生物燃料论文范文10篇

时间:2023-03-22 17:54:02

生物燃料论文

生物燃料论文范文篇1

石油安全驱动了生物液体燃料产业

世界不少国家已经开始发展生物燃油产业(包括生物燃油加工业以及其相关产业,如能源农业和能源林业),其中共同的目的在于保障石油安全。巴西生物燃油产业利用蔗糖发酵制取生物乙醇,2002年消费量达到了104亿公升,替代率接近40%。

2004年中国石油净进口量为1.2亿吨,消费量为3.1亿吨,进口依存度达到了38.7%;国际能源署(IEA)预测中国到2010年、2020年石油进口依存度将达到61.0%和76.9%。石油进口量和进口依存度的迅速攀升给中国石油安全带来了日益严重的影响;中国的石油安全问题也引起了一些国家的顾虑。

国产的石油和石油替代燃料能否“养活中国”呢?与资源有限的煤炭液化和国内油气资源开发等手段相比,资源可再生而且潜力巨大的生物燃油技术也受到了越来越多的关注。

生物燃油产业将带来显著的环境效益

能源农林业的大规模发展可以有效地绿化荒山荒地、减轻土壤侵蚀和水土流失。大量使用生物燃油对中国大气环境的保护和改善也有着突出的意义:与化石燃料相比,生物燃油的使用很少产生NOx和SOx等大气污染物;生物质能源利用导致的CO2排放远低于常规能源。

到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨(这一数据是基于能源研究所2005年“中国能源中长期开发利用前景分析”研究项目的生物质能部分的情景分析),则可绿化约3000万公顷荒山荒地,减排约3.1亿吨CO2。

发展生物燃油产业将为中国“三农”问题的解决做出相当的贡献

建设从能源农林业到生物燃油加工业的产业链将:

——带动农业经济和林业经济。

2020年生物燃油开发量预计为1900万吨左右,初步估算可给国家和地方创产值1000亿元。到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨,将创造5000亿元左右的年产值、吸纳1000万个以上的劳动力、带动农村经济发展将:

——创造大量就业特别是农村地区的就业。

可以吸纳1000万个以上的劳动力,主要是农村劳动力将:

——为中国的城镇化建设提供有力支持。

一方面,中国的城镇化建设提高了人均能源需求量,特别是人均燃油需求量;另一方面,城镇化建设需要与之相伴的产业建设和就业机会的创造:能源农林业(和生物燃油加工业)在这两方面都可以发挥重要作用。

中国生物液体燃料的潜力

土地资源是生物燃油的矿床:

——有土地就有了生物燃油的原料地

——不能与农作物争土地

——应培育与开发粮、能兼收的能源作物,既产粮,又产油,实现土地的高效利用

生物燃油土地资源开发潜力:1.8亿公顷

1)农业用地

现有耕地1.3亿公顷,其中可粮能兼收的耕地0.043亿公顷

现有宜农荒地1亿公顷

扣除后备耕地0.0947亿公顷后,可作生物燃油的荒地0.26亿公顷

盐碱地0.1亿公顷

田坎地0.1亿公顷

沼泽地0.04亿公顷

可用于生物燃油的农业土地资源潜力0.54亿公顷

2)林业用地

林地面积2.63亿公顷

其中:有林地1.26亿公顷

无林地0.57亿公顷

宜林荒地0.54亿公顷

退耕还林地0.15亿公顷

可用于生物燃油的林地资源潜力1.26亿公顷

可用于生物燃油的土地资源潜力1.8亿公顷

土地资源分布

宜农荒地:主要在新疆、内蒙等2000万公顷

盐碱地:青海、新疆各自超过400万公顷

沼泽地:黑龙江、内蒙等大于200万公顷

田坎地:甘肃、四川、重庆等

宜林荒地:东北三省、内蒙、、西南

西北:新疆、甘肃、陕西

西南:云南、四川、贵州

大规模集约化种植和开发地区:新疆、内蒙、青海、黑龙江等

分散式种植和开发地区:东北、西南、西北等

中国生物液体燃料发展战略讨论

“以国家先期投入为主导,以企业、科研机构为主力”的技术研发战略

技术的成熟性和经济性对新兴的可再生能源产业来说是至关重要的,不少国家在可再生能源技术研发方面都有丰富的经验,特别是美国。美国可再生能源技术发展的核心战略是一贯的、明确的:以国家先期投入为引导,吸引产业界参与研制和开发长期(20年乃至50年后)可以发挥重大作用的关键技术,加速其商业化并形成相应的装备制造体系。

为确保生物质能研发及推广工作的开展,美国能源部计划在4年内投入500万美元研究经费,吸引相关单位对其拟定的项目进行申请。目前在美国已掀起新一轮的生物质能研发利用高潮,有大量的机构参与到该项目中。

中国借鉴美国经验、强化国家先期投入的引导作用是十分重要的(特别是考虑到中国政府对能源部门、农业部门的高度控制):关键技术的发展可以得到足够的资金;各种相互支持或相互竞争的技术可以在一个系统性的框架中得到公平的筛选和发展。

“以政策扶植为必要辅助,以市场机制为根本基础”的产业发展战略

能源农林业和生物燃油加工业是有显著的能源、社会、环境效益的产业,应当得到一定的政策支持,比如税收优惠、贴息贷款等。这对于起步中的新兴产业尤为重要。中国已出台《可再生能源法》,但和之前的《大气污染防止法》、《节约能源法》、《清洁生产促进法》等相关法律一样,在对生物质能等可再生、清洁能源的支持上基本上都属于原则性而非操作性的法律;尚待具体、明确的规章出台。此外,中国常规燃油行业尚存在相当程度的垄断,制约了生物质液体燃料产业尽快进入市场。这类问题的解决也有赖于国家政策。

美国的生物柴油产业之所以落后于欧盟,主要原因就在于它相关激励政策的滞后。2004年底,美国总统布什签署的联邦公司税收法案中包含了对生物柴油的优惠政策,生物柴油的预期产量随之大增。

从长远来看,市场竞争机制是成本下降、竞争力提升的根本保证。

“少占、不占粮食耕地,充分利用林地、荒地”的土地利用战略

虽然中国耕地生产力还有较大提高空间,但大规模的能源农林业还是更依赖于中国面积巨大的无林地(属于林业用地)和宜林荒山荒地。

把林业生产和能源供给结合起来的思路对带动林业发展和增加燃油供给有着重要意义。值得一提的是,印度在发展能源林业上显示了巨大的决心。印度总理称:“如果我们能启动从植物中生产生物柴油的麻疯果计划,那么就可能为3600万人提供就业,3300万公顷贫瘠干旱的土地就可以开垦成油田。”

目前,中国国家林业局已经开始重视能源林业的发展可能,并组织了能源林业相关的一些基础调研工作。

发展建议

开展深入的资源潜力研究

作为未来生物燃油加工业的主要原料供给者的能源农业、能源林业,其潜力和意义仍未得到充分重视,目前在这方面的数据极为缺乏,建议国家有关部门部尽快开展如下工作:

开展土地可利用性的调研工作,包括可利用的土地资源的种类、面积和分布;

各类可能的能源植物的适宜性,及可能的发展潜力和分布;

将能源农业、能源林业纳入农业、林业发展战略研究的范畴,制定切实的发展战略和规划,加强技术研发;

高产、高含油且环境适应性强的能源植物(作物)新品种的选育;

能源作物收获、储存、运输等相关技术和设备,高效加工转换工艺和设备的研发;

产品生产、质量和使用的标准化研究;

作为后备生物燃油技术的BTL技术的研究等

扩大产业示范

中国初步实现了以粮食为原料燃料乙醇的规模化生产,从发展的观点看,为来生物燃油必须以非粮食的农业和林业作物为主要原料,因此,必须加快扩大产业示范,建设各种原料的从能源植物种植到生产液体燃料的完整产业链的示范工程,为规模化生产奠定基础。

扩大政策扶持范围

能源农林业和生物燃油加工业是有显著的社会和环境效益的产业,应当得到一定的政策支持。近年来,为推动生物燃油产业发展,出台了针对生物乙醇的补贴政策(对生物柴油还没有经济激励政策出台),但它属于随项目而定,缺乏连续性,还没有一套由国家主管部门出台的系统性的激励政策体系。

生物燃料论文范文篇2

微生物燃料电池并不是新兴的东西,利用微生物作为电池中的催化剂这一概念从上个世纪70年代就已存在,并且使用微生物燃料电池处理家庭污水的设想也于1991年实现。但是,经过提升能量输出的微生物燃料电池则是新生的,为这一事物的实际应用提供了可能的机会。

MFCs将可以被生物降解的物质中可利用的能量直接转化成为电能。要达到这一目的,只需要使细菌从利用它的天然电子传递受体,例如氧或者氮,转化为利用不溶性的受体,比如MFC的阳极。这一转换可以通过使用膜联组分或者可溶性电子穿梭体来实现。然后电子经由一个电阻器流向阴极,在那里电子受体被还原。与厌氧性消化作用相比,MFC能产生电流,并且生成了以二氧化碳为主的废气。

与现有的其它利用有机物产能的技术相比,MFCs具有操作上和功能上的优势。首先它将底物直接转化为电能,保证了具有高的能量转化效率。其次,不同于现有的所有生物能处理,MFCs在常温,甚至是低温的环境条件下都能够有效运作。第三,MFC不需要进行废气处理,因为它所产生的废气的主要组分是二氧化碳,一般条件下不具有可再利用的能量。第四,MFCs不需要能量输入,因为仅需通风就可以被动的补充阴极气体。第五,在缺乏电力基础设施的局部地区,MFCs具有广泛应用的潜力,同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。

微生物燃料电池中的代谢

为了衡量细菌的发电能力,控制微生物电子和质子流的代谢途径必须要确定下来。除去底物的影响之外,电池阳极的势能也将决定细菌的代谢。增加MFC的电流会降低阳极电势,导致细菌将电子传递给更具还原性的复合物。因此阳极电势将决定细菌最终电子穿梭的氧化还原电势,同时也决定了代谢的类型。根据阳极势能的不同能够区分一些不同的代谢途径:高氧化还原氧化代谢,中氧化还原到低氧化还原的代谢,以及发酵。因此,目前报道过的MFCs中的生物从好氧型、兼性厌氧型到严格厌氧型的都有分布。

在高阳极电势的情况下,细菌在氧化代谢时能够使用呼吸链。电子及其相伴随的质子传递需要通过NADH脱氢酶、泛醌、辅酶Q或细胞色素。Kim等研究了这条通路的利用情况。他们观察到MFC中电流的产生能够被多种电子呼吸链的抑制剂所阻断。在他们所使用的MFC中,电子传递系统利用NADH脱氢酶,Fe/S(铁/硫)蛋白以及醌作为电子载体,而不使用电子传递链的2号位点或者末端氧化酶。通常观察到,在MFCs的传递过程中需要利用氧化磷酸化作用,导致其能量转化效率高达65%。常见的实例包括假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa),微肠球菌(Enterococcusfaecium)以及Rhodoferaxferrireducens。

如果存在其它可替代的电子受体,如硫酸盐,会导致阳极电势降低,电子则易于沉积在这些组分上。当使用厌氧淤泥作为接种体时,可以重复性的观察到沼气的产生,提示在这种情况下细菌并未使用阳极。如果没有硫酸盐、硝酸盐或者其它电子受体的存在,如果阳极持续维持低电势则发酵就成为此时的主要代谢过程。例如,在葡萄糖的发酵过程中,涉及到的可能的反应是:C6H12O6+2H2O=4H2+2CO2+2C2H4O2或6H12O6=2H2+2CO2+C4H8O2。它表明,从理论上说,六碳底物中最多有三分之一的电子能够用来产生电流,而其它三分之二的电子则保存在产生的发酵产物中,如乙酸和丁酸盐。总电子量的三分之一用来发电的原因在于氢化酶的性质,它通常使用这些电子产生氢气,氢化酶一般位于膜的表面以便于与膜外的可活动的电子穿梭体相接触,或者直接接触在电极上。同重复观察到的现象一致,这一代谢类型也预示着高的乙酸和丁酸盐的产生。一些已知的制造发酵产物的微生物分属于以下几类:梭菌属(Clostridium),产碱菌(Alcaligenes),肠球菌(Enterococcus),都已经从MFCs中分离出来。此外,在独立发酵实验中,观察到在无氧条件下MFC富集培养时,有丰富的氢气产生,这一现象也进一步的支持和验证这一通路。

发酵的产物,如乙酸,在低阳极电势的情况下也能够被诸如泥菌属等厌氧菌氧化,它们能够在MFC的环境中夺取乙酸中的电子。

代谢途径的差异与已观测到的氧化还原电势的数据一起,为我们一窥微生物电动力学提供了一个深入的窗口。一个在外部电阻很低的情况下运转的MFC,在刚开始在生物量积累时期只产生很低的电流,因此具有高的阳极电势(即低的MFC电池电势)。这是对于兼性好氧菌和厌氧菌的选择的结果。经过培养生长,它的代谢转换率,体现为电流水平,将升高。所产生的这种适中的阳极电势水平将有利于那些适应低氧化的兼性厌氧微生物生长。然而此时,专性厌氧型微生物仍然会受到阳极仓内存在的氧化电势,同时也可能受到跨膜渗透过来的氧气影响,而处于生长受抑的状态。如果外部使用高电阻时,阳极电势将会变低,甚至只维持微弱的电流水平。在那种情况下,将只能选择适应低氧化的兼性厌氧微生物以及专性厌氧微生物,使对细菌种类的选择的可能性被局限了。

MFC中的阳极电子传递机制

电子向电极的传递需要一个物理性的传递系统以完成电池外部的电子转移。这一目的既可以通过使用可溶性的电子穿梭体,也可以通过膜结合的电子穿梭复合体。

氧化性的、膜结合的电子传递被认为是通过组成呼吸链的复合体完成的。已知细菌利用这一通路的例子有Geobactermetallireducens、嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)以及Rhodoferaxferrireducens。决定一个组分是否能发挥类似电子门控通道的主要要求在于,它的原子空间结构相位的易接近性(即物理上能与电子供体和受体发生相互作用)。门控的势能与阳极的高低关系则将决定实际上是否能够使用这一门控(电子不能传递给一个更还原的电极)。

MFCs中鉴定出的许多发酵性的微生物都具有某一种氢化酶,例如布氏梭菌和微肠球菌。氢化酶可能直接参加了电子向电极的转移过程。最近,这一关于电子传递方法的设想由McKinlay和Zeikus提出,但是它必须结合可移动的氧化穿梭体。它们展示了氢化酶在还原细菌表面的中性红的过程中扮演了某一角色。

细菌可以使用可溶性的组分将电子从一个细胞(内)的化合物转移到电极的表面,同时伴随着这一化合物的氧化。在很多研究中,都向反应器中添加氧化型中间体比如中性红,劳氏紫(thionin)和甲基紫萝碱(viologen)。经验表明这些中间体的添加通常都是很关键的。但是,细菌也能够自己制造这些氧化中间体,通过两种途径:通过制造有机的、可以被可逆的还原化合物(次级代谢物),和通过制造可以被氧化的代谢中间物(初级代谢物)。

第一种途径体现在很多种类的细菌中,例如腐败谢瓦纳拉菌(Shewanellaputrefaciens)以及铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)。近期的研究表明这些微生物的代谢中间物影响着MFCs的性能,甚至普遍干扰了胞外电子的传递过程。失活铜绿假单胞菌的MFC中的这些与代谢中间体产生相关的基因,可以将产生的电流单独降低到原来的二十分之一。由一种细菌制造的氧化型代谢中间体也能够被其他种类的细菌在向电极传递电子的过程中所利用。

通过第二种途径细菌能够制造还原型的代谢中间体——但还是需要利用初级代谢中间物——使用代谢中间物如Ha或者HgS作为媒介。Schroder等利用E.coliK12产生氢气,并将浸泡在生物反应器中的由聚苯胺保护的铂催化电极处进行再氧化。通过这种方法他们获得了高达1.5mA/cm2(A,安培)的电流密度,这在之前是做不到。相似的,Straub和Schink发表了利用Sulfurospirillumdeleyianum将硫还原至硫化物,然后再由铁重氧化为氧化程度更高的中间物。

评价MFCs性能的参数

使用微生物燃料电池产生的功率大小依赖于生物和电化学这两方面的过程。

底物转化的速率

受到如下因素的影响,包括细菌细胞的总量,反应器中混合和质量传递的现象,细菌的动力学(p-max——细菌的种属特异性最大生长速率,Ks——细菌对于底物的亲和常数),生物量的有机负荷速率(每天每克生物量中的底物克数),质子转运中的质子跨膜效率,以及MFC的总电势。

阳极的超极化

一般而言,测量MFCs的开放电路电势(OCP)的值从750mV~798mV。影响超极化的参数包括电极表面,电极的电化学性质,电极电势,电极动力学以及MFC中电子传递和电流的机制。

阴极的超极化

与在阳极观测到的现象相似,阴极也具有显著的电势损失。为了纠正这一点,一些研究者们使用了赤血盐(hexacyanoferrate)溶液。但是,赤血盐并不是被空气中的氧气完全重氧化的,所以应该认为它是一个电子受体更甚于作为媒介。如果要达到可持续状态,MFC阴极最好是开放性的阴极。

质子跨膜转运的性能

目前大部分的MFCs研究都使用Nafion—质子转换膜(PEMs)。然而,Nafion—膜对于(生物)污染是很敏感的,例如铵。而目前最好的结果来自于使用Ultrex阳离子交换膜。Liu等不用使用膜,而转用碳纸作为隔离物。虽然这样做显著降低了MFC的内在电阻,但是,在有阳极电解液组分存在的情况下,这一类型的隔离物会刺激阴极电极的生长,并且对于阴极的催化剂具有毒性。而且目前尚没有可信的,关于这些碳纸-阴极系统在一段时期而不是短短几天内的稳定性方面的数据。

MFC的内在电阻

这一参数既依赖于电极之间的电解液的电阻值,也决定于膜电阻的阻值(Nafion—具有最低的电阻)。对于最优化的运转条件,阳极和阴极需要尽可能的相互接近。虽然质子的迁移会显著的影响与电阻相关的损失,但是充分的混合将使这些损失最小化。

性能的相关数据

在平均阳极表面的功率和平均MFC反应器容积单位的功率之间,存在着明显的差异。表2提供了目前为止报道过的与MFCs相关的最重要的的结果。大部分的研究结果都以电极表面的mA/m以及mW/m2两种形式表示功率输出的值,是根据传统的催化燃料电池的描述格式衍生而来的。其中后一种格式对于描述化学燃料电池而言可能已经是充分的,但是MFCs与化学燃料电池具有本质上的差异,因为它所使用的催化剂(细菌)具有特殊的条件要求,并且占据了反应器中特定的体积,因此减少了其中的自由空间和孔隙的大小。每一个研究都参照了以下参数的特定的组合:包括反应器容积、质子交换膜、电解液、有机负荷速率以及阳极表面。但仅从这一点出发要对这些数据作出横向比较很困难。从技术的角度来看,以阳极仓内容积(液体)所产生的瓦特/立方米(Watts/m3)为单位的形式,作为反应器的性能比较的一个基准还是有帮助的。这一单位使我们能够横向比较所有测试过的反应器,而且不仅仅局限于已有的研究,还可以拓展到其它已知的生物转化技术。

此外,在反应器的库仑效率和能量效率之间也存在着显著的差异。库仑效率是基于底物实际传递的电子的总量与理论上底物应该传递的电子的总量之间的比值来计算。能量效率也是电子传递的能量的提示,并结合考虑了电压和电流。如表2中所见,MFC中的电流和功率之间的关系并非总是明确的。需要强调的是在特定电势的条件下电子的传递速率,以及操作参数,譬如电阻的调整。如果综合考虑这些参数的问题的话,必须要确定是最大库仑效率(如对于废水处理)还是最大能量效率(如对于小型电池)才是最终目标。目前观测到的电极表面功率输出从mW/m2~w/m2都有分布。

优化

生物优化提示我们应该选择合适的细菌组合,以及促使细菌适应反应器内优化过的环境条件。虽然对细菌种子的选择将很大程度上决定细菌增殖的速率,但是它并不决定这一过程产生的最终结构。使用混合的厌氧-好氧型淤泥接种,并以葡萄糖作为营养源,可以观察到经过三个月的微生物适应和选择之后,细菌在将底物转换为电流的速率上有7倍的增长。如果提供更大的阳极表面供细菌生长的话,增长会更快。

批处理系统使能够制造可溶性的氧化型中间体的微生物的积累成为了可能。持续的系统性选择能形成生物被膜的种类,它们或者能够直接的生长在电极上,或者能够通过生物被膜的基质使用可移动的穿梭分子来传递电子。

通过向批次处理的阳极中加入可溶性的氧化中间体也能达到技术上的优化:MFCs中加入氧化型代谢中间体能够持续的改善电子传递。对这些代谢中间体的选择到目前为止还仅仅是出于经验性的,而且通常只有低的中间体电势,在数值约为300mV或者还原性更高的时候,才认为是值得考虑的。应该选择那些具有足够高的电势的氧化中间体,才能够使细菌对于电极而言具有足够高的流通速率,同时还需参考是以高库仑效率还是以高能量效率为主要目标。

一些研究工作者们已经开发了改进型的阳极材料,是通过将化学催化剂渗透进原始材料制成的。Park和Zeikus使用锰修饰过的高岭土电极,产生了高达788mW/m2的输出功率。而增加阳极的特殊表面将导致产生更低的电流密度(因此反过来降低了活化超极化)和更多的生物薄膜表面。然而,这种方法存在一个明显的局限,微小的孔洞很容易被被细菌迅速堵塞。被切断食物供应的细菌会死亡,因此在它溶解前反而降低了电极的活化表面。总之,降低活化超极化和内源性电阻值将是影响功率输出的最主要因素。

IVIFC:支柱性核心技术

污物驱动的应用在于能够显著的移除废弃的底物。目前,使用传统的好氧处理时,氧化每千克碳水化合物就需要消耗1kWh的能量。例如,生活污水的处理每立方米需要消耗0.5kWh的能量,折算后在这一项上每人每年需要消耗的能源约为30kWh。为了解决这一问题,需要开发一些技术,特别是针对高强度的废水。在这一领域中常用的是UpflowAnaerobicSludgeBlanket反应器,它产生沼气,特别是在处理浓缩的工业废水时。UASB反应器通常以每立方米反应器每天10~20kg化学需氧量的负荷速率处理高度可降解性的废水,并且具有(带有一个燃烧引擎作为转换器)35%的总电力效率,意味着反应器功率输出为0.5~1kW/m3。它的效率主要决定于燃烧沼气时损失的能量。未来如果发展了比现有的能更有效的氧化沼气的化学染料电池的话,很可能能够获得更高的效率。

能够转化具有积极市场价值的某种定性底物的电池,譬如葡萄糖,将以具有高能量效率作为首要目标。虽然MFCs的功率密度与诸如甲醇驱动的FCs相比是相当低的,但是对于这项技术而言,以底物安全性为代表的多功能性是它的一个重要优势。

生物燃料论文范文篇3

石油安全驱动了生物液体燃料产业

世界不少国家已经开始发展生物燃油产业(包括生物燃油加工业以及其相关产业,如能源农业和能源林业),其中共同的目的在于保障石油安全。巴西生物燃油产业利用蔗糖发酵制取生物乙醇,2002年消费量达到了104亿公升,替代率接近40%。

2004年中国石油净进口量为1.2亿吨,消费量为3.1亿吨,进口依存度达到了38.7%;国际能源署(IEA)预测中国到2010年、2020年石油进口依存度将达到61.0%和76.9%。石油进口量和进口依存度的迅速攀升给中国石油安全带来了日益严重的影响;中国的石油安全问题也引起了一些国家的顾虑。

国产的石油和石油替代燃料能否“养活中国”呢?与资源有限的煤炭液化和国内油气资源开发等手段相比,资源可再生而且潜力巨大的生物燃油技术也受到了越来越多的关注。

生物燃油产业将带来显著的环境效益

能源农林业的大规模发展可以有效地绿化荒山荒地、减轻土壤侵蚀和水土流失。大量使用生物燃油对中国大气环境的保护和改善也有着突出的意义:与化石燃料相比,生物燃油的使用很少产生NOx和SOx等大气污染物;生物质能源利用导致的CO2排放远低于常规能源。

到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨(这一数据是基于能源研究所2005年“中国能源中长期开发利用前景分析”研究项目的生物质能部分的情景分析),则可绿化约3000万公顷荒山荒地,减排约3.1亿吨CO2。

发展生物燃油产业将为中国“三农”问题的解决做出相当的贡献

建设从能源农林业到生物燃油加工业的产业链将:

——带动农业经济和林业经济。

2020年生物燃油开发量预计为1900万吨左右,初步估算可给国家和地方创产值1000亿元。到2050年生物燃油开发量如果能达到1.05亿吨,将创造5000亿元左右的年产值、吸纳1000万个以上的劳动力、带动农村经济发展将:

——创造大量就业特别是农村地区的就业。

可以吸纳1000万个以上的劳动力,主要是农村劳动力将:

——为中国的城镇化建设提供有力支持。

一方面,中国的城镇化建设提高了人均能源需求量,特别是人均燃油需求量;另一方面,城镇化建设需要与之相伴的产业建设和就业机会的创造:能源农林业(和生物燃油加工业)在这两方面都可以发挥重要作用。

中国生物液体燃料的潜力

土地资源是生物燃油的矿床:

——有土地就有了生物燃油的原料地

——不能与农作物争土地

——应培育与开发粮、能兼收的能源作物,既产粮,又产油,实现土地的高效利用

生物燃油土地资源开发潜力:1.8亿公顷

1)农业用地

现有耕地1.3亿公顷,其中可粮能兼收的耕地0.043亿公顷

现有宜农荒地1亿公顷

扣除后备耕地0.0947亿公顷后,可作生物燃油的荒地0.26亿公顷

盐碱地0.1亿公顷

田坎地0.1亿公顷

沼泽地0.04亿公顷

可用于生物燃油的农业土地资源潜力0.54亿公顷

2)林业用地

林地面积2.63亿公顷

其中:有林地1.26亿公顷

无林地0.57亿公顷

宜林荒地0.54亿公顷

退耕还林地0.15亿公顷

可用于生物燃油的林地资源潜力1.26亿公顷

可用于生物燃油的土地资源潜力1.8亿公顷

土地资源分布

宜农荒地:主要在新疆、内蒙等2000万公顷

盐碱地:青海、新疆各自超过400万公顷

沼泽地:黑龙江、内蒙等大于200万公顷

田坎地:甘肃、四川、重庆等

宜林荒地:东北三省、内蒙、、西南

西北:新疆、甘肃、陕西

西南:云南、四川、贵州

大规模集约化种植和开发地区:新疆、内蒙、青海、黑龙江等

分散式种植和开发地区:东北、西南、西北等

中国生物液体燃料发展战略讨论

“以国家先期投入为主导,以企业、科研机构为主力”的技术研发战略

技术的成熟性和经济性对新兴的可再生能源产业来说是至关重要的,不少国家在可再生能源技术研发方面都有丰富的经验,特别是美国。美国可再生能源技术发展的核心战略是一贯的、明确的:以国家先期投入为引导,吸引产业界参与研制和开发长期(20年乃至50年后)可以发挥重大作用的关键技术,加速其商业化并形成相应的装备制造体系。

为确保生物质能研发及推广工作的开展,美国能源部计划在4年内投入500万美元研究经费,吸引相关单位对其拟定的项目进行申请。目前在美国已掀起新一轮的生物质能研发利用高潮,有大量的机构参与到该项目中。

中国借鉴美国经验、强化国家先期投入的引导作用是十分重要的(特别是考虑到中国政府对能源部门、农业部门的高度控制):关键技术的发展可以得到足够的资金;各种相互支持或相互竞争的技术可以在一个系统性的框架中得到公平的筛选和发展。

“以政策扶植为必要辅助,以市场机制为根本基础”的产业发展战略

能源农林业和生物燃油加工业是有显著的能源、社会、环境效益的产业,应当得到一定的政策支持,比如税收优惠、贴息贷款等。这对于起步中的新兴产业尤为重要。中国已出台《可再生能源法》,但和之前的《大气污染防止法》、《节约能源法》、《清洁生产促进法》等相关法律一样,在对生物质能等可再生、清洁能源的支持上基本上都属于原则性而非操作性的法律;尚待具体、明确的规章出台。此外,中国常规燃油行业尚存在相当程度的垄断,制约了生物质液体燃料产业尽快进入市场。这类问题的解决也有赖于国家政策。

美国的生物柴油产业之所以落后于欧盟,主要原因就在于它相关激励政策的滞后。2004年底,美国总统布什签署的联邦公司税收法案中包含了对生物柴油的优惠政策,生物柴油的预期产量随之大增。

从长远来看,市场竞争机制是成本下降、竞争力提升的根本保证。

“少占、不占粮食耕地,充分利用林地、荒地”的土地利用战略

虽然中国耕地生产力还有较大提高空间,但大规模的能源农林业还是更依赖于中国面积巨大的无林地(属于林业用地)和宜林荒山荒地。

把林业生产和能源供给结合起来的思路对带动林业发展和增加燃油供给有着重要意义。值得一提的是,印度在发展能源林业上显示了巨大的决心。印度总理称:“如果我们能启动从植物中生产生物柴油的麻疯果计划,那么就可能为3600万人提供就业,3300万公顷贫瘠干旱的土地就可以开垦成油田。”

目前,中国国家林业局已经开始重视能源林业的发展可能,并组织了能源林业相关的一些基础调研工作。

发展建议

开展深入的资源潜力研究

作为未来生物燃油加工业的主要原料供给者的能源农业、能源林业,其潜力和意义仍未得到充分重视,目前在这方面的数据极为缺乏,建议国家有关部门部尽快开展如下工作:

开展土地可利用性的调研工作,包括可利用的土地资源的种类、面积和分布;

各类可能的能源植物的适宜性,及可能的发展潜力和分布;

将能源农业、能源林业纳入农业、林业发展战略研究的范畴,制定切实的发展战略和规划,加强技术研发;

高产、高含油且环境适应性强的能源植物(作物)新品种的选育;

能源作物收获、储存、运输等相关技术和设备,高效加工转换工艺和设备的研发;

产品生产、质量和使用的标准化研究;

作为后备生物燃油技术的BTL技术的研究等

扩大产业示范

中国初步实现了以粮食为原料燃料乙醇的规模化生产,从发展的观点看,为来生物燃油必须以非粮食的农业和林业作物为主要原料,因此,必须加快扩大产业示范,建设各种原料的从能源植物种植到生产液体燃料的完整产业链的示范工程,为规模化生产奠定基础。

扩大政策扶持范围

能源农林业和生物燃油加工业是有显著的社会和环境效益的产业,应当得到一定的政策支持。近年来,为推动生物燃油产业发展,出台了针对生物乙醇的补贴政策(对生物柴油还没有经济激励政策出台),但它属于随项目而定,缺乏连续性,还没有一套由国家主管部门出台的系统性的激励政策体系。

生物燃料论文范文篇4

[摘论文要]本文从美国等西方发达国家的生物能源政策、国际金融投机炒作以及美元疲软等三个方面对全球粮食危机的原因作了系统的分析,驳斥了某些发达国家把粮食危机嫁祸给中国、印度等发展中国家的荒谬言论。

2007年,全球粮食价格飙升40%,进入2008年以来,这种趋势仍在持续。苏丹、海地、喀麦隆等国相继爆发了“粮食骚动”,造成了重大的人员伤亡。全球面临着严重的粮食危机。然而一些西方国家的国际官员和专家却把全球粮食价格上涨的原因归结为:中国、印度等经济发展较快,国人生活水平提高过快,导致对粮食需求快速增长。这种言论明显是荒谬的和别有用心的。2008年7月8日主席在札幌出席发展中五国领导人集体会晤时驳斥了这种观点,他指出:“发展中国家是全球粮价上涨的最大受害者,我们五国也不同程度地受到影响。值得注意的是,近来国际上出现所谓‘发展中大国责任论’,把当前全球粮价上涨归咎于发展中大国的发展,这是极其不负责任的。事实上,全球粮价上涨原因是多方面的,也是复杂的。国际社会只有加强合作,采取综合措施,才能维护世界粮食安全。”事实上,以美国为首的西方发达国家对此次世界粮食危机负有不可推卸的责任。

首先,以美国为首的西方发达国家所大力推行的生物能源政策实际上是这次全球粮食危机的主要诱因。事实上,近几年世界粮食供求是比较平衡的,甚至可以说是供过于求的。在中央电视台2008年7月21日播出的《中国财经报道》节目中,外经贸大学夏友富教授指出,根据联合国粮农组织统计,近年来全球粮食产量一直在温和增长,并没有出现严重的歉收,2007年更是达到创纪录的21.3亿吨,比2006年增长了5%以上。而根据美国农业部7月10号公布的一个数据,从全球粮食总体来看,2007年到2008年度,比2006到2007年度产量增加了5%,需求量增加3%,库存是增加的,2007到2008年度,它应该说是供过于求的。既然并未出现粮食供不应求的现象,那么我们也就不能从供求关系去考察,而应该关注粮价飞涨背后更为深层的政治、经济因素。新华网2008年7月2日刊载了一篇名为“世行秘密报告:世界粮食危机的‘主谋’是美欧国家”的文章,文中指出:“据英国《卫报》获得的世界银行的一份秘密报告称,生物燃料因素占到全球粮价上涨的75%,远远高出早先的估计。”该文还进一步指出:“报告说,生物燃料的生产从三个方面扭曲了粮食市场。第一,它把粮食用作燃料,美国三分之一以上的玉米现在用来生产乙醇,欧盟大约一半的植物油用来生产生物柴油。第二,农民被鼓励留出土地生产生物燃料作物。第三,它刺激了对粮食的金融投机,致使粮价越涨越高。”中国青年报2008年5月1日发表的名为“粮食危机更是一场粮食战争”的文章也指出:“有分析称,2006年,美国投入4200万吨玉米生产乙醇,按照全球平均食品消费水平计算,足可以满足1.35亿人口整整一年的食品消耗。按照美国去年通过的新能源法,2022年美国生产150亿加仑乙醇需1.8亿吨玉米,足够5.8亿人口吃一年。”(王磊)由此可见,以美国为首的西方发达国家所大力推行的生物能源政策才是这次全球粮食危机真正的幕后推手。

其次,国际期货市场的投机炒作是粮食价格暴涨的直接原因。2007年以来,美联储为应对次贷危机连续降息,致使美元的流动性大增。而美国房市、股市低迷又使得投机资金大规模的投入对大宗商品的炒作。根据花旗银行4月初的一份研究报告,今年一季度有700亿美元新增资金流入包括石油、金属和农产品在内的大宗商品市场。农产品期货价格出现飙涨和剧烈波动。今年以来,涵盖26种农矿产品的大宗商品指数上涨了20%,而包

括了500家成分股的标准普尔指数下跌了7%,可以看出大宗商品市场具有明显的“高收益率”。据从事咨询服务的芝加哥农业资源公司统计,去年11月份以来,对农产品期货市场的投资已从250亿美元猛增至650亿美元。可以说,华尔街的投机家正是世界上最大的粮食囤积居奇者。

投机资金通常借助于一些题材疯狂炒作,从中牟取暴利。在美国农业部连续数月预测美国小麦库存将降至60年来新低时,小麦价格飙升,2月份明尼阿波利斯谷物交易所的春小麦期货合约曾经出现连续11个交易日涨停的罕见景象;在市场传言中国春节前后雪灾造成植物油短缺的情况下,芝加哥大豆期货屡创新高;由于当前国际大米供应紧张,世界最大稻米进口国菲律宾被迫赴美国市场大规模采购大米,致使芝加哥糙米期货价格在4月份不断刷新纪录。

再次,美元疲软也是推升国际粮价的重要因素。次贷危机的爆发重创了美国经济,居民消费、企业投资和房地产投资均显著下滑,美国GDP增速从2007年第2季度和第3季度的3.8%与4.9%,下滑到2007年第4季度和2008年第1季度的0.6%。此外,次贷危机也造成美国金融市场上出现持续的流动性短缺和信贷紧缩。为了缓解次贷危机对实体经济和金融市场的冲击,美联储在2007年9月至2008年3月这7个月时间内,连续六次将息,将联邦基金利率从5.25%下调至2.25%。此外,美联储还通过多种创新机制向商业银行和投资银行提供短期贴现贷款。然而,考虑到通货膨胀压力,欧元区和中国并未选择跟进美联储降息的策略,这就导致美元与欧元、人民币之间的利差不断拉大,造成美元相对于欧元、人民币加速贬值的局面。从2007年初至今,美元相对于欧元贬值超过15%,美元相对于人民币贬值约为14%。

由于美元是全球粮食交易最重要的计价货币,即使粮食的供需缺口不发生明显变化,仅美元贬值本身就足以推动全球粮价上涨。而在本轮全球粮价上涨过程中,频发的自然灾害、各国开展生物能源工程而降低了粮食供给等方面已经造成粮食供需缺口不断扩大,在此前提下,美元加速贬值无异于火上浇油。

由此可见,本次世界粮食危机是美国的粮食能源战略、国际金融资本投机炒作以及美元贬值等因素的综合结果。

参考文献:

生物燃料论文范文篇5

[摘论文要]本文从美国等西方发达国家的生物能源政策、国际金融投机炒作以及美元疲软等三个方面对全球粮食危机的原因作了系统的分析,驳斥了某些发达国家把粮食危机嫁祸给中国、印度等发展中国家的荒谬言论。

2007年,全球粮食价格飙升40%,进入2008年以来,这种趋势仍在持续。苏丹、海地、喀麦隆等国相继爆发了“粮食骚动”,造成了重大的人员伤亡。全球面临着严重的粮食危机。然而一些西方国家的国际官员和专家却把全球粮食价格上涨的原因归结为:中国、印度等经济发展较快,国人生活水平提高过快,导致对粮食需求快速增长。这种言论明显是荒谬的和别有用心的。2008年7月8日主席在札幌出席发展中五国领导人集体会晤时驳斥了这种观点,他指出:“发展中国家是全球粮价上涨的最大受害者,我们五国也不同程度地受到影响。值得注意的是,近来国际上出现所谓‘发展中大国责任论’,把当前全球粮价上涨归咎于发展中大国的发展,这是极其不负责任的。事实上,全球粮价上涨原因是多方面的,也是复杂的。国际社会只有加强合作,采取综合措施,才能维护世界粮食安全。”事实上,以美国为首的西方发达国家对此次世界粮食危机负有不可推卸的责任。

首先,以美国为首的西方发达国家所大力推行的生物能源政策实际上是这次全球粮食危机的主要诱因。事实上,近几年世界粮食供求是比较平衡的,甚至可以说是供过于求的。在中央电视台2008年7月21日播出的《中国财经报道》节目中,外经贸大学夏友富教授指出,根据联合国粮农组织统计,近年来全球粮食产量一直在温和增长,并没有出现严重的歉收,2007年更是达到创纪录的21.3亿吨,比2006年增长了5%以上。而根据美国农业部7月10号公布的一个数据,从全球粮食总体来看,2007年到2008年度,比2006到2007年度产量增加了5%,需求量增加3%,库存是增加的,2007到2008年度,它应该说是供过于求的。既然并未出现粮食供不应求的现象,那么我们也就不能从供求关系去考察,而应该关注粮价飞涨背后更为深层的政治、经济因素。新华网2008年7月2日刊载了一篇名为“世行秘密报告:世界粮食危机的‘主谋’是美欧国家”的文章,文中指出:“据英国《卫报》获得的世界银行的一份秘密报告称,生物燃料因素占到全球粮价上涨的75%,远远高出早先的估计。”该文还进一步指出:“报告说,生物燃料的生产从三个方面扭曲了粮食市场。第一,它把粮食用作燃料,美国三分之一以上的玉米现在用来生产乙醇,欧盟大约一半的植物油用来生产生物柴油。第二,农民被鼓励留出土地生产生物燃料作物。第三,它刺激了对粮食的金融投机,致使粮价越涨越高。”中国青年报2008年5月1日发表的名为“粮食危机更是一场粮食战争”的文章也指出:“有分析称,2006年,美国投入4200万吨玉米生产乙醇,按照全球平均食品消费水平计算,足可以满足1.35亿人口整整一年的食品消耗。按照美国去年通过的新能源法,2022年美国生产150亿加仑乙醇需1.8亿吨玉米,足够5.8亿人口吃一年。”(王磊)由此可见,以美国为首的西方发达国家所大力推行的生物能源政策才是这次全球粮食危机真正的幕后推手。

其次,国际期货市场的投机炒作是粮食价格暴涨的直接原因。2007年以来,美联储为应对次贷危机连续降息,致使美元的流动性大增。而美国房市、股市低迷又使得投机资金大规模的投入对大宗商品的炒作。根据花旗银行4月初的一份研究报告,今年一季度有700亿美元新增资金流入包括石油、金属和农产品在内的大宗商品市场。农产品期货价格出现飙涨和剧烈波动。今年以来,涵盖26种农矿产品的大宗商品指数上涨了20%,而包括了500家成分股的标准普尔指数下跌了7%,可以看出大宗商品市场具有明显的“高收益率”。据从事咨询服务的芝加哥农业资源公司统计,去年11月份以来,对农产品期货市场的投资已从250亿美元猛增至650亿美元。可以说,华尔街的投机家正是世界上最大的粮食囤积居奇者。

投机资金通常借助于一些题材疯狂炒作,从中牟取暴利。在美国农业部连续数月预测美国小麦库存将降至60年来新低时,小麦价格飙升,2月份明尼阿波利斯谷物交易所的春小麦期货合约曾经出现连续11个交易日涨停的罕见景象;在市场传言中国春节前后雪灾造成植物油短缺的情况下,芝加哥大豆期货屡创新高;由于当前国际大米供应紧张,世界最大稻米进口国菲律宾被迫赴美国市场大规模采购大米,致使芝加哥糙米期货价格在4月份不断刷新纪录。

再次,美元疲软也是推升国际粮价的重要因素。次贷危机的爆发重创了美国经济,居民消费、企业投资和房地产投资均显著下滑,美国GDP增速从2007年第2季度和第3季度的3.8%与4.9%,下滑到2007年第4季度和2008年第1季度的0.6%。此外,次贷危机也造成美国金融市场上出现持续的流动性短缺和信贷紧缩。为了缓解次贷危机对实体经济和金融市场的冲击,美联储在2007年9月至2008年3月这7个月时间内,连续六次将息,将联邦基金利率从5.25%下调至2.25%。此外,美联储还通过多种创新机制向商业银行和投资银行提供短期贴现贷款。然而,考虑到通货膨胀压力,欧元区和中国并未选择跟进美联储降息的策略,这就导致美元与欧元、人民币之间的利差不断拉大,造成美元相对于欧元、人民币加速贬值的局面。从2007年初至今,美元相对于欧元贬值超过15%,美元相对于人民币贬值约为14%。

生物燃料论文范文篇6

论文摘要农作物秸秆是十分宝贵的生物资源,针对秸秆利用过程中严重浪费现状,提出了以饲料、燃料、肥料和工业原料等形式利用秸秆资源的秸秆综合利用技术,以期提高利用率,妥善利用这一资源。

秸秆是农作物的主要副产品,也是十分宝贵的生物资源。露天焚烧秸秆,不仅污染环境,浪费资源,而且影响交通安全,影响社会生产和人民生活,已成为一个严重的经济和社会问题。我县是个农业大县,每年秸秆资源达70万吨,若能充分利用,不仅能改善环境,还能增加农民的收入,提高生活水平。

1利用秸秆资源的意义

(1)作物秸秆是一项重要的农业资源。作为农业生产的副产品,具有产量大、分布广、供应稳定的特点,应合理利用。历史上,我国有利用秸秆的优良传统,农民用秸秆建房蔽日遮雨;用秸秆烧火做饭取暖;用秸秆养畜积肥还田………合理利用秸秆是我国传统农业的精华之一。随着科技进步和社会发展,一方面,秸秆利用开辟了新路子,其综合利用成为一篇必须做好的很有价值的大文章;另一方面,焚烧秸秆在一些地区愈演愈烈,成为必须认真对待、下决心解决的紧迫问题。最近的统计结果显示,我国年产农作物秸秆中30%用作农用燃料,25%用作饲料,2%~3%作工副业生产原料,6%~7%直接还田;此外还有35%的2.2亿吨剩余秸秆未被合理利用。

(2)秸秆还田能改良土壤,培肥地力。秸秆还田可以增加土壤有机质,释放出N、P、K等养分,还能改善土壤理化性状,提高土壤生物活性。

(3)秸秆资源的利用是发展无公害农产品的需要。随着人民生活水平的提高,人们对农产品的需要已由数量型向质量型转变,“餐桌污染”成为人们关注的问题,要解决这一问题,合理运筹肥料是关键措施之一,增施有机肥能够改善农产品品质,这已家喻户晓,而秸秆是很好的有机肥源。

(4)秸秆作饲料可以促进物质转化和良性循环。近年来随着我国经济的快速发展,人们生活水平的提高,饮食结构发生了较大的变化,对禽类、奶的需求快速增长,推动了养殖业的快速发展,为饲料加工行业提供了强大动力。通过养殖业,可以由动物将人类不能利用的有机物转化成蛋白质、脂肪等,增加物质循环,改善人类食物结构,节约粮食。

2秸秆综合利用技术

我国各类农作物秸秆资源的合理回收加工,可归纳为“4F”路线:即Fodder(饲料)、Fuel(燃料)、Fertilizer(肥料)、FeedStock(工业原料),研究人员称其为“四料”。在“四料”转换利用中,饲料、燃料利用及其转换技术仍然是主要领域。

2.1秸秆作肥料

2.1.1直接还田。一是留高桩。麦秸、油菜秸等留16.7~20.0cm高桩;后茬是水稻的,可以先耕翻灭茬,然后抛秧前灌水整田;后茬是棉花、玉米等旱作物的,空行中的高桩待以后中耕除草时灭茬。二是铺、盖草。将秸草铺盖于桑园、果园、棉花、玉米、瓜菜等行间,既把有机质归还到土壤,又起到保墒、增(降)温、降盐,提高化除效果等作用,一般均匀铺盖干草2250~3000kg/hm2,桑、果、菜园可多些。

2.1.2动物过腹还田。食草动物以秸秆为饲料,经消化吸收后,其粪便还田。

2.1.3积制堆、沤肥。用秸秆与畜禽粪积制堆肥,粪与草隔层堆积、压实。这样,可以促进熟化,提高肥效。还可以利用秸秆制作草泥塘,将秸秆投入沼气池沤制,最后还田。

2.2秸秆作动物饲料

作物秸秆可以直接用作食草动物的饲料,但适口性较差,采食量少。秸秆经氨化处理后,粗蛋白由3%~4%提高到8%左右,有机物的消化率提高10%~20%,并含有多种氨基酸,可以代替30%~40%的精饲料。此外,还可杀死野草籽,防止霉变。因此,氨化秸秆喂羊、牛等,效果很好。秸秆也可以粉碎成草糠,作动物辅助饲料。

2.3秸秆作工业原料

通过秸秆打包机将秸秆打包成80~100kg的包夹,每公顷只需45~60个包夹,运销至造纸厂作原料,或者可以将经辗磨处理后的秸秆纤维与树脂混合物在金属模中加压成型处理,制成各种各样的低密度纤维板材。再在其表面加压和化学处理,用于制作装饰板材和一次成型家具。这种板材具有强度高、耐腐蚀、防火阻燃、美观大方及价格低廉等特点。它的开发,对于缓解国内木材供应数量不足和供求趋紧的矛盾、节约森林资源、发展人造板产业具有十分重要的意义。此外,秸秆还可用来生产一次性卫生筷、快餐盒,使用后可自然生物降解,无毒无害不产生任何环境污染。

2.4秸秆作基料

秸秆是食用菌栽培的基础材料。一般秸秆粉碎后可占食用菌栽培料的75%~85%。秸秆袋料栽培食用菌,是目前利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇的常用方法,具有投资少、见效快,能大量处理秸秆的技术措施,备受农民欢迎。

1袋食用菌需秸秆粉0.9~1.2kg,每生产1万袋食用菌就可处理秸秆9~12t。

3秸秆作能源

3.1秸秆发电

秸秆发电不仅具有较好的经济效益,更具有良好的生态效益和社会效益。当然秸秆发电厂的选址应兼顾环境保护和经济成本的因素,通常应以就近原则建在常年有稳定秸秆供应的地区,并且处于附近城市主导风向的下风方。

3.2秸秆气化

秸秆气化广义上称谓“生物质气化”,是指生物质在缺氧状态下燃烧,使生物质发生化学反应,生成高品位、易输送、利用效率高的气体燃料。生物质由碳氢化合物组成,在生物质气化的过程中经过热解、燃烧和还原反映,转化为一氧化碳和氢等可燃气体。

生物燃料论文范文篇7

论文摘要农作物秸秆是十分宝贵的生物资源,针对秸秆利用过程中严重浪费现状,提出了以饲料、燃料、肥料和工业原料等形式利用秸秆资源的秸秆综合利用技术,以期提高利用率,妥善利用这一资源。

秸秆是农作物的主要副产品,也是十分宝贵的生物资源。露天焚烧秸秆,不仅污染环境,浪费资源,而且影响交通安全,影响社会生产和人民生活,已成为一个严重的经济和社会问题。我县是个农业大县,每年秸秆资源达70万吨,若能充分利用,不仅能改善环境,还能增加农民的收入,提高生活水平。

1利用秸秆资源的意义

(1)作物秸秆是一项重要的农业资源。作为农业生产的副产品,具有产量大、分布广、供应稳定的特点,应合理利用。历史上,我国有利用秸秆的优良传统,农民用秸秆建房蔽日遮雨;用秸秆烧火做饭取暖;用秸秆养畜积肥还田………合理利用秸秆是我国传统农业的精华之一。随着科技进步和社会发展,一方面,秸秆利用开辟了新路子,其综合利用成为一篇必须做好的很有价值的大文章;另一方面,焚烧秸秆在一些地区愈演愈烈,成为必须认真对待、下决心解决的紧迫问题。最近的统计结果显示,我国年产农作物秸秆中30%用作农用燃料,25%用作饲料,2%~3%作工副业生产原料,6%~7%直接还田;此外还有35%的2.2亿吨剩余秸秆未被合理利用。

(2)秸秆还田能改良土壤,培肥地力。秸秆还田可以增加土壤有机质,释放出N、P、K等养分,还能改善土壤理化性状,提高土壤生物活性。

(3)秸秆资源的利用是发展无公害农产品的需要。随着人民生活水平的提高,人们对农产品的需要已由数量型向质量型转变,“餐桌污染”成为人们关注的问题,要解决这一问题,合理运筹肥料是关键措施之一,增施有机肥能够改善农产品品质,这已家喻户晓,而秸秆是很好的有机肥源。

(4)秸秆作饲料可以促进物质转化和良性循环。近年来随着我国经济的快速发展,人们生活水平的提高,饮食结构发生了较大的变化,对禽类、奶的需求快速增长,推动了养殖业的快速发展,为饲料加工行业提供了强大动力。通过养殖业,可以由动物将人类不能利用的有机物转化成蛋白质、脂肪等,增加物质循环,改善人类食物结构,节约粮食。

2秸秆综合利用技术

我国各类农作物秸秆资源的合理回收加工,可归纳为“4F”路线:即Fodder(饲料)、Fuel(燃料)、Fertilizer(肥料)、FeedStock(工业原料),研究人员称其为“四料”。在“四料”转换利用中,饲料、燃料利用及其转换技术仍然是主要领域。

2.1秸秆作肥料

2.1.1直接还田。一是留高桩。麦秸、油菜秸等留16.7~20.0cm高桩;后茬是水稻的,可以先耕翻灭茬,然后抛秧前灌水整田;后茬是棉花、玉米等旱作物的,空行中的高桩待以后中耕除草时灭茬。二是铺、盖草。将秸草铺盖于桑园、果园、棉花、玉米、瓜菜等行间,既把有机质归还到土壤,又起到保墒、增(降)温、降盐,提高化除效果等作用,一般均匀铺盖干草2250~3000kg/hm2,桑、果、菜园可多些。

2.1.2动物过腹还田。食草动物以秸秆为饲料,经消化吸收后,其粪便还田。

2.1.3积制堆、沤肥。用秸秆与畜禽粪积制堆肥,粪与草隔层堆积、压实。这样,可以促进熟化,提高肥效。还可以利用秸秆制作草泥塘,将秸秆投入沼气池沤制,最后还田。

2.2秸秆作动物饲料

作物秸秆可以直接用作食草动物的饲料,但适口性较差,采食量少。秸秆经氨化处理后,粗蛋白由3%~4%提高到8%左右,有机物的消化率提高10%~20%,并含有多种氨基酸,可以代替30%~40%的精饲料。此外,还可杀死野草籽,防止霉变。因此,氨化秸秆喂羊、牛等,效果很好。秸秆也可以粉碎成草糠,作动物辅助饲料。

2.3秸秆作工业原料

通过秸秆打包机将秸秆打包成80~100kg的包夹,每公顷只需45~60个包夹,运销至造纸厂作原料,或者可以将经辗磨处理后的秸秆纤维与树脂混合物在金属模中加压成型处理,制成各种各样的低密度纤维板材。再在其表面加压和化学处理,用于制作装饰板材和一次成型家具。这种板材具有强度高、耐腐蚀、防火阻燃、美观大方及价格低廉等特点。它的开发,对于缓解国内木材供应数量不足和供求趋紧的矛盾、节约森林资源、发展人造板产业具有十分重要的意义。此外,秸秆还可用来生产一次性卫生筷、快餐盒,使用后可自然生物降解,无毒无害不产生任何环境污染。

2.4秸秆作基料

秸秆是食用菌栽培的基础材料。一般秸秆粉碎后可占食用菌栽培料的75%~85%。秸秆袋料栽培食用菌,是目前利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇的常用方法,具有投资少、见效快,能大量处理秸秆的技术措施,备受农民欢迎。

1袋食用菌需秸秆粉0.9~1.2kg,每生产1万袋食用菌就可处理秸秆9~12t。

3秸秆作能源

3.1秸秆发电

秸秆发电不仅具有较好的经济效益,更具有良好的生态效益和社会效益。当然秸秆发电厂的选址应兼顾环境保护和经济成本的因素,通常应以就近原则建在常年有稳定秸秆供应的地区,并且处于附近城市主导风向的下风方。

3.2秸秆气化

秸秆气化广义上称谓“生物质气化”,是指生物质在缺氧状态下燃烧,使生物质发生化学反应,生成高品位、易输送、利用效率高的气体燃料。生物质由碳氢化合物组成,在生物质气化的过程中经过热解、燃烧和还原反映,转化为一氧化碳和氢等可燃气体。

生物燃料论文范文篇8

论文摘要农作物秸秆是十分宝贵的生物资源,针对秸秆利用过程中严重浪费现状,提出了以饲料、燃料、肥料和工业原料等形式利用秸秆资源的秸秆综合利用技术,以期提高利用率,妥善利用这一资源。

秸秆是农作物的主要副产品,也是十分宝贵的生物资源。露天焚烧秸秆,不仅污染环境,浪费资源,而且影响交通安全,影响社会生产和人民生活,已成为一个严重的经济和社会问题。我县是个农业大县,每年秸秆资源达70万吨,若能充分利用,不仅能改善环境,还能增加农民的收入,提高生活水平。

1利用秸秆资源的意义

(1)作物秸秆是一项重要的农业资源。作为农业生产的副产品,具有产量大、分布广、供应稳定的特点,应合理利用。历史上,我国有利用秸秆的优良传统,农民用秸秆建房蔽日遮雨;用秸秆烧火做饭取暖;用秸秆养畜积肥还田………合理利用秸秆是我国传统农业的精华之一。随着科技进步和社会发展,一方面,秸秆利用开辟了新路子,其综合利用成为一篇必须做好的很有价值的大文章;另一方面,焚烧秸秆在一些地区愈演愈烈,成为必须认真对待、下决心解决的紧迫问题。最近的统计结果显示,我国年产农作物秸秆中30%用作农用燃料,25%用作饲料,2%~3%作工副业生产原料,6%~7%直接还田;此外还有35%的2.2亿吨剩余秸秆未被合理利用。

(2)秸秆还田能改良土壤,培肥地力。秸秆还田可以增加土壤有机质,释放出N、P、K等养分,还能改善土壤理化性状,提高土壤生物活性。

(3)秸秆资源的利用是发展无公害农产品的需要。随着人民生活水平的提高,人们对农产品的需要已由数量型向质量型转变,“餐桌污染”成为人们关注的问题,要解决这一问题,合理运筹肥料是关键措施之一,增施有机肥能够改善农产品品质,这已家喻户晓,而秸秆是很好的有机肥源。

(4)秸秆作饲料可以促进物质转化和良性循环。近年来随着我国经济的快速发展,人们生活水平的提高,饮食结构发生了较大的变化,对禽类、奶的需求快速增长,推动了养殖业的快速发展,为饲料加工行业提供了强大动力。通过养殖业,可以由动物将人类不能利用的有机物转化成蛋白质、脂肪等,增加物质循环,改善人类食物结构,节约粮食。

2秸秆综合利用技术

我国各类农作物秸秆资源的合理回收加工,可归纳为“4F”路线:即Fodder(饲料)、Fuel(燃料)、Fertilizer(肥料)、FeedStock(工业原料),研究人员称其为“四料”。在“四料”转换利用中,饲料、燃料利用及其转换技术仍然是主要领域。

2.1秸秆作肥料

2.1.1直接还田。一是留高桩。麦秸、油菜秸等留16.7~20.0cm高桩;后茬是水稻的,可以先耕翻灭茬,然后抛秧前灌水整田;后茬是棉花、玉米等旱作物的,空行中的高桩待以后中耕除草时灭茬。二是铺、盖草。将秸草铺盖于桑园、果园、棉花、玉米、瓜菜等行间,既把有机质归还到土壤,又起到保墒、增(降)温、降盐,提高化除效果等作用,一般均匀铺盖干草2250~3000kg/hm2,桑、果、菜园可多些。

2.1.2动物过腹还田。食草动物以秸秆为饲料,经消化吸收后,其粪便还田。

2.1.3积制堆、沤肥。用秸秆与畜禽粪积制堆肥,粪与草隔层堆积、压实。这样,可以促进熟化,提高肥效。还可以利用秸秆制作草泥塘,将秸秆投入沼气池沤制,最后还田。

2.2秸秆作动物饲料

作物秸秆可以直接用作食草动物的饲料,但适口性较差,采食量少。秸秆经氨化处理后,粗蛋白由3%~4%提高到8%左右,有机物的消化率提高10%~20%,并含有多种氨基酸,可以代替30%~40%的精饲料。此外,还可杀死野草籽,防止霉变。因此,氨化秸秆喂羊、牛等,效果很好。秸秆也可以粉碎成草糠,作动物辅助饲料。

2.3秸秆作工业原料

通过秸秆打包机将秸秆打包成80~100kg的包夹,每公顷只需45~60个包夹,运销至造纸厂作原料,或者可以将经辗磨处理后的秸秆纤维与树脂混合物在金属模中加压成型处理,制成各种各样的低密度纤维板材。再在其表面加压和化学处理,用于制作装饰板材和一次成型家具。这种板材具有强度高、耐腐蚀、防火阻燃、美观大方及价格低廉等特点。它的开发,对于缓解国内木材供应数量不足和供求趋紧的矛盾、节约森林资源、发展人造板产业具有十分重要的意义。此外,秸秆还可用来生产一次性卫生筷、快餐盒,使用后可自然生物降解,无毒无害不产生任何环境污染。

2.4秸秆作基料

秸秆是食用菌栽培的基础材料。一般秸秆粉碎后可占食用菌栽培料的75%~85%。秸秆袋料栽培食用菌,是目前利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇、鸡腿菇的常用方法,具有投资少、见效快,能大量处理秸秆的技术措施,备受农民欢迎。

1袋食用菌需秸秆粉0.9~1.2kg,每生产1万袋食用菌就可处理秸秆9~12t。

3秸秆作能源

3.1秸秆发电

秸秆发电不仅具有较好的经济效益,更具有良好的生态效益和社会效益。当然秸秆发电厂的选址应兼顾环境保护和经济成本的因素,通常应以就近原则建在常年有稳定秸秆供应的地区,并且处于附近城市主导风向的下风方。

3.2秸秆气化

秸秆气化广义上称谓“生物质气化”,是指生物质在缺氧状态下燃烧,使生物质发生化学反应,生成高品位、易输送、利用效率高的气体燃料。生物质由碳氢化合物组成,在生物质气化的过程中经过热解、燃烧和还原反映,转化为一氧化碳和氢等可燃气体。

生物燃料论文范文篇9

论文摘要:中国能源安全形势严峻,发展能源农业经济大有可为,首先,中国需求市场空间大,其次,我国有丰富的农业能源资源,再次,中国农村丰富剩余劳动力利于能源农业经济的开发与发展。总之,发展能源农业经济,对突破中国社会经济发展的能源瓶颈具有重大意义。

一、能源农业经济发展概况

1973年的石油危机使世界能源市场剧烈动荡。世界石油储量仅能供给人类40年使用的现实,更加剧了人们的担忧。为降低经济与社会对石油的高度依赖,一些石油进口国开始寻找能有效替代石油的燃料,因此能源农业产业脱颖而出。

此后由于中东石油的充分供应,能源农业产业发展滞缓下来。最近60多个月内石油价格居高不下,使发达国家和发展中国家都开始重新审视和实施生物燃料的开发和应用。

巴西自1975年大规模开发、生产石油混配酒精燃料,成为世界仿效的榜样。目前全球乙醇生产量已占到世界汽油消费总量的3%左右,而巴西这一比重更高达40%。

2006年1月31日,美国总统布什在国情咨文中提出:要在6年内使乙醇成为与汽油并驾齐驱的汽车燃料。2006年出售乙醇混合燃料至少达40亿加仑,2012年要达75亿加仑。通用和福特汽车公司也为使用乙醇混合燃料E-85(包括85%的乙醇和15%的汽油)的汽车推出了促销计划。

中国是个能源短缺的国家,1997年中国从石油出口国变为石油进口国。1993年以来,中国净进口石油依存度由0.45%上升到目前的11.5%,接近1973年世界石油危机时美国净进口石油依存度12%的水平。因此我国能源安全形势严峻,发展能源农业经济,成为中国能源战略的必然选择。

二、能源农业经济发展的特点

(一)能源农业是农业经济增长的新亮点

能源农业不同于传统农业,后者以生产粮食、蔬菜为主,主要以满足人们食用需求。而能源农业则是由于石油、天然气等一次性能源短缺而产生的以生物质能为原料的石油替代品,目的是为满足能源工业的需求。由于能源农业前景广阔、石油替代品产量迅速增加、新品不断涌现,是农业经济发展、增长的新亮点。如年利用2000万吨稻秆供140万千瓦发电机组发电,吨价300元,则农民增收60亿元,可节约1000万吨标准煤,不仅消除了随田焚烧污染,得到了清洁的电能,又增加了农业经济产出和效益。

(二)能源农业所需生物质能的农业作物供给前景广阔

目前,美国利用玉米和巴西用糖类等作物大量生产乙醇汽油。我国农业资源丰富,完全可以做到在不与农争地、不与人争粮的前提下大力发展能源农业。考虑能源农业的经济性,已有日益增多的树木、杂草等纤维品和农业产品加工废弃物被用作替代能源产品的生产原料。除乙醇外,还可生产高品位生物燃料包括生物柴油、甲醇、沼气等。目前欧洲有50%车辆是使用生物柴油运行的。

(三)能源农业所需生物质能的作(植)物制品开始形成企业化生产

用来生产生物柴油的油菜籽在我国资源丰富,具备较好的发展前景。发达国家类似“生物柴油”制品生产已具备企业规模化,例如壳牌石油公司在德国北部投资建立的一家生物柴油提炼厂,年产油量可达125万桶。

三、中国发展能源农业经济大有可为

(一)中国需求市场空间巨大

中国是一个一次性能源短缺的国家。长期以来我国粗放式生产更是浪费惊人。2004年我国GDP只占全球的4.4%,但却消耗了全球12%的能源。2005年和2006年我国进口石油分别达到1.3亿吨和1.43亿吨,石油对外依存度高达40%,预计到2010年石油对外依存度将达到57%。因此,我国亟须科学用能和开发可再生能源,特别是对能源农业产业的需求十分巨大和迫切。

(二)中国运用农业植物制乙醇汽油

我国2005年12月由国家八部委决定在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。

车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。乙醇可用农作物谷类和秸秆等生产,有良好的经济性和环保意义。

根据国家权威机构测算,预计到2010年我国全社会汽车保有量达到5800万辆。目前汽车用原油年耗量约为11000万吨,占全国石油消耗量的40%,如果车用乙醇汽油的乙醇按10%混掺量计算,年节约汽油1100万吨。

(三)中国掌握生物质炼油新技术

从中国科技大学生物质洁净能源室获悉,科技人员将稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工,可变废为宝,将秸秆转化为生物油。这项成果已获安徽科技厅鉴定。实验表明,木屑产油率60%以上,秸秆产油率50%以上。

(四)中国利用农作物秸秆直燃发电

中国节能投资公司调查的资料显示,目前全国农村秸秆年产量为6.5亿吨,预计到2010年将达7亿吨以上,相当于3.5亿吨标准煤。

采用欧洲成熟的秸秆直燃供热发电技术对我国农作物秸秆资源加以开发利用,这既是大型的节能项目,又是以工业反哺农业的最大的支农项目,更是发展能源农业产业经济的突破口。保守测算可供直燃发电的秸秆资源量达2亿吨(折标准煤1亿吨),如年利用2000万吨秸秆,每吨收购价为300元,则农民直接增收60亿元,且节约标准煤1000万吨,可供140万千瓦火电机组一年的消耗。这对于防污染浪费、节能增效益、反哺农业和增加农民收入意义重大。

(五)中国建立能源农业基地

中国秦岭、淮河以南低山丘陵地区广为种植的油桐、乌桕和全国各地的蓖麻等木本油料植物,都是生产“生物燃油”的最佳能源农业植物。另据农业部门调查,云南有120多万公顷荒山分布在金沙江、澜沧江、红河等江河沿线干热、干暖河谷地带,特别适合宜于不择土壤、耐干旱、喜高温的蒿桐生长。蒿桐种子含油率可达30%,3千克可炼500克生物柴油,一亩地可丰产籽种300千克。

(六)中国农村丰富的剩余劳动力有利于能源农业经济的开发与发展

中国农村有丰富的剩余劳动力,可在居住的房前屋后、行道路旁、沟堤河岸、农田地边空地、丘陵山地、坡地,选择种植能源农业生物,或进行规模化经营,这样既解决了一部分农村剩余劳动力的就业,又发展了能源农业经济。

四、为发展能源农业创造政策配套环境

(一)发展能源农业经济的战略方针

中国应该根据自己的国情,发展具有本国特色的能源农业经济。建议我国能源发展战略方针应该是以自立更生为主,坚持替代石油战略方针:(1)坚持“国内为主国外为辅”的石油供应方针;(2)坚持“天然气、石油和人造石油并重”的石油生产方针;(3)坚持“煤制油、气代油”节约用油方针;(4)坚持“适量、适时、适地”的进口石油方针。

(二)创建能源农业产业发展的政策环境

我国能源形势严峻,能源供应安全面临极大的挑战。为了突破能源瓶颈,发展能源农业产业有着战略意义。但新型产业在起步发展阶段,市场机制的作用是十分有限的,需要政府和法律层面上的强有力扶持,创造良好的政策环境。

1、政府要组织、推动能源农业发展

没有政府组织、推动,能源农业产业不可能迅速自发地发展。正因如此,政府的扶持特别重要,要强化宏观能源结构的管理与引导。政府以制定法律、法规来引导、激励、支持和推动农民扩大能源农业植物种植,提高生产能力,加快发展能源农业产业。

2、能源农业产业发展需要法律环境

能源农业产业初建期,由于技术、理论及设备等的暂时缺陷和缺乏规模效益,以及市场不成熟等,产业会有社会效益高而经济效益不佳的现象。这就需要政府制定法律、法规,特别需要政府税费政策的鼓励来推动产业的发展,通过税费的减免、亏损补贴以及电力上网、油品上市给予价格优惠等政策,使农民种植能源农业植物和下游炼油、发电企业的积极性得到保护,促使能源农业健康快速发展。

3、推动能源农业产业科技进步与创新

从能源农业的植物品种的选育、种植等,一直到最后企业制油或发电的全过程,都要注重科学实验和科技研究与应用。建设立项、科技立项和创新等,要列入规划,以得到政府有效的宏观指导和具体上的帮助,防止重复建设。把重点放在技术创新与降低成本上,充分显示和发展能源农业新型产业的优越性。我们要集中力量在技术与产品创新上,以创新突围、以创新立足发展能源农业产业经济。

生物燃料论文范文篇10

论文关键词:生物质;供应物流;组织结构;交易成本理论

1引言

生物质能资源包括农作物秸秆和农业加工剩余物、薪材及林业加工剩余物、禽畜粪便、工业有机废水和废渣、城市生活垃圾和能源植物,可转换为多种终端能源如电力、气体燃料、固体燃料和液体燃料。

生物质能生产涉及生物质原料的收集、运输和存储等一系列物流过程,而物流的成本一般占生物质能产品生产成本的50—70%。在现实中,生物质原料供给数量、供给时间、质量成本、物流服务等常因自然条件、人为因素而波动较大,使能源企业面临原料供给的很大不确定。当前我国的许多以甜高粱、木薯等为原料的生物质能源生产企业正陷入原料供应不足的困境,有的项目甚至暂时停产或半途而废。

要解决当前存在的生物质供应困境和因众多不确定性因素的影响,除政府政策支持外,关键是要创新生物质能产业组织,尤其要建立有效的生物质供应物流组织体系,协调供应链中能源公司和广大提供生物质资源的农户之问的利益和风险。

国内许多学者开展了农业产业组织的研究,主要集中于定性方面的研究,但已有的研究没有体现出生物质能供应链的运作特征。在生物质能供应链协调方面,东南大学张永博士已开展了一些前期研究,国外的一些学者开展了关于生物质能产业组织方面的调查和研究。VanLoo和Koppejan认为组织的适应性能有效解决技术领域的问题,通过有效的组织契约设计能保证生物质的质量而提高非柔性生产技术的效率。KlrstiDautzenberg和JonHart0讨论了德国生物燃料产业的组织、机会和挑战,指出能源公司是区域生物质能产业链的创立者或发起者,为了确保高额投资和生物质供给安全,能源公司必须引入和设计合适的供应链管理机制,实现供应链的协调。他们认为要实现供应链协调,需要依靠契约或利润分享机制,而不是依靠生物质的现货交易机制。

总的来说,国内外对于生物质能供应链的研究尚未完全展开,而对于生物质供应物流组织的调查、比较分析还十分缺乏。本文从交易成本的角度,分析不同组织形式下的生物质供应物流,试图构造出一个符合我国实际情况的有效的组织形式,并为促进我国生物质供应物流的组织化提供对策建议。

2交易成本理论

生物质供应不确定的根源来自能源企业对生物质原料的刚性需求与农业生产中剩余生物质和能源作物的柔性供给之间的矛盾。作为治理结构存在的市场与组织对各交易主体产生影响,交易费用发生变化,从而改变生物质供需平衡。根据不同的治理结构来选择不同的交易成本,可以节省交易成本。交易成本理论为市场与组织的效率提供了一个可供操作的判断标准。

交易成本经济学认为,组织的本质就是出于对交易成本的节省而对市场的替代,经济组织的核心就在于节约,不同的交易对应不同的交易成本。交易成本包括建立交易关系,搜寻信息,进行讨价还价谈判,订立契约条款所花费的直接成本,还包括由于机会主义行为而产生的如监督和实施契约条件的费用及不履行契约所带来的产出损失所造成的间接成本。

3现有生物质供应物流组织结构分析

3.1现有组织形式

能源公司解决生物质资源供应一般可由三种途径:(1)能源公司直接从现货市场采购;(2)通过签约经济人,让其采购;(3)通过与广大农户建立供应契约,采用能源公司+农户的模式。如图1所示。

考虑我国的实际情况,普遍采用的是“能源公司+农户”和“能源公司+中介组织+农户”的模式。

“能源公司+农户”组织结构的运行特点是:通过双方事前签订的契约,农户生产生物质,企业负责生物质的收购、加工与销售,并提供相应的服务。

“能源公司+中介组织+农户”的运行方式是农户负责生产生物质,公司负责生物质的储存、加工,中介组织则充当中介,主要负责生物质的收购。企业与农户之间的契约被分解成企业与中介组织、中介组织与农户契约之和。

目前我国农村生物质燃料产业的“公司+农户+中介组织”式还不成熟。如江苏国信如东生物质发电有限公司,公司和农户,以及中介组织之间以简单的方式进行利益联结,鲜有合同形式的保障。这些中介组织有的是生物质企业自建的,如国信公司,已在如东县设立了50多个秸秆收购点,今年又在邻近的通州、如皋、海安等县市增设了30多个收购点,每个收购点对应地建立一只经纪人队伍。也就是所谓的中介组织。有的中介组织是受生物质燃料企业委托,进行简单的收购业务。

3.2不同组织形式交易成本分析

(1)“能源公司+农户”。这种组织形式存在内在的不稳定性,实践也证实了这一点,其生存时间并不会一直延续。造成不稳定性的原因主要是由于契约约束的脆弱性、组织有效协调的困难以及较高的交易成本。交易成本经济学认为,契约约束和有效协调需要依靠仲裁机构(如法院)等利益中立的第三方进行协调,但协调成本极高甚至不可能。如果农户违约,生物质生产企业求助于仲裁机构需要花费诉讼费用,收益却只是单个农户的有限赔偿,收益难抵成本;相对应,如果企业违约,农户诉讼费用较企业违约赔偿要高,得不偿失只好忍气吞声。公司与农户双方的约束力弱,使得“公司+农户”这种组织形式极其不稳定。同时由于农户数量众多,企业如果分别跟每个农户进行交易,交易频率太高,交易费用增加,总成本随之增加,对于生物质生产企业而言,这种组织形式效率低下,成本高。

(2)“能源公司+中介组织+农户”。表面上看,“企业+中介组织+农户”的签约较“企业+农户”要复杂,然而作为中介的组织大大增强了此种组织形式的稳定性。企业与农户直接签约时契约的数目等于农户的数量,而且还要监督每一份契约的履行,监督面宽且分散,履行和监督成本更高,中介组织作为农户的群体组织,减少了企业的签约数目,也简化了契约履行的线路,降低了风险值,监督费用也会相应降低。

“企业+中介组织+农户”作为生物质市场组织形式不仅降低了交易成本,而且节约了签约、执行和监督签约的成本,稳定性得到加强。但在另一方面,由于契约不完全,中介组织不能制约农户的毁约行为,企业也不能完全制约中介组织签约后的机会主义行为,这种组织形式依然存在治理缺陷。

4“能源公司+第三方物流+农户”供应物流组织结构及建设策略

现存的生物质供应物流组织结构还存在很多不规范的行为,企业收不到生物质燃料,影响生产的事情时有发生。通过对农户调查结果,发现影响农户参与回收的几个因素:a.经济利益方面.b.物流服务方面;c.契约合同方面。第一种诱因是直接经济利益方面的,更高的价格或者更好的福利和保障,是促使他们出售生物质的直接动因。第二类诱因是物流组织结构方面的,更全面到位的服务和适当的技术支持,很大一部分层面上能促进农民生物质的出售。第三种利益诱因是契约合同方面的约束和补充,稳定的销路和价格,牢固的合作关系,较低的风险是农民希望看到的一个方面。

4.1“能源公司+第三方物流+农户”组织结构

根据上文的分析,结合第三方物流的优势,本文提出构建生物质供应物流的“农户+第三方物流+能源公司”的组织结构形式,该组织形式的制度安排及其运作方式如下:

(1)在制度安排上,“能源公司+第三方物流+农户”模式中,农户负责日常生物质原料的收割、打捆、临时存储;第三方物流企业负责生物质的收购、粗加工、装卸运输、储存;公司则负责对生物质的精加工,最终用于发电。

(2)在运作上,首先生物质公司根据市场需求预测,通过契约与第三方物流企业规定生物质原料生产的数量、主要品质和一些基本技术指标;接着,第三方物流企业根据农户的分布生产规模,以及收购成本等各因素,确定签约农户,与农户签订收购合同。农户根据合同的要求,对成熟的生物质原料进行收割等活动。

比起前两种组织形式,“能源公司+第三方物流+农户”的组织形式具有资产专用性高、交易不确定性和交易频率低的优点(参见表1)。

(1)资产专用性。第三方物流企业比传统的中介组织的资产专用性更高,第三方物流投入了加工、存储设备等资产,若在这个期间内关系契约遭到破坏,则资产提供者首先面临着投资无法回收的困境。因此有效的减少了第三方物流签约后的机会主义行为。

(2)交易不确定性。此种组织下的物流运作模式,企业、第三方物流、农户都能够合理分工,充分发挥自己的优势。第三方物流企业承担着系统功能集成的功能,要承担集成的职能则必须借助于各种先进的信息技术和手段。通过第三方物流公司的先进技术,克服生物质原料分布广,季节性强等特点,对原料的需求量与供应量有一个全面而系统的认识,从而有效指导模式中另外两方的生产活动,减少了交易的不确定性。

(3)交易频率。与中介组织相似,第三方物流代表生物质生产企业与农户签约,减少了企业的签约数目,使得生物质燃料企业能以较少投入获得稳定的原料供应源,降低物流系统内部的交易成本。

4.2建设策略

(1)完善利益分配机制。由于收购生物质既苦又累,大部分的成本花在运输上,农民实际得到的不多。作为经济较为发达的地区,农民有许多致富途径,很少有人愿意干。但从厂家来看,如果生物质原料价格过高,将使厂家无利可图。企业物流成本的增加,加上国家政策扶助的缺乏以及税收政策的不完善,当违约的利益高于违约的成本之时,公司和农户之间存在的各种各样的违约行为便往往会破坏这种组织方式的健康发展。因此如何建立和完善利益分配机制,如何利用利益杠杆调动内部诸方面的积极性,无疑是生物质供应物流的核心,这需要充分考虑各个参与主体的切身利益。

第三方物流企业和生物质燃料企业可以通过采用预付定金、免费扶持,政府鼓励等利益机制与农户展开合作。无论采用何种方式,参与各方之间彼此信任,经常开展面对面的交流、以及共同参与某些重大决策,是保障利益分配机制的有效手段。

(2)完善鼓励沟通机制。目前生物质的回收虽然能够给农民带来福利,但是由于与回收配套的物流体系还不完善,如秸秆,很多农民宁愿焚烧而不是将其出售。在鼓励农户参与生物质回收方面,可以通过合理的鼓励沟通机制,恰当的组织宣传活动,对农户进行思想教育,鼓励其参与回收。另外,物流策略上需要给予农户更大的便利性,可参与性。当然必要的法律保护和国家政策税收方面的帮助更是必不可少的。