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生物質能源范文1
中圖分類號:P754.1 文獻標識碼:A 文章編號:
自20世紀70年代以來,全球氣候變暖和日益突出的能源危機為生物質能源發展提供了契機?,F代生物質能利用是指借助熱化學、生物化學等手段,通過一系列先進的轉換技術,生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,為人類生產、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃氣等終端能源產品。生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等,其中生物質能源的開發利用占有相當的比重?,F代生物質能源利用技術的開發對替代或部分替代化石能源、保護生態環境、實現人類社會的可持續發展具有非常重要的現實意義。
一、我國生物質能源開發利用現狀
生物質能指秸稈、雜草、林木和動植物體及其排泄物等含有的能量。生物質能的利用有多種方法,如直接燃燒發電、微生物發酵產生沼氣、生物發酵制取燃料乙醇,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資源,近兩年,生物質能源在我國受到越來越多的關注,生物質能源利用也取得很大成績,生物質能源利用技術體系和生物質能源產業體系逐步形成。
1.沼氣產業初具規模
沼氣利用是我國發展歷史最長、產業最為成熟的生物質能利用產業。經過多年的研發和推廣,戶用沼氣已形成較完善的產業鏈,沼氣池不僅壽命達到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合的“四位一體”沼氣生態農業模式,中部地區以沼氣為紐帶的生態果園模式,南方建立的“豬-果”模式,以及其他地區因地制宜建立的“養殖-沼氣”、“豬-沼-魚”和“草-牛-沼”等模式,都是以農業為龍頭,以沼氣為紐帶,對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態農業模式。沼氣發酵綜合利用生態農業模式的建立使農村沼氣和農業生態緊密結合,是改善農村環境衛生的有效措施,也是發展綠色種植業、養殖業的有效途徑,充分實踐了“資源—廢棄物—再生資源”的循環利用模式,已成為農村經濟新的增長點,符合建立資源節約型和環境友好型社會的標準。
2.生物液體燃料已經起步
通過生物質資源生產的生物汽、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已初步形成規模。由于玉米價格不斷攀升以及陳化糧逐步消耗,本著生物質液體燃料的發展需要嚴格遵循“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則,2007年國家開始禁止發展糧食乙醇項目,將燃料乙醇生產轉為以薯類、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技術上,強調以邊際性土地生產生物質能源原料,以纖維素為原料的第二代乙醇生物燃料技術,已開始初步商業化。
二、我國生物質能源技術開發的主要進展
1.生物質發電技術
生物質發電技術集環保與可再生能源利用于一體,從戰略需求出發,各國都加大投資力度進行開發利用。生物質發電技術主要包括:直接燃燒發電、與煤混燃發電、氣化發電以及沼氣填埋氣發電等。大規模的生物質直燃發電技術效率較高,但要求生物質集中、數量巨大,因此大規模進行收集或運輸,電站運行管理成本較高。小規模直燃發電技術則效率較低。直燃發電技術在國外已進入推廣應用階段,大部分用于林業廢棄物的處理。生物質直燃發電技術在我國尚未形成系統性研究,許多問題亟待解決,如秸稈中含有較高的氯及鉀、鈉等成分,其灰熔點較低,容易在爐膛內結渣、結焦或沉積于受熱面,嚴重影響生物質燃燒鍋爐的換熱,甚至造成腐蝕。目前國內在建的生物質直燃電廠主要依靠國外引進技術,關鍵設備基本是直接進口或在國內委托生產,既沒有自主知識產權,設備價格也很高,電站建設成本達1.2萬元/kW,發電成本太高已成為我國秸稈直燃發電產業化的主要障礙。生物質直燃的另一種方式是生物質和煤混合燃燒發電技術,該技術規模靈活,經濟性較好。
2.生物質液體燃料技術
生物質液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質裂解油和生物質合成燃料等。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已經逐步實現商業化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經逐步應用于國內外工農業生產,成為石油燃料的有力補充。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,不可能在我國進行大規模生產,因此,近年來生物質液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農林廢棄物轉變。美國和歐洲開始大量投入,開展以纖維素和木質素等為原料生產生物質液體燃料的技術路線和工業實踐,預計在6~10年內將有重大突破。從資源可持續供給和取得根本性技術突破的角度看,生物質熱解液化、生物質氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎和廣闊的發展應用前景,與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質液體燃料。我國的第二代生物質液體燃料技術尚處于實驗研究階段,加大其研發示范力度,對盡快實現我國中遠期規?;娲唾Y源具有重要的科學和現實意義。
三、制約我國生物質能源產業發展的主要問題
1.資源“瓶頸”
目前,我國生物質能源產業面臨著極大的原料供應問題。如,發酵原料來源單一,限制了沼氣工程的規?;?;非糧原料無法全年供應,影響了非糧乙醇生產全年均衡生產;而陳化糧等糖類原料產量有限,難以支撐龐大的乙醇燃料工業體系;生物柴油也面臨缺乏適宜非糧邊際土地及相適應植物新品種,尚無提供大量原料能力的尷尬境地。要根據技術發展分階段、分等級實現生物質資源的多元化利用,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,遠期以能源植物或藻類資源為主,使其開發利用達到最大化。
2.產業模式
一是管理模式存在缺陷,缺乏科學的原料評價體系以及技術規范,生物柴油無法進入運輸燃料系統;二是項目模式有待改進,對小型項目配套政策沒有跟上,使其操作成本高,立項過程復雜;三是經營模式不夠完善,民間資本難以進入,投資風險比較高。
四、推動我國生物質能源產業發展的政策建議
1.將生物質能源置于保障國家能源安全的高度給予支持
生物質對我國能源和資源供應戰略安全有著重要意義,應將其放在保障國家安全的戰略高度給予支持,并在政策上給予一定的傾斜。此外,建議根據生物質能源產業發展的需要,對相關激勵政策進行完善和修改,把與能源生產有關的環境成本和社會成本全部考慮進去,實行全成本定價辦法,制定合理的生物質能源產品價格補貼政策、強制性生物質液體燃料收購政策、鼓勵生物質液體燃料消費的政策。
2.著力于加強生物質能源科技創新
生物質能是我國未來可持續發展的重要可再生能源之一,產業化過程是長期持久的,因此,擁有相關自主知識產權的核心技術是穩步可持續發展的關鍵。政府應鼓勵國產化技術的推廣,對采用國產化技術的單位進行補助,調動其自主技術研發和應用的積極性,建議設立專項資金支持生物質能源的技術創新,從根本上奠定生物質能源大規模替代的基礎工作;建立專項資金為中小型生物質能企業提供政策性擔保,支持生物質能源的產業化進程,推動分散式生物質能源產業體系的形成。
結束語
我國生物質資源開發以有機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, 從長遠看, 能源農業和能源林業是未來發展生物質能源的基礎。生物質能源產業作為一個正在興起并富有巨大前途的新型產業。發展生物質能源產業有利于破解能源危機,更有利于環境的保護。
參考文獻
[1]潘高穎,郭玉志.生物質能受追捧政策與資金力挺沼氣產業[N].上海證券報,2012.
[2]方行明.生物能源與農村產業革命[J].中國農村經濟,2005.
生物質能源范文2
關鍵詞 生物質能源烤房;烘烤成本;煙葉;外觀質量
中圖分類號 TK6;S572 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)03-0232-01
煤炭是不可再生能源,且燃燒時會產生很多污染物質,如粉塵、SO2、CO2。目前,我國煙葉烘烤主要能源仍是煤炭,煙葉烘烤環節已經成為煙葉生產過程中的主要污染環節[1]。隨著人們對環保的日益重視,煙草行業也在尋求采用可再生環保能源烘烤煙葉,大力實施節能減排。生物質是世界第四大能源,也是唯一可運輸、儲存的清潔的可再生能源[2-3],我國生物質資源產量居世界首位[4]。筆者于2016年在水城縣開展生物質能源烤房試驗,以推進生物質能源在煙葉烘烤中的廣泛應用[5]。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試烤房:規格為8.0 m×2.7 m×3.3 m的氣流上升式密集烤房和智能生物質能源烤房。供試烤煙品種:云煙87。供試燃料:生物質燃料及無煙煤。
1.2 試驗設計
采取對比試驗,共設2個處理,分別為生物質能源烤房、密集烤房。
1.3 試驗方法
1.3.1 煙葉采收。煙葉品種相同,采收成熟度質均勻一致,同一天采摘、編煙、上炕、同時點火。
1.3.2 烤房環境溫濕度變化測定與記錄。烘烤技術參照中溫中濕烘烤工藝,在烤房內離供熱墻2 m處的掛煙梁上分別放置溫濕度傳感器,每隔4 h測定烤房內溫濕度變化1次。耗電量進行統計,根據當地農用電價格計算出平均每座烤房用電成本。
1.3.3 烤后煙葉外觀質量統計。按照煙葉分級42級國標對煙葉的黃煙比例、烤青煙比例、雜色煙比例進行統計。
1.4 數據分析
試驗數據利用Office軟件作圖以及對數據進行統計與分析。
2 結果與分析
2.1 煙葉烘烤過程中的溫度變化
由圖1可知,整個烘烤過程中,生物質烤房干球溫度穩定,點火后升溫迅速,沒有突然升降溫現象;無煙煤烤房中煤炭點火或加料后,燃燒相對滯后,相對溫度較生物質燃料低2~4 ℃,加料及空氣充足時,后期溫度會迅速升高,造成烤房內溫度忽高忽低地波動。烘烤用時上,變黃階段2種燃料的烤房用時相差不大,在定色和干筋期生物質烤房較常規烤房稍長??傆脮r上,生物質能源烤房較煤炭密集烤房多12 h左右。出現烘烤時間延長的原因是進料處的燃料第一時間燃燒,另外一面要等到進料處燃料燃燒耗盡過后,鼓風機工作才燃燒。
2.2 鮮煙葉素質及裝煙量比較
由表1可知,生物質烤房及常規(原煤)烤房煙葉采摘后素質相當,裝煙量也基本同等。
2.3 煙葉烘烤能耗及成本
由表2可知,生物質能源烤房燃料成本較常規密集烤房增加了90元,用電成本增加76.94元,人工成本節約280元,總成本節約113.06元,平均可節約成本0.29元/kg干煙。
2.4 煙葉質量比較
由表 3可知,使用生物質烤房的烤后煙葉在外觀質量上表現為煙葉結構疏松,成熟度好,在色度方面稍微優于常規密集烤房,且黃煙率比常規密集烤房高0.4個百分點;雜色比例降低了0.4個百分點。由此看出,生物質烤房能夠提高黃煙比率。
2.5 經濟效益比較
由表4可知,從交售情況上看,使用生物質烤房能夠提高上等煙比例1.05個百分點、上中等煙比例0.93個百分點,均價提高 0.42元/kg,產值提高65.7元/hm2。由此看出,使用生物質燃料烘烤煙葉能夠提高上等煙比例,降低下等煙比例,能夠提高產值及均價。
3 結論與討論
試驗結果表明,生物質烤房在烘烤過程中具有升溫速度均衡、穩溫性能好的特點,一方面是燃料供給及時,但烘烤時間又較使用常規烤房的晚12 h左右。生物質燃料烤房與密集烤房烘烤工藝及烘烤設控溫控濕性能好,便于煙農操作與控制烤房溫濕度。2種烤房烤后煙葉外觀質量相當,生物質烤房可以提高上等煙比例1.05個百分點、中等煙比例0.93個百分點,均價提高0.42元/kg,產值提高65.7元/hm2。
需要注意的是進料設備在小火期控制在110 r以內,大火期控制在225~230 r之間且進料均勻,若大于250 r容易堵料卡料,料斗會回燃起火。對新設備新能源的使用,新能源烤房對溫度控制的偏差為2 ℃,避免大幅度降溫,要達到這一前提,設備必須運行正常,若運行不正常則安全性、操作性都較普通大密集烤房難把控。
4 參考文獻
[1] 宋朝鵬,李常軍,楊超,等.生物質在煙葉烘烤中的應用前景[J].河北農業科學,2008(12):58-60.
[2] 王麗,李雪銘,許妍.中國大陸秸稈露天焚燒的經濟損失研究[J].干旱區資源與環境,2008,22(2):170-175.
[3] 袁振宏,吳創之,馬隆龍,等.生物質利用原理與技術[M].北京:化學工業出版社,2005:51-56.
生物質能源范文3
一、基本情況
是農業大縣,也是全國生態示范區、商品糧基地縣、糧食生產先進縣。全縣擁有耕地面積近200萬畝,農作物秸稈分布在全縣23個鄉鎮,糧食種植(復種)面積達320萬畝,常年種植小麥150萬畝,水稻80萬畝,玉米60萬畝;全縣現有成片林47萬畝,農田林網140萬畝,活立木蓄積量360萬立方米,生物質原料豐富,發展生物質能源具有得天獨厚的條件。全縣年產各類農作物秸稈150萬噸左右,除用于肥料、飼料、基料以及打捆外銷外,約有20萬噸農作物秸稈可作為能源使用。全縣年出欄生豬137萬頭,出欄家禽2145萬羽,現有大型奶牛場7家,奶牛存欄量1.8萬頭以上,年產各類畜禽糞便300萬噸以上,有利于我縣鼓勵廣大規模養殖場進行大中型沼氣工程建設,并將之與生態農業、綠色農業、有機農業相結合,發展循環型農業。
近年來,縣委、縣政府把生物質能源的開發利用作為調整能源結構、助推經濟發展的重要抓手,大力引進和推廣生物質能利用技術,積極發展生物質能源產業,取得了初步成效:(一)生物質能發電:現有嘉豪生物質能發電有限公司在青陽工業園投資興建的縣生物質能發電項目一個,占地233.2畝,新上2×75t/h次高溫次高壓生物質秸稈直燃鍋爐+2×N15MW汽輪機發電機組,建廠房、冷卻塔、煙囪,總建筑面積30508㎡。項目計劃總投資2.96億元,建成后年可發電2.6億度,每年可消化麥稈、稻草等約28萬噸,節約標煤11.4萬噸。項目于2009年7月開工建設,目前,土建工程已基本竣工,設備安裝已完成50%;(二)垃圾發電:現有即欣潤生活垃圾發電有限公司縣生活垃圾焚燒發電項目一個,2015年7月獲省發改委核準,該項目為生活垃圾綜合利用,余熱進行發電。一期建設規模日處理生活垃圾為300t/d,配備1臺日處理300t/d的機械爐排式垃圾焚燒爐,裝機規模為1×7.5MW純凝機組,二期預留500t/d焚燒處理線擴建。一期建成后,年平均上網電量2723萬kwh,年處理垃圾總量為10.95萬噸;項目計劃總投資16542.48萬元;(三)沼氣工程:“十二五”以來,全縣共建設養殖場沼氣治理工程68處,其中:50立方米地下式沼氣發酵工程1處,200立方米地下式沼氣發酵工程31處,300立方地下式沼氣發酵工程23處,300立方地上式沼氣發酵工程6處,1000立方米大型沼氣發酵工程3處,1200立方米大型沼氣發酵工程3處,1500立方米大型沼氣發電工程1處,年發電量55萬KWh,在建規模養殖場沼氣工程3處;新增8立方米戶用沼氣600個,設施大棚沼氣增溫工程一處,其中建設8立方米小型沼氣工程150個,新增農村沼氣鄉村服務網點7處,每個網點可為400戶左右的沼氣農戶提供服務;建設循環農業示范區2個,畜禽糞便處理中心3處,循環農業示范點5處。
二、存在問題
(一)產業總量小,產業體系有待完善。
縣生物質能源產業目前還處在初級發展階段,尚未形成一條從建設、管理、使用到后續服務完整的產業鏈條,企業數量少,單體規模普遍不大,相當一部分產業項目還處于建設期,市場競爭優勢尚未形成,產能有待進一步深度釋放。
(二)產業層次低,科技力量薄弱。
我縣生物質能源產業發展起步晚,科技人才隊伍力量薄弱,企業研發能力不足,缺乏具有自主知識產權的產品和技術,導致發展潛力和核心競爭力不強。技工素質低,全縣現有沼氣技術人員11人,沼氣生產工人107人,大多是經過市級短期培訓上崗的,有些技工的責任心不強,從而出現個別沼氣池建設質量不過關,如管道安裝不規范、不產氣、漏氣等現象。
(三)建設融資難,缺乏資金支持。
企業項目建設存在貸款難、融資難問題,建設資金缺乏,在一定程度上制約了企業的規模擴張和發展。此外,化肥、農藥等生產資料價格居高不下,粗放式的種植方式導致農業資源浪費較重,農業可持續生產能力不強,發展農村沼氣產業和循環農業建設受客觀經濟條件制約。
(四)沼氣產業化經營滯后,后續服務跟不上。
沼氣池特別是養殖場沼氣工程產出的大量沼液、沼渣,有的得不到合理利用,成為農村新的污染源。由于農村能源產品市場比較混亂,運作方式不成熟等因素制約,農村沼氣的后續管理和服務還跟不上,一定程度上影響了我縣沼氣產業的發展。
(五)“三沼”利用工作有待加強。
我縣養殖場畜禽糞便治理工程的沼氣大多為自用,盛產沼氣季節時氣用不完、存在直接向大氣排放的現象,溫度低時氣又不夠用。沼渣、沼液由于沒有配套的種植業基地而無法消納,造成新污染。
三、措施建議
(一)強化宣傳,提高認識。
進一步加大宣傳力度,充分利用廣播、電視、報紙等新聞媒體,面向社會廣泛宣傳實施生物質能源發展農業循環經濟的目的、意義和內容。通過科技下鄉和生物質能源專題講座、綠色能源示范區觀摩、生物質能源宣傳片等多種形式,向社會公眾廣泛宣傳生物質能源發展的政策、知識、技術與產品,增強全民對生物質能源技術開發和發展深遠意義的認識,激勵全民使用生物質清潔能源,形成全社會重視、關心和支持農村生物質能源建設的良好氛圍。
(二)典型示范,總體推進。
宣傳以沼氣為紐帶的“豬(牛、羊、禽)—農作物秸稈—沼—菜(果、糧)”的循環農業模式的先進典型,采取組織干部群眾參觀、召開現場會、技術培訓等多種形式深入宣傳發展生物質能源的重大意義,進一步激發和調動基層干部群眾參與生物質能源工程建設的積極性和自覺性。強化示范園區、示范片點、示范村的建設,輻射、帶動農村沼氣和生物質能源產業又好又快發展。
(三)多方籌資,加大投入。
在充分發揮項目業主或農戶自主投入主體作用的同時,采取“四個一點”的辦法籌集生物質能源建設資金,即:申報國家項目向上級財政爭取一點、從本級財政安排配套一點、各有關部門幫扶一點、發動和鼓勵社會各界人士捐助一點,建立起多元化的投入機制。充分發揮市場機制作用,通過國家、地方、企業、社會多種途徑,采取企業自籌、銀行貸款、社會融資、利用外資、國家補助、地方配套等多種方式,建立多元化、多渠道、多層次的生物質能源資金投入體系。
(四)科技創新,加強培訓。
鼓勵引導縣各生物質能源企業把科技創新放在首要位置,支持企業與高等院校、科研院所結成產學研聯盟,共同致力于項目攻關、成果轉化和產業化工作,力爭突破一批關鍵技術,不斷提升企業自主創新能力;建立健全相應機構和縣級沼氣服務站,面向農戶提供“一條龍”式服務,幫助搞好沼氣池的設計、建設、安裝,沼氣配件的維修、供應,沼液、沼渣的綜合利用等方面的服務推廣等工作。加強技術人員培訓,將品德高尚、技術過硬的技術人員吸收到沼氣建設隊伍中,切實提高技術水平。要充分發揮農村基層組織和服務組織作用,從推廣成熟實用技術入手,加強技術交流、信息傳播和知識普及,提高農民綜合利用秸稈技能。
生物質能源范文4
【關鍵詞】生物質;調整試驗;環保;秸桿發電
生物質能源是以生物質為載體將太陽能以化學能形式貯存的一種能量,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物能的蘊藏量極大,僅地球上的植物,每年生產量就像當于目前人類消耗礦物能的20倍。在各種可再生能源中,生物質是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。農作物秸稈、廢棄木料等生物質直接燃燒供熱發電的利用方式,是一條將秸稈轉化為生物質能源的工藝技術路線,它存在節能、環保、碳排放平衡等特點。
僅山東省在每年的各類農作物秸稈產量即達7700萬噸,占全國農作物秸稈總量的十分之一,相當于4100萬噸標準煤。全國薪柴和林業廢棄物資源量中,可開發量每年達到6億噸以上。目前生物質能源秸稈直接燃燒發電技術的開發和應用,已引起世界各國政府和科學家的關注,將生物質能秸稈發電技術作為21世紀發展可再生能源戰略的重點工程。
根據國際能源機構高級可再生能源市場分析的預測,同2005年至2011年相比,全球2011年至2017年可再生能源產生的電能將增長60%以上。此外,包括美國在內的12個經濟合作和開發組織國家以及中國、印度和巴西的可再生能源發電量將占全球總量的80%左右。
根據國家“十一五”規劃綱要提出的發展目標,未來將建設生物質發電550萬千瓦裝機容量,已公布的《可再生能源中長期發展規劃》也確定了到2020年生物質發電裝機3000萬千瓦的發展目標。此外,國家已經決定,將安排資金支持可再生能源的技術研發、設備制造及檢測認證等產業服務體系建設。
生物質發電的主要燃料秸稈的單位質量熱值在3500大卡左右,與單位質量燃煤的熱值相差不大,但其單位質量燃料的堆積體積比較燃煤有較大差異,是燃煤體積的5倍左右。秸稈燃料中的灰分通常較低,用布袋除塵器即可實現有效清潔排放,硫份也非常低,對大氣造成污染的程度較低。與燃料的特性相適應,生物能電站的建設在機組容量、廠用電系統、燃料存放及輸送、鍋爐燃燒系統等方面也有其相應的特點。
1.燃料管理
與常規煤化石類燃料不同,單位質量的生物質燃料的存放空間較大,因而需要一個較寬闊的料場來存放,同時與燃煤的自燃相比較秸稈燃料更容易點燃,這一特點對于鍋爐的穩定燃燒非常有利,但對于燃料料場的防火安全則是一個風險,煙頭、煙火等火源即可引發火情,一旦著火燃燒形成火勢后又不易撲滅,在燃料進場以后,與燃料相關的消防、安全教育、安全巡檢等工作要予以重點落實。
秸稈燃料供應系統有活底料倉、皮帶棧橋輸送、爐前料倉及緩沖料倉、螺旋輸送機、水冷套輸送給料機、料包輸送軌道、料包抓取機等形式。棉花秸稈、玉米秸稈等長桿類燃料在由料場向鍋爐輸送的過程之中,易出現蓬料、搭橋等情況并最終導致向鍋爐的燃料供應減少或中斷。一旦出現1/4以上的燃料供應中斷,就將明顯影響爐爐膛燃燒、并主蒸汽溫度迅速降低。對此在一定范圍內可以采取降負荷、開對空排汽的方法,以減緩汽溫下降的速度與幅度,確保不致于到達解列停機的臨界值。而在出現1/2以上的燃料供應中斷時,以開對空排汽降負荷保汽溫的措施通常已經難于奏效,主汽溫度將很容易到達10分鐘內降幅超過50℃的限值,只能打閘停機以保設備安全?;ㄉ鷼?、木屑等顆粒類燃料易出現燃料沿給料線以流沙形式進入爐膛而供應量劇增的情況也不利于鍋爐的穩定燃燒。
生物質能源電站當前越來越趁向于緊湊的鍋爐車間、汽機車間和寬闊的料場的搭配模式,當前有較多的生物質能源電站的料場取料采用了鏟車取料的模式,在料場場地采用土質硬化時,在取料時容易使燃料內拌入大量的土,這不僅使得后續輸料環節中對周圍產生揚塵污染,而且在進入鍋爐燃燒時容易在爐排上出現燒結成塊的情況,導致鍋爐燃燒惡化。對于以方磚對料場進行硬化的場地則可有效減少料中拌土的情況,但易出現被鏟車到料時誤取的情況,從而導致在后續輸料環節中增加卡塞料機的機率,故此,對燃料料場進行水泥硬化應是避免以上兩種情況的有效方式,只是此種方式的初期投資較大。
秸稈通常含有3%~5%的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集,這種灰分含有豐富的營養成分如鉀、鎂、磷和鈣,可用作高效農業肥料,安裝一個布袋除塵器,以便收集煙氣中的飛灰,布袋除塵器的排放低于25mg/Nm3,大大低于中國燒煤發電廠的煙灰排放水平。
2.廠用電系統
當前我國已經投產的生物能電站均是單臺機組電站,其發電容量多數在12MW到40MW之間,機組容量的設計主要考慮周圍區域內的可取用燃料數量。在此種電站中,其廠用電系統均未設計獨立的啟動變壓器,而采用雙向變壓器方案,即主變壓器既作為發電機出口常規主變壓器,又作為全廠的啟動變壓器,這種設計方式投資少,系統相對簡單,已經成為一種比較經濟實用的模式。
在國內已經完成試運投產的多個生物電站項目上,廠用電受電是試運前期階段一切工作之中的主線。在正式電源投用之前,施工用電在滿足現場施工用電、辦公生活用電外,僅能滿足部分小功率電機的試轉等工作,分系統的試運工作受制約因素太多因而多數情況難以展開。
廠用電系統的受電是個綜合工作,不僅需要廠內部各項施工、試驗等工作要完成就位,同時也要受到廠外因素的制約,比如輸電線路施工、鐵塔施工、與當地電網的協調、與周圍居民的協調等情況等。相比較之下,廠區內部的主變壓器施工及調試、線路保護柜的調試等工作則可以比較從容,只要設備能及時就、施工隊伍、調試隊伍能及時開展工作,則廠區內部的廠用電反送電工作則處在一個相對可以控制的狀態下進行。我國內蒙古自治某生物電站在試運之初僅因為外部輸電線路用電及上網協議談判、線路施工、奧運保電等因素的影響而延期多達六個月,在此期間廠內廠用電系統的一切施工、試驗工作陸續完成,而在外部線路就位之后,廠用電很短時間之內即完成受電,并在十天之內完成了所有高壓電機試轉、鍋爐冷態啟動、鍋爐吹管等工作。
通常在國內各生物能電站在招商引資的大形勢下,由當地政府主導在各類開發區投資辦廠的情況較多,除了配合協調燃料的收購工作以外,在用電、用水等協調方面,當地政府及其相關部門在此也有較大的作為空間。
在廠用電系統一時無法正式受電的情況下,以施工用電作為單體調試的臨時電源可以在一定程度開展現場的試運工作,比如小功率電機試轉、汽機油系統過濾、DCS系統上電復原、靜態聯鎖調試、啟動爐試運等,化學制水系統的用電量也相對較小一般可以利用施工用電進行系統調試。通常施工用電的容量較小,其保護措施、設備可靠性方面也較薄弱,有時會引發低電壓、電源缺相等情況,對此需要加強監控,否則一旦出現可能會聯鎖導致電機等設備損毀等情況。
3.煙風系統的試運
生物質能燃料有較好的易燃性,在啟動引風機后,鍋爐點火時只要用較小的點火熱量即可實現有效點燃,當前多數鍋爐仍設計有油燃燒器,而實際運行中人工點火較用油燃燒器點火的可操作性更強,同時由于減少了燃油儲存、供應系統,油系統運行方面的安全風險大為減少,運行費用開支也因此節省。
生物燃料在經過初級破碎后物料仍非粉末狀態,在物料燃燒充分程度上受到較大制約。在鍋爐啟動初期一次風溫度較低時,易發生尾部煙道余料燃燒,對此應及早投入空器預熱器,充分提高一次風的溫度,避免爐膛燃燒中心后移,使燃料得以充分的燃燒,提高燃燒效率。同時應充分利用煙冷器的可調節性控制鍋爐排煙溫度,當前生物質能源電站的布袋除塵器工作溫度在120℃左右,過高的溫度易造成布袋及煙道各膨脹節損傷并浪費能源,過低的溫度會導致尾部煙道腐蝕并不利于布袋除塵的效果。
采用水冷式振動爐排是生物質能源電站鍋爐中最常見的形式,為保證燃燒時間充分又不致于積料結焦,爐排的振動需要有一個合適的振動頻率,通常每一到兩分鐘之內就要振動一次,每次動作時間10到15秒,針對每臺鍋爐具體數值需要根據系統實際工況進行調整而有所不同。在每次爐排振動時,爐膛負壓有較大的擾動,擾動值在+300Pa到+400Pa之間,在出現正壓擾動時若不及時調整,爐膛內的正壓煙火極易順著給料線回火至緩沖料倉而引發火情。在人工調整的情況下,鍋爐爐膛負壓控制要稍大一些(比如-300Pa),以防至在爐排排動等時出現負壓竄升。在具備條件時,爐膛負壓控制要及早投入自動運行,并適當增大引風機對負壓調節的微分作用,以將爐膛負壓控制在一個較安全的范圍之內。這同時對引風機的調節裝置的設備可靠性提出了較高要求,不論是葉耦調節裝置,還是引風機的進口擋板調節裝置,都需要較高的可靠性。
在生物質電站機組的試運中,把握好燃燒、燃燒等環節的差異,并結合常規火力發電機組的試運規律,通過科學合理的組織,可及時將生物能電站的靜態投資轉為生產力,發揮出其環保、低碳及可持續等優勢。
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[3]吳偉.單縣生物發電示范項目燃料系統設計研究.電力建設,2006,27(12).
生物質能源范文5
關鍵詞:生態規律;高端生態農業;生物質能源:擴大再生產:三元機制
中圖分類號:F303 文獻標識碼:A 文章編號:1003-854X(2014)02-0056-05
一、發展高端生態農業的必然性與基本途徑
幾十年來,我國堅持以農業為基礎,加快實現農業現代化,以世界9%的耕地養活了22%的人口,新世紀以來,又取得了“十連增”的奇跡,這是非常寶貴的成就和經驗。但同時應該看到,由于受到西方新自由主義的影響和GDP政績觀的作祟,許多人腦子里輕視農業,習慣于走西方的道路,加劇了石化農業帶來的一系列嚴重的生態和經濟問題。在新自由主義那里卻出現了二律背反的邏輯:一方面認為按市場規律衡量農業效益低,對GDP貢獻率小,提出盡量壓縮農業乃至消滅農業、農村、農民的主張;另一方面認為解決農業問題又需要“市場化”,包括依賴進口糧食。這種觀點是根本站不住腳的,而且帶來了嚴重后果。對此,同志有一段精辟論述:“農業是社會效益大而比較效益低的產業,光靠市場調節不行。”“由于市場規律的作用,往往驅使生產要素從農業向非農業流動。工業的高速發展,不僅占用大量的經濟資源,而且加劇原材料的供需矛盾,拉動農用生產資料漲價,導致農業生產成本上升。因此,市場經濟越發展,工業化程度越高,越需要加強對農業的保護和扶持。這是歷史已經證明的客觀規律?!彼?,我們必須拋開市場原教旨主義觀點,按照生態規律深化認識農業經濟。列寧指出:“農業有許多絕對不能消除的特點(如果把在實驗室制造蛋白質和食物這種過于遙遠和過于不可靠的可能性撇開不談的話)。由于這些特點,農業中的大機器生產永遠也不會具備工業中的大機器生產的全部特點?!蔽覀儚膶嶋H出發應當剖析農業的五個“兩重性”。從生產特殊性上說,農業既是經濟再生產,又是自然再生產。在這一兩重性中,自然再生產是根基,生產的對象是有生命的植物、動物、微生物,生產的資源主要是土地,還需要大量的水分,并且受大自然的直接影響。這就是說它本身具有特殊的生態環境規律。農業作為一個“主角”至少參與三大生態循環:一是大自然特別是大氣的大循環,包括碳、氧、氮、水的循環。二是“大農業”中各產業之間的循環,包括種植業、養殖業、培育業(微生物)和采集業(海洋及山地等的野生生物的捕撈或采集)等,具體諸如農作物種植業、畜牧業、林業、漁業、微生物培育業等,在其系統內部就包含著由“生產者”(植物及部分微生物)—“消費者”(動物)—“分解者”(微生物)構成的較完整的開放性生態循環鏈,這是其它產業所不具備的。三是農作物種植業自身就包含著“無機一有機一無機”和“CO2—O2”等循環過程。農業是大自然的一部分,要遵循自然規律而存續和發展,同時又受它的制約。
從對人類的功能上說,農業既是食物的最重要來源,又是生態環境的一大子系統。按照自然的規定性,糧食中所含的以光合作用直接產物葡萄糖為始源的有機物,是維持人類生命的不可替代的能源和基礎構建材料,是支持人和畜禽生命的主要物質基礎。同時,它本身的生態功能又很大,容易被忽視。農業本身就是一個巨大的生態產業或“綠色產業”。例如,按中國年產出5億噸糧食同時還產出7.9億噸秸稈計算,可吸納(或少排出)CO218.384億噸(約等于目前中國每年排出CO2總量55億噸的1/3),放出氧氣12.804億噸。這種狀況主要發生在人居環境附近,對居民呼吸的空氣質量有著直接影響。今后隨著碳酸肥料技術的突破,農業將成為吸納和轉化CO2的一個主角。至于林業、畜牧業、微生物培育業等,也是如此。所以,農業是集經濟、生態、民生于一體,份量最重的“綠色經濟”,是整個生態系統的一個重要基礎。
從其存在的經濟環境來說,既要逐步縮減農業在GDP中的比例,又要使其使用的資源得以擴大。人類現代化生活消費趨勢是食物所占比重日趨下降(恩格爾系數),在GDP中的比重也相應減少。但它所賴以生長發育的自然資源卻需要擴大,特別是耕地的數量和質量要求更高。在我國目前形成了土地“三少一差”的情況:人均耕地少、優質耕地少、后備資源少、基礎條件差。目前土地的質量下降非常嚴重,而城鎮化、工業化卻又大量占用土地:加上土壤污染嚴重,不能實現科學的輪休制。這就是農業發展中的重點制約因素,也是生態的潛在危機。
從居民需求的趨勢上說,既要求增加農產品數量,又要求不斷提高它的質量。就我國的糧食安全來看,首先要求基本自給,但隨著人口增加、耕地減少,國際資本勢力滲入,我國的糧食自給率已由95%降到88%,油料已不能自給。這種趨勢可能還會日趨嚴峻。同時,居民不僅要求糧食和其他農產品數量的滿足,而且要求越來越高的質量保證最基本的食品安全。長期以來,我國耕地大量使用化肥、農藥,加上工業污染、水體污染,很難保證農產品的質量。而數量和質量本身又是一對矛盾,往往產量越高,產品的質量就比較差。
從農業經營的主要矛盾上說,既需要強化它的公益性,又需要克服它的弱質性??梢哉f,農產品的公益性與農業地位的弱質性之間的矛盾是農業經營的主要矛盾,人類既離不開農業,又難以從中獲得高效益?,F在,又有三條自然規律形成了倒逼機制:一條是生態運行的規律,要求農業優化生態環境;二是農業自身的生態規律,要求農業擺脫石化農業的消極影響;三是人類生活質量需求不斷提升、擴展的規律,要求食物數量和質量統一。而農業經濟出現了“三高一低”的倒逼機制,即高污染、高風險、高成本、低效益,進一步加劇了農業的脆弱性??梢赃@樣估計,目前農業的弱質性是矛盾的主要方面,它形成了一種倒逼機制,如果我們滿足于現狀,不改變農業的生產方式,在今后10年、20年內很可能發生農業危機。對這種形勢我們應該有清醒的估計。
黨的十提出“努力走向社會主義生態文明新時代”,這一時代的到來很可能帶來農業高端生態化為主旋律的產業革命。追溯歷史,展望未來,人類農業經濟大體經歷了三個時代、兩次產業革命:第一個時代是原始農業:第二個時代是石化農業,對原始農業進行一次產業革命;第三個時代是高端生態農業時代,對石化農業又要進行一次產業革命。中國未來的農業現代化將是高科技支持的高端生態農業。什么是高端生態農業呢?除了具備農業的一般特征外,它還能夠彌補農業前兩個發展階段中的缺陷。高端生態農業是在先進科技的引領和支撐下,以生態全面優化為重要特征和前提條件,達到高產、優質、高效、安全,從而取得生態、經濟、社會、健康四重效益的現代農業。它至少具有六大基本特征:生態全面高端優化、科技全要素創新集成、循環全程多層交叉、資源全部科學配置、裝備全方位成龍配套、模式全盤統分協同。實現高端農業最基本的途徑是依靠科學技術,發展循環經濟,重要的是通過農業支持畜牧業大發展,既能產出有機肥,又制造大量的生物質能源。這就是按照生態系統規律形成生物質能源和生態農業互相依賴、互相轉換的循環產業鏈。
二、生物質能源擴大再生產與生態農業循環
恩格斯在《自然辯證法》中專門研究了物質運動形式認為:“整個自然界被證明是在永恒的流動和循環中運動的?!边@種螺旋式上升的循環運動在自然中普遍存在,而現在的科技進步可以順應自然規律,人工開拓與聯結不同資源、能量、產業之間的循環過程,形成循環經濟,使之成為符合優化生態環境的一種生產方式。曾提出農林牧互相依賴、互相轉化、發展有機農業的觀點,可謂循環農業的雛形?,F在進一步將生物質能源擴大再生產與高端生態農業聯結成循環產業鏈條,立足農業,超越農業,聯生工業,反哺農業,乃是人類生產方式一項突破性的創新,既延伸了農業產業鏈,優化生態環境,又反過來滋養生態農業,可獲取生態、經濟、社會、健康四大綜合效益。
所謂生物質能源,就是生態系統將太陽能轉化為生物有機質所蘊含的能量。它的原料主要來自農作物的廢棄物(秸稈)、人畜糞便、海洋生物(海藻)、其他農產品和生活廢物(生活垃圾及污水)??茖W家估算,地球接受的太陽能大約1~2‰轉化為初級生物質的能量,地球每年經光合作用產生的生物質有2200億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10倍,但目前的利用率不到3%。盡管許多學者估量的數值有些差異,但是生物質能源的潛在開發價值非常巨大,這是不容置疑的。
生物質能源類型(用傳統方法直接燃燒的薪柴、秸稈等不視為生物質能源),按物理狀態可分為三大類:(1)固體:即壓型類燃料,經壓制成型,高效燃燒,其優點是工序相對簡單,缺點是只利用了C、H元素產生能量,卻把N、P、S等有用元素變成了有害氣體,這種方法不宜多提倡。(2)氣體:可燃部分主要是甲烷,按其純度又分為兩種,一是純度較低的生活、取暖用的“原態”沼氣,主要為戶用:二是經加工制成的甲烷在95%以上的“燃氣”,還可進一步制成“液化燃氣”,作為發電和車輛的動力,所發電能可通過分布式電源系統輸送到電網。(3)液體:包括以陳化糧、油類植物、地溝油、微藻類等為原料制成的“生物柴油”,乃至航空用“生物煤油”、乙醇等,用于工農業、運輸業的動力能源。截至2012年年底,我國的各類生物質能源年利用量為3000萬噸標準煤,其中一部分可加工為商業化燃氣供工業和交通運輸業使用,大大提高其經濟價值。經測算,如我國有效利用畜禽糞便、生活垃圾及農林廢棄物等,年可產相當于天然氣的生物質燃氣1500億立方米,約合4500億元產值。國家能源局測算生物質能源潛力可達46000萬噸標準煤,占總能耗的1%以上。實際上這一估算顯然偏低了,進一步開發,還將有巨大潛力,甚至有可能超過水電。其優點是:(1)原料極其豐富。生物質能源生產力原料主要是農作物,美國是靠玉米,巴西是靠甘蔗,我國主要靠大量的農業廢棄物和垃圾,如農作物秸稈(約3.4億噸),農產品加工剩余物(約6000萬噸),林業木質剩余物(約3.5億噸),人、禽糞便(8.4億噸)城市生活垃圾(7500萬噸),有機廢水(4.35億噸),有機廢渣(9.5億噸)等,折合標準煤可達到4.6億噸(見表1)。而現在所利用的僅5%,其余95%尚未利用。此外,還有海洋及陸地水面養殖微藻及其它水生植物作為另一原料來源,可以構建“一能(生物質能)三源(農、污、海)”的生態/能源網絡,其資源相當豐富,可能大大超過了估算。(2)具有經濟安全性、便利性。生物質能源完全立足于國內,不受種種國際因素的制約,對能源安全有著保證作用;這種能源可以加工為各種形式,如固體、液體、氣體,以供發電、供熱、車船及航空動力、生活使用。據計算,生物燃氣(高純度沼氣)生產成本為進口LNG(液化天然氣)價格的60%左右。(3)優化生態和能源結構。開發生物質能源就必然發展綠色植物、光合微生物,這正是優化生態的主要內容:生物質能源可利用農業廢物、畜禽糞便、生活垃圾、城鄉廢水取得,這本身就是高效生物治污手段,而在其利用過程中,處理得當可以不排出氮、硫、磷和其它有害物質,并把它們轉化為優質肥料或其它有用物質,只在生態碳平衡的限度內排出CO2,這將改變以往以礦物能源為主體的能源結構(我國煤炭占70%以上)。(4)促進陸地大農業、海洋農業的發展。沼氣生產可以C、H化物轉化為能源,把N、P、S等元素轉化為優質有機肥料,供農業使用,減少乃至取代化肥,發展生態農業;在海洋、陸地水面中利用光合微生物制造生物質燃料,特別是生物燃油,同時改善生態環境,豐富了海洋農業和“水體農業”的內涵。(5)具有巨大的社會效益。發展規?;镔|能源產業可以創造一定的就業崗位,增加從業人員收入;這項事業的發展,可以促進生態文明建設,提高國民的生態意識、素養和行為規范。這對我國格外重要,不僅能夠治理大氣污染而且能夠減少能源進口、擴大國內就業。
正因為生物質能源如此重要,世界上許多國家已看到這一潛在價值和發展趨勢,紛紛致力于生物質能源的開發,并已取得可觀的效果。據石元春院士介紹,瑞典是一個杰出代表,2007年其能源消費結構中的石油份額由1970年的77%下降到2008年的32%:生物質能源的工業用途達1230億千瓦時,分別是天然氣(100億千瓦時)和煤炭(270億千瓦時)的12.3倍和4.5倍。其生物質供熱發電1030億千瓦時,占全國能源消費總量的16.8%,占供熱能源消費總量的71.6%。我國重視包括生物質能源在內的可再生能源的開發,早在2005年就頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,最近正在醞釀進一步修改;先后制訂了《能源發展“十二五”規劃》、《可再生能源發展“十二五”規劃》、《生物質能發展“十二五”規劃》;國務院印發的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中也把發展生物質能產業作為重要任務,目前已取得顯著成效,如生物質燃氣產業初具基礎,規?;镔|燃氣工程已超過8萬處,年沼氣總產量約150億立方,折合3100萬噸標煤,二氧化碳減排6100萬噸,年產有機肥(沼渣沼液)4億多噸。
目前,我國生產生物質能源和發展生態農業之間的循環鏈條主要有以下四種方式:(1)采取循環方式將農林水來源的生物質材料直接粉碎,投入沼氣池轉化為沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農林—沼—農”型。(2)以畜禽糞尿等廢物制取沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農—畜—沼—農”型。這種方式的優點是通過飼養業經動物過腹還田,變成肥料和沼氣,就使得畜牧業直接將兩頭聯接起來,是滋養有機農業最好的方式。(3)以人糞尿、生活污水污物制取沼氣,沼渣、沼液作為肥料,即“農—生活—農”型。(4)混合型,即以上三種類型的混合使用??梢哉f,通過發展生物質產業,既能構建多重生態循環鏈、經濟循環網、工農聯體、城鄉聯體的新型經濟模式,又能促進社會和諧、文明素質提高,推進經濟根本轉型,這對于發展高端生態農業尤為重要,是一個新的經濟增長點。
三、構建“二生”互動工程與“三元”配置機制
高端生態農業與生物質能源擴大再生產可以構成循環大農業和新能源產業,能夠優化環境,改善我國能源結構,這是最新的生產方式之一。然而,在實踐中卻進展緩慢,有的地方經常出現夭折,在全國推廣也比較困難。這里的關鍵問題在哪里呢?在于缺少中間環節。從科學理論創新到技術創新,再到推廣應用,特別是產業化,需要一個“轉化鏈”,其中最重要的環節是技術工程化與產品商業化。現在看來需要重點解決兩大難題。
1.構建“二生”循環經濟規?;涮坠こ?/p>
生態農業與生物質能源互相轉化,我們做了多年的實驗,但是仍未足夠重視,許多問題長期得不到解決。現在要使它大規模發展,必須實現三個轉變:(1)從小規模戶辦到大規模場辦轉變。比如生產沼氣,以前主要是戶辦為主,但不能持久,往往是“一年好,二年差,三年養青蛙”。由于現在農民主要不指望農業,而搞沼氣費工費時,種地很少用有機肥,所以沼氣不被重視。現在看來必須由戶辦為主轉化為規模經濟,要適當集中。可以采取大中小三種類型,而以中型為主,并且要有專業隊伍,解決分散收集難的問題。從實際情況看,秸稈、農業殘屑、畜禽糞尿確實有能量密度低、收集困難的問題,特別是農作上的搶收搶種常常有時間急迫性:林業、海洋和陸地水面的生物質能源受著運輸和操作的限制,更難以收集;城鄉生活垃圾、污水缺乏轉換生物質能源的前端處理系統;群眾和相關業者也確實存在接受方面的某些認識障礙,這些客觀困難或問題對推廣和實施也有很大影響。這些問題靠分散的一家一戶是解決不了的,必須下決心實現規?;?。(2)從單純搞沼氣或發展畜牧業向農—牧—沼—肥產業鏈轉變。過去搞沼氣只是為了處理農戶的糞便,搞養殖業包括大型牧場為出售肉蛋奶魚,不重視沼氣生產,這樣就不能形成產業鏈。經驗證明,必須把養殖業、垃圾污水處理同發展沼氣乃至用沼氣發電連接起來,使之真正地循環利用。原料來自農業,肥料返還農業,生產的沼氣通向社會,并能廣泛使用。(3)從簡單規?;瘷C械化向現代全面裝備配套轉變?!岸钡霓D化必須有一個系統的連接工程,如果農業、畜牧業、沼氣發電各搞各的,那就形不成循環鏈條。要實現規?;仨殞嵤┕こ袒?,需要三個配套:一是生物質生產能源基地與生態農業之間的回路配套。一條路是農業為畜牧業(如飼料)向生物質能源生產基地輸送原料;再一條路是由沼氣生產基地向農田返回沼液、沼渣代替農藥和化肥,可以考慮采取管道形式回歸農田;二是多種能源生產和應用配套,可以設計生產沼氣的基地,同時配以太陽能、風能的生產器具,使之同步;要考慮輸電線路,將沼氣等生態能源的發電通過分布式電路輸送到大電網,開拓用戶。許多地方把沼氣進一步提升,變為車用氣,可以直接作為汽車的燃料,這需要一定的商業化模式;經營體制配套,實現規模化經營,不僅靠農戶辦不到,就是靠中型規模的家庭農場、牧場、林場也很難辦到。比較理想的形式是由一定規模的企業牽頭,形成統分結合的綜合體,通盤考慮農牧沼電汽(車用)等統一經營。經營體下面可以分設若干“分體”,建立一定的專業隊伍。如果我們把這一個配套工程發展起來,形成分散到各地的能源生產基地,那就可以擴大就業空間(至少安排幾千萬人就業),大大改變農村衛生面目,而且使城鄉連接起來,形成城鄉生態連體結構。
2.改善宏觀調控。創新資源配置機制
生物質能源范文6
關鍵詞:生物質能源;產業;技術
中圖分類號:F062.2 文獻標識碼:B 文章編號:1006-3544(2011)02-0058-02
生物質是指通過光合作用形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。生物質能源是太陽能以化學形式儲存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量,是一種可再生能源。根據其來源不同,可分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等五大類。而農村生物質能源主要是指利用農作物秸稈、甘蔗、玉米、小麥、甜菜、木薯、馬鈴薯、棉籽、菜籽、林灌木等農林產品,以及畜牧業生產廢棄物等提取的能源。農村生物質能源的發展,有利于增加農民的就業機會,提高農民的收入,改善農村的生態環境,促進農村經濟的可持續發展。且農村生物質能源的發展本著“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則,與糧食的安全保障并不沖突。同時,農村生物質能源企業和產業集群的發展,也是加速農業產業化和農村城鎮化的有效途徑。
一、河北省農村生物質能源發展的現狀
河北省是農業大省,具有較為豐富的農業生物質能可利用資源,而且農村生物質能源產業發展也正在有序推進。晉州、威縣、成安三個秸稈直燃發電廠投產運行,總裝機容量72萬千瓦;涿鹿、館陶、吳橋等6個項目開工建設,總裝機容量224萬千瓦;至今已累計建成沼氣池274萬戶,普及率達18%;建設大中沼氣工程1453處,年產氣量1743萬立方米。
河北省新能源產業“十二五”發展規劃的發展方向和目標之一就是生物質能開發利用工程,其中涉及農村生物質能開發利用的,主要體現在四個方面:(1)以秸稈剩余量較大的糧棉主產區為重點,適度建設生物質直燃發電廠;(2)大力推進農村生物質清潔利用,普及農村戶用沼氣,在大型養殖場建設大中型沼氣工程,支持生物質成型燃料產業化,推廣以生物質為主要燃料的節能爐具,推進綠色能源示范縣鄉建設;(3)到2015年,農村沼氣利用達到350萬戶,建成大中型沼氣工程2500處、沼氣發電站10座,推廣秸稈壓塊炊事采暖爐具30萬戶;(4)利用貧瘠土地,規劃建設以甜高粱等作物為主的燃料乙醇原料種植基地,積極推進衡水、平泉燃料乙醇項目前期工作。
二、河北省農村生物質能源發展的瓶頸
1.對農村生物質能源的發展存在認識障礙。首先,公眾對發展農村生物質能源的認識不足,在農村未形成農民積極參與和支持生物質能源發展的局面,農民對廢棄秸稈直接燃燒處理的現象仍很普遍。其次,某些地方政府對發展生物質能亦缺乏系統認識、重視不夠,缺乏詳細的可行性研究,未對生物質能資源在本地區的分布、開發潛力以及技術、環境、障礙等做出詳細評估,不利于生物質能在本地區的推廣和利用。
2.發展農村生物質能源存在技術障礙。目前制約河北省農村生物質能源發展的主要障礙仍是技術難題,與該產業有關的核心技術的自主知識產權較少,未實現技術突破。由于生物質能源加工利用技術集成化和成熟度不高,導致生物質轉化和加工效率較低,從而難以實現規?;a。設立的生物質能源工程項目中所需的大型精密設備主要依賴于進口,國產化水平不高。
3.發展農村生物質能源的成本較高,存在市場障礙。由于河北省農村生物質能源的開發利用仍處于初級階段,與傳統能源相比,其前期投入成本較高、風險較大,產業的規?;潭炔桓?,導致生物質能源的運營成本較高。再者,生物質資源分布相對分散,收集的成本也較高,又追加了發展生物質能源的成本。同時,農村的能源消費仍以傳統能源為主,生物質能源占能源消費比重很低,生物質能源在農村的市場容量狹小。所以,高成本嚴重制約了生物質能源的進一步發展,而需求不足、市場容量狹小又縮小了生物質能源的成本下降空間,如此惡性循環,阻礙了其進一步發展。
三、促進生物質能源發展的經濟激勵政策
1.加大宣傳力度,認真細致地做好產業布局規劃。政府部門應從上至下,認真做好開發利用生物質能源的宣傳工作,提升整個社會對發展生物質能源的認識;并對相關的政府官員及農民進行開發利用生物質能源的培訓,掃清其對生物質能源的發展存在的信息和認知障礙。在此基礎上,政府部門應組織科研機構和各地政府機關一起進行開發利用農村生物質能源的詳細評估,對農村生物質能源在本地區的分布、資源量、開發潛力、技術適用性、障礙因素等進行詳細分析,并做出各地區生物質能源發展的可行性分析報告。在此基礎上,政府做好生物質能源在農村發展的產業規劃布局。
2.實現農村生物質能源的產業集群化發展,增強區域整體競爭力。近年來,產業的集聚發展在帶動區域經濟發展,促進我國工業化建設上起著重要作用。例如,在浙江形成了一種地區集中化的制造業布局,諸如小家電業、制鞋業、制衣業、制扣業、打火機業等行業都各自集聚在特定地區。實踐證明,這種集中發展不僅有利于增長方式的轉變,同時,可以把各種生產要素聚集在一起,有利于行業的技術創新,有利于形成規模經濟效益,產生集聚效應和輻射效應,從而促進產業化和城鎮化的發展。因此,河北省在農村生物質能源產業發展的初期,應加強政策引導,在已有項目的基礎上,進一步拓展產業的發展,實現產業的集聚發展,從而創立區域品牌,提升區域競爭力,并促進農業產業化和農村城鎮化的發展。
3.鼓勵投資主體多元化。在我國的生物質能源投資領域,投資主體相對單一一直是產業發展的制約因素之一。由于在生物質能源產業發展初期,投入大、風險高等客觀制約因素的制約,國家及省級政府投入的專項基金往往優先給予具有壟斷優勢的國有企業,使民營投資主體在一定程度上受到排擠。農村生物質能源產業的發展,僅靠政府的財政支持是不夠的,需要調動社會各方的資金,需要民營資本的進入,以解決產業發展的資金制約問題;同時,若要實現生物質能源的規?;l展,提升產業的整體競爭力,也要解決投資主體單一的問題,鼓勵投資主體多元化。
4.采用靈活、多樣化的財政支持政策。目前,對生物質能源產業的財政支持以專項基金、國債投資、財政補貼、稅收優惠等為主,并取得了顯著成效。為了支持生物質能源產業的快速發展,可以采用預算內投入、國債投入、財政貼息、財政補貼、政府采購和財政擔保等多種工具和組合。一方面,財政資金不僅支持項目生產者,同時也要支持產品使用者甚至中介服務者,即財政資金不僅鼓勵產業生產者,同時鼓勵消費者,在促進生產規模擴大的同時拉動生物質能源的需求。另一方面,促使財政資金的作用標的多樣化,對人、設備和產品等,分別靈活運用各種正負激勵機制,充分發揮其杠桿作用,支持農村生物質能源的發展。
5.促進融資渠道多元化。農村生物質能源的快速健康發展,需要建立有效地融資機制,需要與其發展相適應的金融工具、風險管理手段以及融資新思路。我們可以借鑒歐美等國家的經驗,借助政府的政策推動,在項目前期從增加投入、投資補貼、貸款貼息、折舊優惠、排污權交易、市場配額與自愿協議機制、保險等方面,幫助投資者降低投資成本、控制市場風險。由于許多農村生物質能源開發項目規模不大,所以在其融資問題上,應拓展小企業貸款機制和業務以適應其發展的需要。政府應鼓勵銀行或農村信用社借鑒國際微小貸款技術,完善小項目的貸款機制,完善小企業或農戶貸款管理、分賬核算、單獨考核、風險管理等相關制度辦法和業務流程。同時政府應鼓勵區域性中小企業擔保機構的發展,對其新增的貸款擔保金額、風險損失等給予一定的獎勵和補助。
6.建立產學研技術聯盟,促進技術創新。政府投資支持關鍵技術研發的同時,加強科研機構之間及科研機構與企業間的合作,促進生物質能源技術的產業化。以澳大利亞為例,其政府通過加強公共部門研究機構與私營企業界之間的合作,實現了“共擔風險、共享成果”,有效帶動了企業界投資“綠色產業”技術研發的積極性,加速了關鍵技術的科技成果轉化與產業化進程。我們在發展農村生物質能源產業的過程中,可借鑒上述成功經驗,在干中學,學中干,促進技術創新及技術的轉化。
參考文獻:
[1]馬吳,促進我國農村生物質能源發展的財稅政策研究[J].生態經濟:2010(5)