和實(shí)用的各生物質(zhì)資源的調(diào)查評(píng)估工作,確切掌握生物質(zhì)資源的種類、分布、密度以及資源的利用價(jià)值等信息,并對(duì)各地區(qū)所適合的生物質(zhì)能發(fā)展技術(shù)與規(guī)模提出合理的建議,在此基礎(chǔ)上對(duì)生物質(zhì)資源的發(fā)展?jié)摿M(jìn)行科學(xué)的估計(jì),為生物質(zhì)能的規(guī)?;么蛳聢?jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也為生物質(zhì)能的整體發(fā)展規(guī)劃提供可靠的依據(jù),明確短期、中期與長(zhǎng)期國(guó)家生物質(zhì)能發(fā)展的目標(biāo)、原則、技術(shù)路線圖及應(yīng)采取的政策與措施。
(二)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā),拓展融資渠道
加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)和裝備保障的支持力度,抓緊具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新能源技術(shù)開(kāi)發(fā),形成具有原創(chuàng)性的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)群,提高其技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力。設(shè)立專項(xiàng)科研資金,攻克生物質(zhì)固化成型裝備以及生物質(zhì)熱解液化技術(shù)設(shè)備存在的問(wèn)題;成立生物質(zhì)能研究機(jī)構(gòu),研究生物質(zhì)氣化等技術(shù)存在的二次污染、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題,不斷改進(jìn)技術(shù);引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),對(duì)農(nóng)作物秸稈的高能效低能耗轉(zhuǎn)化、第二代生物質(zhì)原料等開(kāi)展研究,推進(jìn)生物質(zhì)能穩(wěn)定、高速發(fā)展。
在投融資上,一方面加大對(duì)生物質(zhì)能的投資力度,設(shè)立專項(xiàng)資金,促進(jìn)生物質(zhì)能的規(guī)?;a(chǎn),特別是對(duì)技術(shù)要求高、投機(jī)成本大的技術(shù),加強(qiáng)其財(cái)政支持力度,如對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)、沼氣技術(shù)給予補(bǔ)貼,可以帶動(dòng)民間資本的流入,增加就業(yè)和農(nóng)民收入;另一方面,創(chuàng)造良好的投資環(huán)境,建立服務(wù)機(jī)構(gòu)、中介機(jī)構(gòu),開(kāi)辟國(guó)際融資渠道,幫助國(guó)外投資者選擇更好的項(xiàng)目,吸引國(guó)際組織和發(fā)達(dá)國(guó)家參與我國(guó)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)建設(shè),促進(jìn)生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化。
(三)完善政府政策,促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展
隨著全球石油、煤炭的大量開(kāi)采,能源日益枯竭庫(kù),存量不斷減少,能源短缺和隨之而來(lái)的環(huán)境污染日漸引起人們的關(guān)注,并已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)又快又好發(fā)展的瓶頸。改善能源結(jié)構(gòu),利用現(xiàn)代科技開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源來(lái)緩解能源動(dòng)力,減少污染物排放等問(wèn)題刻不容緩。我國(guó)政府及有關(guān)部門對(duì)生物質(zhì)能源利用也極為重視,已將“大力發(fā)展生物質(zhì)能”列入國(guó)家“十二五”規(guī)劃。
2、我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景
現(xiàn)階段我國(guó)的生物質(zhì)能應(yīng)用主要集中在沼氣利用,生物質(zhì)直燃發(fā)電,工業(yè)替代燃料和交通運(yùn)輸燃料這四方面。
2.1 沼氣利用
近年來(lái)沼氣利用在中國(guó)發(fā)展迅速,在中央投資的帶動(dòng)下,各地也加大投入,形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發(fā)展的新格局。沼氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)在不僅能解決農(nóng)民的燒柴問(wèn)題,更重要的是我國(guó)的沼氣發(fā)展正從分散式農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)向產(chǎn)業(yè)化方向轉(zhuǎn)變。2008年山東民和牧業(yè)建成了一個(gè)利用雞糞為原料的3MW熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣工程;2009年安陽(yáng)貞元集團(tuán)通過(guò)與丹麥技術(shù)資金伙伴合作,以養(yǎng)殖場(chǎng),公共污糞和秸稈為原料在安陽(yáng)建立了一個(gè)年產(chǎn)400萬(wàn)m3的車用氣的沼氣項(xiàng)目。從目前情況看,通過(guò)生物發(fā)酵產(chǎn)沼氣的技術(shù)相當(dāng)成熟,但是現(xiàn)階段還存在沼氣工程總體規(guī)模較小效益不高,產(chǎn)氣不是很穩(wěn)定,特別是在北方冬季產(chǎn)氣明顯不足,和沼氣副產(chǎn)品市場(chǎng)需求不足等因素約束。
2.2 生物質(zhì)直燃發(fā)電
生物質(zhì)直燃發(fā)電是最早采用的一種生物質(zhì)開(kāi)發(fā)利用方式,也是消耗量最大、最直接、最容易規(guī)?;凸I(yè)化的能源利用方式。早在2004年,山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個(gè)地方就開(kāi)始了生物質(zhì)直燃發(fā)電的試點(diǎn)示范,而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進(jìn)了生物質(zhì)直燃發(fā)電行業(yè)的發(fā)展,年投資額增長(zhǎng)率都在30%以上,到2010年我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電量已達(dá)到550萬(wàn)千瓦。其中,我國(guó)生物質(zhì)最大的企業(yè)國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司在2010年投入運(yùn)營(yíng)和在建生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目近40個(gè),總裝機(jī)容量100萬(wàn)千瓦。到2013年,該公司規(guī)劃生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)數(shù)量達(dá)到100臺(tái),裝機(jī)容量達(dá)到300萬(wàn)千瓦。屆時(shí)每年可為社會(huì)提供綠色清潔電力210億千瓦時(shí),年消耗農(nóng)林剩余物可達(dá)3000萬(wàn)噸,每年可為農(nóng)民增收約80億元,每年可減排二氧化碳1500萬(wàn)噸以上。
生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)比較成熟,而且它是增加農(nóng)民收入、促進(jìn)農(nóng)民增收的直接載體,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、加快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。需要注意的是生物質(zhì)直燃發(fā)電還存在項(xiàng)目投資和運(yùn)營(yíng)成本較高,原料供應(yīng)季節(jié)性強(qiáng),需要政府補(bǔ)貼,受國(guó)家政策影響風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。
2.3 工業(yè)替代燃料
生物質(zhì)作為工業(yè)替代燃料主要包括生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)可燃?xì)夂蜕镔|(zhì)裂解油。
生物質(zhì)成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物為原料,用作工業(yè)鍋爐的燃料。生物質(zhì)成型燃料的技術(shù)研究開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)80年代,早期主要集中在螺旋擠壓成型機(jī)上,但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重,壽命較短,電耗大等缺點(diǎn),導(dǎo)致綜合成本較高,發(fā)展停滯不前。進(jìn)入2000年以來(lái),生物質(zhì)成型技術(shù)得到明顯的進(jìn)展,成型設(shè)備的生產(chǎn)與應(yīng)用已初步形成了一定規(guī)模。國(guó)家發(fā)改委規(guī)劃到2010年,生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量可達(dá)100萬(wàn)t。生物質(zhì)成型燃料多用在一些中小型的工業(yè)蒸汽鍋爐、有機(jī)熱載體鍋爐和商業(yè)蒸汽鍋爐方面。其中,珠海紅塔仁恒紙業(yè)有限公司的“生物質(zhì)固體成型燃料替代重油節(jié)能減排項(xiàng)目”項(xiàng)目是目前全國(guó)最大的生物質(zhì)成型燃料節(jié)能減排項(xiàng)目,該項(xiàng)目2011年投入運(yùn)行,以兩臺(tái)40t/h生物質(zhì)成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐,代替現(xiàn)有的六臺(tái)燃油鍋爐。
生物質(zhì)可燃?xì)廨^早使用在氣化發(fā)電方面,一般是生物質(zhì)氣化凈化后的燃?xì)馑徒o燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電或者將凈化后的燃?xì)馑腿雰?nèi)燃機(jī)直接發(fā)電。生物質(zhì)氣化發(fā)電廠的規(guī)模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦,與生物質(zhì)直燃發(fā)電相比,它的規(guī)模較小,但它發(fā)電效率較高,投資成本較少,對(duì)原料的來(lái)源限制也較少。除了氣化發(fā)電,生物質(zhì)可燃?xì)庖苍絹?lái)越多地應(yīng)用在工業(yè)替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國(guó)內(nèi)首家使用生物質(zhì)能源的鋼鐵企業(yè),它將原燃燒重油的兩段式連續(xù)推鋼加熱爐改燒生物燃?xì)?,該?xiàng)目在2009年初立項(xiàng),并2010年5月正式投產(chǎn)至今運(yùn)行正常,這是目前世界范圍內(nèi)建成運(yùn)行的最大的工業(yè)生物燃?xì)忭?xiàng)目。
生物質(zhì)裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)廢棄物通過(guò)高溫快速加熱分解為揮發(fā)性氣體,再經(jīng)冷卻后提煉出的一種液體。生物質(zhì)裂解油的熱值一般為16~18MJ/kg,產(chǎn)油率可達(dá)70%,它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料,也可進(jìn)一步加工轉(zhuǎn)換成化工產(chǎn)品。我國(guó)在生物質(zhì)裂解油這方面的研究起步較晚,但近年來(lái)發(fā)展較快。浙江大學(xué),中國(guó)科技大學(xué),山東理工大學(xué)等高校在生物質(zhì)熱解液化裝置優(yōu)化和油品的應(yīng)用、分析和提純方面都做了大量的研究工作,也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。在生物質(zhì)裂解油的工業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中,2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開(kāi)發(fā)區(qū)成功建設(shè)了一套年產(chǎn)3000噸的生物油工業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置并一直連續(xù)運(yùn)行。易能生物公司則使生物油邁入了工業(yè)應(yīng)用的新階段,從2007年在安徽合肥建立起第一套年產(chǎn)萬(wàn)噸的生物油裝置以來(lái),其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業(yè)園分別投產(chǎn)了第兩套和第三套的年產(chǎn)萬(wàn)噸的生物油裝置,這也標(biāo)志著生物質(zhì)裂解油的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。生物質(zhì)裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產(chǎn)成本較低,但是它熱值較低,又具有一定的酸性,需要對(duì)燃燒設(shè)備進(jìn)行少量改造。生物質(zhì)裂解油除能直接用于中低端燃料市場(chǎng)外,還可以進(jìn)一步通過(guò)精煉工藝生產(chǎn)多種化學(xué)品,開(kāi)發(fā)利用的市場(chǎng)潛力巨大,具有十分廣闊的發(fā)展前景。
2.4 交通運(yùn)輸燃料
生物能源作為交通運(yùn)輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀(jì)末,利用糧食相對(duì)過(guò)剩的條件,我國(guó)開(kāi)始發(fā)展生物燃料乙醇。從目前的情況看,玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經(jīng)濟(jì)類作物加工燃料乙醇的技術(shù)比較成熟,但基于對(duì)國(guó)家糧食安全的擔(dān)心,和發(fā)展經(jīng)濟(jì)類作物會(huì)發(fā)生品種單一,種性退化較嚴(yán)重等問(wèn)題,國(guó)家一直有意保持國(guó)內(nèi)燃料乙醇的產(chǎn)量在一定的限制水平。
玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下,我國(guó)的企業(yè)和科研院校正加大力度地投入研發(fā)纖維素等新的燃料乙醇的生產(chǎn)。據(jù)了解,中國(guó)擁有發(fā)展纖維素乙醇的原料優(yōu)勢(shì)。纖維素廣泛分布于農(nóng)作物秸稈、皮殼當(dāng)中,資源豐富且價(jià)格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產(chǎn)3000t和一套年產(chǎn)5000t燃料乙醇工業(yè)化示范裝置。中糧集團(tuán)與中石化、丹麥諾維信公司聯(lián)手建造的中國(guó)規(guī)模最大的年產(chǎn)萬(wàn)噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產(chǎn)代表了中國(guó)未來(lái)燃料乙醇的主流方向,目前需要做的是加快研發(fā)力度,突破技術(shù)瓶徑,降低生產(chǎn)成本,加快商業(yè)化生產(chǎn)的速度。
生物柴油主要應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)和海運(yùn)業(yè),是一種重要的交通運(yùn)輸燃料。生物柴油在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r與燃料乙醇相似,用油類植物生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)比較成熟,但是它受原料的制約嚴(yán)重。要發(fā)展大力生物柴油產(chǎn)業(yè),必須要有穩(wěn)定的原料來(lái)源。據(jù)了解,歐美國(guó)家主要以菜籽油、大豆油為原料生產(chǎn)生物柴油,但我國(guó)人多地少的國(guó)情決定了我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)不宜以食用油為原料,只能大力發(fā)展丘陵鹽堿等非糧用地發(fā)展麻風(fēng)樹(shù)、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內(nèi)的6萬(wàn)t生物柴油項(xiàng)目正式投產(chǎn)運(yùn)行,其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產(chǎn)工藝的裝置,產(chǎn)品已在海南島內(nèi)的柴油零售批發(fā)網(wǎng)點(diǎn)推廣使用,這是我國(guó)首個(gè)麻風(fēng)樹(shù)生物柴油產(chǎn)業(yè)化的示范項(xiàng)目。
近年來(lái),利用微藻制備生物柴油受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注,因?yàn)槲⒃宸毖苣芰Ω?,生長(zhǎng)周期短,可大量培養(yǎng)而不占用耕地,能有效解決原料來(lái)源不穩(wěn)定的問(wèn)題。美國(guó)在2007年推出“微型曼哈頓計(jì)劃”,其宗旨就是向藻類要能源,目標(biāo)是到2010年每天產(chǎn)出百萬(wàn)桶生物燃油,實(shí)現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化。2008年10月英國(guó)碳基金公司也啟動(dòng)了目前世界上最大的藻類生物燃料項(xiàng)目,投入的2600~-英鎊將用于發(fā)展相關(guān)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,該項(xiàng)目預(yù)計(jì)到2020年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我國(guó)的科研人員也在政府和企業(yè)的大力支持下加緊研發(fā)這項(xiàng)新技術(shù),希望能早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。雖然現(xiàn)在較高的生產(chǎn)成本制約著微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但通過(guò)今后技術(shù)的不斷改進(jìn),相信微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)的前景是十分廣闊的。
一、嚴(yán)格的厭氧環(huán)境一密封的厭氧發(fā)酵池
分解有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生沼氣的細(xì)菌是產(chǎn)甲烷菌,都是厭氧性細(xì)菌,對(duì)氧特別敏感,它們?cè)谏L(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、代謝等生命活動(dòng)中都不需要空氣,空氣中的氧氣會(huì)使其生命活動(dòng)受到抑制,甚至死亡。產(chǎn)甲烷菌只能在嚴(yán)格厭氧的環(huán)境中才能生長(zhǎng)。所以,修建沼氣池,要嚴(yán)格密閉,不漏水,不漏氣,這是制取沼氣的關(guān)鍵。這不僅是收集沼氣和貯存沼氣發(fā)酵原料的需要,也是保證沼氣微生物在厭氧的生態(tài)條件下生活得好,使沼氣池能正常產(chǎn)氣的需要。
二、適宜的發(fā)酵原料和質(zhì)優(yōu)量足的菌種
沼氣發(fā)酵原料是產(chǎn)生沼氣的物質(zhì)基礎(chǔ),又是沼氣細(xì)菌賴以生存的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,各種有機(jī)物質(zhì)如人畜糞便、作物秸稈、樹(shù)葉雜草、生活污水、含有機(jī)物質(zhì)的工業(yè)廢渣等,都可以作為沼氣池發(fā)酵的原料。沼氣技術(shù),沼氣設(shè)備但細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中的碳素、氮素需要量必須維持適當(dāng)?shù)谋壤禾嫉壤涑?5:1-30:1。人畜糞便和作物秸稈是主要的發(fā)酵原料。人畜和家禽糞便富含氮元素,稱“富氮原料”。這類原料經(jīng)過(guò)人和動(dòng)物腸胃系統(tǒng)的充分消化,一般顆粒細(xì)小,含水量較高,容易厭氧分解,產(chǎn)氣快,發(fā)酵期短。秸桿。稻草、菜蔓、枇殼等農(nóng)作物的殘余物,這些原料富含纖維素、半纖維素、果膠以及難降解的木質(zhì)素和植物蠟質(zhì),稱“富碳原料”。干物質(zhì)含量比富氮原料高,發(fā)酵前一般需經(jīng)物理、化學(xué)、生物三步預(yù)處理。富碳原料其厭氧分解比富氮原料慢,產(chǎn)期周期長(zhǎng),產(chǎn)氣量高。氮素是構(gòu)成微生物細(xì)胞質(zhì)的重要原料,碳素不僅構(gòu)成微生物細(xì)胞質(zhì),而且提供生命活動(dòng)的能量。發(fā)酵原料的碳氮比不同,因發(fā)酵細(xì)菌消耗碳的速度比消耗氮的速度要快25~30倍。可以使沼氣發(fā)酵在合適的速度下進(jìn)行。如果比例失調(diào),就會(huì)使產(chǎn)氣和微生物的生命活動(dòng)受到影響。因此,制取沼氣不僅要有充足的原料,還應(yīng)注意各種發(fā)酵原料碳氮比的合理搭配。
沼氣發(fā)酵微生物是人工制取沼氣和內(nèi)因條件,一切外因條件都是通過(guò)個(gè)基本的內(nèi)因條件才能起作用。因此,沼氣發(fā)酵的前提條件就是要接入含有大量這種微生物的接種物。新鮮原料入池發(fā)酵,若加入的菌種很少,厭氧發(fā)酵停滯期很長(zhǎng),則遲遲不產(chǎn)氣或產(chǎn)氣少。采用預(yù)先漚制過(guò)的原料,并加入少量沼氣污泥進(jìn)行發(fā)酵,甲烷含量很快上升。說(shuō)明厭氧發(fā)酵必須有大量菌種。
三、沼氣發(fā)酵的重要外因條件一溫度、水分
沼氣發(fā)酵時(shí)溫度的高低直接影響原料的消化速度和產(chǎn)氣率,溫度適宜則細(xì)菌繁殖旺盛,活力強(qiáng),厭氧分解和生成甲烷的速度就快,產(chǎn)氣就多。適宜沼氣發(fā)酵的溫度范圍較廣,一般8~70℃,都能產(chǎn)生沼氣。低于10℃或者高于60℃,都嚴(yán)重抑制微生物生存、繁殖、影響產(chǎn)氣。根據(jù)實(shí)際情況,人們把沼氣發(fā)酵劃分三個(gè)發(fā)酵區(qū):即10~30℃為常溫發(fā)酵區(qū),33-38℃為中溫發(fā)酵區(qū),50~55℃為高溫發(fā)酵區(qū)。農(nóng)戶通常采用的是常溫發(fā)酵工藝。在這一溫度范圍內(nèi),一般溫度愈高,微生物活動(dòng)愈旺盛,產(chǎn)氣量愈高。微生物對(duì)溫度變化十分敏感,溫度突升或突降,都會(huì)影響微生物的生命活動(dòng),使產(chǎn)氣狀況惡化。這就是為什么沼氣池在夏季,特別是氣溫最高的7月產(chǎn)氣量大,而在冬季最冷的1月產(chǎn)氣很少,甚至不產(chǎn)氣的原因。
四、適宜的酸堿度
沼氣微生物的生長(zhǎng)、繁殖,要求發(fā)酵原料的酸堿度保持中性,或者微偏堿性,過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)影產(chǎn)氣。測(cè)定表明,酸堿度在pH=6-8之間,均可產(chǎn)氣,以pH=6.5-7.5產(chǎn)氣量最高,pH低于6或高于9時(shí)均不產(chǎn)氣。在正常的發(fā)酵過(guò)程中,沼氣池內(nèi)的酸堿度變化可以自然進(jìn)行調(diào)解,先由高到底,然后又升高,最后達(dá)到恒定的自然平衡(即適宜的pH),一般不需要進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。只有在配料和管理不當(dāng),使正常發(fā)酵過(guò)程受到破壞的情況下,才可能出現(xiàn)有機(jī)酸大量積累,發(fā)酵料液過(guò)于偏酸的現(xiàn)象。此時(shí),可取出部分料液,加入等量的接種物,將積累的有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為甲烷,或者添加適量的草木灰或石灰澄清液,中和有機(jī)酸,使酸堿度恢復(fù)正常。
五、嚴(yán)格控制阻抑物含量
沼氣細(xì)菌很容易受到阻抑物的影響,抑制沼氣細(xì)菌的生命活動(dòng),防礙產(chǎn)氣。沼氣池內(nèi)揮發(fā)酸濃度或氨態(tài)氮濃度過(guò)高,對(duì)發(fā)酵菌有抑制和阻抑作用。因此不能投入農(nóng)藥、油氈、電石、及含有阻抑物的廢渣、廢液、廢水等。
關(guān)鍵詞:生物質(zhì) 能源
一、福建生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀
福建地處亞熱帶,生物質(zhì)資源非常豐富。目前可作為能源利用的生物質(zhì)主要有林業(yè)生物質(zhì)、木質(zhì)油料植物、農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品以及能源作物。在林業(yè)生物質(zhì)方面,福建現(xiàn)有植物種類達(dá)5000種以上,其中用材樹(shù)種有400余種,為全國(guó)6大林區(qū)之一。福建省生物質(zhì)能資源豐富,開(kāi)發(fā)利用具有一定基礎(chǔ),生物質(zhì)能的利用方式目前主要集中在以下幾個(gè)方面:
1.沼氣。
福建省從20世紀(jì)80年代就開(kāi)始發(fā)展沼氣,沼氣的發(fā)展近年來(lái)越來(lái)越受重視,農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)工程被列入2006年省委省政府為民辦實(shí)事項(xiàng)目?!笆濉币詠?lái),在農(nóng)業(yè)部沼氣建設(shè)項(xiàng)目的帶動(dòng)下,以“一池三改”為基本建設(shè)單元,“豬-沼-果”等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式得到積極推廣。沼氣建設(shè)從70年代能源需求型階段轉(zhuǎn)化為目前的生態(tài)需求型階段。沼氣技術(shù)不斷成熟,“常規(guī)水壓型”、“曲流布料型”、“強(qiáng)回流型”、“旋流布料型”等池型不斷推廣;“一池三改”(改廁、改圈、改廚)功能效應(yīng)不斷擴(kuò)展,以沼氣為紐帶、“畜-沼-果”、“豬-沼-漁”、 “畜-沼-菜”、“庭院生態(tài)經(jīng)濟(jì)綜合利用”、“農(nóng)業(yè)廢棄物綜合處理及資源化利用”等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式不斷創(chuàng)新;沼氣配套管理與服務(wù)得到不斷完善,從省到地市、縣、鄉(xiāng)、村都建立了沼氣管理和推廣機(jī)構(gòu)以及服務(wù)站。
2.生物燃料乙醇
目前國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)的燃料乙醇試點(diǎn)項(xiàng)目全部集中在東北和華北地區(qū),東南沿海還沒(méi)有一家企業(yè)獲準(zhǔn),福建目前也無(wú)燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)。“十一五”期間,國(guó)家將繼續(xù)實(shí)行生物燃料乙醇“定點(diǎn)生產(chǎn),定向流通,市場(chǎng)開(kāi)放,公平競(jìng)爭(zhēng)”相關(guān)政策。總體思路是積極培育石油替代市場(chǎng),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;根據(jù)市場(chǎng)發(fā)育情況,擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模;確定合理布局,嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入;依托主導(dǎo)力量,提高發(fā)展質(zhì)量;穩(wěn)定政策支持,加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管?!笆晃濉逼陂g將是我國(guó)燃料乙醇發(fā)展的重要時(shí)期,據(jù)預(yù)測(cè),“十一五”末國(guó)內(nèi)乙醇汽油消費(fèi)量占全國(guó)汽油消費(fèi)量的比例將上升到50%以上。因此,福建省應(yīng)抓住這個(gè)機(jī)遇,認(rèn)真分析論證,盡早立項(xiàng)引進(jìn)生產(chǎn)線,力爭(zhēng)使福建省燃料乙醇項(xiàng)目走在我國(guó)東南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生產(chǎn)發(fā)展較早,主要是民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn),目前已形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。福建生物柴油三代技術(shù)都有不同程度的發(fā)展。目前第一代技術(shù)是以動(dòng)植物廢油脂為原料加工提煉成生物柴油?,F(xiàn)已建成具有相當(dāng)技術(shù)裝備水平規(guī)模的生物柴油企業(yè)11家(其中5萬(wàn)t級(jí)生產(chǎn)能力3家、2萬(wàn)t級(jí)3家、1萬(wàn)t級(jí)6家),境外上市3家,形成年生產(chǎn)能力35萬(wàn)t左右。第二代技術(shù)以木本油料林的油脂為原料加工提煉成生物柴油。在有關(guān)部門大力支持下,多家民營(yíng)、外資企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)合作,小規(guī)模建立示范基地,繁育栽培優(yōu)良樹(shù)種,探索經(jīng)濟(jì)模式,取得了可喜的成果;第三代技術(shù)是以海洋藻類和纖維素為原料制取生物柴油,在福建師大、廈門大學(xué)開(kāi)展試驗(yàn),也取得了階段性的研究成果。
由于我國(guó)一直沒(méi)有自己的生物柴油標(biāo)準(zhǔn),造成民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)的生物柴油無(wú)法進(jìn)入官方銷售渠道,生物柴油的質(zhì)量處于混亂狀態(tài)。雖然卓越企業(yè)起步早,發(fā)展較快,2006年在倫敦成功上市,但是缺乏共同承認(rèn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),生物柴油沒(méi)有通過(guò)官方系統(tǒng)銷售到中石油、中石化的銷售網(wǎng)絡(luò)中,一定程度上限制了生物柴油的發(fā)展。2007年1月國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布了首個(gè)生物柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油》,這意味著不久我省生物柴油將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展階段。
4.生物質(zhì)發(fā)電
福建省生物質(zhì)發(fā)電近年發(fā)展較快。我國(guó)首個(gè)雞糞發(fā)電廠――亞洲最大的雞糞發(fā)電廠,2007年在福建省光澤縣正式動(dòng)工建設(shè),該項(xiàng)目由福建圣農(nóng)公司和武漢凱迪發(fā)電控制公司共同投資,總投資4.8億元,分兩期進(jìn)行:首期建設(shè)兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組和循環(huán)硫化床鍋爐,投資2.8億元,年處理雞糞30萬(wàn)t以上,于2008年10月建成發(fā)電,年發(fā)電量達(dá)1.68億kwh。該廠利用雞糞與谷殼混合物為原料,通過(guò)直接燃燒發(fā)電,整個(gè)項(xiàng)目建成后,可以滿足1.2億羽肉雞產(chǎn)生廢棄物的資源化處理需求,并為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供更多就業(yè)崗位。
垃圾焚燒發(fā)電方面,福建表現(xiàn)也較為突出。垃圾焚燒發(fā)電是利用焚燒垃圾的余熱發(fā)電,可減少排放垃圾體積85%~95%,避免土地資源浪費(fèi),垃圾焚燒產(chǎn)生煙氣中的有害氣體經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放,可避免垃圾填埋而產(chǎn)生的二次污染,從而達(dá)到城市生活垃圾的減量化、無(wú)害化、資源化。福建省是全國(guó)第一個(gè)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃的省份。自《福建省城市生活垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》,2007~2010年已建設(shè)(包括擴(kuò)建)20座垃圾焚燒發(fā)電廠,總規(guī)模為17400 t/d,近期內(nèi)形成規(guī)模為13300t/d;2010年全省城市(含縣城)垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到60%以上、設(shè)市城市垃圾無(wú)害化處理率達(dá)95%以上的目標(biāo)。其中,焚燒發(fā)電處理量占全省生活垃圾無(wú)害化處理總量的78.9%。規(guī)劃順利實(shí)施后,福建省城市垃圾無(wú)害化處理水平將處于全國(guó)先進(jìn)行列,福州、廈門、泉州三大中心城市的垃圾無(wú)害化處理水平在全國(guó)同類城市中也將處于前列。
二、生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)良好的宏觀環(huán)境與能源政策逐漸形成,為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)提供了機(jī)會(huì)。2006 起開(kāi)始正式實(shí)施《可再生能源法》。此后又相繼頒布了《可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理辦法》、《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見(jiàn)》、《全國(guó)農(nóng)村沼氣建設(shè)規(guī)劃》、《全國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《節(jié)能減排綜合性工作方案》、《可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案》等一系列的政策措施。這為生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用提供了良好的宏觀環(huán)境,通過(guò)建立這一系列有效的機(jī)制來(lái)推進(jìn)生物質(zhì)能又好又快的發(fā)展。
現(xiàn)代生物質(zhì)能發(fā)展的方向是高效清潔利用,將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)能源,包括電力、燃?xì)夂鸵后w燃料等。預(yù)計(jì)到2015年,我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到720萬(wàn)千瓦,生物質(zhì)液體燃料達(dá)到700萬(wàn)噸,沼氣年利用量達(dá)到240億立方米,生物質(zhì)固體燃料達(dá)到120萬(wàn)噸。2010年11月,國(guó)家質(zhì)檢總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委了生物柴油調(diào)和燃料(B5)標(biāo)準(zhǔn)名列,2010年12月26日,國(guó)家稅務(wù)總局宣布對(duì)利用廢棄的動(dòng)物油和植物油為原料生產(chǎn)的純生物柴油免征消費(fèi)稅。這表明,未來(lái)針對(duì)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的政策和標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)出臺(tái),相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策缺失的問(wèn)題將在“十二五”得以解決。
以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表的第二代生物燃料已成為許多國(guó)家開(kāi)發(fā)生物燃料時(shí)的新寵。與第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的優(yōu)勢(shì)。首先,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不需要改造就可以直接使用摻入了生物乙醇的汽油或柴油;其次,生產(chǎn)第二代生物乙醇的催化酶技術(shù)近兩年成本快速下降,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的可行性非常強(qiáng);第三,秸稈等纖維素類農(nóng)業(yè)廢棄物大量存在,比如中國(guó)每年農(nóng)業(yè)大約產(chǎn)生7億噸秸稈,供給非常充足。而且從長(zhǎng)期來(lái)看,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物還可以用來(lái)生產(chǎn)生物高分子新材料。對(duì)于第二代生物燃料的關(guān)鍵技術(shù)是催化酶技術(shù),酶是一種生物催化劑,可使生物化學(xué)反應(yīng)在溫和的環(huán)境下進(jìn)行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發(fā)酵糖,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙醇。就在幾年前,該技術(shù)的成本還比較高,這兩年來(lái),隨著生物技術(shù)的不斷創(chuàng)新,其成本已經(jīng)下降數(shù)倍,從而使第二代生物燃料越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。
福建省提出至2015年全省生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)40萬(wàn)千瓦。生物質(zhì)能發(fā)展最有前景的就是垃圾發(fā)電和農(nóng)林能源作物的利用。城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠中遠(yuǎn)期規(guī)劃:擴(kuò)建9座焚燒發(fā)電廠,新增建設(shè)規(guī)模為4100?t/d。建設(shè)投資為12.7億元。
三、福建生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題
1. 對(duì)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源戰(zhàn)略意義的認(rèn)識(shí)不足。福建省擁有適合發(fā)展的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè),特別是生物液體燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有較成熟的技術(shù)和資源,但開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義尚未引起全社會(huì)的重視。因?yàn)樯镔|(zhì)能源在能源領(lǐng)域里所占的比重較小,有些人認(rèn)為生物能源成本較高,近期替代常規(guī)能源的潛力有限,無(wú)足輕重,因此從政策支持、資金扶持、加快發(fā)展、檢查落實(shí)上都未引起足夠重視。
2. 福建省對(duì)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的投入較少。因?yàn)閷?duì)生物質(zhì)能源的認(rèn)識(shí)不足,所以在生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)方面投入太少。生物質(zhì)能源建設(shè)項(xiàng)目還沒(méi)有規(guī)范地納入各級(jí)財(cái)政預(yù)算和計(jì)劃,沒(méi)有為生物質(zhì)能源建設(shè)項(xiàng)目建立如常規(guī)能源建設(shè)項(xiàng)目同等待遇的固定資金渠道。
3. 缺乏完整的激勵(lì)政策。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期是弱勢(shì)產(chǎn)業(yè),投資高、技術(shù)含量高。在發(fā)展初期,政府支持和引導(dǎo)十分重要。政府應(yīng)當(dāng)把開(kāi)發(fā)可再生能源技術(shù)作為一項(xiàng)減少常規(guī)能源消費(fèi)量和改善環(huán)境的措施加以扶持,并采取稅收、補(bǔ)助、低息貸款和信貸擔(dān)保、建立風(fēng)險(xiǎn)基金、加速折舊、幫助開(kāi)拓市場(chǎng)等一系列激勵(lì)政策.以扶持生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
4. 尚未建立有效的技術(shù)支撐體系。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),目前福建省的大部分相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小,集約化程度低,原料來(lái)源困難,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,生產(chǎn)成本高。在不考慮常規(guī)能源對(duì)生態(tài)、環(huán)境造成負(fù)面影響的情況下,目前一部分生物質(zhì)能源產(chǎn)品的成本較高,難以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。另外,省內(nèi)高校和研究機(jī)構(gòu)缺乏這方面專門人才的培養(yǎng)體系,企業(yè)缺乏熟悉生產(chǎn)流程和工藝的技術(shù)人員和管理人員。
四、福建生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路
福建省擁有發(fā)展生物質(zhì)能源的優(yōu)勢(shì)和特色,在未來(lái)發(fā)展福建生物質(zhì)能源的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面,應(yīng)重視以下五點(diǎn):
1. 加強(qiáng)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研發(fā),發(fā)展具有福建特色的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)。福建可設(shè)立一個(gè)生物質(zhì)能源發(fā)展專項(xiàng)基金,重點(diǎn)資助生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的關(guān)鍵技術(shù)。比如,生物質(zhì)預(yù)處理,水解,催化熱解,氣化和合成氣催化轉(zhuǎn)化等。還要依托省內(nèi)的一些主要高校和研究所,比如廈門大學(xué)、福州大學(xué)和福建農(nóng)林大學(xué)等進(jìn)行生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)。注重自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、技術(shù)開(kāi)發(fā)和技術(shù)引進(jìn)消化吸收在創(chuàng)新相結(jié)合。重點(diǎn)支持能源作物的品種選育、高效生產(chǎn)燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生產(chǎn)技術(shù),促進(jìn)重點(diǎn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的新突破。促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合,重點(diǎn)扶持合作關(guān)系清晰、合作實(shí)體明確、合作任務(wù)落實(shí)的產(chǎn)學(xué)研合作的示范工程,重點(diǎn)投資應(yīng)用型或具有較大產(chǎn)業(yè)化潛力的研究項(xiàng)目。
2. 加強(qiáng)林業(yè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)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優(yōu)勢(shì)。福建省多山的地理?xiàng)l件似乎更適合于發(fā)展林業(yè)生物質(zhì),可以重點(diǎn)在以上領(lǐng)域多投入,以擴(kuò)大成果,強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)。建議在品種選育、科研投入、企業(yè)培育、基地建設(shè)、技術(shù)開(kāi)發(fā)等幾個(gè)重要環(huán)節(jié),進(jìn)行全面的規(guī)劃布局,投入相應(yīng)的人力物力,以盡快形成林業(yè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)。
3. 解決好投入機(jī)制問(wèn)題。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是個(gè)新興產(chǎn)業(yè),技術(shù)和工藝的成熟需要一個(gè)過(guò)程,雛形期經(jīng)營(yíng)成本相對(duì)較高,需要較大投入。因此,要注意解決投入機(jī)制問(wèn)題。政府應(yīng)充分利用政策資源,依靠市場(chǎng)機(jī)制,培育企業(yè)主體,營(yíng)造投資渠道,鼓勵(lì)并支持民營(yíng)資本進(jìn)入生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。充分利用市場(chǎng)機(jī)制。發(fā)揮國(guó)家投資引導(dǎo)作用,鼓勵(lì)企業(yè)和社會(huì)投資,培育具有較強(qiáng)自主創(chuàng)新、技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的生物能源企業(yè)。
4. 積極建設(shè)一批沼氣發(fā)電廠、垃圾焚燒發(fā)電廠、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電廠等。充分利用荒山、鹽堿地積極規(guī)劃能源植物的規(guī)?;N植,擴(kuò)大生物質(zhì)液體燃料的原料來(lái)源,發(fā)展非糧食生物質(zhì)液體燃料規(guī)?;庸I(yè);支持以餐飲業(yè)廢油、油榨廠油渣、油料作物為原料的生物柴油規(guī)?;a(chǎn),開(kāi)發(fā)替代油源制造生物柴油新技術(shù);鼓勵(lì)研發(fā)新型催化劑及高效生物轉(zhuǎn)化酶,提高生物質(zhì)液體燃料制備轉(zhuǎn)化率。
參考資料:
[1]劉葉志:福建新能源產(chǎn)業(yè)布局的戰(zhàn)略構(gòu)想《發(fā)展研究》2010年12
[2]林孟濤:加快發(fā)展福建省新能源產(chǎn)業(yè)的對(duì)策研究《東南學(xué)術(shù)》2012 年第3 期
[3]劉運(yùn)權(quán) 王奪 :福建生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路與對(duì)策《能源與環(huán)境》2011年4期
[4]官巧燕:福建生物質(zhì)能利用與城市可持續(xù)發(fā)展《綠色中國(guó)》2011年1月5日
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