生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀范文
時(shí)間:2023-12-29 17:44:52
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篇1
關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能源;利用現(xiàn)狀;技術(shù)開發(fā);政策建議
中圖分類號:P754.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
自20世紀(jì)70年代以來,全球氣候變暖和日益突出的能源危機(jī)為生物質(zhì)能源發(fā)展提供了契機(jī)。現(xiàn)代生物質(zhì)能利用是指借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段,通過一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,為人類生產(chǎn)、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品。生物質(zhì)能技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學(xué)家的關(guān)注。許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計(jì)劃,如日本的陽光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計(jì)劃等,其中生物質(zhì)能源的開發(fā)利用占有相當(dāng)?shù)谋戎亍,F(xiàn)代生物質(zhì)能源利用技術(shù)的開發(fā)對替代或部分替代化石能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、我國生物質(zhì)能源開發(fā)利用現(xiàn)狀
生物質(zhì)能指秸稈、雜草、林木和動植物體及其排泄物等含有的能量。生物質(zhì)能的利用有多種方法,如直接燃燒發(fā)電、微生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、生物發(fā)酵制取燃料乙醇,油料作物直接利用和制取生物柴油等。我國有豐富的生物質(zhì)資源,近兩年,生物質(zhì)能源在我國受到越來越多的關(guān)注,生物質(zhì)能源利用也取得很大成績,生物質(zhì)能源利用技術(shù)體系和生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系逐步形成。
1.沼氣產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模
沼氣利用是我國發(fā)展歷史最長、產(chǎn)業(yè)最為成熟的生物質(zhì)能利用產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年的研發(fā)和推廣,戶用沼氣已形成較完善的產(chǎn)業(yè)鏈,沼氣池不僅壽命達(dá)到20年,且形成了具有地域特色的沼氣綜合利用模式.我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結(jié)合的“四位一體”沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,中部地區(qū)以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式,南方建立的“豬-果”模式,以及其他地區(qū)因地制宜建立的“養(yǎng)殖-沼氣”、“豬-沼-魚”和“草-牛-沼”等模式,都是以農(nóng)業(yè)為龍頭,以沼氣為紐帶,對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。沼氣發(fā)酵綜合利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建立使農(nóng)村沼氣和農(nóng)業(yè)生態(tài)緊密結(jié)合,是改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的有效措施,也是發(fā)展綠色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的有效途徑,充分實(shí)踐了“資源—廢棄物—再生資源”的循環(huán)利用模式,已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn),符合建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的標(biāo)準(zhǔn)。
2.生物液體燃料已經(jīng)起步
通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液體燃料的主要品種。1998年以來,以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)已初步形成規(guī)模。由于玉米價(jià)格不斷攀升以及陳化糧逐步消耗,本著生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展需要嚴(yán)格遵循“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則,2007年國家開始禁止發(fā)展糧食乙醇項(xiàng)目,將燃料乙醇生產(chǎn)轉(zhuǎn)為以薯類、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技術(shù)上,強(qiáng)調(diào)以邊際性土地生產(chǎn)生物質(zhì)能源原料,以纖維素為原料的第二代乙醇生物燃料技術(shù),已開始初步商業(yè)化。
二、我國生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)的主要進(jìn)展
1.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)
生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)集環(huán)保與可再生能源利用于一體,從戰(zhàn)略需求出發(fā),各國都加大投資力度進(jìn)行開發(fā)利用。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要包括:直接燃燒發(fā)電、與煤混燃發(fā)電、氣化發(fā)電以及沼氣填埋氣發(fā)電等。大規(guī)模的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)效率較高,但要求生物質(zhì)集中、數(shù)量巨大,因此大規(guī)模進(jìn)行收集或運(yùn)輸,電站運(yùn)行管理成本較高。小規(guī)模直燃發(fā)電技術(shù)則效率較低。直燃發(fā)電技術(shù)在國外已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段,大部分用于林業(yè)廢棄物的處理。生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在我國尚未形成系統(tǒng)性研究,許多問題亟待解決,如秸稈中含有較高的氯及鉀、鈉等成分,其灰熔點(diǎn)較低,容易在爐膛內(nèi)結(jié)渣、結(jié)焦或沉積于受熱面,嚴(yán)重影響生物質(zhì)燃燒鍋爐的換熱,甚至造成腐蝕。目前國內(nèi)在建的生物質(zhì)直燃電廠主要依靠國外引進(jìn)技術(shù),關(guān)鍵設(shè)備基本是直接進(jìn)口或在國內(nèi)委托生產(chǎn),既沒有自主知識產(chǎn)權(quán),設(shè)備價(jià)格也很高,電站建設(shè)成本達(dá)1.2萬元/kW,發(fā)電成本太高已成為我國秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的主要障礙。生物質(zhì)直燃的另一種方式是生物質(zhì)和煤混合燃燒發(fā)電技術(shù),該技術(shù)規(guī)模靈活,經(jīng)濟(jì)性較好。
2.生物質(zhì)液體燃料技術(shù)
生物質(zhì)液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解油和生物質(zhì)合成燃料等。近20年來,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉類原料制取燃料乙醇, 利用動植物油脂制取生物柴油的技術(shù)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經(jīng)逐步應(yīng)用于國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),成為石油燃料的有力補(bǔ)充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料,須占用大量耕地,與國家糧食安全存在矛盾,不可能在我國進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),因此,近年來生物質(zhì)液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)變。美國和歐洲開始大量投入,開展以纖維素和木質(zhì)素等為原料生產(chǎn)生物質(zhì)液體燃料的技術(shù)路線和工業(yè)實(shí)踐,預(yù)計(jì)在6~10年內(nèi)將有重大突破。從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術(shù)突破的角度看,生物質(zhì)熱解液化、生物質(zhì)氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景,與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質(zhì)液體燃料。我國的第二代生物質(zhì)液體燃料技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段,加大其研發(fā)示范力度,對盡快實(shí)現(xiàn)我國中遠(yuǎn)期規(guī)?;娲唾Y源具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。
三、制約我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題
1.資源“瓶頸”
目前,我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)面臨著極大的原料供應(yīng)問題。如,發(fā)酵原料來源單一,限制了沼氣工程的規(guī)?;?;非糧原料無法全年供應(yīng),影響了非糧乙醇生產(chǎn)全年均衡生產(chǎn);而陳化糧等糖類原料產(chǎn)量有限,難以支撐龐大的乙醇燃料工業(yè)體系;生物柴油也面臨缺乏適宜非糧邊際土地及相適應(yīng)植物新品種,尚無提供大量原料能力的尷尬境地。要根據(jù)技術(shù)發(fā)展分階段、分等級實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的多元化利用,近期以廢棄物綜合利用為主,中期以廢棄物和能源作物為主,遠(yuǎn)期以能源植物或藻類資源為主,使其開發(fā)利用達(dá)到最大化。
2.產(chǎn)業(yè)模式
一是管理模式存在缺陷,缺乏科學(xué)的原料評價(jià)體系以及技術(shù)規(guī)范,生物柴油無法進(jìn)入運(yùn)輸燃料系統(tǒng);二是項(xiàng)目模式有待改進(jìn),對小型項(xiàng)目配套政策沒有跟上,使其操作成本高,立項(xiàng)過程復(fù)雜;三是經(jīng)營模式不夠完善,民間資本難以進(jìn)入,投資風(fēng)險(xiǎn)比較高。
四、推動我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議
1.將生物質(zhì)能源置于保障國家能源安全的高度給予支持
生物質(zhì)對我國能源和資源供應(yīng)戰(zhàn)略安全有著重要意義,應(yīng)將其放在保障國家安全的戰(zhàn)略高度給予支持,并在政策上給予一定的傾斜。此外,建議根據(jù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,對相關(guān)激勵(lì)政策進(jìn)行完善和修改,把與能源生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境成本和社會成本全部考慮進(jìn)去,實(shí)行全成本定價(jià)辦法,制定合理的生物質(zhì)能源產(chǎn)品價(jià)格補(bǔ)貼政策、強(qiáng)制性生物質(zhì)液體燃料收購政策、鼓勵(lì)生物質(zhì)液體燃料消費(fèi)的政策。
2.著力于加強(qiáng)生物質(zhì)能源科技創(chuàng)新
生物質(zhì)能是我國未來可持續(xù)發(fā)展的重要可再生能源之一,產(chǎn)業(yè)化過程是長期持久的,因此,擁有相關(guān)自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)是穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。政府應(yīng)鼓勵(lì)國產(chǎn)化技術(shù)的推廣,對采用國產(chǎn)化技術(shù)的單位進(jìn)行補(bǔ)助,調(diào)動其自主技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的積極性,建議設(shè)立專項(xiàng)資金支持生物質(zhì)能源的技術(shù)創(chuàng)新,從根本上奠定生物質(zhì)能源大規(guī)模替代的基礎(chǔ)工作;建立專項(xiàng)資金為中小型生物質(zhì)能企業(yè)提供政策性擔(dān)保,支持生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,推動分散式生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系的形成。
結(jié)束語
我國生物質(zhì)資源開發(fā)以有機(jī)廢棄物和利用邊際性土地種植的能源植物作為主要原料來源, 從長遠(yuǎn)看, 能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)是未來發(fā)展生物質(zhì)能源的基礎(chǔ)。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)正在興起并富有巨大前途的新型產(chǎn)業(yè)。發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)有利于破解能源危機(jī),更有利于環(huán)境的保護(hù)。
參考文獻(xiàn)
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篇2
[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)能源;秸稈氣;沼氣池;經(jīng)濟(jì)效益
[中圖分類號]F323.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432(2011)28-0155-02
我國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化高速發(fā)展時(shí)期,能源需求仍處于快速增長階段。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2010年我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,煤炭占到了69.5%,非化石能源僅占7%左右。以煤為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)在低碳時(shí)代已越來越顯示出其不可持續(xù)性,發(fā)展低碳、清潔、高效的非化石能源已引起世界各國的廣泛關(guān)注。
生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種生物質(zhì)熱解氣化技術(shù),是將農(nóng)作物秸稈作為主要原料,在缺氧狀態(tài)下使秸稈不充分燃燒,產(chǎn)生大量的氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃?xì)怏w,再將燃?xì)膺M(jìn)行冷卻、除雜、去焦處理,送進(jìn)儲氣柜,然后經(jīng)過管網(wǎng)輸給農(nóng)戶。秸稈熱值約為15000千焦/千克,相當(dāng)于民用煤炭的70%,且其平均含硫量只有3.8‰,而煤的平均含硫量約達(dá)10‰。
生物質(zhì)能以其清潔性和可再生性在我國農(nóng)村得到廣泛使用。與使用煤炭相比,按煤炭市場均價(jià)500元計(jì)算,農(nóng)村每戶使用煤炭一個(gè)月的消耗大約是30元,而使用秸稈氣,有玉米等原料的家庭不需要花費(fèi),沒有原料的家庭每月只需交9元的使用費(fèi),對老百姓是實(shí)實(shí)在在的實(shí)惠。而生產(chǎn)剩余的木炭市場價(jià)格達(dá)到1800多元,每年剩余的木炭經(jīng)過加工對外銷售,還可以為民謀得利益。因此無論從經(jīng)濟(jì)上還是環(huán)境上,秸稈氣化工程都是利國利民的工程。
山西陽城縣西河鄉(xiāng)秸稈氣化和沼氣池工程通過近幾年的建設(shè),取得了明顯的效果。為了對這項(xiàng)技術(shù)及使用有更全面的了解,課題組于2010年7~8月走訪了山西陽城縣西河鄉(xiāng),重點(diǎn)對A村的秸稈氣化利用情況進(jìn)行了調(diào)研。本論文對山西省農(nóng)村使用秸稈氣和沼氣的現(xiàn)狀和問題進(jìn)行分析,并提出我國農(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)能源的措施建議,以期對我國發(fā)展生物質(zhì)能源提供一些參考。
1 山西陽城縣西河鄉(xiāng)生物質(zhì)能農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀
西河鄉(xiāng)位于山西省陽城縣,其秸稈氣化工程經(jīng)過幾年的建設(shè),取得了較好效果。西河鄉(xiāng)的特點(diǎn)是村落分布不均、人口居住分散,主要形成了人口居住較集中。近年來,A村通過建造秸稈氣化站集中供氣,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
秸稈氣化站的修建成本相對較高。一是秸稈氣化站需要一定的裝備和設(shè)施,二是秸稈氣不能以液態(tài)形式輸送,必須鋪設(shè)管道。二者費(fèi)用下來使得秸稈氣化站成本大大提高,A村引進(jìn)了國家先進(jìn)的秸稈氣轉(zhuǎn)化裝置,并花費(fèi)幾十萬元鋪設(shè)村里秸稈氣輸送管道,把秸稈氣化站的秸稈氣送到家家戶戶,修建秸稈氣化站總投資200多萬元。
秸稈氣化站的加工主要有兩種:一種是把玉米芯等原料通過機(jī)器直接進(jìn)行加工,產(chǎn)出秸稈氣;另一種是把農(nóng)村的樹枝木柴收集起來,通過特定的機(jī)器設(shè)備粉成碎末,再經(jīng)過定型做成碳棒,在碳棒加工的時(shí)候會產(chǎn)生一種廢氣,剩下的是木炭,木炭是一種吸附材料。最后通過過濾裝置將秸稈氣過濾,得到純凈的氣體,并且儲存于相應(yīng)的設(shè)備中。
由于當(dāng)?shù)氐淖魑锸且杂衩缀透吡粸橹?所以氣化站每年收購農(nóng)民的玉米殘物等作物殘料,然后將生產(chǎn)出的秸稈氣輸送給村民使用。沒有作物的村民每天只需繳納0.3元即可用上秸稈氣。這種物質(zhì)循環(huán)利用的模式,使農(nóng)村的作物殘料得到了有效利用,避免了由于焚燒而造成的環(huán)境污染。
2 經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)農(nóng)民使用秸稈氣費(fèi)用分析。農(nóng)戶炊事如果完全依賴于秸稈氣,一天用氣約5立方米,燃?xì)鈨r(jià)格0.25元/立方米,假設(shè)有400戶,共計(jì)用氣2000立方米,則秸稈氣化站日產(chǎn)值Q=2000×0.25=500元,農(nóng)民每日每戶花費(fèi)1.25元,月費(fèi)用37.5元。與使用煤炭相比,按每戶每月用煤0.5噸、煤炭價(jià)格500元/噸計(jì)算,則每月用煤花費(fèi)約250元。所以,使用秸稈氣每戶農(nóng)民每月可以節(jié)省212.5元。
(2)秸稈氣化站成本收益分析。成本為:可變成本2574元/月,其中,原料120元/月,電費(fèi)54元/月,人工1500元/月(3人),日常維護(hù)600元/月,日常管理300元/月;固定成本3800元/月(設(shè)備48萬元,設(shè)備折舊年限10年,按財(cái)政部規(guī)定固定資產(chǎn)凈值按固定資產(chǎn)原值的5%確定,平均年限法計(jì)算得)。則秸稈氣化站每月成本6374元,實(shí)際產(chǎn)值15000元/月(如上文所述,秸稈氣化站日產(chǎn)值500元),共收益8626元/月。
綜上,秸稈氣化方案可以使農(nóng)民每戶每月節(jié)省212.5元/月•戶,而秸稈氣化站月贏利近9000元,是一個(gè)利國利民的工程。
3 生物質(zhì)能利用中存在的主要問題
我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,每年的糧食產(chǎn)量呈遞增速度增長,所以生物質(zhì)能對于解決農(nóng)作物殘料和環(huán)境污染問題具有重要意義,但是這項(xiàng)技術(shù)在未來的推廣使用仍然存在不少問題。
(1)規(guī)模生產(chǎn)易造成原料短缺。秸稈氣規(guī)模生產(chǎn)的副產(chǎn)品對秸稈氣化站而言經(jīng)濟(jì)利益十分可觀,因此一旦將此項(xiàng)目商業(yè)化,容易造成原料木柴的短缺,繼而給農(nóng)村的綠化帶來威脅,從而使節(jié)能工程變成耗材工程。
(2)持續(xù)性評價(jià)。生物質(zhì)能秸稈氣的使用不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)境和社會問題。如秸稈氣原料的利用可能會造成土壤肥力逐漸降低、土壤質(zhì)量不斷退化,從而對農(nóng)田產(chǎn)生不利影響。而對于社會問題,則需要在開發(fā)的同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。
(3)開發(fā)力度。我國在生物質(zhì)能技術(shù)開發(fā)方面已經(jīng)取得一系列成果,但將其市場化還需要加大研究力度。同時(shí)我國地區(qū)性差異也要求對不同地區(qū)采取不同的生物質(zhì)能開發(fā)策略。
(4)修建秸稈氣化站的成本較高。修建一個(gè)秸稈氣化站需要200多萬,如果村落不集中,管道鋪設(shè)費(fèi)用還會增加,目前秸稈氣化較適合于經(jīng)濟(jì)能力強(qiáng)的村。進(jìn)一步降低秸稈氣的利用成本是此項(xiàng)技術(shù)推廣的關(guān)鍵。
(5)部分農(nóng)民難以改變傳統(tǒng)的生活習(xí)慣。農(nóng)民習(xí)慣了以煤炭為燃料的生活方式,由于不理解生物質(zhì)能源的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益,部分農(nóng)民無法接受這一改變,仍需要加大生物質(zhì)能源的宣傳力度。
4 對策建議
(1)將生物質(zhì)能源的生產(chǎn)與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)相結(jié)合。目前農(nóng)村秸稈氣生產(chǎn)是以農(nóng)作物作為主要原料,建議將秸稈氣化站與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)廢水、垃圾的處理相結(jié)合,以解決原料短缺的問題。一是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中包含了大量的秸稈氣生產(chǎn)原料,與秸稈氣化站相結(jié)合,將會部分解決原料供應(yīng)不足的問題。二是由于工業(yè)廢水、生活用垃圾都是富含碳的有機(jī)物,可以模仿沼氣的生產(chǎn),將工業(yè)能源二次利用,政府可將其制度化,從而使環(huán)境和企業(yè)達(dá)到雙贏。
(2)因地制宜,多策出擊。結(jié)合不同地域優(yōu)勢給予一定的政策和資金支持。秸稈氣化站在農(nóng)村的利用處于博弈的狀態(tài)。農(nóng)村非常適合發(fā)展秸稈氣和沼氣池,但又面臨著修建秸稈氣站和沼氣池的大量的資金需求。決策時(shí)就需要充分考慮成本和效益間的關(guān)系。除考慮地理人口上的分布特點(diǎn),更需要將整體進(jìn)行劃分,跨越村落之別,因地制宜地發(fā)展秸稈氣和沼氣。
(3)加大政策扶植力度。使用秸稈氣和沼氣能夠給農(nóng)民帶來真正的實(shí)惠,但有些農(nóng)戶因?yàn)椴辉敢獬鲥X購買秸稈氣氣表和沼氣爐,所以并非所有居民都用上了沼氣灶,造成了秸稈氣的浪費(fèi)。因此建議政府給予一定的財(cái)政扶植,如對困難家庭進(jìn)行生活補(bǔ)助,免收其原料費(fèi)等。
(4)形成可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。為避免農(nóng)村因推廣和發(fā)展生物質(zhì)能源而造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染,建議政府統(tǒng)籌考慮全面規(guī)劃,形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式,使農(nóng)村、農(nóng)民和企業(yè)三者的利益都得到有效保障。
5 結(jié) 論
生物質(zhì)能具有清潔、安全、可持續(xù)等特點(diǎn),開發(fā)和利用生物質(zhì)能,符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。針對低碳和減排的雙重約束,生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用,雖然會遇到一些困難,但利大于弊。發(fā)展生物質(zhì)能源,既是實(shí)行能源戰(zhàn)略多元化、解決我國能源問題的有效途徑,也是解決農(nóng)村勞動力就業(yè)、促進(jìn)農(nóng)民增收的重要渠道。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)能;產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;可再生
[DOI]1013939/jcnkizgsc201716074
1前言
以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)不僅具有不可持續(xù)性,且對生態(tài)環(huán)境造成極大的壓力,因此尋求能源多元化和發(fā)展可再生清潔能源已成為大勢所趨。20世紀(jì)末以來,歐美等國紛紛采取財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、農(nóng)戶補(bǔ)助等激勵(lì)政策,引導(dǎo)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。已取得了一定的成效。(車長波、袁際華,2011)2000―2005年全球生物乙醇產(chǎn)量翻了一倍多,生物柴油翻了幾乎兩番,而同期全球石油生產(chǎn)只增加了7%。(Worldwatch Institute,2006)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織和聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織共同的《2013―2022年農(nóng)業(yè)展望》曾預(yù)測:到2022年生物柴油的比例將占?xì)W盟能源的45%,而燃料乙醇的比例也將占據(jù)美國能源的48%。
囿于技術(shù)等各方面的原因,中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后。在第一代生物質(zhì)能生產(chǎn)中,國際上成功案例主要以玉米、小麥、糖料和各種油籽等能源作物的規(guī)模種植作為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ),此種模式與中國“人多地少”的現(xiàn)狀形成沖突,較難在中國復(fù)制。第二代生物質(zhì)能技術(shù),利用木質(zhì)廢料、作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品廢棄物等纖維素為原料生產(chǎn)乙醇,弱化了食品和燃料之間的競爭。這使中國在生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中不再望“原料”興嘆,而是獲得了變廢為寶的機(jī)會。中國在“十二五”規(guī)劃中都將生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)來培育和發(fā)展。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要將國外的成功經(jīng)驗(yàn)與中國的國情相結(jié)合,走一條因地制宜的新路。本文試圖對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)影響,制約生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素以及政策規(guī)制等方面進(jìn)行綜述。
2國外相關(guān)研究現(xiàn)狀
21關(guān)于生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的利弊
Von Braun(2006)認(rèn)為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)可能帶來四個(gè)方面的影響:一是環(huán)境效應(yīng),比如二氧化碳排放量減少,防止破壞生物多樣性、減少因化肥與農(nóng)藥的過度使用造成的土壤退化、減少大氣污染等;二是生物質(zhì)能產(chǎn)品逆向傳導(dǎo)生物質(zhì)原材料的供求,而對食品、飼料供求和糧食安全造成影響;三是生物質(zhì)能作為傳統(tǒng)能源的替代,δ茉詞諧〉撓跋歟凰氖巧物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對不同區(qū)域及不同收入人群將造成直接或間接的影響??傊镔|(zhì)能的發(fā)展有利有弊。
Danniel GDe La Torre Ugart、Burton English等(2006)認(rèn)為生物能源可起到緩解能源壓力和減少貧困人口,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等作用。在發(fā)展中國家,農(nóng)業(yè)多為勞動密集性產(chǎn)業(yè),生物能源的發(fā)展將促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品供需,推動農(nóng)村人口就業(yè),增加收入。Danniel通過實(shí)證分析,當(dāng)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,生物乙醇產(chǎn)量達(dá)到60億加侖/年和生物柴油16億加侖/年時(shí),可以不用休耕地。預(yù)測2007―2030年生物能源產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)將累積創(chuàng)造收入210億美元,創(chuàng)造240萬個(gè)工作崗位。
另一些學(xué)者則認(rèn)為生物質(zhì)能的發(fā)展將對發(fā)展中國家的食物安全造成極大威脅。生物質(zhì)能的發(fā)展使大量的糧食轉(zhuǎn)化為燃料、將生產(chǎn)糧食的農(nóng)地用于能源作物的生產(chǎn),將大量減少糧食供給,從而推動糧食及飼料的價(jià)格上漲(Brown 1980)。能源與農(nóng)業(yè)間的關(guān)系隨著生物燃料發(fā)展而變得更為緊密(von braun 2008)。
De La Torre Ugarte利用POLYSYS系統(tǒng),研究了在兩種假設(shè)的價(jià)格方案下能源作物的生產(chǎn)對美國農(nóng)業(yè)部門(包括農(nóng)地的利用、傳統(tǒng)作物的價(jià)格及農(nóng)場主的收入)的影響。Babcock(2007)認(rèn)為發(fā)展生物燃油,必須先考慮其對環(huán)境以及農(nóng)業(yè)的影響,特別是對于農(nóng)作物和畜產(chǎn)品的影響。
以上結(jié)論表明,發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)須進(jìn)行模式選擇,充分考慮新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對各方面的影響,包括環(huán)境、農(nóng)業(yè)及農(nóng)民收入、糧食價(jià)格等。
22生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素研究
RJHooper和JLiEGKoukios(2003)站在投資者立場進(jìn)行分析,認(rèn)為決定生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)投資的主要因素來自于市場和政策。生物質(zhì)能的價(jià)格、技術(shù)是否能與現(xiàn)存能源供給結(jié)構(gòu)相兼容是企業(yè)首先要考慮的。制約生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素包括:生產(chǎn)成本高但售價(jià)低、生物質(zhì)能產(chǎn)品市場風(fēng)險(xiǎn)難以測算、企業(yè)應(yīng)對市場風(fēng)險(xiǎn)及政策風(fēng)險(xiǎn)的能力不足、生物質(zhì)能對環(huán)境的影響不確定。
Tomas Kaberger和Kes McCormick(2007)對歐盟的相關(guān)能源政策進(jìn)行對比分析,肯定了政策是促進(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
Hillring(2002)提出對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的調(diào)控,應(yīng)從新能源產(chǎn)品提供、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整及相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套等方面著手。其總結(jié)瑞典生物質(zhì)能利用經(jīng)驗(yàn)并提出:小生態(tài)公司將具有發(fā)展優(yōu)勢,公司實(shí)現(xiàn)一體化經(jīng)營。
23生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)政策研究
政策在生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要位置,國外學(xué)者多用模型模擬政策沖擊,分析不同的生物質(zhì)能激勵(lì)政策對相關(guān)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品以及對環(huán)境或社會福利的影響。
Kanes等(2007)利用CGE模型評價(jià)了波蘭不同生物質(zhì)能激勵(lì)政策的成效:相較于直接對生物能源補(bǔ)貼,提高化石能源稅顯得更有效率;生物質(zhì)能部門受益更多的是間接稅的減免。
Ray(2000)通過運(yùn)用POLYSYS模型模擬了相關(guān)農(nóng)業(yè)政策對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可能影響。該模型測度了潛在的生物質(zhì)能源和生物柴油供給量,并指出要充分將農(nóng)業(yè)部門與環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟(jì)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系起來,以促進(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
Johansson(2007)的研究表明,沒有政策限制,農(nóng)民將優(yōu)先使用農(nóng)用地種植能源作物,這樣會進(jìn)一步加劇糧食作物與能源作物在土地利用上的競爭。其運(yùn)用LUCEA模型模擬了嚴(yán)格的二氧化碳減排政策對糧食、土地價(jià)格和溫室氣體減排的影響。結(jié)果表明:隨著碳稅提高,生物能源的供給量將會隨之提高,且生物質(zhì)能原料主要來源于林木剩余物,糧食價(jià)格比基準(zhǔn)價(jià)格上漲兩倍,二氧化碳排放量至2100年接近零。
Ignaciuk等(2006)在模型中選擇六部門進(jìn)行局部均衡分析:其中包括糧食作物馬鈴薯、谷物;能源作物大麻、柳樹;傳統(tǒng)電力部門及生物電力部門。探討不同的能源稅收和補(bǔ)貼政策對碳排放、相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和價(jià)格、生物能源產(chǎn)量及價(jià)格的影響。結(jié)果表明:對傳統(tǒng)電力征收10%的稅,對生物電力實(shí)行25%的補(bǔ)貼,將使生物電力的份額增加到75%,生物質(zhì)和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加。增收的碳稅補(bǔ)償環(huán)境,此外碳稅還將導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量降低1%~4%。
Gohin利用開放的CGE模型評估歐洲生物能源政策對農(nóng)業(yè)部門影響。結(jié)果表明:在歐盟的能源政策下,可通過進(jìn)口滿足生物柴油的需求,在巨額的進(jìn)口關(guān)稅下,生物乙醇產(chǎn)量大增,能滿足國內(nèi)需求。同時(shí)生物能源的大規(guī)模生產(chǎn)將導(dǎo)致國內(nèi)畜禽類產(chǎn)品價(jià)格下降,產(chǎn)量增加。政府需補(bǔ)貼105億歐元,其中國外生產(chǎn)者獲益48億歐元,國內(nèi)食品工業(yè)獲益25億歐元,農(nóng)民收入增加32億歐元,并可提供四萬個(gè)農(nóng)業(yè)就業(yè)機(jī)會。
3國內(nèi)相關(guān)研究
31中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素
石元春(2011)提出降低生產(chǎn)成本是我國發(fā)展生物質(zhì)能最需要解決的問題,其次是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題,對于生物質(zhì)成型燃料,需要有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,使之發(fā)展成為一種通用燃料。
王應(yīng)寬(2007)分析了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間,并總結(jié)了中國生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)化途徑。從生物質(zhì)資源潛力、產(chǎn)品成本、環(huán)保效應(yīng)等方面分析了我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。其認(rèn)為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的核心動力還是技術(shù)創(chuàng)新。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要克服生物質(zhì)原料極其分散,運(yùn)輸成本、生產(chǎn)成本、采集成本高等制約因素。
通過研究生物質(zhì)能商業(yè)化途徑,提出了生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的四大支撐體系,即政策扶持體系、資金投入體系、市場保障支撐、技術(shù)支撐保障體系,對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了相應(yīng)的對策措施(王雅鵬等,2007)。
吳創(chuàng)之等(2007)提出生物質(zhì)能循環(huán)系統(tǒng)研究平臺的建設(shè)是生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件。
孫振鈞(2004)綜述了國內(nèi)外生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的4個(gè)取向:生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料、生物質(zhì)有機(jī)高分子材料和能源農(nóng)林業(yè)。認(rèn)為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向應(yīng)該與振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和改善農(nóng)民生活相結(jié)合,向小型、分散、統(tǒng)分結(jié)合的模式發(fā)展。能源農(nóng)業(yè)應(yīng)該與新興能源工業(yè)有機(jī)結(jié)合,使之形成生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈。
趙振宇等(2012)提出生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)的主要威脅在于上下游相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)不協(xié)調(diào)、缺乏配額制、發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)難評估等因素。
32生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)政策影響及規(guī)制
劉飛翔(2011)在其博士論文中構(gòu)建了四個(gè)層次的生物質(zhì)能源政策永續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系。包括1個(gè)一級指標(biāo)(生物質(zhì)能源政策永m(xù)性發(fā)展)、4個(gè)二級指標(biāo)(生物質(zhì)能決策系統(tǒng)科學(xué)性、生物質(zhì)能供給系統(tǒng)穩(wěn)定性、生物質(zhì)能消費(fèi)系統(tǒng)持續(xù)性、生物質(zhì)能科技研發(fā)與教育)、8個(gè)三級指標(biāo)、22個(gè)四級指標(biāo)構(gòu)成的評價(jià)體系。通過專家問卷法確定各指標(biāo)權(quán)重值,選用綜合評分法評價(jià)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中政府規(guī)制與激勵(lì)價(jià)福建生物質(zhì)能政策整體績效。此外從市場機(jī)制中生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)組織方式、市場準(zhǔn)入制度、價(jià)格激勵(lì)性管制、社會性管制四個(gè)領(lǐng)域展開政府規(guī)制與激勵(lì)的主要工具選擇研究,提出生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)激勵(lì)的方向、手段和領(lǐng)域。
胡應(yīng)得等(2011)利用CGE模型模擬征收能源稅對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)及宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。結(jié)果表明,對能源產(chǎn)品征收150元/噸標(biāo)煤的能源稅,從量稅轉(zhuǎn)換為從價(jià)稅后,煤炭、石油、天然氣的稅率分別為25%、85%和9%,生物質(zhì)能占比上升了0082%,而GDP、投資和出口等指標(biāo)都有不同幅度的下降。
吳永民通過構(gòu)建CGE模型分析了財(cái)政政策對于燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響。結(jié)果表明:在非糧種植業(yè)階段和生產(chǎn)階段給予財(cái)政補(bǔ)貼都會促進(jìn)燃料乙醇產(chǎn)量和乙醇汽油產(chǎn)量增長,在生產(chǎn)階段進(jìn)行補(bǔ)貼會引起農(nóng)村和城鎮(zhèn)居民收入的小幅減少,而非糧種植業(yè)階段的補(bǔ)貼能夠提高農(nóng)民的收入。
綜上所述,生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè),政府的扶持和引導(dǎo)意義重大。但政策選擇需依托于國情,完全照搬國外條條框框很可能出現(xiàn)“水土不服”。建立中國特色生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的政策激勵(lì)和規(guī)制才是長久之策。
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關(guān)鍵詞:千年桐; 生物質(zhì)能; 培育; 現(xiàn)狀
Abstract: the year one thousand at for deciduous trees, it is technology woody oil tree species, the cultivation objective is to take one of seed extract the oil, which can develop for a living material energy forests; From biomass growth is concerned, it has good quality of fast-growing cold resistance, as a good timber tree development potential and, because it plant easy, and update the better species of ecological public welfare forest. This paper, from the cultivation technology and development prospects in one thousand Outlines current research status of the jingtong.
Keywords: at one thousand; Biomass; Foster; status
中圖分類號: S792.37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
千年桐(V. montana Lour.)是世界著名、我國特有的工業(yè)油料樹種,由于果皮皺紋,經(jīng)濟(jì)壽命長,故得名千年桐或皺桐,又名金臣樹、木千年桐、廣東千年桐,它屬大戟科(Euphorbiaceae),千年桐屬(Vernicia Lour.)植物,千年桐是典型的南亞熱帶樹種,在我國北緯22°015′~34°30′,東經(jīng)99°40′~122°07′均有栽培分布。主要栽培區(qū)為福建、廣東、廣西、江西、湖南等省。國外種植千年桐的只有阿根廷、巴拉圭和巴西。在節(jié)能、低碳、綠色環(huán)保、可持續(xù)性等觀念漸漸滲入生活的今天,尋找能夠維持人類生活運(yùn)轉(zhuǎn)的綠色能源,已成為了各國爭相研究開發(fā)的熱點(diǎn)。在國內(nèi),被視為最理想的生物替代柴油原料之一的千年桐,近年里成為了各媒介熱推的焦點(diǎn),出現(xiàn)在了大眾的視野內(nèi)。千年桐為落葉喬木,是工藝木本油料樹種,千年桐干種仁含油率60%~70%,栽培目的之一在于取種子榨油,從而可發(fā)展為生物質(zhì)能源林;從生物量生長而言,它又具有良好的速生抗寒品質(zhì),作為用材樹種有良好的開發(fā)潛力,特別是極端低溫危害的區(qū)域,它具有區(qū)別于桉樹的良好表現(xiàn)。由于該樹種是落葉,在散生栽植時(shí),還可進(jìn)行林農(nóng)混種,做到充分利用林地,實(shí)現(xiàn)主體生態(tài)栽植;另外,由于它栽植容易,又是生態(tài)公益林更新的優(yōu)良樹種。
1 千年桐研究現(xiàn)狀
1.1千年桐扦插技術(shù)
千年桐多為雌雄異株,且一半為雄株,不結(jié)實(shí),廣西壯族林科所汪本里、李政用吲哚丁乙酸(IBA)、萘乙酸(NAA)采用空中壓條方法,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)初步獲得成功,且生根率很高,壓條菌移栽后也已成活并獨(dú)立生長。廣西壯族林科所農(nóng)韌鋼于1984至1985年,用IBA、NAA和蔗糖處理千年桐枝條,認(rèn)為較理想的處理方法是在11月至12月用濃度300PPM的IBA浸泡插條12小時(shí),插條的生根率達(dá)46.7%。
1.2稀土對千年桐種苗生長影響的研究
稀土元素是一類具有生理生化活性的金屬激活劑,具有調(diào)節(jié)植物生理活動的功能,科學(xué)合理地施用稀土,能促進(jìn)植物生根、發(fā)芽,促進(jìn)酶的活性,加速植物的營養(yǎng)生長,提高產(chǎn)量、品質(zhì)等,華南農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院韋如萍等,用稀土對千年桐的種子及其幼苗進(jìn)行處理,認(rèn)為清水浸種7d,300mg/l混合硝酸稀土溶液浸種1d后,用50—60mg/l混合硝酸稀土溶液噴施葉片是促進(jìn)千年桐幼苗生長的最佳選擇。
1.3千年桐高產(chǎn)優(yōu)良無性系的選育研究
千年桐生長旺盛,單株產(chǎn)量高,結(jié)果壽命長,不害枯萎病。其缺點(diǎn)是直播造林通常有一半以上植株為不結(jié)果的雄樹(我們調(diào)查為52.48 土2 .83%),而在結(jié)果雌株中,也良莠不一,產(chǎn)量懸味,從而使單位面積的桐籽產(chǎn)量很低,一般僅三十斤上下,高的亦不過七十來斤,加之其油質(zhì)亦較三年桐稍遜,故過去一直為入們所忽視。廣西林業(yè)科學(xué)研究所、廣西崇左縣千年桐試驗(yàn)站于1965年至1975年,通過十年的時(shí)間培育出的皺—27號”、皺—2號”、“桂皺—1號”、“桂皺—6號”等四個(gè)千年桐高產(chǎn)優(yōu)良無性系,確實(shí)具有速生、早實(shí)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),不但解決了千年桐栽培中長期存在的雌雄異株問題,而且使單位面積產(chǎn)量成倍到十幾倍地增加,四個(gè)無性系年平均桐籽產(chǎn)量最少為180斤,多的達(dá)288斤,平均為206斤。王勁風(fēng)等于1980-1987 年,在浙江南部地區(qū),在優(yōu)樹選擇的基礎(chǔ)上,有系統(tǒng)地開展了千年桐無性系選育研究。入選高產(chǎn)無性系表現(xiàn)出早實(shí)豐產(chǎn)性。4一7年生,13個(gè)參試無性系連年累計(jì)平均產(chǎn)量比桂皺一27號高產(chǎn)無性系略高,增產(chǎn)幅度6.25%。說明品種有嚴(yán)格的地區(qū)性,各地應(yīng)選育適合本地條件的無性系,不可盲目利用外地選育的良種。我們選出的浙皺一7號等3個(gè)高產(chǎn)優(yōu)良無性系比對照增產(chǎn)66.2800;最佳無性系浙皺一7號比對照增產(chǎn)85.52。浙皺一7號等3個(gè)高產(chǎn)優(yōu)良無性系的4年累計(jì)平均畝產(chǎn)鮮果552.02kg,折油30.36kg;六年生最高畝產(chǎn)鮮果775.94kg,折油41.69kg;其中浙皺一7號無性系畝產(chǎn)鮮果962.97kg,折油52.96kg,超過同齡桂皺一27號在廣西的最高產(chǎn)量,達(dá)到了千年桐早實(shí)豐產(chǎn)的國內(nèi)最高產(chǎn)量水平。王平生等于1978年至1986年也選出了3株較優(yōu)的樹種。
2 發(fā)展前景
2.1發(fā)展前景
發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是我國未來新能源開發(fā)和利用的新亮點(diǎn),國家林業(yè)局已將發(fā)展林木生物質(zhì)能源列入“十一五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí),隨著人們對人工合成油漆帶來的環(huán)境污染的日益關(guān)注,桐油越來越受到人們的重視。由于千年桐種子含油量高,產(chǎn)量高,易儲藏,易加工,適生范圍廣,病蟲少,用途廣泛,已被列為開發(fā)利用的木本燃料油能源樹種之一。因此,千年桐生產(chǎn)的桐油不僅可作為環(huán)保型高級油漆、油墨原料來生產(chǎn),更要把桐油作為重要的生物質(zhì)能源來生產(chǎn),發(fā)揮其在生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略上的重要作用。
2.2千年桐生物質(zhì)能源樹種良種選育
1)利用種子培育實(shí)生苗,并探討不同處理對種子的發(fā)芽、幼苗生長的影響;施肥對千年桐苗木生長、生物量及營養(yǎng)的變化;苗木等級的確定和培育優(yōu)化千年桐苗木栽培措施。
2)千年桐生物質(zhì)能源樹種單株選育。通過不同單株的得油率測定,確定千年桐生物質(zhì)能源樹種優(yōu)良單株。
3)千年桐生物質(zhì)能源樹種扦插繁殖。在現(xiàn)有的研發(fā)基礎(chǔ)上,對已選出的千年桐生物質(zhì)能源樹種優(yōu)良單株,分別不同部位、不同年齡采集穗條,配制不同配方的生根粉進(jìn)行扦插繁殖試驗(yàn),確定最佳采穗部位與最佳采集時(shí)間及生根粉最佳濃度的綜合方案,供推廣應(yīng)用。
4)千年桐生物質(zhì)能源樹種組培快速繁殖。在現(xiàn)有的研發(fā)基礎(chǔ)上,對已選出的千年桐生物質(zhì)能源樹種優(yōu)良單株的繁育材料進(jìn)行快繁試驗(yàn)。首先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步改良培養(yǎng)基配方,解決愈傷扦插生根難、繼代培養(yǎng)解決難等問題;初試成功后,進(jìn)行中試檢驗(yàn),中試成功后,即刻在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳建忠; 張水生,生態(tài)公益林更新和補(bǔ)植樹種——千年桐 [J] . 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究: 2008, 05:65-67
[3]汪本里,李政.千年桐優(yōu)良雌株繁殖自根苗的研究-----吲哚丁酸和萘乙酸對千年桐空中壓條生根的促進(jìn)作用 [J]. 廣西植物 , 1984,(03)
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[6]廣西林業(yè)科學(xué)研究所,廣西崇左縣千年桐試驗(yàn)站.“桂皺—27 號”等四個(gè)千年桐高產(chǎn)優(yōu)良無性系的選育[J].廣西林業(yè)科學(xué).1976(01):11-30
篇6
[關(guān)鍵詞] 生態(tài)農(nóng)業(yè) 綠色能源 沼氣 生物質(zhì)能 高新技術(shù)
[中圖分類號] S18 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)04-0066-01
一、生態(tài)農(nóng)業(yè)的概況
生態(tài)農(nóng)業(yè)是我縣農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要生產(chǎn)模式。發(fā)展新型生態(tài)農(nóng)業(yè),進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)村農(nóng)業(yè)逐步發(fā)展,是我縣現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。近年來,我縣對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)作了整體調(diào)整,確定農(nóng)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),實(shí)現(xiàn)我縣在經(jīng)濟(jì)效益、人文(社會)效益、生態(tài)效益都得到了舉足輕重的進(jìn)步,建設(shè)了一個(gè)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)。
結(jié)合我縣實(shí)際,綜合分析農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,我縣目前農(nóng)業(yè)發(fā)展存在規(guī)模小、低投入、低產(chǎn)出、科技含量低等問題,導(dǎo)致在農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)聯(lián)結(jié)機(jī)制創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用能力等方面滯后。在市場競爭中處于劣勢,所受的發(fā)展壓力越來越大。如今由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,選擇生態(tài)農(nóng)業(yè)和新能源開發(fā)為突破口,順應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)思路,大力推進(jìn)我縣生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
二、生物質(zhì)能的概況
生物質(zhì)能是熱能的來源,為人類提供了基本燃料。開發(fā)“綠色能源”已成為當(dāng)今世界上工業(yè)化國家開源節(jié)流、化害為利和保護(hù)環(huán)境的重要手段?,F(xiàn)階段可供利用開發(fā)的資源主要為生物質(zhì)廢棄物,包括農(nóng)作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、有機(jī)廢棄物和固體有機(jī)垃圾等。近年來,我縣在生物質(zhì)能利用領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展,特別是沼氣技術(shù),每年所生產(chǎn)能源己達(dá)450噸油當(dāng)量。不僅為農(nóng)民減少了經(jīng)濟(jì)上的開支,減少山林伐木現(xiàn)象,充分利用生活上“剩余”資源,減少環(huán)境污染,有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
我縣人民政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源利用極為重視,已將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā),如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程等,取得了一定成果。根據(jù)我國《可再生能源法》,我縣對于畜禽養(yǎng)殖方面,出臺了相應(yīng)的配套措施。縣政府明確可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位,并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持,因此,我縣生物質(zhì)能發(fā)展前景極為廣闊,農(nóng)村沼氣利用已成為建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容之一。
三、綠色能源開發(fā)新舉措
1.建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園區(qū)
在我縣營盤鄉(xiāng)林場建立紫王葡萄種植、綠殼蛋雞養(yǎng)殖等州級農(nóng)業(yè)園區(qū),有機(jī)結(jié)合各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展模式,以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為目的,追求經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益并舉,走農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路;向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向發(fā)展,增加農(nóng)民收入,起到民便境優(yōu)的效益。
2.引進(jìn)良種栽培和飼養(yǎng)
采用先進(jìn)的耕作和飼養(yǎng)技術(shù),依托貴州大學(xué)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和專家,做到增投入、增效益。在調(diào)整生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的同時(shí),建設(shè)深加工基地或合作社,形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)鏈條,提高經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目擬以發(fā)展農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)為主,以凈化環(huán)境、全面開發(fā)無公害、有機(jī)食品及畜牧良種,供應(yīng)貴州市場,及輻射帶動周邊農(nóng)戶和縣市區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展,起到示范推廣作用。
四、生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式
目前,我國農(nóng)業(yè)進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展的探索熱潮。以良好的生態(tài)環(huán)境和綠色能源開發(fā)為特征的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生,不僅給農(nóng)民帶來方便,還可以有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境和充分利用“剩余”資源,然而,發(fā)展新型農(nóng)業(yè)、開發(fā)新能源有其必要性和迫切性。調(diào)整農(nóng)村農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),采用現(xiàn)代化生產(chǎn)模式,加快園區(qū)建設(shè),加大科技創(chuàng)新力度,調(diào)整農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu),實(shí)行山水農(nóng)業(yè)建設(shè)。通過示范場(戶)的建設(shè)分前、中、后三個(gè)環(huán)節(jié)建立一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈,以生物質(zhì)能的技術(shù)原理為依據(jù),全力推進(jìn)綠色能源的形成和利用。
1.高新技術(shù)的內(nèi)容
1.1 主要組裝配套技術(shù)
為了完善各養(yǎng)殖戶、示范區(qū)、示范場、示范點(diǎn)種養(yǎng)殖高新技術(shù)示范的實(shí)施,提高各種養(yǎng)殖基地的種養(yǎng)水平,確保各養(yǎng)殖示范場(戶)獲最佳經(jīng)濟(jì)效益,采用以下配套技術(shù)。
1.1.1 立體種植技術(shù)
在項(xiàng)目區(qū),畜禽養(yǎng)殖、果林建設(shè)、水產(chǎn)擴(kuò)繁等綜合飼養(yǎng),建立生態(tài)觀光旅游區(qū),做好隔離工作,改善環(huán)境,預(yù)防感染,科學(xué)種養(yǎng),種養(yǎng)結(jié)合,合理配作,有效利用資源,充分發(fā)揮資源價(jià)值。
1.1.2 節(jié)水灌溉技術(shù)
產(chǎn)業(yè)區(qū)全面疏通灌溉渠,襯砌排水渠,合理利用水源。 微灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。灌水分布均勻、精確、效率高,可節(jié)水,節(jié)省勞力,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。
2. 高新技術(shù)的應(yīng)用
2.1 采取物質(zhì)分級多層利用模式
建設(shè)微生物菌肥生產(chǎn)系統(tǒng),建立沼氣池,收集人畜、農(nóng)作物廢料、垃圾等廢棄物。將沼氣池過濾出的廢水或渣滓,用作農(nóng)作物肥料,用在紫王葡萄、高鈣蘋果和蔬菜大棚等農(nóng)作物的生產(chǎn)。不僅解決了生活垃圾的污染問題,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)能源良性循環(huán)作用,形成良性生物鏈,保持生態(tài)平衡,降低成本,減少環(huán)境污染。
2.2 生態(tài)農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結(jié)合技術(shù)
在生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展建立無公害綠殼蛋雞養(yǎng)殖基地,實(shí)行林下養(yǎng)殖,種養(yǎng)結(jié)合模式。林下種養(yǎng),生態(tài)建設(shè),減少水土流失,節(jié)能排水,節(jié)水排灌,有機(jī)利用,充分利用土地資源,起到防護(hù)環(huán)林環(huán)保作用。建設(shè)規(guī)模100頭豬或5000羽綠殼蛋雞的養(yǎng)場,果樹行間種經(jīng)濟(jì)作物,建立“果―豬―沼―菜”等的生態(tài)模式。
五、效益分析
通過示范園區(qū)建設(shè),建立示范場(戶)進(jìn)行技術(shù)推廣及輻射帶動,可迅速提高長順縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村農(nóng)戶科技種養(yǎng)水平和發(fā)展意識。通過農(nóng)戶參與建設(shè),加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),較快地提高農(nóng)戶種養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用能力。
1. 社會效益
具有明顯的社會效益,大力發(fā)展農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)發(fā)展,倡議青年返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)精神,緩和農(nóng)村剩余勞動力的就業(yè)壓力,提高人們的生活水平。增加地方財(cái)政收入,以示范作用輻射周邊地區(qū),促進(jìn)我縣經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
篇7
關(guān)鍵詞:生物質(zhì);生物質(zhì)能;產(chǎn)業(yè);沼氣;生物質(zhì)發(fā)電;生物質(zhì)燃料;能源作物
1 概 述
近年來,在能源危機(jī)、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的呼聲中,可再生的清潔能源以及能源的多元化倍受關(guān)注,生物質(zhì)能成為其中的一個(gè)新亮點(diǎn)。
為了促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用,增加能源供應(yīng),改善能源結(jié)構(gòu),保障能源安全,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,中國已經(jīng)制定并實(shí)施了《可再生能源法》??稍偕茉词乔鍧嵞茉矗侵冈谧匀唤缰锌梢圆粩嘣偕?、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源,它對環(huán)境無害或危害極小,而且資源分布廣泛,適宜就地開發(fā)利用。根據(jù)《可再生能源法》的定義,目前主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿确腔茉碵1]。中國可再生能源資源非常豐富,開發(fā)利用的潛力很大,其中生物質(zhì)能的開發(fā)潛力更大。
生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,它目前是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源,在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位[2]。據(jù)有關(guān)專家估計(jì),生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分,到下世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。
生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。生物質(zhì)能是可再生能源,通常包括以下幾個(gè)方面:一是木材及森林工業(yè)廢棄物;二是農(nóng)業(yè)廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物;六是動物糞便。在世界能耗中,生物質(zhì)能約占14%,在不發(fā)達(dá)地區(qū)占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質(zhì)能,直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%~30%[3]。生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)是燃燒容易,污染少,灰分較低;缺點(diǎn)是熱值及熱效率低,體積大而不易運(yùn)輸。
目前世界各國正逐步采用如下方法利用生物質(zhì)能:1)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法,獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等高品位的能源產(chǎn)品,該方法又按其熱加工的工藝不同,分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法;2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法,主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品;3)利用油料植物所產(chǎn)生的生物油;4)把生物質(zhì)壓制成成型狀燃料(如塊型、棒型燃料),以便集中利用和提高熱效率。
“為了緩解中國能源短缺問題,保證能源安全,治理有機(jī)廢棄污染物,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,建議國家應(yīng)大力開發(fā)生物質(zhì)能,實(shí)施能源農(nóng)業(yè)的重大工程?!敝袊魑飳W(xué)會理事長路明研究員在接受記者采訪時(shí)說[4],“生物能源開發(fā)工程應(yīng)主要包括:沼氣計(jì)劃、酒精計(jì)劃、秸稈能源利用計(jì)劃和能源作物培育計(jì)劃等?!?/p>
在2006年8月召開的全國生物質(zhì)能源開發(fā)利用工作會議上,國家發(fā)展與改革委員會副主任陳德銘提出,今后15年,中國在生物質(zhì)能源方面將重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)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(shù)四大領(lǐng)域,開拓農(nóng)村發(fā)展新型產(chǎn)業(yè),為農(nóng)村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開辟新的渠道。
綜上所述,目前,中國生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化利用途徑主要包括以下方面:沼氣利用工程、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物固體成型燃料、生物質(zhì)液體燃料、能源作物培育利用等。
2 中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)
中國農(nóng)村生物質(zhì)能是一座待開發(fā)的寶藏。根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo),到2010年,生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到550萬千瓦(5.5GW),生物液體燃料達(dá)到200萬噸,沼氣年利用量達(dá)到190億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到100萬噸,生物質(zhì)能源年利用量占到一次能源消費(fèi)量的1%;到2020年,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到3000萬千瓦,生物液體燃料達(dá)到1000萬噸,沼氣年利用量達(dá)到400億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到5000萬噸,生物質(zhì)年利用量占到一次能源消費(fèi)量的4%[5]。
開發(fā)利用生物質(zhì)能是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題,既涉及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又關(guān)系到國家的能源安全。今后5~10年,中國農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展的重點(diǎn)是沼氣、固體成型燃料和能源作物?!掇r(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo)是[6,7]:到2010年,全國農(nóng)村戶用沼氣總數(shù)達(dá)到4000萬戶,新建大中型養(yǎng)殖場沼氣工程4000處,生物質(zhì)能固體成型燃料年利用量達(dá)到
100萬噸,能源作物的種植面積達(dá)到2400萬畝左右。
據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年通過光合作用生成的生物質(zhì)能約50億噸,相當(dāng)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1%,中國的利用量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平[8]。2005年,中國可再生能源開發(fā)利用總量約1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(tce),為當(dāng)年全國一次能源消費(fèi)總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%),根據(jù)政府的規(guī)劃目標(biāo),到2010和2020年可再生能源利用總量將達(dá)到2.7億tce和5億tce,分別占屆時(shí)能源消費(fèi)總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此,中國生物質(zhì)能的發(fā)展利用空間很大。
3 中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展前景
3.1沼氣利用工程的發(fā)展空間
沼氣的利用主要包括沼氣燃?xì)夂驼託獍l(fā)電。目前,中國農(nóng)村生物質(zhì)能開發(fā)利用已經(jīng)進(jìn)入了加快發(fā)展的重要時(shí)期。統(tǒng)計(jì)顯示,截至2005年底,中國農(nóng)村中使用沼氣的農(nóng)戶達(dá)到1807萬多戶,建成養(yǎng)殖場沼氣工程3556處,產(chǎn)沼氣約70億立方米,折合524萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,5000多萬能源短缺的農(nóng)村居民通過使用了清潔的氣體燃料,生活條件得到根本改善[5]。中國已經(jīng)建成大中型沼氣池3萬多個(gè),總?cè)莘e超過137萬立方米,年產(chǎn)沼氣5500萬立方米,僅100立方米以上規(guī)模的沼氣工程就達(dá)到630多處[10]。距離2010年預(yù)定目標(biāo)的發(fā)展空間還很大。
中國經(jīng)過二十多年的研發(fā)應(yīng)用,在全國興建了大中型沼氣工程和戶用農(nóng)村沼氣池的數(shù)量已位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術(shù),還是建造、運(yùn)行管理等都積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),整體技術(shù)水平已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
沼氣發(fā)電發(fā)展前景廣闊,但目前還存在一些障礙,如技術(shù)障礙、市場障礙、政策障礙等,通過制定發(fā)展規(guī)劃、加強(qiáng)技術(shù)保障體系建設(shè)、引入競爭機(jī)制,創(chuàng)新投資體系,研究制定促進(jìn)沼氣發(fā)展利用的國家級配套政策,等等。當(dāng)技術(shù)、市場、政策等壁壘被克服后,沼氣發(fā)展前景廣闊,產(chǎn)業(yè)空間巨大。
3.2生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展前景
目前,生物質(zhì)發(fā)電主要包括沼氣發(fā)電、生物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)混燃發(fā)電、農(nóng)林秸稈生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)炭化發(fā)電、林木生物質(zhì)發(fā)電等。
生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能,正面臨著前所未有的發(fā)展良機(jī):一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源價(jià)格飛漲;另一方面,各地政府頂著“節(jié)能降耗20%”的軍令狀,對落實(shí)和扶持生物質(zhì)能源發(fā)電有了相當(dāng)大的默契和熱情。國家電網(wǎng)公司擔(dān)任大股東的國能生物質(zhì)發(fā)電公司目前已有19個(gè)秸稈發(fā)電項(xiàng)目得到了主管部門批準(zhǔn),大唐、華電、國電、中電等集團(tuán)也紛紛加入,河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省的100多個(gè)縣、市開始投建或是簽訂秸稈發(fā)電項(xiàng)目[8]。
煤炭作為一次性能源,用一噸少一噸。而中國小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物種植面積很大,產(chǎn)量很高,而且農(nóng)作物是可再生資源,相對于現(xiàn)在電廠頻頻“斷煤”、不堪煤價(jià)攀升的尷尬局面,推廣秸稈發(fā)電具有取之不盡的資源優(yōu)勢和低廉的成本優(yōu)勢。
生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電(簡稱生物質(zhì)發(fā)電)是目前世界上僅次于風(fēng)力發(fā)電的可再生能源發(fā)電技術(shù)。據(jù)初步估算,在中國,僅農(nóng)作物秸稈技術(shù)可開發(fā)量就有6億噸,其中除部分用于農(nóng)村炊事取暖等生活用能、滿足養(yǎng)殖業(yè)、秸稈還田和造紙需要之外,中國每年廢棄的農(nóng)作物秸稈約有1億噸,折合標(biāo)準(zhǔn)煤5000萬噸。照此計(jì)算,預(yù)計(jì)到2020年,全國每年秸稈廢棄量將達(dá)2億噸以上,折合標(biāo)準(zhǔn)煤1億噸,相當(dāng)于煤炭大省河南一年的產(chǎn)煤量。
為保障生物質(zhì)發(fā)電原料供應(yīng),在強(qiáng)化傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)大力開發(fā)森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等國土資源,充分挖掘生態(tài)系統(tǒng)的生物質(zhì)生產(chǎn)潛力。重點(diǎn)加強(qiáng)高效光合轉(zhuǎn)化作物、速生林木與特種能源植物的培育推廣,大幅度擴(kuò)大生物質(zhì)資源的生產(chǎn)規(guī)模,逐步建立多樣化的生物質(zhì)資源生產(chǎn)基地。
大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電正當(dāng)其時(shí)。中國“十一五”規(guī)劃要求:建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,大力發(fā)展可再生能源,加快開發(fā)生物質(zhì)能源,支持發(fā)展秸稈發(fā)電,建設(shè)一批秸稈和林木質(zhì)電站,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)550萬千瓦。中國可再生能源發(fā)電價(jià)格實(shí)行政府定價(jià)和政府指導(dǎo)價(jià)兩種形式。其中生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià),電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加每千瓦時(shí)0.25元補(bǔ)貼電價(jià)組成[11]。 作為《中華人民共和國可再生能源法》配套法規(guī)之一的《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》規(guī)定,生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià),在項(xiàng)目運(yùn)行滿15年后取消。自2010年起,每年新批準(zhǔn)和核準(zhǔn)建設(shè)的發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià)比上年批準(zhǔn)項(xiàng)目遞減2%。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項(xiàng)目,不享受補(bǔ)貼電價(jià)[11]。通過招標(biāo)確定投資人的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,上網(wǎng)電價(jià)按中標(biāo)確定的價(jià)格執(zhí)行,但不得高于所在地區(qū)的標(biāo)桿電價(jià)。
2010年,中國生物質(zhì)能產(chǎn)量將達(dá)到22TWh,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量5.5GW,占全國總發(fā)電量的0.78%;2020年,中國生物質(zhì)能產(chǎn)量達(dá)到120TWh,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量30GW,占全國總發(fā)電量的2.6%;2010年和2020年可再生能源發(fā)電占發(fā)電總量的比例仍然較小,分別為8.63%和11.86%[12]。國家發(fā)展與改革委員會計(jì)劃到2020年底將可再生能源發(fā)電的比例提升到15%~16%。
據(jù)農(nóng)業(yè)部提供的數(shù)據(jù)[13],中國擁有充足的可發(fā)展能源作物,如農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)6億噸、畜禽糞便年產(chǎn)21.5億噸、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產(chǎn)品的年產(chǎn)量超過1億噸、邊際土地4.2億公頃,同時(shí)還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據(jù)中國科學(xué)院石元春院士估計(jì),如果能利用現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈資源的一半,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值就可達(dá)近萬億元人民幣。截止到2005年底,中國生物質(zhì)發(fā)電量2GW,距離2010年的5.5GW和2020年的30GW還有很大的發(fā)展空間。作為唯一可運(yùn)輸并儲存的可再生能源,憑其優(yōu)越的先天條件,中國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)具備廣闊的發(fā)展空間,擁有巨大的投資價(jià)值。
3.3 生物質(zhì)固體燃料的發(fā)展模式
生物質(zhì)固體成型燃料也是農(nóng)業(yè)部今后的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。農(nóng)業(yè)部將重點(diǎn)示范推廣農(nóng)作物秸稈固體成型燃料,重點(diǎn)在東北、黃淮海和長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)示范建設(shè)和推廣,發(fā)展顆粒、棒狀和塊狀固體成型燃料,并同步開發(fā)推廣配套爐具,為農(nóng)戶提供炊事燃料和取暖用能。
豐富、清潔、環(huán)保又可再生的生物質(zhì)能源過去卻沒有得到重視,而被白白浪費(fèi)掉。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)張百良教授分析指出,除去飼養(yǎng)牲畜、工業(yè)用和秸稈還田,中國每年還具有4億噸制作成型燃料的資源可以生產(chǎn)1.5億噸成型燃料,可替代1億噸原煤,相當(dāng)于4個(gè)平頂山煤礦的年產(chǎn)量[8]。以農(nóng)作物秸稈為原料的生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖然不是很大,但因目前開發(fā)程度低,發(fā)展空間仍巨大。
3.4生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展模式
3.4.1 生物液體燃料生產(chǎn)大國的典型模式
生物液體燃料具有替代石油產(chǎn)品的巨大潛力,得到了各國的重視,主要包括燃料乙醇和生物柴油。國際油價(jià)的持續(xù)攀升,提高了生物液體燃料的經(jīng)濟(jì)性,在一些國家和地區(qū)已經(jīng)具有了商業(yè)競爭力。目前,巴西燃料乙醇折合成油價(jià)約25美元/桶,低于原油價(jià)格。2005年,巴西和美國仍然是燃料乙醇的生產(chǎn)大國,分別以甘蔗和玉米為原料,摻混汽油,占其國內(nèi)車用交通燃料的50%和3%,比2004年分別提高6%和1%。美國在2001~2005年,燃料乙醇產(chǎn)量已經(jīng)翻了一番,2005年最新的能源法案中又提出,到2010年燃料乙醇產(chǎn)量再增加一倍的目標(biāo)。歐盟確定了到2010年生物液體燃料在總?cè)剂舷牡谋壤_(dá)到6%的目標(biāo)[14]。
目前,生產(chǎn)生物液體燃料比較成功的典型模式有巴西模式和美國模式。
1)巴西甘蔗-乙醇模式
巴西是推動世界生物燃料業(yè)發(fā)展的先鋒。它利用從甘蔗中提煉出的蔗糖生產(chǎn)乙醇,代替汽油作為機(jī)動車行駛的燃料。如今巴西乙醇和其他競爭燃料相比,價(jià)格上已具有競爭性。這也是當(dāng)前生物燃料業(yè)發(fā)展最為成功的典范。巴西熱帶地區(qū)的光照使得那里非常適合種植甘蔗?,F(xiàn)在,巴西已經(jīng)是世界上最大的甘蔗種植國,每年甘蔗產(chǎn)量的一半用來生產(chǎn)白糖,另一半用來生產(chǎn)乙醇。
最近幾年,由于過高的汽油價(jià)格和混合燃料轎車的推廣,巴西燃料乙醇工業(yè)更是得到了長足的發(fā)展。混合燃料轎車能夠以汽油和乙醇的混合物為燃料,自從2003年在巴西大眾市場銷售后,銷量節(jié)節(jié)攀升,目前已經(jīng)占據(jù)了巴西轎車市場的半壁江山。在混合燃料轎車需求的拉動下,巴西燃料乙醇的日產(chǎn)量從2001年的3000萬升增加到2005年的4500萬升,已能滿足國內(nèi)約40%的汽車能源需求[14]。
用蔗糖生產(chǎn)乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未來4年中,巴西計(jì)劃將新建40~50家大型乙醇加工廠。為了保證原料供應(yīng),甘蔗的種植面積也將不斷擴(kuò)大。
當(dāng)前巴西生物燃料發(fā)展戰(zhàn)略的成功,并不意味著巴西的蔗糖乙醇會成為世界生物燃料業(yè)未來的選擇。因?yàn)榧词怪惶娲壳叭蚱彤a(chǎn)量的10%,也需要將巴西現(xiàn)有的甘蔗種植面積擴(kuò)大40倍。巴西不可能“騰”出這么多土地用于種植甘蔗。另外,由于甘蔗的品種有強(qiáng)烈的地域性,巴西的技術(shù)路線在別的國家很難走得通。就連非洲、印度、印度尼西亞都無法照搬,更別說主要地處溫帶的中國了。
因此,巴西模式盡管取得了迄今最大的成功,但卻不是未來世界生物燃料業(yè)發(fā)展的方向,更不適合地處溫帶、缺少耕地的中國。探索適合中國國情的生物液體燃料發(fā)展模式成為當(dāng)務(wù)之急。
2)美國玉米-乙醇模式
美國是主要的燃料乙醇生產(chǎn)國之一,但與巴西不同,它用的不是甘蔗而是玉米。盡管有不少反對的聲音,但美國燃料乙醇的日產(chǎn)量仍從1980年的100萬升增加到現(xiàn)在的4000萬升。目前,美國已投入生產(chǎn)的乙醇生產(chǎn)廠有97家,另外還有35家正在建設(shè)當(dāng)中。這些工廠幾乎都集中在玉米種植帶。
玉米中用于生產(chǎn)乙醇的主要成分是淀粉,通過發(fā)酵它可以很容易地分解為乙醇。這正是用玉米生產(chǎn)乙醇的優(yōu)勢,但這也是人們反對的原因,因?yàn)榈矸凼且环N重要的糧食。2007年美國計(jì)劃投入4200萬噸玉米用于乙醇生產(chǎn),按照全球平均食品消費(fèi)水平,同等數(shù)量的玉米可以滿足1.35億人口一年的食品消耗[14]。
中國現(xiàn)在80%的乙醇的原料是谷類,由于原本過剩的谷物在2000年后產(chǎn)量快速減少,使得燃料乙醇的發(fā)展再次面臨挑戰(zhàn)[15]。玉米加工燃料乙醇業(yè)過快發(fā)展,一些地區(qū)甚至玉米主產(chǎn)區(qū)已在考慮進(jìn)口玉米了。國家已經(jīng)制定相關(guān)政策,對玉米加工燃料乙醇項(xiàng)目加以限制,強(qiáng)調(diào)發(fā)展燃料乙醇要以非糧原料為主,因?yàn)楣阮惞┙o安全問題對于擁有巨大人口的中國來說,始終應(yīng)該放在首位。糧食安全始終是國家重大戰(zhàn)略問題。中國糧食不能承受“能源化”之重。中國國情和美國、巴西不一樣,其成功經(jīng)驗(yàn)雖有可資借鑒之處,但不能照搬他們的模式。
生物液體燃料方面新技術(shù)的研發(fā),在很大程度上取決于解決生物燃料生產(chǎn)的原料供應(yīng)問題。目前生產(chǎn)液體燃料大多使用的是糧食類作物,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是從能源的投入、產(chǎn)出分析,利用糧食類作物生產(chǎn)液體燃料是不經(jīng)濟(jì)的。因此,利用木質(zhì)纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。
3.4.2中國生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑
中國生物液體燃料的發(fā)展已初具規(guī)模。當(dāng)前,中國以陳化糧為原料生產(chǎn)燃料乙醇的示范工程,年生產(chǎn)能力已達(dá)102萬噸,生產(chǎn)成本也達(dá)到了消費(fèi)群體初步接受的水平。在非糧食能源作物種植方面,中國已培育出“醇甜系列”雜交甜高粱品種,并建成了產(chǎn)業(yè)化示范基地,培育并引進(jìn)多個(gè)畝產(chǎn)超過3噸的優(yōu)良木薯品種,育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品種。具備了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地溝油等原料年產(chǎn)10萬噸生物柴油的生產(chǎn)能力[16]。
1)油菜籽-生物柴油模式
中國農(nóng)科院油料作物研究所所長王漢中研究員呼吁:國家應(yīng)大力推廣“油菜生物柴油”。生物柴油相對于礦物柴油而言,是通過植物油脂脫甘油后再經(jīng)過甲脂化而獲得。發(fā)展油菜生物柴油具備三大優(yōu)點(diǎn):一是可再生;二是優(yōu)良的環(huán)保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烴,使得二氧化硫、硫化物等廢氣的排放量顯著降低,可降解性還明顯高于礦物柴油;三是可被現(xiàn)有的柴油機(jī)和柴油配送系統(tǒng)直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代戰(zhàn)略中具有核心地位。
目前,發(fā)展生物柴油的瓶頸是原料。木本油料的規(guī)模有限,大豆、花生等草本油料作物與水稻、玉米等主要糧食作物爭地,擴(kuò)大面積的潛力不大。而作為生物柴油的理想原料,油菜具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。首先適應(yīng)范圍廣,發(fā)展?jié)摿Υ?長江、黃淮流域、西北、東北等廣大地區(qū)都適宜于油菜生長;其次油菜的化學(xué)組成與柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳鏈組成與柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可較好地協(xié)調(diào)中國糧食安全與能源安全的矛盾:長江流域和黃淮地區(qū)的油菜為冬油菜,充分利用了耕地的冬閑季節(jié),不與主要糧食作物爭地。
根據(jù)歐洲油菜發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和油料科技進(jìn)步的情況,王漢中預(yù)計(jì),只要政策、科技、投入均能到位,經(jīng)過15年的努力,到2020年,中國油菜種植面積可達(dá)到4億畝,平均畝產(chǎn)達(dá)到200千克,含油量達(dá)到50%左右。屆時(shí),中國每年可依靠“能源油菜”生產(chǎn)6000萬噸的生物柴油(其中4000萬噸來源于菜油,2000萬噸來源于油菜秸稈的加工轉(zhuǎn)化),相當(dāng)于建造3個(gè)永不枯竭的“綠色大慶油田”[17]。
2)纖維素-乙醇模式
在整個(gè)生物燃料領(lǐng)域,當(dāng)前最吸引投資者的并不是用蔗糖、玉米生產(chǎn)乙醇,或是從油菜籽中提煉生物柴油,而是用纖維素制造乙醇。所有植物的木質(zhì)部分--通俗地說,就是“骨架”--都是由纖維素構(gòu)成的,它們不像淀粉那樣容易被分解,但大部分植物“捕獲”的太陽能大多儲存在纖維素中。如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇,那么將為世界生物燃料業(yè)的發(fā)展找到一條可行的道路。
雖然因技術(shù)上的限制,目前還沒有一家纖維素乙醇制造廠的產(chǎn)量達(dá)到商業(yè)規(guī)模,但很多大的能源公司都在競相改進(jìn)將纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的技術(shù)。最大的技術(shù)障礙是預(yù)處理環(huán)節(jié)(將纖維素轉(zhuǎn)化為通過發(fā)酵能夠分解的成分)的費(fèi)用過于昂貴。但是,要想用纖維素生產(chǎn)乙醇,預(yù)處理環(huán)節(jié)無法回避。技術(shù)上的不確定性,迫使制造乙醇的大部分投資仍集中在傳統(tǒng)的工藝--通過玉米、蔗糖生產(chǎn)乙醇,但這些辦法無法從根本上解決當(dāng)前的能源危機(jī)。為了保證能源安全,美國總統(tǒng)布什說,美國政府計(jì)劃在6年內(nèi)把纖維素乙醇發(fā)展成一種有競爭力的生物燃料。
因?yàn)榘l(fā)展能源不可能走犧牲糧食的道路。盡管現(xiàn)在技術(shù)上還存在障礙,但大部分人仍相信,利用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇代表了未來生物燃料發(fā)展的方向。中國生物質(zhì)液體燃料的未來也同樣寄希望于用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇。一旦技術(shù)取得突破,纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間巨大,產(chǎn)值難以估量。但是,各國的國情與能源結(jié)構(gòu)不同,不能寄希望于某個(gè)方面來解決,因?yàn)槿魏螄叶疾豢赡軉慰考夹g(shù)引進(jìn)發(fā)展本國的生物燃料產(chǎn)業(yè)。因此,需要因地制宜,多能互補(bǔ)。
3)能源作物-生物液體燃料模式
石元春院士表示,在能源結(jié)構(gòu)的歷史轉(zhuǎn)型中,中國發(fā)展生物質(zhì)能源有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性和可行性。目前,中國對石油的進(jìn)口依存度為近40%;SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中國發(fā)展生物質(zhì)能源不僅原料豐富,而且還有自行培養(yǎng)的甜高粱、麻瘋樹等優(yōu)良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主產(chǎn)品工業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)基本成熟且有較大的改進(jìn)空間,成本降幅一般在25%~45%,且目前在新疆、山東、四川等地已取得進(jìn)展[4]。
發(fā)展能源作物不會威脅糧食安全與環(huán)保。曾有專家提出能源安全和糧食安全存在矛盾。解決這個(gè)問題需要充分認(rèn)識到糧食安全和能源安全有統(tǒng)一性,發(fā)展能源農(nóng)業(yè)將是促進(jìn)農(nóng)民增收、調(diào)動農(nóng)民種糧積極性的有效措施。糧食作物和能源作物有很好的互補(bǔ)性。首先,能源作物大都是高產(chǎn)作物,既能滿足糧食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源農(nóng)業(yè)開發(fā)的領(lǐng)域很廣,可以做到不與或少與糧食爭地。能源農(nóng)業(yè)開發(fā)的領(lǐng)域,大多是利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物,如利用畜禽場糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的廢水與廢物開發(fā)能源,既能增加農(nóng)民收入,又能為糧食生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)肥料,是生產(chǎn)清潔能源、促進(jìn)糧食生產(chǎn)、保證糧食安全和能源安全的雙贏舉措。
除糧食外,中國其他可用于生物質(zhì)能生產(chǎn)的植物和原料還有很多,如甘蔗、甜菜、薯類等。廣西科學(xué)院院長黃日波說,僅廣西的甘蔗資源和木薯資源分別具備年產(chǎn)830萬噸和1300萬噸生物乙醇的生產(chǎn)潛力,加起來超過2000萬噸[15]。
科技部中國生物技術(shù)發(fā)展中心有關(guān)專家指出,根據(jù)能源作物生產(chǎn)條件以及不同作物的用途和社會需求,估計(jì)中國未來可以種植甜高粱的宜農(nóng)荒地資源約有1300萬公頃,種植木薯的土地資源約有500萬公頃,種植甘蔗的土地資源約有1500萬公頃[15]。如果其中20%~30%的宜農(nóng)荒地可以用來種植上述能源作物,充分利用中國現(xiàn)有土地與技術(shù),生產(chǎn)的生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化5000萬噸乙醇,前景十分可觀。
據(jù)農(nóng)業(yè)部科教司透露,為穩(wěn)步推動中國生物質(zhì)能源的發(fā)展,并為決策和進(jìn)一步開發(fā)利用土地資源提供可靠的數(shù)據(jù),該司決定按照“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則,開展對適宜種植生物質(zhì)液體燃料專用能源作物的邊際土地資源進(jìn)行調(diào)查與評價(jià)工作,以摸清適宜種植能源作物邊際土地資源總量及分布情況[18]。
以能源作物為原料的生物液體燃料模式發(fā)展?jié)摿薮?,將是未來生物質(zhì)能源發(fā)展的方向之一。
4) 林木生物質(zhì)-生物柴油發(fā)展模式
利用中國豐富的林木生物質(zhì)資源生產(chǎn)生物柴油,將薪炭林轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉戳郑瑢?shí)現(xiàn)以林木生物質(zhì)能源對油汽的替代或部分替代,探索兼顧能源建設(shè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的新模式,實(shí)現(xiàn)可再生能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。開發(fā)林業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)是林業(yè)的一個(gè)很有潛力的新產(chǎn)業(yè)鏈,既是機(jī)會,也是創(chuàng)新,不僅具有巨大潛力和發(fā)展空間,更是林業(yè)發(fā)展新的戰(zhàn)略增長點(diǎn)。
“森林具有可再生資源的屬性。林業(yè)是天然的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。生物質(zhì)能技術(shù)是林業(yè)發(fā)展的新契機(jī)?!睂<已芯恐赋觯袊镔|(zhì)資源比較豐富,據(jù)初步估計(jì),中國僅現(xiàn)有的農(nóng)林廢棄物實(shí)物量為15億噸,約合7.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可開發(fā)量約為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤[19]。專家預(yù)測2020年實(shí)物量和可開發(fā)量將分別達(dá)到11.65億噸和8.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國現(xiàn)有木本油料林總面積超過600多萬公頃,主要油料樹種果實(shí)年產(chǎn)量在200多萬噸以上,其中,不少是轉(zhuǎn)化生物柴油的原料,像麻瘋樹、黃連木等樹種果實(shí)是開發(fā)生物柴油的上等原料。
中國現(xiàn)有300多萬公頃薪炭林,每年約可獲得近1億噸高燃燒值的生物量;中國北方有大面積的灌木林亟待利用,估計(jì)每年可采集木質(zhì)燃料資源1億噸左右;全國用材林已形成大約5700多萬公頃的中幼齡林,如正常撫育間伐,可提供1億多噸的生物質(zhì)能源原料;同時(shí),林區(qū)木材采伐、加工剩余物、城市街道綠化修枝還能提供可觀的生物質(zhì)能源原料[19]。
中國發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源前景十分廣闊。中國林業(yè)可用來發(fā)展生物質(zhì)能源的樹種多樣,可作為能源利用的現(xiàn)有資源數(shù)量可觀。在已查明的油料植物中,種子含油量40%以上的植物有150多種,能夠規(guī)?;嘤玫膯坦嗄緲浞N有10多種。目前,作為生物柴油開發(fā)利用較為成熟的有小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐和烏桕等樹種。初步統(tǒng)計(jì),這些油料樹種現(xiàn)有相對成片分布面積超過135萬公頃,年果實(shí)產(chǎn)量在100萬噸以上,如能全部加工利用,可獲得40余萬噸生物柴油[19]。
目前全國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地來種植能源植物,每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達(dá)2億噸,相當(dāng)于1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;中國還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復(fù)墾地,這些不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地,經(jīng)過開發(fā)和改良,大都可以變成發(fā)展林木生物質(zhì)能源的綠色“大油田”、“大煤礦”,補(bǔ)充中國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需要[18]。國家林業(yè)局副局長祝列克介紹,“十一五”期間,中國主要開展林業(yè)生物質(zhì)能源示范建設(shè),到2010年,實(shí)現(xiàn)提供年產(chǎn)20萬噸~30萬噸生物柴油原料和裝機(jī)容量為100萬千瓦發(fā)電的年耗木質(zhì)原料。到2020年,可發(fā)展專用能源林1300多萬公頃,專用能源林可提供年產(chǎn)近600萬噸生物柴油原料和裝機(jī)容量為1200萬千瓦發(fā)電年耗木質(zhì)原料,兩項(xiàng)產(chǎn)能量可占國家生物質(zhì)能源發(fā)展目標(biāo)30%以上,加上利用林業(yè)生產(chǎn)剩余物,林業(yè)生物質(zhì)能源占到國家生物質(zhì)能源發(fā)展目標(biāo)的50%以上[19]。
可見,林木生物質(zhì)能源的發(fā)展將逐步成為中國生物質(zhì)能源的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),發(fā)展空間巨大,前景廣闊。
4 結(jié) 語
國家已出臺的《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,明確提出“因地制宜,非糧為主”的發(fā)展原則,發(fā)展替代能源堅(jiān)持“不與人爭糧,不與糧爭地”,要更加依靠非糧食原料。從大方向來看,用非糧原料能源替代化石能源是長遠(yuǎn)方向,例如薯類和纖維質(zhì)以及一些植物果實(shí)來替代。為避免糧食“能源化”問題[20],必須開發(fā)替代糧食的能源原料資源。開發(fā)替代糧食資源,如以農(nóng)作物秸稈和林木為代表的各類木質(zhì)纖維類生物質(zhì),及其相應(yīng)的生物柴油和燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù),被專家們認(rèn)為是未來解決生物質(zhì)液體燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物質(zhì)能源將成為未來能源重要組成部分,到2015年,全球總能耗將有40%來自生物質(zhì)能源,主要通過生物質(zhì)能發(fā)電和生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展實(shí)現(xiàn)。
有關(guān)專家也對生物質(zhì)能源的發(fā)展寄予了厚望,認(rèn)為中國完全有條件進(jìn)行生物能源和生物材料規(guī)模工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化,可以在2020年形成產(chǎn)值規(guī)模達(dá)萬億元。
雖然生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿薮?、前景廣闊,并正在逐步打破中國傳統(tǒng)的能源格局,但是生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程也并非一帆風(fēng)順,因?yàn)樯镔|(zhì)原料極其分散,采集成本、運(yùn)輸成本和生產(chǎn)成本很高,成為生物質(zhì)燃料乙醇業(yè)的致命傷,若不能妥善解決將可能成為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
生物質(zhì)能的資源量豐富并且是環(huán)境友好型能源,從資源潛力、生產(chǎn)成本以及可能發(fā)揮的作用分析,包括生物燃油產(chǎn)業(yè)化在內(nèi)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化開發(fā)技術(shù)將成為中國能源可持續(xù)發(fā)展的新動力,成為維護(hù)中國能源安全的重要發(fā)展方向。在集約化養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)大中型沼氣工程也將成為中國利用生物能源發(fā)電的新趨勢。從環(huán)保、能源安全和資源潛力綜合考慮,在中國推進(jìn)包括以沼氣、秸稈、林產(chǎn)業(yè)剩余物、海洋生物、工業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的前景將十分廣闊。
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篇8
人類發(fā)展的歷史伴隨著人類對能源的持續(xù)的開發(fā)利用與替代的歷程。人類從原始社會的鉆木取火到核能等新能源的開發(fā)與利用經(jīng)歷了幾次重大的替代過程, 其中主要包括火的使用,蒸汽機(jī)的發(fā)明與煤炭的使用,內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明與石油的使用,以及現(xiàn)階段正在推廣與普及的核能,太陽能,風(fēng)能等新能源和可再生能源。其中每一次能源結(jié)構(gòu)的變化與替代都伴隨著人類生活習(xí)慣,社會結(jié)構(gòu),以及世界各國經(jīng)濟(jì)地位的巨大變化。從目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的消耗形勢來看能源的供需缺口將越來越大且由于化石能源具有不可再生和污染物排放過多的特性, 人類對新能源和可再生能源的需求將越來越凸顯。目前,在所有新能源中,核能是能源效率最高的一種能源, 但是由于福島核電站事故等一系列安全問題, 世界各國對發(fā)展核能產(chǎn)業(yè)的態(tài)度一直變換不定。因此在這個(gè)世界能源轉(zhuǎn)型與國際經(jīng)濟(jì)秩序重新建立的關(guān)鍵時(shí)刻,我國要如何選擇,是否該能抓住核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用。
二、世界能源替代與經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷史
1. 火的使用與早期人類發(fā)展。火的發(fā)明與利用結(jié)束了原始人類茹毛飲血的生活,是將人類與動物區(qū)別開來的重要轉(zhuǎn)折。人類通過摩擦取火不僅改變了飲食結(jié)構(gòu)開吃加熱之后的熟食,更為重要的是火種的普及為人類大范圍使用自然界中的干柴等原始初級的生物質(zhì)能源提供了可能。而這種初級能源的使用又使陶瓷,金屬等材料的燒制與冶煉成為可能,進(jìn)而逐步擴(kuò)大了早期人類可使用工具的的范圍,促進(jìn)了人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。此外,能源的使用也增強(qiáng)了人類對自然環(huán)境變化的適應(yīng)性以及抵抗氣溫驟降等自然災(zāi)害的能力,為人口的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)增長提供保障。
2. 煤炭的使用與英國經(jīng)濟(jì)的崛起。煤炭能源的開采與利用是人類歷史上第二次對能源利用的飛躍。源于英國的第一次工業(yè)革命開啟了人類使用蒸汽機(jī)的時(shí)代,但是由于木材等初級生物質(zhì)能源的燃燒效率比較低無法滿足人類對蒸汽機(jī)使用的需要,因此人類對一種新的更有效率的能源的需求變得十分迫切。煤炭的開采與利用就在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生了。之后又以燃煤蒸汽機(jī)為基礎(chǔ),人類發(fā)明了蒸汽式火車,蒸汽式輪船等新式交通工具,改變了人類出行方式并且大幅度提高了人類出行與運(yùn)輸?shù)谋憷潭取?/p>
另外,燃煤蒸汽機(jī)還被用于礦物的開采與冶煉,紡織,造紙等不同的生產(chǎn)部門,極大的提高了勞動生產(chǎn)率,由于機(jī)器在一定程度上取代了人也導(dǎo)致社會結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變革。英國得益于首先對燃煤式發(fā)動機(jī)的研發(fā)與利用在世界經(jīng)濟(jì)中的地位極速上升,美國及歐洲其它國家也得益于技術(shù)擴(kuò)散迅速發(fā)展成工業(yè)化國家。而當(dāng)時(shí)中國與印度當(dāng)時(shí)還處于農(nóng)業(yè)社會,由于沒有及時(shí)搭上第一次能源與工業(yè)革命的快車在世界經(jīng)濟(jì)中的地位迅速的衰落下去。在第一次工業(yè)革命與燃煤式發(fā)動機(jī)大規(guī)模利用之前的十八世紀(jì)中葉,中國還遙遙領(lǐng)先的占據(jù)著全球GDP 的三分之一還多,此時(shí)的印度也在世界經(jīng)濟(jì)舞臺上占據(jù)重要的位置, 其GDP 約占全球總GDP 的四分之一, 而同一時(shí)期包括英國在內(nèi)的歐洲主要國家的GDP 總和約占當(dāng)時(shí)全球GDP 總和的五分之一略少。而到了第一次工業(yè)革命結(jié)束,燃煤式蒸汽機(jī)大量使用之后的十九世紀(jì)三十年代,在此消彼長的作用下,包括英國在內(nèi)的歐洲主要國家GDP 總和已經(jīng)與中國GDP? 基本持平,都各占全球GDP 的約三分之一,而此時(shí)的印度GDP 已下降到占全球GDP 五分之一還不到的程度。由此可見,能源產(chǎn)品及技術(shù)的替代與更新對一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要影響。
3. 石油的使用與石油經(jīng)濟(jì)。石油的發(fā)現(xiàn),開采與利用是人類歷史上第三次對能源利用的飛躍。人類在1859 年首次發(fā)現(xiàn)石油這種能源產(chǎn)品,從此以后直至今天石油一直都是對全世界各個(gè)國家而言最重要的能源資源。石油被廣泛的用于各行各業(yè),比如被生產(chǎn)加工成汽油,煤油驅(qū)動以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車,飛機(jī),輪船等交通工具;再比如被加工合成各種化工原料用于制造纖維,塑料等有機(jī)化學(xué)材料。這些化工與運(yùn)輸材料的進(jìn)步給人類生產(chǎn)與生活帶來了巨大便利并且改變了人類的生產(chǎn)與生活習(xí)慣。雖然石油是一種極為重要的能源資源,但它在地球上的分布卻極不均勻。以中東地區(qū)為例,富含石油資源,并在此基礎(chǔ)上通過出口石油獲得大量的石油美金為各產(chǎn)油國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了足夠的資金支持,改變了產(chǎn)油國及附近區(qū)域的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。20 世紀(jì)70 年代,得益于石油經(jīng)濟(jì),中東地區(qū)產(chǎn)油國平均年GDP 增長率都在接近10%的水平。此外,自20 世紀(jì)70 年代以來的幾次石油危機(jī)均在不同程度上導(dǎo)致了世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退。各個(gè)國家為了保證本國的能源安全也都運(yùn)用過各種外交手段, 可見能源對一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性是被全世界各國都有認(rèn)可和重視的。
三、核能的發(fā)展與地位
根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 核能, 約佔(zhàn)全球消耗量的4.4%,水能, 約佔(zhàn)全球消耗量的6.8%,風(fēng)能,太陽能,生物質(zhì)能總共約佔(zhàn)全球消耗量的2.8%。國際能源署預(yù)測到2030 年全球?qū)δ茉吹南牧繉⒏觿×遥?其中對化石能源的絕對需求量在上升,但是從能源結(jié)構(gòu)上來看全球?qū)茉吹男枨蟊壤窍陆档?。這部分對化石能源需求的下降要由其他能源來填補(bǔ)。
1. 核能發(fā)展現(xiàn)狀。全球擁有核電站數(shù)量最多的國家是美國,根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),其擁有99 座。而核電占國內(nèi)發(fā)電份額最高的卻是法國,約占75%。原本日本擁有的核電站數(shù)量也很多, 但是受到福島核事故的影響其數(shù)量在陸續(xù)減少。除此之外以中國,印度,俄羅斯為代表的大型發(fā)展中國家也擁有一定數(shù)量的核電站,發(fā)達(dá)國家中加拿大與韓國也擁有一定規(guī)模的核電站。而除法國外,核電發(fā)電量占國內(nèi)總發(fā)電量比較高的國家大多集中在北歐和東歐地區(qū)。其中北歐地區(qū)的國家包括比利時(shí)、瑞典、芬蘭等國;東歐地區(qū)的國家包括捷克、斯洛伐克、烏克蘭、匈牙利等國??偟膩碚f,全球現(xiàn)存核電站數(shù)量大概在440 座左右,總發(fā)電量大概在2 346 193GWh。占世界新能源消費(fèi)總量的70%左右。
2. 其他新能源發(fā)展現(xiàn)狀。風(fēng)能,太陽能和生物能發(fā)電占全球總發(fā)電量的比例十分低,根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),這三種可再生能源發(fā)電量的總和大概占全球總發(fā)電量的7%。但是,風(fēng)能發(fā)展速度卻很快,據(jù)估計(jì),在未來十年風(fēng)力發(fā)電可為全球發(fā)電總量貢獻(xiàn)越10%的電力。目前人類利用太陽能主要是通過光伏發(fā)電技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化成電腦進(jìn)行利用。根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球累計(jì)光伏裝機(jī)發(fā)電容量約為230GW,生物質(zhì)能源是污染極少的可再生能源,它可以被轉(zhuǎn)換成多種形態(tài)進(jìn)行利用,其中包括泥煤,秸稈等能源產(chǎn)品。目前生物質(zhì)能源發(fā)電在全球總發(fā)電量中所占比例較少,大概只有3%,樂觀估計(jì)在未來十年內(nèi)其所占比例至多增長至5%。
3. 核能的優(yōu)勢與核電產(chǎn)業(yè)近年來遇到的挫折。通過對比可以看到,雖然新能源與可再生能源種類繁多,但在能源供給與消費(fèi)上占主導(dǎo)的還是核能。高效能的核能提供了超過70%的新能源消費(fèi)量,這大大超過了其他新能源的能源供給量。因此,把握好核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先機(jī)對把握新一輪能源替代的世界潮流至關(guān)重要。
就在世界各國都看到了核能帶來的好處競相發(fā)展核電站的時(shí)候,2011 年日本大地震卻引發(fā)了福島核事故。就在福島核事故當(dāng)年,日本即宣布要有計(jì)劃制定政策進(jìn)入零核電時(shí)代。2012 年日本頒布了《能源基本計(jì)劃》和《原子能政策大綱》,計(jì)劃在2050 年達(dá)到完全零核目標(biāo)。然而作為能源匱乏的國家,核電的退出以及增加的能源進(jìn)口也給日本經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在2014 年,在進(jìn)行抗震和抗海嘯的技術(shù)改進(jìn)后日本最終還是決定重啟川內(nèi)核電站的兩個(gè)核能機(jī)組。然而在2015 年日本又關(guān)閉了五座正在運(yùn)行的核電發(fā)電爐, 在民間呼聲與政府政策博弈之后,日本政府暫時(shí)決定將核能供應(yīng)比例定在占全部能源消耗的20%左右。
由于日本福島核事故,除日本外的其他核電大國的核電政策也都有短暫的動搖。歐盟在福島核事故后立即啟動了對歐盟地區(qū)核電站的抗地震, 海嘯等自然災(zāi)害以及?抗恐怖襲擊等人為災(zāi)害的檢測, 但檢測結(jié)果并不讓人滿意,因此在正式提交檢測報(bào)告的2012 年6 月歐盟各國并未就是否繼續(xù)發(fā)展核能發(fā)電產(chǎn)業(yè)達(dá)成一致。歐盟二十八個(gè)成員國中有十四個(gè)國家擁有核電站, 其中以擁有58 座核電站的法國為代表的大部分有核電站的國家支持繼續(xù)發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)。但德國、瑞典、比利時(shí)、捷克、瑞士一直以來都堅(jiān)定的支持棄核計(jì)劃。雖然矛盾重重,但是2016 年歐盟能源機(jī)構(gòu)還是擬定了繼續(xù)發(fā)展核電的計(jì)劃,可見核能在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用和能源供應(yīng)上的吸引力。除歐盟外,美國、俄羅斯、韓國、印度、加拿大等核電大國也都對本國的核電安全進(jìn)行了細(xì)致的評估,在評估后這幾個(gè)國家均表示會繼續(xù)大力發(fā)展核電。
四、我國能源利用現(xiàn)狀
1. 我傳統(tǒng)能源的儲采情況。以每平方公里土地蘊(yùn)含能源的儲量為標(biāo)準(zhǔn)衡量,跟據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國比世界平均水平高出約六成,因此總的來說在世界范圍內(nèi)比較我國可以算是能源儲量豐富的國家。相對優(yōu)質(zhì)的石油與天然氣儲量分別只占世界總儲量的5.4%,煤炭占到了全球總儲量的約50%。但是由于我國對能源需求量巨大,因此開采速度也高于世界平均水平。從改革開放之初的1980 年到2012 年,我國對煤炭石油天然氣為主的一次能源的需求量平均年增長率達(dá)到50%以上。根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國煤炭的產(chǎn)量約為36.8 億噸,石油的產(chǎn)量約為2.15 億噸,天然氣的產(chǎn)量約為1 344 億立方米。因此,從可持續(xù)發(fā)展的角度來看我國還是需要積極開發(fā)和利用可以替代傳統(tǒng)化石能源的替代能源,保證我國經(jīng)濟(jì)安全快速持續(xù)發(fā)展。
2. 我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。我國新能源和可再生能源的開發(fā)與利用還處于初級階段。根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國新能源提供了全國一次能源供給量的9%。
(1)我國核能發(fā)展現(xiàn)狀。我國核電技術(shù)的研發(fā)起始于改革開放之前, 但是核能發(fā)電真正商業(yè)化直到20 世紀(jì)90年代中期才開始。根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國大陸地區(qū)的在運(yùn)核能發(fā)電站總數(shù)為30 座, 裝機(jī)容量約26 849MW,并且正有另外24 座在建設(shè)中,全球在建的核電站總共66 座。
(2)我國其他新能源發(fā)展現(xiàn)狀。我國風(fēng)能利用研發(fā)最早始于建國初期,但是直到改革開放初期才開始商業(yè)化運(yùn)作。我國風(fēng)力資源主要集中在北方地區(qū)以及南方沿海地區(qū),發(fā)電量排全球風(fēng)力發(fā)電量第一,約14 536 萬千瓦時(shí)。在未來十年我國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)還將增長一倍。我國的地理位置決定了我國大部分地區(qū)太陽能資源豐富的現(xiàn)狀,這些太陽能資源主要被用于光伏發(fā)電。我國對光伏發(fā)電的技術(shù)研究起始于改革開放初期且光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度極快, 到2007 年我國就已經(jīng)成為光伏電池產(chǎn)量最高的國家。但是由于成本及需求方面的因素,我國2005 年之前大部分光伏產(chǎn)品都用于出口, 后來隨著國家政策的變化我國國內(nèi)光伏發(fā)電裝機(jī)容量在逐漸增加,到2015 年我國光伏裝機(jī)容量已達(dá)到4 318 萬千瓦。我國地大物博生物質(zhì)資源十分豐富, 我國可利用的生物質(zhì)能源量大概包括主要產(chǎn)自廣大農(nóng)村地區(qū)的秸稈,沼氣等以及主要產(chǎn)自城市的生活垃圾等。但是我國真正利用到的生物質(zhì)能源還不到可利用量的0.5%,近些年來我國正在加快生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用。
3. 核能在我國能源發(fā)展中的重要性。
首先, 我國目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與世界整體能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)還是存在一定差異的。根據(jù)2015 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國一次能源的消費(fèi)中占比最多的是煤炭,占比約為40%。這個(gè)比例遠(yuǎn)高于世界平均煤炭消費(fèi)比例。我國消耗的這些煤炭中大概有一半用于發(fā)電,轉(zhuǎn)化為電力消耗,另一半用于直接燃燒消耗。與其他化石能源相比較,煤炭燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染物更多,再加上我國能源利用效率低下,導(dǎo)致了嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境破壞。其次為石油,占比約為20%。從所占比例來看,我國消費(fèi)石油與天然氣的比例與世界平均水平還相差很遠(yuǎn),雖然這兩種能源的燃燒效率都比煤炭更好, 排放的污染也更少。從以上這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)很依賴煤炭, 這樣的能源結(jié)構(gòu)不利于環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排且不具有可持續(xù)性。因此我國能源結(jié)構(gòu)面臨著從化石能源尤其是煤炭向可持續(xù)利用低污染的新能源轉(zhuǎn)變的問題。其次, 與世界整體情況類似, 我國雖然地大物博,風(fēng)力,水力,太陽能等清潔能源資源豐富,但是其能源提供效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體對需求還是存在一定差距。而核能發(fā)電效率非常高,排放的溫室氣體只有煤炭發(fā)電排放溫室氣體的1/6。因此,核能高效低碳的特性決定了其在我國新能源發(fā)展戰(zhàn)略中的重要地位。
最后,核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要配套設(shè)施的建設(shè),在一定程度上可以帶動核電站所在地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而我國現(xiàn)階段仍面臨?區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的問題,因此,內(nèi)陸核電站的建立對于我國經(jīng)濟(jì)均衡發(fā)展有很大的好處。
五、世界能源發(fā)展對我國重啟新建核電項(xiàng)目的重要啟示
篇9
新能源是相對常規(guī)能源而言的,一般具有以下特征:尚未大規(guī)模作為能源開發(fā)利用,有的甚至還處于初期研發(fā)階段;資源賦存條件和物化特征與常規(guī)能源有明顯區(qū)別;開發(fā)利用技術(shù)復(fù)雜,成本較高;清潔環(huán)保,可實(shí)現(xiàn)二氧化碳等污染物零排放或低排放;資源量大、分布廣泛,但大多具有能量密度低的缺點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平和開發(fā)利用程度,不同歷史時(shí)期以及不同國家和地區(qū)對新能源的界定也會有所區(qū)別。發(fā)達(dá)國家一般把煤、石油、天然氣、核能以及大中型水電都作為常規(guī)能源,而把小水電歸為新能源范圍。
我國是發(fā)展中國家,經(jīng)濟(jì)、科技水平跟發(fā)達(dá)國家差距較大,能源開發(fā)利用水平和消費(fèi)結(jié)構(gòu)跟發(fā)達(dá)國家有著明顯不同,對新能源的界定跟發(fā)達(dá)國家也存在著較大差異。小水電在我國的開發(fā)利用歷史悠久,裝機(jī)容量占全球小水電裝機(jī)總?cè)萘康囊话胍陨?歸為新能源顯然是不合適的。核能在我國的發(fā)展歷史不長,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重很低,僅相當(dāng)于全球平均水平的八分之一,比發(fā)達(dá)國家的水平更是低得多,核能在我國應(yīng)該屬于新能源的范圍。
根據(jù)以上分析,可以把新能源范圍確定為:太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽?、氫能、天然氣水合物、核能、核聚變能等?個(gè)品種。生物質(zhì)能在廣義上分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能,傳統(tǒng)生物質(zhì)能屬于非商品能源,是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國家尤其是非洲國家的主要能源,利用方式為柴草、秸稈等免費(fèi)生物質(zhì)的直接燃燒,用于烹飪和供熱;現(xiàn)代生物質(zhì)能包括生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物燃料等,是生物質(zhì)原料加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,新能源中的生物質(zhì)能僅指現(xiàn)代生物質(zhì)能。傳統(tǒng)生物質(zhì)能和大中小水電可稱之為傳統(tǒng)可再生能源,太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能則統(tǒng)稱為新型可再生能源,是新能源的主要組成部分。
資源評價(jià)
跟常規(guī)能源相比,新能源最顯著的優(yōu)勢就是資源量巨大(見表1)。太陽能是資源量最大的可再生能源,即使按最保守的可開發(fā)資源量占理論資源量1%計(jì)算,每年可供人類開發(fā)的太陽能也有1.3萬億toe,約相當(dāng)于目前全球能源年需求量的100倍。風(fēng)能的可開發(fā)資源量較低,但開發(fā)技術(shù)難度和成本也較低,全球陸上風(fēng)電年可發(fā)電量約53億kWh,相當(dāng)于46億toe。生物質(zhì)能可開發(fā)資源量為48~119億toe,不過由于存在糧食安全和環(huán)境問題,可開發(fā)資源量難以全部轉(zhuǎn)化為能源。地?zé)崮艿臒嵩粗饕獊碜杂陂L壽命放射性同位素的衰變,每年的再生量可達(dá)200億toe以上。按照目前的技術(shù)進(jìn)展情況,全球40~50a內(nèi)可開發(fā)地?zé)豳Y源為1200億toe,10~20a內(nèi)可開發(fā)地?zé)豳Y源為120億toe。海洋能資源量并不算豐富,按照全球技術(shù)可裝機(jī)容量64億kW、年利用2000小時(shí)計(jì)算,只有11億toe。天然氣水合物屬于新型的化石能源,資源量相當(dāng)于傳統(tǒng)化石能源資源量的2倍,達(dá)20萬億toe。全球鈾礦資源量為992.7萬t,如果用于熱中子反應(yīng)堆,所釋放的能量約相當(dāng)于1400億toe,而如果用于快中子反應(yīng)堆,所釋放的能量可提高60~70倍。核聚變所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40萬億t,理論上可釋放出的能量為3萬億億toe,按目前能源消費(fèi)量計(jì)算,可供人類使用200億年以上。氫能的制備以水為原料,燃燒后又產(chǎn)生水,可無限循環(huán)利用,既是二次能源也可在廣義上稱之為可再生能源。
從以上數(shù)據(jù)可以看出,能源資源完全不存在短缺或枯竭問題,人類需要克服的最大障礙是開發(fā)利用的技術(shù)和成本問題。隨著技術(shù)的進(jìn)步和能源價(jià)格的上漲,目前不可開發(fā)的新能源資源有可能變?yōu)榭砷_發(fā)資源,因此,對新能源來說,理論資源量是相對不變的,而可開發(fā)資源量卻可能會大幅度增加。
開發(fā)利用現(xiàn)狀
不同種類的新能源在資源分布、技術(shù)難度、使用成本等多方面存在相當(dāng)大的差異,因而新能源的開發(fā)利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和地?zé)崮馨l(fā)展勢頭良好,已經(jīng)進(jìn)入或接近產(chǎn)業(yè)化階段,尤其是太陽能熱水器、風(fēng)電以及生物燃料,已經(jīng)形成較大的商業(yè)規(guī)模,成本也降至可接受水平。核能技術(shù)已經(jīng)成熟,核電在國外已過發(fā)展高峰期,在我國則剛剛興起。核聚變、氫能、天然氣水合物、海洋能仍處于研究和發(fā)展之中,距離商業(yè)化還有較大距離。
截止到2009年2月,全球核電裝機(jī)已達(dá)3.72億kW,年發(fā)電量2.6萬億kWh,在全球一次能源結(jié)構(gòu)中的比重約為6%左右。相比而言,新型可再生能源的開發(fā)利用程度還很低,以2006年為例,其在全球一次能源供應(yīng)量中的比重僅為1%左右,占全部可再生能源的比例也僅為8%左右。2007年,全球新型可再生能源發(fā)電裝機(jī)量為1.65億kW,相當(dāng)于全球電力裝機(jī)總?cè)萘康?.7%(見表2)。德國、美國、西班牙、日本等發(fā)達(dá)國家的可再生能源產(chǎn)業(yè)化水平已達(dá)到較高程度,其市場規(guī)模和裝備制造水平跟其他國家相比具有明顯優(yōu)勢。我國也是世界重要的可再生能源大國,太陽能熱水器產(chǎn)量和保有量、光伏電池產(chǎn)量、地?zé)嶂苯永昧恳约罢託猱a(chǎn)量都位居世界第一。不過,我國對新型可再生能源的開發(fā)多集中在技術(shù)含量較低的供暖和制熱領(lǐng)域,在可再生能源發(fā)電技術(shù)水平和利用規(guī)模方面跟國外相比還存在較大差距。我國新型可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量僅為905萬kW,占全球5.5%,遠(yuǎn)低于我國電力裝機(jī)總?cè)萘空既?6%的比重。
我國發(fā)展新能源的政策建議
我國是世界第一大碳排放國、第二大能源消費(fèi)國、第三大石油進(jìn)口國,發(fā)展新能源具有優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、增加能源供應(yīng)、減輕環(huán)境污染等多重意義,同時(shí)也是全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和社會主義新農(nóng)村建設(shè),以及全面建設(shè)小康社會和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。我國政府把發(fā)展新能源上升到國家戰(zhàn)略的高度而加以重視,陸續(xù)出臺了多部法律法規(guī)和配套措施。
從近幾年的總體發(fā)展情況來看,我國新能源發(fā)展勢頭良好,增速遠(yuǎn)高于世界平均水平,不過由于種種原因,新能源發(fā)展過程中的許多障礙和瓶頸仍未消除,主要表現(xiàn)在:資源評價(jià)工作不充分,技術(shù)總體水平較低,成本跟常規(guī)能源相比不具備競爭力,產(chǎn)業(yè)投資不足,融資渠道不暢,市場規(guī)模偏小,公眾消費(fèi)意愿不強(qiáng),政策法規(guī)體系不夠完善。結(jié)合國內(nèi)外新能源發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀,借鑒全球各國新能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn),針對目前我國新能源發(fā)展過程中存在的問題,特提出如下對策建議。
(一)正確選擇新能源發(fā)展方向
根據(jù)資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平,確立以太陽能為核心、核能和風(fēng)能為重點(diǎn)的發(fā)展方向。太陽能是資源潛力最大的可再生能源,化石能源、風(fēng)能、生物質(zhì)能及某些海洋能都間接或直接來自于太陽能,地球每年接收的太陽輻射能量相當(dāng)于當(dāng)前世界一次能源供應(yīng)量的1萬倍。我國的太陽能熱利用已經(jīng)走在世界最前列,太陽能光伏電池的產(chǎn)量也已經(jīng)躍居世界第一,不過在太陽能光伏發(fā)電方面卻與光伏電池生產(chǎn)大國的地位極不相符。我國應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大在太陽能熱利用方面的優(yōu)勢,同時(shí)把發(fā)展并網(wǎng)光伏和屋頂光伏作為長期發(fā)展重點(diǎn)。風(fēng)能是利用成本最低的新型可再生能源,風(fēng)電成本可以在幾年內(nèi)降低到常規(guī)發(fā)電的水平,目前已經(jīng)初步具備市場化運(yùn)作的條件。我國風(fēng)力資源較豐富的區(qū)域?yàn)槲鞑康貐^(qū)及東部沿海,屬于電網(wǎng)難以到達(dá)或電力供應(yīng)緊張的地區(qū),發(fā)展風(fēng)電應(yīng)是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度遠(yuǎn)高于常規(guī)能源,核電站可以在較短時(shí)間內(nèi)大量建造,迅速彌補(bǔ)電力裝機(jī)缺口,最近國家發(fā)改委已經(jīng)把核電規(guī)劃容量提高了一倍多。
(二)加大新能源技術(shù)研發(fā)力度
我國從事新能源技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)分布在上百個(gè)高校和科研機(jī)構(gòu),數(shù)量雖多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建議整合具有一定實(shí)力的新能源研究機(jī)構(gòu),成立中央級新能源科學(xué)研究院。抓住當(dāng)前因金融危機(jī)而引發(fā)全球裁員潮的有利時(shí)機(jī),積極創(chuàng)造條件吸引國外高端研究人才。以新能源重大基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)的研究為重點(diǎn),加強(qiáng)科研攻關(guān),盡快改變我國新能源科學(xué)技術(shù)落后的面貌。密切與國外的技術(shù)合作與交流,充分利用CDM機(jī)制,注重先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)并進(jìn)行消化吸收與再創(chuàng)新,努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)水平的跨躍式發(fā)展。
可再生能源大多具有能量密度低、資源分布不均衡等缺點(diǎn),對其進(jìn)行低成本、高效率利用是新能源開發(fā)的首要問題。顯然,可再生能源開發(fā)技術(shù)的復(fù)雜程度要比常規(guī)能源高得多,涉及資源評價(jià)、材料和設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)、配發(fā)和管理等多個(gè)領(lǐng)域,必須進(jìn)行跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān),這對我國目前相對封閉的科研體制提出了挑戰(zhàn)。國家需要在搞活科研創(chuàng)新機(jī)制、打造科研合作平臺、加大知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度等方面做更多的努力,營造良好的科研環(huán)境。
(三)有序推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)化和市場化進(jìn)程
只有實(shí)現(xiàn)新能源的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和市場化,才有可能使新能源的利用成本降至具有競爭力的水平,為新能源普及打下基礎(chǔ)。在新能源開發(fā)成本較高、使用不便的情況下,推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)化和市場化必須由政府作為推手。促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化和市場化的措施涉及電價(jià)、配額、示范工程、技術(shù)轉(zhuǎn)化、稅費(fèi)減免、財(cái)政補(bǔ)貼、投資融資等,要對各種新能源的不同特點(diǎn)進(jìn)行充分分析,分門別類地制定合適的激勵(lì)政策。為保證政策的長期有效要建立完善的督促檢查機(jī)制,對違規(guī)行為進(jìn)行懲處,以維護(hù)國家政策措施的嚴(yán)肅性。
國家應(yīng)及時(shí)更新新能源產(chǎn)業(yè)的投資指導(dǎo)目錄,引導(dǎo)、鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人對新能源的投資。同時(shí),也要對新能源投資行為進(jìn)行規(guī)范,避免一哄而上,造成局部重復(fù)投資或投資過熱。防止企業(yè)借投資新能源套取財(cái)政補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)或增加火電投資配額等不良行為。約束高污染新能源行業(yè)的投資行為,尤其是多晶硅副產(chǎn)品四氯化硅所帶來的環(huán)境污染問題值得關(guān)注。
(四)及早實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略
我國是鈾礦資源貧乏的國家,資源量遠(yuǎn)不能滿足未來核電發(fā)展的需要,鈾礦供應(yīng)必須依賴國際市場。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)世界上鈾礦資源豐富的國家有澳大利亞、美國、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯等,這5個(gè)國家的資源量合計(jì)占全球的比重為三分之二。其中,澳大利亞和哈薩克斯坦都是無核電國家,所生產(chǎn)的鈾礦主要用于出口。我國與哈薩克斯坦等國家關(guān)系良好,可作為實(shí)施鈾礦“走出去”戰(zhàn)略的重要目的國。合作重點(diǎn)應(yīng)該放在最上游的勘探、開采領(lǐng)域,爭取獲得盡可能多的探礦權(quán)和采礦權(quán),為我國核電站提供穩(wěn)定、長期的核燃料來源。
目前全球?qū)μ烊粴馑衔锏牡刭|(zhì)工作程度還非常低,這為我國獲取海外天然氣水合物資源提供了絕好的機(jī)會。在油氣資源領(lǐng)域,美國、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把全球的優(yōu)質(zhì)資源瓜分完畢,而在天然氣水合物領(lǐng)域,我國還存在較多獲取海外資源的機(jī)會。太平洋邊緣海域陸坡、陸隆區(qū)及陸地凍土帶的天然氣水合物資源豐富,這一地帶所涉及的國家主要是俄羅斯、美國、加拿大,應(yīng)努力爭取獲得跟上述三國合作開發(fā)的機(jī)會。拉丁美洲國家沿海的天然氣水合物資源也比較豐富,要充分利用這些國家技術(shù)力量薄弱、研究程度低的現(xiàn)狀,加強(qiáng)與這些國家合作,以期能夠在未來取得這些國家的天然氣水合物份額。
東南亞處于熱帶地區(qū),自然植被以熱帶雨林和熱帶季雨林為主,特別適合油料作物的生長,是發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的理想?yún)^(qū)域。東南亞國家是我國的近鄰,可為我國的生物柴油產(chǎn)業(yè)提供豐富而廉價(jià)的原料。我國可采取以技術(shù)、市場換資源的合作方式,在當(dāng)?shù)卦O(shè)立林油一體化生產(chǎn)基地,產(chǎn)品以供應(yīng)我國國內(nèi)為主。
(五)調(diào)整、完善新能源發(fā)展規(guī)劃和政策措施
我國已經(jīng)出臺的新能源發(fā)展規(guī)劃有《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》、《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》等,部分行業(yè)部門和地方地府也針對實(shí)際情況制定了各自的發(fā)展規(guī)劃。國家級的規(guī)劃存在兩個(gè)問題:一是發(fā)展目標(biāo)定得偏低,如風(fēng)能到2010年的發(fā)展目標(biāo)為1000萬kW,到2020年的發(fā)展目標(biāo)為3000萬kW,而事實(shí)上,1000萬kW的目標(biāo)已經(jīng)于2008年實(shí)現(xiàn),3000萬kW的目標(biāo)也可能提前于2012年左右實(shí)現(xiàn);二是缺乏設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)和資源評價(jià)方面的目標(biāo)。
國家有關(guān)部門應(yīng)密切跟蹤國外新能源現(xiàn)狀,充分考慮新能源資源量、技術(shù)發(fā)展水平、環(huán)境減排目標(biāo)、常規(guī)能源現(xiàn)狀等因素,對我國新能源發(fā)展規(guī)劃作出適當(dāng)調(diào)整和完善,為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)。我國有關(guān)新能源與可再生能源的規(guī)定和政策措施并不比國外少,但這其中有許多已經(jīng)不再符合我國的實(shí)際,應(yīng)立即對不合時(shí)宜或相互矛盾的規(guī)定和措施進(jìn)行清理,制定出切實(shí)可行、可操作性高的配套法規(guī)和實(shí)施細(xì)則。
(六)建立符合國際標(biāo)準(zhǔn)的新能源統(tǒng)計(jì)體系
篇10
進(jìn)入21世紀(jì),化石資源迅速消耗,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,保障能源安全、應(yīng)對氣候變化已成為全球性的焦點(diǎn)問題。世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展將面向清潔化、低碳化,而隨著全球畜牧業(yè)的規(guī)?;⒓s化發(fā)展,畜牧業(yè)廢棄物在給環(huán)境帶來巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)也為清潔能源提供了取之不盡用之不竭的原料,成為“未來能源”的重要組成部分。
中國農(nóng)業(yè)部科技教育司能源生態(tài)處的郝先榮調(diào)研員向中外與會代表介紹了中國沼氣工程的發(fā)展現(xiàn)狀與展望。她指出隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展,隨之帶來的畜禽糞便污染也日益嚴(yán)重。目前,畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量情況為:化學(xué)需氧量1268.26萬噸,總氮102.48萬噸,總磷16.04萬噸,銅2397.23噸,鋅4756.94噸。在政府的支持引導(dǎo)下,按照“分散的糞便分散處理,因地制宜,宜小則小,宜大則大”的原則及有關(guān)農(nóng)村沼氣發(fā)展的政策法規(guī),中國開展了戶用沼氣工程、小型沼氣工程、中型沼氣工程和大型沼氣工程的建設(shè),并探索形成了適宜中國不同地區(qū)的沼氣建設(shè)推廣模式。目前全國農(nóng)村沼氣建設(shè)成效顯著,全國沼氣用戶逾4000萬,沼氣工程7.27萬處,其中:大型沼氣工程4631處(單體裝置容積300m3以上),中型沼氣工程2.28萬處(單體裝置容積50~300m3),小型沼氣工程4.53萬處(單體裝置容積20~50m3),原料除以畜禽糞便為主,還有農(nóng)作物秸稈與蔬菜廢棄物等。上述設(shè)施年節(jié)能能力相當(dāng)于2400多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排二氧化碳5000多萬噸,減少COD排放76萬噸。
郝先榮強(qiáng)調(diào),隨著管理推廣服務(wù)體系的日益完善,農(nóng)村沼氣標(biāo)準(zhǔn)的逐步完成,資金投入的顯著增加和國際合作的廣泛開展,中國沼氣工程建設(shè)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期,由此也對中國農(nóng)村沼氣技術(shù)推廣與新技術(shù)開發(fā)、建設(shè)速度與管理服務(wù)、地區(qū)平衡發(fā)展、國家政策與資金配套等方面提出了更高的要求。因此按照“鞏固成果、優(yōu)化結(jié)構(gòu),建管并重、強(qiáng)化服務(wù),綜合利用、提高水平”的思路,按照“因地制宜 業(yè)主自愿 統(tǒng)籌兼顧 突出重點(diǎn) 優(yōu)化布局 集中連片 保證質(zhì)量 注重效益 科技創(chuàng)新 強(qiáng)化服務(wù)”的建設(shè)原則,以增加沼氣用戶為目標(biāo),加大投入,強(qiáng)化管理,提高質(zhì)量,創(chuàng)新機(jī)制,重點(diǎn)建設(shè)戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣、沼氣服務(wù)與科技支撐體系,試點(diǎn)開展沼氣高值利用,推進(jìn)農(nóng)村能源清潔化、低碳化,充分發(fā)揮農(nóng)村沼氣在應(yīng)對氣候變化中的作用,促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)。通過開展技術(shù)創(chuàng)新,加大培訓(xùn)力度,加強(qiáng)國際交流,充分開發(fā)利用中國豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物、養(yǎng)殖場廢棄物資源,大力發(fā)展沼氣等生物質(zhì)能源、新能源產(chǎn)業(yè),推進(jìn)節(jié)能減排。
會議期間,中國國家發(fā)展與改革委員會能源研究所的秦世平副研究員、環(huán)境保護(hù)部的孔源博士、美國西部乳業(yè)聯(lián)合會環(huán)境署的Paul Martin主任分別從政策研究的角度介紹了中美兩國在沼氣產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展、中美兩國在畜禽養(yǎng)殖污染環(huán)境方面所做的應(yīng)對措施。
“生物質(zhì)原料的年產(chǎn)出量為11.71億噸標(biāo)煤,49.2%來自有機(jī)廢棄物,緩解中國能源困境的基本途徑就是用清潔能源替代化石能源,而以動物糞便等有機(jī)廢棄物為主要原料的生物質(zhì)能更是其中的重要組成部分。”中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石元春院士從戰(zhàn)略家的角度就中國生物質(zhì)能源的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做了生動詳實(shí)的報(bào)告,并同與會代表分享他的新作《決勝生物質(zhì)》。石院士介紹國家最近的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》,其中新能源的10個(gè)鼓勵(lì)發(fā)展項(xiàng)目中5項(xiàng)是生物質(zhì)能源,5項(xiàng)中2項(xiàng)是沼氣?!吧镔|(zhì)能源在中國將有一個(gè)較快的發(fā)展,特別是大型沼氣開發(fā)工程和成型燃料對中小鍋爐的燃煤替代工程。近年發(fā)展較快的是產(chǎn)業(yè)沼氣,已有多處沼氣發(fā)電上網(wǎng),利用高濃度有機(jī)廢水經(jīng)凈化壓縮的車用生物燃?xì)庖惨焉鲜羞\(yùn)行?!彼粲跷覈{(diào)整能源結(jié)構(gòu)和政策,大力扶持生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;更多的生物質(zhì)能源領(lǐng)域的科技界同仁,走與民營中小企業(yè)相結(jié)合的道路;全社會行動起來,推動生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)從碳?xì)浠衔锏摹盁N經(jīng)濟(jì)”到碳水化合物的“糖經(jīng)濟(jì)”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,進(jìn)而進(jìn)入“能源農(nóng)業(yè)”這一嶄新的時(shí)代。
Kyoung Ro博士是美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局的環(huán)境工程師。他從生物化學(xué)和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)人手,介紹了畜禽廢棄物資源化利用前景。該技術(shù)可將動物糞便廢棄物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源和其他高價(jià)值產(chǎn)品,而通過熱化學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化得到的固體產(chǎn)品一生物碳,可提高土壤的質(zhì)量,螯合碳,提供營養(yǎng)物質(zhì),還可作為活性炭的來源,進(jìn)而吸附環(huán)境中的污染物。美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局目前已使用這些技術(shù)開展了大量的研究工作并取得了初步成效。
同樣來自美國密歇根州立大學(xué)的廖偉教授、伊利諾伊大學(xué)的張?jiān)摧x教授,帶來了新型環(huán)保型的動物廢棄物利用綜合體系研究成果。廖偉教授開發(fā)的系統(tǒng)包括厭氧發(fā)酵、藻類培養(yǎng)和生產(chǎn)生物燃?xì)馊齻€(gè)部分。厭氧發(fā)酵過程將會對農(nóng)業(yè)廢棄物中的纖維質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理已備用做生物精煉的原料。厭氧發(fā)酵后的流體物用于培養(yǎng)藻類從而進(jìn)一步減少臭氣和多余養(yǎng)分對環(huán)境的污染。最終生物質(zhì)燃?xì)獾纳a(chǎn)過程將利用厭氧發(fā)酵對纖維質(zhì)處理產(chǎn)生的碳水化合物和藻類生物質(zhì)而產(chǎn)生的乙醇,整個(gè)過程顯著增強(qiáng)了厭氧發(fā)酵預(yù)處理纖維素轉(zhuǎn)變成糖的效率,提高了液態(tài)厭氧發(fā)酵產(chǎn)物中藻類生長的效率,過程的整合是一條有效解決廢棄物資源化的可持續(xù)途徑。張?jiān)摧x教授介紹了自己利用生物垃圾和藻類生產(chǎn)生物原油的研究探索。他認(rèn)為生物垃圾和藻類是唯一有可能最終取代石油的豐富資源。E2-Energy首先將動物、人和食品垃圾的有機(jī)固體通過熱液化處理轉(zhuǎn)化為生物原油,然后在熱液化的廢水中種植快速生長的藻類,并從大氣中俘獲二氧化碳,最后藻類生物質(zhì)作為唯一的原料或作為一個(gè)添加物被返回?zé)嵋夯^程中,用以轉(zhuǎn)化成額外的生物原油。目前這種使用熱化學(xué)技術(shù)將含油低而產(chǎn)量高的微藻高效轉(zhuǎn)化成原有的技術(shù),從根本上改變了現(xiàn)有藻類柴油的思路和技術(shù),為大規(guī)模生物油生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)和前景。
值得一提的是,作為美國加州大學(xué)戴維斯分校百年百項(xiàng)成果之一的厭氧分步固體發(fā)酵系統(tǒng)(APS發(fā)酵器)的研發(fā)者張瑞紅教授對自己的研究成果也進(jìn)行了詳盡的闡述。該技術(shù)結(jié)合批量和連續(xù)生物生產(chǎn)工藝于單一的生物系統(tǒng),將各種有機(jī)殘余物轉(zhuǎn)化成生物燃料和其他有價(jià)值的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定地生產(chǎn)氫氣和沼氣。目前這個(gè)新的APS發(fā)酵器技術(shù)已在加州大學(xué)戴維斯分校成功示范,并被兩個(gè)公司商業(yè)化,成為了大學(xué)創(chuàng)新、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和公共教育的典范,被各種新聞媒體和雜志廣泛報(bào)道。