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各國政府均認同生物燃料是一種有潛力的化石燃料替代選擇,其產業發展與減緩氣候變化、繁榮農村經濟、緩解全球和國家能源安全的聯系已促動了主要國家在領域紛紛展開行動。但是,產量和貿易的迅速膨脹引起了許多環境和社會經濟問題的爭論。因此,檢討生物燃料產業發展的本質,探尋治理途徑時不待我。
1. 生物燃料產業擴張:一種新的全球性變化
全球生物燃料生產從2000年到2009年已經翻了20倍,生產國從巴西一枝獨秀擴展至美國、歐盟、中國等主要農業國,儼然成為了新能源產業中最具潛力、最重要的化石能源替代產品。盡管這番蓬勃景象一方面歸功于生產效率的提高,原料作物種植擴張也“功不可沒”,有越來越多的作物用于該產業生產。產業擴張帶來了以下巨大影響:
1.1由生物燃料產業擴張引起的生態變化
對環境的影響是復雜的:生物燃料替代化石燃料、減少溫室氣體排放是快速擴張的根本動力。但是,仍要對生物燃料整個生命周期排放做出全面評估。比如,原料作物的生產使用化肥、殺蟲劑,最后就在減少溫室氣體排放的同時消耗化石燃料。機器化大生產帶來更多甲烷氣體,而甲烷對全球變暖的作用遠遠大于二氧化碳。另外,土地使用目的的轉變可能導致大量的溫室氣體排放。因此,關于排放平衡必須考慮整個生命周期。
單一種植原料作物帶來生物多樣性喪失、土壤質量下降、給水資源質量帶來沖擊,即使大多數作物可依靠降雨生長,但是當提高生產率成為優先選擇的話,灌溉則會成為首選。最后,生物燃料生產有外來物種侵害原有生態的風險。
1.2由生物燃料產業擴張引起的社會經濟變化
對農村經濟的影響體現在包括國家、區域和全球的各個層面:
國家對該產業利潤的保證使大量投資涌入種植業,尤其是以農業為主要支撐的發展中國家。這就促使農民成為農業工人,喪失對土地的傳統控制權。雖然產業擴張確實增加了農村人口就業機會,但是勞動條件卻不盡人意,勞動安全難以保證。
除了對農村本地的影響,生物燃料生產也打亂了糧食生產和供應。因為主要糧食作物既可以供人食用也可成為生產原料,因此全球糧食價格隨需求大增而屢創新高。生產者雖可從中獲利,但那些農村和城市的低收入者無法負擔充足食物費用,惡化了全球糧食安全狀態。
1.3由生物燃料產業擴張引起的南北關系變化
發展中國家相對發達國家可獲土地數量較高、原料價格較低、勞動力成本低廉,被認為是最有潛力生產生物燃料。主要消費者卻是發達國家,即便全球產量不斷提高也無法滿足發達國家的消費目標,進口需求便產生了。于是發達國家和發展中國家簽訂了許多相關貿易協定。這種供求關系的發生本應帶來全球雙贏局面,但是發展中國家生產大規模擴張卻給自身帶來了巨大挑戰,包括森林退化、土地沖突、傳統耕種方式的遺失等等。
發展中國家是該產業發展負面影響的主要承受者,但卻沒有充分機會參與全球治理議程。即使參與,也只是該國的大企業,而不是那些受實際影響的大多數人,這無疑增加了北方對南方國家的控制力。
2. 生物燃料治理框架現狀與評價
2.1生物燃料治理現狀
國家、區域、國際已出現了應對生物燃料影響并促進其可持續發展的政策和治理結構。
2.1.1國家生物燃料治理議程:以主要生產國為例
隨著氣候變化成為全球議程中的重大問題,許多國家構建了可再生能源戰略,其中就包括生物燃料。使用生物燃料不僅能替代化石燃料和提高能源安全,更重要的是還可以擴大農產品的出路和收益。在此促動下,各國普遍采用的政策是頒布燃料混合國家命令、稅收豁免、對農民或生產者直接支付、對進口產品適用關稅壁壘。除此之外,主要生產國美國和巴西面對負面影響,也采取了有限的政策調整。
美國玉米業已飽受詬病,尤其是玉米乙醇生產:減排水平低;超大型農業公司的控制使小生產經營者無利可圖;由于美國是世界玉米的主要供應者,對生物燃料的加大投入引起全球大宗食品的價格動蕩。即便是這樣,美國仍然一再提高燃料使用比例,要求到2017年生物燃料替代汽油消費達到20%,對加工商提供每加侖0.51美元的補貼,對進口燃料乙醇適用每加侖0.54美元的進口關稅。雖然,新能源計劃提倡木質纖維素乙醇技術的發展,但是美國近期對生物燃料的需求增長仍不可避免從傳統生產中獲得。
巴西是世界第二大生物燃料生產國。甘蔗乙醇轉化率比玉米乙醇高。但種植園的迅猛擴張對亞馬遜森林造成了負面影響;甘蔗乙醇的生產對水需求量較大;單一種植擴張也帶來了嚴重的土地沖突。但巴西政府仍決定每年新建25個甘蔗乙醇生產廠。盡管計劃逐年有所微調,但傳統大型甘蔗生產仍然占據主要地位。
由此可見,可持續關注在美巴兩國并不是最優先考慮事項。但是生物燃料凈進口國和地區卻對生產的可持續性進行了更為積極的應對,主要體現在歐盟及成員國。
2.1.2區域生物燃料治理議程
歐盟生物燃料治理分為成員國個別要求和歐盟共同要求。就成員國而言,英國和荷蘭生物燃料標準最為典型,因此將從英、荷、歐三個方面分析區域治理工具。
生物燃料可持續性爭議包括減緩氣候變化,生物多樣性保護,水、土壤、空氣保護,土地所有權保護,勞工標準,社會經濟發展和糧食安全7個方面。
關于減緩氣候變化,三者要求類似:首先都禁止將高碳封存土地用于原料作物的種植。英國要求溫室氣體減排至少為40%,每年增加5%,但性質是建議式的;荷蘭規定了最低30%的強制減排,到2017年逐步增加到80%-90%;歐盟強制性要求將最低減排量提高到35%。
關于生物多樣性,荷蘭和歐盟都禁止將具有高生物多樣性區域用于生物燃料生產;英國禁止生產毀損以上區域即允許合法生產。荷蘭要求要遠離高生物多樣性區域5公里以上。
關于水、土壤和空氣保護,三者具有區別。英國要求沒有土壤退化、污染或水資源耗盡或空氣污染。荷蘭要求實行最佳保護實踐;遵守《斯德哥爾摩農藥使用公約》或國內法;禁止生產焚燒。歐盟除了就國家保護措施進行年度報告外,無具體要求。
關于土地所有權,英國要求對土地權和當地社會關系沒有負面影響。荷蘭要求在土地原始使用者同意下謹慎使用土地;尊重原主人傳統制度。歐盟僅要求進行年度報告。
關于勞工標準,英國要求對勞工權利和工作關系沒有負面影響。荷蘭要求遵守《普遍人權宣言》和關于跨國公司及社會政策的國際勞工原則。歐盟除了就《國際勞工公約》的國家授權和執行進行年度報告外,沒有具體的要求。
關于社會經濟發展,英國和歐盟僅要求就此履行年度報告義務。荷蘭要求生物燃料生產必須利于當地繁榮;要求就生產影響當地人口和利于當地經濟發展進行報告。
關于糧食安全,英國僅要求檢測對糧食價格的間接影響。荷蘭和歐盟除了就土地使用改變形式、土地和糧食價格影響進行報告外沒有具體要求。
只有滿足上述標準的產品才能計入歐盟2020年運輸領域可再生能源10%的強制性目標,進而才會獲得市場準入好處和稅收豁免、直接支付等利益。歐盟在證明產品是否符合標準的問題上采取靈活做法,即權力下放到歐委會認可的自愿性生物燃料認證制度,認可時效為五年。可見,就世界最大的生物燃料進口市場的準入而言,得到具有資格的認證制度的認證是關鍵。截止2011年7月,有2BSvs、Bonsucro、Greenergy、ISCC、RBSA、RSB、RTRS七個生物燃料認證制度得到了歐委會的認可,此外還有18個認證機會等待歐委會的批準。
2.1.3國際生物燃料治理議程
和生物燃料多少相關的國際協定在各個領域早已出現,例如氣候、能源領域。目前雖沒有針對全球生物燃料挑戰專門國際協定,但國際社會已開始以以下形式展開努力:
首先,聯合國開發計劃署(UNDP)、聯合國環境規劃署(UNEP)、聯合國糧農組織(FAO)、聯合國能源機制(UN-Energy interagency),在其報告和研究中均已提出生物燃料問題。但是,他們的行動大多僅局限于分析和建議,并沒有就其各自的領域達成國際協定。國際能源署(IEA)以及經合組織(OECD)發揮了更為積極的作用,通過IEA生物能源部的第40工作組為生物燃料貿易認證構建了可持續性標準。
其次,新近建立的論壇和伙伴關系開始在生物燃料全球可持續發展嶄露頭角。最為典型的就是2005年發起的全球可再生能源伙伴關系。該制度目的是促進可再生能源的繼續發展和商業化,支持更廣泛的、符合成本效益的生物質和生物能源發展尤其是發展中國家。生物燃料國際貿易大幅增加,2007年巴西、美國、中國、歐委會等建立了國際生物燃料論壇。
最后就是專門針對生物燃料可持續性問題成立的、新的國際倡議,采取的形式是多利益攸關方組成的圓桌會議,討論和構建可持續性環境和社會經濟標準。但覆蓋產品范圍各有不同,例如責任大豆圓桌會議以及意圖進行普遍適用的可持續生物燃料圓桌會議(RSB)。
2.2對目前治理框架的評價
隨著全球生物燃料貿易的提高,作為主要進口者的歐盟國家生物燃料治理議程對市場準入和不同可持續性產品的競爭力影響在逐步提高,甚至成為了全球治理生物燃料的風向標。但是,從歐盟和成員的可持續性標準來看,主要局限于對生態環境的要求;像是當地經濟發展、公平正義以及糧食安全等與發展中國家緊密相關的社會經濟問題關注不夠。而間接土地使用轉化問題也被忽略掉,甚至都不存在報告制度。值得注意的是這些標準既適用于外國生產者也適用于歐盟國家,但制定決策時卻沒有主要供應國——發展中國家的參與,也就是發展中國家的觀點和他們的關注沒有得到體現。
似乎國際治理議程給參與性帶來了一些新的變化,但也有自身弱點:
首先,不同國際生物燃料治理議程仍局限在自己業務范圍內處理環境和社會經濟影響。國家合作多集中于研究和技術發展,而不是應對擴張帶來的更為嚴重的糧食安全影響。
其次,通過給當地提供能源生產和供給的方式來促進當地發展,這種生物燃料發展的替代模式幾乎被這些治理議程所忽略,即他們主要以生物燃料貿易為預設前提而展開談判。
第三,有些國際議程如IEA、OECD具有明顯的發達國家傾向,當然會以它們的能源需求為優先考慮,因而主要關注發展中國家的出口為導向的生產,而不是發展中國家的當地需求。而全球生物能源伙伴關系也代表主要國家團體利益。甚至像RSB由多利益有關方組成的圓桌會議也不對稱地給來自工業部門和發達國家的參與者更多的關注和投票權。21位RSB發起委員中僅有5位來自發展中國家,而這5位代表中有3位代表了像巴西的甘蔗聯盟這樣的工業團體利益。很明顯利益受到主要影響的大多數人并沒有能充分表達意見。
最后,現有的國際行動沒有形成多層次、協調統一、相互支持、相互影響的治理方式。許多國際倡議或國際行動雖然博興,但十分分散,關注自己覆蓋的爭議領域,并在其框架下的國家行動仍被符合本國利益的議程所主導。這種情形實際導致生物燃料問題仍然是“無治理領域”,試想有各自利益的國家和企業一旦發生紛爭,將如何公正、合理的解決爭議?
3. 新多邊生物燃料治理框架愿景
3.1建立新多邊生物燃料治理框架的原因
目前生物燃料治理制度無論從國內還是從國際層面都無法滿足治理需求,建立新多邊治理框架的迫切需求和原因有以下幾點:
第一,該產業發展的主要推動力均具有重要的全球要素和關聯??稍偕茉刺娲剂暇褪怯伞堵摵蠂鴼夂蜃兓蚣芄s》促動的。化石燃料的可用竭性是一個全球難題,而動蕩的國際關系又是國家追求能源安全的巨大障礙。生物燃料農業尤其在發展中國家又是由發達國家的消費目標促發的出口繁榮所驅動的。以上每個環節都具有“全球烙印”。
第二,生物燃料生產帶來的環境影響是無法依靠個別國家得以解決的。該產業對氣候變化、對水等自然資源的需求以及對土地使用改變的累積作用都具有明顯的全球關聯。
第三,個別國家解決生物燃料擴張帶來的社會經濟影響能力有限,比如對農產品市場和全球糧食安全的影響。
第四,生物燃料的爭論從一開始出現就具有南北關系的特性,是以一方的主要社會、政治和環境利益為代價而使另一方獲利的問題。
第五,關于生物燃料生產存在許多相互沖突的觀點和看法,因此不僅需要有效的治理框架,更需要體現公平、合法性、責任性、代表性的統一治理制度。
以上各個方面均體現了建立全球生物燃料治理框架的必要性,但這里的全球性并不意味著所有國家都就此進行談判,但至少是一個與現有治理框架不同且能夠反映生物燃料產業核問題的不同視角,能通過多邊平臺包括國家和非國家參與者構建的負責而合法的方式進行治理和調控。那么,這種新多邊治理框架究竟應該具備怎樣的條件和內核呢?
3.2新多邊生物燃料治理框架的建構
3.2.1多邊生物燃料治理框架應具備的基本特征:多部門、多層次和多參與者治理
生物燃料產業發展并不僅是一種能源戰略,它和糧食、農業、貿易、氣候和生態保護等多方面都具有重大關聯,而這些領域都有各自的政策制度。因此氣候談判、可再生能源議程、全球貿易和農業發展、保護生物多樣性和生態系統戰略均涉及到了生物燃料問題。以上不同領域的各自政策必須避免沖突、尋求協調,這就需要多部門協調來應對生物燃料治理。
其次,生物燃料治理需要多層次協調。如果沒有國家、當地政府以及當地生產者的協助多邊框架很難成功,這也是目前國際相關治理制度的欠缺。這種協調既要體現在國際政策的成功執行上,比如認證計劃的實施,也要體現在不同層面的規制活動上。
第三,不同參與者和平行決策體系間的協調也是必要的。這會減少重復勞動、避免政策沖突,比如生物燃料治理政策和WTO規則之間的沖突,多參與者治理意味著允許各種主體使用有效參與資源。
3.2.2新多邊生物燃料治理框架的制度設計:趨利避害
雖然需要進一步協調不同產業部門、參與者和治理層次,但是何種制度設計才能最好發揮功能卻是一個大問題。從實現的可能性出發,有兩種路徑可以選擇:
第一種,在某一類寬泛的領域建設治理制度,能源和農業領域可供選擇。
在能源領域探討生物燃料治理制度的優勢是能夠很容易地將該問題并入可再生能源政策;能夠讓業界對照其他生物能源對液態生物燃料做出評估。弱點是由于目前與能源相關的、行之有效的政策制度本身就十分分散,加之聯合國相關機制治理權力也十分有限,新建立的國際可再生能源機構(IRENA)固然令人欣慰,但是像巴西、中國等這些主要生產國尚未加入,因此治理很難從全球能源制度中獲得有益的制度支持;加之,如果國家將生物燃料單純看作是國家能源安全問題,由于敏感性,將會使多邊談判變得異常艱難;最后由于生物燃料是由許多作物提煉而來,因此對農業部門的影響也舉足輕重,將其作為能源問題處理自然會導致對糧食安全、農村地區和土地政策的影響關注不夠。
在農業領域處理生物燃料問題最大的優勢是可以借助FAO現有的各種制度;可使業界更加關注糧食和農村發展問題;也會從國際農業協定中最終獲利。但是國際農業貿易談判頻頻陷入僵局,這必將阻礙該產業的可持續發展;也會割裂生物燃料與可再生能源政策的聯系。
第二種不同的制度設計路徑就是將生物燃料作為獨立的焦點問題進行制度設計,而此種方式根據所設計的制度框架以生物燃料問題的一個方面還是多個方面為治理對象分為單一框架和復合并行框架。不論是單一政策框架還是符合政策框架同樣各具優、缺點:
在有效性方面,復合型平行框架更有利于不同政策工具的創新、彼此競爭和實踐檢驗;在公平性和權力分配方面,復合平行框架更易于禁止權力集中,并且在一定程度上會增加發展中國家在決策中的影響力。缺點就是遵守和執行成本較高。
而單一框架由于設定的制度具有很強的針對性和局限性,因此遵守和執行成本較低;所設定的單一規則更容易和像WTO這樣的現有國際規則協調一致;也更易于吸收多參與者的集中關注并利用他們可提供的資源。缺點是過分支持某類參與者的風險過高;靈活性和調節性較差;由于會吸引更多的參與者,因此達成一致意見就更為困難。
綜上,新多邊生物燃料治理框架是一個開放性議題,只有把握住合理合法內核,比較各種選擇路徑的優缺點,在實踐中逐步探索。
參考文獻:
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文章中提到了生物燃料企業“吃不飽”的問題,與以往政策支持向生產領域傾斜不同,本文提出生物燃料產業鏈重心向種植和原料生產傾斜,并加大政策支持力度。對生物燃料生產企業來說,這未嘗不是個好消息。
生物燃料通常指生物液體燃料,是重要的交通替代燃料。相對于其他替代燃料,生物燃料具有與現有基礎設施兼容性好、能量密度高、清潔低碳、資源可再生且資源基礎廣闊等優點,而且已具有規模化生產應用的實際經驗,可望成為重型卡車、航運和航空等長途交通工具的最經濟可行的清潔替代燃料。
20世紀90年代以來,為保障能源安全、應對氣候變化、保護環境、促進農業發展,許多國家制定實施積極戰略和政策,推動生物燃料的規?;_發利用。我國在上述各領域也面臨著巨大挑戰,也亟待制定符合我國國情的戰略和政策,促進生物燃料的規模化發展。
為此,國家發展改革委能源研究所開展了“中國可再生能源規模化發展研究”,通過考察分析國際上生物燃料產業發展趨勢和政策實踐,評估我國生物燃料的發展潛力和重大挑戰,進而探討我國生物燃料規?;l展的戰略任務、總體思路和發展路徑,并提出促進我國生物燃料產業發展的政策措施建議。
國際政策趨向——扶持與監管并重
20世紀90年代以來,為促進農業經濟、改善大氣質量、減排溫室氣體,以美國、歐盟國家和巴西為代表的許多發達國家和發展中國家制定實施了規模空前的生物燃料項目和積極的扶持政策,全面推動了生物燃料產業的蓬勃發展。雖然2008年金融危機以來受到油價低位運行和市場需求疲軟的影響,但各國扶持政策保持延續并繼續深化,大型石油企業開始大力介入,技術研發取得積極進展,應用領域擴展到航空領域,推動了生物燃料產業加快升級轉型和繼續擴大規模。
目前,以糧糖油為原料的燃料乙醇和生物柴油(通常被稱為傳統生物燃料,或第一代生物燃料)已進入商業化發展階段,以農林業有機廢棄物、專用非糧能源植物/藻類微生物等生物質為原料的先進生物燃料(或第二代、第三代生物燃料)正在建設一批示范項目,預計在今后10年內逐步實現商業化。2009年全球燃料乙醇和生物柴油產量分別達到5760萬t和1590萬t,絕大部分集中在美國、巴西和歐盟地區。據國際能源機構(IEA)的生物燃料路線圖分析,2010年全球生物燃料產量約1000億升,滿足全球3%道路交通燃料需求;2050年生物燃料可滿足全球交通能源需求的27%,可年減排21億t二氧化碳。
雖然生物燃料在近年來發展迅速并初步展示了廣闊的發展潛力,但也開始引發了眾多爭議和批評,主要是生物燃料的節能減排效益和發展潛力、以及對糧食安全和生態環境的威脅,反映了生物燃料產業自身及其社會經濟含義的復雜性。
近年來,一些領先國家和國際組織積極推動建立扶持與監管并重的政策體系,促進生物燃料產業健康持續發展。在扶持政策方面,早期主要采取了投資補貼、減免消費稅和燃油稅等措施,近年來美國和歐盟許多國家陸續引入了再生燃料標準(RFS)等強制性市場份額政策,并特別規定先進生物燃料的具體發展目標和更高貢獻度。在監管政策方面,近年來歐美國家開始規定生物燃料的最低溫室氣體減排率,調整農業及土地政策,推動建立可持續生產準則和產品認證體系;包括我國在內的部分發展中國家則禁止使用或嚴禁擴大使用糧食原料,以確??沙掷m發展。
我國生物燃料生產潛力大
由于我國人口保持增長、飲食水平的持續提高,而優良耕地減少、水資源相對短缺,利用傳統糧糖油原料發展生物燃料的潛力在我國非常有限。利用非糧原料將是我國發展生物燃料的根本方向。
我國早在上世紀90年代即開展以甜高粱、小桐子為原料的生物燃料生產技術研究,“十一五”以來,大批企業,包括大型企業,積極投身非糧生物燃料產業研發。目前,我國利用薯類、甜高粱、小桐子等非糧作物/植物生產燃料乙醇和生物柴油的技術已進入示范階段。木薯和甘薯乙醇技術也可實現商業化應用,廣西于2007年建成年產20萬t木薯乙醇項目。甜高粱乙醇技術開發取得實質性進展,已開發出高品質雜交種籽,自主開發的發酵工藝和技術達到實用水平,并在黑龍江省建成年產5000t乙醇的示范裝置。木質纖維素乙醇在原料預處理、纖維素轉化以及酶制劑生產成本等方面均取得實質性進展,在黑龍江、河南等地建成了年產數百噸和數千噸乙醇的示范生產裝置。生物柴油產業化示范工作的時機也已基本成熟,但受廢油資源收集利用量、油料植物種植基地建設進度的限制,目前只有少數生物柴油企業實現規模化持續生產,也沒有正式進入車用成品油的主要流通使用體系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技術)目前仍處于實驗室研究和小規模中試階段。
目前我國還沒有全面深入開展生物質能資源潛力評價。初步估算,利用廢糖蜜、食品加工業和飲食業廢油、棉籽油等廢棄糖油類資源,估計可滿足年產80萬t燃料乙醇和200萬t以上生物柴油的原料需求??赡茉椿玫霓r作物秸稈和林業剩余物年產量目前約2.5億t,且可望繼續增加,在中長期可滿足年產3000~5000萬t第二代生物燃料的原料需求。另外,還可通過推廣良種良法、品種替換、開發劣質邊際土地等途徑發展能源植物,例如甜高粱、木薯、麻瘋樹等。相關土地評估顯示,我國現有約3200萬~7600萬hm2邊際性土地,但適合能源植物生長的土地資源有待查清。
[關鍵詞] 生物質燃料;分散發酵;集中精餾
[中圖分類號] Q939 [文獻標識碼] A
1 燃料乙醇被重視的程度以及代替能源的價值
燃料乙醇指以生物質為原料通過生物發酵等途徑獲得的可作為燃料用的乙醇,經變性后與汽油按一定比例混合可制車用乙醇汽油。
為了支持燃料乙醇的推廣和生物質能源的開發利用,我國逐步頒布了《可再生能源法》、《可再生能源產業發展指導目錄》、《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》以及《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》等法規和配套辦法和規章。同時財政部印發了《生物燃料乙醇彈性補貼財政財務管理辦法》和《生物能源和生物化工非糧引導獎勵資金管理暫行辦法》的通知。這些政策對我國生物質燃料乙醇的發展、增加能源供應、保障能源安全、保護生態環境、促進經濟和社會的可持續發展具有極大的促進作用,
中國作為一個能源生產和消費的大國,研究、開發和生產生物質能源,積極尋找石油燃料的替代品,逐漸減輕乃至擺脫我國經濟發展對礦物質能源的依賴,是我國經濟和社會發展的一項重大戰略任務。發展生物質燃料乙醇,一方面可緩解我國石油緊缺的壓力,另一方面燃料乙醇作為一種清潔、可再生能源,對減少大氣污染,降低汽車尾氣中一氧化碳的排放量,提高中心城市的空氣質量大有裨益。發展生物質燃料乙醇也是從根本上解決我國的能源問題,實現經濟和社會的可持續發展、落實科學發展觀、建設資源節約型社會的基本要求和戰略選擇。
2 燃料乙醇在中國的路程
我國在1998年決定較大規模的發展乙醇汽油,當時的初衷是為了消化一部分陳化糧,給農民增加一些收入,用部分嚴重擠壓的糧食生產乙醇摻入汽油中以供汽車燃用。由中央財政投入國債資金418億元人民幣,在河南、安徽、吉林和黑龍江先后建設了4套總計年核準生產能力為102萬噸燃料乙醇的生產裝置,批準多家公司準入。至2006年9月,繼國家9省區推廣車用乙醇汽車后,國家發改委又計劃在全國更大范圍內推廣燃料乙醇,但后來事態的發展卻出乎意料。
第一代燃料乙醇的生產主要來自于玉米、水稻、甘蔗、大豆等糧食作物,隨著連續幾年乙醇汽油推廣試點范圍的擴大,陳化糧早已消化殆盡,乙醇原料的來源開始轉向以新糧為主。中國生產乙醇的主要原料是玉米和高粱,其既是人們的食物,也是家畜的重要飼料,隨著生產乙醇對這一類糧食的大量消耗,引起糧食價格的上漲,其中之一的后果,就是引起油價上漲,進而波及其他食品價格上升,引發了一系列的連鎖反應。鑒于事態的嚴重性,國家發改委和財政部立即發文,暫停用糧食生產乙醇燃料項目,提出非糧生物乙醇是今后的生物乙醇發展的方向,并確立了“不與人爭地,不與糧爭田”的原則。
在糧食安全的前提下,我國開始停止糧食乙醇燃料項目,大力發展非糧燃料乙醇。2007年底,經國家發改委批準,由中糧集團在廣西北海合浦投資成立的以木薯為原料的燃料乙醇生產企業一期項目(年產能20萬噸燃料乙醇)正式投產,這是我國第一家經國家批準并投入生產的以非糧作物為原料的燃料乙醇企業,也標志著我國燃料乙醇的發展路線正在真正走向“非糧化”。
在生物質一代燃料走出與糧爭地的困境之后,全世界范圍內的第二代生物質燃料技術研發及產業化發展也漸入佳境。國內對于二代生物燃料利用的途徑也向多元化方向發展。第二代生物燃料技術是指以麥稈、稻草和木屑等農林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料,使用纖維素酶或其他發酵手段將其轉化為生物乙醇或生物柴油的模式。業內專家一致指出,利用非糧原料將是我國發展生物燃料的根本方向。
3 生物質燃料的優勢――利用廢棄物代替糧食
生物質能源是可再生的且產量巨大的新型能源。中國土地面積遼闊,生物質潛在的資源量非常巨大,發展生物質燃料具有極大優勢。目前,發展生物質燃料乙醇主要采用農業生物質資源,以農業秸稈、稻草和木屑等農林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料,使用纖維素酶或其他發酵手段將其轉化為生物乙醇或生物柴油。
用可再生能源農作物秸稈逐步替代不可再生能源是未來能源總的發展趨勢。生產燃料乙醇,除了它本身的經濟性及對農業、能源的好處之外,還有一些明顯的關聯經濟效應。一方面,燃料乙醇有著巨大的環保效應,隨著它的推廣,可以大量節省大中城市治理空氣污染的費用。燃料乙醇作為一種清潔、可再生能源人所共知,其按10%的比例與車用汽油摻混,一氧化碳排放量可減少30%以上,由3萬噸燃料乙醇摻混成的數十萬乙醇汽油可減少一氧化碳排放量近百萬噸,對改善城市,特別是中心城市的空氣質量大有益處。
加快生物質燃料的開發利用,不僅能有效解決農業目前廢棄秸稈處理難,禁燒難的問題,并且對于有效增加能源供應,減少煤炭等化石能源資源的消耗,保護環境,促進農村經濟的發展,建設資源節約型、環境友好型社會等都具有重要的作用。
4 生物質燃料生產的困境
發展生物質燃料乙醇相比傳統煤炭、石油具有極大優勢,但它的規?;l展也是面臨著較多問題。一個企業的發展講究的是利潤,如何把握這個合適的利潤點,就要考慮各個環節生產成本的降低。
以甜高粱為例,通過對比甜高粱生產乙醇發酵試驗結果可知,固體發酵法生產95%乙醇的成本比液體發酵法低284元/t,比糧食乙醇低417元/t。因此,利用甜高粱生產乙醇宜采用固體發酵法。雖然甜高粱加工建設項目的經濟和社會效益顯著,但運輸是個大問題,據了解,每3到4噸糧食可產1噸乙醇,而同樣的乙醇卻需要14到16噸甜高粱稈,運輸量很大,造成運輸成本過高。另外,甜高粱的收割期約半個月左右,大規模的集中收割和運輸會導致勞動力緊張,同時甜高粱秸稈的貯藏也一直是甜高粱燃料乙醇加工過程中存在的技術難題。由于莖稈富含糖分,含水量高,收獲后極易受微生物感染,容易發生霉爛和干化,影響酒精的后續發酵。粉碎的莖稈貯藏4―6天,糖分損失高達50%。壓榨后的汁液也不能長時間貯存,汁液如果貯藏不好,極易酸敗,也會影響到后續的酒精發酵。為了延長加工周期,采取了冷凍、莖稈去葉切成短段冷藏、用塑料薄膜覆蓋并充以二氧化硫貯藏、窖藏、氣調、干燥等貯藏方法,然而對于數量巨大的甜高粱莖稈來說,這些方法不僅難以實施,更主要的是大大增加了成本和能耗。歐盟對甜高粱收獲后的莖稈采用劈開、切段和整株3種方式進行貯藏試驗,發現整株露天貯藏27天或25―40 cm長的切段貯藏19天,都可保持原含糖量的90%。如果劈開則必需收獲后馬上加工。因為發酵循環周期短,即使效果較好的整稈貯藏雖然可以延長莖稈的貯藏期,但還是無法消化完龐大的原料,不能達到生產的要求。
同時,甜高粱秸稈燃料乙醇產業鏈長,涉及原料生產、原料初加工和精深加工等多個環節,如果一個地方建一個幾萬噸乃至幾十萬噸的現代化大規模工廠,當地的秸稈原料就無法滿足企業生產的需要,可能需要外運,就會造成運輸半徑大、運輸量大,運輸成本、耗能增加,企業產品的成本就會大幅上升,同樣前期也需要大量的現代化設備投資,那就成了“高射炮打蚊子”,一邊生產能源,一邊浪費能源。因此,要發展這個產業必須因地制宜的解決問題,必須考慮整個產業鏈的發展模式。
5 分散發酵解決原料、集中精餾解決燃料成本問題
生物質燃料的發展是一個產業鏈如何去實行的問題,必須方方面面都要考慮到,生產成本的降低是關鍵,它不可能像其他行業一樣通過大規模生產來取得高效益,只能去尋找它的最佳利潤點,經過實踐和市場調研,生物質燃料要想發展,取得好的效益,必須走分散發酵、集中精餾,發展循環經濟產業之路。
5.1 建立階梯級開發模式,走分散發酵、集中精餾之路
根據發展非糧生物燃料乙醇產業的農林業屬性、多樣性和地域性等特點,把產業鏈重心向能源植物種植和原料生產傾斜,走“分散加工轉換+集中精煉調配”之路,建立化工企業帶動原料初加工企業,原料初加工企業帶動原料生產基地的模式,這個模式的核心就是分散發酵,集中精餾。
每個初加工企業建設的規模應以本地區所能滿足的原料供應為基礎,一方面通過因地制宜,減小設計規模,分散種植,計算出合理的運輸半徑,為將來控制企業的生產成本打好基礎。根據考察和核算,以鄉、鎮或縣為單位,以方圓15公里為半徑建立一個原料初加工企業。根據企業的需要可在方圓15公里半徑內建立1個粗酒加工廠、多個糖液收購站,在當地直接對秸稈進行榨汁處理,其他物質按就近處理原則加工(烘干、晾曬、貯存等),從而達到降低運輸成本的目的。根據實際核算,在方圓15公里范圍內可種植5 000畝甜高粱,這樣就可建立一座年生產規模為2 000噸粗乙醇(55%乙醇含量)和10 000噸秸稈酒糟飼料的加工廠。另一方面,合理的運輸半徑可解決運輸成本問題和貯存問題,我們可以就地收割貯存,一部分直接進入生產環節,消耗原材料;另一部分可以進行榨汁貯存,然后進行進一鄒動物飼料,解決地方牛羊飼料困難,最后集中在一個區域精餾成為高濃度的符合要求的燃料乙醇,解決能源原料問題。若配套建立30個這樣的粗酒加工廠,就可在一個地區建立一個年產3萬噸規模的燃料乙醇精餾廠(龍頭廠),每個粗酒廠所生產的粗酒精可運輸到精餾廠進行集中精餾,達到國家所要求的燃料乙醇的標準,又進一步解決原料運輸成本高和原料貯存難的問題。
5.2 開發生物質能源作物副產品,提高產業的整體經濟效益
企業要想持續發展,必須走循環產業道路,把原料“吃干榨凈”,發展“資源―產品―廢棄物―再生資源”為主要內容的物質循環型經濟發展模式。
以生物質能甜高粱產業生產燃料乙醇為例,可以把種植業、粗酒生產、養殖業和雙孢菇種植、沼氣工程、有機肥加工工程相結合,形成循環加工體系。種植業生產的甜高粱秸稈發酵生產粗酒;粗酒用于集中精餾;粗酒生產過程中產生的酒糟可為養殖業提供飼料;養殖業產生的糞便、養殖廢水作為雙孢菇工廠化種植、沼氣工程的原料;利用種植雙孢菇產生的菌糠和沼渣生產有機肥;有機肥和沼氣工程產生的沼液進行種植甜高粱,從而形成循環經濟鏈,使資源得到高效利用,不僅能解決當地養殖戶飼料困難,還能消除廢棄物排放,實現清潔生產。
6 分散發酵集中精餾利國利民利社會,促進社會和諧
采用分散發酵,集中精餾模式,即每個粗加工點實際上就是一個鄉鎮企業,每年不僅為國家和地方增加了財政收入,還可以保障就業,不但對“三農”的發展有拉動效益和環保效益,對國家來說還有經濟效益和社會效益。
分散發酵,集中精餾,利用甜高粱發展非糧燃料乙醇產業,一方面可以把大量的小麥秸稈、玉米秸稈配合甜高粱莖稈進行綜合消化,不消耗糧食,解決禁燒難的問題,而且甜高粱產業需要由農民大量種植、并參與收獲、運輸、初加工等環節后,形成一個完整的產業鏈,解決農村大量剩余勞動力的問題。這比搞幾十萬噸的工廠更適合中國農村的國情;另一方面也可以作為縣域、鄉域或村域經濟的支撐點,也可以促進當地經濟結構的轉變,拉動相關的產業發展,調整周邊和當地多元化產業的發展,推動農業產業化結構,帶動農民快速脫貧致富。在促進就業的同時,也降低了產品的生產成本,增強競爭力。
分散發酵,集中精餾,發展非糧燃料乙醇不僅可以替代燃料,減少石油進口,而且還填充了糧食燃料乙醇停止發展后留下的市場空白,具有區域特色農產品工業化、科技化、產業化發展的全國示范效應。一方面符合國家和地方產業政策,既解決了燃料乙醇非糧原料短缺的問題,又可調動農民在中低產田、農村邊際土地上開荒種植的積極性,是兼顧糧食安全、能源安全和促進農民增收的理想非糧燃料乙醇發展模式。另一方面可以更充分利用本地資源,穩定農業產業,發展地方產業,推動地方經濟發展,促進社會和諧,對建設起一個國家級的“生物質能源基地”,發展可持續循環經濟產業鏈起到十分重要的作用。
參考文獻:
[1]吳創之,馬隆龍.生物質能現代化利用技術[M].北京:化學工業出版社,2003(5).
關鍵詞:生物質 能源
一、福建生物質能源發展現狀
福建地處亞熱帶,生物質資源非常豐富。目前可作為能源利用的生物質主要有林業生物質、木質油料植物、農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工副產品以及能源作物。在林業生物質方面,福建現有植物種類達5000種以上,其中用材樹種有400余種,為全國6大林區之一。福建省生物質能資源豐富,開發利用具有一定基礎,生物質能的利用方式目前主要集中在以下幾個方面:
1.沼氣。
福建省從20世紀80年代就開始發展沼氣,沼氣的發展近年來越來越受重視,農村戶用沼氣建設工程被列入2006年省委省政府為民辦實事項目?!笆濉币詠恚谵r業部沼氣建設項目的帶動下,以“一池三改”為基本建設單元,“豬-沼-果”等生態農業模式得到積極推廣。沼氣建設從70年代能源需求型階段轉化為目前的生態需求型階段。沼氣技術不斷成熟,“常規水壓型”、“曲流布料型”、“強回流型”、“旋流布料型”等池型不斷推廣;“一池三改”(改廁、改圈、改廚)功能效應不斷擴展,以沼氣為紐帶、“畜-沼-果”、“豬-沼-漁”、 “畜-沼-菜”、“庭院生態經濟綜合利用”、“農業廢棄物綜合處理及資源化利用”等生態農業模式不斷創新;沼氣配套管理與服務得到不斷完善,從省到地市、縣、鄉、村都建立了沼氣管理和推廣機構以及服務站。
2.生物燃料乙醇
目前國家發改委批準的燃料乙醇試點項目全部集中在東北和華北地區,東南沿海還沒有一家企業獲準,福建目前也無燃料乙醇生產企業?!笆晃濉逼陂g,國家將繼續實行生物燃料乙醇“定點生產,定向流通,市場開放,公平競爭”相關政策??傮w思路是積極培育石油替代市場,促進產業發展;根據市場發育情況,擴大發展規模;確定合理布局,嚴格市場準入;依托主導力量,提高發展質量;穩定政策支持,加強市場監管?!笆晃濉逼陂g將是我國燃料乙醇發展的重要時期,據預測,“十一五”末國內乙醇汽油消費量占全國汽油消費量的比例將上升到50%以上。因此,福建省應抓住這個機遇,認真分析論證,盡早立項引進生產線,力爭使福建省燃料乙醇項目走在我國東南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生產發展較早,主要是民營企業生產,目前已形成產業化發展。福建生物柴油三代技術都有不同程度的發展。目前第一代技術是以動植物廢油脂為原料加工提煉成生物柴油?,F已建成具有相當技術裝備水平規模的生物柴油企業11家(其中5萬t級生產能力3家、2萬t級3家、1萬t級6家),境外上市3家,形成年生產能力35萬t左右。第二代技術以木本油料林的油脂為原料加工提煉成生物柴油。在有關部門大力支持下,多家民營、外資企業與科研機構合作,小規模建立示范基地,繁育栽培優良樹種,探索經濟模式,取得了可喜的成果;第三代技術是以海洋藻類和纖維素為原料制取生物柴油,在福建師大、廈門大學開展試驗,也取得了階段性的研究成果。
由于我國一直沒有自己的生物柴油標準,造成民營企業生產的生物柴油無法進入官方銷售渠道,生物柴油的質量處于混亂狀態。雖然卓越企業起步早,發展較快,2006年在倫敦成功上市,但是缺乏共同承認的產品標準,生物柴油沒有通過官方系統銷售到中石油、中石化的銷售網絡中,一定程度上限制了生物柴油的發展。2007年1月國家標準化管理委員會頒布了首個生物柴油國家標準《柴油機燃料調和用生物柴油》,這意味著不久我省生物柴油將進入產業化大發展階段。
4.生物質發電
福建省生物質發電近年發展較快。我國首個雞糞發電廠――亞洲最大的雞糞發電廠,2007年在福建省光澤縣正式動工建設,該項目由福建圣農公司和武漢凱迪發電控制公司共同投資,總投資4.8億元,分兩期進行:首期建設兩臺汽輪發電機組和循環硫化床鍋爐,投資2.8億元,年處理雞糞30萬t以上,于2008年10月建成發電,年發電量達1.68億kwh。該廠利用雞糞與谷殼混合物為原料,通過直接燃燒發電,整個項目建成后,可以滿足1.2億羽肉雞產生廢棄物的資源化處理需求,并為當地農民提供更多就業崗位。
垃圾焚燒發電方面,福建表現也較為突出。垃圾焚燒發電是利用焚燒垃圾的余熱發電,可減少排放垃圾體積85%~95%,避免土地資源浪費,垃圾焚燒產生煙氣中的有害氣體經處理達標后排放,可避免垃圾填埋而產生的二次污染,從而達到城市生活垃圾的減量化、無害化、資源化。福建省是全國第一個對垃圾焚燒發電設施進行規劃的省份。自《福建省城市生活垃圾焚燒發電設施建設規劃》,2007~2010年已建設(包括擴建)20座垃圾焚燒發電廠,總規模為17400 t/d,近期內形成規模為13300t/d;2010年全省城市(含縣城)垃圾無害化處理率達到60%以上、設市城市垃圾無害化處理率達95%以上的目標。其中,焚燒發電處理量占全省生活垃圾無害化處理總量的78.9%。規劃順利實施后,福建省城市垃圾無害化處理水平將處于全國先進行列,福州、廈門、泉州三大中心城市的垃圾無害化處理水平在全國同類城市中也將處于前列。
二、生物質能源發展趨勢
中國良好的宏觀環境與能源政策逐漸形成,為生物質能產業提供了機會。2006 起開始正式實施《可再生能源法》。此后又相繼頒布了《可再生能源發展專項資金管理辦法》、《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》、《全國農村沼氣建設規劃》、《全國生物質能產業發展規劃》、《節能減排綜合性工作方案》、《可再生能源電價補貼和配額交易方案》等一系列的政策措施。這為生物質能的開發利用提供了良好的宏觀環境,通過建立這一系列有效的機制來推進生物質能又好又快的發展。
現代生物質能發展的方向是高效清潔利用,將生物質能轉化為優質能源,包括電力、燃氣和液體燃料等。預計到2015年,我國生物質發電裝機容量達到720萬千瓦,生物質液體燃料達到700萬噸,沼氣年利用量達到240億立方米,生物質固體燃料達到120萬噸。2010年11月,國家質檢總局、國家標準委了生物柴油調和燃料(B5)標準名列,2010年12月26日,國家稅務總局宣布對利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅。這表明,未來針對生物質產業的政策和標準將陸續出臺,相關產業政策缺失的問題將在“十二五”得以解決。
以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表的第二代生物燃料已成為許多國家開發生物燃料時的新寵。與第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的優勢。首先,汽車發動機不需要改造就可以直接使用摻入了生物乙醇的汽油或柴油;其次,生產第二代生物乙醇的催化酶技術近兩年成本快速下降,大規模工業生產的可行性非常強;第三,秸稈等纖維素類農業廢棄物大量存在,比如中國每年農業大約產生7億噸秸稈,供給非常充足。而且從長期來看,農業生產廢棄物還可以用來生產生物高分子新材料。對于第二代生物燃料的關鍵技術是催化酶技術,酶是一種生物催化劑,可使生物化學反應在溫和的環境下進行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發酵糖,并進一步轉化為乙醇。就在幾年前,該技術的成本還比較高,這兩年來,隨著生物技術的不斷創新,其成本已經下降數倍,從而使第二代生物燃料越來越具有競爭力。
福建省提出至2015年全省生物質發電裝機容量達40萬千瓦。生物質能發展最有前景的就是垃圾發電和農林能源作物的利用。城市生活垃圾焚燒發電廠中遠期規劃:擴建9座焚燒發電廠,新增建設規模為4100?t/d。建設投資為12.7億元。
三、福建生物質能產業發展中存在的問題
1. 對開發生物質能源戰略意義的認識不足。福建省擁有適合發展的生物質能源產業,特別是生物液體燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有較成熟的技術和資源,但開發生物質能源對可持續發展的重要意義尚未引起全社會的重視。因為生物質能源在能源領域里所占的比重較小,有些人認為生物能源成本較高,近期替代常規能源的潛力有限,無足輕重,因此從政策支持、資金扶持、加快發展、檢查落實上都未引起足夠重視。
2. 福建省對生物質能源產業的投入較少。因為對生物質能源的認識不足,所以在生物質能源產業方面投入太少。生物質能源建設項目還沒有規范地納入各級財政預算和計劃,沒有為生物質能源建設項目建立如常規能源建設項目同等待遇的固定資金渠道。
3. 缺乏完整的激勵政策。生物質能源產業在發展初期是弱勢產業,投資高、技術含量高。在發展初期,政府支持和引導十分重要。政府應當把開發可再生能源技術作為一項減少常規能源消費量和改善環境的措施加以扶持,并采取稅收、補助、低息貸款和信貸擔保、建立風險基金、加速折舊、幫助開拓市場等一系列激勵政策.以扶持生物質能源產業的發展。
4. 尚未建立有效的技術支撐體系。作為一個新興產業,目前福建省的大部分相關企業生產規模偏小,集約化程度低,原料來源困難,產品質量不穩定,生產成本高。在不考慮常規能源對生態、環境造成負面影響的情況下,目前一部分生物質能源產品的成本較高,難以適應市場競爭的要求。另外,省內高校和研究機構缺乏這方面專門人才的培養體系,企業缺乏熟悉生產流程和工藝的技術人員和管理人員。
四、福建生物質能產業發展思路
福建省擁有發展生物質能源的優勢和特色,在未來發展福建生物質能源的研發和產業化方面,應重視以下五點:
1. 加強生物質能源產業化技術的研發,發展具有福建特色的生物質能源產業。福建可設立一個生物質能源發展專項基金,重點資助生物質轉化為能源的關鍵技術。比如,生物質預處理,水解,催化熱解,氣化和合成氣催化轉化等。還要依托省內的一些主要高校和研究所,比如廈門大學、福州大學和福建農林大學等進行生物質產業化技術的聯合攻關。注重自主創新、集成創新、技術開發和技術引進消化吸收在創新相結合。重點支持能源作物的品種選育、高效生產燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生產技術,促進重點技術與產業的新突破。促進產學研的聯合,重點扶持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作的示范工程,重點投資應用型或具有較大產業化潛力的研究項目。
2. 加強林業生物質能源產業發展。目前,福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的優勢。福建省多山的地理條件似乎更適合于發展林業生物質,可以重點在以上領域多投入,以擴大成果,強化優勢。建議在品種選育、科研投入、企業培育、基地建設、技術開發等幾個重要環節,進行全面的規劃布局,投入相應的人力物力,以盡快形成林業生物質能源產業。
3. 解決好投入機制問題。生物質能源產業是個新興產業,技術和工藝的成熟需要一個過程,雛形期經營成本相對較高,需要較大投入。因此,要注意解決投入機制問題。政府應充分利用政策資源,依靠市場機制,培育企業主體,營造投資渠道,鼓勵并支持民營資本進入生物質能源產業領域。充分利用市場機制。發揮國家投資引導作用,鼓勵企業和社會投資,培育具有較強自主創新、技術開發能力和市場競爭力的生物能源企業。
4. 積極建設一批沼氣發電廠、垃圾焚燒發電廠、農林生物質發電廠等。充分利用荒山、鹽堿地積極規劃能源植物的規?;N植,擴大生物質液體燃料的原料來源,發展非糧食生物質液體燃料規?;庸I;支持以餐飲業廢油、油榨廠油渣、油料作物為原料的生物柴油規?;a,開發替代油源制造生物柴油新技術;鼓勵研發新型催化劑及高效生物轉化酶,提高生物質液體燃料制備轉化率。
參考資料:
[1]劉葉志:福建新能源產業布局的戰略構想《發展研究》2010年12
[2]林孟濤:加快發展福建省新能源產業的對策研究《東南學術》2012 年第3 期
[3]劉運權 王奪 :福建生物質能源產業的發展思路與對策《能源與環境》2011年4期
[4]官巧燕:福建生物質能利用與城市可持續發展《綠色中國》2011年1月5日
生物質煤復合燃料的概念和特點
生物質煤復合燃料就是把一次性能源煤和可再生能源生物質按一定比例復合在一起,研制開發的一種綠色清潔能源。
生物質煤復合燃料改變了煤的結構和形態。在煤中加入一定比例(約30%)的生物質如農林廢棄物(各種農作物秸稈、稻殼等)和工業有機廢棄物(酒糟、醋糟、糠醛渣、污泥等)及城市有機垃圾,經破碎、分選,生物改性,加入粘合劑、脫硫劑等助劑,合理配比,再經機械壓制成型,生產出適合不同用途的各種形狀的燃料產品。從而不僅把劣質煤高效化、清潔化利用,從源頭上解決了散煤鍋爐污染物的排放,而且使得各種廢棄物資源化,能源化利用,變廢為寶。
生物質煤復合燃料環保效果明顯。燃點低、不冒煙,固硫、固塵效果好,固硫率可達50%~70%,燃燒過程中,SO,排放可減少40%以上,煙塵排放可減少50%以上,C0,排放可減少20%以上。
生物質煤復合燃料節能效果明顯。由于在煤中加入了30%的生物質,在燃燒過程中,煤中的生物質首先炭化形成空隙,增加了空氣的流通量,起到了膨化助燃作用,燃燒充分,提高了煤的燃盡率,降低了灰渣的殘炭率,有效改善了劣質煤的燃燒性能。
生物質煤復合燃料方便使用。易點燃,熱值高(>4500大卡),強度好,清潔衛生,與改造后的燃燒器配套,使用成本也相對較低,用戶樂意接受。
生物質煤復合燃料市場前景廣闊
在我國,生物質煤復合燃料以其環保,節能正方興未艾,產業化進程也在相應提速。
國內生物質煤復合燃料技術工業化示范階段的基本數據表明,以我國生物質型煤技術的現有發展水平測算,與原煤直接燃燒比較,型煤熱能效率可提高10~12%,減少CO2排放20%以上,減少S02排放40%左右。如果進一步推進該技術的深度研發,則更優良的節能減排技術效益是完全可以預期的。由山西環保產業協會組織實施,山西省環境監測中心和山西省交通監測站通過對“大運高速公路忻州段28臺型煤鍋爐中試”監測結果表明,主要有害氣體排放均大大低于國標要求,預示生物質煤復合燃料開發應用前途廣闊,成果殊勘重視。
目前,這一新型實用性技術已經取得一系列重大階段性成果,并被應用于工業型煤和民用型煤的生產領域,成為各類工業鍋爐、窯爐以及民用采暖鍋爐、生活爐灶的節能環保型燃料,取得了良好的經濟效益,社會效益和生態效益。
推進生物質煤復合燃料是正確選擇
生物質煤復合燃料技術是一種新型的實用型潔凈煤技術(CCT),生物質煤復合燃料產業則屬于以潔凈煤技術為龍頭的資源密集、勞動力密集型的清潔能源產業。在山西這樣一個以資源采掘和利用為主的地區。有著較強的實用性和針對性。
低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式,其實質是能源的高效利用、清潔能源的開發,其核心是新能源技術、減排技術的創新,是實現經濟發展與資源環境保護雙贏的發展模式。生物質煤復合燃料正是應用生物質能源技術開發的新能源產品,加快生物質煤復合燃料的產業化進程是符合低碳經濟的發展模式。
通過取代直接燃燒原煤的落后消費方式,不僅提高了熱效率,大量節省能源,特別是顯著地降低了煙塵等有害氣體排放,實現了高效節能減排,提高了大氣質量,有效改善了城市環境,有突出的生態環境保護效果。
山西省每年的粉煤余量近1.5億噸,特別是在煤炭開采過程中,伴隨著大量的風化煤和煤矸石等劣質煤資源始終無法有效消化吸收。生物質煤復合燃料通過改變煤的結構和形態,把一次性能源(煤)和可再生能源(生物質)結合起來,不僅可以節省大量的原煤,提高一次性能源的利用率,而且為實現煤炭產業向集約、低碳、高效、綠色、清潔、多元循環轉型發展開拓了新途徑。
山西省每年有2000多萬噸農作物秸稈產量,其再利用率不足20%。生物質煤復合燃料中使用了30%以上的生物質,既節約了一次性能源,又充分利用了可再生資源。而且可以鼓勵農民回收、利用農林廢棄物,走農林草可持續發展之路,增加農民收入。同時還可以改善大量農作物秸稈就地直接焚燒和工業有機廢棄物大量堆放造成的環境污染,減少有害氣體、溫室氣體及固廢物的排放,對改善和保護生態環境做出貢獻。
生物質煤復合燃料技術把一次性能源(煤)和可再生能源(生物質)結合在一起,生成一種生命力強的復合新能源,為生物質資源化、工業化利用提供了有效途徑,是能源開發與合理利用的重大變革。這一變革對于開辟能源新領域,促進環保效益及生態的良性循環,加快經濟可持續發展具有極其重要的深遠意義,
山西生物質煤復合燃料產業化可行
大力開發利用可再生能源,發展低碳經濟,是推進資源節約型和環境友好型“兩型”社會建設的重要內容。生物質煤復合燃料是能源技術和減排技術、潔凈煤技術和低碳技術相結合的創新產品。國務院和各級地方政府亦在逐步加大節能減排、保護生態環境的力度,明確規定禁止直接燃燒原煤、散煤。近年來,無論工業用煤還是民用煤對清潔煤燃料的需求量都在逐年增加,這就為大力發展生物質煤復合燃料提供了良好的機遇和廣闊的市場。據市場調查分析表明,目前山西省內市場需求量每年至少在600萬噸左右。
山西的煤炭資源得天獨厚,隨之產生的褐煤、粉煤、煤泥等劣質煤也十分豐富。同時全省可作為能源利用的秸稈資源、林木薪材資源及林業加工廢棄物資源數量巨大。比如運城市是我省棉花、水果生產主要基地,棉花產量占全省的70%以上,每年的棉花秸稈產量就有50余萬噸,果林面積300余萬畝,每年大量的林木枝、葉廢棄物成為危害環境的一大難題。為我省大力發展生物質型煤提供了豐富的資源。
生物質煤復合燃料生產工藝比較簡單,投資少,建設速度快,經濟效益好。如新建一條年產30萬噸生物質煤復合燃料生產線,固定資產建設投資僅需600余萬元,卻可以取得較豐厚的經濟效益。
生物質煤復合燃料產業化發展具有明顯的環境效益。從對太原和晉中兩市的抽樣調查匡算,近年來全省擁有工業鍋爐、窯爐及高速路服務區鍋爐近1.5萬臺,生活用采暖鍋爐(含集中使用和民用)近20萬臺,此外還有數量眾多的生活源爐灶。很多仍舊在使用原煤燃燒的落后用能方式,成為重要的污染源。如果以生物質煤復合燃料取代現有原煤燃燒,則以該技術當前的節能減排水平,全省每年可節能原煤1200~1800萬噸,減少SO2排放50~70萬噸,減少煙塵及CO2排放近50萬噸??梢姡镔|煤復合燃料的推廣應用,對節約能源和保護生態環境的效果十分顯著。