生物燃料產業(yè)分析范文

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生物燃料產業(yè)分析

篇1

【關鍵詞】酶技術,乙醇產業(yè)化

【中圖分類號】S5

【文獻標識碼】A

【文章編號】1672-5158(2012)12-0418-01

一、農作物秸稈制燃料乙醇的需求分析

能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要基礎,隨著世界不可再生能源的枯竭,加快開發(fā)利用以生物燃料為代表的可再生綠色環(huán)保生物質能源,已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和發(fā)展方向。

生物質能作為第四大能源,在可再生能源中占重要地位。開發(fā)生物質能源即可以補充常規(guī)能源的短缺,也具有重大的環(huán)境效益。

燃料乙醇和生物柴油是目前世界上應用最為廣泛的兩種生物燃料。繼美國和巴西之后,中國已經成為全球第三大燃料乙醇生產國。但是,糧食安全問題限制著我國燃料乙醇產量的增加。

乙醇燃料技術是利用生物技術(包括酶技術)把生物質轉化為乙醇液體燃料的過程。目前,乙醇生產過程中主要以淀(主要是玉米)和糖蜜原料為主,但其因為伴隨糧食主要是玉米的價格連年上漲存在生產成本走高,生產企業(yè)面臨持續(xù)虧損的問題?!笆晃濉逼陂g,我國的燃料乙醇生產,利用玉米新糧在生產原料里的比冽已經上升到了80-90%左右,若進一步發(fā)展會造成“與人爭糧”、“與糧爭地”的問題。

為了能夠提高我國在新的資源競爭領域內的優(yōu)勢,盡快實現(xiàn)非糧燃料乙醇產業(yè)化已勢在必行。結合我國資源匱乏的國情,在國內發(fā)展非糧燃料乙醇更加具有現(xiàn)實意義。因此,我國政府和企業(yè)迫切需要開發(fā)和建設玉米秸稈、木薯和甘蔗渣等非糧乙醇燃料產業(yè)?!笆晃濉蹦┢冢掖计鸵呀浾嘉覈拖M量的70%,形成以“非糧”原料為主、以技術進步為動力、經濟效益為中心、緩解能源供應緊張壓力和保護環(huán)境為目的的生物液體燃料產業(yè)鏈是當務之急。

據國家權威部門統(tǒng)計預測,到2020年,我國將生產生物乙醇(含下游產品)2300萬噸、而我國實際晴況定位的重點產品按重要性依次為:燃料乙醇、成型燃料、工業(yè)沼氣、生物塑料和生物柴油。

據測算國家統(tǒng)計部門測算,“十一五”期間,我國農作物播種面積約1億公頃,每年僅農作物秸稈有7億噸,其中2億噸被作為農村燃料消耗。若將其余5億噸用來生產乙醇,可產7000萬噸乙醇。再加上木材、制糖、造紙工業(yè)下腳料和城市廢纖維垃圾,總計可得乙醇8500萬噸,比全國汽油消耗總量還要多,生物質可再生能源開發(fā)利用空間巨大。

以秸稈為原料生產乙醇的成本低于用糧食發(fā)酵,原料來源廣泛.秸稈發(fā)酵生產乙醇可有效解決原有的以糧食為原料的乙醇生產中遇到的價格和資源瓶頸問題。

二、遼寧農作物秸稈資源的現(xiàn)狀分析

遼寧是個農業(yè)大省,秸稈類農作物種植面積廣泛,較多。作為可再生資源用來生產生物質燃料乙醇的秸稈量大質優(yōu),非常適宜推廣,燃料乙醇作為汽車燃料生產行業(yè)適用地區(qū)廣泛,產業(yè)鏈長,無任何污染,有利于保護環(huán)境,有益于農民增收致富,調整能源消費結構,增加非化石能源比重。促進可循環(huán)經濟的持續(xù)發(fā)展。

2011年遼寧省糧食作物播種面積為4754.7萬畝。其中,玉米3163.2萬畝,水稻964.7萬畝,保守估計玉米平均畝產1000斤,水稻平均畝產800斤,全省當年所收獲的秸稈產量達3000萬噸以上。

遼寧省作為農業(yè)大省之一,長期以來作為主要農村生活能源的農作物秸稈已成為占用一定的農田面積,常年堆積的廢棄物,而被就地焚燒,尤其是在省內的主要糧食產區(qū),焚燒秸稈成為普遍現(xiàn)象。不僅浪費了大量的資源,而且嚴重污染了大氣環(huán)境,制約了農村經濟可持續(xù)發(fā)展。因此在我省發(fā)展農作物秸稈原料生產乙醇就顯得尤為重要。

直觀來看,發(fā)展秸稈原料生產乙醇產業(yè)的有著顯著的經濟意義和社會意義。首先,秸稈原料資源是一種可再生資源,能夠獲得持續(xù)的供給安全保證。其次,以秸稈生產燃料乙醇可減少食物和飼料生產對土地的需求的長期矛盾,徹底解決“與人爭糧”、“與糧爭地”的問題。再次,以生產秸稈原料乙醇等生物制燃料時所造成的二氧化碳氣體排放較少,對環(huán)境影響更小,是國際發(fā)展的先進趨勢,并逐漸成為全球碳交易的內容。同時,秸稈為原料生產乙醇也是當前遼寧調整產業(yè)結構,發(fā)展新興產業(yè)的一個方向;為營造新興經濟產業(yè)鏈,發(fā)展地方產業(yè)豐厚度提供的機遇。并且,秸稈類農產品的深度加工和應用也為省內當?shù)剞r村人口提供就業(yè)機會。

三、遼寧農作物秸稈制燃料乙醇的經濟價值分析

目前,我國以糧食為原料生產燃料乙醇的成本約為6000元左右/噸,國內試驗性生產的秸稈制燃料乙醇約為7000元以上/噸,相比之下秸稈制燃料乙醇由于工藝、科研攻關的能力限制,距離產業(yè)化仍有較大差距。

依據國外公開報道,2007年加拿大Logen公司利用酶加工麥稈,從一頓原料可生產約300升乙醇。該公司的工業(yè)化生物乙醇燃料加工裝置,乙醇生產成本約合430美元/噸。

以此對比分析,若秸稈按每千克0.12元征收,乙醇燃料的秸稈原料價格可按照150-200元/噸估算。如采用加拿大Iogen公司的技術,每噸秸稈可生產300升乙醇,推算的每噸乙醇產品的原料成本為600-800元。與我國目前的糧食乙醇燃料生產工藝相比,每噸產品的原料成本要低2500元以上。2011年,國內90#汽油的平均零售價格為8000元/噸左右,而以Iogen公司在加拿大的每噸燃料乙醇生產成本折合成人民幣為3650元左右;如果在中國生產,各方面的成本將會更低。加上國家對秸稈制燃料乙醇的優(yōu)惠政策,該項目經濟效益將十分可觀。

綜上所述,秸稈制燃料乙醇生產技術在國際上完全成熟,正處于產業(yè)轉化階段。隨著關鍵技術不斷突破與完善,秸稈制燃料乙醇生產成本有顯著的下降空間為未來的發(fā)展提供了重要的實踐平臺和技術支撐,并將進一步推動秸稈制燃料乙醇產業(yè)化發(fā)展。

目前,我國的“十二五”規(guī)劃把能源產業(yè)結構轉型和升級列入的重要地位,積極發(fā)展替代可再生能源,將有利于我國實現(xiàn)循環(huán)經濟可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略的目標。

篇2

專家表示,在目前國際油價高企、國內減排壓力劇增的背景下,加快生物質燃料乙醇產業(yè)的發(fā)展勢在必行,而推進纖維素燃料乙醇技術將為燃料乙醇產業(yè)摘掉“與民爭糧”的帽子。

一、“高油價”時代的新秀

4月15日紐約原油期貨價格報收于每桶108.11美元,上漲0.9%?!案哂蛢r”時代迫切呼喚燃料替代品的出現(xiàn)。同時,我國提出在“十二五”期間要將我國非化石能源占一次能源消費比重提高到11.4%,主要污染物排放總量減少8%至10%,在核電大規(guī)模開發(fā)面臨安全性質疑的今天,包括燃料乙醇在內的生物質能的開發(fā)提速存在必要性。

燃料乙醇產業(yè)是當前可行性最高的液體燃料替代方案,在普通汽油中添加10%的燃料乙醇,所形成的乙醇汽油具有的能量利用效率高、尾氣排放污染少等優(yōu)點。截至目前,中國十個省區(qū)正在施行這種方式,年消耗乙醇汽油1700萬噸,占中國汽油消耗總量的20%以上。

相比較電動汽車,在車用汽油中添加燃料乙醇的方式要容易操作的多,不需要對汽車的動力系統(tǒng)做大規(guī)模的改裝升級,就能降低對化石能源的依賴,這也決定了燃料乙醇利用在環(huán)保領域存在著巨大的市場空間

燃料乙醇產業(yè)曾因可能影響糧食安全而引發(fā)爭議,對此,中糧集團生化能源事業(yè)部總經理岳國君表示,目前我國燃料乙醇產業(yè)消耗糧食所占比例僅為0.8%,遠沒有白酒企業(yè)消耗得多。

據了解,中糧生化事業(yè)部探索發(fā)展“非糧”燃料乙醇生產技術取得進展,廣西中糧生物質能源有限公司已成為以木薯為原料、年產20萬噸燃料乙醇的“非糧”燃料乙醇工廠。數(shù)據顯示,2010年我國的燃料乙醇產量約為173萬噸,其中20萬噸為木薯制成。

二、有望消除“與民爭糧”

專家分析:提取燃料乙醇的原料正在由最早的玉米、小麥等富含糖分的糧食作物逐漸向玉米秸稈等富含纖維素的農林廢棄物過度,一旦從纖維素轉化為乙醇的技術成熟,我國燃料乙醇產業(yè)將進入發(fā)展快軌,“與民爭糧”的問題將徹底解決。

目前,中糧集團與國內外知名大學和科研機構合作,正在攻克將纖維素轉化為2代燃料乙醇的新技術。技術一旦成熟,各種農作物秸稈都可以用來生產燃料乙醇,這對于我國能源結構調整和農業(yè)產業(yè)化的推動都會產生巨大影響。據估算,中國每年產生大約6億噸農業(yè)廢棄物(主要是秸稈),除了用于飼料和還田之外,還有2億噸可以被用來生產4000―5000萬噸纖維素乙醇,這幾乎等于目前中國汽油總消耗量的60%~70%。

篇3

河南省擁有發(fā)展生物質成型燃料產業(yè)的基礎條件,且已初具規(guī)模,經濟效益整體顯著,市場投資熱情高漲,但也存在原料收集困難、生產能力過剩、市場營銷意識不強以及政府重視不夠等問題。為此,企業(yè)層面應注意經營戰(zhàn)略模式、原料供應模式和市場營銷策略等,政府層面的政策取向應注意激勵和規(guī)范并重。

關鍵詞:

生物質成型燃料;河南新能源產業(yè)

研究表明,生物質成型燃料在鍋爐中燃燒時,黑煙少,火力持久,燃燒充分,排放的飛灰少,碳化物、氮化物和硫化物都遠比煤低,而且其生產以農林剩余物為原料,可謂“取之不盡、用之不竭”,逐漸受到世界各國的重視。作為農業(yè)大省和新興工業(yè)大省,河南具有發(fā)展生物質成型燃料產業(yè)的基礎條件。探討其發(fā)展,對于緩解環(huán)境壓力和建設美麗河南意義重大。

一、河南省的基礎條件

作為產業(yè)鏈的兩端,資源與市場是產業(yè)發(fā)展的基礎。對于生物質成型燃料產業(yè)發(fā)展的資源條件,既要了解農林業(yè)生產情況,也要進行資源總量估算及潛力分析。對于其發(fā)展的市場條件,著重要了解市場容量的大小。因為該燃料是對秸稈、薪柴和煤炭等傳統(tǒng)能源的替代,替代水平無法直接估計,只能通過傳統(tǒng)能源現(xiàn)實消費量和發(fā)展趨勢來間接反映市場容量。

(一)資源條件河南是農業(yè)大省,根據全國土地面積普查,河南耕地面積為819.2萬公頃,僅次于黑龍江和四川。近8年來,該省農業(yè)種植面積一直維持在678.4萬公頃之上,2014年為474.67萬公頃。農業(yè)基礎設施的不斷完善和農業(yè)科技專項的順利實施,使占種植面積80%以上的糧食和油料產量呈逐年遞增的趨勢,2014年分別達到了5772.3萬噸和584.3萬噸。這些都為生物質成型燃料產業(yè)的發(fā)展提供了良好的資源基礎和重要保證。河南人均森林面積僅為全國平均水平的1/5,人均森林蓄積僅為其1/7,但分布集中、以商品林為主。這為林業(yè)“三剩物”的采集提供了一定便利條件。根據2014年河南省農作物產量、果樹樹枝產量以及林業(yè)生產情況,參考有關學者提出的谷草比和折算系數(shù)(見表1和表2)測算,2014年河南農林剩余物資源總量約為11933.77萬噸。一般情況下,生產1噸生物質成型燃料約需農林剩余物1.1噸。按此計算,資源總量可供生產10848.88萬噸生物質成型燃料。從發(fā)展趨勢看,1995年~2014年,河南農林剩余物資源總量穩(wěn)步增長,年均增長率約3.16%,特別是在實施農業(yè)稅免除政策的2006年,資源總量從2005年的8189.62多萬噸陡增至9241.92多萬噸。不難看出,盡管工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化的步伐在加快,但河南農林剩余物資源潛力巨大。

(二)市場條件就生活用能而言,經粗略估計,2014年河南農村居民秸稈和薪柴的消費量折合標準煤約為550.31萬噸,煤炭消費量折合標準煤約為307.77萬噸,上述3種能源消費量合計可達858.08萬噸標準煤。對于生物質成型燃料產業(yè)而言,這個數(shù)字意味著巨大的市場空間。2014年,河南農村能源商品化率和優(yōu)質化率分別為50.08%和21.87%,較1995年均有大幅提高,特別是在2004年之后二者就呈現(xiàn)出快速增長的局面(見圖1)??梢姡S著社會經濟的發(fā)展,河南農戶能源消費更加追求便捷和清潔。在農村生活能源消費結構發(fā)生深刻變化的過程中,生物質成型燃料產業(yè)應該有所作為。2014年,河南生產用能中煤炭消費量為23645.04萬噸,大部分被用于加工轉換。基于1995年~2014年的數(shù)據,預計到2020年,河南該部分煤炭消費量將達到55476.07萬噸,相當于2014年的2倍還要多。面對龐大的現(xiàn)實消費量以及迅猛的增長,環(huán)境壓力可想而知。隨著生態(tài)環(huán)境建設進入政府績效考核體系,河南加快了工業(yè)鍋爐的拆改步伐,2014年更是在全省范圍內實施“藍天計劃”工程。在工業(yè)鍋爐改拆過程中,天然氣價格昂貴且往往壓力不夠,生物質成型燃料必將占有一席之地。

二、現(xiàn)狀與問題

(一)現(xiàn)狀1.產業(yè)規(guī)模初步形成。目前,河南已有十余家規(guī)模較大的生物質成型燃料生產企業(yè),年生產能力超過150萬噸,銷售量在100萬噸左右。其中,注冊資金1000萬元以上的有5家,年生產能力均超過10萬噸。這些企業(yè)重點分布在南陽、商丘和鄭州。南陽和商丘的企業(yè)多屬于資源導向型;鄭州的企業(yè)多屬于市場導向型。2.經濟效益整體顯著。實地調研發(fā)現(xiàn),河南大多數(shù)企業(yè)經營良善,產品除了滿足本省場外,在湖北、河北、安徽和陜西等周邊省份也有一定的市場。受訪企業(yè)一般都有10%以上的成本利潤水平,部分企業(yè)甚至會達到25%左右的回報。3.市場投資熱情高漲。隨著各地治污力度的加大以及燃煤鍋爐的改造,市場對于生物質成型燃料前景普遍看好,投資熱情日益高漲。

(二)存在的問題1.原料收集困難。農村青壯年勞動力紛紛出外打工,留守在家的老年人根本不愿或者無力對秸稈進行收集,使雇工成本不斷上漲,生產企業(yè)難以承受。另外,小地塊的土地家庭經營模式不利于機械化收獲和大包捆扎,嚴重影響了原料收集的效率。2.生產能力過剩。大多數(shù)的加工基地生產能力在1萬噸以上,但實際上生產銷售量都在0.7萬噸左右,存在著生產能力過剩的現(xiàn)象,這與企業(yè)低水平重復建設有關。一些企業(yè)缺乏項目論證,片面追求效率,顛倒了效率與效益的關系。市場需求飽滿的情況下,效率與效益是一致的,高效率會帶來高效益;在市場需求不足的情況下,效率與效益是對立的,高效率不一定會帶來高效益。3.市場營銷意識不強。首先,出于規(guī)模效益考慮,企業(yè)缺乏到農村中推廣的熱情,這一龐大的市場被忽略。而在瑞典、芬蘭、德國等歐洲國家,超過半數(shù)的生物質成型燃料為居民生活使用,主要用于供暖系統(tǒng)。其次,企業(yè)營銷手段單一,缺乏積極的宣傳和營銷。4.政府重視程度不夠。突出表現(xiàn)在各種能源規(guī)劃還是熱衷于規(guī)模大、經濟效益明顯的火電項目和核電項目,而對于生態(tài)環(huán)境效益更加明顯的生物質能源項目著力較少,特別是對屬于第二代生物質能源的成型燃料更是缺乏熱情。從一定意義上說,過于重視大型能源項目,會吸引人們的注意力和大量的投資資金,從而對生物質成型燃料產業(yè)的發(fā)展造成干擾。

三、對策建議

(一)企業(yè)層面1.科學選擇經營戰(zhàn)略模式。單一化經營的企業(yè),可借鑒分布式能源的理念,采用“公司+基地+農戶”的模式。這種模式在基地層面采用小規(guī)模經營,每個基地年生產能力不超過1萬噸為宜?;厥浅杀局行?,因此,應盡量靠近原料地或目標市場;公司層面是利潤中心,集中負責人事、投資、財務、技術和銷售等工作,在這些方面發(fā)揮規(guī)模效應。多元化經營企業(yè)可采用市場相關型、原料相關型、技術相關型和產品再加工型4種模式。市場相關型是指企業(yè)立足當前市場,盡可能提供相關的產品和服務,從當前市場賺取盡可能多的利益。這要求企業(yè)具備相當?shù)募夹g實力,一般以提供附加服務為主,如維修、檢測等。其中,合同能源管理(EMC)是能源生產企業(yè)提供的最為常見的服務項目。原料相關型是指企業(yè)充分利用生產加工過程中的邊角料生產成型燃料。這種模式既能減少原料收集的成本,保證原料的供應而不至于出現(xiàn)中斷現(xiàn)象,又會使得邊角料不至于被低價出售或浪費掉??拷r業(yè)主產區(qū)從事糧油加工的企業(yè)或靠近林區(qū)的木材加工廠或林場可考慮此模式。技術相關型是指企業(yè)利用技術研發(fā)優(yōu)勢,延長產業(yè)鏈,從事成型燃料的生產。生產生物質成型設備或者燃燒鍋爐的大型企業(yè)通過成型燃料的生產,有利于將自身技術優(yōu)勢發(fā)揮到最大,減少生產過程中的不穩(wěn)定因素,并能及時發(fā)現(xiàn)技術短板。產品再加工型是指將生物質成型燃料再進一步加工,以熱能的形式供應市場。該模式的優(yōu)點在于最終產品形式為老百姓喜聞樂見,缺點是本來成型燃料價格就高,使用成本更高。該模式以完整產業(yè)鏈的聯(lián)產形式較好,以便充分降低中間成本,使得最終產品價格不至于太高。2.合理規(guī)劃原料供應。小型企業(yè)可采用直接收購模式或代加工模式。直接收購模式是指生產企業(yè)到農村上門收購原料或者由農戶直接把原料運到企業(yè)賣掉,該模式都只能是小批量、多頻次的采購,規(guī)模效應小,供應也會因為突發(fā)事件而變得不夠穩(wěn)定,其收集半徑在10~20公里之間。代加工模式是指農戶將農林剩余物運到企業(yè)加工后,再自行拉回使用,并支付企業(yè)加工費。大中型企業(yè)可采用代購點模式或原料基地模式。代購點模式是指在方圓20公里之外設置收購點,代購點負責附近區(qū)域的原料收集、保管和運輸工作。代購點既可以是企業(yè)自己設置,也可以采用形式。原料基地模式比代購點模式又進了一步,是指將收購點建設成原料初加工基地,將收集來的原料在當?shù)亓罆?、挑揀和粉碎后,再運往企業(yè)集中加工。該模式可實現(xiàn)原料供應的規(guī)模化甚至產業(yè)化,是發(fā)展方向。3.定位高端市場營銷策略。生物質成型燃料生產企業(yè)是不可能靠低價競爭的,一方面,由于原料收集困難使其生產成本居高不下;另一方面,該產品屬于小眾產品,市場需求量較小;熱效值與生物質成型燃料相當?shù)闹袡n煤炭價格的持續(xù)走低,也使其沒有價格優(yōu)勢可言?;谇鍧嵃踩茉串a品的定位,在產品策略方面,企業(yè)應加大研發(fā)力度,不斷提高質量,重點放在對清潔性和安全性的追求上,而不是致密性和熱效值的追求上。在價格策略方面,不能完全根據熱效值確定其與煤炭的比價關系,要考慮產品特性及用戶需求。在渠道策略方面,應注意通過試點、代銷等方式開拓農村特別是基地周邊村莊。在促銷策略方面,形象設計應著重圍繞尊享健康快樂的生活展開,宣傳的理性訴求點應突出清潔、安全和健康等方面,感性訴求點應放在對留守老人的關愛上以及對操持家務的妻子的呵護上或者對社會責任的承擔上。

(二)政府層面1.完善激勵政策。對于可再生能源行業(yè),激勵應是全過程的。對生物質成型燃料產業(yè)激勵的范圍應包括原料收集、技術研發(fā)、生產經營、用戶消費等方面??紤]到財政力量有限,可將其中的原料收集和用戶消費作為激勵的重點。對于原料收集和用戶消費的激勵,都可采用直補方式給予農戶;對于技術研發(fā)和生產經營活動的激勵,可采用專項基金、稅收優(yōu)惠、銀行貼息貸款和政府擔保貸款等方式。關于資金來源,可考慮將每個縣市設立的每年數(shù)以百萬元而又使用效果不佳的禁燒基金拿出來,將焚燒秸稈的罰款也歸入禁燒基金;各級政府也可將支持化石能源以及發(fā)展較為成熟的可再生能源的資金拿出一部分,用于支持成型燃料。2.規(guī)范政策。一是加強項目審批,既防止一些地方政府追求生態(tài)政績,一窩蜂建廠,導致爭原料、爭市場等不良現(xiàn)象;也要防止一些私營企業(yè)盲目拍腦袋上馬項目,造成魚目混珠和產能過剩。二是強化補助管理,既防止將煤摻在生物質成型燃料中套取資金,也要防止多元化生產的企業(yè)通過虛假會計,將其他產品收入計入生物質成型燃料,虛增銷售收入。三是強制用戶購買,除“藍天計劃”要求污染企業(yè)限期拆改外,加強政府采購也是有益的支持措施。

參考文獻:

[1]ZhengYL,LiFL,LiuF.Es噸imationonthetotalquantityofbiomassenergyanditsenviron-mentalbenefitanalysisinShandongProvince[J].MeteorologicalandEn-vironmentalResearch,2011,2(07).

[2]王仲穎,高虎,秦世平.2014中國生物質能產業(yè)發(fā)展報告[M].北京:中國環(huán)境出版社,2014.

[3]聶飛,王宇波.咸寧市秸稈資源潛力估算及能源化利用分析[J].湖北農業(yè)科學,2011,50(24).

[4]張衛(wèi)東,張?zhí)m,張彩虹等.我國林木生物質能源資源分類及總量估算[J].北京林業(yè)大學學報(社會科學版),2015(02).

[5]張百良.生物質成型燃料技術與工程化[M].北京:科學出版社,2012.

[6]BerndesaG,HanssonJ,EgeskogA,JohanssonF.Strategiesfor2ndgenerationbiofuelsinEU–Co-firingtostimulatefeedstocksupplydevelopmentandprocessintegrationtoimproveenergyeffi-ciencyandeconomiccompetitive-ness[J].BiomassandBioenergy,2010,34(02).

[7]孫鵬,張力.新能源產業(yè)價格補貼該由誰買單[J].財經論叢,2014(02).

[8]W.錢•金,勒妮•莫博涅.吉宓譯.藍海戰(zhàn)略[M].北京:商務印書館,2010.

篇4

世界燃料乙醇產業(yè)正進入快速發(fā)展的新時期,但全球糧食價格的持續(xù)上漲引發(fā)燃料乙醇和糧食安全問題的廣泛爭議,燃料乙醇的環(huán)保性也受到質疑。中國燃料乙醇發(fā)展還處于起步階段,關注和重視世界燃料乙醇產業(yè)新的發(fā)展動態(tài),研究各國發(fā)展燃料乙醇的政策及其影響和作用,有利于我們積極應對世界燃料乙醇發(fā)展的影響,制定符合我國實際的燃料乙醇長期發(fā)展戰(zhàn)略和政策措施。

一、高油價時期,各國政府推動燃料乙醇快速發(fā)展

近年來,高油價促使美國、歐盟和亞洲等國的生物燃料政策發(fā)生重大變化,大幅提高生物燃料的發(fā)展目標,同時加大政策支持力度,推動燃料乙醇產能不斷擴大,產量迅速增長。2006年世界燃料乙醇產量達到380億升,相當于全球汽油消費量的2.5%。與2000年194億升的產量相比,2006年增長了95.9%。預計2007年世界燃料乙醇產量可達440億升,同比增長15.8%,世界燃料乙醇的產量主要集中在美國和巴西,2006年兩國產量分別達到183.8億升和160億升,占世界總產量的90.5%。

(一)美國超越巴西成為世界最大燃料乙醇生產國,未來十年消費量將增加五倍多

對美國這個全球最大的能源消費國來說,確保能源安全至關重要。2005年8月,美國頒布《能源政策法案》,在全國范圍內實施可再生燃料標準(RFS),該標準規(guī)定燃料生產商混合生物燃料的年生產量2006年為40億加侖(151億升),2012年要達到75億加侖(284億升)。2007年初,美國總統(tǒng)布什在《國情咨文》中再次呼吁擴大乙醇和生物柴油的消費量,要求到2017年,替代燃料和可再生燃料的使用量增加到每年350加侖(1325億升),將汽油使用量降低20%。2007年12月,美國總統(tǒng)布什簽署了新能源法案,該法案規(guī)定到2020年汽車制造商必須將燃料效能提高40%,達到行業(yè)平均水平35英里/加侖,也就是每100公里6.7升。到2022年乙醇年使用量將增至360億加侖(1363億升)。

美國政府自1978年起就對生物乙醇生產實施各種補貼,各個州政府還另有補貼。2005年《能源政策法案》頒布后,美國政府加大了在財政方面的支持力度,對燃料乙醇銷售實行每加侖補貼51美分。另外,美國聯(lián)邦政府為發(fā)展可再生能源提供了16億美元的發(fā)展基金,21億美元的纖維素乙醇發(fā)展專項擔保貸款,5億美元生物能源和生物產品研究補貼,5億美元發(fā)展可再生能源體系和提高能源效率的補助資金。

美國燃料乙醇的產量因此迅速增加,2004年至2006年,美國燃料乙醇產量年均增長20.2%,2007年預計產量為246億升,同比增長33.8%。目前,美國正在運行的乙醇廠有124個,新建76個,擴建7個,產能達到245.4億升。但是,美國燃料乙醇的消費增長快于產量的增長,2004至2006年,美國燃料乙醇消費量年均增長24.7%,2006年的消費量達到206.3億升,同比增長34.3%。供需缺口由進口補充,主要從巴西和中美洲國家進口,2006年美國從巴西進口17.6億升,占其進口總額的77.9%。目前,美國年消費汽油1400億加侖(5300億升),其中約1/3混合乙醇,大部分為E10(乙醇汽油中乙醇含量為10%),少部分為E85(乙醇汽油中乙醇含量為85%)。早在1997年,美國福特汽車公司就推出使用E85燃料乙醇的靈活燃料車(FFV),目前有超過500萬輛靈活燃料汽車(FFV)在美國銷售。

(二)巴西燃料乙醇最具競爭優(yōu)勢,為世界最大的燃料乙醇出口國

20世紀70年代的兩次石油危機給正在快速發(fā)展的巴西經濟造成了沉重打擊,為實現(xiàn)能源自給,巴西政府于1975年開始強力實行“國家燃料乙醇計劃”,此后不斷擴大燃料乙醇生產目標,并相繼出臺全國推廣使用燃料乙醇的強制性法規(guī)和鼓勵生產和使用的優(yōu)惠政策。

早在1931年,巴西首次制定推動燃料乙醇使用的法規(guī),規(guī)定在所有出售的汽油中混合至少5%的乙醇。1975年實施國家燃料乙醇計劃后,巴西政府對汽油中混合乙醇的比例進行了多次調整,從1979年的15%提高到1998年的24%,自2002年以來,規(guī)定在20―25%的范圍內浮動。目前,巴西汽油中混合乙醇的比例在世界上是最高的。為鼓勵農業(yè)綜合企業(yè)生產燃料乙醇,巴西政府提供專項低息貸款;為鼓勵發(fā)展乙醇汽車,對購買乙醇汽車和使用可再生燃料實行稅收優(yōu)惠政策;實施燃料乙醇發(fā)展計劃初期,為鼓勵使用乙醇汽油,巴西政府對乙醇的零售價進行嚴格的限定,加油站出售的燃料乙醇價格比汽油價格低41%。隨著乙醇生產效率的提高,成本大幅下降,市場競爭力提高,巴西政府于1999年放開了對燃料乙醇零售價的限制,讓市場自由調節(jié)。2007年初,巴西國家石油管理部門公布,巴西26個州有11個州的乙醇汽油銷售量超過汽油的銷售量。巴西“國家燃料乙醇計劃”已實施三十多年,隨著燃料乙醇產業(yè)化的不斷推進,所采取的上述政策和措施大多已被取消。但巴西政府保留了一個重要的政策規(guī)定,即在銷售的汽油中必須混合至少20-25%的乙醇。正因為有這個強制性的規(guī)定,加上2003年以來大量靈活燃料車的市場銷售,有力地拉動了燃料乙醇的需求。到2006年底,靈活燃料車已占巴西新車銷售的90%。巴西燃料乙醇成功替代了40%的汽油需求,在2006年首次實現(xiàn)了車用燃料的供需平衡。燃料乙醇產業(yè)成為巴西經濟重要的支柱產業(yè)。

(三)歐盟建立生物燃料發(fā)展目標,減免稅政策推動燃料乙醇產量大幅增長

1992年原歐共體通過法律,對以可再生資源為原料生產燃料的試驗性項目,成員國可采取免稅政策,包括燃料乙醇都可實行稅收優(yōu)惠。由于稅收優(yōu)惠政策的推動,歐盟成員國中的法國、西班牙和瑞典開始生產和使用燃料乙醇,此后德國、荷蘭等國也相繼開始發(fā)展燃料乙醇工業(yè)。

對進口石油的依賴使歐盟經濟極易受國際石油市場波動的影響,同時交通運輸業(yè)大量使用汽油導致歐盟未能完成《京都議定書》規(guī)定的二氧化碳減排任務。為改變這一狀況,2003年5月,歐盟通過《生物燃油指令》,規(guī)定到2005年生物燃料(生物柴油和燃料乙醇)的使用應達到燃料市場的2%,2010年達到5.75%。近兩年油價的高位運行促使歐盟國家加大力度促進包括燃料乙醇的生物燃料發(fā)展。法國計劃到2008 年實現(xiàn)生物燃料占總燃料的5.75%(比歐盟的目標早兩年),到2010 年達到7%,到2015 年達到10%。德國首次強制使用生物燃料,要求從2007 年起,生物柴油使用量占總燃料的4.4%,燃料乙醇占2%。2010 年生物燃料使用量達到5.75%。英國確定到2010年生物燃料占運輸燃料的5%。2007年3月,歐盟出臺了新的共同能源政策,計劃到2020年實現(xiàn)生物燃料乙醇使用量占車用燃料的10%。

為促進生物燃料目標的實現(xiàn),歐盟國家先后頒布了生物燃料稅收減免的政策,目前已在至少九個歐盟國家開始實施,包括法國、德國、希臘、匈牙利、波蘭、意大利、西班牙、瑞典、和英國,大多數(shù)稅收減免政策是在2005-2006 年頒布。2006年11月,歐盟提出加大對生物燃料作物種植的扶持力度,把對生物燃料作物45歐元/公頃的補貼從17個成員國擴大到所有的25個成員國,獲得直接補貼的生物燃料作物種植面積從150萬公頃擴大到200萬公頃。歐盟允許各成員國為多年成材的生物燃料作物提供50%的種植成本補貼,并針對新加盟的八個成員國的補貼制度期限從2008年延長至2010年。

2004-2006年,歐盟燃料乙醇的產量大幅增長,年均增長率達到44.5%。歐盟燃料乙醇的產量主要集中在德國、西班牙和法國,2006年三國的產量分別為4.31億升、3.96億升、2.93億升,占歐盟總產量的70.4%。產量增長最快的是意大利和波蘭,2006年分別增長987.5%和151.6%。盡管產量大幅增長,歐盟生物乙醇燃料消費量依然高于產量,歐盟2006年燃料乙醇的消費量達到17億升,供需缺口由進口來補充,主要從巴西進口,進口量為2.3億升,瑞典、英國和芬蘭為主要進口國。

截至2007年9月,歐盟生物乙醇產能達到32.76億升,其中法國、德國和西班牙的產能分別為11.2億升、7.06億升和5.21億升,三國乙醇產能占歐盟燃料乙醇總產能的71.6%。歐盟在建產能40.16億升,主要集中在德國、法國、荷蘭和英國,分別為5.6億升、5.5億升、4.8億升和4億升,四國在建產能占總在建產能的49.6%。

(四)亞洲國家推廣應用燃料乙醇的國家增多,中國和印度的生產初具規(guī)模

近年來,高油價也使長期依賴石油進口的一些亞洲國家啟動燃料乙醇推廣應用計劃。2003年6月,日本資源能源廳決定在汽油中添加不超過3%的乙醇。2006年日本環(huán)境省制定新的環(huán)保計劃,在2008-2012年日本國內50%的汽車改用E3燃料乙醇。從2020年開始供應E10燃料(酒精含量為10%),2030年所有車用燃料都將使用E10燃料乙醇。印度于2003年啟動燃料乙醇計劃。按照政府規(guī)定,第一階段北部9個邦和4個聯(lián)邦區(qū)在汽油中加入5%的乙醇,由于甘蔗減產,導致計劃沒有完全實行。2006年11月進入第二階段燃料乙醇計劃,在20個邦和8個聯(lián)邦區(qū)實行5%乙醇汽油。計劃在2008年末把汽油中乙醇的比例提高到10%。印尼和菲律賓也推出了E10燃料乙醇發(fā)展目標。

中國從2001年開始發(fā)展燃料乙醇,目前中國推廣E10乙醇汽油的省份從原來試點的四個擴大到九個。2005年燃料乙醇產量102萬噸(13.6億升),2006年達到144萬噸(19.2億升),成為僅次于美國、巴西的世界第三大燃料乙醇生產國。預計2007年燃料乙醇產量將達到144萬噸(19.2億升)。2007年8月,中國政府公布《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,提出發(fā)展以非糧食物質為原料的燃料,到2010年,增加非糧燃料乙醇年利用量200萬噸,到2020年,生物燃料乙醇年利用量達到1000萬噸。

在亞洲,只有中國和印度燃料乙醇生產初具規(guī)模。2006年,印度燃料乙醇產量達到2.5億升,同比增長150%。印度具有大規(guī)模生產燃料乙醇的潛力,但須提高生產效率、降低成本。日本沒有大規(guī)模生產燃料乙醇的資源條件,2007年3月,日本計劃投資80億美元購買巴西40個乙醇生產廠的部分股份。據巴西國家石油公司估計,日本每年的需求量為18億升。

二、燃料乙醇國際貿易擴大,但缺少全球性貿易規(guī)范,并受美歐貿易壁壘的阻礙

目前,關于燃料乙醇國際貿易很難有精確的統(tǒng)計,因為乙醇國際貿易中,包含了燃料、工業(yè)、醫(yī)藥、飲料等多種用途。2005年,世界乙醇貿易從2000年的30億升增至60億升,約占世界乙醇產量450億升的13%。1999-2002年,世界乙醇貿易增長35.7%,2002―2005年世界乙醇貿易增長加快,增長率達到57.9%。隨著各國能源消費需求的增長和石油價格的上升,燃料乙醇作為替代能源的推廣應用力度在加大。然而,除巴西以外,各國燃料乙醇生產難以滿足不斷增長的消費需求,美國、歐盟等國家和地區(qū)對進口燃料乙醇的需求不斷擴大,巴西作為最大的出口供應國,也在加大出口力度。因此,近年世界乙醇貿易的增長很大程度在于燃料乙醇貿易的擴大。根據國際知名農產品分析機構德國的F.O.Lcht估算,2005年60億升世界乙醇貿易中有78.3%(即47億升)為燃料乙醇貿易。

與世界燃料乙醇產量和消費量相比,燃料乙醇的國際貿易量還很小。缺乏單一的被世界各國廣泛接受的統(tǒng)一質量標準是限制燃料乙醇國家貿易的一個重要因素,此外,美國和歐盟為保護國內燃料乙醇工業(yè)都在設置進口關稅同時給與國內生產企業(yè)大量補貼。這些重要的貿易壁壘阻礙了燃料乙醇國際貿易的發(fā)展。目前,美國在最惠國體制下對進口乙醇征收每加侖0.54美元(每升0.14美元)的關稅和2.5%的從價稅,而對國內乙醇和汽油混合供應商提供每加侖減稅0.51美元(每升0.13美元),美國每年用于燃料乙醇的補貼費用達到70億美元。歐盟是在最惠國體制下對進口變性乙醇和非變性乙醇(兩者都可用作燃料)分別征收每立方米192歐元、每立方米102歐元。巴西是唯一作為最惠國有能力大量出口的國家。

WTO貿易談判的議程中沒有明確生物燃料的貿易壁壘問題,但由于生物燃料來自農業(yè)原料,涉及農產品貿易自由化而同樣受到關注。在2006年7月的多哈談判中,對農產品立法保護成為主要討論問題,焦點是發(fā)展中國家要求發(fā)達國家(主要是美國、歐盟)削減農業(yè)補貼,發(fā)達國家則要求發(fā)展中國家相應開放其他領域,降低進口其產品和服務的貿易壁壘。農產品談判失敗,生物燃料的貿易壁壘問題也就沒有得到解決。但多哈回合中的另一個問題是環(huán)境產品和貿易自由化,多數(shù)的討論是如何定義環(huán)境產品和確定識別標準,一些國家同意將可再生能源產品(燃料乙醇和生物柴油)及相關產品定義為環(huán)境產品,但也有不少反對意見。

由于巴西在燃料乙醇生產上的優(yōu)勢,美歐日等國都在尋求與其合作,其中美國與巴西建立的燃料乙醇戰(zhàn)略聯(lián)盟備受關注。2007年3月,美國總統(tǒng)布什訪問巴西期間,巴美雙方簽署了兩國乙醇燃料合作備忘錄,決定建立戰(zhàn)略聯(lián)盟,通過雙邊、第三國和全球途徑合作發(fā)展生物燃料(主要指乙醇);進行新一代生物燃料技術的研究和開發(fā);通過建立國際生物燃料論壇和設立乙醇統(tǒng)一標準和規(guī)則,共同擴大全球生物燃料市場。美國和巴西希望能夠為燃料乙醇的生產和銷售制定標準,努力推動燃料乙醇在國際市場上的推廣和使用,使燃料乙醇在未來也能夠像石油一樣在國際市場上銷售,同時向其他有意生產燃料乙醇的國家轉讓生產技術。拉美地區(qū),特別是中美洲、加勒比地區(qū)也有條件大規(guī)模生產燃料乙醇,美國和巴西融合雙方的資金和技術優(yōu)勢在這些地區(qū)合作生產,巴西可以在今后三十年內繼續(xù)保持其作為全球最大乙醇出口國的地位,而美國則可以獲得穩(wěn)定的燃料乙醇供應。

盡管燃料乙醇國際貿易面臨質量標準、認證、進口關稅等貿易壁壘限制,但燃料乙醇消費需求增長旺盛,經濟上的高回報推動著美巴擴大產能的步伐,未來大規(guī)模燃料乙醇國際貿易仍是可以期待的。

三、燃料乙醇發(fā)展面臨糧食安全和保護生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn)

目前,世界各國燃料乙醇生產主要以糧食和經濟作物為原料,美國是以玉米為原料,巴西以甘蔗為原料,歐盟國家則以小麥和甜菜為主要原料。燃料乙醇產能的迅速擴大,勢必大幅增加對上述糧食與經濟作物的需求。2000年,美國用于燃料乙醇生產的玉米數(shù)量僅占其總產量的5%,2005年升至11%,2007年達到20%,預計2008年將大幅升至30%。近兩年全球糧價持續(xù)大幅上漲引起國際社會普遍關注,對糧食安全和生態(tài)環(huán)境影響的質疑在2007年達到。

(一)世界燃料乙醇產能擴張對全球糧食安全產生重要影響

2007年11月,聯(lián)合國糧農組織《糧食展望》,認為石油價格飆升增加了農業(yè)生產的成本,也擴大了對用于生物燃料的原料作物的需求,從而推高了農產品價格。在未來數(shù)年內,高油價和對環(huán)境問題的重視可能會繼續(xù)擴大對玉米、小麥等生物燃料原料的需求。12月,聯(lián)合國糧農組織發(fā)表《2007年糧食及農業(yè)狀況》報告,指出如果世界農業(yè)成為生物燃料產業(yè)的主要來源,對糧食安全和環(huán)境將帶來無法預知的影響。生物能源是新領域,需要給予更多的關注和深入研究,以便了解這一發(fā)展對糧食安全和扶貧所帶來的影響。

2007年12月,在北京召開的國際農業(yè)研究磋商組織年會上,國際食物政策研究所(IFPRI)所長、著名農業(yè)經濟學家Joachim von Braun博士發(fā)表了關于《世界糧食形勢:新動力,新行動》的報告。他指出,包括收入增長、氣候變化和生物燃料生產在內的新驅動力正重新定義世界糧食形勢。為應對油價上漲,生物燃料作為一種能源替代產品,對世界糧食形勢的變化也產生了深刻影響。強調生物燃料產量的擴大造成了糧食價格上漲。對此國際食物政策研究所根據生物燃料可能對價格造成的影響,通過計算機建模,規(guī)劃出了到2020年可能出現(xiàn)的兩個場景:場景一是假定有關國家按實際生物燃料生產計劃擴大產量,那么玉米價格會提高26%;場景二是假定生物燃料的產量迅速擴大,是實際計劃產量的兩倍,那么玉米價格會提高72%。糧價每增長一個百分點,發(fā)展中國家食品消費支出就下降0.75個百分點。糧價上漲已威脅到糧食安全,并可能導致貧困人口的增加。隨著越來越多的農田和資金投入到生物燃料的生產中,糧食和燃料之間的矛盾將不斷升級。

在石油價格居高不下的大背景下,生物燃料產業(yè)的經濟性已日益顯現(xiàn),這也是燃料乙醇在一些國家不斷擴張的動力。目前,美國以玉米為原料生產燃料乙醇的成本約為0.56美元/升;歐盟以小麥為原料生產燃料乙醇的成本約為0.75-1.27美元/升,以甜菜為原料的生產成本為0.83-1.22美元/升;巴西以甘蔗為原料生產乙醇,成本僅為0.46美元/升。而美國2007年11月汽油的零售價格已經達到3美元/加侖左右(即0.8美元/升)。因此,與目前高昂的油價相比,燃料乙醇的價格越來越具有競爭力。但如果考慮發(fā)展生物燃料對于糧價的抬升作用,燃料乙醇的經濟性就需要打折扣了。而且,原料價格的持續(xù)上漲也影響燃料乙醇的利潤空間,因為原料占燃料乙醇成本的50-70%。只有依靠技術進步,提高生產效率,降低生產成本,才能在高油價時期保持經濟競爭力。

(二)世界燃料乙醇產能擴張也使生態(tài)環(huán)境受到威脅

目前,清潔發(fā)展機制(CDM)項目咨詢機構普遍測算,每噸生物燃料乙醇能夠產生兩噸二氧化碳減排量。因此,許多國家將發(fā)展生物燃料乙醇列為實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑。2007年9月,經濟合作與發(fā)展組織(OECD)的報告卻認為生物燃料產業(yè)的增長很可能對環(huán)境和生物的多樣性產生負面影響,為了追求經濟利益種植專門的生物能源作物會破壞對自然生態(tài)系統(tǒng)的保護。如果考慮到酸化、化肥應用、生物轉化損失以及農業(yè)殺蟲劑的毒性,乙醇和生物柴油對整個環(huán)境造成的影響很容易超過汽油和礦物油造成的影響。該報告的結論是:通過現(xiàn)有技術生產的生物燃料乙醇對于節(jié)能減排的貢獻極為有限。2008年1月,英國議會環(huán)境審計委員會提出一份報告稱,如果考慮到肥料、運輸?shù)纫蛩?,最終生物燃料比汽油或柴油導致更多的溫室氣體排放,加劇氣候變化。為此,報告建議歐盟放棄為生物燃料制定的目標。報告認為,英國政府和歐盟支持生物燃料的舉措過快,沒有引入有效的規(guī)則和監(jiān)管,以確保可持續(xù)性。1月在曼谷舉行的地區(qū)生物能源論壇上,有專家對亞洲一些國家沒衡量潛在風險便強制推行生物燃料的做法提出了批評。1月23日歐盟出臺的一攬子能源環(huán)保方案強調,在歐盟銷售的生物燃料不得來自“被認為生物多樣性價值高的土地”,包括森林、濕地、自然保護區(qū)和有大量野生動物生存的草原,提出要對進口生物燃料產品實行環(huán)境認證。聯(lián)合國《生物多樣性公約》秘書處Ahmed Djoghlaf 博士1月在新加坡舉辦的環(huán)境講座上談到,生物燃料是否是綠色燃料仍具爭議性,他深信這一問題有待進一步探討,目前沒有一刀切的解決方案,各個國家必須根據自身的情況來衡量生產生物燃料的利與弊。

(三)國際社會普遍認同的發(fā)展原則和方向

盡管面臨諸多質疑甚至批評,但許多國家現(xiàn)行的生物燃料發(fā)展戰(zhàn)略有其自身根源,反映了不同國家在社會經濟、能源和資源環(huán)境等基礎條件方面的差異??偟膩碚f,目前國際社會認為,世界燃料乙醇產業(yè)在替代化石能源和促進社會經濟和自然可持續(xù)發(fā)展方面有很大潛力,但其發(fā)展前景及影響取決于各國的發(fā)展目標和實行的政策是否符合其客觀實際。

目前,國際社會普遍認同燃料乙醇產業(yè)的發(fā)展應采取以下基本原則和方向:糧食安全問題應予以高度重視和優(yōu)先考慮,應加快發(fā)展纖維素乙醇等第二代生物燃料;應鼓勵可持續(xù)利用生物質能源,保護草原和森林等自然生態(tài),建立國際認證計劃,其中包括溫室氣態(tài)的核查,以確保生物燃料符合環(huán)保標準。

四、纖維素乙醇技術創(chuàng)新是未來燃料乙醇發(fā)展的關鍵

目前工業(yè)化生產的燃料乙醇是以糧食和經濟作物為原料的,從長遠來看具有規(guī)模限制和不可持續(xù)性。利用秸稈、禾草和森林工業(yè)廢棄物等非食用纖維素生產乙醇,不存在與人爭糧的問題,并且作為一種清潔燃料,它符合我們在能源上一貫堅持的可持續(xù)發(fā)展思路。因此,以纖維素為原料的第二代生物燃料乙醇是決定未來大規(guī)模替代石油的關鍵。

美歐日等國研究開發(fā)纖維素乙醇已有十多年,美國近年來更是加大了對纖維素乙醇發(fā)展的支持力度。2005年的美國《能源政策法案》規(guī)定,在2012年以前使市場上的纖維素乙醇的占有量達到2.5億加侖(9.5億升)。為實現(xiàn)這一目標,美國政府對率先建設纖維素乙醇生產廠將提供優(yōu)惠的貸款保證,且每加侖纖維素乙醇將享受2.5倍的(51美分)免稅待遇。美國聯(lián)邦政府在對生物燃料生產實行優(yōu)惠稅收政策過程中每年減免稅收約20億美元。美國企業(yè)同時也加大了對生物能源的研發(fā)力度。2007年6月,英國BP公司宣布將在十年內投入5億美元,與加州伯克利大學、伊利諾斯大學合作,建設世界上第一個能源生物科學研究院,重點研究纖維素燃料乙醇。經過各方的努力,美國的纖維素乙醇產業(yè)化已經進入起步階段。目前,美國農業(yè)部和能源部共同投資8000萬美元支持了三個纖維素乙醇產業(yè)化示范項目。

由于技術上的限制,目前還沒有一家纖維素乙醇制造廠的產量達到商業(yè)規(guī)模,最大的技術障礙是預處理環(huán)節(jié)(將纖維素轉化為通過發(fā)酵能夠分解的成分)的費用過于昂貴。美國和歐洲的一些企業(yè)已加快了這方面的技術研究步伐。依目前的技術發(fā)展來看,纖維素燃料乙醇在原料預處理技術和降低酶成本方面的重大突破仍然具有很大的不確定性。美國能源部預計纖維素燃料乙醇可能在2012年左右即可取得重要突破,而歐洲的一些研究機構則認為大約在2015-2020年,此外還有一些研究機構認為有可能在2025年之后纖維素燃料乙醇才能進入規(guī)模生產和市場應用階段。

目前美國企業(yè)生產纖維素乙醇的成本在3-4美元/加侖(即0.8-1美元/升)之間。在纖維素燃料乙醇實現(xiàn)商業(yè)化生產之后,預計其生產成本在0.53美元/升左右,稍低于目前的玉米乙醇價格。如果玉米等糧食作物的價格繼續(xù)上漲,纖維素乙醇實現(xiàn)量產之后的價格極具競爭力。但生產纖維素乙醇的前期投資較大,根據美國一些研究機構的測算,生產規(guī)模相同的條件下,纖維素燃料乙醇需要的投資是玉米燃料乙醇的7-8倍。

綜合對生物燃料乙醇的經濟性、環(huán)保性和技術可行性等方面的分析,可以看到世界燃料乙醇產業(yè)正在經歷一個工業(yè)路線再選擇的過程。面對國際油價日趨高漲的趨勢,燃料乙醇作為石油替代能源之一,實現(xiàn)行業(yè)整體繁榮發(fā)展是可以期待的。但考慮到糧食安全,第一代燃料乙醇的發(fā)展將不可避免地面臨瓶頸,而技術創(chuàng)新是突破此瓶頸的關鍵。

五、對中國的啟示

在替代化石能源、提高環(huán)境質量和促進經濟發(fā)展等目標的驅動下,世界燃料乙醇產業(yè)呈現(xiàn)規(guī)模持續(xù)擴大、影響日益深遠、國際化程度不斷提高的發(fā)展趨勢。我國燃料乙醇產業(yè)尚處于起步階段,原料結構單一,生產和使用技術落后,國家政策支持體系不完善,缺乏科學合理的產業(yè)布局和長遠發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。世界燃料乙醇產業(yè)的新發(fā)展給與了我們許多有益的啟示。

(一)立足國情,因地制宜解決好原料多元化問題

我國地少人多,生產燃料乙醇所需糧食和經濟作物原料有很大的局限性。目前我國燃料乙醇生產以玉米為原料,占總原料的70%,原料結構單一,而且2007年我國出臺的《生物燃料乙醇暨車用乙醇汽油中長期發(fā)展規(guī)劃》明確提出發(fā)展生物燃料產業(yè)必須堅持非糧原料路線。因此,需要加大原料多元化的探索和實踐,積極穩(wěn)步推進目前以木薯和甜高粱為原料的非糧乙醇試點。

(二)加強國際合作,縮短與國外的技術差距,致力于纖維素乙醇技術創(chuàng)新

目前世界燃料乙醇生產技術分為三類:以玉米等為原料的淀粉類技術,以甘蔗、甜菜等為原料的糖蜜類技術,以農、林廢棄物等為原料的纖維素類技術。對于前兩種,國外技術已十分成熟,巴西的甘蔗乙醇生產效率最高,成本最具競爭優(yōu)勢,美國的玉米乙醇生產成本也遠低于中國。中國的玉米乙醇雖以進入規(guī)?;a,但成本偏高,木薯淀粉乙醇和甜高粱乙醇還處于試驗示范階段。中國不僅在燃料乙醇生產技術上與國外有較大差距,在燃料乙醇使用技術上如靈活燃料車的研發(fā),燃料乙醇副產品的綜合利用技術上,也落后于國外。我國應在自主創(chuàng)新的同時,加強國際合作,注重引進國外先進技術,提高生產和使用效率。

代表著未來燃料乙醇發(fā)展方向的纖維素乙醇,中國嘗試起步較早,近年研究力度加強,有所突破,開始工業(yè)化試驗。但與美歐等國相比,在纖維素乙醇開發(fā)技術上也同樣存在差距。需要有足夠的科技投入才能取得較快進展。因此,國家財稅應重點支持纖維素乙醇技術開發(fā),努力搶占未來生物燃料乙醇工業(yè)的技術制高點。

(三)適當進口燃料乙醇,減輕原油進口壓力,關注有關國際標準或貿易規(guī)則的進展

在通過技術進步提高玉米乙醇經濟性、擴大非糧乙醇產能的時期內,可以考慮從巴西適量進口乙醇。原因有兩點:第一,進口巴西乙醇在經濟性上優(yōu)于國內的玉米乙醇。根據巴西農業(yè)部的統(tǒng)計資料,2007年上半年,巴西出口乙醇的平均價格為0.45美元/升(折合人民幣4258.8元/噸),巴西到中國的船運費為30-50美元/噸,到岸價預計為4487.7―4640.3美元/噸,相當于原油價格在51-53美元時的汽油價,低于國內玉米乙醇5471.2元/噸的銷售價格。

第二,利用進口乙醇培育市場,理順后端銷售機制,有利于今后我國自己生產的燃料乙醇進入市場,也將使國內外乙醇價格逐漸接近,等我國乙醇產品大量上市時有望與國外的乙醇產品競爭。此外,我國經濟發(fā)展帶來的能源消費的增長,預示著我國對燃料乙醇的需求將是長期的。美國和巴西這兩個生產大國在燃料乙醇全球標準上聯(lián)手應引起我國關注,在相關國際機構,如國際生物燃料論壇等為我國爭取空間,以避免將來被動適應與我國利益相悖的國際標準或貿易規(guī)則。

(四)開發(fā)和利用靈活燃料車,拓展燃料乙醇產業(yè)的發(fā)展空間

巴西的實踐證明,發(fā)展靈活燃料汽車可以有效擴大需求,促進燃料乙醇產業(yè)快速發(fā)展,為此,我國也應鼓勵開發(fā)和利用靈活燃料汽車,加快靈活燃料汽車的研發(fā)和推廣使用,并率先在乙醇汽油封閉運行的地區(qū)或城市使用靈活燃料汽車。巴西的測算表明,E25以下的乙醇汽油對現(xiàn)有上路的機動車發(fā)動機和油路沒有任何不良影響。因此,我國也可在乙醇汽油封閉運行的地區(qū)或城市開展E25乙醇汽油試點。

(五)加強戰(zhàn)略研究,合理規(guī)劃燃料乙醇產業(yè)布局,制定和完善產業(yè)政策

篇5

關鍵詞:河北;甜高粱;生物質能;資源潛力

本文為河北省社科聯(lián)民生調研課題:“河北省發(fā)展甜高粱種養(yǎng)加工產業(yè)的策略研究”(201601216)研究成果之一

中圖分類號:F32 文獻標識碼:A

原標題:河北省發(fā)展甜高粱產業(yè)的資源潛力與策略

收錄日期:2017年1月18日

一、甜高粱是破解生物質能產業(yè)發(fā)展瓶頸的答案

生物質能源產業(yè),作為新興戰(zhàn)略性產業(yè)在經濟效益、環(huán)境效益方面具有巨大潛力。生物質能源產業(yè)的發(fā)展需要以充足的生物質能源原料供應為基礎,過去生物質能源產業(yè)在國內的發(fā)展瓶頸主要就在于原料供應不足,成本過高,這主要源于我國當前生物乙醇等相關產業(yè)的主要原料來源為玉米。然而,作為畜牧養(yǎng)殖業(yè)大省的河北省,有限的玉米產量主要用于畜禽飼養(yǎng)所需,從成本和產量上無力支撐本省的生物質能產業(yè)。從河北省近年的情況來看,作為播種面積、產量前列的農作物玉米,其用途中有超過65%是用于飼料。而在相同的播種面積下,甜高粱的生物質產量遠高于玉米,為玉米的2~3倍,即理論上只需要原有50%~30%的耕地即可滿足現(xiàn)有飼料需求。在此基礎上“節(jié)約”的耕地面積的生物質產出將足以支撐河北省大規(guī)模發(fā)展生物質能產業(yè)。從這一角度看,甜高粱作為當前生物質產量最高的作物之一,將是破解生物質能產業(yè)發(fā)展瓶頸的答案。事實上相對于發(fā)達國家,我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)的飼料結構中糧食類過高是一種不合理的巨大浪費,對于這一問題國家已引起高度重視。在中央與河北省強調農業(yè)結構調整,調節(jié)推動糧經飼統(tǒng)籌、農林牧漁結合、種養(yǎng)加一體、一二三產業(yè)融合發(fā)展的大背景下,河北省甜高粱種養(yǎng)加工產業(yè)面臨巨大的發(fā)展機遇。

二、我國生物質能產業(yè)的技術發(fā)展與成本困局

從當前的生物質原料利用情況來看,除了秸稈和其他廢棄物直接燃燒或制造沼氣發(fā)電以外,主要產出的能源產品門類有三種:生物質乙醇、生物質柴油和生物質丁醇。這三者中以生物質乙醇的生產技術與市場發(fā)育最為成熟。從原料來源方面看,生物乙醇與丁醇基本相同,主要有兩類:一是目前技術基本成熟的谷物(主要是玉米)及其他淀粉源類作物(馬鈴薯、甘薯、菊芋、木薯等)和糖源類作物(甘蔗、甜高粱、甜菜)發(fā)酵生產;二是目前正處于技術攻堅階段的木質纖維素轉化生產。目前,工業(yè)規(guī)模利用纖維質原料生產燃料乙醇或丁醇的技術尚不成熟,其主要障礙是酶解成本過高,缺乏經濟可行的發(fā)酵技術。

我國目前第一代燃料乙醇生產技術較為成熟,北方企業(yè)多以玉米為主的淀粉質原料生產,還會添加一定比例的薯干為原料,南方省份企業(yè)主要以甘蔗糖蜜發(fā)酵生產乙醇。華北、東北、西北甜菜產區(qū)則以甜菜糖蜜發(fā)酵生產乙醇者較多,約有15%的廠家采用糖蜜為原料生產乙醇。整體看我國燃料乙醇生產80%以上的原料仍為玉米。

從目前生物質能源產業(yè)發(fā)展情況看,我國當前第一代技術(淀粉或糖發(fā)酵制取乙醇)基本成熟的條件下制約發(fā)展的瓶頸主要來自于原料供給方面。2014年我國玉米均價高于美國70%,淀粉質原料生產燃料乙醇在制取成本上還難以同石油產品競爭,燃料乙醇生產仍依賴政府的優(yōu)惠政策。由于生物乙醇產業(yè)發(fā)展引起的全球性糧食價格上漲趨勢以及保障糧食安全,我國自2006年已開始明確限制以玉米等淀粉質原料的乙醇項目。國家對于糧食乙醇生產的財政補貼2015年已降至100元每噸并在2016年徹底終止。從目前各省對于生物乙醇調和汽油生產銷售的推廣實踐來看,相對于石化產品生物乙醇調和汽油在成本價格方面沒有優(yōu)勢,分銷成本方面反而更高。如上所述,破解這一成本困局的鑰匙就是尋求優(yōu)質高產的新型作物替代玉米以降低原材料成本,綜合國內各地區(qū)的實踐經驗,甜高粱作為高產抗逆的新型作物是一個極為可行的答案。

三、河北省發(fā)展甜高粱產業(yè)的資源潛力

河北省是全國糧油集中產區(qū)之一,可耕地面積達640多萬公頃,河北省也是畜牧養(yǎng)殖業(yè)大省,乳、肉、禽、蛋類產量常年居于全國前列,然而也存在規(guī)?;?、集約化程度不高,商品化程度低等問題,尤其值得重視的是近年來糧食為主體的飼料成本上升,削弱了農戶與養(yǎng)殖企業(yè)的經濟效益與積極性。這些問題的解決,離不開農業(yè)供給側結構性改革,需要我們順應形勢,調整種植結構,樹立大農業(yè)、大食物觀念,推動糧經飼統(tǒng)籌、農林牧漁結合、種養(yǎng)加一體、一二三產業(yè)融合發(fā)展。

近幾年來,河北省對于飼用作物的種植推廣取得一定進展,主要的方向是在冀中南和冀東地區(qū)的飼用玉米和北部地區(qū)的黑麥草等優(yōu)質牧草的推廣種植。在此基礎上繼續(xù)引進推廣優(yōu)勢飼用能源作物甜高粱,一方面符合農業(yè)供給結構大調整的需要,另一方面也會為生物質能源產業(yè)提供良好的發(fā)展基礎。在這一領域,一些省份地區(qū)已經走在前面,并取得不錯的效果。

在生物質能源原料供應基地建設方面,國家已經在甘肅武威、遼寧朝陽、山東安丘、黑龍江樺川等十幾個地區(qū)開展甜高粱規(guī)?;N植基地建設,均取得了良好效果。以甘肅武威地區(qū)為例,該市通過加大政策支持、強化技術支撐、實施訂單農業(yè)等有力措施,2013年共推廣種植甜高粱5.37萬畝,當年累計種植面積超過10萬畝,平均生物產量超過6噸/畝,其中民勤縣達9噸/畝以上,最高超過10噸/畝。武威市2013年種植情況表明:種植甜高粱農民每畝純收入可達玉米的兩倍多;種植甜高粱每畝需水僅300立方米,不足玉米需水量的一半,單方水效益達到6.88元,遠高于玉米的1.67元;甜高粱耐鹽堿性好,可在PH值為8.0的鹽堿土地上生長。2014年武威地區(qū)累計種植面積已超過30萬畝,2015年種植面積增加到約40萬畝。甘肅的甜高粱N植推廣一方面推動了當?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展,提高了農民收入;另一方面也為生物質能源產業(yè)的發(fā)展打下了堅實基礎。

2012年河北省農業(yè)廳統(tǒng)計表明河北省耕地面積約643萬公頃,另有邊際土地資源302.84萬公頃,后備耕地資源12.46萬公頃。經中國工程院“中國生物質資源與產業(yè)化戰(zhàn)略研究”項目測算,河北省邊際土地資源中可用于種植生物乙醇能源作物的集中連片邊際性土地資源約11.26萬公頃(其中包括荒草地4.16萬公頃、鹽堿地2.90萬公頃、灘涂3.01萬公頃、其他1.19萬公頃)。2015年國家農業(yè)部根據最新的國內外相關產業(yè)經濟形勢提出了針對玉米等農作物的“糧改飼”發(fā)展新思路,并在全國10個省份組織試點項目建設。根據武威等先行地區(qū)的經驗,河北省在確保糧食安全的前提下,穩(wěn)步調整現(xiàn)有種植結構,整合現(xiàn)有土地資源在幾年內建設15~30萬公頃規(guī)模的甜高粱種植基地是完全可行的,這一基地建設即使僅僅從順應“糧改飼”新思路發(fā)展畜牧業(yè)角度考慮就具有足夠的吸引力了。遠期預測,河北省如能抓住當前有利時機在甜高粱育種、青貯和資源綜合利用等相關技術環(huán)節(jié)上取得突破,河北省將有可能較大規(guī)模地調整現(xiàn)有種植結構,那么節(jié)約的耕地面積將達到甚至超過50萬公頃,結合未來高抗逆甜高粱、文冠果在邊際土地資源上的推廣,河北省生物質能源的原料作物播種面積將達到百萬公頃級別,足以支撐河北省生物質能產業(yè)的長遠發(fā)展。另外,隨著甜高粱制取燃料乙醇、丁醇產業(yè)的規(guī)?;l(fā)展,將會帶動包括育種、種植、畜牧、飼料、食品深加工、生物質燃料制取等一系列產業(yè)鏈的規(guī)模化發(fā)展,成為本地區(qū)一個新的經濟增長點。

四、河北省甜高粱產業(yè)發(fā)展建議

(一)對河北省甜高粱產業(yè)區(qū)域規(guī)劃建議。以河北省的土壤、水熱氣候條件而言,河北省區(qū)域可分為西部、北部中南部和東部四大區(qū)域。從氣候上看,全省范圍均屬日照條件較好,年平均氣溫由北向南逐漸升高,大部分地區(qū)平均晝夜溫差多在10℃以上,壩上及山區(qū)約為13~16℃,沿海地區(qū)10~11℃。全省年平均降水量為350~815毫米,降水量時空分布極不均勻,總的趨勢是東南部多于西北部,夏季降水多,占全年降水量的65%~80%。大于0℃以上積溫,冀東、冀中平原為3,000~4,800℃,兩年三熟;冀南平原4,200~5,800℃,一年兩熟;北部山區(qū)2,000~3,000℃,一年一熟。根據四大區(qū)的水熱條件應選取合適的能源作物:冀中、冀南等水熱條件較好的平原丘陵地區(qū)適宜飼用玉米和可刈割次數(shù)較多甜高粱種系,冀東沿海相對水熱條件稍差且面臨鹽堿侵害的地區(qū)主攻抗逆性較好的甜高粱種系,西部、北部林牧地區(qū)適宜抗寒速生型的如黑甜、遼雜等甜高粱種系。

(二)對河北省甜高粱產業(yè)開發(fā)技術方向的建議。河北省需要加大對于生物燃料發(fā)酵、提取技術和高產、抗逆甜高粱種系的育種、引進的扶植力度。中、南、東部優(yōu)先發(fā)展甜高粱秸稈固體燃料、沼氣發(fā)電、甜高粱糖源燃料乙醇、丁醇項目,對目前美國大規(guī)模的燃料乙醇改為丁醇的項目持續(xù)追蹤關注,乙醇項目招標規(guī)劃階段要為以后產品項目改為丁醇類產品預留發(fā)展空間;西北部林牧地區(qū)重點發(fā)展能飼兩用型甜高粱綜合利用項目。東部沿海地區(qū)為抗鹽堿、抗逆性較好的甜高粱項目做好前期技術研發(fā)投入。

(三)對河北省政府對甜高粱種養(yǎng)加工產業(yè)發(fā)展的政策扶持建議。對華藥集團等現(xiàn)有相關業(yè)務的優(yōu)勢企業(yè)加強政策扶植力度;對于項目的招標規(guī)劃應基于打造產業(yè)鏈的思想,配套規(guī)劃、配套引進,做好種植、養(yǎng)殖、糧食深加工、藥品、燃料、飼料、造紙與建材等項目間的能力配套與物流物料銜接,提高生物質原料的綜合利用效率;加強政策引導加快土地流轉,在條件適宜地區(qū)建立具有一定規(guī)模的、集約的示范性生物質能源原料種植基地,推動糧經飼統(tǒng)籌、農林牧結合、種養(yǎng)加一體、一二三產業(yè)融合發(fā)展;對于新型飼能兼用型作物的栽培、田間管理、水肥藥、收獲預處理等環(huán)節(jié)加強農村基層站點的教育培訓與技術支持,積極引導高校、科研院所下基層,加強產學研合作。

主要參考文獻:

[1]王方舟.河北省農業(yè)種植結構的優(yōu)化對策研究[J].江蘇農業(yè)科學,2011.1.

[2]馮文生.中國生物燃料乙醇產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及政策建議[J].現(xiàn)代化工,2010.4.

篇6

關鍵詞: 燃料乙醇 新能源 經濟效益

目前,全球氣候逐漸變暖,煤、石油、天然氣等化石能源日漸消耗,從而引發(fā)了世界對可再生并對環(huán)境污染少的新型能源的深刻思考。諸如中國、巴西、美國、加拿大等國正在積極開發(fā)和利用生物質燃料乙醇。但如果一直采用大量糧食生產燃料乙醇,必然會造成人類缺糧、缺地等生活隱患,所以走“非糧”路線必然是正確道路。再者地球纖維素的貯量豐富,其能量來自太陽,取之不盡,用之不竭。

一、國內外燃料乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀

目前,隨著石油價格的飛漲,環(huán)境污染與能源短缺問題日漸突出,化石能源日益枯竭,燃料乙醇便應運而生,并逐漸形成了一個產業(yè),一些農產品豐富的國家正大力發(fā)展燃料乙醇的供應市場。巴西早在1981年就頒布法令規(guī)定全國銷售的汽油必須添加燃料乙醇,成為世界上唯一不用純汽油作為汽車燃料的國家。經過幾十年的發(fā)展,巴西用占全國面積1.5%的國土面積,解決了全國超過一半的非柴油車用燃料的供應。美國自1992年起就開始推廣燃料乙醇汽油,目前已經成為燃料乙醇年產量最大的國家,年產近4000萬噸。加拿大從1981年起在汽油中添加乙醇,到2003年,加聯(lián)邦政府宣布實施加拿大燃料乙醇的生產和利用,并撥巨款直接用于魁省等4個省的燃料乙醇商業(yè)化項目。歐盟每年約生產176萬噸酒精。1997年只有5.6%用于燃料。1994年歐盟通過決議,給生物燃料生產工廠予以免稅。并在2010年使燃料乙醇的比例達到12%。因此一些后續(xù)的國家如荷蘭、瑞典和西班牙也出臺了生物燃料計劃。泰國是亞洲第一個由政府開展全國生物燃料項目的國家。在短短的幾年時間內,泰國成功地開展了燃料乙醇項目。這些項目提供了利用過剩的食用農產品的途徑,對提高泰國農村幾百萬農民的生活水平起到了積極作用。印度是僅次于中國的亞洲第二大乙醇生產國,設計的年生產能力約為200萬噸,并準備效法巴西推出“乙醇汽油計劃”。

我國是繼巴西、美國之后全球第三大生物燃料乙醇生產國和消費國。受化石能源枯竭和環(huán)境保護雙重壓力的影響,中國生物質能源產業(yè)的發(fā)展再一次被提到戰(zhàn)略性新興產業(yè)的位置上來,尤其是在我國已經形成了初步規(guī)模的燃料乙醇產業(yè),更是受到格外關注。我國燃料乙醇市場格局是2002年形成的,2006年以后的幾年時間里,燃料乙醇已經在國內更多地區(qū)推廣。到2010年底,燃料乙醇消費量占全國汽油消費量的比例,已經由過去不足20%上升到50%以上。同時我國也將采取各種措施來增加燃料乙醇的產量??梢姡剂弦掖夹袠I(yè)發(fā)展前景光明,具有相當?shù)耐顿Y潛力。

二、燃料乙醇的概述

1.燃料乙醇的含義

乙醇俗稱酒精,它以玉米、小麥、薯類、甜高粱等為原料,經發(fā)酵、蒸餾而制成。將乙醇進一步脫水再加上適量汽油后形成變性燃料乙醇。燃料乙醇中的無水乙醇體積濃度一般都達到99.5%以上,它是燃燒清潔的高辛烷值燃料,是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。

燃料乙醇再添加變性后,與無鉛汽油按一定比例混配成的乙醇汽油,是一種新型綠色環(huán)保型燃料。當乙醇混配比例在25%以內時,燃料可保持其原有動力性。它可以有效改善油品的性能和質量,降低一氧化碳、碳氫化合物等主要污染物的排放。它不影響汽車的行駛性能,還可以減少有害氣體的排放量。更重要的是,乙醇是太陽能的一種表現(xiàn)形式,在整個自然界大系統(tǒng)中,乙醇的生產和消費過程可形成無污染的閉路循環(huán)。

2.燃料乙醇的使用方法

乙醇既是一種化工基本原料,又是一種新能源。盡管目前已經有著廣泛的用途,但仍是傳統(tǒng)觀念的市場范圍。其現(xiàn)在的使用方法主要有兩種:一種以乙醇為汽油的“含氧添加劑”,這也是美國使用燃料乙醇的基本方法;二是用乙醇代替汽油,這是巴西較普遍采用的方法。未來乙醇作為基礎產業(yè)的市場方向將主要體現(xiàn)在三個方面:一是車用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。這就是我們傳統(tǒng)所說的燃料乙醇市場,也是近期的(10年內)容量相對于以后較小的市場(在我國約1000萬噸/年)。二是作為燃料電池的燃料。在低溫燃料電池諸如手機、筆記本電腦,以及新一代燃料電池汽車等可移動電源領域具有非常廣闊的應用前景,這是乙醇的中期市場(10―20年內)。乙醇目前已被確定為安全、方便、較為實用理想的燃料電池燃料。乙醇將擁有新型電池燃料30―40%的市場。市場容量至少是近期市場的5倍以上(主要是纖維原料乙醇);三是乙醇將成為支撐現(xiàn)在以乙烯為原料的石化工業(yè)的基礎原料。在未來二十年左右的時間內,由于石油資源的日趨緊張,再加上纖維質原料乙醇生產的大規(guī)模工業(yè)化,成本相對于石油原料已具可競爭性,乙醇將順理成章地進入石化基礎原料領域(如乙烯原料市場),很可能將最終取而代之。如果要做一個形象而夸張的比喻的話,二十世紀后半葉國際石油大亨的形象將在二十一世紀中葉為“酒精考驗”的乙醇大亨所替代。

3.燃料乙醇的特點

(1)可作為新的燃料替代品。

乙醇作為新的燃料替代品,可直接作為液體燃料,也可用于生產生物質燃料乙醇的主要原料來源或者同汽油混合使用,減少對不可再生能源――石油的依賴,保障國家能源的安全。

(2)辛烷值高,抗爆性能好。

作為汽油添加劑,可提高汽油的辛烷值。通常車用汽油的辛烷值一般要求為90、93或97,乙醇的辛烷值可達到111,所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,且乙醇對烷烴類汽油組分(烷基化油、輕石腦油)辛烷值調合效應好于烯烴類汽油組分(催化裂化汽油)和芳烴類汽油組分(催化重整汽油),添加乙醇還可以較為有效地提高汽油的抗爆性。

(3)減少礦物燃料的應用,以及對大氣的污染。

乙醇的氧含量高達34.7%,乙醇可以按較甲基叔丁基醚(MTBE)更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇,氧含量達到2.7%;如添加10%乙醇,氧含量可以達到3.5%。所以加入乙醇可幫助汽油完全燃燒,以減少對大氣的污染。使用燃料乙醇取代四乙基鉛作為汽油添加劑,可消除空氣中鉛的污染;取代MTBE,可避免對地下水和空氣的污染。另外,除了提高汽油的辛烷值和含氧量,使用乙醇汽油可以有效降低汽車尾氣對環(huán)境的污染,降低碳氫化合物和氮的氧化物的排放量。

(4)可再生能源。

若采用雅津甜高粱、小麥、玉米、稻谷殼、薯類、甘蔗、糖蜜等生物質發(fā)酵生產乙醇,其燃燒所排放的CO2和作為原料的生物源生長所消耗的CO2,在數(shù)量上基本持平。這對減少大氣污染及抑制溫室效應意義重大。

三、燃料乙醇的生產工藝

目前,燃料乙醇的生產方法有合成法和生物法兩種。由于近年來原油資源短缺及乙烯價格上升,所以合成法逐漸被生物法所取代。

生物法生產燃料乙醇大部分是以甘蔗、玉米、薯類和植物秸稈等農產品或農林廢棄物為原料經酶解糖化發(fā)酵制造的,其生產工藝有酶解法、酸水解法及一步酶法等。其生產工藝與食用乙醇的生產工藝基本相同,有所不同的是需要增加濃縮脫水后處理工藝,使乙醇的含量達到99.5%以上。脫水后制成的燃料乙醇再加入少量的變性劑就成為變性燃料乙醇,與汽油按一定比例調和就成為車用乙醇汽油。合成法是用纖維素、半纖維素、木素及其它生物體有機物,經過熱解合成氣(H2,CO),化學或酶催化或微生物發(fā)酵而合成乙醇。

在某些方面,化學法好比西藥,強烈、見效快,生物法好比中藥,溫和、見效慢。兩種方法“各有千秋”,其制約因素是成本和高效、廉價催化劑、酶和合適微生物的開發(fā)等關鍵技術。生物法具有選擇性、活性好、反應條件溫和等優(yōu)點,但原料利用率低、反應時間長、產物濃度低及酶、微生物活性易受影響且纖維素降解和單糖轉化所需酶、微生物適用于不同反應條件,不能很好耦合。而化學法具有原料利用率高、反應時間短、催化劑構成簡單、沒有嚴格反應條件限制等優(yōu)點,但為高溫、高壓過程,對設備要求高。

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四、燃料乙醇的經濟效益

生物質直接燃燒熱效率很低,只有10%左右,而將它們轉化成氣體或液體燃料(甲烷、氫氣、乙醇、丁醇、柴油等)熱效率可達30%以上,緩解了人類面臨的資源、能源、環(huán)境等一系列問題。其次,乙醇燃燒值僅為汽油2/3,但分子中含氧,用作汽油添加劑抗暴性能好、低排放,可提高其辛烷值2―3倍,還能使汽車動力性能增加等。

據推算,平均每3.3噸玉米可生產1噸燃料乙醇,而且生產只是利用玉米種的淀粉,玉米種的其他部分仍可綜合利用。如生產優(yōu)質的藥用添加劑、食品添加劑、專用飼料和農業(yè)復合肥等產品,由此可見燃料乙醇的生產成本比較低。巴西以甘蔗為原料生產燃料乙醇,成本價為每升0.2美元。美國以玉米為原料生產燃料乙醇,成本價為每升0.33美元。而且如谷物莖稈、稻草和木屑等廢料也可用來生產燃料乙醇,這樣就大大降低了燃料乙醇的生產成本。

除此之外,燃料乙醇還有一些明顯的關聯(lián)經濟效應。一方面,燃料乙醇有巨大的環(huán)保效應,這可以大大降低城市處理空氣污染的費用。另一方面,對于石化行業(yè)發(fā)展來說,燃料乙醇具有巨大的需求又是十分有利的。燃料乙醇的辛烷值是非常高的,可以提高油品質量和辛烷值。

五、燃料乙醇的發(fā)展前景和展望

燃料乙醇的生產正在由傳統(tǒng)的糧食釀造向生物加工過渡,所以它的發(fā)展前景是十分廣闊的。美國能源部資助用生物質廢料生產燃料乙醇的技術開發(fā),美國每年生產約2.8×108T的生物質廢料。如谷物莖稈、稻草和木屑等,開發(fā)將生物質廢料轉化為乙醇是生物質制乙醇工業(yè)持續(xù)發(fā)展的關鍵,美國Novozymes公司和NREL合作研發(fā)了將生物質(如玉米秸稈)中的纖維素轉化成葡萄糖,再發(fā)酵成燃料乙醇,這大大降低了燃料乙醇的生產成本。加拿大IOGEN公司與加拿大石油公司合作投產了世界上最大的,也是迄今唯一的用纖維素廢料生產乙醇的裝置,每年可將12000―15000T小麥等其他谷物莖稈轉化為3×106―4×106T燃料乙醇。這也將燃料乙醇的生產成本價降到了1.1美元/加侖,預計未來可減少到90美分/加侖。

我國由天冠集團和山東大學聯(lián)合攻關的纖維素酶科項目中試發(fā)酵試驗表明,酶活力及生產成本達到國內領先水平。該項目利用酶解法生產纖維素乙醇,具有反應條件溫和、環(huán)境污染小、裝置簡單等優(yōu)點。采用當今流行的液體深層通風發(fā)酵培養(yǎng),通過誘發(fā)育種和基因工程等方法,從提高酶活性降低生產成本著手,利用經濟實用的秸稈類物質作原料,使酶的發(fā)酵水平顯著提高,可望經過后續(xù)處理進行規(guī)?;a。

燃料乙醇作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點,符合中國能源替代戰(zhàn)略和可再生能源發(fā)展方向,技術上成熟安全可靠,在中國完全適用,具有較好的經濟效益和社會效益,成為普通汽油與柴油的替代品。燃料乙醇作為推動農業(yè)產業(yè)化的戰(zhàn)略產業(yè),必須依靠科技進步。在吸收國外成果和經濟的基礎上,加強燃料乙醇生產新技術研究、開發(fā)和副產物深度加工研究工作。

近年來,石油等礦物質日漸枯竭,油價進一步上漲,使燃料乙醇發(fā)展更重要,而且使燃料乙醇的價格有一定的上升空間。隨著石油等礦物質的枯竭與油價的大幅上升,以乙醇等能代替礦物質能源的新型能源供應多元化戰(zhàn)略已成為國家能源政治的一個方向。

參考文獻:

[1]劉全根.煉油設計.乙醇汽油的應用,2002.2.

[2]任波.乙醇汽油轉折[J].財經,2007,178:100-102.

[3]雷國光.用纖維質原料生產燃料乙醇是我國再生能源發(fā)展的方向[J].四川食品與發(fā)酵,2007,43,(135):39-42.

[4]路寬行.乙醇燃料:打開新能源之門?[J].經濟導報,2007,3013:30-31.

[5]貢長生,張龍.環(huán)境化學,2008,(1):222-228.

[6]郎曉娟,鄭風田,崔海興.中國燃料乙醇政策演變,2009.3.

[7]李志軍.中國生物工程雜志.生物燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀、問題與政策建議,2008.7.

[8]張智先.糧食論壇.國內燃料乙醇加工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,2010,(11).

[9]秦鳳華.燃料乙醇蒸蒸日上[J].中國投資,2007:38-41.

篇7

關鍵詞 新能源汽車;鋰離子電池;燃料電池;生物燃料

中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)172-0194-02

當下,我國汽車保有量增長快速,一方面導致對石油的需求量大幅增長,自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升,1993年尚處于原油凈出口國,1995年石油進口依存度則變?yōu)?.3%,2007年達到49%[ 1 ],2015年我國石油進口量超越美國,達到740萬桶/日,成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產和使用的過程中加重了環(huán)境污染,危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質量符合世界衛(wèi)生組織的標準,2014年國家減災辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災情,2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續(xù)出現(xiàn)重度污染天氣。因此迫于資源、環(huán)境的雙重壓力,開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新能源汽車已成為我國汽車產業(yè)的必然選擇。按照動力提供方式的不同,新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。

1 新能源汽車的分類

1.1 充電式電動汽車

充電式電動汽車以蓄電池為動力源,通過電機驅動,提供動力。這種汽車具有結構簡單、噪聲小、排放少、能量轉換效率高、適用范圍廣等等優(yōu)點。但其缺點也較多,比如過分依賴充電設施,充電時間長,續(xù)駛里程短,電池壽命短、制造成本較高等,因而在商業(yè)化的過程中困難重重。目前,研制經濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發(fā)展的關鍵性問題,經過20多年的研究發(fā)展,目前已開發(fā)出多種適用性較強的蓄電池,如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發(fā)展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數(shù)為3,是最輕的堿金屬元素,其化學特性十分活潑,易形成電荷密度很大的氦型離子結構。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應用的鉛酸電池的3倍,其在地殼中的蘊藏量第27位,可利用資源較豐富,因此有很大的發(fā)展前景。

以目前應用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例,鋰離子電池的工作原理如下:整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料,負極為碳素材料(常用石墨)。兩極之間為聚合物隔膜,一方面可分隔正負極,另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時,正極發(fā)生脫嵌,形成的鋰離子在電解液的幫助下,通過隔膜,進入負極碳層的微孔中,同時正極產生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時,鋰離子從負極碳層中脫嵌,又嵌回正極。

目前,歐洲、美國、日本等主要發(fā)達國家均斥巨資進行鋰電池技術的研發(fā),在中國由于國家新能源產業(yè)政策的推動鋰離子電池制造業(yè)也得到了篷勃發(fā)展,各種鋰離子電池技術不斷涌現(xiàn),生產商業(yè)化電動汽車用鋰離子電池的企業(yè)更是達到300家之多,但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”,過度依賴進口,因而生產成本難以下降,目前其價格3倍于鉛酸電池,因此,產品難以規(guī)?;a。近幾年來,我國鋰離子電池核心技術取得巨大突破,所有關鍵性材料均初步實現(xiàn)了自動生產,生產成本降幅較大,不少產品價格僅為剛面市的1/3左右,這與鉛酸電池相比,已形成明顯的性價比優(yōu)勢。鋰離子電池成本的下降,使得充電式電動汽車的商業(yè)化規(guī)?;a不再是一句空話。

1.2 燃料電池汽車

在諸多的新能源汽車中,燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術之一,可以說它對汽車工業(yè)發(fā)展的重要性,不亞于微處理器之于計算機業(yè)。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,不受卡諾循環(huán)的限制,能量利用率高達45%~70%,而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%~40%;燃料電池汽車最終排放物為H2O,幾乎不排放氮氧化物和硫化物,CO2排放量遠低于汽油的排放量(約其1/6)。

整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作,在一定程度上它很類似于汽油汽車,直接將燃料(常用H2、甲醇等等小分子燃料)注入貯存箱,即可獲得動力。根據所用電解質類型的不同分為五個大類,分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業(yè)中應用的多為聚合物電解質燃料電池,它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質,以離子交換的形式選擇性地傳導離子(H+,OH-),達到導電的目的[3]。工作時與直流電源相當,陽極作為電池負極,燃料在陽極發(fā)生氧化反應;陰極作為電池正極,氧化劑在陰極發(fā)生還原反應;反應生成的離子通過隔膜在電池內遷移,而電子則通過外電路對外做功輸出電能,整個體系形成回路。

燃料電池但其在商業(yè)化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決,比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜,因此生產成本極高;再如由于工作環(huán)境多為酸堿性較強的溶液,對部分元件具有一定的腐蝕性,因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發(fā)的成功,生產成本呈下降趨勢,燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間,但燃料電池大巴已經完全可以產業(yè)化。目前,國外生產一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右,若引入其核心部件及技術,采用國內人工生產,采用國內輔件及包裝,可將其成本降至100萬元左右,這一價格已與傳統(tǒng)大巴接近,如果我國能搶占先機,與行業(yè)內先進的外企緊密合作,加快研發(fā)核心技術,假以時日,燃料電池大巴完全可能成為我國經濟綠色增長的支柱產業(yè)。

1.3 燃氣汽車

燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應以天然氣為主要燃料。與常規(guī)燃油汽車相比,燃氣汽車的排放污染很小,鉛,CO排放量減少90%左右,碳氫化合物排放減少60%以上,氮氧化合物排放減少35%以上,且尾氣中無硫化物和鉛,因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本,一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油,營運過程中能使燃料費用下降50%左右;另一方面由于發(fā)動機采用天然氣做功,運行平穩(wěn)、無積碳,發(fā)動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油,維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點,比如由于存有大量高壓系統(tǒng)使用的零部件,安全系數(shù)及密封性要求高;天然氣汽車動力性比常規(guī)燃油下降約5%~15%;受到能源不可再生的約束限制;燃氣缸占地面積大等。

天然氣汽車工作時,高壓天然氣經過減壓調節(jié)器減壓后送到混合器中,與凈化后的空氣混合后,利用傳感器、動力閥和計算機調節(jié)混合氣的空燃比,以使燃燒更加充分,再經化油器通道進入發(fā)動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車,多采用氣/油混動改裝的形式,并于同年建造了第一座加氣站。發(fā)展迄今,我國已經加氣站近千座,改造汽車數(shù)十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升,各大城市均有部署,可見目前以氣代油,是最切實可行的一條新能源汽車之路。

1.4 生物燃料汽車

生物燃料汽車的創(chuàng)新之處在于從農林產品、工業(yè)廢棄物和生活垃圾中提取燃料,比如從玉米出發(fā)制備的汽車用乙醇燃料,利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統(tǒng)的石油燃料不同,它是一種可再生能源。近年來,生物燃料汽車得到了迅速發(fā)展,美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發(fā)展項目,目前使用生物柴油燃料的汽車己經累計運行1 600萬km;歐盟于2005年也推行法規(guī),要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%,2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求,且其運行中的排放污染也大大降低,以常規(guī)燃油汽車相關數(shù)據為分母,生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%,顆粒物約20%以下,CO和CO2排放量僅為10%,硫化物和鉛含量為0,同時,燃料燃燒較為徹底,對發(fā)動機的維護保養(yǎng)要求低[4]。

盡管生物燃料有較多的優(yōu)點,但其發(fā)展遇到難以克服的瓶頸。第一,產能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國,據有關資料顯示,即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料,也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產品,只能將其少量產品用于生產生物燃料。在我國,若能將農業(yè)副產品秸桿加以利用,則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二,耗水量太大。生物燃料主要來源于農業(yè),每年農業(yè)消耗掉的水資源高達70%,若將其產品大量用于制造燃料,往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列,用大量的水換回少量燃料,只能說看上去很美,實際操作性較低。第三,存在與糧爭地的問題,生物燃料的推廣已經造成美國和墨西哥玉米價格上漲,并可能導致發(fā)展中國家糧食短缺,因此有業(yè)內人士指出使用糧食生產生物燃料是“反人類的罪行”。

2 結論

當下,我國新能源汽車產業(yè)迎來了篷勃發(fā)展的大好機遇。但由于多數(shù)新能源汽車造價過高,許多關鍵技術還未完全攻克,而且配套基建設施遠不足以支撐行業(yè)的發(fā)展,這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業(yè)的良性發(fā)展。從我國新能源汽車近幾年發(fā)展的態(tài)勢來看,目前還難以實現(xiàn)大規(guī)模的量產。從價格方面來看,新能源汽車的造價普遍高于傳統(tǒng)汽車,如果國家不提高購車補助,很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術角度來看,我國的電池、燃料等相關技術的研發(fā)才剛剛起步,遠遠落后歐美等發(fā)達國家。從配套設施角度來看,我國目前的配套設施基本處于空白狀態(tài),比如很多城市未建設電動車充電站,如果不能及時充電,電動車無法前行,這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重,但從國家對汽車工業(yè)的發(fā)展部署來看,發(fā)展新能源汽車己經被確定為汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向。因此,我國汽車企業(yè)和相關科研機構必須抓住機遇,在提高自身實力的同時,推動我國新能源汽車產業(yè)的迅速發(fā)展。

參考文獻

[1]國務院發(fā)展研究中心產業(yè)經濟研究部,等.中國汽車產業(yè)發(fā)展報告(2009)[M].北京:社會科學文獻出版社,2009.

[2]中國石油新聞中心.“中國成為最大石油進口國”意味著什么[EB/OL].[2015-05-19(7):59].http://pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.

篇8

[關鍵詞] 生物質電廠;燃料;皇竹草;組織模式

[作者簡介] 劉毅,中國能源建設集團廣東省電力設計研究院工程師,研究方向:熱能與動力,廣東 廣州,510663

[中圖分類號] S216 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723(2013)06-0019-0003

生物質發(fā)電主要利用在農林業(yè)生產中產生的廢棄物作為發(fā)電燃料,是一項具有廣闊發(fā)展前景的可再生能源產業(yè)。根據2005年國家頒布實施的《中華人民共和國可再生能源法》,可再生能源被列為能源發(fā)展的優(yōu)先領域,是國家大力推動的能源產業(yè)。同時,在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》中,生物質發(fā)電也被列為能源領域中重點開發(fā)利用的技術,并作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著石油、煤、天然氣等資源日益枯竭,生物質發(fā)電將越來越受到重視,在未來的應用將越來越廣泛。

從目前國內已建成的生物質電廠運行情況來看,多數(shù)電廠在燃料的收集、運輸和儲存過程中均存在難題。特別是50MW的大型機組,燃料組織環(huán)節(jié)的問題已成為制約電廠生存與發(fā)展的關鍵因素。針對這種情況,本文提出一種新型的燃料組織模式:種植皇竹草作為原料。通過對這種新型燃料組織模式的探討,筆者希望能為以后的生物質電廠燃料系統(tǒng)的設計提供一種新思路。

一、傳統(tǒng)的燃料組織模式

生物質電廠的燃料一般采用在農林業(yè)生產中產生的廢棄物,如秸稈、鋸末等。這些燃料具有密度小、熱值低、分布范圍廣等特點,且具有季節(jié)性。一個容量為2×50MW的生物質電廠每年所需燃料量大約為60×104t,燃料收集半徑大約為30~60km,根據各地資源分布情況不同而有所差異。

目前最常見的燃料組織模式大致分為以下幾個步驟:a)從農戶處收集燃料;b)在廠外收儲站對收集到的燃料進行切碎、打包等再處理;c)將處理好的燃料運輸至場內儲料場儲存。

而為了降低電廠的初始投資及管理難度,減少電廠的人員,并兼顧燃料供應安全性,降低風險,大多數(shù)電廠的燃料組織都是采用電廠自主組織完成和由當?shù)氐霓r戶或經紀人組織完成相結合的方式,只是在各自完成的比例上有所差異。

二、燃料組織過程中的常見問題

(一)燃料收集困難

首先,農林業(yè)生產具有很強的季節(jié)性,在農林作物未收獲的時段,將會產生燃料供應不足的問題。其次,生產過程中產生的廢棄物的所有權分屬千家萬戶,在收集過程中電廠要與收集半徑內的多個農戶個體或經紀人打交道,工作量非常大。再次,電廠作為需方,缺乏對供方的約束力,有時甚至還會出現(xiàn)農戶單方面漲價或突然停止提供燃料的情況。最后,農戶對燃料的收集主要是以人力為主,效率低下,導致其積極性不高。上述因素都會導致燃料收集困難。

(二)燃料運輸成本高

我國農村地區(qū)實行土地承包責任制,少有機械化集中生產,人均耕地面積少,導致燃料分布零散,運輸工作量大,成本高。無論是電廠挨家挨戶去收取,還是由農戶各自送貨上門,運輸成本最終都會反映到燃料成本上。即使設置廠外收儲站,也只能使運輸成本高的問題有所緩解,而無法得到根本改觀。

(三)燃料質量難以保證

目前生物質電廠普遍采用爐排爐和循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐對燃料含水率的設計值一般在20~30%。但農戶均采用自然風干的辦法對燃料進行處理,最終含水率一般在30%以上。有時由于風干時間不夠長,含水率甚至會遠超30%。同時,在燃料收集過程中,由于不可能做到每戶每次都詳細檢測,農戶往燃料中摻水摻石塊的事情時有發(fā)生。

含水率過高會導致燃料在儲存時易發(fā)酵、自燃,從而產生安全隱患,而且在進入爐膛燃燒時會增加鍋爐排煙損失,使鍋爐效率下降。往燃料中摻石塊則可能會損壞解包機、給料機等上料設備。

(四)燃料供應的安全性難以保證

生物質燃料具有密度小、體積大的特點,因此儲存設施占地大,儲量卻很少。而出于成本控制方面考慮,儲存設施的容積也會受到一定的限制。

但是在燃料的組織過程中,存在諸多經常遇到且難以回避的困難。例如,燃料供應的季節(jié)性影響、燃料收購的價格上漲、電廠與農戶之間產生糾紛、惡劣的氣候因素影響等。當這些因素的影響超過廠內和廠外儲存設施的緩沖承受能力時,電廠將不可避免地遭遇“無米下鍋”的尷尬情景。

據筆者了解,國內的生物質電廠曾出現(xiàn)過多例因燃料供應緊張,燃料收購價格在短時內大幅上漲的事件,甚至還曾有電廠因為缺少燃料而被迫停機。

三、新型燃料組織模式

為了電廠長期安全穩(wěn)定運行,避免出現(xiàn)以上問題,國內某生物質電廠工程正在嘗試采用一種新型的燃料組織模式。該電廠主要采用在電廠周邊50km范圍內種植的皇竹草作為燃料,同時也可以收集該半徑內的各類農林業(yè)廢棄物作為燃料。

電廠規(guī)模為2×50MW機組,年利用小時按6000h計,年消耗燃料量折合成含水率10%的皇竹草約為48×104t。

(一)皇竹草的特性

皇竹草是我國從南美洲哥倫比亞引進的高產量優(yōu)質牧草,其植株高大,根系發(fā)達,為多年生植物,主要繁殖方式為無性繁殖,適宜種值于各種類型的土壤,并具有很強的耐酸性和抗干旱能力?;手癫菪誀罱橛谳度斉c高粱之間,其外形和生長形態(tài)類似甘蔗,但中空,節(jié)間較脆嫩,屬于軟質秸稈。

皇竹草最適宜在熱帶和亞熱帶氣候條件下生長,而且對氣溫條件的適應性較強,在靠近北方的地區(qū)也可以種植,但是溫度較低會抑制其生長。在我國南方地區(qū)種植皇竹草生長周期短,收獲期長,春季栽植后2~3個月即可收割,每年可收割4~6次,栽植一次可連續(xù)收割6~7年,每畝每年可產鮮草達25t。

皇竹草鮮草含水量為75%左右,除去水分,主要成分為纖維素、木質素和半纖維素,占固體物料總重量的80%以上。除此之外,還含有蛋白質、脂類、灰分、果膠、低分子的碳水化合物等。對含水率10%的皇竹草進行元素分析,結果表明,在同等含水率基礎上,其熱值低于樹枝、鋸末的熱值,而與水稻、玉米秸稈等大多數(shù)生物質的熱值相當。

(二)種植模式及規(guī)模

該電廠所在地區(qū)為經濟欠發(fā)達的山區(qū),有大量山坡地可用來種植皇竹草。項目公司計劃利用山坡荒地共約15×104畝,由當?shù)卣龑мr戶種植,項目公司負責技術支持和技術服務,并回購收獲的皇竹草作為電廠的燃料。

依靠種植,這些荒地年產皇竹草鮮草最高可達375×104t,折合含水率10%的干草約為105×104t,作為電廠的主要燃料。同時在周邊地區(qū)收集當?shù)氐霓r林廢棄物,每年約26×104t,可作為補充,滿足電廠需要。

(三)燃料組織模式

該電廠的燃料組織模式策劃為:項目公司+政府+燃料公司+經紀人+農戶。首先,項目公司和當?shù)卣炗嗧椖亢献鲄f(xié)議書,政府在政策上給予大力支持,對當?shù)剞r戶的種植予以科學引導。然后,由項目公司組建燃料公司,同時發(fā)動并培育一批當?shù)氐慕浖o人,并在每一個種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)為電廠配套建設燃料收儲站(約20個)。

農戶種植皇竹草可以采用兩種模式,一種是自己承包土地種植,將收獲的產品賣給燃料公司;另一種則由經紀人承包土地,農戶受其雇傭進行種植。

皇竹草收獲后,就地進行晾曬,然后由農戶自行送至電廠或廠外收儲站,或者由燃料公司或經紀人上門收取。收集到燃料后,合格的直接入庫儲存,需要再處理的則經過切碎、脫水等處理之后再入庫儲存。

電廠設置20個廠外收儲站和1個廠內儲料場,共可滿足2臺機組65天的燃料量。

(四)優(yōu)點及缺點

這種新型的燃料組織模式有自己獨特的優(yōu)點:a)農戶或經紀人可以承包大面積的土地進行種植,燃料的分布變得比較集中,收集工作比較容易;b)燃料產地集中,使運輸工作量和成本大大降低;c)電廠收購燃料需面對的對象較少,可以建立起規(guī)模較大的長期、穩(wěn)定的合作關系,而且可以在收購時進行抽檢,都有助于保證燃料的質量;d)皇竹草的種植有當?shù)卣晚椖抗窘M織和引導,有利于維持燃料市場的穩(wěn)定、有序?;手癫莸纳L受季節(jié)的影響要比其它農作物小得多,通過合理調配收割時間,燃料供應可以做到全年無間斷。這些都是電廠燃料供應安全性的有力保障。

以上是新型燃料組織模式的優(yōu)點,但任何事物都具有兩面性,這種模式也有一些缺點:a)皇竹草的種植需要大面積的土地,同時農戶的利益也需要擔保,這些都需要政府部門的積極參與和大力支持,而且項目實施的初始階段難度較大;b)該模式具有一定的地域性限制,較適合在南方地區(qū)進行。因為皇竹草雖然對氣溫條件的適應性較強,但是越靠近北方其產量越低,該模式的經濟性越差;c)該模式尚未經過工程實際檢驗,擬采用該模式的生物質電廠尚處于可行性研究報告審查通過的階段,在以后的項目實施階段是否會遇到新的困難尚未可知。

四、結 語

因為篇幅的關系,本文僅在技術層面對新型燃料組織模式和傳統(tǒng)燃料組織模式進行對比分析,未再在經濟性方面進行探討。

本文提出的這種新型的生物質電廠燃料組織模式從技術上來說完全可行,而且可以明顯改善甚至解決一些在傳統(tǒng)的燃料組織過程中無法回避的難題。但是它也有自己不可忽視的缺點,希望能有后來者繼續(xù)這個課題,找到能夠改善的辦法。

[參考文獻]

[1]GB 50762-2012, 秸稈發(fā)電廠設計規(guī)范[S].

[2]徐曉云. 生物質電廠燃料運輸、貯存及輸送系統(tǒng)的設計研究[J].電力技術, 2010,19(6).

[3]文科. 大型生物質電廠燃料收儲運系統(tǒng)工程應用分析[J].廣西電力, 2011,34(6).

[4]陸濤. 生物質電站收儲運系統(tǒng)在農墾環(huán)境下的應用[J].可再生能源, 2011,29(5).

篇9

生物質能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,最有可能成為21世紀主要的新能源之一。據估計,植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍;而作為能源的利用量還不到其總量的l%。

生物質能源是人類利用最早、最多、最直接的能源,至今,世界上仍有15億以上的人口以生物質作為生活能源。生物質燃燒是傳統(tǒng)的利用方式,不僅熱效率低下,而且勞動強度大,污染嚴重。通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,生產各種清潔燃料,替代煤炭、石油和天然氣等燃料生產電力。而減少對礦物能源的依賴,保護國家能源資源,減輕能源消費給環(huán)境造成的污染。

目前,世界各國尤其是發(fā)達國家,都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質能利用技術(如生物質液體燃料、生物質能熱裂解氣化等),保護本國的礦物能源資源,為實現(xiàn)國家經濟的可持續(xù)發(fā)展提供根本保障。

我國政府及有關部門對生物質能利用極為重視,國家科委已連續(xù)在國家五年計劃中將生物質能技術的研究與應用列為重點研究項目,取得了可觀的社會效益和經濟效益。

盡管生物質能產業(yè)發(fā)展前景巨大,但發(fā)展生物質能產業(yè)需要形成一個完整的產業(yè)鏈,這樣才可產生綜合經濟效益,而目前國內這種產業(yè)鏈遠未形成,市場發(fā)育不成熟、技術水平落后、政府對產業(yè)的管理不到位等問題的嚴重制約,亟需突破發(fā)展“瓶頸”。

在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》中指出,今后15年,我國在生物質能方面將重點發(fā)展農林生物質發(fā)電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發(fā)電、生物固體成型燃料技術四大領域,開拓農村發(fā)展新型產業(yè),為農村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開辟新渠道。到2020年,我國生物質能源消費量有望占到整個石油消費量的20%。

“十一五”時期生物質能轉化為電能,正面臨著前所未有的發(fā)展良機。國家電網公司擔任大股東的國能生物質發(fā)電公司目前已有19個秸稈發(fā)電項目得到主管部門批準,大唐、華電、國電、中電等集團也紛紛加入,河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省份的100多個縣、市開始投建或簽訂秸稈發(fā)電項目。

生物質能源作為我國在未來世紀可持續(xù)能源重要部分之一,2007絕對是一個新“招”頻出、具有劃時代意義的一年。

項目名稱:生物質熱解新技術

及成套裝置

項目簡介:該項目在國內首次提出兩段式氣化爐與高壓靜電捕焦器相結合工藝,氣化效率高、燃氣熱值高、焦油含量低、碳轉換率高,技術先進,具有創(chuàng)新性。

項目負責:綿陽通美能源科技有限公司。

意義:對解決農民增收、農村秸稈無組織焚燒帶來環(huán)境污染、可再生能源的應用等問題具有很好的示范和推廣意義,應用前景廣闊。

項目名稱: 能糖兼用品種

甘蔗清汁生產酒精

項目簡介:以農業(yè)部甘蔗生理生態(tài)與遺傳改良重點開放實驗室選育的、具有高糖分抗逆性強蔗汁組分適用于發(fā)酵特點的能糖兼用的優(yōu)良品種甘蔗為原料,采用甘蔗清汁發(fā)酵酒精的清潔生產新工藝,排除甘蔗混合汁中影響正常發(fā)酵的非糖分膠體物質及固體懸浮物,防止其經高溫蒸餾形成難降解的化合物。

甘蔗清汁發(fā)酵酒精的清潔生產新工藝可進行高濃度蔗汁發(fā)酵,提高發(fā)酵效率,縮短發(fā)酵時間,降低物耗成本7%,并且新工藝產生的酒精廢液具有較好生物可降解性,經常規(guī)生物處理可達標排放,解決生物質原料發(fā)酵生產酒精的廢液污染的難題。甘蔗清汁發(fā)酵酒精的清潔生產新工藝副產物蔗渣可作為制紙漿原料或燃料發(fā)電;蔗汁的濾渣可作為有機肥料;廢酵母回收為高蛋白飼料,做到綜合利用,清潔生產。

項目負責:福建師范大學。

意義:形成以甘蔗為原料的糖加工業(yè)和燃料乙醇產業(yè)的互動,形成合理的糖能產業(yè)結構,改變我國由于糖料生產長期起落不定,蔗農生產不穩(wěn)定的局面,為蔗區(qū)經濟注入新活力,實現(xiàn)良性可持續(xù)發(fā)展。

項目名稱: 家用生物質顆粒燃料爐

項目簡介:該成果對生物質成型顆粒燃燒動力學特性進行了試驗研究和理論分析,分析了生物質成型顆粒燃料的燃燒動力學特性。在此基礎上,針對生物質燃料揮發(fā)分高、燃點低的特點,研究設計出專門燃用生物質顆粒燃料的氣化燃燒炊事爐具。采用氣化、燃燒一體化技術,大大提高了生物質顆粒燃料的燃燒效率,爐具燃燒穩(wěn)定性較好,火力強、火力可調。經河南省節(jié)能及燃氣具產品質量監(jiān)督檢驗站檢測,系統(tǒng)的各項技術性能符合河南省科學院能源研究所企業(yè)標準Q/HKN002-2005《家用生物質顆粒燃料爐》的要求。

項目負責: 河南省科學院能源研究所。

意義:該燃料爐立足于農村現(xiàn)有的生物質能資源,為城市、農村生活用能及工業(yè)用能提供了一種既環(huán)保又經濟、安全的綠色消費方式,是現(xiàn)行節(jié)柴灶、節(jié)煤爐的更新?lián)Q代產品,廣泛適用于廣大農村地區(qū)生活炊事用能。

項目名稱: 摻燒20萬噸/年

秸稈發(fā)電技術

項目簡介:該技術針對目前電廠常用的中溫中壓、高溫高壓煤粉爐,在不改變原有鍋爐爐膛結構的情況下,將秸稈和煤粉兩種原料經自通道進入爐膛,通過專用燃燒器撞擊塊的作用,均勻調節(jié)秸稈燃燒器,既可作為煤粉燃燒器,又可作為專用摻燒秸稈燃燒器使用,設計合理;通過調整燃燒器的配風,確保了鍋爐正常切圓燃燒工況;設計的秸稈輸送系統(tǒng),較好地解決了秸稈物料易堵塞等問題;采用PIC技術,實現(xiàn)了系統(tǒng)自動控制。

項目負責: 河南省輝縣市光泰熱電有限責任公司。

意義:經實際生產運行表明,設備運行穩(wěn)定可靠,當秸稈摻燒比例達40%時,每年可節(jié)約10萬噸標準煤,并可增加農民收入,減少發(fā)電廠二氧化硫排放,具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益。

項目名稱: 生物質催化制氫

及液體燃料研制

項目簡介:本項目廣泛對木粉、木塊、秸稈和稻殼等不同生物質原料進行制氫和合成甲醇、二甲醚等液體燃料的實驗研究。在生物質制氫方面,以各種生物質廢棄物為原料,將流化床和固定床聯(lián)合使用,并分別使用流態(tài)化催化劑白云石和固定床用鎳基催化劑進行生物質催化制氫的研究。生物質經催化氣化和焦油裂解后,其富氫燃氣成分達到氫氣/一氧化碳為2.8~3,合成氣(氫氣、一氧化碳和二氧化碳)比例達到90%以上。最高氣體產率達到3.31 Nm /kg biomass,最高氫產率達到130.28氫氣/kg biomass,最高氣化效率已經達到了85%的預期目標。

通過催化劑的研制,已實現(xiàn)焦油裂解率大于80%。為實現(xiàn)生物質富氧氣化,降低生物質燃氣中的氮氣含量,還成功研制了集生物質氣化、焦油催化裂解和余熱利用于一體的新型下吸式氣化爐,使生物質燃氣質量得到較大提升。在生物質合成液體燃料方面,已打通了氣化、焦油催化裂解、合成氣重整和增壓合成甲醇、二甲醚燃料等過程一體化的工藝流程,并研制出超穩(wěn)固熔體生物質合成氣重整催化劑,連續(xù)300小時重整測試未檢測到積碳。還建立了生物質處理量為10公斤/小時的合成氣造氣與凈化系統(tǒng),并解決了合成氣連續(xù)長時間脫硫、脫氯和脫氧問題,實現(xiàn)了常壓生物質氣化過程與高壓二甲醚合成過程的銜接,達到預期的合成燃料工藝目標。

項目負責:中國科學院廣州能源研究所。

意義:建成固定床甲醇、二甲醚合成系統(tǒng)、漿態(tài)床二甲醚合成系統(tǒng),實現(xiàn)生物質合成氣合成二甲醚的一氧化碳單程轉化率達到80%以上,二甲醚空時產率達1.5 t/m /h以上,二甲醚選擇性達到90%以上。實現(xiàn)了通過引入甲烷來調變生物質合成氣化學當量比的工藝,解決了生物質合成氣缺氫、富二氧化碳的缺陷,避免了過量二氧化碳的分離,生物質轉化為有用合成氣的碳轉化率達到90%以上。

項目名稱: 高效多物質

環(huán)保型煤氣發(fā)生爐

項目簡介:該產品采用電子脈沖技術,無風壓灶芯、高效離心干濕多級凈化防塵除焦系統(tǒng),無煙、無塵,自然風配比科學;該產品在熱交換方面,在氣化和熱能源轉換的過程中(采暖)進行二次燃燒,通過熱交換器吸收煤氣的余熱進入發(fā)生爐通道,進行二次加熱交換,并通過補氧化裝置,集中進入爐膛內補氧。

項目負責: 鄭州金土地能源科技有限公司。

意義:該項目順應世界清潔燃料發(fā)展方向,高效多物質環(huán)保型煤氣發(fā)生爐的使用,極大程度的降低了用戶生活成本,是一種新型、節(jié)能、環(huán)保,高效產品,避免了能源浪費,保護了生態(tài)環(huán)境。

項目名稱: 50kW生物質

氣化發(fā)電機組

項目簡介:采用下吸式生物質氣化爐將生物質氣化轉化為燃氣,在經過必要的清洗和凈化處理,提高燃氣質量,通過儲氣柜和管網送至用戶家中和燃氣發(fā)電機組進行炊事和發(fā)電之用,實現(xiàn)氣電聯(lián)產。

該項目設計了下吸式生物質氣化爐喉部尺寸和結構,合理選擇了生物質氣化的當量比,提高了反應區(qū)的溫度及其均勻性,使產出氣中絕大部分焦油在穩(wěn)定的高溫炭層發(fā)生二次裂解反應,在相當程度上減少了生物質氣化爐產出氣中的焦油含量并提高氣化爐對原料的適應性;選擇價格低廉且資源廣泛的石灰石作為催化劑應用于生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)的實際運行過程中,進一步減少了產出氣中的焦油含量;對生物質氣化產出氣凈化設備進行了合理設計及優(yōu)化組合,無二次污染;通過生物質氣化機組與燃氣發(fā)電機組的合理匹配,提高了系統(tǒng)的整體效率;掌握了固定床生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)的設計方法,達到了應用推廣的要求;實現(xiàn)以我國豐富的秸稈等生物質廢棄物為原料、以農村和小型企業(yè)為服務對象的小型能源系統(tǒng)并且形成適合我國國情、具有特色的生物質能源的技術路線。

項目負責: 遼寧省能源研究所。

意義:以糧谷加工企業(yè)或木材加工企業(yè)為單位,利用當?shù)氐霓r業(yè)廢棄物或木材加工邊角料為原料的小型生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)的研究和應用,具有投資少、見效快并且易于操作和管理等特點,在未來一段時間內,將具有一定的優(yōu)越性。

項目名稱:利用藻類熱解制備

生物質液體燃料

項目簡介:該課題研究獲得了高脂肪含量的異養(yǎng)小球藻細胞,使其脂類化合物含量增加了4倍多,達細胞干重的55%。利用這些高脂肪含量的異養(yǎng)藻快速熱解獲得高產量的生物油,獲得了57.9%(藻干重)的產油率,是自養(yǎng)藻細胞產油率(16.6%)的3.4倍。利用異養(yǎng)轉化獲得的高脂肪含量的異養(yǎng)藻細胞進行快速熱解不僅獲得高產量,而且獲得了高品質的生物油。異養(yǎng)藻細胞的生物油熱值高達41 MJ kg-1,分別是木材生物油和自養(yǎng)藻生物油的2倍和1.4倍。與木材或農作物秸稈生物油和自養(yǎng)藻生物油相比,異養(yǎng)藻細胞的生物油具高熱值(41 MJ kg-1)、低密度(0.92 kg l-1)、低粘度(0.02 Pa s)的特點。這些特征與化石燃油相當,其應用價值更高。另外,與高等植物相比,藻類具有生長繁殖快、生長周期短、光合作用效率高、不占用耕地、可大規(guī)模自動化控制培養(yǎng)(生產)等優(yōu)勢;另外藻類細胞內的脂肪和蛋白質含量高于高等植物,其裂解油產率和質量將大大高于一般的高等植物,如木材和農作物秸稈等生物質資源,因此研究成果的應用前景好。

篇10

新能源是未來世界的主體能源,一國新能源產業(yè)的發(fā)展好壞將直接影響其在世界經濟中的地位。發(fā)展替代能源,實現(xiàn)傳統(tǒng)能源和新能源之間的替代是解決當前世界能源供需瓶頸、供需結構性矛盾以及減輕環(huán)境壓力的有效途徑,也是世界可持續(xù)性發(fā)展的基本保障。

中國正在積極開發(fā)水電、核電,鼓勵發(fā)展太陽能、生物質能等可再生能源,積極開發(fā)利用地熱能和海洋能。據中國新能源網預測,到2020年,中國可再生能源比重可以從目前的7%左右提高到16%左右;2035~2040年,這一比重將占到一次能源總量的25%以上。

二、中國新能源行業(yè)發(fā)展態(tài)勢

1 我國能源消費現(xiàn)狀分析

中國能源消費結構中,石油所占比例由2001年27.6%、2002年24.62%下降到2003年23.36%、2004年22.26%、2005年21.60%、2006年21.1%,天然氣所占比例由2001年2.96%、2002年2.71%下降到2003年2.50%、2004年2.53%,繼而上升至2005年2.8%和2006年3.0%,所占比例仍均低于世界平均水平和主要能源消費國的一般水平,而煤炭在一次能源消費的比例竟達70%,遠遠超過全球的平均水平(28%),而且,今年來有逐步上升的趨勢。主要原因是相對油氣資源我國煤炭資源相對豐富,而且,相對工業(yè)國家我國過去對使用高污染的煤炭幾乎沒有環(huán)保的政策限制和外部成本合算。

2 新能源產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

(1)新能源行業(yè)的介定

新能源是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。它的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內部伸出所產生的熱能。包括了太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產生的能量。

一般地說,常規(guī)能源是指技術上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。相對于常規(guī)能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氧氣等。

(2)我國可再生能源發(fā)展存在的問題

①政策及激勵機制欠缺

在現(xiàn)有技術水平和政策環(huán)境條件下,除了水電和太陽能熱水器有能力參與市場競爭外,大多數(shù)可再生能源開發(fā)利用成本高,再加上資源分散、規(guī)模小、生產不連續(xù)等特點,在現(xiàn)行市場規(guī)則下缺乏競爭力,需要政策扶持和激勵。目前,國家支持風電、生物質能、太陽能等可再生能源發(fā)展的政策體系還不夠完整,經濟激勵力度弱,相關政策之間缺乏協(xié)調,政策的穩(wěn)定性差,沒有形成支持可再生能源持續(xù)發(fā)展的長效機制。

②市場保障機制還不夠完善

長期以來,我國可再生能源發(fā)展缺乏明確的發(fā)展目標,沒有形成連續(xù)穩(wěn)定的市場需求。雖然國家逐步加大了對可再生能源發(fā)展的支持力度,但由于沒有建立起強制性的市場保障政策,無法形成穩(wěn)定的市場需求,可再生能源發(fā)展缺少持續(xù)的市場拉動,致使我國可再生能源新技術發(fā)展緩慢。

③技術開發(fā)能力和產業(yè)體系薄弱

除水力發(fā)電、太陽能熱利用和沼氣外,其它可再生能源的技術水平較低,缺乏技術研發(fā)能力,設備制造能力弱,技術和設備生產較多依靠進口,技術水平和生產能力與國外先進水平差距較大。同時,可再生能源資源評價、技術標準、產品檢測和認證等體系不完善,人才培養(yǎng)不能滿足市場快速發(fā)展的要求,沒有形成支撐可再生能源產業(yè)發(fā)展的技術服務體系。

3 我國新能源行業(yè)發(fā)展展望

(1)水電

今后水電建設的重點是金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、黃河上游和怒江等重點流域,同時,在水能資源豐富地區(qū),結合農村電氣化縣建設和實施“小水電代燃料”工程需要,加快開發(fā)小水電資源。到2010年,全國水電裝機容量達到1.9億千瓦,其中大中型水電1.2億千瓦,小水電5000萬千瓦,抽水蓄能電站2000萬千瓦;到2020年,全國水電裝機容量達到3億千瓦,其中大中型水電2.25億千瓦,小水電7500萬千瓦。

(2)生物質能

重點發(fā)展生物質發(fā)電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。到2010年,生物質發(fā)電總裝機容量達到550萬千瓦,生物質固體成型燃料年利用量達到100萬噸,沼氣年利用量達到190億立方米,增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬噸,生物柴油年利用量達到20萬噸。到2020年,生物質發(fā)電總裝機容量達到3000萬千瓦,生物質固體成型燃料年利用量達到5000萬噸,沼氣年利用量達到440億立方米,生物燃料乙醇年利用量達到1000萬噸,生物柴油年利用量達到200萬噸。

(3)風電

①到2010年,全國風電總裝機容量達到500萬千瓦。重點在東部沿海和“三北”地區(qū),建設30個左右10萬千瓦等級的大型風電項目,形成江蘇、河北、內蒙古3個100萬千瓦級的風電基地。建成1~2個10萬千瓦級海上風電試點項目。

②到2020年,全國風電總裝機容量達到3000萬千瓦。在廣東、福建、江蘇、山東、河北、內蒙古、遼寧和吉林等具備規(guī)模化開發(fā)條件的地區(qū),進行集中連片開發(fā),建成若干個總裝機容量200萬千瓦以上的風電大省。建成新疆達坂城、甘肅玉門、蘇滬沿海、內蒙古輝騰錫勒、河北張北和吉林白城等6個百萬千瓦級大型風電基地,并建成100萬千瓦海上風電。

(4)太陽能

發(fā)揮太陽能光伏發(fā)電適宜分散供電的優(yōu)勢,在偏遠地區(qū)推廣使用戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)或建設小型光伏電站,解決無電人口的供電問題。在城市的建筑物和公共設施配套安裝太陽能光伏發(fā)電裝置,擴大城市可薦生能源的利用量,并為太陽能光伏發(fā)電提供必要的市場規(guī)模。為促進我國太陽能發(fā)電技術的發(fā)展,做好太陽能技術的戰(zhàn)略儲備,建設若干個太陽能光伏發(fā)電示范電站和太陽能熱發(fā)電示范電站。到2010年,太陽能發(fā)電總容量達到30萬千瓦,到2020年達到180萬千瓦。

(5)其它可再生能源

積極推進地熱能和海洋能的開發(fā)利用。合理利用地熱資源,推廣滿足環(huán)境保護和水資源保護要求的地熱供暖,供熱水和地源熱泵技術,在夏熱冬冷地區(qū)大力發(fā)展地源熱泵,滿足冬季供熱需要。在具有高溫地熱資源的地區(qū)發(fā)展地熱發(fā)電,研究開發(fā)深層地熱發(fā)電技術。在長江流域和沿海地區(qū)發(fā)展地表水、地下水、土壤等淺層地熱能進行建筑采暖、空調和生活熱水供應。到2010年,地熱能年利用量達到400萬噸標準煤,到2020年,地熱能年利用量達到1200萬噸標準煤。到2020年,建成潮汐電站10萬千瓦。