生物燃料的發展范例6篇

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生物燃料的發展

生物燃料的發展范文1

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?;l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??涨暗纳锶剂享椖亢头e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?;掷m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。

生物燃料的發展范文2

1、固體生物質燃料

生物質成型燃料燃燒是把生物質固化成型后采用略加改進后的傳統燃煤設備燃用,該技術將低品味的生物質轉化為高品味的易儲存、易運輸、能量密度高的生物質顆粒(pellets)狀或狀(briquettes)燃料,熱利用效率顯著提高,能效可達45%(如瑞典的Kcraft熱電工廠),超過一般煤的能效。歐洲在生物質成型燃料方面起步較早,900萬人口的瑞典年顆粒燃料使用量為120萬噸,瑞典20%集中供熱是生物質顆粒燃料完成的;600萬人口的丹麥年消費成型燃料70萬噸。瑞典還開發了生物質與固體垃圾共成型燃燒技術,解決了垃圾燃燒有害氣體二惡英(dioxin)超標問題。

直接燃燒作為能源轉化形式是一項傳統的技術,具有低成本、低風險等優越性,但效率相對較低,還會因燃燒不充分而污染環境。鍋爐燃燒采用現代化的鍋爐技術,適用于大規模利用生物質;垃圾焚燒也采用鍋爐燃燒技術,但由于垃圾的品味低及腐蝕性強等原因,對技術水平和投資的要求高于鍋爐燃燒。通過技術改進,生物質直接燃燒的能效已顯著提高,直接燃燒的能效已達30%(如丹麥的Energy 2秸桿發電廠,瑞典的Umea Energy垃圾熱電廠)。美國生物質直接燃燒發電約占可再生能源發電量的70%,2011年美國生物質發電裝機容量為9799MW,發電370億Kwh。

1)生物質固體燃料生產技術

目前國內外普遍使用的生物質成型工藝流程如圖1-1所示。壓縮技術主要包括螺旋擠壓式成型技術、活塞沖壓成型技術和壓輥式成型技術,其中前兩種技術發展較快,技術比較成熟,應用較廣。但一般的成型技術需要將生物質加熱到80°C以上才能使其成型,所以能耗較高,增加了生物制成型燃料的成本。

生物燃料的發展范文3

第二代生物燃料指的是以麥稈、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。第二代生物燃料與第一代最重要的區別在于其不再以糧食作物為原料,從而最大限度地降低了對食品供應的威脅。第二代生物燃料不僅有助于減少對傳統化石能源的依賴,也能減少溫室氣體的排放,對實現全球可持續性發展具有重要作用。許多國家都制定了或是正在執行相關計劃,大力發展第二代生物燃料。

Frost & Sullivan預計2011年將是第二代生物燃料技術大規模工業化的一年,市場規模將以每年200,000噸的速度擴大。在2017年前后,第二代生物燃料有望成為能源的重要組成部分。

技術分析

第二代生物燃料的發展離不開技術,唯有其技術的不斷更新,方能使其發揮優勢,不斷開拓市場。目前生物燃料生產技術的主要技術方法主要有水解發酵、氣化發酵、氣化催化合成和熱解。雖然這些技術現在都還處在實驗階段,但是近年來各國及各大企業都投入巨資研發,成果不斷。

我國擁有豐富的纖維素資源。據估算,我國每年生產的農作物秸稈、谷糠和餅粕的總產量高達7.8 億噸以上,其中玉米秸稈占3.3億噸(占總量的42.4%)、小麥秸稈占1.5億噸(占19.7%),而稻草秸稈占1.2億噸(占15.3%),此三類纖維素占全國總纖維素產量的77.4%以上。不過,目前大量的秸稈主要被用于生物質直燃發電,燃燒轉換效率并不高。由于缺乏成熟的秸稈制備燃料乙醇技術,纖維素制備乙醇的轉化成本偏高。一旦該項技術取得重大突破,無論從單位秸稈生產出產品的熱值還是產品的價值計算,都將構成生物質直燃發電的有力競爭對手。

纖維素乙醇所應用的技術主要是水解發酵技術,該技術首先采用弱酸、弱堿或者酶水解原材料,破壞纖維素和半纖維素,使其轉化成為C5、C6糖類。這些糖類再進一步發酵成為酒精。

纖維素乙醇技術的優點是以熱水和酶作為基礎,流程簡單,碳排放明顯低于其他生物燃料技術。全程不需要高溫高壓。纖維素預處理階段基本就能將纖維素全部水解,而不能處理的木質素也可以通過分離燃燒產生能源。當然它也有其缺點,比如預處理成本比較高、產率較低等等。現在各主要公司的研究團隊和相關科研機構都加大了對預處理過程及新型水解酶和酵母的研發力度,使該技術的發展充滿機會。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研發出新型的酵母技術,據稱能將水解和發酵效率提高一倍。

市場分析

第二代生物燃料目前正處于起步階段,在國內還沒有形成大規模生產?,F在國內主要的生物燃料公司,包括吉林燃料乙醇有限責任公司、河南天冠集團、安徽豐原生物化學股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司,都屬于第一代生物燃料企業。但是隨著近年來糧食價格不斷攀升以及中國政府引導發展非糧生物燃料政策的出臺,這些企業在積極研發下一代生物燃料技術。08年以來,重點發展的非糧燃料企業多采用1.5代生物燃料技術,原料主要采用木薯(華南)、甘薯(華中、西南)與甜高粱(華北、華東)等作物。隨著近年來薯類成本上升較多,薯類制備生物乙醇能否維持盈利也是該產業的一大疑問。

中國參與第二代生物燃料技術研發的只有河南天冠集團等少數幾家企業,但運營規模還非常小,諾維信公司已經同中糧集團和中石化開展合作,研究纖維素乙醇。2008年,美國纖維素乙醇的成本為約2到4美元每加侖(3.6-7.2人民幣/升)。第一代乙醇工廠以玉米為原料生產乙醇的成本約為每加侖1.5美元(2.7人民幣/升),但加上稅收和分銷支出,其價格比燃氣價格更高。纖維乙醇的價格必須通過可行的技術達到降低目的。

技術發展及市場競爭

由于整個行業還處于剛剛起步階段,市場規模偏小,因而沒有激烈的市場競爭。先期進入的企業一旦確立了技術優勢,就能在市場競爭中處于有利地位。隨著政策扶持力度加大和新進入企業增多,預計未來技術進步的步伐會越來越快。

替代品的威脅

作為傳統化石能源的替代品,生物燃料的重要性會隨著石油、煤炭等能源的儲量減少和價格攀升逐步增強。然而,由于目前生產成本相對較高、技術尚不成熟,生物燃料也受到包括生物質直燃發電、太陽能、風能、水電在內的其他可再生能源的威脅。不過,在可預計的未來,生物燃料有望憑借其能夠兼容現有汽油機、柴油機、能與汽油、柴油摻雜使用而且能量密度高、蓄能方便等優勢占有越來越重要的地位。

穩定的銷售模式

在中國,生物燃料包括生物乙醇和生物柴油兩個組成部分。生物乙醇市場的主要銷售渠道是中石油、中石化加油站。而生物柴油市場因為規模小,目前的主流渠道是廠家直供輔以民營加油站。由于生物乙醇的售價是與成品油聯動的,收購價格也按發改委相關文件執行,因此受渠道議價能力影響不大。但生物柴油市場由于沒有相關文件指導,生產、供應量偏小,客戶分散,市場渠道尚不穩定。有待政府更進一步的指導和扶持來實現常規化和穩定化。

原料供應分散且不足

足量、穩定的原料供應才能支持生物燃料的快速發展。以中國纖維素乙醇為例。纖維素乙醇主要以農林廢料為原料。據中國農業部統計,全國每年秸稈等農業廢料產量在7億噸以上,但去除農民焚燒填埋和生物質直燃消耗等去處,僅剩余3億噸以上。目前中國國內沒有統一的秸稈供應商,主要依賴于生物燃料企業自己從農民和大型農場所在地收購,這也增加了秸稈收購和儲運成本。

市場進入門檻高

生物燃料的發展范文4

隨著全球石油、煤炭的大量開采,能源日益枯竭庫,存量不斷減少,能源短缺和隨之而來的環境污染日漸引起人們的關注,并已成為制約我國經濟社會又快又好發展的瓶頸。改善能源結構,利用現代科技開發生物質能源來緩解能源動力,減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視,已將“大力發展生物質能”列入國家“十二五”規劃。

2、我國生物質能產業發展現狀及前景

現階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用,生物質直燃發電,工業替代燃料和交通運輸燃料這四方面。

2.1 沼氣利用

近年來沼氣利用在中國發展迅速,在中央投資的帶動下,各地也加大投入,形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發展的新格局。沼氣開發利用現在不僅能解決農民的燒柴問題,更重要的是我國的沼氣發展正從分散式農戶經營向產業化方向轉變。2008年山東民和牧業建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯產沼氣工程;2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作,以養殖場,公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看,通過生物發酵產沼氣的技術相當成熟,但是現階段還存在沼氣工程總體規模較小效益不高,產氣不是很穩定,特別是在北方冬季產氣明顯不足,和沼氣副產品市場需求不足等因素約束。

2.2 生物質直燃發電

生物質直燃發電是最早采用的一種生物質開發利用方式,也是消耗量最大、最直接、最容易規?;凸I化的能源利用方式。早在2004年,山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發電的試點示范,而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發電行業的發展,年投資額增長率都在30%以上,到2010年我國生物質直燃發電量已達到550萬千瓦。其中,我國生物質最大的企業國能生物發電集團有限公司在2010年投入運營和在建生物質發電項目近40個,總裝機容量100萬千瓦。到2013年,該公司規劃生物質發電裝機數量達到100臺,裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時,年消耗農林剩余物可達3000萬噸,每年可為農民增收約80億元,每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。

生物質直燃發電技術比較成熟,而且它是增加農民收入、促進農民增收的直接載體,是實現工業反哺農業、加快農村經濟發展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發電還存在項目投資和運營成本較高,原料供應季節性強,需要政府補貼,受國家政策影響風險大等問題。

2.3 工業替代燃料

生物質作為工業替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。

生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農業生物質廢棄物為原料,用作工業鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發始于20世紀80年代,早期主要集中在螺旋擠壓成型機上,但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重,壽命較短,電耗大等缺點,導致綜合成本較高,發展停滯不前。進入2000年以來,生物質成型技術得到明顯的進展,成型設備的生產與應用已初步形成了一定規模。國家發改委規劃到2010年,生物質成型燃料生產量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業蒸汽鍋爐方面。其中,珠海紅塔仁恒紙業有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節能減排項目,該項目2011年投入運行,以兩臺40t/h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐,代替現有的六臺燃油鍋爐。

生物質可燃氣較早使用在氣化發電方面,一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發電。生物質氣化發電廠的規模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦,與生物質直燃發電相比,它的規模較小,但它發電效率較高,投資成本較少,對原料的來源限制也較少。除了氣化發電,生物質可燃氣也越來越多地應用在工業替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業,它將原燃燒重油的兩段式連續推鋼加熱爐改燒生物燃氣,該項目在2009年初立項,并2010年5月正式投產至今運行正常,這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業生物燃氣項目。

生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農業廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發性氣體,再經冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16~18MJ/kg,產油率可達70%,它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料,也可進一步加工轉換成化工產品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚,但近年來發展較快。浙江大學,中國科技大學,山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作,也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業化應用過程中,2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發區成功建設了一套年產3000噸的生物油工業實驗裝置并一直連續運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業應用的新階段,從2007年在安徽合肥建立起第一套年產萬噸的生物油裝置以來,其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業園分別投產了第兩套和第三套的年產萬噸的生物油裝置,這也標志著生物質裂解油的產業化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產成本較低,但是它熱值較低,又具有一定的酸性,需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外,還可以進一步通過精煉工藝生產多種化學品,開發利用的市場潛力巨大,具有十分廣闊的發展前景。

2.4 交通運輸燃料

生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末,利用糧食相對過剩的條件,我國開始發展生物燃料乙醇。從目前的情況看,玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟,但基于對國家糧食安全的擔心,和發展經濟類作物會發生品種單一,種性退化較嚴重等問題,國家一直有意保持國內燃料乙醇的產量在一定的限制水平。

玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下,我國的企業和科研院校正加大力度地投入研發纖維素等新的燃料乙醇的生產。據了解,中國擁有發展纖維素乙醇的原料優勢。纖維素廣泛分布于農作物秸稈、皮殼當中,資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產3000t和一套年產5000t燃料乙醇工業化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯手建造的中國規模最大的年產萬噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產代表了中國未來燃料乙醇的主流方向,目前需要做的是加快研發力度,突破技術瓶徑,降低生產成本,加快商業化生產的速度。

生物柴油主要應用于運輸業和海運業,是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發展狀況與燃料乙醇相似,用油類植物生產生物柴油的技術比較成熟,但是它受原料的制約嚴重。要發展大力生物柴油產業,必須要有穩定的原料來源。據了解,歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產生物柴油,但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產業不宜以食用油為原料,只能大力發展丘陵鹽堿等非糧用地發展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬t生物柴油項目正式投產運行,其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產工藝的裝置,產品已在海南島內的柴油零售批發網點推廣使用,這是我國首個麻風樹生物柴油產業化的示范項目。

近年來,利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注,因為微藻繁衍能力高,生長周期短,可大量培養而不占用耕地,能有效解決原料來源不穩定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”,其宗旨就是向藻類要能源,目標是到2010年每天產出百萬桶生物燃油,實現藻類產油的工業化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目,投入的2600~-英鎊將用于發展相關技術和基礎設施,該項目預計到2020年實現商業化。我國的科研人員也在政府和企業的大力支持下加緊研發這項新技術,希望能早日實現產業化。雖然現在較高的生產成本制約著微藻生物柴油產業的發展,但通過今后技術的不斷改進,相信微藻生物柴油產業的前景是十分廣闊的。

生物燃料的發展范文5

為了有效地對抗全球變暖,從植物中提煉生物燃料受到了全世界的高度關注。

但同時值得注意的是,由于玉米可以生產乙醇,全球玉米的價格飆升。而玉米及玉米制品價格的上漲在墨西哥引起了大規模抗議游行。

2006年底,聯合國糧農組織曾對制造生物燃料可能導致發展中國家糧食供應惡化的局面表示擔憂。也許我們要看到,生物燃料在替代化石燃料時,正在發生的一些問題。

環境問題

作為應對全球變暖問題的一項有力措施,發展生物燃料替代化石燃料已經成為全球熱潮。然而聯合國研究能源問題的一個組織今年5月8日發表的報告給這股熱潮潑了一盆冷水。

報告警告說,大力發展生物燃料可能引發環境問題和社會問題,抵消其產生的正面效果。

“聯合國-能源”協會當天在紐約發表了首份生物能源方面的報告,對大力發展生物燃料提出警告,指出其可能帶來的潛在負面影響,包括可能引發的環境問題和社會問題。

在許多人看來,由玉米、棕櫚油、甘蔗等農作物制成的生物燃料是一種衛生且相對廉價的能源,比增加溫室氣體排放量的化學燃料能更好滿足全球的能源需求。

然而,環境學家在報告中警告說,盡管生物燃料是減少溫室氣體排放的“非凡手段”,但與使用化石燃料對環境的破壞程度相比較,發展生物燃料的熱潮可能會造成相同程度甚至更嚴重的破壞。

報告說:“生物燃料生產的迅速發展需要大量的土地和水資源,與此同時,對(與水土資源相關的)農林作物的需求也在迅速增長?!眻蟾嫣岬剑寥乐刑己康淖兓吧趾湍嗵康刂袃Υ嫣己康淖兓?,有可能抵消使用生物燃料在減少溫室氣體排放量方面的正面效果。

此外,報告指出“種植單一作物可能影響生物多樣性,導致土壤中的養分流失”,提醒投資生物燃料生產應該謹慎,在國家、地區等層面上避免引發新的環境問題并造成無法挽救的后果。

報告舉例說,激增的棕櫚油需求已經導致東南亞的熱帶雨林遭到破壞。在溫室氣體排放量方面,這種砍伐造成的后果可能比使用化石燃料更加嚴重。

社會問題

近來全球食品價格大幅上漲,在某些國家,食品價格的漲幅達到了幾十年來的最高水平。

農產品價格常常漲落不定,部分原因是氣候變化影響收成。但是,最近的情況異乎尋常:從糧食到食用油,各種商品的價格同時上漲。

一些市場觀察家說,供應短缺加上中國、印度等國需求增加,使得食品原材料價格迅速上揚。而供應短缺的部分原因是生物燃料行業不斷擴張和澳大利亞發生嚴重旱災。美聯社也報道說,由于石油價格歷史性地高漲,一些貧困國家認為生物燃料是“具有吸引力”的替代性能源。由于許多土地被用于種植某些農作物以生產生物燃料,致使基本生活物資的價格上漲,給窮人造成負擔,目前玉米和糖的價格就已經急劇上漲。

的確,生物燃料的生產會通過占用土地和其他所需資源,進而影響糧食足量供給。而且,那些生產生物燃料的農作物往往需要最好的土地、大量水資源和化學肥料。與此同時,盡管種植作為生物燃料原料的農作物為世界貧困人群聚居的地區帶來工作機會,但由于這種種植往往規模較大,也意味著小規模種植的農民可能因工業化農業生產而失去賴以生存的土地。

綠色和平等國際環境保護組織也曾提出類似的顧慮,擔心大型農業集團為尋求新的市場引發生物燃料熱潮。綠色和平國際成員揚?范?阿肯說:“人們越來越多地意識到,生產生物燃料可能帶來嚴重的環境問題和糧食保障問題。”

比如,2005年年底,ADM公司宣布,此后兩年內將投資9億美元用于乙醇和生物柴油工廠的建設,以增強生物燃料的生產能力。稍后,業務涵蓋榨油、淀粉加工、畜產品、上等肉制品、肥料等行業的傳統糧食加工業巨頭嘉吉公司,也計劃在內布拉斯加州建設一個生產乙醇的工廠。

糧食加工巨頭正紛紛向生物燃料巨頭轉型。事實上,在美國,生物燃料市場的擴張才是食品價格上漲的主要“元兇”。美國愛荷華大學農業和農村發展中心的研究表明,美國生物燃料需求不斷擴大導致玉米價格飛漲,刺激了美國零售食品價格的大幅上揚。報告預計,由于飼料價格上漲,肉、蛋、奶的零售價也將持續走高。

“人類進入了一個爭論谷物到底是應該用作燃料還是糧食的時代,”美國地球政策研究所所長萊斯特?布朗在東京接受采訪時發出了這樣的警告。他說:“為了對抗全球變暖,美國引進了生物燃料技術,這可以說是牽一發而動全身,不光導致了玉米價格的上漲,還影響到了其他糧食。很多貧困家庭的口糧都被剝奪了?!?/p>

計將何出

5月初,美國總統布什簽署了一份命令,要求聯邦政府起草規章制度,減少美國汽車的汽油消耗以及溫室氣體的排放。再加上國際油價沒有回落的跡象,這又進一步拉動生物燃料的市場需求,刺激食品價格上漲。

而由于對歐洲生物燃料產業的發展非常失望,歐洲委員會在今年3月通過決議,為歐盟各成員國設立目標,要求它們在2020年之前,實現生物燃料在交通能源消耗中的比重占到10%的目標。

由于大部分歐洲國家距離這個目標甚遠,為了鼓勵農民種植生物燃料作物,各國紛紛采取了發放補貼的舉措。在好幾個歐洲國家,生物燃料植物已經成為收益最大的農作物。在意大利,政府最近保證將以每百公斤22歐元的價格收購生物燃料作物,這比2006年的價格翻了一番。

事實上,科學家們為盡量不用糧食加工生物燃料,避免一些國家一些地區出現短缺問題,進行了很多努力。比如說中國政府不鼓勵以糧食為原料的燃料乙醇的生產,而是鼓勵以非糧原料制造生物燃料。目前,中國已經成為世界第三大生物燃料乙醇生產國,在生物燃料的研發、原料種植等方面都在進行積極探索。

目前美國生物燃料的研發,也在轉向以原料的“非糧化”為重點。在乙醇汽油研發方面,根據美國“生物燃料行動計劃”的安排,美國將設立基金支持以各種生物為原料的乙醇汽油生產技術的開發,特別是將更多地關注除玉米之外的其他生物質原料,如碎木塊、秸稈和草本植物等,擴大原料資源,降低成本。在生物柴油研發方面,加大對以木本植物為原料的研發。

美國的科研人員正在研究從野生植物中提煉燃料。布什在2006年的國情咨文中提到了從柳枝稷提煉再生能源的問題。柳枝稷所具有的開發價值不可低估。柳枝稷是一種在美洲大陸上隨處可見的野生植物,它草梗粗壯,可以長到三米高。與玉米和大豆相比,柳枝稷更有可能成為美國長期利用的燃料來源。

據美國媒體報道,美國俄克拉何馬州立大學的科研人員正在研究從野生植物柳枝稷的纖維素當中提煉糖,然后把糖制成燃料。該大學已經培育出幾種高產的柳枝稷。與玉米和大豆相比,柳枝稷是連牛都不太喜歡吃的植物,從柳枝稷中提取燃料更經濟實惠。美國有廣袤的土地供柳枝稷生物。如果柳枝稷能成為可替代燃料的來源,那么這種來源將是取之不盡的。

另據報道,英國BP公司計劃研究一項轉基因技術,以利用不可食用的玉米稈制造生物燃料。

生物燃料的發展范文6

【關鍵詞】生物能源 產業 再思考

生物能源,是通過種植含有大量能源的植物,并對這些植物進行加工轉換而生產出的電力、氣體或液體燃料等二次能源。它既是可再生能源,又是無污染或低污染的綠色能源。生物能源主要包括生物電能和生物燃料兩大類。生物電能主要是利用各種植物秸桿進行發電,而生物燃料則是通過發酵而產生甲醇和乙醇燃料等。

一、發展生物能源產業的必要性與可行性

1、有利于維護國家的能源安全

近幾年,國際市場油價維持在70美元/桶的高位,給我國高速發展的社會經濟帶來越來越大的壓力。由于石油是工業社會的核心能源,加之我國正處在重化工業階段,對石油資源的需求特別巨大。石油是不可再生資源,而且我國石油資源相對貧乏,專家預測石油穩定供給不會超過20年,這給我國經濟的持續健康發展將帶來巨大的壓力。2004年我國進口原油1.2億噸,占國家石油總供給量40%以上;2005年石油進口依存度上升到57%。到2010年,我國石油消費量將達到4億噸,而國內生產能力僅為1.6到1.7億噸。另據有關部門統計,2004年國際原油價格上漲,使我國增加支付金額60億到80億美元,相當于2000萬城鎮失業職工一年的低保費用。2005年以后,紐約油交所的油價多次刷新70美元/桶的高價;同時,美國高盛公司預測油價還將繼續上升,最終可能達到每桶105美元。若以我國豐富的多品種、高產量植物及前幾年形成的陳化糧資源作原料,以我國現有的大規模工業發酵技術作手段,以我國不斷增長的財力作支撐,在我國未來的能源結構調整與發展中,通過合理發展生物能源完全能夠維護國家的能源安全并維持經濟社會的可持續發展。

2、有利于大、中城市的環境保護

隨著改革開放的深入,我國經濟得到突飛猛進的發展,人民生活水平不斷提高,私家轎車作為代步工具已成現實。這在經濟發達的北京、上海、深圳等大城市表現得尤為明顯。在轎車大舉進入平民百姓家的同時,汽車尾氣也給城市環境保護帶來巨大的壓力。汽車尾氣污染的一個重要原因就是燃燒汽、柴油產生氮氧化物等,而生物質燃料甲醇或乙醇則是可再生的清潔燃料,無污染、可再生,目前天然氣、生物質燃料等的燃燒排放小于石油類40%。按我國城市化進程,2020年前還將有4億人“進城”,汽車保有量將進一步增加,不采用潔凈的替代能源(包括生物質能源),將無法維持適宜的城市居住環境。

3、我國豐富的自然地理及物種資源具有發展生物能源的可行性

我國南北緯度跨度大的自然地理特征決定了我國豐富的動植物物種。首先,我國林業生物質能源原料豐富,在已查明的油料植物中,種子含油率在40%以上的植物有150多種。其次,可以利用邊際性土地種植非糧能源作物。據專家估計,我國存在約1億公頃的山地、灘涂、鹽堿地等邊際性土地,不宜種植糧食作物,但可以作為能源等專業植物種植的土地。按這些土地20%的利用率計算,每年約生產10億噸生物質,每年至少可產酒精和生物柴油約1億噸。第三,我國農林業的廢棄物都可作為生物能源原料。我國每年生產糧食5億噸,產生秸桿近7億噸,這都可以成為生物能源的主要原料。

4、我國發展生物能源產業已有相當的產業規模與技術基礎

“十五”期間,國家批準建設了4個生物燃料乙醇生產試點項目,截止目前,已具有102萬噸/年的生產能力。另外,乙醇燃料的推廣使用也取得積極效果,經有關省和中石油、中石化兩大公司的共同努力,已實現年混配1020萬噸生物乙醇汽油的能力;生物乙醇汽油的消費量已占全國汽油消費量的20%,收到了良好的經濟效益與社會效益。

發酵技術是我國傳統的工業生物技術。近年,在國家倡導的自主創新的大背景下,通過大專院校、科研院所的原始創新、改革開放的引進和創新、大型企業的集成創新攻破了一個個難關,我國在生物質能的轉化方面有了相當的技術積累,奠定了一定的技術基礎,形成了相當的產業規模。

二、我國發展生物能源產業面臨的問題

1、威脅國家糧食安全

目前,中國生物質能源發展迅速,但也出現了些問題。例如,隨著世界生物能源的快速發展,尤其是美國大規模發展生物質能源政策的出臺與實施,我們必須重新審視中國是個有著13億人口而耕地資源又十分有限的基本國情,維護國家糧食安全是重中之重;另外,利用剩余糧食如玉米等作為飼料的養殖業,也在中國動物性食品安全方面有關鍵作用。以大量糧食作物為生物能源的原料,已對中國和其他國家的糧食安全造成了一定的影響,出現了生物能源制造與人口糧食消費和畜牧業飼料消費的激烈競爭,即加油站與廚房的競爭。近期,由于作為飼料玉米的量明顯減少,導致了以玉米飼料需求量大的養豬業為代表的養殖業成本上升,養豬業快速萎縮,豬肉供應不足,豬肉價格快速上升并在短期內不會回落,給國家主要動物性食物安全造成影響,給群眾生活帶來不便。

2、擠占普通老百姓的生產與消費資源,加劇新的兩極分化

以糧食為原料的大規模乙醇生產,使許多土地被用于種植所需的農作物原料,致使用于基本生產的土地、水和化學肥料等資源異常緊張,基本生活物資的價格上漲,給普通老百姓造成負擔。這樣勢必造成汽車與人畜爭奪糧食,對窮人及窮國打擊尤大,造成新的不公平。因此,以糧食為原料生產乙醇,擠占了窮人的生產與消費資源,加劇了新的兩極分化。

3、破壞了種植地與生產基地的生態環境

環保學家指出,盡管生物燃料是減少溫室氣體排放的“非凡手段”,但發展生物燃料的熱潮可能會造成相同程度、甚至更嚴重的破壞。種植單一作物可能影響生物多樣性,導致土壤中的養分流失,這可能會引發“無法挽回的后果”。另外,燃料乙醇在生產過程中產生的大量廢水及廢渣對環境也造成巨大壓力。在燃料乙醇生產階段,它消耗相應的原材料,也排放相應的污染物。目前生產1噸乙醇要消耗60噸水;如果年產500萬噸燃料乙醇,每年要排放廢水3億方,要產生COD9萬噸、BOD3萬噸,產生對水體質量有嚴重影響的總磷0.15萬噸,總氮0.6萬噸。以安徽豐原生產燃料酒精為例,由于其生產規模較大且治污設施未跟上,已對淮河蚌埠段的水環境造成了不小影響。

三、發展生物能源產業的理性思維及對策

1、大力發展非糧乙醇

既然我國已具備發展生物能源產業的必要性與可行性;但在發展的過程中又帶來了影響糧食安全,加劇了新的兩極分化,環境保護等問題。那么該如何協調呢?首先,應停止在建糧食乙醇燃料項目,在不占地、不消耗糧食、不破壞生態環境的原則下,堅持發展非糧乙醇。對于燃料乙醇的發展路徑,兩院院士石元春總結為:“試之糧,發之非糧”。在燃料乙醇的原料路線上,“十五”期間,主要是轉化陳化糧,緩解生產區糧食過剩的問題;“十一五”期間則要因地制宜,積極發展非糧替代作物,實現原料多元化的原料路線。強調發展非糧乙醇產業,是由我國人多地少的基本國情決定的,是中國發展生物能源的必然選擇。

2、突破非糧乙醇的制造技術難關

我國用玉米生產乙醇的工藝已經很成熟了。玉米乙醇,也就是第一代燃料乙醇,生產成本大約是1.5美元/加侖;而纖維素乙醇,也就是第二代燃料乙醇,生產成本大約是3~4.5美元/加侖。正因為如此,非糧乙醇的制造技術突破已迫在眉睫,第二代燃料乙醇的生產成本與第一代燃料乙醇持平之日,就是整個生物質能源產業大發展之時。如何降低成本使得纖維素乙醇可以大規模商業化生產是個世界性的攻關課題,目前,中國最大的燃料乙醇制造商中糧集團與諾維信公司合作建立的生物乙醇實驗室正在進行秸稈發酵制燃料乙醇的實驗。

我國《生物產業發展“十一五規劃”》也明確提出,針對我國生物能源生產面臨的原料約束、創新能力弱、關鍵技術尚未突破的現狀,專項將以“非糧原料”為主導的生物能源實現產業化、規模化為主要目標,建設纖維素乙醇技術,重點突破能源植物優良品種培養、生物燃料新工藝、微生物菌種的改良等共性關鍵技術,實現非糧乙醇制造的整體技術突破。

3、借鑒國內外糧食乙醇、非糧乙醇的成功經驗

首先,國際上糧食乙醇、非糧乙醇的經驗可以借鑒。美國總統布什在2007年國情咨文中指出,未來10年美國對石油的依賴性要降低20%,替代油品的一個主要品種就是生物乙醇。巴西發展甘蔗乙醇產業積累了很多經驗,可以供我們發展非糧乙醇作參考。其次,我國發展糧食乙醇積累了很多經驗,從技術上講,已經前進了一大步;從產業規模上講,已經奠定了大規模工業化生產的產業基礎;從市場布局上來說,也形成了數省的終端消費市場。總之,生物能源產業的完整產業鏈在我國已經形成,我們要珍惜這寶貴的存量資源平臺,將其嫁接、利用到非糧乙醇產業的發展上去。

4、發展非糧乙醇產業要處理好幾方面關系

(1)處理好發展生物質能源與確保糧食安全、能源安全的關系。為此,一是堅持保護基本農田制度,不能因為開發種植能源作物,破壞或減少基本農田;二是大力引導在荒山、荒地、廢棄地開發種植木薯、甜高粱、木本油料植物等。

(2)處理好發展生物質能源與穩定傳統能源的關系。當前首先要做好傳統能源開發利用工作,同時積極發展生物質能源,尤其是非糧乙醇產業。盡可能做到傳統能源與生物質能源相互配合,共同保障國家能源安全。

(3)處理好立足市場與爭取政府支持的關系。要嚴格市場準入制度,提高市場進入的技術、資金、產業規模門檻。另外,按照鼓勵先進的原則,在市場準入的企業中,實行招標制度,誰的效率高、補貼低,政府就支持誰。

(4)處理好自主創新與對外合作的關系。對外開放、對外合作是為了增強自我發展能力,如果不掌握過硬的核心技術,將永遠受制于人、永遠只是個加工工廠。因此,我們必須站在國家的高度,全面部署原始創新、引進吸收創新和集成創新的各類承擔主體,并將這些創新最終建立在企業掌握生產非糧乙醇核心技術的基點上,以增強非糧乙醇制造企業走向市場、駕馭市場的核心競爭力。

【參考文獻】

[1] 國家發改委:生物產業發展“十一五”規劃。

[2] 劉丹:叫停糧食乙醇,中國替代能源再尋新路.科學時報,2007-6-25。

[3] 石元春:發展生物產業.科技日報,2005-3-2。

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