生物能源篇1
【关键词】二次能源;生物质能;开发战略
1 生物质能源的应用现状
目前,国内外对生物质能发展主要集中在寻找生物质资源、研发生物质转化技术、探讨生物质能的生态环境效益3个方面,生物能技术主要应用于生物乙醇燃料、生物质气体燃料、生物制氢、生物柴油四方面。
1.1 生物乙醇燃料
生物乙醇研究的重点主要集中于能源转化效率和温室气体排放两个方面。 以秸秆为原料生产燃料酒精的工艺中存在若干亟待解决的技术难题, 纤维素酶的生产是其中难点之一。目前提倡固体发醇, 但固体发酵不可能像液体发酵那样随着规模的扩大而大幅度下降成本。故从长远发展角度来看, 应选用液体发酵技术[1]。
1.2 生物质气体燃料
生物质气化技术是一种热化学处理技术,通过气化炉将固态生物质转换为使用方便而且清洁的可燃气体,用作燃料或生产动力。
德国沼气工程普遍采用产气率高专用的青贮玉米作为主要发酵原料,产气率是鸡粪的2.5倍,猪粪的3.4倍,牛粪4.5倍。[2]
我国生物燃料可持续发展的外部机遇较好,内部因素中环保指标及可再生性优势明显,所以要依靠内部优势抓住外部发展机遇在最优SWOT战略组合选择上,应侧重SO战略( 即增长型战略),同时兼顾ST战略( 即特色经营战略),突出生物燃料的特色,努力打造我国生物燃料种植生产和销售的产业集群。
1.3 生物制氢
生物制氢过程可以在常温常压下进行, 且不需要消耗很多能量。生物制氢过程不仅对环境友好, 而且开辟了一条利用可再生资源的新道路。此外, 生物制氢过程可以和废物回收利用过程耦合。
生物制氢过程可以分为 5 类:
1)利用藻类或者青蓝菌的生物光解水法;
2)有 机 化 合 物 的 光 合 细 菌 ( P SB ) 光 分解法;
3)有机化合物的发酵制氢;
4)光合细菌和发酵细菌的耦合法;
5)酶法制氢。[3]
1.4 生物柴油
所谓生物柴油,是指利用各类动植物油脂为原料,与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性,使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。生物柴油来自于植物油 ( 玉米、棉籽、海甘蓝、花生、油菜籽、大豆、向日葵) 或动物脂肪。
生物柴油的主要优点在于其环境友好性, 大气污染小, 尤其是硫含量低, 是一种优良的清洁可再生燃料。
生物柴油的制造方法有以下 4 种:
(1)直接使用和混合;(2)微***法;(3)热解;(4)酯交换。[4]
生物柴油的生产在技术上已经基本成熟, 主要生产工艺分为化学法、生物酶法和超临界法化。生物柴油生产的主要问题是成本高, 制备成本的 75 % 是原料成本。降低成本是生物柴油能否实用化的关键, 目前仍处于试验研究及小规模生产与应用阶段。
1.5 其他典型技术的例子
奶牛-沼气-牧草0循环型农业生产模式, 即: 奶牛场排出的粪水经沼气池发酵, 产生的沼气用于牧场锅炉燃烧, 沼液、 沼渣用于浇灌狼尾草草地, 收获的牧草为奶牛提供青饲料。以期通过该循环利用模式, 增强系统的自净化能力, 实现资源的高效、 持续利用[5]。
DPSIR模型是由欧洲环境局( EEA) 提出的,内容涵盖资源 环境与经济社会等多个领域,可以较为准确地描述系统的复杂性和相互之间的因果关系,广泛用于资源可持续利用评价 城市化与资源环境相互关系分析水资源承载力评价等研究中,其科学性、应用性已得到学术界普遍认可[6]。
在能值理论的这一特点,Brown和Ulgiati 提出了能值可持续指标ESI,将其定义为系统能值产出率与环境负载率之比[7]。
生物质直燃发电作为 CDM 项目, 引入发达国家资金和关键技术,不仅可有效增大系统的能值产出率,降低环境负荷,使生物质直燃发电系统更具有竞争力,还能使系统能值可持续指标提高,使之富有活力和发展潜力,可维持较长时间内的可持续发展[8]。
2 面向未来的生物能源开发战略
2.1 可持续发展
实行清洁生产, 实现综合利用、循环利用、尽量减少排放和能耗; 将能源开发与废物处理结合起来, 在整体、协调、再生、循环的前提下合理建设以生物能源为纽带的生态产业园, 如沼气工程。
2.2 因地制宜
开发生物能源一定要因地制宜, 不可盲目上马。除了上述的 3 种有前景的生物能源产品, 沼气、生物质气化技 术等都值得好好推广应用。
2.3 前瞻性
开发中国的生物能源需要做到以下的***策和软件支持:(1)加大宣传。有必要通过舆论宣传加强人们对生物能源的认识。(2)加大***府投资和扶持。在新的生物能源初始商业化阶段要进行减免税等优惠***策。(3)借鉴国外经验, 充分调动地方和工业界的积极性。(4)加强高校对于生物能源的教育及研究。[9]
2.4 以生物质能高效利用为核心构建农村循环经济系统
(1)对农林生物质能开发利用应充分考虑资源的有限性和利用方式的平衡。
(2)坚持以沼气为主以太阳能和风能等新能源综合利用系统构建能满足农村基本用能需求的供应体系。
(3)高度关注农村能源加大***策扶持力度。
(4)创新机制推动农村新能源市场发展。
(5)创建示范工程为生物质资源有效利用不断探索新的途径。[10]
3 结语
开发利用生物质能, 既是我国缓解能源供需矛盾的战略措施, 保证社会经济持续发展的重要任务。随着国际原油价格的持续攀升和资源的日渐趋紧, 石油供给压力增大, 生物能源产业、生物质材料产业的经济性和环保意义日渐显现, 生物质能源在不远的将来一定会得到大力推广。
【参考文献】
[1]王建楠,胡志超,彭宝良,王海鸥,曹士峰.我国生物质气化技术概况与发展[J].农机化研究,2010,1.
[2]刘瑾,邬建国.生物燃料的发展现状与前景[J].生态学报,2008,4,28(4).
[3-4].王建楠,胡志超,彭宝良,王海鸥,曹士峰.我国生物质气化技术概况与发展[J].农机化研究,2010,1(1).
[5]奶牛-沼气-牧草,循环型农业系统的能值分析[J].生态与农村环境学报,2 010,26(2):120-125.
[6]孙剑萍,汤兆平.基于DPSIR模型的生物燃料-可持续发展量化评价研究:以江西省为例[J].科技管理研究,2013(4).
[7]杨谨,陈彬,刘耕源.基于能值的沼气农业生态系统-可持续发展水平综合评价(以恭城县为例)[J].生态学报,2012,7,32(13).
[8]罗玉和,丁力行.生物质直燃发电 CDM 项目可持续性的能值评价[J].农业工程学报,2009,12.
生物能源篇2
关键词:生物质能源;利用现状;技术开发;***策建议
中***分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:
自20世纪70年代以来,全球气候变暖和日益突出的能源危机为生物质能源发展提供了契机。现代生物质能利用是指借助热化学、生物化学等手段,通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料,为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国***府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等,其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。现代生物质能源利用技术的开发对替代或部分替代化石能源、保护生态环境、实现人类社会的可持续发展具有非常重要的现实意义。
一、我国生物质能源开发利用现状
生物质能指秸秆、杂草、林木和动植物体及其排泄物等含有的能量。生物质能的利用有多种方法,如直接燃烧发电、微生物发酵产生沼气、生物发酵制取燃料乙醇,油料作物直接利用和制取生物柴油等。我国有丰富的生物质资源,近两年,生物质能源在我国受到越来越多的关注,生物质能源利用也取得很大成绩,生物质能源利用技术体系和生物质能源产业体系逐步形成。
1.沼气产业初具规模
沼气利用是我国发展历史最长、产业最为成熟的生物质能利用产业。经过多年的研发和推广,户用沼气已形成较完善的产业链,沼气池不仅寿命达到20年,且形成了具有地域特色的沼气综合利用模式.我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式,中部地区以沼气为纽带的生态果园模式,南方建立的“猪-果”模式,以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式,都是以农业为龙头,以沼气为纽带,对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合,是改善农村环境卫生的有效措施,也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径,充分实践了“资源—废弃物—再生资源”的循环利用模式,已成为农村经济新的增长点,符合建立资源节约型和环境友好型社会的标准。
2.生物液体燃料已经起步
通过生物质资源生产的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液体燃料的主要品种。1998年以来,以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。由于玉米价格不断攀升以及陈化粮逐步消耗,本着生物质液体燃料的发展需要严格遵循“不与人争粮,不与粮争地”的原则,2007年国家开始禁止发展粮食乙醇项目,将燃料乙醇生产转为以薯类、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技术上,强调以边际性土地生产生物质能源原料,以纤维素为原料的第二代乙醇生物燃料技术,已开始初步商业化。
二、我国生物质能源技术开发的主要进展
1.生物质发电技术
生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体,从战略需求出发,各国都加大投资力度进行开发利用。生物质发电技术主要包括:直接燃烧发电、与煤混燃发电、气化发电以及沼气填埋气发电等。大规模的生物质直燃发电技术效率较高,但要求生物质集中、数量巨大,因此大规模进行收集或运输,电站运行管理成本较高。小规模直燃发电技术则效率较低。直燃发电技术在国外已进入推广应用阶段,大部分用于林业废弃物的处理。生物质直燃发电技术在我国尚未形成系统性研究,许多问题亟待解决,如秸秆中含有较高的氯及钾、钠等成分,其灰熔点较低,容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面,严重影响生物质燃烧锅炉的换热,甚至造成腐蚀。目前国内在建的生物质直燃电厂主要依靠国外引进技术,关键设备基本是直接进口或在国内委托生产,既没有自主知识产权,设备价格也很高,电站建设成本达1.2万元/kW,发电成本太高已成为我国秸秆直燃发电产业化的主要障碍。生物质直燃的另一种方式是生物质和煤混合燃烧发电技术,该技术规模灵活,经济性较好。
2.生物质液体燃料技术
生物质液体燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物质裂解油和生物质合成燃料等。近20年来,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉类原料制取燃料乙醇, 利用动植物油脂制取生物柴油的技术已经逐步实现商业化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液体生物燃料已经逐步应用于国内外工农业生产,成为石油燃料的有力补充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以粮食、油料种子为原料,须占用大量耕地,与国家粮食安全存在矛盾,不可能在我国进行大规模生产,因此,近年来生物质液体燃料的原料开始从粮食作物向非粮作物以及农林废弃物转变。美国和欧洲开始大量投入,开展以纤维素和木质素等为原料生产生物质液体燃料的技术路线和工业实践,预计在6~10年内将有重大突破。从资源可持续供给和取得根本性技术突破的角度看,生物质热解液化、生物质气化合成燃料具有更加宽泛的资源基础和广阔的发展应用前景,与纤维素燃料乙醇一起通称为第二代生物质液体燃料。我国的第二代生物质液体燃料技术尚处于实验研究阶段,加大其研发示范力度,对尽快实现我国中远期规模化替代石油资源具有重要的科学和现实意义。
三、制约我国生物质能源产业发展的主要问题
1.资源“瓶颈”
目前,我国生物质能源产业面临着极大的原料供应问题。如,发酵原料来源单一,限制了沼气工程的规模化;非粮原料无法全年供应,影响了非粮乙醇生产全年均衡生产;而陈化粮等糖类原料产量有限,难以支撑庞大的乙醇燃料工业体系;生物柴油也面临缺乏适宜非粮边际土地及相适应植物新品种,尚无提供大量原料能力的尴尬境地。要根据技术发展分阶段、分等级实现生物质资源的多元化利用,近期以废弃物综合利用为主,中期以废弃物和能源作物为主,远期以能源植物或藻类资源为主,使其开发利用达到最大化。
2.产业模式
一是管理模式存在缺陷,缺乏科学的原料评价体系以及技术规范,生物柴油无法进入运输燃料系统;二是项目模式有待改进,对小型项目配套***策没有跟上,使其操作成本高,立项过程复杂;三是经营模式不够完善,民间资本难以进入,投资风险比较高。
四、推动我国生物质能源产业发展的***策建议
1.将生物质能源置于保障国家能源安全的高度给予支持
生物质对我国能源和资源供应战略安全有着重要意义,应将其放在保障国家安全的战略高度给予支持,并在***策上给予一定的倾斜。此外,建议根据生物质能源产业发展的需要,对相关激励***策进行完善和修改,把与能源生产有关的环境成本和社会成本全部考虑进去,实行全成本定价办法,制定合理的生物质能源产品价格补贴***策、强制性生物质液体燃料收购***策、鼓励生物质液体燃料消费的***策。
2.着力于加强生物质能源科技创新
生物质能是我国未来可持续发展的重要可再生能源之一,产业化过程是长期持久的,因此,拥有相关自主知识产权的核心技术是稳步可持续发展的关键。***府应鼓励国产化技术的推广,对采用国产化技术的单位进行补助,调动其自主技术研发和应用的积极性,建议设立专项资金支持生物质能源的技术创新,从根本上奠定生物质能源大规模替代的基础工作;建立专项资金为中小型生物质能企业提供***策性担保,支持生物质能源的产业化进程,推动分散式生物质能源产业体系的形成。
结束语
我国生物质资源开发以有机废弃物和利用边际性土地种植的能源植物作为主要原料来源, 从长远看, 能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础。生物质能源产业作为一个正在兴起并富有巨大前途的新型产业。发展生物质能源产业有利于破解能源危机,更有利于环境的保护。
参考文献
[1]潘高颖,郭玉志.生物质能受追捧***策与资金力挺沼气产业[N].上海证券报,2012.
[2]方行明.生物能源与农村产业***[J].中国农村经济,2005.
生物能源篇3
1教材的选择
教材是学生掌握知识的最直接工具,也是教师与学生之间的桥梁。但是,如果教材编写的过于深奥,不易理解,学生将产生厌学情绪,同时也会对所学知识的实用性产生怀疑,不利于生物工程或相关专业人才的培养[3]。因此,选择完整、系统的知识体系,以及可以反映与本学科相关的产业背景和最新研究成果的优秀教材,是保证教学质量和教学效果的关键之一。在教学过程中,注重理论和实际相结合,坚持以学生为本的原则,内容兼顾实际生产过程中遇到的实际问题。除了教材上的知识之外,也要注意整个生物能源领域不断出现的新理论、新思路、新技术和新成果。通过阅览国内外优秀期刊和专业网站,访问行业内相关企业和研究机构,及时将新的知识介绍给学生,扩充学生的信息量,拓宽学生思路,提高学生学习兴趣,为学生今后的就业或继续在本专业领域进行研究打下基础。
2教学互动
教学方式也是体现教学质量的一大重点。在教学方式上,我们首先运用现代化的多媒体将教学过程中的重点难点内容通过***片、视频、动画等多种方式呈现给学生[4]。从而使得抽象难懂的内容具体化、形象化、趣味化,激发学生的学习热情。特别是,涉及到生物能源生产过程中的流程***、设备***以动画及视频的形式穿插在教学过程中,使学生更好理解,也更加直观。除此之外,我们也注重邀请一些专家学者、或与本专业相关企业的人士来进行一些讲座介绍。这样,可以使学生从科研或生产等不同角度对这个行业进行了解,加深学生对本专业的理解和认知度,而不是仅仅停留在理论知识上。此外,学期中和学期末,我们会安排几节课让学生自己上台,结合课上所学的知识,对自己感兴趣的产品做项目调研和介绍,甚至可以向老师提问,增加课堂的互动性、调动学生的积极性,以提高学习效率。
3实验教学的建立
学生毕业以后会进入工作岗位或科研单位继续深造,对理工科学生来说,动手能力是重要的一环。因此,除了课堂讲学以外,培养学生的实验操作能力也是生物能源课程重要环节。以生物能源中的纤维素乙醇为例,生产过程涉及到的纤维素预处理反应器操作、纤维素酶活测定,酶水解及发酵过程操作,均是课堂讲解所不能涉及的范围。因此,在生物能源课程中需穿插几次实验课,以便学生对生物能源涉及的实验及生产过程有一定的感性认识,从而对所学内容有更透彻的理解。苏州科技学院化学生物与材料工程学院在各级领导的关心下,拥有发酵罐、摇床等大型实验设备,并具有实验所需的HPLC,IC,HPLC-MS,GC-MS等分析仪器。同时,学院分析测试中心还具备核磁共振、电镜等大型精密分析仪器,可以说仪器设备齐全,为学生实验的开展和学习打下了较为坚实的物质基础。
4企业参观交流
为了进一步强化和促进学生对生物能源课程的认识,同时进一步提高学生学习知识的主观能动性和积极性,在学习期间,有必要安排学生到一些生物能源相关企业去进行参观学习。了解工厂基本的生产方法,熟悉基本的生产设备等等。并且,在参观之前,给学生布置任务,学生参观结束后需对产品的基本生产工艺流程、使用的主要设备、产品提取和质量控制等环节撰写报告,并作为平时成绩。让学生带着问题去学习,增加学习兴趣,以达到良好的教学目的。
5结论和体会
生物能源篇4
我国是石油资源相对贫乏的国家,专家测算,石油稳定供给不会超过20年。我国自1993年起即成为石油净进口国,近十几年中石油需求量翻了一番。2011年进口原油已占国家石油总供给量的40%,近期内很快会剧增到50%。到2010年,我国石油消费总量将达4亿吨,而国内生产能力仅为1.6亿吨。不断升高的石油进口依存度将给国家安全带来威胁。同时,大量的燃油燃煤造成的污染使我国的生态环境急剧恶化。在经过多种探索、尝试以后,生物质能很可能成为我国新能源的最佳选择。 生物质能源主要有两种:一种是油菜、向日葵、油棕榈、大豆、蓖麻等油料作物加工成的生物柴油,一种是从甘蔗、玉米、薯类作物或农作物秸秆中提炼、加工的乙醇燃料。生物柴油和乙醇燃料统称生物燃油,即生物质液体燃料,现在是生物能源的主体。此外还有从农林加工剩余物、工业有机废水废渣、城市生活垃圾等废弃物中提取的气体燃料、固体燃料,都属于可再生的生物质能源。 我国发展生物质能源具备很多有利条件:生物质能蕴藏量丰富,有大量的农林副产品、剩余物、废弃物。据测算,我国可供开发生物质能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤。全国还有约20亿亩宜农、宜林荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业。沼气利用是我国发展生物质能的重要成果,自上世纪70年代初开始应用农村户用沼气池技术以来,我国目前已是利用生物质生产沼气最多的国家。 我国的生物燃油产业已经开始“起跑”,在工业技术上与发达国家相近。2000年我国开始了燃料乙醇试点工作,年产燃料乙醇100万吨,先在黑龙江、河南、安徽等5省封闭使用,2006年扩大到包括江苏在内的13个省市。用农作物生产乙烯、环氧乙烷等替代石油基产品也获得成功。 2006年以来,生物质燃油在上海、江苏、安徽、重庆、***、贵州等地陡然升温,民营资本、国有资本乃至外资加速进入。不同于前两年多带有试验性质的、年产1万吨的小规模投入,如今各地呈现大规模投入趋势。其中,仅江苏省就有南京、张家港、无锡3个以民营资本投入为主的年产20万吨的生物质燃油项目。到2006年9月底,全国各地大大小小的生物质燃油项目已近百个。加上前几年已初具规模的河南、福建、四川、河北、云南等地生物柴油企业,可以说生物质燃油的产出已正式进入产业化生产。 由于用粮食来提取燃料乙醇成本较高,大量耗粮会与食粮产生矛盾,人们便从其他方面寻找乙醇的原料。我国每年农作物秸秆约有7亿吨,其中作为农村燃料及饲料消耗2亿吨,其余大多遗弃或焚烧。若将这5亿吨用来生产乙醇,可产出乙醇7000万吨。加上木材工业下脚料、制糖、造纸工业下脚料和城市废纤维垃圾,总计可得乙醇8500万吨,远远超过全国汽油年消耗总量。近年来,河南天冠集团一直致力于纤维乙醇商品化的研究,先后与山东大学、郑州大学进行技术合作,已建成年产300吨的纤维乙醇中试装置,产出率达到16%以上。 2000年,一位漳州籍的民营企业家到奥地利考察,欧洲正在推广的从动植物油中提炼生物柴油的做法让他大开眼界。回国组织技术研发和设备研制,2005年形成年产4万吨生物柴油的生产能力。上海内燃机科研所的专家作了鉴定,这种生物柴油含硫数值比0号化石柴油低得多,16烷值比化石柴油更高,不含芳烃和重金属,含氧值11%,能保证燃烧充分,几乎没有污染。 “地沟油”回流到餐桌一直是广大消费者和有关部门头疼的问题。“地沟油”是品质较差的动植物油,据有关部门估计,我国每年从餐饮业中产生的“地沟油”有2600多万吨。收购一吨“地沟油”需要2300元,提炼加工成生物柴油直接成本为每吨3600元,产品市场售价为每吨4400元,每吨售价比化石柴油便宜1000多元。福建卓越新能源发展有限公司从地沟油中成功提炼出了生物柴油,在国内率先实现了产业化。 资料显示我国柴油缺口每年达5000万吨,生物柴油欲大踏步走向前台,关键在于成本。欧美生产的生物柴油主要以大豆、菜籽毛油为原料,而我国食用油短缺,不允许使用大豆、菜籽毛油当工业原料;豆油、菜油每吨5500元,企业也承担不起。国内企业从一开始就锁定野生油料植物种子和废弃油脂。做化工起家的江苏无锡人张国清,2000年偶然得知色拉油下脚料中的脂肪酸可以做植物柴油,当时这种原料价格为每吨1700元,而石化柴油为每吨2800元。他自行设计了
生物能源篇5
“目前约有7成的生物质设施处于亏损状态。还有不少业务已中止或陷入低潮”,在2011年2月日本总务省行***评价局整理汇总的“生物质利用相关***策评价书”中,出现了许多严厉的指摘。
综合战略的具体内容是,在6年时间内,投入约1200亿日元的预算资金,在286个地区制定生物质城市构想,推进生物质利用业务。从评价书可以清楚看出,生物质利用业务的连续性方面存在许多困难。
另一方面,作为大有发展前景的可再生能源,生物质受到了极大的期待。据日本***府预测,到2020年,生物质发电及热利用加在一起将超过太阳能发电,成为仅次于水力的第二大可再生能源。也可以说是默默无闻的可再生能源的“最佳选择”。注:表格中的“其他”指的是长期能源供求预测分类中的太阳热利用、废弃物热利用、黑液及废料等的总和。
(来源:长期能源需求预测、中长期发展规划)
向韩国出口木质颗粒
在总务省作出评价之前,日本就已经出现强化对策的动向。
2009年,日本通过议员立法制定了生物质利用推进基本法。2010年12月,内阁会议通过了“生物质利用推进基本计划”。原来的“综合战略”并没有规定要在事后对地方***府的活动进行验证,作为改进,基本计划将通过业务跟踪、以及积极提供成功事例的信息等,力争取得切实成果。另外,还:肾加强对森林废弃木材的有效利用。
生物质的种类很多,有些生物质目前已经被加以利用。过去,污水污泥及家畜排泄物就一直被用做堆肥。另外,在木质生物质方面,造纸公司的木屑残留物(黑液)也一直被燃烧、用做热源等。
近几年,对建筑工地及木材加工厂废木料的活用正日益增多。先把废木料粉碎,使之成为木屑,然后使用锅炉燃烧发电。对此起到推动作用的。是2003年颁布的RPS法(新能源等电气利用法)。根据这部法律的规定,电力公司开始积极收购利用生物质所发的电。另外,通过2002年颁布的建筑再利用法,建筑废料的分类回收取得了一定进展,建筑废料的收集也变得更加容易。目前,城市周边地区的生物质发电业务正日益增多,建筑废料也成了抢手的发电燃料。
大型集成材企业日本铭建工业公司1998年就开始利用木材加工废料进行发电,是生物质利用领域的先锋企业。为了提高废木料的价值,该公司2005年新成立了木粒工厂。将废木料固化成型,制成蜡笔状,用做火炉及锅炉的燃料。与废木料相比,较易调节热量,价值较高。2009年度的产量为112万吨。目前正在面向积极普及颗粒锅炉的岩手县和青森县等进行销售。
该公司2010年开始向韩国出口,开拓韩国市场。在满负荷运转的情况下,力争使年销量达到17万吨。韩国从***策上推动生物质的利用,提出了2020年利用500万吨的目标。制定了颗粒标准,规定必须明确标明质量等级。铭建工业生产的木粒获得了最高等级1级。由于是由木材加TT序的废木料制成,因此制造成本也相对较低。生物质燃料可销往海外的时代已经来临。
大型电力企业进口木屑
反之,日本关西电力公司和中部电力公司等已开始进口木屑。煤炭火力发电领域每年要混烧几万到30万吨木屑。这是为了确保RPS法所要求的可再生能源发电的电力。由于在日本国内无法获得稳定充足的木屑供应,因此不得不依赖进口。
在日本国内石油行业已开始销售的生物汽油中,混合了来自生物质的乙醇。大多采购于巴西。质优价廉的生物质燃料在全球市场上越来越抢手。
生物能源篇6
【关键词】生物质能;云南;开发利用
能源是人类生存和发展的重要物质基础,是关系经济社会发展、国家安全的重大战略问题。自20世纪70年代以来,全球性的能源短缺、油价攀升、环境恶化等严重问题一直困扰着世界各国。面对日益严峻的能源形势,生物质能作为一种可再生的重要替代能源,受到世界各国尤其是能源消耗大国的高度重视。云南气候类型多样,生物资源丰富,广泛分布并适宜种植世界上主要的能源作物,有规模化种植原料所需的土地资源及生物化共基础,市场前景、生物燃料制备和使用的技术等方面的优势也十分明显,是国内生物质液体燃料产业发展条件最好的省份之一。
一、生物质能源的发展现状
在国际上,许多国家已经投入了大量的资金和技术进行生物质能源的研究与开发。美国、巴西、德国、丹麦、英国、日本等国,利用高新科技开发生物能源,制定生物能源发展战略,加快生物质能源替代化石能源力度,加快生物能源产业化步伐,在世界范围内掀起了新一轮能源***的浪潮[1]。我国也高度重视生物质能源的研发、生产、使用和推广。21世纪初,部分省份按照国家的部署积极开发生产、使用生物质能源的试点工作,并取得可惜的成绩。目前,生物质能作为可再生能源的重要组成,已成为国家战略。生物质能源产业被列为国家“十一五”规划重点,并启动了与此相关的“高科技产业化示范工程”,我国生物能源产业正在兴起。2009年生物质能发电装机容量为239万kw,沼气年利用量为154亿m3,燃料乙醇利用量为170万t,生物柴油利用量为30万t[2]。
二、云南省发展生物质能源的优势和意义
云南省生物资源、土地资源、气候资源丰富,有利于生物系源的就地取材、加工。是我国最具生物能源产业开发的地区之一。其优势表现在一下几点:
一是有大量适宜土地资源。云南是典型的山区省份,山地面积占94%,地势从西北向东南倾斜,海拔最高点有盆地,河谷、丘陵、低山、中山、高山和高原等。不同的地貌形成了不同的地理环境,也构成了土地类型的多样性。据国家有关部门统计,云南有编辑性土地6795万亩,位居全国第三,且尚有4千多亩的土地资源,可用来种植橡胶、膏桐、木薯、甘蔗等生物能源作物[1]。
二是有丰富多样的气候资源。从大的方面来说,我国从海南岛到哈尔滨的各种气候类型在云南省内都可以找到,是中国多样性气候类型的缩影。从小的个、方面讲,一山之间,往往山麓酷热难耐,山腰温凉宜人,山巅白雪皑皑。被称为“立体气候”,群众形容为“一山分四季,十里不同天”。气候多样性直接带来的是植物和动物的多样性,云南生物资源种类之丰富,在全国是有名的,有“植物王国”和花卉、药材、香料之乡多种美誉[3]。
三是有品种众多的原料。云南生物能源的原料品种众多,目前具有加工潜力的主要有木薯、甘薯、甘蔗、秸秆以及膏桐、油桐、橡胶、乌桕等几种原料。其中,可以作为生物乙醇原料的有以下几种:木薯,主要分布在滇南的红河州、思茅市、西双版纳州,滇西南的临沧市、德宏州,以及楚雄的元谋、玉溪市的元江等地,是云南省发展生物能源产业的重要原料。甘薯,适宜在全省范围内大面积种植,具有抗性强、产量高、易栽种、易推广等优点。甘蔗在德宏、临沧、保山、思茅等7州(市)都适宜种植。随着我国利用秸秆生成乙醇技术的进一步成熟,云南利用秸秆生产生物乙醇的潜力将得到发挥。另外,可作为生物柴油原料的有膏桐、橡胶、油桶、乌桕等四种原料品种。
生物能源作为一种可再生能源,对云南省的经济社会发展有着重要的作用和意。发展生物能源产业首先有利于调整云南省能源利用的结构,缓解能演紧缺的危机,兼顾经济发展与环境保护,实现经济社会的可持续发展。其次有利于解决“三农”问题,对增加农民收入、提升农业效益、转移农村富余劳动力、繁荣农村经济具有极大的促进作用。再次,发展生物能源有利于增强云南省的工业实力,进而带动县域经济,乃至全省经济的快速发展。
三、对云南省生物质能源开发利用的几点建议
(一)应制定完善的生物能源产业发展规划
生物能源开发是一项造福全社会的系统工程,要从战略的高度,着眼于全省生物质能源产业开发大局[4]。在对云南省资源禀赋、发展优势、发展潜力以及产业发展基础条件进行全面系统分析研究的基础上,按照立足长远、适当超前、亮起点、国际化的原则,抓紧研究制定好生物能源发展规划,明确发展思路、目标、重点和时序,提出相配套的产业***策,并将其与“五年”规划相衔接,采取有效措施,搞好宏观调控,加大扶持力度,使规划落到实处[1]。
(二)结合实际,制定合理的发展方案
生物质能源的发展需要多部门联合,特别是需要中石化和中石油的协同配合,才能有效地推广应用,同时为确保推广的效果,财***、税收、生产、管理、安全、公安等要同步跟进。为此需要强有力的组织领导,在组织保障上创造发展的条件[5]。切记一哄而上。应根据财力、原料供应、市场需求等情况制定研发、原料基地、生产、推广应用范围等切实可行的发展方案,保证生物质能源发展的有序可控。
(三)着力推进生物质能技术的研发
目前我省生物质能源的发展从原料种植、品种选育、生产工艺都需要开展大量的技术储备工作,才能做到降低生产成本与能耗,延长产业链,促进生物资源的综合循环利用,提高生物质能源产业的自我发展能力[6]。
(四)保障原料的稳定供给
原料的供给是生物质能源的发展的依托和保障,只有原料充足了,才能满足加工生产的需求,从而实现规模化生产和持续健康地发展。
(五)重视生态环境的保护
生物能源的开发的同时要高度重视生态环境的保护,坚持可持续发展的原则,防止水土流失,采用节能、降耗、废水循环利用等技术,提高治污水平,使生物能源生产过程中尽量少排放污染物,从而真正的做到人与自然的协调发展。
参考文献:
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[6]杜玲.基于生物质能源视角下农业循环经济发展的战略思考[J].改革与战略,2011,27(5):
生物能源篇7
关键词:生物能源;循环农业;发展
引言
现在,能源与粮食问题日渐突出,为了促进农业发展,缓解这一现状,人们开发研发并使用生物资源,但会在一定程度上破怀生态安全,所以,正确处理生物能源和循环农业之间的关系,采取相应的策略,为两者的融合找好切入点,具有指导意义。
1生物能源与循环农业协调发展的现状
1.1破坏农产品市场的贸易秩序生物能源和循环农业协调发展后,特别是当下可耕作土地不断减少的情况下,会破坏农产品市场的整体结构,并且,对生物能源的使用与保护,也会间接影响农民的利益,尤其是农产品市场贸易秩序正常的情况下,会增加通货膨胀的压力,存在经济增长的风险[1]。1.2能源原料争夺土地肥料新农村的建设,增加了农业生产与生活燃料的联系,田地中一部分收割后的桔梗直接作为生活燃料使用,另一部分作为肥料,回归土壤,增加土壤的肥力。如果把农业产生的废弃物作为生物能源,会缩减土壤的肥力,粮食产量明显减少,家禽饲料不足,不利于农业可持续发展的实现,两者互相阻碍。1.3出现淡水使用问题现在,人们主要研发的生物能源是玉米、高粱等,这些农作物需要大量的水浇灌,远超于其他传统的农作物,使大量淡水流失,引发淡水的使用问题。生物能源开发用水包括浇灌用水与生活生产用水。1.4加速土地贫瘠,破坏生态生物能源的种植需要大量的肥力,破坏土地的营养结构,并且生长周期很短,时间多集中在夏季。有的地区为了种植能源生物,会使用一年多熟的方式,而这类作物只会吸收土壤中的某种肥力,使土壤中肥力失衡,营养成分大量减少。如果频繁种植,会加快土壤贫瘠的速度,缩短土地使用的时间,
2完善生物能源与循环农业协调发展的对策
从上述内容可以了解到,生物能源和循环发展两者既会相互促进,又会相互制约,有紧密的联系,并与不同行业都有联系。生物能源是农业发展的前提,调整两者的关系,可以缓解传统农业的现状,实现各类效益的统一,同时,也会利用“农业易相”的相关理论,找到两者的共同点,扶持相关农业产业,完善农业生产。2.1找打农业和生物能源发展的平衡生物能源的原料是农作物或是农作物收割后的秸秆,实现废物利用,提高废物的利用率。循环农业与生物能源的开发是一个循环的过程,只有使每个环节有效衔接,找到两者协调发展的平衡点,加快两者的结合,尽可能消除冲突。能源农业包括生物质生产,加快农业结构的转化,建立一个完整的产业链。我国农业的国情限制了这项技术的应用,要求多次使用农业与生产生活的废料,在非耕地种植,创新生物能源的种植[2]。2.2制定合理的规划科学规划可以帮助农业发展,调整与生物能源的关系。我国与西方国家相比,农业种植有优势,也有劣势,所以,必须根据自身的实际情况,因地制宜,选择恰当的发展方案,实现两者的融合,达到可持续发展的目的。我国是人口大国,粮食需求量很大,如果大量种植生物能源,虽然增加了能源的储备,但也缩小了粮食的种植面积,不可以大面积推广粮食乙醇的项目,同时,可以借助我国农村有丰富劳动力的优势,大量搜集纤维素乙醇,作为生物能源的发展方向。想要形成一个产业,需要共同建立两者的产业,同时发展,有充足的原材料,得到***府下发的补助与***策支持。2.3开发引进新物种循环农业发展的要求之一是有丰富的生物质资源,以生物能源为引导,促进农业发展,并利用生物技术,把基因放入原有的农作物中,科学种植,增加粮食产量,同时也为生物能源提供原料。对于某一区缺少的农作物物种,可以使用基因技术栽培,也可以在地区情况允许的情况下,引进新的物种,增加能源作物的含油量。但引进物种的过程中,需要了解物种的各项信息,以免与地区原有的作物竞争,出现反效果,影响人们生产生活的稳定。
3结语
完善生物能源与循环农业协调发展,需要相关人员正视其存在的问题,客观分析,并从***策、技术和宣传等方面,给出解决防范,调节生物能源与循环农业之间的关系,解决问题,加速“农”和“非农”之间的转变,加强农业部门与其他部门的沟通,建立合作关系,推动传统农业与生物能源发展向新型发展模式转变,实现可持续发展。
参考文献
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生物能源篇8
关键词:生物能源;能源作物;开发利用
一、生物能源发展的提出
生物能源(bio-energy)主要是指利用农作物、树木和其他植物及其残体,畜禽粪便,有机废弃物等可再生或循环的有机物质为原料生产的能源。
生物能源主要包括生物电能和生物燃料两大类。生物电能主要是利用各种植物秸杆进行发电,而生物燃料则是通过发酵产生甲醇和乙醇燃料等。生物能源既是可再生能源,又是无污染或低污染的绿色能源。在世界资源日趋贫乏以及环境生态危机日显突出的情况下,生物能源的开发和普及将成为未来社会能源发展的趋势。
二、生物能源在各国发展动态
原油价格的攀升,各国已广泛开始关注用生物能源来代替化工燃料,美国植物种植结构以及扩张的速度大大加快,酒精生产能力大大提高,乙醇提炼厂在美国各地开始布点建设。生物柴油中大豆油使用量也在大幅提高,从纤维中提炼油料也将逐步进入能源更新计划。
欧盟计划规定在运输燃料中必须包含一定的生物燃料,欧盟委员会已经指示加紧生物燃料的生产,并对生物原料种植业给予补贴。菜籽油几乎是所有欧盟国家生物柴油的原料,由此使得欧盟内油菜种植面积和菜籽产量都出现快速地增长。同时,欧盟还从东南亚进口大量的棕榈油以及用棕榈油生产的生物柴油。
随着油价高涨,巴西的乙醇出口增速大幅提高。作为世界生物乙醇两大领跑国之一的国家,甘蔗是巴西各大酒精提炼企业的主要原料,在巴西南部,一些本来种植谷物和油料作物的土地被改种甘蔗,中西部地区原有的生产大豆土地也将被改种甘蔗。
阿根廷***府为生物柴油产业提供了更大的增长机会,在鼓励生物柴油生产方面,出口生物柴油享受比出口其生产原料如玉米、大豆更低的税率。为了保证生物柴油生产厂的高生产率运转,阿根廷还打算从南美其他国家进口大豆等产品。
三、生物能源在发展过程中所带来的问题
(一)粮食安全问题
生物能源的迅速发展会导致大量土地被用于种植某几种作物以生产生物能源,从而造成用来食用的部分农产品供应不足,价格上涨,给低收入者带来负担。如世界上最大的玉米和大豆出口国的美国,大量使用玉米和大豆生产生物燃料可引发国际市场上玉米及大豆等粮食价格的暴涨,以及以玉米和大豆等作为原料的肉类、畜禽产品等价格的上涨。在粮食供求趋紧的情况下,粮食将成为一种重要的国家间***治谈判砝码和国家战略资源,粮食安全的问题也越来越成为国际***治的核心问题之一。
(二)环境污染问题
生物燃料在生产的过程中所产生的对环境有污染和提炼之后所产生的排放物都是造成环境污染的来源。此外,燃料作物的种植、提炼、运输和分配也会导致其他温室气体排放。生物燃料如果种植过度,对森林和其他生物的生长不利,也对生态环境的造成一定的威胁。2009年初联合国发表的公告指出:“发展生物能源可能引发乱砍滥伐森林,给环境带来比使用化石燃料更严重的后果,而且可能影响生物的多样性”。
(三)能量收益问题
关于能源作物制取生物燃料生命周期过程中能量收益也是值得关注的问题之一。能源作物的生产,以及转化为生物燃料并通过运输等途径实现分配利用,在整个生命周期都需要消耗数量可观的化石能、电能及热能。在能源危机和粮食危机日益侵扰人类的今天,生物燃料是否能真正实现“能源经济性”值得探讨。
四、生物能源未来的发展方向
(一)多途径的开发优质生物能源
即便是资源条件得天独厚的美国,也意识到光靠耕地和玉米、大豆,并不能充分满足大幅减少对石油依赖的要求。能源作物一般可分为木质纤维类和淀粉/糖(油)类两大系列。前者与人类食用完全没有矛盾,因此是当今研究开发的热点,预计将在5-10年内成为“第二代生物燃料”的主要原料。“第三代生物燃料”则指含油藻类,对太阳能的生物转化效率更高。海洋工程微藻的油脂含量在40%以上,特别适合海域或者水域较丰富的国家。依靠生物技术,大力开发培育新型能源植物,是优质生物能源的一个重点发展方向,如对海洋微藻进行基因工程改造,可以使其缩短生长周期、提高产油量。一些国家已开始培育种植耐旱耐寒耐盐碱、生长快、产量高的“能源草”。通过育种技术进一步提高木薯的淀粉含量和甜高粱茎秆的含糖量,以及通过生物技术减少甜高粱、柳枝稷等茎秆的木质素而增加纤维素的含量,都具有一定的可行性。
(二)现已开发能源作物和生物柴油给料的筛选
各种能源作物的生产投入,单产量,单位可供利用的能源所需原料都是能源作物筛选过程中的重要指标。“八五”、“九五”计划期间,甜高粱秸秆制取乙醇被国家科技部列入科技发展规划,主要是因为甜高粱在生物能源系统中是一位强有力的竞争者,其酒精产量每公顷可达3.92t,约为玉米的2.1倍,木薯的1.3倍。
生物柴油的给料包括含油量高的油料植物。筛选优质的生物柴油给料获取油脂资源是解决能源短缺的一个重要的途径,各种草本油料作物和木本油料作物的含油量、加工工艺都是筛选的重要指标。“八五”期间,我国曾针对麻疯树、光皮树、绿玉树等油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备研发等进行系统研究,目前初步具备了推广应用的技术基础。
(三)加快开发生物质工业转化的工艺,提高转化效率,减少环境污染
生物质转化效率的提高,可以提高生物质的利用率,同时减少环境污染,如在燃料乙醇生产过程中,高速、高效、高回收率地利用可发酵糖进行生物转化的技术;加强生物柴油转化过程中新型固体催化剂的研究;超临界法和超声波法等新生产工艺的研究开发;废弃的甘油转化为高附加值的产品(环氧氯丙烷、1,3-丙二醇、丙酮醇、醚等)的研究。由于纤维素可以从杂草甚至从废纸中提取,纤维素制乙醇技术被专家普遍认为是生物能源产业的真正未来。目前,我国纤维素乙醇研发技术已取得阶段性成果,与国际水平差距不大,然而距离实现工业化生产还有较长时间。除此以外,借鉴石油化工的经验,走生物精炼和乙醇联产模式,尽可能地最大提升和拓展底物的各组分的经济价值,也许是促使纤维素乙醇产业化的一条重要途径。
(四)因地制宜,合理发展生物能源产业
能源作物主要涉及灌木与草本植物,灌木中有柳树和杨树等,草本中包括细叶、柳枝稷和芦苇等,作物中有甜高粱、油菜、甘蔗、甘薯和木薯等。随着科学技术的进步,能源作物的范畴也在不断的扩大。由于在自然环境、发展模式、发展水平、社会环境、产业形式和国家***策差异性,世界各国的主体能源作物不尽相同,而且也是处于不断的调整之中。如巴西用甘蔗生产乙醇,美国用玉米生产乙醇,同时还发展柳枝稷等其他能源作物,欧洲以油菜和速生矮林为主,我国甜高粱适应北方种植,甘蔗和木薯适应南方种植。
从能源作物的可持续发展来看,能源作物的环境效益建立,与环境相适应的种植制度和养地制度十分重要。在能源作物的种植方面,要防止同一种能源作物长期种植可能出现的生态问题。在全世界还没有完全解决粮食问题的时候,要协调好能源作物与粮食作物的土地竞争问题,减少能源作物产生的负面影响。发展能源作物要充分利用荒山荒坡和盐碱地,重点考虑非粮食类型的能源作物。有些能源作物能够在坡地、边角地、盐碱地和瘠薄地种植,不仅促进生物多样性,而且还能一定程度上改善周边的自然生态环境,如甜高粱能在盐碱地、滩涂地等边际土地生长良好,其茎秆生产燃料乙醇也不会与粮食争耕地,因此是一种十分优质的能源作物。
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生物能源篇9
生物能源既是可再生能源又是绿色能源,生物质能产业的发展与能源植物的开发利用紧密相关[2-3]。我国人口众多、总耕地面积仅1.2亿hm2的现状,使得生物质能源不可能依靠占用耕地生产来解决原料问题。中国工程院院士王涛指出:我国生物质液体燃料的前途在林业,如何充分利用森林能源,是解决我国生物质能源产业发展瓶颈的关键问题[4-5]。林业生物质能源作为国家替代能源发展战略的重要组成部分,资源潜力大,不与人争粮,不与粮争地,在实现产业与生态共赢的同时,可有效增加农民收入,减少温室气体排放。我国有逾4 000万hm2的宜林荒山、荒地可用于培育能源林,有近1亿hm2的盐碱地、沙地以及矿山、油田复垦地等可用于发展能源林。随着国际社会对温室气体减排联合行动《京都议定书》的实施,大力开发生物质资源,对于改善我国能源结构、提高可再生清洁能源在能源消费总量的比例具有十分重要的意义。
1河南省发展生物质能源林的优势
1.1符合国家的***策导向
林业作为我国生物能源发展战略中的重要行业,又将迎来新的发展机遇。按照国家林业局编制的《全国能源林建设规划》,“十一五”期间,我国要建设能源林示范基地逾66.67万hm2;到2020年,能源林面积达到1 333.33万hm2,可以提供逾600万t生物柴油,满足逾1 100万kW装机容量发电厂的燃料需求。近期,国家林业局又部署开展《全国林业生物质能源发展规划(2011—2020年)》的编制工作,以充分发挥林业在调整能源消费结构、保护生态环境、推行节能减排中的积极作用。河南省把能源林的发展作为“十二五”林业工作的重要内容,完全符合国家的***策导向。
1.2林业生物质能源树种资源丰富
木质能源是燃性最强的固体燃料之一,其热值比其他生物质能高,据中国科学院能源研究所测定,木材热值为18 418 kJ/kg,秸秆热值为15 488 kJ/kg,牛粪热值为15 070 kJ/kg[6]。按木质能源林生产要求,理想的木质能源树种应具有生存能力强、生长快、生物量高、萌芽更新能力强、可短轮伐作业、单位体积热值高、燃烧时无味无毒、易干燥、易燃烧等特性[7-8]。据报道,我国有70多种热值较高的木质能源树种。河南省主要木质能源树种有柳树、杨树、刺槐、栎类、桤木、竹类、马尾松、紫穗槐等乔木或灌木树种,这些树种大部分栽培技术比较成熟,大多是河南省主要造林树种,有一定的种植规模。河南省主要的油料能源树种有油茶、油桐、乌桕、黄连木、核桃等,重点分布于豫西伏牛山区及豫南大别山区,资源比较丰富。
1.3林业生物质能源林发展空间广阔
河南省生物质能源林的发展主要方向:一是对现有林进行科学培育;二是利用无林地或疏林地重新造林。通过对现有林的培育,可为能源林的发展提供广阔空间。河南省现有林地中,用材林面积87.73万hm2,经济林面积70.80万hm2,竹林面积1.78万hm2,薪炭林面积5.97万hm2。其中竹林和薪炭林都是很好的能源林,只需开展技术性培育就能达到很好的效果;经济林在改造过程中可以兼顾发展油料能源林;用材林间伐过程中可兼顾发展木质能源林。河南省大面积的无林地和疏林地为能源林发展提供了可能。根据河南省林业厅2005年的森林资源现状信息,当时全省无林地面积78.54万hm2,占林业用地面积的17.21%,其中宜林荒山荒地面积72.25万hm2、采伐迹地面积3.55万hm2、火烧迹地面积0.32万hm2、宜林沙荒地面积2.42万hm2;疏林地面积9.03万hm2,占林业用地面积1.98%。近年来,通过造林绿化和实施林业生态工程,无林地和疏林地面积虽有所减少,但还有很大的可利用空间。
1.4林业生物质能源林培育基础较好
河南省生物质能源林发展不仅有较好的人工培育基础,而且有较厚实的科研基础。油料能源林方面,科研部门开展油茶、油桐、核桃的丰产栽培技术研究较早,成果较多,人工栽培历史较长。据初步调查,河南省现有油茶面积约1.7万hm2,纯林比重较小,集约化程度较高;混交林比重较大,多为粗放经营。油桐在大别山区多与茶叶混交栽培,集约化程度较高。核桃是豫西山区的主要油料干果树种,林业部门开展研究早,山区生产基础好。乌桕在20世纪80—90年代开展过资源清查和丰产栽培技术研究,人工林较多,但因加工等环节没有跟上,现在纯林较少,丘陵山区散生分布较多。黄连木主要为散生状态,也有小片集中分布,品种有待查清。木质能源林方面,柳树、杨树、刺槐、栎类(如麻栎、板栗、栓皮栎、青冈等)、桤木、竹类(毛竹、桂竹、淡竹、刚竹、哺鸡竹等)、紫穗槐、马尾松等重点树种在河南省都有研究和栽培基础。特别是杨树、刺槐、竹子均有大面积栽培,紫穗槐广泛用于水土保持灌木林建设,栎类是河南省丘陵山区重点造林树种。此外,20世纪80年代,全省林业部门还开展了大规模的树木引种工作,还参加了全国薪炭林科技攻关项目,在丘陵山区建立了多个薪炭林试验点,在优良树种选育、栽培技术、综合效益、开发利用等方面取得了一些成果,为进一步开展能源林研究奠定了良好基础。
2存在的问题
虽然发展生物质能源林前景好,河南省各地发展的热情也很高,但制约能源林发展的一些问题也不容忽视,归纳起来主要有以下3个方面。
2.1资源不清,缺乏生物质能源林中长期发展规划
截至目前,河南省还没有开展专门的能源林资源清查工作,现有的数据主要来源于全省森林资源清查结果,在资源分类和调查方法上都不全面,不能准确反映能源林树种资源分布区域、现有面积或数量、现有林分或林分生长情况以及可用于培育能源林的荒山荒地面积等真实情况。
2.2优质能源树种的选育和高效培育工作滞后
目前,河南省生物能源树种不少,但优良品种不多。就油料能源林而言,在全国油茶产区中,唯独河南省没有自己的优良品种。乌桕、油桐虽开展过种质资源调查,但没有进行系统的良种选育,也没有通过审定或认定的良种。黄连木资源尚不清楚。就木质能源林来说,近年来,对杨树、刺槐的良种选育及丰产栽培研究成果较多;20世纪80年代开展过马尾松薪炭林研究。总之,河南省优质生物质能源树种选育和高效培育工作滞后,不能满足产业发展的需要。
2.3现有生物质能源林利用率低
油料能源林大多采用传统土法进行生产,加工剩余物基本废弃不用。木质能源林大多采用直接燃烧,热能利用率低。
3对策
3.1依据国家***策及河南省实际,制定生物质能源林中长期发展规划
把生物质能源林的发展纳入林业“十二五”规划及生态省建设规划。先要摸清家底,实事求是,做好基础工作,立足长远发展。制定目标要切实可行,不与别的省份攀比,不盲目跟风。各项目标要落实到田间地头、科研院所,不能以规划落实规划。
3.2以乡土生物质能源树种为基础,加强良种选育、丰产培育及加工利用技术研究
产业要发展,资源是基础,良种是关键。由于林木生物质能源是新兴行业,应持审慎发展的态度。在没有掌握培育技术的情况下,不宜大量无序发展。近年来,河南省林业部门相继开展了麻疯树、光皮树、文冠果等能源树种的引种试验研究,但效果均不理想。按照我国能源林发展区域规划,河南省重点发展的树种是黄连木。据调查,黄连木大部分是雌雄异株,由于雄花和雌花花期不一致,因此产量不稳定,病虫害也较严重。因此,加强黄连木良种选育及丰产培育技术研究是当前的首要工作。应积极与相关省份的研究部门开展合作,尽快解决区域性的技术问题,指导生产,提高效益。
3.3培植引进龙头企业,以需求带动投资,以投资促进生产
企业生产需要有稳定的原料基地作保障,从现行的林业企业发展模式看,许多企业在投产之前,都会在项目投资区建设一定规模的原料林,进而带动当地群众的造林积极性。因此,市场需求的引领往往比***府的***策引导更有效。
3.4大力培育生物质能源林,注意多林种统筹协调发展
河南省过去发展林地主要用作生态林、用材林、防护林,形成了配套的经营管理技术,单一的能源林较少,因此现在单纯地提倡能源林是行不通的。林地主要的任务还是保护生态,经营林地主要是为了发挥其多功能、多效益,这意味着能源林的栽培技术也不相同,而且能源林不能是纯林,必须是混交林。除保护生态外,能源林不仅能够提供人们所需要的生物质燃料原材料,还具有生产肥料等功能。要防止因发展能源林而出现生态不稳定的问题[2]。因此,营造生物质能源林时不要大面积营造,要尽量保持植林区域原有的生态系统,因地制宜,统筹发展。
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生物能源篇10
【关键词】生物质能源;发展;制约因素
生物质是通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。生物质能蕴藏量极大,仅地球上植物每年的生物质能生产量,就相当于目前人类消耗的矿物能的20倍。生物质能源在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的第4位能源资源,在能源系统中占有重要地位。因此,开发生物质能已成为解决我国能源问题和改善生态环境的重要方面。
但是,从总体来看,我国无论是科研水平、开发利用层次、转换设备规模,还是产业发展、市场销售等方面,与先进国家相比还有很大的差距。还有一些因素制约着生物质能源的发展。
1.资金制约
1.1资金来源方面
国外,投资生物质能产业的主体,主要有***府、国际金融组织、跨国公司、风险投资和民间资本等,并且许多国家早就成立了专门的可再生能源基金。而我国还没有成立专门的管理机构,缺乏有效的资金来源和固定的融资渠道。由于生物质能经济效益、市场前景不明朗,因此国内银行不愿承担风险,不愿提供超过15年的长期贷款。从国际资本市场上来看,尽管国际贷款期限较长(一般可长达20年),但目前国际金融组织(世界银行、亚洲开发银行等)已经取消了原来对我国的软贷款。这些实际情况,造成生物质能项目建设资金主要来源于国家或***府拨款,限制了其规模化发展,影响了各方面对生物质能投资的信心。
1.2资金规模方面
美国、日本、欧盟等国家地区,每年对生物质能的开发投资力度很大,而我国在这方面给予的投资要明显少得多,“十一五”期间也只有8亿元投人。应积极发动地方、金融机构、相关企业和民间资本的力量,投入到生物质能产业中,发挥资本市场的支撑作用。
2.技术制约
2.1技术研发不够,创新能力不足
由于长期缺乏科技经费的投入,缺少激励生物质能产业科技进步创新的措施,使得生物质能产业在基础技术研究、新产品研发和应用技术创新等方面存在着科技含量低、产品单一、缺乏自主知识产权等问题。目前,国内大多数企业过度依赖引进的现成技术,采用简单工艺和简陋设备,消化吸收投入严重不足,这样就妨碍了技术扩散效应的发生。例如:纤维素燃料乙醇的纤维素酶高成本问题;后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术,还处于研究阶段;在固体成型压块燃料方面,存在着成型机模具磨损严重、运行稳定性差、使用寿命较短、能耗高、配套炉具不完善等问题。因此,生物质能产业化的生产技术瓶颈问题远没有解决。
2.2科研机构分散、人才缺乏
生物质能科研机构分散,科研资金和专业人才匮乏,没有相应的技术研发队伍,缺少吸引人才和防止专业技术人员流失的措施,未形成像化石能源一样专门的研究、咨询等产业服务机构,导致生物质能发展缓慢,产业化、商品化程度低。
3.市场制约
3.1市场开发不完善
很多以生物质为基础的开发项目具有很好的市场开发潜力,但由于社会各界的信心不强,没有形成有效的市场开发信心。同时,虽然有一部分生物质能源产品已经制定了一些相关标准,但整体上讲,缺乏系统的技术规范和产品质量标准、认证标准,以及相应的法规和质量监督体系,使得整个生物质能源市场处于无序状态,从而影响了生物质能源市场的开发和扩大。
3.2竞争平台不公平
国家对生物质能产业的优惠、补贴、奖励很难落到中小企业身上。除农村沼气项目外,支持生物质能产业发展的大部分***策倾向于规模化的大型项目,中小企业很难享受到国家的优惠***策。例如燃料乙醇,国家每年向4家陈化粮燃料乙醇定点企业(黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇公司、安徽丰原生物化学公司以及河南天冠企业集团公司)发放补贴;而走非粮路线的中小企业却很难拿到同等的补助。没有得到补贴的中小企业,生产成本相对较高,在竞争中明显处于劣势,很难得到更大的发展。液体燃料方面,目前中石油、中石化只收购拿到正式批文的黑龙江华润酒精等4家定点供应企业的燃料乙醇,不收购中小企业生产的非粮乙醇,对采购生物柴油也持“暂不参与”的态度,使得部分生物燃料产品不能进入市场流通,而无法将产品变现,最终使整个生产链条无法正常循环运行。
3.3体系建设不完善
任何产业的发展都需要相关产业的配套,产业规模效益的实现与上下游市场的依托密不可分。化石能源经过长时间的发展,从资源的勘探、开发、运输、转化,到消费者的利用,再到相关的服务部门,形成了自己***的一套产业链,最终形成产业体系。而我国生物质能源产业的配套产业还很不完善,产业规模比较小,在能源利用的终端缺乏相关产业的支持,并且生物质能源的示范推广和产业服务体系建设还处在探索阶段,使得利用大多数生物质能源产品时,还需要额外的处理和转化,这样就造成生物质能源的利用成本较高。
4.***策和体制制约
4.1***策约束
生物质能产业是具有社会效益、环境效益的弱质产业。从国外的发展经验看,不论是发达国家还是发展中国家,***府的支持是生物质能产业发展的原动力,***府要在投融资、税收、补贴、加速折旧、市场开拓等方面给予实在的***策倾斜。目前我国***府虽然了支持生物质能发展的法律法规(《可再生能源法》等),但相关配套***策体系还不完整,缺乏具体明确、操作性强的实施细则,经济激励措施的实施力度不够。另外,国家对燃料乙醇的生产和销售仍采取严格的管制,许多企业和个人由于受到现行***策的限制,不能普遍享受到财***补贴,难以进入汽油现有的销售渠道。为此,需要建立完善投资、税收、信贷、价格、协调等方面的长效激励机制,落实生物质能源企业的获得补贴方面的具体***策措施。
4.2体制制约
自从1978年改革开放以来,我国的体制改革已走过30多年的历程,但现有的***府管理模式和职能仍残留着计划经济的痕迹,市场经济中,还渗透着不少计划因素,突出表现在建设项目的审批依然是各级***府管理经济的主要职能之一。生物质能按能源品种分属不同的行业,没有形成统一的归口行业,而对于生物质能的领导和管理又分属于多个部委,例如农业部、电力部、林业部等都设有专门的司(局)或处室负责一部分工作。这样的管理机制既不能适应市场经济的需要,也很难出台统一协调的***策措施,这在某种程度上使得生物质能源总体发展目标、配套措施与其实施之间发生脱节。