生物燃料政策范文

时间:2023-10-31 18:06:15

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生物燃料政策

篇1

文章中提到了生物燃料企业“吃不饱”的问题,与以往政策支持向生产领域倾斜不同,本文提出生物燃料产业链重心向种植和原料生产倾斜,并加大政策支持力度。对生物燃料生产企业来说,这未尝不是个好消息。

生物燃料通常指生物液体燃料,是重要的交通替代燃料。相对于其他替代燃料,生物燃料具有与现有基础设施兼容性好、能量密度高、清洁低碳、资源可再生且资源基础广阔等优点,而且已具有规模化生产应用的实际经验,可望成为重型卡车、航运和航空等长途交通工具的最经济可行的清洁替代燃料。

20世纪90年代以来,为保障能源安全、应对气候变化、保护环境、促进农业发展,许多国家制定实施积极战略和政策,推动生物燃料的规模化开发利用。我国在上述各领域也面临着巨大挑战,也亟待制定符合我国国情的战略和政策,促进生物燃料的规模化发展。

为此,国家发展改革委能源研究所开展了“中国可再生能源规模化发展研究”,通过考察分析国际上生物燃料产业发展趋势和政策实践,评估我国生物燃料的发展潜力和重大挑战,进而探讨我国生物燃料规模化发展的战略任务、总体思路和发展路径,并提出促进我国生物燃料产业发展的政策措施建议。

国际政策趋向——扶持与监管并重

20世纪90年代以来,为促进农业经济、改善大气质量、减排温室气体,以美国、欧盟国家和巴西为代表的许多发达国家和发展中国家制定实施了规模空前的生物燃料项目和积极的扶持政策,全面推动了生物燃料产业的蓬勃发展。虽然2008年金融危机以来受到油价低位运行和市场需求疲软的影响,但各国扶持政策保持延续并继续深化,大型石油企业开始大力介入,技术研发取得积极进展,应用领域扩展到航空领域,推动了生物燃料产业加快升级转型和继续扩大规模。

目前,以粮糖油为原料的燃料乙醇和生物柴油(通常被称为传统生物燃料,或第一代生物燃料)已进入商业化发展阶段,以农林业有机废弃物、专用非粮能源植物/藻类微生物等生物质为原料的先进生物燃料(或第二代、第三代生物燃料)正在建设一批示范项目,预计在今后10年内逐步实现商业化。2009年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到5760万t和1590万t,绝大部分集中在美国、巴西和欧盟地区。据国际能源机构(IEA)的生物燃料路线图分析,2010年全球生物燃料产量约1000亿升,满足全球3%道路交通燃料需求;2050年生物燃料可满足全球交通能源需求的27%,可年减排21亿t二氧化碳。

虽然生物燃料在近年来发展迅速并初步展示了广阔的发展潜力,但也开始引发了众多争议和批评,主要是生物燃料的节能减排效益和发展潜力、以及对粮食安全和生态环境的威胁,反映了生物燃料产业自身及其社会经济含义的复杂性。

近年来,一些领先国家和国际组织积极推动建立扶持与监管并重的政策体系,促进生物燃料产业健康持续发展。在扶持政策方面,早期主要采取了投资补贴、减免消费税和燃油税等措施,近年来美国和欧盟许多国家陆续引入了再生燃料标准(RFS)等强制性市场份额政策,并特别规定先进生物燃料的具体发展目标和更高贡献度。在监管政策方面,近年来欧美国家开始规定生物燃料的最低温室气体减排率,调整农业及土地政策,推动建立可持续生产准则和产品认证体系;包括我国在内的部分发展中国家则禁止使用或严禁扩大使用粮食原料,以确保可持续发展。

我国生物燃料生产潜力大

由于我国人口保持增长、饮食水平的持续提高,而优良耕地减少、水资源相对短缺,利用传统粮糖油原料发展生物燃料的潜力在我国非常有限。利用非粮原料将是我国发展生物燃料的根本方向。

我国早在上世纪90年代即开展以甜高粱、小桐子为原料的生物燃料生产技术研究,“十一五”以来,大批企业,包括大型企业,积极投身非粮生物燃料产业研发。目前,我国利用薯类、甜高粱、小桐子等非粮作物/植物生产燃料乙醇和生物柴油的技术已进入示范阶段。木薯和甘薯乙醇技术也可实现商业化应用,广西于2007年建成年产20万t木薯乙醇项目。甜高粱乙醇技术开发取得实质性进展,已开发出高品质杂交种籽,自主开发的发酵工艺和技术达到实用水平,并在黑龙江省建成年产5000t乙醇的示范装置。木质纤维素乙醇在原料预处理、纤维素转化以及酶制剂生产成本等方面均取得实质性进展,在黑龙江、河南等地建成了年产数百吨和数千吨乙醇的示范生产装置。生物柴油产业化示范工作的时机也已基本成熟,但受废油资源收集利用量、油料植物种植基地建设进度的限制,目前只有少数生物柴油企业实现规模化持续生产,也没有正式进入车用成品油的主要流通使用体系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技术)目前仍处于实验室研究和小规模中试阶段。

目前我国还没有全面深入开展生物质能资源潜力评价。初步估算,利用废糖蜜、食品加工业和饮食业废油、棉籽油等废弃糖油类资源,估计可满足年产80万t燃料乙醇和200万t以上生物柴油的原料需求。可能源化利用的农作物秸秆和林业剩余物年产量目前约2.5亿t,且可望继续增加,在中长期可满足年产3000~5000万t第二代生物燃料的原料需求。另外,还可通过推广良种良法、品种替换、开发劣质边际土地等途径发展能源植物,例如甜高粱、木薯、麻疯树等。相关土地评估显示,我国现有约3200万~7600万hm2边际性土地,但适合能源植物生长的土地资源有待查清。

篇2

作为当事业主,中粮集团经历此番重创,其筹谋已久的生物燃料战略,也行至风口浪尖。在几近失去非粮乙醇的最后阵地(也是唯一)后,新一波市场质疑奔袭而来,这让宁高宁和中粮不得不重新审视,停步反思。

在过去的六七年间,中粮在生物燃料几乎所有战线上都发起冲击,意欲先期抢占制高点,提前为未来的“生物质时代”划定疆界――从过往新能源发展经验看,宁高宁为中粮定制的大棋局,理当获得不菲回报。

尽管战略大胆、愿景诱人、技术可行、团队堪战,执行层面的技术细节亦可圈可点,但受限于多变的政策墙,中粮不得不疲于奔命,苦心构建的生物燃料产业链,已是一片项目衰微。

历经玉米、薯类、甜高粱等多种原料项目的挫败,如今中粮生物燃料重心已押宝纤维素,它能拯救中粮的燃料梦想吗?

生物大鳄

宁高宁对行业有着近乎固执的领先情结。他对企业部门有一个要求,无论是做什么领域,都一定要做到前三名,否则就要从集团中除名。

“做生物燃料这个业务,符合公司有限多元化的战略。生化能源事业部在集团内是比较特殊的一个部门,做的是扎扎实实的实业,这可以更好地抗御风险。”中粮一位负责人向《能源》记者解释道。

有限多元化与行业前三,这给中粮的生物燃料战略定下了发展基调。

2005年,刚从华润调任不久的宁高宁,“借着酒劲”给老东家打了电话,希望能借道华润进入生物燃料产业。之后双方一拍即合,到2006年初,中粮完成了对黑龙江华润酒精厂(中粮肇东)和华润生化的收购。

有了这个基础,宁高宁没有迟疑,以当时华润酒精和华润生化人马为班底,成立了中粮生化能源事业部。而这个4000多员工的部门成为了日后中粮在生物燃料战场上攻城拔寨的利器。

随后,擅长资本运作的宁高宁虎口拔牙,闪电收购吉林乙醇和丰原生化(中原生化)部分股权成功。至此,四大定点企业已三入其瓮,一个生物帝国雏形初现。

在2007年初中粮控股筹划在港上市时,在招股书中浓墨重彩地突出了生物燃料的战略规划:规划上市所得款项22亿港元中,19亿港元用来推进该战略,建立黑龙江、广西、河北、辽宁、湖北五个基地,将中粮控股的燃料乙醇生产能力由2006年的18万吨,提升到2008年108万吨,最终成为中国领先的燃料乙醇供应商。

而在之前的2006年,中粮集团已经动用大量人力物力完成了对全国原料产地普查,并和内蒙古、山东等多个各地政府签订了燃料乙醇投资协议。

如果这个布局最终成功,加上之前位于安徽的丰原生化,中粮就控制了东北、华北、华中、华南全国各个地区的原料生产区域。在宁高宁的运筹下,仅两年时间,中粮的生物燃料帝国已经悄然成型。

但一场突如其来的舆论让中粮狂飙的生物步伐骤然终止。2006年至2007年间,在经过“与民争粮”、“与粮争地”的全民粮食大讨论后,即便是最乐观的执行者,也嗅到了这场寒冬的灾难气息。

中国政府出于对粮食安全的担忧,本为解决陈化粮问题而诞生的生物燃料项目被决策层迅速收紧:项目审批权上调、严格控制企业生产规模。迁延至2007年6月,以玉米等为原料的燃料乙醇项目被彻底叫停。受此波折,除中粮北海木薯项目外,非粮燃料乙醇项目也再未被审核通过。

转战纤维素

折戟北海早有端倪。由于原料木薯种植分散、效率不高,而大量的需求导致了广西木薯市场出现巨大波动:农民惜售、市场炒作、价格一路狂飙。尽管采取了包括与农民签订长期收购协定、向国外进口木薯等一系列措施,但是中粮最终依然未能避免原料价格暴涨、市场供应严重不足的问题。

“原料收购成本大涨,种植结构不合理,缺乏相应的销售渠道,并且技术还不是很成熟,政策不明确等都是非粮燃料乙醇需要面对的问题。”中投顾问新能源行业研究员沈宏文分析道。

此后,通过一系列公关,尽管当时国家能源局专门赴广西进行调研并制定解决方案,但是企业元气已经大伤。“我们现在的木薯项目只能维持三成的销量。”中粮人士坦承道。

如今回头再检讨中粮的生物燃料战略时,在政策逆转之外,最大漏子应是中粮本身在原料生产线上的布局。

彼时,除内蒙古赤峰为玉米原料生产线和山东甜高粱项目外,包括广西、河北、湖北、辽宁等地均以薯类为原料,此后,粮食被禁、非粮受限,同属1.5代的薯类与甜高粱,却因上述各种问题,至今未能打开局面。

若沿着既定目标前行,中粮必须修正原料类别。

“目前的趋势是国家对第一代粮食原料燃料乙醇的补贴在逐步减少。”中粮人士说,“这是一个政策导向问题。对于非粮燃料乙醇,比如说木薯和纤维素等项目,有无政策支持就很重要。”

所以,当以玉米为原料的一代燃料乙醇技术正从国家战略层面消失,以木薯为原料的1.5代的燃料乙醇生产线也不是那么受“待见”时,被广泛看好,没有了所谓的“争粮”“争地”质疑的纤维素燃料乙醇项目成为主要阵地也就理所当然了。

2011年5月,消息称中粮燃料乙醇二代技术纤维素项目取得突破,和中海油一道,中粮与英国TMO可再生能源公司将在2012年前建设真正的年产量可以达到万吨级的“商业项目”。

事实上,早在2006年,中粮便与丹麦诺维信公司签订了6年的排他性合作开发纤维素燃料乙醇协议,此后消息不断,却迄今尚无整体布局的突破。

一位中粮人士告诉记者,纤维素项目经过5年的发展,已经取得了不少成绩,在技术层面,正逐渐地解决前进道路上的每一项障碍,“但是目前最大的问题不是技术,而是什么时候可以取得生产许可,这个才是关键。”

“相对于风能和太阳能而言,生物燃料确实稍微复杂一点。但是,这不是不进行的理由。通过推动燃料乙醇项目,我们不仅可以很大程度上缓解能源压力,而且还能带动相关产业,推动三农发展。相关政策不足导致了今天的局面。”清华大学李十中教授谈到这个问题,显得痛心疾首,“国家一定要制定相关政策支持产业发展。”

篇3

关键词:生物质能;生物质能源产业;生物能源政策

中图分类号:F206

文献标识码:A

文章编号:16710169(2014)04009307

基金项目:教育部人文社会科学研究一般项目“低碳技术创新与产业政策保障研究”(10YJA790249);中国地质大学(武汉)资源环境经济研究中心开放基金项目“我国能源发展新体系和新模式研究”(2011A001)

作者简介:张平,武汉大学经济与管理学院教授、博士生导师(湖北 武汉 430072);张晔,武汉大学经济与管理学院博士研究生,华中农业大学经济管理学院讲师(湖北 武汉 430070)

生物质能源是一种可再生能源,大力发展生物质能源技术和生物质能源产业,对缓解能源危机和改善生态环境至关重要。在生物能、太阳能、风能、地热能、水能、氢能、核能等新能源当中,生物质能源具有一定的特殊性,即在理论上,它的使用不会净增温室气体排放,还能在一定范围内维持甚至增加陆地土壤的碳储量,从而可以有效地解决化石能源枯竭和全球环境污染问题。因此,全球主要发达国家在以开发应用低碳能源技术为核心的能源改革计划中,都把生物质能源作为国家战略性产业来发展,以保证本国的政治安全、经济安全和环境安全。

一、生物质能源产业的发展规律

(一)生物质能源范畴

生物质指的是地球上一切通过光合作用生长的生命体,其主要的存在形式包括动物、植物、微生物,以及上述生命体新陈代谢产生的有机物。生物质能则是上述生物质将太阳能转化,并以化学能量的形式储存于体内的能量,因此,生物质能源是一种间接的太阳能。迄今为止,人类利用生物质能源的主要来源有农业作物及副产品、木质纤维素、城市废水以及其他有机废弃物(如表1所示)。

表1生物质能按来源分类

农业作物及副产品木质纤维素城市污水和废弃物

原料来源能源作物;农业副产品或废弃物(如:梗、茎等);动物副产品;农产品加工业副产品(如:稻壳、小核籽、甘蔗渣、动物脂等);水生物(如:微藻、大型藻类等)。森林木本植物;芒草;木质产品加工废弃物;城市林木废弃物;森林火灾破坏的树木等。城市有机固体废弃物;城市废水;垃圾填埋产生的气体;污泥等。

资料来源:Bioenergy Industry Report 2010。

现阶段,全球生物质产的主导产品,正在经历从第一代生物质能源向第二代生物质能源的转变。以农业作物及副产品(除了水生物)为原料的生物质能源,被称为第一代生物质能源或传统生物质能源,如生物乙醇和生物柴油,主要通过液体或固体发酵。第一代生物质能源已在一些国家形成产业化生产,产业链结构较为完善,如美国、巴西等。然而,第一代生物质能源由于其抢占本可用于人类食用或加工的粮食作物,可能带来粮食安全和食品价格上涨问题,在许多国家的产业发展遇到瓶颈。另外,第一代生物质能源的生产过程还可能造成第二次环境污染。由于第一代生物质能源的局限性,以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源备受关注。目前,第二代生物质能源仍处于技术创新阶段,绝大多数企业受到负利润率的影响,至今未能形成产业化生产。然而毋庸置疑的是,第二代生物质能源是生物质能源产业发展的必然趋势。

(二)影响生物质能源产业发展的因素

1生产企业规模影响。规模经济效应在生物质能源产业非常突出。单位生物质能源产出所分摊的固定资本投入,以及产生的边际运营费用,都将随着企业规模扩大而显著下降。例如,一个生产能力达到40兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本约为250万美元;而一个生产能力仅为1兆瓦的生物质能电站,其每百万瓦特分摊的固定成本要达到约800万美元。因此,将有限的生产要素向若干企业集中,将有利于生物质能源产业规模扩大和资本积聚。

2供求结构影响。生物质能源在供给方面的影响因素有:特定的生物质数量和质量、生物质能源转化技术、生物质能源生产成本、企业规模以及产业内部和产业间竞争的状况。生物质能源的需求则主要受能源需求量、各国关于生物质能源的生产消耗出台的规制、可替代产品的价格和供给状况、消费者心理以及能源输送渠道的建设等因素影响。可以说,生物质能源供求影响因素在很大程度上决定了世界各国生物质能源产业的发展现状和特点。

3上下游产业链发育程度影响。与其他形式的可再生能源不同的是,生物质能源的产出除了受产业关联、供需关系等因素影响外,还在很大程度上受制于上游产业的发展水平、上下游的产业关系和社会服务的水平。一个完整的、层次合理的、有明显空间指向性的产业链结构,例如,农业、林业、食品加工业,以及物流业等上游和周围产业的发展水平,以及该国的废水管理,垃圾填埋场的气体管理,二次污染的防治等社会服务水平,都在不同程度上促进或者制约了该国生物质能源产业的发展。如何能使生物质能源产业在价值链、企业链、供需链和空间链上形成均衡对接,是目前世界各国发展生物质能源产业的现实问题。

4产业政策影响。生物质能源是朝阳产业,即使在一些发达国家,其发展仍处于产业生命周期的初创期。在此阶段,政府的作用更多体现在研发资金支持和投资补助如建立企业孵化器和培育初创企业等方面,它们对于生物质能源产业的起步将有重要作用。

二、生物质能源产业发展状况

(一)全球生物质能源产业发展格局

在全球能源体系当中,第一代生物质能源已经成为仅次于化石燃料之后的第二大能源供给产业。根据21世纪可再生能源政策公司(REN21)的“2013年全球可再生能源发展报告”的数据,在2011年全球消耗的能源中,化石燃料比重首次低于80%,可再生能源则提供了超过19%的能源,其中传统生物质能源的比重达93%(如图1所示)。另外,据国际能源署(IEA)预测,到2050年,全球生物质能源产能有望达到每年1500 EJ。

从全球生物质能源产业分布看,主要集中在一些发达国家和能源短缺但生物质原料丰富的国家。从生物质能源产量规模看,美国和巴西两国的生物乙醇产量已经达到全球产量的70%;从生物质能源占国内能源消费比重大小来看,芬兰和瑞典两个国家该项指标较大,如在芬兰国内全部总能源消耗中,已经有超过12%是由生物质能源供给的。

需要注意的是,尽管生物质能源占全球能源消费的比例达到19%,但是其中的生物燃料比例却非常低,2011年只有08%。生物燃料增长陷入停顿的主要原因是:全球最大生物燃料供应国家巴西和美国的生产放缓。如美国生物质能源产品主要集中在生物乙醇和生物柴油,其主要生产原料为玉米。生物燃料产业消耗了美国国内近40%的玉米,对美国国内食品价格稳定造成不小压力。

图12011年全球能源消耗结构――可再生能源消耗分析

资料来源:Renewables 2013 Global Status Report。

(二)中国生物质能源发展状况

目前,中国已经产业化的生物质能利用方式有:沼气、生物质发电、成型燃料、燃料乙醇和生物柴油等。2010年,生物质能源产业总产值超过211亿元,年增长率达到89%。其中,燃料乙醇和生物柴油产值约为70亿元和32亿元;生物质发电实现产值约35亿元;农村沼气估计产值约为68亿元。

1沼气产业。中国是最早利用沼气的国家之一,但是在2005年以前,沼气利用主要以户用沼气为主,缺乏大型沼气工程。经过近十年的技术攻关和财政支持,2012年初,已经建成大中型沼气工程226万处、养殖小区和联户沼气工程199万处、秸秆沼气示范工程47处。其中,大型沼气工程年产沼气共计40亿立方米。

2生物质发电。截至2010年6月底,中国国内已经投产的总装机规模由2006年的140万千瓦增加到550万千瓦,其中农林生物质发电400万千瓦,垃圾发电70万千瓦,沼气发电80万千瓦。已经有50个生物质发电项目实现了并网发电,发电装机容量达到200万千瓦以上。2006-2010年,生物质能发电的投资总额由168亿元增加到586亿元。目前生物质能发电行业的区域分布是:华东地区装机容量占全国比重为49%;中南地区22%;东北地区15%;华北地区占8%,西南和西北地区占3%。

3燃料乙醇。2011年,中国燃料乙醇产量为190万吨,按照“定点生产、定向流通、封闭销售”原则布局设点。中国目前已经成为继美国、巴西、欧盟之后的全球第四大燃料乙醇生产国和消费国。但是,近期粮食燃料乙醇已经不可能实现增产,中期非粮燃料乙醇受制于原料的持续供应,所以,从远期看,发展纤维乙醇是必然选择。

三、全球生物质能源大国政策特点

(一)美国生物质能源政策特点

1制定鼓励和规范生物质能源发展的法律体系。美国已经建立了一套生物质能源相关的法案和政策法规。2005年出台的《能源政策法》是美国能源政策的重大转折点,标志着美国以扩大供应为重点的能源政策,开始转向扩大供应与扩大国内能源开发并重的能源政策。该政策极大地提升了生物质能源的战略地位。奥巴马总统执政后,推出了“清洁能源国家战略”,明确将生物质能源的开发和市场化作为经济振兴计划的重点之一。

2由政府强制规定可再生能源消费比例。在联邦政府层面,尽管生物燃料与玉米消耗有一些矛盾,但是出于低碳和环保目的,美国仍然计划2020年生物质能源和生物质化工产品比2000年增加20倍,达到能源总消费量的25%。美国环境保护局(EPA)为此还规定了全国每年生物燃料使用目标。如2013年的强制使用量为16055亿加仑,2014年增加至1815亿加仑。

在州政府层面,美国已有36个州政府通过《可再生能源配比标准》(RPS),这是一个强制执行的规则。RPS中强制规定了电力产业输送的电能中,必须有相应比例的电能来自于规定的可再生能源。其中,生物质能源是重要的部分。此标准逐年递增。每个州的标准的制定,都是基于本州的基本状况,如经济发展水平、能源供应的多元性和环境因素。

3实施积极的财税政策,鼓励生物质能源企业发展。其中,政府财政补贴是重要方式之一。奥巴马政府在2011年推出51亿美元的财政补贴计划,用以鼓励第二代生物质能源产业的发展。美国还通过政府风险共担机制,为生物质能源企业的贷款提供担保,保障生物质能源企业的资金需求。这些财政刺激政策效果显著,吸引了大量的传统能源企业纷纷进入生物质能源领域。

4鼓励生物质能源国际合作和国内企业联盟。由于美国和巴西是世界上最主要的乙醇燃料生产国,所以美国通过与巴西签订在生物质能源技术转让和国际标准等方面的合作备忘录,积极推动“乙醇欧佩克”国际组织的组建,以控制乙醇燃料的国际市场。与此同时,在国内鼓励生物质能源企业组建企业联盟,提高生物质能源生产集中度。

5通过生物质能源产业带动就业。2010年美国联邦政府通过财政拨款形式,向生物质能源企业拨款6646亿美元。其中生物乙醇和生物柴油企业发展为农村地区带来了厂房建设、企业运营和设备维护等多种就业机会。根据美国可再生能源委员会统计,生物乙醇产业仅2005年一年就创造了超过15万人的就业机会,增加了57亿美元的家庭收入。生物质能源产业与就业形成一种良性循环。

6特别重视生物质能源原料供应保障。在联邦政府层面上,美国于2008年颁布的《农场法案》中,提出了《生物质作物援助计划》(BCAP),目的在于补贴生物质能源产业上游企业或农场主,保障来自于农业和林业的原料供应,以推进生物质能源产业供应链的建设。在该计划中,美国农业部下属的农场服务局向从事符合规定的有关生物质原料收获、储藏和运输的业务,提供最多为每千吨45美元的补贴。从2010年4月至今,该计划已向生物产业上游提供了约245亿美元的资金补助。

7严格控制生物质能源产业可能造成的第二次污染。美国《可再生能源标准计划II》(RES2)中规定,从事第二代生物质能源生产的企业,尤其是木质纤维质能源企业,在生产中造成的温室气体排放量,必须低于美国对所有能源企业设置的标准的50%~60%。而且,温室气体排放量的测量要基于整个产品的生命周期。

(二)欧盟生物质能源政策特点

在欧洲,生物质能尤其是生物柴油,是可再生能源中最主要和最重要的部分之一。欧盟统计局2010年数据显示,生物质能源提供了欧盟27国(EU27)超过67%的可再生能源产能。因此,发展和推广可再生能源,是欧盟减少温室气体排放、应对气候变化和强化能源安全的重要战略之一。欧盟已拟定长远规划和具体目标:在2020年之前,可再生能源在欧盟总能源消耗中的比重达到20%,在运输部门的总能源消耗中的比重超过10%。

欧盟生物质能源政策的特点是:将其产业发展纳入整个经济体的发展中,强调产业发展可能带来的出口贸易和就业机会的增加(尤其是在农村地区)。生物质能源产业发展目标被定位于应对欧盟扩大引起的某些问题,如农田废弃、失业率上升和过度城市化。因此,生物质能源产业也被作为农业政策的一部分,得到欧盟《共同农业政策》提供的资金支持。

欧盟委员会于2005年12月通过了《生物质能行动计划》(BAP),详细规划了欧盟增加生物质能用于取暖、发电和交通运输的措施。另外,为发展生物质能源产业,欧洲多国采取了强制电价补贴(Feedin Tariff)的产业激励政策。德国是该政策实施的成果最显著的国家之一,成功推动了包括生物质能源产业在内的可再生能源产业的发展。德国政府向产自能源作物的生物质能源提供每千瓦时4~7欧分的奖励。荷兰也于2009年起,开始推行新的激励可持续能源补贴计划(SDE),以实现其到2020年可再生能源占能源消耗超过20%的目标。

(三)巴西生物质能源政策特点

1利用气候资源优势,鼓励扩大生物原料种植面积。巴西的国情决定了其生物质能源产业有巨大的发展潜力。巴西有适宜生物质生长的气候条件,土地资源丰富,国内有大量目前闲置或者被用作牧场的适宜耕种的土地。目前,巴西是世界上第二大生物乙醇生产国。2011年巴西生物乙醇产量达到2102亿升,其主要生产原料为甘蔗;生物柴油产量达到2727亿升,主要生产原料包括大豆、蓖麻籽、向日葵、棉花和动物脂肪。但是,由于巴西生物乙醇依赖甘蔗作为主要原料,因此,在巴西生物燃料政策当中,尤其重视甘蔗供应的保障。巴西已经拟定和实施政策,计划花近20年的时间,改造现有富余的牧场,在2017年以前,将甘蔗种植面积从2008年的440万公顷增加到800万公顷,其中约50%的甘蔗产出将用于生物乙醇生产。

2制定专项财税计划,推动生物燃料消费。巴西政府于1975年推行制定乙醇汽油计划,并在税收、补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业制定相关配套政策。第二次石油危机(1978―1979年)后,巴西进入“乙醇阶段”,开始大量使用乙醇以代替石油。巴西汽车工业对车辆实行必要改装所需的投资都是由政府通过软贷款方式筹集的。2004年12月,巴西政府颁布了有关使用生物柴油的法令,规定从2008年起,全国市场上销售的柴油必须添加2%的生物柴油;到2013年添加比例提高到5%。

四、关于生物质能源产业化的争议与共识

近几年来,关于生物质能源大规模产业化的争议逐步加大,主要集中在以下几个方面:

第一,使用生物质能源是否确实能降低温室气体排放量?“碳中立”(Carbonneutral)是衡量一个能源产业是否能实现内部碳平衡,达到碳减量的一个标准。一个“碳中立”的能源产业,应能通过使用可再生能源,使排放到空气中的二氧化碳总量和从大气中移除的二氧化碳总量达到平衡。近年来,各国学者对于生物质能源是否真正达到“碳中立”,存在越来越多的争议和质疑。事实上,生物质能源对温室气体排放的影响,很大程度上取决于具体的生产和使用方式。例如,以农业作物为原料的第一代生物质能源,其种植、运输及生产过程,都可能会加剧温室效应的产生。

第二,生物质能源大规模生产是否对粮食安全和食品价格产生负面影响?据联合国粮食与农业组织(FAO)数据,全球有超过925亿人存在严重的营养不良问题,其中16%来自发展中国家。在中国,农村地区还有2 688万人的温饱问题没有得到彻底解决,大部分粮食首先要用来满足人们的基本生活需要。原料主要取自于农业作物的第一代生物质能源产业的发展,可能使得原本供给食用或饲料加工的作物被转而用做生物质能源生产的原料,这将间接影响土壤用途,减少或者改变农业土壤的使用结构,可能造成人口基数较大、土地资源紧缺的国家面临粮食安全和土地竞争的困境。同时,粮食供给量减少带来的供需关系变动,必然影响到食品价格的稳定,这也将给本国经济的稳定带来负面影响。这也是一些人口大国发展生物质能源产业所面临的主要困境之一。

第三,生物质能源产业化带来的大规模种植和提取是否会破坏环境?有研究表明,扩大生物燃料的生产可能会导致更多的物种遭受威胁。尤其是以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源,其产业发展将有可能威胁到原始森林的保有、生物多样性,以及土壤和水资源的保护。

尽管存在上述质疑和争论,但是,主要的生物质能源国家对其本国生物质能源产业发展依然存在一种共识,那就是:生物质能源在替代传统化石能源、优化能源结构和减少温室气体减排放等方面的积极作用不容忽视。未来的生物质能源政策框架应该综合考虑应对气候变化、保障能源安全、保护生态环境、保护农业、保障粮食安全和维护经济稳定等更多的因素,并通过一个均衡发展的生物质能源体系,使生物质能源产业的发展更加理性化,减少其对社会、经济和环境的负面影响。

五、中国生物质能源政策要点

(一)生物质能源政策沿革

中国是全球第二大能源消耗国,优化能源结构的中长期规划对经济社会可持续发展至关重要。在生物质能源产业发展方面,中国同时具有“资源劣势”和“政策优势”的双重特征。一方面,生物质能源资源的约束主要来自于巨大的人口及其粮食需求、耕地稀缺等,因此,在生物质能源的战略思路上,国家需要优先考虑粮食保障问题,这就决定了生物质能源产业发展的局限性。另一方面,在生物质能源政策上,政府已经制定并出台的一系列政策措施,又促进生物质能源产业快速发展。早在2007年9月,国家发展和改革委员会就出台了《可再生能源中长期发展规划》,提出逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例,力争到2020年,使可再生能源消耗量达到能源消耗总量的15%左右。2009年6月出台的《促进生物产业加快发展的若干政策》中再次明确提出:对经批准生产的非粮燃料乙醇、生物柴油、生物质热电等重要生物质能产品,国家给予适当支持。因此,尽管生物质能源起步较晚,但是其发展较快。

(二)生物质能源发展原则

第一,从资源约束角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑本国的基本国情。生物质能源产业的发展,将对本国的劳动力市场、土地资源的使用、小农整合状况等产生影响,尤其更应重视其发展对于粮食安全的威胁。因此,对于如中国这样的人口大国,在制定发展生物质能源产业的战略思路和产业政策上,应首先考虑粮食保障问题,使其产业发展与人口的增长相协调。

第二,从经济安全角度,生物质能源产业政策的制定,应以维护本国能源安全为前提。能源安全有四重意义:一是保证能源的供给安全,以提供足够的能源,支持国家经济发展;二是价格的稳定,需要政府密切监控;三是能源运输安全;四是对环境的影响。对于生物质能源产业来说,其发展应该服从国家的能源安全战略,不可无限扩张,但也不可忽视化石能源的不可持续性。掌握世界能源的话语权是维护国家安全的重要途径之一。

第三,从环境保护角度,生物质能源产业政策的制定,应考虑其给环境带来的综合影响。其中重要的环境因素有:温室气体的排放、空气质量、土壤质量、水质量和生物多样性。

(三)生物质能源发展目标

“十一五”以来,我国以《可再生能源法》为基础,制定了一系列支持可再生能源发展的政策,推动可再生能源产业的快速发展。在生物质能源方面,依据《国家能源发展“十二五”规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》,国家能源局于2012年7月24日印发《生物质能发展“十二五”规划》,作为“十二五”时期我国生物质能产业发展的基本依据。

该《规划》提出了我国生物质能源产业在“十二五”期间的发展目标为:到2015年,生物质能产业形成较大规模,其中,生物质发电装机容量1 300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时,生物质年供气220亿立方米,生物质成型燃料1 000万吨,生物液体燃料500万吨;在电力、供热、农村生活用能领域初步实现商业化和规模化利用;在交通领域扩大替代石油燃料的规模。同时,生物质能利用技术和重大装备技术能力显著提高,出现一批技术创新能力强、规模较大的新型生物质能企业,形成较为完整的生物质能产业体系(如表2所示)。

表2“十二五”时期生物质能发展目标

领域利用规模年产能量

数量单位数量单位

1生物质发电1 300万千瓦780亿千瓦时

其中:农林生物质发电800万千瓦480亿千瓦时

沼气发电200万千瓦120亿千瓦时

垃圾发电300万千瓦180亿千瓦时

2生物质供气220亿立方米

其中:沼气用户5 000万户190亿立方米

大型农业剩余物燃气6 000处25亿立方米

工业有机废水和污水处理厂污泥等沼气1 000处5亿立方米

3生物质成型燃料1 000万吨

4生物液体燃料

其中:生物燃料乙醇400万吨

生物柴油和航空燃料100万吨

资料来源:中华人民共和国国家能源局:《生物质能发展“十二五”规划》。

(四)生物质能源政策重点

1发展以农林作物副产品为原料的生物质能源产业。在生物质能发电方面:在秸秆剩余物资源较多、人均耕地面积较大的粮棉主产区,发展秸秆直燃发电;在甘蔗种植主产区和蔗糖加工集中区推进蔗渣直燃发电;在重点林区和林产品加工集中地区,结合林业生态建设,利用林业剩物和林产品加工剩余物发展林业生物质直燃发电;在“三北”地区,结合防沙治沙,建设灌木林种植基地,发展沙生灌木平茬剩余物直燃发电及综合利用工程等。

在生物燃料方面:非粮燃料乙醇是未来发展重点。按照《可再生能源中长期发展规划》,到2020年要实现生物燃料乙醇年利用量为1 000万吨的目标。据测算,如果以木薯、甘蔗、甘薯、甜高粱等经济作物为原料,每年可生产第15代非粮乙醇1 800万吨;以稻草、玉米秸秆等农林废弃物,每年可低成本生产第2代纤维素乙醇5 000万至7 000万吨左右,生产潜力巨大。

在木质纤维素开发方面:政策应鼓励建设非粮能源原料基地。比如在未开发的、荒地较多的地区,可以根据当地自然条件和作物植物特点,种植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物,建设非粮生物液体燃料的原料供应基地。国家《生物质能发展“十二五”规划》提出,在“十二五”时期,建设一批产业化规模的纤维素乙醇示范工程,建成纤维素酶批量生产基地。由于目前木质纤维素为原料的生物质能源技术仍未完善,生产成本非常高,尚无法实现经济效益。因此,产业政策应支持相关的应用研究,突破关键设备和集成工艺,以降低纤维素乙醇生产成本,提高其经济性。

2发展城市有机废弃物利用过程中的生物质能。例如,在人口密集和土地资源紧张的中东部地区和城市,鼓励建设生活垃圾焚烧发电项目;在西部地区则引导开发和建设垃圾填埋场沼气发电项目。无论采取什么方式,应结合城市生态环境保护,选择适宜的生活垃圾、污水处理厂污泥处理及能源利用方式,实现地区产业与社会经济的协调发展。

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关键词 生物质固体燃料;烟叶;烘烤;现状;前景;云南景谷

中图分类号 S572;S216 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0243-02

Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed,and in view of the existing problems,countermeasures were proposed for further development.

Key words biomass solid fuel;tobacco leaf;curing;status;prospect;Jinggu Yunnan

生物质固化燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后送入成型器械中,在外力作用下压缩成需要的形状,然后作为燃料直接燃烧,也可进一步加工形成生物炭[1]。生物质固体燃料的主要形状有块状、棒状或者颗粒状等[2]。生物质固体燃料具有体积小、容重大、贮运方便,易于实现产业化生产和大规模使用;热效率高;使用方便,对现有燃烧设备包括锅炉、炉灶等经简单改造即可使用;容易点火;燃烧时无有害气体,不污染环境;工艺和设备简单,易于加工和销售;属可再生能源,原料取之不尽,用之不竭等特点[1,3]。

1 景谷县烟叶烘烤燃料使用情况

景谷县位于云南省普洱市中部偏西,地处东经100°02′~101°07′、北纬22°49′~23°52′,总面积7 550 km2,人均占有土地2.67 hm2,人口密度38人/km2。有热区面积48.8万hm2,占总面积的64.6%,北回归线从县城附近通过,总地势由北向南倾斜,最高海拔2 920 m,最低海拔600 m,典型的南亚热带地区。由于生态环境良好、土地资源丰富、光热水气条件优越,适合烤烟种植,烟叶清香型风格特征较明显,具有香气绵长、透发、明快,留香时间较长,饱满丰富感较好,烟气较为柔和等特点,具有较高的使用价值,深受省内外卷烟工业企业的喜爱。目前,烤烟已成为景谷县重要的农业经济作物之一,成为财政收入的重要来源和烟农脱贫致富的重要途径。2016年景谷县烟叶种植面积4 546.67 hm2,收购烟叶1.075万t,全县烟叶烘烤燃料以煤炭为主,按照1 kg干烟叶耗煤量1.5~2.0 kg[4]计算,景谷县2016年的烟叶烘烤用煤达到16 125~21 500 t,在烟叶烘烤中大量使用燃烧煤炭释放出的烟尘、SO2、NOX、Hg、F等对大气环境造成污染[5]。

2 生物质固体燃料应用现状

2.1 生物质固化成型设备研发现状

生物质固化成型技术根据不同加工工艺可以分为热成型工艺、常温成型工艺、碳化成型工艺等几种类型;根据成型压缩机工作原理不同,可将固化成型技术分为螺旋挤压成型、活塞冲压成型和环模滚压技术[6]。我国在生物质固化成型设备上也进行了较多的研究,王青宇等[7]O计了斜盘柱塞式生物质燃料成型机,可以完成连续出料,为生物质颗粒成型提供了一种新思路。张喜瑞等[8]设计了星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机,整机工作过程中噪音低,经济效益与生态效益明显,为热带地区固体燃料成型机的发展与推广提供了参考。目前,我国生物质固体成型设备的生产和应用已实现商业化,可以满足生物质燃料固化成型加工需求。

2.2 生物质固体燃料在烟叶烘烤中的应用现状

20世纪90年代,叶经纬等[9]在烟叶烘烤上研制了生物质气化燃烧炉,使用这种生物质气化燃烧炉能源利用率提高了50%以上,同时优质烟叶的比例也有所提高。张聪辉等[10]研究表明,使用烟杆压块的生物质燃料部分代替煤炭,可以满足烟叶烘烤的需求,并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龙等[11]通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制方面的烘烤效果,认为使用生物质燃料的燃烧机烤房改造方便、空气污染小、节能环保,是最具推广价值的烤房。

3 应用前景分析

景谷县为云南省第二大林业县,全县林地总面积为595 862.4 hm2,活立木蓄积48 324 350.0 m3,每年森林采伐量约1 537 300.0 m3;全县农作物平均种植面积40 385.9 hm2,粮食平均产量为467 425.2 t,具备开发生物质燃料的潜力。路 飞等[12]研究表明,景谷县生物质理论资源量高达1 355 647.3 t,资源优势较为明显,可以加工成生物质固体燃料,满足全县烟叶烘烤需要。2014年,普洱市申报的国家绿色经济实验示范区获得国家发改委批复,为普洱市的发展提供了巨大的机遇,目前全市已开展多个生物质能源项目[13]。景谷县在烟叶烘烤中,创新烟叶烘烤模式,推广使用生物质固体燃料,降低烟叶烘烤能耗,减少主要污染物的排放,改善环境质量,符合普洱“生态立市,绿色发展”的发展需求。

4 存在的问题

4.1 认识不到位

目前,烟叶烘烤主要以燃煤作为原料,烘烤设备较为成熟且烘烤工艺较为完善;使用生物质固体燃料,可降低烟叶烘烤污染、维护农村生态环境、促进烟叶烘烤可持续发展等优势,但尚未引起广泛关注。

4.2 配套不完善,投入成本高

开发生物质固体燃料前期投入高,不确定因素较多,风险较大,收益难以控制。目前,景谷县尚无生物质固体燃料加工企业,生物质固体燃料产业配套不完善,燃料使用成本高。将传统烤房改造成生物质燃料烤房需对原有设备进行改造更换,短期内难以大量推广。

4.3 缺乏政策支持

生物质固体燃料在烟叶烘烤中具有良好的社会效益,但政府、烟草行业对生物质固体燃料的生产、传统烤房的改造等未制定明确的扶持措施和奖励办法,没有形成加工使用生物质固体燃料的长效机制。

5 对策

5.1 加强宣传力度,树立可持续发展理念

大力宣传使用生物质固体燃料在节能减排、农林废弃物循环利用、减工降本、提质增效方面的积极作用,让全社会都充分认识到使用生物质固体燃料所具有的良好的经济效益、社会效益和生态效益,为全面推进使用生物质固体燃料营造良好的舆论氛围。

5.2 开发利用生物质固体燃料,提高绿色生态烘烤能力

景谷县林产工业较为发达,农林废弃物资源丰富,目前国内生物质固体成型燃料技术和设备已较为成熟,可就地规划建设生物质固体燃料生产基地,就地消化农林废弃物,保护环境卫生,实现绿色烘烤。

5.3 加大政策和Y金扶持,调动参与积极性

在生物质固体燃料生产、废弃物回收、烤房设备改造利用等方面出台相应的扶持和补贴政策,提高社会和烟农参与使用生物质固体燃料的积极性和主动性。

6 参考文献

[1] 王庆和,孙勇.我国生物质燃料固化成型设备研究现状[J].农机化研究,2011(3):211-214.

[2] 李泉临,秦大东.秸秆固化成型燃料开发利用初探[J].可再生能源,2008(5):116-118.

[3] 邱凌,甘雪峰.生物质能利用现状与固化技术应用前景[J].实用能源,1990(3):21-23.

[4] 王卫锋,陈江华,宋朝鹏,等.密集烤房研究进展[J].中国烟草科学,2005,26(3):12-14.

[5] 严金英,郑重,于国峰,等.燃煤烟气多污染物一体化控制技术研究进展[J].热力发电,2011,29(8):9-13.

[6] 周冯,罗向东,秦国辉,等.浅谈生物质燃料因化成型技术[J].应用能源技术,2016(8):54-55.

[7] 王青宇,蓝保桢,俞洋,等.斜盘柱塞式生物质燃料成型机的设计[J].木材加工机械,2014(3):48-50.

[8] 张喜瑞,甘声豹,李粤,等.星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机研制与实验[J].农业工程学报,2014,30(22):11-19.

[9] 叶经纬,江淑琴,高大勇.生物质能在烤烟生产中的应用技术[J].新能源,1991,13(6):35-39.

[10] 张聪辉,赵宇,苏家恩,等.清洁能源部分代替煤炭在密集烤房中应用技术研究[J].安徽农业科学,2015,43(4):304-305.

[11] 徐成龙,苏家恩,张聪辉,等.不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究[J].安徽农业学,2015,43(2):264-266.

篇5

生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。从本质而言, 生物质能能替代部分化石能源,减少碳排放。

目前,固化成型生物质燃料在日本、欧、美等地已商品化。生物柴油在欧洲、美国等发达国家也已开始大规模工业化生产。巴西通过立法、制定标准及政策补贴等手段,推动以甘蔗为原料的生产。美国通过立法和政策支持燃料乙醇的推广使用。一些国际组织也在大力推动生物质能源发展。

我国是能源消费大国,消费结构单一,石油的进口依存度高,经济发展与能源、资源利用的矛盾日益突出,发展生物质能源对于缓解这些矛盾具有积极的作用。

首先,中国是农业大国,生物质能源的蕴藏量很大,每年可用总量折合约5亿吨标准煤,仅农业生产中每年产生的农作物秸秆,就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷,可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算,每年约可生产10亿吨生物质,再加上木薯、甜高粱等能源作物,据专家测算,每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨,农村可再生能源开发利用潜力巨大。这不仅有利于环保和资源的循环利用,也净化了农村的生产和生活环境。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高,而且市场容量几近无限,这为农民增收提供了一条重要的途径。

其次,以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放,以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染,将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出且不可替代,这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。

篇6

2006年5月份,一列特殊的火车在瑞典开始正式运营。该火车共有10节车厢,最高速度可达每小时130公里――这是世界上第一列使用生物燃料的火车,使用的燃料是由屠宰场里扔掉的牛油、内脏等经过高温发酵而产生的沼气。据报道,瑞典打算用10年的时间,对所有办公用车、公共汽车、旅游车和校车进行改造,最终使它们能够使用生物燃料。

生物燃料是指从植物,特别是农作物中提取适用于汽油或柴油发动机的燃料,包括燃料乙醇、生物柴油、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等,目前以燃料乙醇和生物柴油最为常见。国际市场原油价格持续处于高位,由于生物燃料能有效替代汽油和柴油,并且更具环保优势,所以近年来,生物燃料成为世界范围内可再生能源研究的热点。

在生物燃料的规模化生产方面,巴西、美国、德国和中国处于世界领先位置。2005年全世界燃料乙醇的总产量约为3000万吨,其中巴西和美国的产量都为1200万吨。我国每年生产燃料乙醇102万吨,可以混配超过1020万吨生物乙醇汽油,乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%,成为世界上第三大生物燃料乙醇生产国。

在生物柴油方面,2005年世界生物柴油总产量约220万吨,其中德国约为150万吨。据《南德意志报》报道,2006年,德国生物柴油销售量已经超过300万吨,占德国汽车柴油总消费量的10%。

短命的第一代生物燃料

美国的乙醇燃料已占运输用燃料的3%。2006年美国国会通过的《能源政策法》规定,到2010年,汽油中必须掺入的生物燃料应是目前的3倍。欧盟在2006年春天公布的《欧盟生物燃料实施计划》称,到2030年欧洲将有27%至48%的汽车使用生物燃油,这将大大减轻欧盟各成员国对于石油能源的依赖。日本的一项环保计划透露,日本要在4年内让国内40%的汽车改用生物燃料。

中国也在积极推广生物燃料,特别是燃料乙醇。除2004年2月已批准的黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省以外,湖北、山东、河北、江苏等也将进行乙醇汽油使用试点。东北三省已经实现了全境全面封闭推广使用车用乙醇汽油。国家发改委报告称,2005年我国生物乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%。同时,国家有关部门正在研究制定推进生物柴油产业发展的规划以及相应的激励政策,提出了“到2020生物柴油生产能力达到200万吨”的产业发展目标。

国内生产燃料乙醇,主要原料是陈化粮。中国发展生物燃料的初衷,除了能源替代之外,还有消化陈化粮、提升粮食价格、提高农民收入方面的考虑。目前全球各地生产生物燃料,也是大多以粮食作物为原料,如玉米、大豆、油菜子、甘蔗等。

使用粮食作物作为生产原料的生物燃料被称为第一代生物燃料。尽管第一代生物燃料到现在为止也只不过经历了区区几年的发展,并且只是在很少的几个国家实现了规模化生产,但是它的局限性很快就显示出来。目前世界各国都在着力研发第二代生物燃料。

第一代生物燃料的最大缺点是占用耕地太多以及威胁粮食供应。纽约理工大学教授詹姆斯・乔丹和詹姆斯・鲍威尔前不久在《华盛顿邮报》上撰文指出:生物燃料不是满足我们对交通燃料需求的一个长期而实用的解决方案、即便目前美国三亿公顷耕地都用来生产乙醇,也只能供应2025年需求量的一半。可是这对土地和农业的影响将是毁灭性的。

美国明尼苏达大学一个研究小组2006年7月10日在美国《国家科学院学报》上指出,未来的生物燃料应该在产出效率上有明显提高,其生产用地也不能和主要农作物用地冲突。文章指出,能在低产农田和较恶劣环境种植的作物如柳枝稷、莎草和木本植物等,可能更有前途。

2006年10月份在北京举行的“2006中国油气投资论坛”上,国家能源办副主任徐锭明指出,发展生物能源不可一哄而上,要以战略眼光,结合各地的资源情况,从实际出发。此前,国家发改委、农业部的官员,也分别对地方政府在发展生物能源方面的冲动提出忠告,要求一定不能与人争地、争粮、争水。

第二代生物燃料渐成气候

鉴于此,生物燃料业加快了新技术的开发,并将目光投向非粮作物。国际能源机构大力支持推进第二代技术的研发,二代生物燃料不仅有更加丰富的原料来源,而且使用成本很低,草、麦秸、木屑及生长期短的木材都能成为原料。加拿大已建成使用麦秸生产乙醇的工厂,德国开发了使用木材和麦秸等生产生物柴油的技术,哥伦比亚已成功地从棕榈油中提炼出乙醇。乌拉圭畜牧业非常发达,开始以牛羊脂肪为原料提炼生物柴油。日本已经在大阪建成一座年产1400吨实验性生物燃料的工厂,可以利用住宅建筑工程中废弃的木材等原料生产能添加到汽油中的生物燃料。

中国在第二代生物燃料技术方面的研发也不落后于其他国家。中国科学院一个实验室研制出一项最新科技成果,可以将木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工,将它们转化为生物燃料。据统计,中国目前能够规模化利用的生物燃料油木本植物有10种,这10种植物都蕴藏着盛大潜力。丰富的植物资源,使中国生物燃油的前景非常光明。

中国除了进行以木本植物为原料的实验外,还扩大了粮食原料的实验范围,探索以低产农田和较恶劣环境种植的作物为原料,并在一些技术上取得了突破。2006年8月,河南天冠燃料乙醇有限公司投产的年产3000吨纤维乙醇项目,成为国内首个利用秸秆类纤维质原料生产乙醇的项目。2006年10月19日,中粮集团在广西开工建设的40万吨燃料乙醇项目,所用原料为木薯,也属于非粮作物。加工1吨燃料乙醇,用木薯的成本比用玉米和甘蔗分别低500元和300元左右。而且由于木薯适于在土层浅、雨水不宜保持的喀斯特地区种植,更有助于帮助农民增加收入。

种种迹象表明,生物燃料的发展方向正在悄然转变,生产生物燃料的原料将由“以粮为主”向“非粮替代”转变。

篇7

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。

2004年台湾“工研院”与台湾新日化公司进行技术合作,在嘉义兴建首座以废食用油为原料的生物柴油示范工厂制造生物柴油,产能为每年3000吨,并于2007年建成投产。目前台湾生产生物柴油的厂家已有新日化、积胜、承德油脂、玉弘等10家,合计生物柴油装置产能已达每年20万吨。依据台湾黄豆协会的统计,台湾每年消耗的动植物油脂约为77万吨,可产生15-20万吨的废食用油,将这些废食用油转化为生物柴油,每年可生产约15万吨的生物柴油,达到替代传统柴油使用量的3%,既解决了废食用油的回收问题,又产生经济效益。

生物柴油属于新能源,发展初期价格势必无法与传统石化柴油竞争,为促进生物质能产业的发展,鼓励生物柴油的使用,台湾采用的是低比例,循序渐进的添加方式,分四个阶段进行推广:

第一阶段,从2004年至2007年,实行为期三年、每年1亿元的“生物柴油道路试行计划”,补贴所有生产及购买生物柴油的厂商,鼓励公共交通运输车辆添加使用l%的台湾自产生物柴油。

第二阶段,2007年7月至2008年6月。一方面推行“绿色城乡计划”,补助石油炼制企业与加油站在出售的柴油中添加1%的台湾自产生物柴油B1;另一方面,推行“绿色公车计划”,将生物柴油B1供应给台湾13个县市的加油站,主要提供给垃圾车以及部分柴油客运车辆使用。

第三阶段,从2008年7月至2009年12月,强制要求出售的柴油中必须添加1%的生

物柴油。截至2009年,“绿色公车计划”累计使用生物柴油5500万公升,相应减少了同等的传统柴油使用量,并减少约18万吨二氧化碳排放量。

第四阶段,自2010年6月15日起,将所有出售柴油中生物柴油的添加比例提高至2%(B2)。依据台湾车用柴油的使用量估算,随着2011年台湾全面实施B2生物柴油之后,台湾生物柴油年使用量可望达1亿公升。

据“台经院”估算,若不考虑成本因素,台湾推动生物柴油将带来可观的社会经济效益:一是能源替代效益,台湾现在每年使用约1亿公升生物柴油,相当于每年减少250万桶原油的进口;二是环境效益,使用生物柴油,每年可减少二氧化碳等温室气体排放约33万吨;用废弃食用油生产生物柴油,不仅不会对粮食作物的生产及供应造成影响,反而具有回收废食用油的环境效益,变废为宝;三是产业效益,目前台湾合格的生产生物柴油的企业约10家,累计带动产业投资约10亿元,全面添加2%生物柴油后,估算年产值约30亿元,已形成一定的规模。

3、生物燃料乙醇的提取与应用

台湾的生物燃料乙醇产业起步较晚,目前尚处于发展初期。生物乙醇的提取主要有两种类型,一种是以糖类及淀粉为原料,如甘蔗、薯类、甜菜、甜高粱等,经发酵、蒸馏、脱水而制成燃料乙醇,这种生产技术已相对成熟。另一种是以木质纤维为原料,如蔗渣、玉米秆、稻草及稻壳、农业生产残留物、木屑等非粮食作物作为原料,这种被称为纤维素乙醇,纤维素乙醇是未来生物乙醇工业的发展方向。目前台湾提取生物乙醇主要以前一种方法为主,依靠糖类和淀粉类农作物作为原料。

台湾生物乙醇所需原料主要来自岛内22万公顷休耕地,台“农委会”对休耕地转种能源作物的给予每公顷4.5万元的补贴。除了传统的甘蔗种植之外,为降低成本,台“农委会农业试验所”正在研究培植甜高粱用于生产生物燃料乙醇。甜高粱栽培容易、产量高、需水量少、生长期短、适于机械播种及采收,是生产生物燃料乙醇最具潜力的农作物,其茎秆及叶片产量可达每公顷60吨以上,糖汁的固形物含量可达16%以上,每公顷可转换生物燃料乙醇2000公升,另外高粱残渣每公顷有16吨,若采用纤维乙醇生产技术,还可转换4500公升的纤维素乙醇。若将休耕地用于种植甜高粱之类的能源作物,可大大降低生物乙醇的成本。

受原料的影响,台湾制造生物乙醇的厂商大多由原来的食品企业转型而来,例如台糖、味王、味丹、台荣等。其中,台糖是生产生物乙醇的主要厂商,台糖曾有42座糖厂,糖业自由化之后,仅剩3座糖厂在运作。在生物能源推广示范期内,台湾相关部门给予补贴,将一部分糖厂转型为生物乙醇制造工厂,2009年台糖利用甘蔗为原料生产生物乙醇15万公升。台湾另一食品公司味王,早在2004年就在泰国设立木薯燃料乙醇工厂,以进口木薯糖蜜作为原料提取生物乙醇,所提取的生物乙醇最后交由“中油”公司进行脱水处理,按相应比例添加进传统汽油中。

台湾生物燃料乙醇的推广分为三个阶段进行:

第一阶段,2007年9月至2008年12月,在台北市范围内施行“绿色公务车先行计划”,设置了8座加油站供应添加3%(E3)生物燃料乙醇的汽油,由台北市各公务机关的车辆率先添加,并提供1元/公升的优惠,同时供应民众自愿添加使用。在第一阶段的推广计划中累计使用车次已达2万5千次以上,推广量为77万公升。

第二阶段,2009年1月至2010年12月,实行“都会区E3乙醇汽油计划”,补助台北、高雄两市加油站全面供应E3生物燃料乙醇汽油,2009年高雄已有五百多辆公共汽车开始使用E3汽油,这一阶段生物燃料乙醇推广量为1200万公升。

第三阶段,从2011年开始,在台湾岛内全面供应E3乙醇汽油,所有出售的汽油中必须添加3%的生物燃料乙醇,推广量为每年1亿公升,到2017年将达到添加20%的目标。

台湾生物乙醇产业的发展才刚起步,据估算,合理利用生物乙醇将对台湾的能源、农业、环保和经济发展产生综合效益。以甘蔗为例,若台湾以自产甘蔗为原料生产30亿升甘蔗乙醇,即可创造1.1万农业人口就业。若依台湾现有的规划,于2020年推广使用EIO(添加10%)生物燃料乙醇汽油,且全部使用台湾自产原料建置乙醇产业链,从能源投入的角度来看,将可替代原油进口1.16%;就环境保护的角度而言,可减少196万吨二氧化碳排放;在经济发展效益上,推动生物燃料乙醇产业累计将可创造345亿元投资,新增农业就业人口3.6万人。因此,生物质能源产业的发展将对台湾农业、能源和环境产生积极的影响。

三、台湾生物质能产业发展的限制因素

1、比较成本偏高

在不考虑传统能源对生态、环境造成负面影响的情况下,目前大多数生物质能产品的成本仍高于传统能源产品,台湾也不例外。

一方面,台湾土地面积狭小,且只能在休耕地上种植能源作物,土地较为分散,无法实现大面积栽种和集约经营,导致能源作物的生产成本和运输成本偏高。另一方面,由于农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾,原料供应受到季节和地域的限制,影响了产业的规模化经营。因此,以台湾现有的生物质能产业发展的条件及环境来看,原料制约了产业的发展,因此台湾的生物质能无法达到规模效应以降低成本。

生物柴油的成本分析。2005年台湾“农委会”选定向日葵、大豆、油豆等三种能源作物作为生物柴油原料。2006年开始引导农民将休耕地转种这些能源作物,并建立生产体系加以评估,由企业收购油料种子,再交由厂商加工生产生物柴油。经“台经院”的评估,台湾种植大豆和向日葵每公斤的生产成本分别为9.6元及21.3元,在没有补贴的情况下,用最便宜的大豆生产生物柴油的成本已达49.06元/公升,与进口棕榈油加工生产成本相当,远高于传统柴油每升27.5元的价格。若以废食用油为原料生产生物柴油,废食用油收购价约为23-25元/公升,再加上生产成本、运输成本及厂商利润等约为10元/公升,那么最终生物柴油的售价约为33-35元/公升,也高于传统柴油价格。因此台湾自产的生物柴油的价格偏高,没有市场竞争优势。

生物燃料乙醇的成本分析。据“台经院”对能源作物种植成本所做的分析,在不考虑任何补贴及利润情况下,以甘蔗作为原料,采用糖类及淀粉来提取生物燃料乙醇的最低成本约26元/公升,其次为甜高粱与玉米分别为26.45元/公升与27.7元/公升,加上甘蔗提取的乙醇因干燥费用较高,使得成本最终达到35.05元/升,较传统汽油23元/公升高,也较从巴西进口生物燃料乙醇28.47元/公升高。因此台湾自产生物燃料乙醇的价格仍偏高。

2、自主研发能力弱,部分技术和设备依

赖进口

台湾生物质能的开发利用仍处于产业化发展初期,除了上游的原料供应不足及成本偏高之外,台湾生物质能产业链中最为薄弱的环节是中游的生物质能生产和下游的供应体系。台湾生物质能生产缺乏具有自主知识产权的核心技术,相关的技术和设备仍掌握在巴西、欧美的主要厂商手中,尤其是生物燃料乙醇的生产技术和设备仍仰赖进口,甚至油品的供应设备也是以进口为主。因此,台湾要发展生物质能产业,不仅需要在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育,还要在关键技术、配套工艺及相关供应设备等方面加强研发与应用技术的转化。

3、扶持政策尚不完善

台湾虽已制定了“再生能源发展条例”与“永续发展行动计划”,但还不完善。尤其是在科技研发、金融扶持、市场开放等方面缺乏合理有效的激励机制。首先,台湾生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素,尚未形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。其次,台湾虽已强制添加生物燃料,但也需扶持汽车制造商配合改造汽车动力系统,以适应混入规定比例的生物燃料。最关键的是对原料的生产补贴严重不足,依“台经院”的测算,如果台湾需要推广使用B2生物柴油1亿公升,至少需要将现有的22万公顷的休耕地全部种植能源作物,若农民在休耕地种植大豆作为能源作物出售,且获得“农委会”每期每公顷4.5万元的能源作物补贴,其净收益约为2.7万元/公顷,还不及休耕的3.8万元/公顷的补贴,显然农民并没有生产能源作物的积极性。因此,台湾在生物质能发展的上、中、下游的政策配套及相关法规仍不完善,这制约了岛内生物质能产业的发展。只有尽快制订明确的生物质能相关的推动政策及辅导补助或奖励措施,提高农民收益,降低企业风险,才能促进台湾生物质能产业的发展,提高竞争优势。

四、台湾生物质能产业的发展前景

台湾生物质能产业发展还处于起步阶段,以生物质能替代传统能源还面临诸多挑战,但发展生物质能是大势所趋,若台湾能进一步提升相关技术,再配以完善的政策,适合的发展模式,发展生物质能产业对台湾的能源、环保、农业都将产生积极的综合效应。

篇8

虽然现在负责的是公司管理运营的事情,但最开始我却是个不折不扣的理科生。一直对能源和生物质有着浓厚兴趣的我,不满足于技术层面的操作,更关心的是整个行业的发展。于是我在2004年报考了MBA,还在一家公司的项目管理部做过风能、太阳能的研究,我那个时候就觉得风能、太阳能、地热能、生物质能会是我们国家新能源发展的四大方向。

2009年,我正式加入了生物质成型燃料这个新行业。加入这个行业不久,我便经历了不少的挑战。

生物质成型燃料设备研发是一块硬骨头,尤其是对原料的适应能力的研究。把废弃物直接进行物理压缩,并不添加任何化学元素,是一个既要技术又费钱的事情。

最让人头痛的还有资源风险。加工基地选址的时候,农村满足生产条件的用地少,村民们最开始也并不愿意把燃料交给我们。

又比如,经济发达地区,国家的环保政策要求高,有利于我们进行生物质成型燃料的推广,但是地方的农业资源比较少;经济欠发达地区,虽然燃料供给比较丰富,但是环保政策的贯彻却不是很有力,怎样才能让他们心服口服买我们的设备?

这些困难,硬是被我们各个击破。成型设备资金投入大,我们就增强其寿命,当时行业的规定是100t,而我们的产品达到了500t的磨损周期;面对对生物质成型燃料还比较陌生的农民,我们就培养经纪人,和地方政府建立良好合作关系;在经济欠发达的内陆地区,二氧化硫、烟尘、氮氧化物的排放严重超标,我们就让当地人考虑用生物质燃料替代,像广东这样经济发达但农业资源匮乏的地区,我们就建立以桉树皮、竹屑为原料的四个生产基地来满足需求……

篇9

我国首条生物柴油生产线投产

2008年11月27日,内蒙古金骄特种新材料有限公司年产10万吨生物柴油生产线投入试生产。作为财政部批准的“生物能源、生物化工”非粮引导奖励示范项目、国内第一条正式投产的生物柴油试点生产线,它的投产标志着我国的生物柴油已进入工业化生产阶段。

“生物柴油时代正悄然到来。被称为‘绿色能源’的生物柴油,是生物能源研究的热门课题,是当今可替代能源研究的前沿与方向。”致力于新能源研发的内蒙古金骄集团董事长二旺说。

据介绍,生物柴油采用直接液化或气化及加氢工艺技术来制备,是当今国际上最好的高清洁柴油燃料。“作为石油的替代能源,生物柴油领域的前途非常广阔,一直以来原料瓶颈与技术上的制约是影响它进展的最主要原因,但我们依托内蒙古本土现有的生物质资源,包括秸秆、谷壳、树枝、油草、油灌木、榆叶梅、油葵、曼陀罗、食品废弃物、水产品残渣等非粮含油植物活水生物质作为原料,采用高温高压酯交换加氢、水解氧化聚合工艺等创新的生物质精炼技术制备出高标号生物柴油,实现物质和能源完全利用的技术体系及工业生产系统。作为运输用燃料,它具有成本低、燃料特性好、与石油燃料的相容性好、配比大等特点。同时还可做环保溶剂”。二旺说,这条由金骄公司自主研发的连续化、高标号生物柴油生产线工艺技术已获得国家发明专利,公司拥有自主知识产权。“经中国石油兰州油研发中心检测,各项指标均优于国家现行标准,符合国家生物柴油BD100的标准,可以完全替代石油”。

规避与人争粮和与人争地

内蒙古地区适宜发展生物柴油的原料资源比较丰富,目前已有文冠果种植面积为1345万亩,油料资源具有很大的发展潜力。

内蒙古科技厅党组书记、厅长徐凤君对《望东方周刊》说:“如今能源危机和环境保护在全球环境可持续发展的问题上备受关注,生物柴油产业所具有的明显优势正为此提供了有效的解决方案。利用大面积的山地、荒地等边际土地资源优势,大力营造高油脂类林木,以替代石油、构建能源安全体系为动力,以生态文明和新农村建设为支撑点,推进生物柴油的产业化和商业化发展。这是我们一直以来不变的追求”。

“加快生物柴油产业体系建设和市场培育,既可以保护生态,也能缓解能源紧张,而且促进了农村经济发展,有效增加农民收入。还可缓解农林废弃物、城乡有机废弃物排放造成的环境污染,其技术路径不存在与人争粮、与人争地的问题。能够积极促进社会主义新农村建设。这个产业具有非常广阔的市场发展前景,也完全符合国家的产业政策导向。”徐凤君说。

政府优惠政策推进生物柴油商业化进程

为提高生物柴油的竞争力,内蒙古科技厅在各相关学科之间搭起桥梁,大力促进企业技术创新能力。

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关键词:生物质锅炉 高压电锅炉 冷凝燃气锅炉 初投资 运行费用

中图分类号:TD925 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(c)-0027-02

大连港太平湾沿海经济区(以下简称经济区)位于瓦房店市西北部,规划面积约为9.26 km2。按规划,经济区的建设将围绕“一港(太平湾港区,以下简称港区)、八区(物流园区)、六系统(综合服务系统)”来开展,经济区规划热源为热电厂 ,采取热电联产供暖方式。

经济区的发展需依托于港区的建设,但港区建设起步阶段供暖的热源问题较为突出,主要反映在以下两个方面:(1)港区建设起步阶段不具备实施热电联产的条件。在港区建设的起步阶段,无法形成较大稳定的供暖负荷,无法实现热电联产。(2)供暖热源建设滞后于港区建设。热电厂的立项、审批和建设周期长,短期内无法为港区供暖提供热源。鉴于以上两点,港区建设起步阶段的热源需单独考虑。

1 可选取的热源方式

港区建设起步阶段的热源方式需综合考虑项目特点、项目规模、初投资、运行费用、远近期结合等因素选择符合国家能源及环保政策的热源方式。符合国家能源及环保政策可采用的热源方式包括:生物质锅炉、高压电锅炉、冷凝燃气锅炉等。

2 热源方式的优缺点比较

以上可采用的热源方式优势及劣势比较(见表1)。

3 研究实例

该文以港区新建集装箱办公楼(以下简称办公楼)为例,从以上三种热源方式的初投资、运行费用及远期与热电厂结合的适应性三个方面进行比较,以便于对热源方式做出选择。办公楼分为两栋独立建筑(1号楼和2号楼),需供暖总建筑面积36 347 m2。其中1号楼空调设计热负荷2 662 kW; 2号楼供暖设计热负荷710 kW;淋浴用热负荷320 kW。初投资仅测算热源部分的费用,不包含场区供暖管网及末端供暖设备。

3.1 生物质锅炉初投资及运行费用

3.1.1 生物质锅炉投资

设计选用2台2.8 MW生物质相变锅炉,同时配套设置引风机、鼓风机、多管旋风除尘器、脉冲布袋除尘器、空压机等除尘相关设备以及循环水泵、补水泵等水循环设备。经核算,生物质锅炉设备初投资约248.47万元。

3.1.2 生物质锅炉运行费用测算

(1)燃料费=a×b×c×d×e×f×h×i×j÷k。

其中:a为燃料消耗量(t),每小时消耗量0.80 t/h;b为供暖天数,152天;c为日间设备工作时间,取10 h;值班设备工作时间,取14 h;d为季节不均衡系数,0.7;e为生物质燃料价格,1 000元/吨;f为日不均衡系数,0.7;h为供暖滞后系数,1.1;i为燃料消耗不平衡系数,0.6;j为单台锅炉的供热保证率,70%;k为锅炉运行效率,0.85。

(2)电费=a×b×c×d×e×f×g

其中a为装机容量(kW),160 kW;e为电费价格,0.809 3/kWh;g为燃料消耗不平衡系数,0.6。其他参数与本节1)相同。

(3)人工费=值班人数×月薪×月数。

(4)运行费用=燃料费+电费+人工费。

(5)经计算,运行费用=1 188 327元。

(6)单位面积运行费用=运行费用÷总面积,生物质锅炉单位面积运行费用=32.69元/m2。

3.2 高压电锅炉初投资及运行费

3.2.1 高压电锅炉投资

设计选用2台2.75 MW高压电锅炉,同时配套相应循环水泵、补水泵等水循环设备及相应的高压配电柜等电气设备。

经核算,高压电锅炉设备初投资约684.74万元。

3.2.2 高压电锅炉运行费用测算

(1)高压电锅炉运行费=a×b×c×d×e×f×g。

其中:a为装机容量(kW),5 500 kW;b为供暖天数,152天;c为蓄能损耗,1.05;d为季节不均衡系数,0.7;e为低谷蓄热时间,10 h;f为日不均衡系数,0.7;g为低谷电价格,0.404 6元/kWh。

(2)循环水泵电费=a×b×c×d×e×f×g。

其中:c为日间设备工作时间,10 h;值班设备工作时间,14 h;e为电费价格,0.809 3/kWh;g为燃料消耗不平衡系数,0.6。其他参数与本节1)相同。

(3)运行费用=锅炉电费+水泵电费。

(4)经计算,运行费用=1 790 183元。

(5)单位面积运行费用=运行费用÷总面积,高压电锅炉单位面积\行费用=49.25元/m2。

3.3 冷凝燃气锅炉初投资及运行费用

3.3.1 冷凝燃气锅炉投资

设计选用3台1.2 MW冷凝燃气锅炉,同时配套相应的循环水泵、补水泵等水循环设备。因该处无市政燃气管网另外设置燃气排站1座。

经核算,冷凝燃气锅炉初投资约335.87万元。

3.3.2 冷凝燃气锅炉运行费用测算

(1)燃料费=a×b×c×d×e×f×g×h。

其中:a为燃料消耗量(m?),每小时消耗量313 m?/h;b为供暖天数,152天;c为日间设备工作时间,取10h;值班设备工作时间,取14 h;d为季节不均衡系数,0.7;e为燃气价格,3.5元/m?;f为日不均衡系数,0.7;g为锅炉效率影响率,1.03;h为燃料消耗不平衡系数,0.6。

(2)电费=a×b×c×d×e×f×g。

其中:a为装机容量(kW),45 kW;e为电费价格,0.809 3/kWh;g为燃料消耗不平衡系数,0.6;其他参数与本节1)相同。

(3)运行费用合计=燃料费+电费。

(4)经计算,运行费用合计=1 507 490元。

(5)单位面积运行费用=运行费用÷总面积。

冷凝燃气锅炉单位面积运行费用=1507490÷36347= 41.47元/m2。

3.4 热源方式与远期的结合性

以上几种热源方式末端设备均可采用散热器或地热盘管,在远期与热电联产的结合性均较好。如经济区的供暖负荷增长较快在具备实施热电联产条件时均可方便转换。当热源设备没有达到报废年限同时具备较好的使用条件时可将热源设备移做它用,由于生物质锅炉的设备投资较少,相应的固定资产投资折旧费用也较少。

4 研究结论

以上几种热源设备的初投资及运行费用比较(见表2)。

通过以上比较可知以下几点。

(1)生物质锅炉做为港区建设起步阶段的热源方式无论从初投资或运行费用方面均具有较大的优势,但根据《锅炉大气污染物排放标准》GB 13271-2014的规定,生物质需要建设符合排放高度要求的烟囱,在一定程度上会影响建筑物周边的美观,需结合现场情况综合考虑。

(2)高压电锅炉的初投资和运行费用较高,其运行费用受电价的影响较大,经测算,当电价为0.27元/kWh时,其运行费用与生物质锅炉相当。随着国家能源政策的调整,相应的电价优惠政策会逐步实施,高压电锅炉将迎来较大的发展空间。

(3)该项目冷凝燃气锅炉的初投资因无市政配套燃气管网而需建设燃气排站而导致初投资略高(燃气排站投资约56万),其运行费用介于生物质锅炉和高压电锅炉之间,如生物质锅炉因现场情况(如美观性)等o法选择,可考虑采用冷凝燃气锅炉。

(4)该文仅考虑满足建筑物供暖需要的热源方式选择,在实际项目中还需综合考虑建筑物是否有制冷需求、外部配套协作条件等因素来制定合理的能源方式。

参考文献

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