前言:中文期刊網精心挑選了生物質能源方案范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
生物質能源方案范文1
0 引 言
隨著中國經濟與社會發展的持續加速,能源資源短缺和環境污染問題日益突出。加快生物質能開發利用,開辟新型能源供應, 對于緩解國家能源供需矛盾,減少化石能源消耗,有效保護生態環境,促進農村經濟和社會可持續發展具有積極的推動作用。提高資源利用效率,發展可再生能源資源,加快發展循環經濟,保障國家能源安全,將成為我國經濟發展的一項重要戰略任務。
1 生物質能利用現狀及發展目標
1.1 生物質能利用現狀
截至2006年10月,黑龍江墾區應用新型專利技術,建設了7處秸稈氣化集中供氣工程、3處大中型沼氣工程、3700戶戶用沼氣池、6套秸稈固化成型燃料機組、15套稻殼發電機組,建設總投資28400萬元。秸稈氣化工程年利用作物秸稈5800t,可節約常規能源折合標準煤900t,直接受益農戶2196戶。大中型及戶用沼氣工程年可處理畜禽糞便6萬t,節約常規能源折合標準煤2200t,直接受益農戶5100戶。利用秸稈固化成型技術生產秸稈固化燃料年可替代原煤4200t。稻殼發電機組總裝機容量達24800kW,年可利用稻殼21萬t,年發電量4590萬kW。應用生物質氣化、固化及稻殼發電技術,提供新型清潔能源,改善了傳統用能方式,提高了生活質量和用能品位,降低了生產和生活成本,防止了畜禽糞便污染,既取得了較好的經濟效益,也帶來了減少二氧化碳、二氧化硫、廢棄物等污染物排放的環境效益,為墾區節約能源、保護生態環境走出了一條新路。
目前存在的主要問題,一是受傳統觀念影響,農村能源開發利用與墾區經濟社會總體發展水平差距較大,資源潛力沒有得到有效開發,現代農業循環經濟產業鏈還沒有形成。二是生物質能源技術及裝備處于較低水平,其可靠性和穩定性有待進一步提高。三是生物質能源項目初始投資較大,比較效益低下,難以實現市場化、商業化運作。
1.2 發展目標
“十一五”期間,黑龍江墾區大力推進以生物質為原料的氣化、固化、液化及發電工程建設,計劃建設40個生物質氣化站,生物質固化燃料年生產能力達到20萬t、液化燃料5萬t,裝備20臺套稻殼發電機組,裝機容量4萬kWh,建設2座生物質直燃發電、熱電聯產裝置,裝機容量5萬kWh。生物質年利用量占一次能源消費總量的8%,發電裝機容量占全國的2%。
2 開發利用生物質能的優勢與潛力
黑龍江墾區地處東北三江平原,總面積5.62萬km2。其中,耕地面積220萬km2,農業機械總動力433.6萬kW,總人口158.6萬人,年糧食生產能力達1000萬t,已成為國家重點商品糧基地和現代農業示范基地,因此,發展生物質能源具有獨特優勢與潛力。
一是資源優勢。黑龍江墾區年可利用作物秸稈量達800多萬t。2005年末,大牲畜存欄80.5萬頭,生豬存欄174萬頭,年畜禽糞便量達622萬t。集約化、規?;a為生物質能利用提供了基礎保證。有效利用作物秸稈及畜禽糞便等生物質能,可進一步調整生產用能結構、提高生活用能質量、改善當地生態環境、促進農民增收、實現農業和畜牧業可持續發展。
二是機械化優勢?,F代農機裝備作業區已達到160個,大馬力作業覆蓋面積約900萬畝,農業綜合機械化率達到93%,農機化總水平居國內領先,機械化作業為生物質收集利用提供了先決條件。
三是農墾小城鎮建設優勢。按照墾區“十一五”規劃,計劃將原有2000多個生產隊合并建成660個管理區,農業職工全部集中居住,住宅全部實現磚瓦化。利用小城鎮基礎設施完善、服務功能齊全、信息便捷的優勢,使更多的農業富余勞動力向小城鎮轉移,壯大城鎮經濟規模和人口規模,為生物質利用提供了發展空間。轉貼于
四是典型示范優勢。在國家和省有關部門積極支持下,已建成多處大中型沼氣、秸稈氣化、秸稈固化、稻殼發電等生物質能源示范工程項目, 積累了豐富的建設經驗,為生物質利用提供了技術支撐。
3 生物質能工程技術方案及可行性
3.1大中型沼氣工程
3.1.1工藝方案
綜合考慮大中型養殖場物料特點及北方地區氣候寒冷等因素,適宜采用底物濃度高、加熱量小、運行費用低和沼液量少的“能源生態型”臥式池中溫發酵工藝。工藝流程示意圖如下(見圖1)。
3.1.2可行性
發展大型沼氣工程及沼氣綜合利用,是解決墾區規?;B殖糞便處理、發展生態有機農業的最有效途徑。充分利用畜牧業廢棄物生產清潔能源,可進一步改善農場職工生活條件,減少環境污染,探索和形成墾區“糧-畜-沼-肥-糧”的資源良性循環生態農業新模式。
實踐證明該工藝在北方地區運行穩定,產氣效率平均高達0.6m3/(m3.d),沼氣、沼渣、沼液應用前景廣闊,具有較好的經濟和社會效益,適宜在6000頭豬以上的規模化養殖場及集中居民區附近建設。
3.2 秸稈氣化集中供氣工程
3.2.1工藝方案
推廣使用下吸式固定床氣化爐技術。下吸式固定床氣化爐具有以下優點:(1)操作簡便,運行可靠;(2)原料適應性強;(3)氣化效率高;(4)熱裂解充分,焦油含量低。工藝流程示意圖如下(見圖2)。
3.2.2可行性
以往農作物收獲以后,除少量的秸稈粉碎后還田用于飼料及燒柴外,其余全部在田間燒掉,造成資源極大浪費,也給環境帶來了污染。同時,隨著煤炭、液化石油燃氣價格不斷上漲,居民生活用能成本不斷增加。充分利用秸稈燃氣,則可以更好地滿足人們的生活需要,提高生活用能品位,帶來良好的經濟效益和社會效益。
3.3生物質液化燃料工程
3.3.1工藝方案
根據黑龍江墾區地域及氣候特點,重點發展甜高粱秸稈制取燃料乙醇。工藝流程示意圖如下(見圖3)。
發展燃料乙醇有利于中國能源多元化、減少環境污染、發展畜牧養殖、增加農民收入。黑龍江墾區土地資源豐富,種植甜高粱產量高,成本低。生產甜高粱乙醇,可替代石油資源,減少車輛尾氣污染,廢渣廢液可作優質飼料和液體肥料綜合利用,是一項從種植到加工、從農業到能源的新型能源農業工程。
目前,黑龍江墾區在已建成甜高粱良種繁育基地的基礎上,又擴大試種面積3000km2,為生產燃料乙醇提供了原料保證。
3.4生物質發電工程
秸稈發電是一項新興能源產業。據調查,黑龍江墾區糧食作物區25km半徑內,大豆、玉米、水稻等秸稈剩余量達58萬t。隨著農業生產科學技術不斷發展, 糧食單產進一步提高,秸稈剩余量將進一步增加。發展秸稈發電, 一是可以加快秸稈轉化步伐,增加農民收入,實現經濟協調發展; 二是可以增加電力供應,拉動工業經濟增長;三是可以提高資源利用效率,改善生態環境;四是可以拉動農區運輸服務等相關產業發展。
項目采用具有國際先進水平的生物質直燃發電技術,工藝系統主要包括機組、電氣、熱力、燃燒、燃料輸送、水處理、除灰、采暖、通風、除塵、消防等裝置。 黑龍江農墾所屬寶泉嶺、紅興隆、建三江、牡丹江、九三等地區地質條件良好,水源充足,交通方便,電力接口便捷,可充分利用發電余熱等優勢,適宜建設25~50MW秸稈熱電聯產發電項目。
4 發展生物質能源的對策措施
(1)進一步加大《可再生能源法》的宣傳力度。通過典型示范,提高開發生物質能源的認識,加快農村能源項目的推進和落實,形成全社會支持生物質能發展的良好氛圍。
(2)全面開展生物質能資源評價。制定農業生物質資源評價技術規范,調查生物質資源量、能源作物適宜土地資源量,選育能源作物優良品種。
(3)推動生物質能技術進步。鼓勵科研和教學單位加強生物質能工程技術研發能力建設,對生物質能關鍵和共性技術進行自主研發和引進吸收,優先支持采用自主知識產權的生物質能技術示范和轉化項目。
(4)培育完善生物質能技術服務體系。整合市場資源,拓寬服務范圍,加強生物質能技術服務隊伍建設,提高技術服務能力,積極推廣應用生物質能新技術和新產品,實現生物質能由公益性建設逐步向市場化運作、物業化管理方向發展。
生物質能源方案范文2
關鍵詞:中國生物質能源;發展現狀;問題;對策
伴隨著國家相關生物質能源生產行業標準規范的逐步完善,目前我國生物質能源生產開發已初具規模,在一系列法律法規的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發展。然而,中國生物質能源產業在實際發展過程當中,仍然存在著工業體系不完善、原料資源不足、產業化基礎不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此,如何準確把握生物質能源產業的影響因素,制定合理有效的應對策略,是當下的生物質能源發展中迫切關注的重要課題。
1 世界能源結構的現狀與問題
1.1 節能減排舉措影響世界能源結構
燃料的使用效率與能源結構直接決定了二氧化碳的排放量,因而能源開發利用同自然環境之間的聯系緊密。近年來,煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加,引起了氣候的異常及失衡。有研究指出,生物質燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右,若每年生產一億噸生物質燃料,則能達成5.5%二氧化碳的減排,故生物質能源產業的推進對世界能源結構的優化具有重要意義。
1.2 世界化石燃料危機嚴重
據統計,在全球能源的總用量中,化石能源所占比例高達85%,每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源,人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭,使得人類面臨愈發嚴峻的能源危機。
1.3 可持續發展理念促進生物質能源產業發展
如今,可持續發展思想已深入人心。作為一種可再生能源,生物質能源在給人們提供生產原料與能量的同時實現了環境友好的目標,能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。
2 生物質能源技術開發的進展
2.1 生物液體燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當前采用液體催化劑的化學酯交換法是生產生物柴油的關鍵技術,利用對原料油當中水分、游離酸的嚴格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產率的影響,但設備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離,且環境友好性較差。燃料乙醇的生產目前還在探索過程中,我國的燃料乙醇發展快,以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團等為代表的企業都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進展。此外,生物質快速熱裂解液化等技術也是國際上的研究熱點。
2.2 生物燃氣
瑞典、丹麥和德國的生物燃氣技術發達,已經實現了規模化、自動化與專業化,多使用高濃度糞草原料進行中溫發酵,其應用逐漸延伸到車用燃氣與天然氣管網領域。至2008年,我國的沼氣工程初步實現全面發展,厭氧擋板反應器、上流式厭氧污泥床等發酵工藝都有了示范應用。但受未熱電聯產和環境、溫度條件影響,大多沼氣工程穩定性不足且高濃度發酵等工藝應用少。
2.3 固體成型燃料
歐美地區的生物質固體成型燃料已走向規?;彤a業化,瑞典、泰國等地區對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀80年代,我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發有限公司等企業為代表的燃料工廠。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技術的研發主要集中在含油量高且環境適應性強的微藻的選育、規?;a油光生物系統的研發以及收集微藻、提取油脂這幾個方面,所面臨的最大難題是油脂含量、細胞密度高的微藻細胞的培養。使用微藻對石油形成進行模擬是我國研究微藻的開端,此后微藻異養發酵技術、微藻光合發酵模型等的創新都推動了我國微藻能源的研究開發。
3 影響生物質能源產業發展的因素
3.1產業模式局限
我國的生物質能源開發利用管理模式還有待健全,原料評價體系、技術規范等還不完善。項目模式也存在缺陷,例如,小型項目配套政策的缺失使得立項復雜且操作成本較高。
3.2 生產技術滯后
我國的沼氣工程大多應用的是濕發酵工藝,裝備與技術水平都比較滯后,不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術還存在障礙,受工藝復雜、酸濃度需求高、副產物多、設備要求高和成本高等因素制約,乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外,五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術的落后和生物柴油使用性能低、經濟性低等也是目前需要解決的難點。
3.3 資源供應不足
原料供應不足是我國生物質能源產業發展的一大瓶頸,單一的原料來源制約了沼氣工程規?;l展,非糧原料供應的間斷不利于其全年均衡生產,陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業發展進程,生物柴油技術也面臨著原料不足的狀況。
4 對策與建議
4.1 創新生物能源技術
生物質能源是實現我國可持續發展是重要能源保障,必須借助自主知識產權核心技術的創新來保證生物質能源產業化的持久。各級政府需積極推廣國產化計數,通過補助力度的加大來調動各單位研發應用自主技術的積極性,可通過專項資金的設立來支持生物質能技術創新,逐步形成分散式的產業體系。
4.2 合理利用邊際土地
針對原料不足這一瓶頸,應當充分利用邊際土地來發展非糧生物質能,逐步建設以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質液體與氣體燃料生產基地。
4.3 加強國家政策支持
生物質能源的開發利用對于我國資源、能源供應都具有重要意義,必須將其納入安全戰略的考慮范疇并給予相應的政策支持。國家可結合生物質能源發展需求完善相關激勵體系,推行納入能源生產社會成本、環境成本的全成本定價方案,科學制定產品價格補貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強制收購等方面的政策,給生物質能源發展提供強有力的體系支撐。
參考文獻
生物質能源方案范文3
關鍵詞:生物質能發電;原料收集;壓塊燃料
中圖分類號:TK6
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)03-0157-02
以秸稈、稻殼等為主的生物質作燃料代替煤炭燃料的發電廠,是我國調整能源結構、解決礦物質能源危機、治理環境污染、減排溫室氣體和未來電力能源供應的重要途徑,也是未來5~10年世界新能源的重點發展方向。目前,我國在建的生物質發電示范項目規模一般為2×12MW,采用直接燃燒供熱發電技術,在運行中對生物質需求量相當大,年需耗用生物質20~30萬噸,每天耗用1000噸左右。因此,合理地進行生物質能發電廠原料的收集,是保證生物質能發電廠維持商業化運行的關鍵。
一、生物質收集中存在的主要問題
我國農村地域遼闊,人多地少,自然村分散;農作物品種繁多,種植區域復雜,主要產糧區換種期短;農作物生物質質地松散,水份含量較大,發熱量低,資源分散,不易儲存和運輸;農村大部分地區的農業機械化水平較低,生物質從收獲到制成燃料還沒有一條龍機械設備,大量生物質的收集、儲存成為生物質能發電廠燃料加工生產過程中的“瓶頸”,制約著生物質的大范圍大規模收集利用。其主要表現為:
(一)收集困難
1.收集量大。以玉米秸稈為例,一般每畝只可收集到風干秸稈0.5噸,一個2×12MW生物質能發電廠年需生物質20~30萬噸,需在40~60萬畝的玉米地收集,而目前玉米秸稈約有1/3直接還田,1/3用作飼料等其他用途,實際能收集到的僅為1/3。這就需要在150萬畝左右耕地上來完成收集任務。
2.收集時間存在的矛盾難以解決。一是農業生產季節性強,換種期短,為了騰地換種,甚至要求生物質在10天左右時間完成收集和儲存。二是各類農作物生物質收獲時的含水量不一,收獲后一般需要原地攤開晾曬1~3天才能進行捆扎碼垛儲存,碼垛儲存時生物質含水量原則上不能超過50%。
3.生物質資源難以控制。一些地區分散的自然村和分散性的經營模式,制約了生物質資源的收集力度。近年來大力推廣保護性耕作、生物質還田技術,農民已習慣現有耕作方式,加大了收集難度。生物質的加工飼料等其他用途和生物質能其他利用方式的興起,給生物質能發電廠原料資源的收集增加了難度。
4.生物質收集的機械化程度低,生物質成型燃料加工設備還不盡完善。國產高稈作物的收獲機械尚處在中試階段,生物質成型燃料加工設備與生物質收獲機械同機作業更是處在研究階段,很難解決生物質的收集和儲存這一生物質利用的“瓶頸”問題。
5.目前生物質還不是真正的商品,沒有穩定的價格體系,不定因素較多。生物質收購價格低于成本,生物質收集經紀人很難培育起來,也難以調動農民的積極性。生物質收購價格過高又會影響生物質燃料成本,造成發電成本提高。隨著生物質的大規模使用,生物質的價格呈上升趨勢。
(二)儲存運輸困難
1.生物質風干處理占地面積大,風干儲存時間長,風險大。生物質收獲后碼垛儲存時的含水量仍很高,為了能迅速散發水分,垛高一般不超過3米,那么每畝土地儲存的新鮮生物質僅能得到風干生物質40噸,集中收集到的20萬噸生物質就需要占用5000畝土地進行風干處理。生物質碼垛存放1~3個月生物質含水量才可降至20%左右。一旦存儲不當,會發生腐爛發霉現象,降低熱能量,甚至會發生自燃現象,造成損失。存儲期間還需要防雨、防水和防火。
2.如果對生物質進行人工干燥或烘干處理,雖然可以迅速脫水干燥,但需要使用相應的機械或添置各種干燥設備,并使用能源,增加了生物質原料的成本。
3.隨著燃油價格的不斷攀升,運輸成本呈上升趨勢。
二、生物質能發電廠原料收集相應對策
為保證生物質能發電廠燃料持續、穩定和充足的供應量,實現生物質能發電廠商業化運營,針對目前生物質收集、儲運存在的問題,提出生物質能發電廠燃料的收集相應對策:
1.分散建設生物質燃料加工基地。生物質燃料加工基地是生物質能發電廠燃料收集、儲運和預處理中心,應當采取以電廠為軸心分布式多點布局設置,每個加工基地應設在生物質資源密集區域內,考慮到運輸成本,其收集輻射半徑在5公里以內為宜,廠區面積應不低于10畝,可充分利用荒地或空閑地?;匾院喴捉ㄖ橹?,廠房可采用三面墻或一面墻建設。燃料加工基地就像燃煤電廠的煤礦一樣為生物質能發電廠供應燃料,生物質能發電廠可以投資方式參與其中,以便控制生物質燃料的收集處理。
2.生物質燃料加工基地應從小規模的關鍵設備入手,逐步向大規模最大化機械生產發展。為有利于大規模收集利用燃料,加工基地應盡可能地使用機械作業,配備基本的機械設備和運輸工具。有關單位應進一步研究改進生物質收集和預處理等機械設備,盡快研制出生物質收獲與預處理同機作業機械,解決生物質收集的“瓶頸”問題,以適應生物質能發電廠大規模利用生物質的需要。
3.降低生物質能發電廠原料收集、儲運成本。生物質燃料到廠價與生物質收集、儲運成本相關,控制各個環節成本,降低生物質燃料到廠價是保證生物質能發電廠商業化運營的關鍵。
生物質能源方案范文4
關鍵詞:低碳生物技術;法律激勵機制;運行;完善
[中圖分類號]Q81 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-7287(2011)03-0013-10
一、低碳生物技術的地位與法律支持
1、低碳生物技術與當代能源、環境問題
當前,全球能源與環境問題愈演愈烈,能源資源的短缺以及能源過度的開發利用對環境產生的影響成為世界共同關心的話題。以往,各國為解決本國的能源與環境問題,大多以利用現有的能源資源為出發點,試圖最大限度地控制世界能源資源,特別是傳統化石能源,以保證國家能源安全。如今,在低碳發展的束下,通過技術進步、發展新能源和可再生能源以滿足不斷增長的能源需求以及環境保護的需要,成為各國經濟發展優先考慮的方向。其中,大力發展生物技術,不僅能有效地利用地球現有豐富的生物原料,還可以通過工業過程達到生產能源的目的。生物技術既可以充分利用資源、實現能源生產,又滿足了低碳發展的需要,應該得到廣泛的重視。
生物技術是應用自然科學和工程學的原理,依靠生物作用劑的作用將物料進行加工以提品或為社會服務的大幕。現代生物科學發展迅速,以分子生物學理論為先導、以基因工程等技術為核心的現代生物技術已經開啟了大規模工業化應用的時代。人們開始運用生物學的方法以及現代工程科學所開拓的新技術和新工藝,對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬,對現代社會產生了巨大的影響。
在低碳經濟的大背景下,生物技術應用于能源與環境等領域能緩解能源需求,改善環境,實現經濟與社會的可持續發展。利用生物技術,以可再生資源生物質為原料,大規模生產人類所需要的能源、材料和化學品等,是解決目前人類面臨的能源及環境危機的有效手段之一。目前在生物技術中,低碳生物技術主要包括生物能源技術、生物材料技術、污染治理生物技術等,其中生物能源技術作為重要的能源清潔技術,具有很大的潛力和良好的發展前景。
2、低碳生物技術的發展狀況與法律支持
當前生物技術得到了越來越多的應用,也發揮著越來越大的作用,特別是在推動生物質能的轉化及生產方面,生物技術發揮著關鍵作用,通過產業化運作,實現清潔可再生能源的規模生產,是生物能源技術的價值所在?,F代生物質能的發展方向是高效清潔利用,將生物質轉換為優質能源,包括電力、燃氣、液體燃料(燃料酒精、丁醇、生物柴油等)和固體成型燃料等,其中生物質發電包括農林生物質發電、垃圾發電和沼氣發電等。生物質能具有資源量大、相對集中、能量品位較高的特點,在各國的可再生能源規劃中占據著十分重要的地位。據世界經濟合作與發展組織(OECD)預測,到2030年生物經濟將初具規模,屆時將有35%的化學品和其他工業產品來自生物產業,二氧化碳的年排放量也將隨之減少10-25億噸。其中,工業生物技術的貢獻率將達到39%。隨著生物能源技術的進步,生物質能的優勢和成本不斷下降,生物質能必將在未來世界的能源結構中占有一席之地。
20世紀90年代以來,以燃料乙醇和生物柴油為代表的第一代生物質能得以發展。目前,美國為世界第一大燃料乙醇生產國,巴西位居第二,歐盟各國則是最主要的生物柴油生產地,其他國家也都在積極發展生物質能。生物質能的發展帶來糧食種植結構偏重玉米、糧食供應總量下降、糧食(油料)價格振蕩上升、糧食危機引發動蕩等一系列問題。因此,開發第二代、第三代生物燃料(即非糧生物燃料)成為世界各國關注的重要議題。但由于麥稈、草和木材等農林廢棄物為主要原料(第二代生物燃料)的技術成本較高,真正商業化的項目較少;而第三代生物燃料是以微藻為原料的生物燃料,其油脂很難提煉,從海藻中提煉生物燃料的研究正處于實驗室階段,距離商業化還較遠。因此,第一代生物質能短期內不會被第二、三代生物燃料所替代,第二、三代生物質能將是人類的理性選擇,也是生物燃料必然的發展方向。我國生物質資源豐富,主要有農作物秸稈、樹木枝丫、畜禽糞便、能源作物(植物)、工業有機廢水、城市生活污水和垃圾等。據估算,我國可用于發電的生物質能,近期可達5億噸標煤,遠期可達到10億噸標煤以上,如果充分利用農林生物質,生物質能裝機容量可達1.5億千瓦以上。
目前,我國已經具備了低碳生物技術發展所需的基礎條件。譬如,擁有全球最大規模的發酵產業基礎、形成了現代生物工業產業群體與產業化條件、擁有一支技術創新研發隊伍與相應的平臺條件。此外,在酶工程、發酵工程與過程工程等領域我國具有一定的技術基礎,大宗發酵產品具有國際競爭優勢,生物塑料、生物能源、生物基化工材料等快速發展,多種產品的規模為全球最大。雖然如此,我國的生物能源技術與美國、巴西等國相比還有一定差距,在技術創新和產業化方面還有待加強。我國目前生物質能與生物能源技術發展面臨的困難主要有:①生物質資源不足、品質不佳、收集困難、難于轉化。生物質燃料需要大量的能源植物做支撐,但對于中國這種糧食需求很大的國家,不可能大規模利用糧食作物作為主要原料,加上第二、三代生物質能還難以商業推廣,造成了生物質原料供給的不穩定。②生物質能分散的特點適合發展中小企業規模的項目,但中小企業在資金和技術上沒有優勢,在技術革新方面的能力和動力都不足。③生物轉化工藝成本高,生物能源終端產品品質不佳、產品標準欠缺。④自主技術開發亟待突破。生物質能利用技術仍處于產業化發展初期,特別是缺乏具有自主知識產權的核心技術,使得生物質能產業在基礎技術研究、新產品研發和應用技術創新等方面存在技術含量低、產品單一等問題。
低碳生物技術需要通過商業應用和市場推廣才能實現其經濟與社會效用,而低碳生物技術的進步也因其經濟與社會效應得到進一步提升,這是一個相互促進的過程。然而,在低碳生物技術的發展前期,市場機制不完善以及前景不明朗使得技術研發及其推廣動力不足。因此,低碳生物技術以及生物質能開發需要各種激勵舉措提供助力,盡快實現從技術到市場的過渡。國家通過各種激勵機制促進生物技術革新,引入投資以及完善技術研發平臺,再配合以市場機制的共同作用,帶動生物技術在生物質能等領域實現規?;?、產業化發展。與此同時,生物技術及生物質能產業作為新興的產業,
不可避免會產生盲目發展的現象,因此,需要政策與法律引導。總之,政策與法律的扶持與引導是低碳生物技術得以快速發展的重要保障和推動力:通過合理的制度設計,對低碳生物技術發展進行規劃,明確其戰略地位,有助于消除市場對其發展前景的疑慮,為其發展指明方向;通過有效的激勵機制,促進低碳生物技術的研發與推廣,推動技術和產業同時駛入發展的快車道。法律激勵機制對低碳生物技術發展的重要作用決定了我們必須重視激勵制度的設計,保證其高效性,同時也要關注其現實運行的狀況,保證其有效性,如此,各種激勵機制才能真正形成積極效應。
二、低碳生物技術法律激勵機制的確立
我國十分重視低碳生物技術的發展,特別在生物質能領域,國家出臺了許多法律與政策以推動和保障生物質能技術的研發和產業化,在注重規劃的同時也在各類鼓勵技術研發的目錄中將其收入,以使低碳生物技術具有良好的發展環境。隨著我國將生物質能作為國家能源結構調整、節能減排的一項重要戰略規劃,低碳生物技術必將擁有廣闊的發展前景。
1、現有的激勵框架
在政策與規劃方面,《可再生能源中長期規劃》根據我國經濟與社會發展需要和生物質能利用技術狀況,提出了重點發展生物質發電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。到2020年,生物質發電總裝機容量達到3000萬千瓦,生物質固體成型燃料年利用量達到5000萬噸,沼氣年利用量達到440億立方米,生物燃料乙醇年利用量達到1000萬噸,生物柴油年利用量達到200萬噸。國家“十二五”規劃在第二十九章“造就宏大的高素質人才隊伍”中提到了對生物技術以及能源資源領域人才隊伍的協調發展。此外,“十二五”規劃還在其他3處提出了生物質能:一是在第七章“改善農村生產生活條件”中提到了“實施新一輪農村電網升級改造工程,大力發展沼氣、作物秸稈及林業廢棄物利用等生物質能和風能、太陽能,加強省柴節煤爐灶炕改造”的內容。二是在第十章“培育發展戰略性新興產業”中提出“新能源產業重點發展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發電、風電技術裝備、智能電網、生物質能”。三是在第十一章“推動能源生產和利用方式變革”中提出“積極發展太陽能、生物質能、地熱能等其他新能源”的原則?!秶鴦赵宏P于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發[2010]32號)也將節能環保產業、生物技術和因地制宜開展生物質能作為重點的發展方向。
在鼓勵技術研發方面,國家中長期科學與技術規劃、“973”和“863”計劃等都將工業生物技術列為攻關重點之一?!秶抑虚L期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020)》中也有關于重點和優先提高生物質能等可再生能源技術的內容?!秶腋呒夹g產業發展“十一五”規劃》認為:“生物產業將成為未來經濟發展的主導產業。要充分發揮我國特有的資源優勢和技術優勢,著力發展生物醫藥、生物農業、生物能源和生物制造,保護和開發特有生物資源,保障生物安全”。國家發改委、科技部、工信部、商務部、知識產權局于2011年6月了《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)》,確定了當前優先發展的包括生物、新材料、先進能源、節能環保、資源綜合利用以及高技術服務等10大產業中的137項高技術產業化重點領域,生物技術、先進節能技術等包含在其中。《可再生能源產業發展指導目錄》、《產業結構調整指導目錄(2011年本)》也將生物質生產技術和設備納入產業調整的范圍。近幾年的《國家先進污染防治示范技術名錄》和《國家鼓勵發展的環境保護技術目錄》也將生物質資源綜合利用、生物污染治理等技術列入其中。
在立法方面,20世紀90年代以來,中央和各地方政府出臺了一系列的法律法規,在不同層面上支持可再生能源產業的發展?!吨腥A人民共和國電力法》、《中華人民共和國節能源法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國循環經濟促進法》等法律,都作出了關于鼓勵開發利用清潔能源的規定,《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國促進科技成果轉化法》則為科學研究、技術開發與科學技術應用及成果轉化提供了法律制度框架。特別是《中華人民共和國可再生能源法》(以下簡稱《可再生能源法》)的頒布和實施,正式確立了可再生能源在國家能源戰略中的地位,包括生物質能在內的可再生能源發展進人了新的發展時期,為低碳生物技術的應用提供了更為堅實的法律制度保障。
2、具體激勵機制的建立
有了國家政策與法律的制度保障,低碳生物技術就有了明確的發展方向和良好的發展環境。同時,低碳生物技術從研發、項目建設到推廣都需要實實在在的激勵措施,因此,還需要更為具體的制度設計和及時有效的執行。當然,生物能源與生物技術的發展最終要靠市場,要立足于提高產業自身競爭力,符合社會發展的需要,這樣才能保持產業長遠的發展。在發展初期,實施國家的各種激勵機制將有助于突破制因素,加快產業發展進程。此外,激勵不能只限于某些措施或某些方面,而應將其作為一個綜合系統工程來看待,使各種激勵措施形成一個有機聯系的整體,這樣激勵機制才能發揮積極而有效的作用。具體而言,以下一些激勵措施與行動應是當前低碳生物技術發展的關鍵著力點:
①統籌規劃與束性目標。低碳生物技術的發展離不開社會對生物質能源的需求,生物質能的發展也需要低碳生物技術的支持和推動。制定長遠發展戰略或發展路線圖是世界上大多數國家發展生物質能的成功經驗之一。統籌規劃是準確定位生物質能和低碳生物技術的重要途徑,一個長遠的能源及其技術發展規劃就確定了一國未來各種能源及其技術發展的走向。許多發達國家先制定一定階段內生物質能在國家能源結構中的束性目標和計劃,在此框架之下,出臺一系列的優惠政策,并通過市場經濟的手段鼓勵各界投資和利用。
為了確保可再生能源發展目標的實現,許多國家制定了支持可再生能源發展的法規和政策。德國、丹麥、法國、西班牙等國采取優惠的固定電價收購可再生能源發電量;英國、澳大利亞、日本等國實行可再生能源強制性市場配額政策;美國、巴西、印度等國對可再生能源實行投資補貼和稅收優惠等政策。
美國、巴西、瑞典是世界上生物質開發利用最多的國家之一,這些國家都強制推行了生物質能在能源結構中的束性目標。1999年8月,美國頒布了《開發和推進生物基產品和生物能源》的第13134號總統令,提出到2010年生物基產品和生物能源增加3倍,到2020年增加10倍,每年為農民和鄉村經濟新增200億美元的收入和減少1億噸碳排放量;同年國會通過了“生物質研發法案”。2002年美國制訂了《生物質技術路線圖》并成立了“生物質項目辦公室”及“生物質技術咨詢委員會”。2005年8月布什簽署的《國家能源政策法
案》中制訂了可再生燃料標準(RFS),RFS明確指出必須在汽油中加入特定數目可再生燃料且每年將遞增。2007年12月的《能源獨立和安全法案》又制訂了更為嚴格的可更新燃料標準:到2022年用于運輸的可再生燃料至少要達到360億加侖/年。巴西作為世界上唯一在全國范圍內不供應純汽油的國家,其乙醇的生產量僅次于美國,而出口量位居世界第一。燃料乙醇在巴西能源總量中的比重從1975年的5%增至2008年的16%,并且占到巴西可替代能源總量的35%。早在20世紀70年代,瑞典就頒布了一系列強制性的有關能源合理化使用和節能的法律、法規,并隨著技術的發展不斷進行修訂完善,以此來指導、規范企業的行為。在1998-2002年間,瑞典就投入了25億瑞典克朗用作長期的氣候研究,在2003年又提供3億瑞典克朗基金給交通和能源部門用作改善氣候環境。在政府及巨額投資支持下,瑞典生物質能利用技術得到迅猛發展。
我國在《可再生能源中長期規劃》中提出了可再生能源的發展目標:2010年可再生能源消費量達到能源消費總量的10%,到2020年達到15%。在生物質能領域,根據國家能源局最新的規劃,我國2015年生物質發電裝機要達到1300萬千瓦(較2010年增長160%)、集中供氣達到300萬戶、成型燃料年利用量達到2 000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達到300萬噸,生物柴油年利用量達到150萬噸。數據顯示,2010年我國農村以秸稈為燃料的生物質發電裝機突破500萬千瓦。從這些數據來看,生物質能已經基本達成《可再生能源中長期規劃》中2010年的目標。這些目標的達成基本上是通過地方基層加強本地域的生物質利用(特別是沼氣)的成果,是自上而下的推動方式,其依據如國家能源局的《國家能源局關于推薦綠色能源縣的通知》(國能新能[2009]343號)等,并沒有給對企業設定相應的生物質能甚至可再生能源在能源生產中的束性目標,而是通過鼓勵農民消費綠色能源來引導資源整合,是一種鼓勵性而非強制性的方法。
隨著各地對生物質的利用率逐漸升高,特別是農村地區資源綜合利用水平的提高,進一步發展生物質能將會重新遭遇瓶頸,鼓勵性的推廣只能利用現有的成熟生物轉化技術,對低碳生物技術的革新要求并不高,難以對低碳生物技術研發產生足夠的推動力。因此,未來我國不僅應當繼續推廣農村生物質能的應用,還應在發電、生物燃料、運輸等領域設定強制性的生物質使用比例目標,并根據其技術革新的程度設定彈性的財稅優惠措施,如此,才能更快地推動生物能源技術的發展。
事實上,在實現可再生能源發展目標的大背景下,我國在發電領域已經有了一些束性目標的嘗試,如“十一五”規劃中明確提出:“實行優惠的財稅、投資政策和強制性市場份額政策,鼓勵生產與消費可再生能源,提高在一次能源消費中的比重”。《可再生能源中長期規劃》提出了對非水電可再生能源發電規定強制性市場份額目標:到2010年和2020年,大電網覆蓋地區非水電可再生能源發電在電網總發電量中的比例分別達到1%和3%以上;權益發電裝機總容量超過500萬千瓦的投資者,所擁有的非水電可再生能源發電權益裝機總容量應分別達到其權益發電裝機總容量的3%和8%以上。但這些規定在現實中缺乏配套的實施細則,導致很多發電企業,特別是小企業難以執行。而作為《可再生能源法》修改后被寄予厚望的“可再生能源并網配額管理辦法”遲遲不能出臺,其原因除了對配額的比例仍有爭議之外,來自電網及大發電企業的阻力也是重要的阻礙因素。除了發電外,生物液體燃料方面也應借鑒美國和巴西等國家的經驗,設定一定的混合燃料比例,以促進生物燃料技術的進步。
②研發投入支持。技術進步是提高產業競爭力的重要因素,也是解決能源與環境問題的有效方案。要實現生物能源技術的突破,研發與示范階段的資金投入是必要的保障條件。在一般的情形下,技術研發與示范應采取國家投資和社會多元化投資相結合的方式以保證充足的資金和實現良性的技術競爭。
目前我國部分生物質利用轉化技術達到了國際先進水平,但總體技術水平仍比較滯后,主要體現為:在氣體燃料方面,雖然我國沼氣產業起步較早,但沼氣技術仍停留在小規模的戶用沼氣層面,大規模、產業化地利用沼氣的技術與裝備都有待開發。在液態生物質燃料方面,燃料乙醇的生產技術水平與國際先進水平存在較大的差距,目前國內生物柴油生產僅有幾家民營企業采用原始的且會造成環境污染的液堿酯交換技術,而在國際上高壓醇解法已經進入中間試驗階段。在生物質固體成型燃料方面,生產設備簡陋,難以為生物質成型燃料的大規模生產提供保障。聯產大宗化工產品和生物可降解精細化工產品在國外已經形成新興行業,而我國大部分產品尚未研制,而生產這些化工產品是增加生產企業利潤的重要途徑。因此,我國生物質能源產業要進一步發展就要力爭突破技術瓶頸,加大對生物能源技術研究與開發的資助,確保跟上世界生物能源技術發展的步伐。
據《可再生能源中長期規劃》的投資估算,2006~2020年,我國將新增2800萬千瓦生物質發電裝機,按平均每千瓦7000元測算,需要總投資2000億元;新增6200萬戶農村戶用沼氣,按戶均投資3000元測算,需要總投資1900億元;加上大中型沼氣工程、太陽能熱水器、地熱、生物液體燃料生產和生物質固體成型燃料等,預計實現規劃的2020年可再生能源目標任務的總投資將需2萬億元。如此大規模的投資不僅應應用到現有技術的推廣方面,也應保證足夠的資金投入技術研發與示范領域。
《國家高技術產業發展項目管理暫行辦法》(國家發改委[2006]第43號)規定,對經批準列入國家高技術產業發展的項目計劃,給予中央預算內投資補助或貸款貼息。生物能源技術作為國家高技術的內容之一,符合國家重點扶持和優先發展的方向,因此,應該享受一定的研發與示范資金支持。在財政部的《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》(財建[2007]371號)中也明確規定了可再生能源開發利用的科學技術研究項目,需要申請國家資金扶持的,通過“863”、“973”等國家科技計劃(基金)渠道申請,不適用可再生能源發展專項資金。因此,在目前階段,技術研發一般不享受生物能源領域的資金支持,而只適用技術項目的支持。根據上述有關規定,國家高技術項目的資金來源包括項目單位的自有資金、國家補貼資金、國務院有關部門或地方政府配套資金、銀行貸款以及項目單位籌集的其他資金。項目資金原則上以項目單位自籌為主,國家采用資金補貼的方式予以支持。
雖然國家對生物能源技術給予了高度重視,安排了相應的資金支持項目,地方也配套有相應的研發資金支持規定(如《重慶市高技術產業發展項目管理暫行辦法》),但總體而言,國家在生物能源技
術研發方面的支持力度還不夠,且這些項目要求的條件和成果較高,一般的中小企業項目很難申請到相匹配的資助。與此同時,企業研發投入的資金規模還較小,尚未真正成為技術創新的主體,目前,我國工業企業研發支出僅占銷售收入的0.8%,遠低于發達國家4%的水平。產學研緊密結合的機制沒有形成,科技與經濟脫節的問題仍然突出。目前,我國科技成果轉化率僅為25%左右,而發達國家高達60%。為此,國家稅務總局于2008年《企業研究開發費用稅前扣除管理辦法(試行)》(國稅發[2008]116號),規定企業從事《國家重點支持的高新技術領域》和國家發改委等部門公布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》規定項目的研究開發活動,其在一個納稅年度中實際發生的直接研發活動產生的費用支出,允許在計算應納稅所得額時按照規定實行加計扣除。
技術研發是實現產業化的第一步。目前我國在這方面的資金支持還不夠,范圍不廣,管理不規范,未來不僅需要加大對生物能源技術研發的投入,還要完善“產-研-政”之間有效的溝通和成果轉化機制,形成完整的從研發到政策支持到產業化的體系,如此,才能在起跑線上贏得先機。
③財政與稅收優惠。財政稅收優惠是經濟發展的重要杠桿、產業調整的風向標,也是最基礎、應用最廣泛的激勵措施。我國目前對低碳生物技術的財稅激勵措施主要體現在生物能源方面,這是不夠的,還應基于此而擴充到全部低碳生物技術領域。目前,相關財稅激勵和補助措施主要表現在:
一是建立風險基金,實施彈性虧損補貼。財政部、國家發改委、農業部、國家稅務總局、國家林業局2006年頒布《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》(財建[2006]702號)提出了堅持產業發展與財政支持相結合,鼓勵企業提高效率的原則。此外,為化解石油價格變動對發展生物能源與生物化工所造成的市場風險,為市場主體創造穩定的市場預期,將建立風險基金制度與彈性虧損補貼機制。當石油價格高于企業正常生產經營保底價時,國家不予虧損補貼,企業應當建立風險基金;當石油價格低于保底價時,先由企業用風險基金以盈補虧,如果油價長期低位運行,將啟動彈性虧損補貼機制。
二是原料基地與秸稈能源化利用補助。為保障生物能源和生物化工原料供應,切實做到發展生物能源和生物化工不與糧爭地,財政部《生物能源和生物化工原料基地補助資金管理暫行辦法》(財建[2007]435號)對生物能源和生物化工定點和示范企業提供原料的基地發放補助(林業原料基地補助標準為200元/畝,農業原料基地補助標準原則上核定為180元/畝)。為加快推進秸稈能源化利用,培育秸稈能源產品應用市場,《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)規定對符合支持條件的(從事秸稈成型燃料、秸稈氣化、秸稈干餾等秸稈能源化生產的)企業,根據企業每年實際銷售秸稈能源產品的種類、數量折算消耗的秸稈種類和數量,中央財政按一定標準給予綜合性補助。
三是上網電價及費用分攤激勵。目前我國采取財政補貼和電網分攤相結合的方式促進可再生能源發電?!犊稍偕茉窗l電價格和費用分攤管理試行辦法》(發改價格[2006]7號)中明確了可再生能源發電價格實行政府定價和政府指導價(通過招標確定的中標價格)兩種形式??稍偕茉窗l電價格高于當地脫硫燃煤機組標桿上網電價的差額部分,在全國省級及以上電網銷售電量中分攤。生物質發電項目上網電價實行政府定價的,由國務院價格主管部門分地區制定標桿電價,電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價組成。補貼電價標準為每千瓦時0.25元。發電項目自投產之日起,15年內享受補貼電價;運行滿15年后,取消補貼電價。自2010年起,每年新批準和核準建設的發電項目的補貼電價比上一年新批準和核準建設項目的補貼電價遞減2%。發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目,視同常規能源發電項目,執行當地燃煤電廠的標桿電價,不享受補貼電價。2010年7月,國家發改委《關于完善農林生物質發電價格政策的通知》(發改價格[2010]1579號),規定對農林生物質發電項目實行標桿上網電價政策,未采用招標確定投資人的新建農林生物質發電項目,統一執行標桿上網電價每千瓦時0.75元(含稅)。通過招標確定投資人的,上網電價按中標確定的價格執行,但不得高于全國農林生物質發電標桿上網電價。已核準的農林生物質發電項目(招標項目除外),上網電價低于上述標準的,上調至每千瓦時0.75元;高于上述標準的國家核準的生物質發電項目仍執行原電價標準。由于我國各個地區的煤電標桿電價水平差異大,使得各地生物質發電項目的實際上網電價差別很大,如何協調和平衡各地的生物質發電上網電價也是價格政策研究的重點之一。國務院價格主管部門應根據各類生物質能技術的技術特點和不同地區的情況,按照有利于生物質能發展和經濟合理的原則,研究和完善生物質發電項目的分類價格政策,促進生物質發電項目的進一步發展。
四是可再生能源專項基金資助。根據原《可再生能源法》規定要求,財政部設立了可再生能源發展專項資金,后來配套了《可再生能源發展專項資金暫行管理辦法》,但對如何申報資金、優惠政策幅度多少等沒有明確提出。修訂后的《可再生能源法》將原來“國家財政設立的可再生能源專項資金”修改為“國家財政設立可再生能源專項基金”,主要資金來源是可再生能源電價附加收入和國家財政專項資金。根據相關人員的解釋,將“資金”改為“基金”將使這筆補貼更具有“基金縱向管理”的優勢。除了行政成本大大降低之外,也可以做到“收取,統一發放”,以保證可再生能源投資企業按時獲得收益,以鼓勵其積極性。不過,早就起草完成的“可再生能源專項基金管理辦法”迄今為止仍未能頒布,這對生物質能發展產生了消極的影響。
五是稅收優惠。根據《高新技術企業認定管理辦法》(國科發火[2008]172號)以及《國家重點支持的高新技術領域》的規定,生物能源技術屬于高新技術,符合規定的企業可以申請認定,經認定后的企業可依照《中華人民共和國企業所得稅法》(以下簡稱《企業所得稅法》)及其《實施條例》、《中華人民共和國稅收征收管理法》及其《實施細則》等有關規定,申請享受稅收優惠政策。根據《企業所得稅法》,國家對重點扶持和鼓勵發展的產業和項目,給予企業所得稅優惠。國家需要重點扶持的高新技術企業,減按15%的稅率征收企業所得稅①。在生物質能產品方面,《財政部、國家稅務總局關于對利用廢棄的動植物油生產純生物柴油免征消費稅的通知》規定從2009年1月1日起,對符合條件的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。
由于我國生物質能開發利用還處于起步階段,
高新生物能源技術也還未取得重大突破,相關的財稅激勵政策亦未能周全地考慮生物能源技術及生物質能產業的特點,因此,這些激勵措施存在規定不科學、不完備、落實不到位等問題。例如,有些政策補貼起點過高,如財政部《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)僅支持注冊資本金1000萬元以上、年消耗秸稈量1萬噸以上的大中型企業,導致多數企業都無法得到補貼;有些政策設計不完整,補貼僅針對直接生產環節,對消費能源產品的終端用戶則沒有補貼。國家對生物質能產業的優惠、補貼、獎勵很難落到中小企業身上。除國家全力支持的農村沼氣項目外,生物質能產業發展的大部分政策傾向于規?;拇笮晚椖浚缛剂弦掖己鸵后w燃料項目,國家每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業(黑龍江華潤酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽豐原生化以及河南天冠)發放補貼,走非糧路線的中小企業卻很難拿到同等的補助。沒有得到補貼的中小型生物質能源企業,生產成本相對較高,在競爭中明顯處于劣勢,想得到大的發展十分困難。而在液體燃料市場上,目前中石油、中石化只收購拿到正式批文的黑龍江華潤酒精等4家定點供應企業的燃料乙醇,中小企業生產的乙醇銷路不暢,導致部分生物燃料企業無法將產品變現,整個生產經營無法正常循環運轉。
未來我國財稅激勵機制應當根據生物技術和生物質能產業的技術及行業發展水平,因勢制宜、因時制宜地設計有效、彈性的激勵措施,既要保證“對癥下藥”,又要注重規劃引導,保證財政稅收政策的合理性以及相互協調。
④收購激勵與政府采購。低碳生物技術應用的前提是所生產的產品能夠在市場上銷售出去,保證資源不被浪費,同時也能抵消一定成本。在當前化石能源開采利用費用較低的情況下,無論是生物質發電,還是生物質液體燃料,其成本都相對高昂,如果沒有特殊的優惠政策和刺激措施,很難在市場上有足夠的競爭力。因此,對生物能源的收購激勵,包括政府采購,能夠給相關企業解決產品生產的后顧之憂,同時,政府通過實際行動支持生物能源發展,將起到很好的示范和宣傳作用。
在生物質發電方面,《可再生能源中長期規劃》提出了國家電網企業和石油銷售企業要按照《可再生能源法》的要求,承擔收購可再生能源電力和生物液體燃料的義務。2007年7月25日,國家電力監管委員會第25號令,即《電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法》,規定了電力監管機構對該制度的實施情況進行監管。2009年修改的《可再生能源法》第十四條重申了國家實行可再生能源發電全額保障性收購制度:電網企業應當與按照可再生能源開發利用規劃建設,依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發電企業簽訂并網協議,全額收購其電網覆蓋范圍內符合并網技術標準的可再生能源并網發電項目的上網電量。同時,該法第十六條對生物質能源作了專門的規定:國家鼓勵清潔、高效地開發利用生物質燃料,鼓勵發展能源作物。利用生物質資源生產的燃氣和熱力,符合城市燃氣管網、熱力管網的入網技術標準的,經營燃氣管網、熱力管網的企業應當接收其入網。國家鼓勵生產和利用生物液體燃料。石油銷售企業應當按照國務院能源主管部門或者省級人民政府的規定,將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系。
然而,修訂后的《可再生能源法》除了規定全額保障性收購的原則性提法外,配套的實施細則未能及時跟進,收購電量中可再生能源電量所占的比重、可再生能源發電并網國家標準的制定等問題上均有不同程度的空白。在生物液體燃料方面,燃料乙醇和生物柴油市場還不完善,配套的規定也處于缺失狀態,現實中的生物液體燃料收購基本還需要依靠石油企業的自覺。
一個穩定的生物質能源需求方是生產企業保持持續盈利能力的關鍵。在生物質能源發展的早期,由于成本以及價格較高,完全通過財政補貼的方式并不能發揮生物能源“物盡其用”的功能。而政府采購則能較好地實現兩者的兼顧:既能滿足政府自身的需求,又間接為生物能源創造了市場。事實上,政府采購已經成為一些生物能源發達國家普遍采用的激勵措施之一,美國聯邦政府有關法律要求政府必須購買國產高能效產品和“綠色產品”,要求聯邦政府在2005年購買10萬輛潔凈汽車,其中包括生物質燃料汽車。巴西相關法律也明確規定,聯邦一級的單位購、換輕型公用車時,必須使用包括燃料乙醇在內的可再生燃料汽車。政府采購不僅能夠起到很好的示范和宣傳作用,通過直接對話與交易,還能夠節省通過其他方式可能產生的中間費用,因而是一種高效率的“合作”方式。我國政府也可借鑒國外的經驗,通過購買生物質能來源的電力等其他有效方式來以實際行動支持生物能源的發展。
⑤培育和完善市場。任何產業的發展都需要以市場存在為基礎,產業規模效益的實現與上下游市場的依托密不可分。市場不發展,產業就會失去活力,甚至會因不符合社會的需要遭到淘汰。當前世界能源發展的趨勢之一就是市場化與自由化改革,我國經濟、能源領域也在進行著大規模的市場體制改革。因此,發展生物能源和生物技術市場,將為低碳生物技術的發展注入嶄新的活力。
由于低碳生物技術是新興的技術,其產業化發展有可能會因技術的不成熟造成不可預料的損失,因此,對生物技術及其產品市場的監管就顯得尤為重要。如不能正確加以引導,將可能破壞生物能源資源開發與利用;燃料乙醇、生物柴油產品質量如不合格,將可能影響到交通運輸安全;在生物能源和生物化工生產環節,如不嚴格標準,會造成環境污染,增加能源消耗。因此,發展生物能源與生物化工必須充分考慮資源、技術、環保、能耗等多方面因素,嚴格市場準入,加強行業監管。《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》規定了生物能源與生物化工企業實行嚴格的行業準入制度。地方發改委、財政部門根據國家統一的推廣規劃,聯合推薦申報定點企業,申請企業必須符合行業準入標準。國家發改委、財政部按有關規定選擇并確定定點企業。
然而,上述規定在一定程度上造成了生物液體燃料的市場準入和產品流通體系不通暢。毫無疑問,嚴格的產業準入和產品流通政策措施是生物液體燃料產業有序發展的基本保障。但是,由于局限于數家生產企業和兩大石油公司的封閉體系,在一批從事甜高粱乙醇和生物柴油生產企業的產品無法進入車用成品油經銷體系和終端消費市場,特別是生物柴油還根本沒有正常的車用燃料銷售渠道,從而阻礙了非糧生物液體燃料產業的進一步發展,打擊了相關企業進一步加強技術研發、擴大示范項目建設的積極性。在生物質發電方面,由于對“全額保障性收購”的細化規則還未出臺,導致目前生物質發電市場處于比較混亂的狀態,特別是中小型生物質發電項目,并網十分困難。此外,電網公司的智能電網系統還未能跟進建設,接受生物質能并網還沒有具體的標準,且目前的接網政策更多的是對電網提出束性要求,沒有對可再生能源發
電廠提出束要求,更多的標準亟須配套。因此,整個生物質能市場基本還處在“萌芽期”,市場規模還不大,相關制度建設還不健全,生物質能市場還需進一步培育和發展。
三、完善低碳生物技術的激勵機制及其運行
我國目前對低碳生物技術的激勵除了少部分符合條件的高新技術企業以及研發項目之外,產業端以及配套制度建設等領域還處于起步階段,真正商業化的市場還未建立;以生物能源為核心的產品激勵措施也不夠規范;各種激勵措施并不完全符合現實的狀況,很多規定由于缺乏實施細則未能得到有效實施。低碳生物技術發展不僅需要一整套規范的、系統的激勵機制設計,而且還應落實到現實運作中,實現其高效性和有效性的統一。由此,需要政府在戰略規劃與計劃、法律法規及其配套規定、行政管理與監管、經濟與財稅優惠等方面完善體制,也需要企業和市場理性發展,形成從制度設計到產業運行的良好互動狀況。
戰略規劃與計劃是產業及技術發展的動力和落腳點,明確的戰略與計劃為產業及技術的發展指明了方向。因此,需要盡快開展科學、系統的生物質資源調查與評價工作,綜合考慮低碳生物技術的發展與技術路線,在國家能源統籌的框架下客觀、準確定位生物質能的地位和作用,不能盲目和無序發展。生物質能源化利用的技術選擇必須遵循“因地制宜,資源優先”的原則,在資源確定的前提下,需要結合當地的社會經濟發展、農民收入、氣候、交通、環境等實際情況而定。當資源和當地條件可以適用于多種技術時,可以根據技術的綜合效益進行選擇。立法是實現國家戰略與規劃的重要途徑,也是制度設計和運行的最終保障。目前我國除了《可再生能源法》之外,直接涉及生物質能和生物能源技術的法律寥寥可數,且基本都是在可再生能源的背景下進行原則性闡述。此外,相關的行政法規處于空白狀態,專門的部門規章也還未頒布?,F行關于生物質能的規定主要是國務院的通知、意見以及各部門的工作規劃與方案,這些非規范性文件不僅數量不多,且極不規范,變動調整快,具有較短的時效性??梢哉f,相關立法的缺乏是生物能源產業發展面臨的最大困難之一。生物質資源由于其特殊性,其發展需要協調能源部門、農業部門、科學技術部門、工業部門、財政部門、稅收部門等多個部門的關系,這種復雜性也是目前難有一部專門性的部門規章的原因。因此,我國未來在該領域的立法的關鍵是提高立法位階,至少也應該有專門的行政法規規定生物能源發展的各種宏觀問題,再由各部門制定實施細則去執行,這樣生物能源的發展才能有堅實的制度保障。
產業管理與市場監管是任何產業發展所必需的行政管制手段。在中國,產業管理更是一種常見的管理方法。如前文所述,我國目前大量的部門政策文件(非規范性文件)都涉及產業管理的內容。生物技術的發展也不例外,特別是在其發展的早期,政府的直接介入十分必要。產業管理與市場監管在行業行政規劃、項目與市場準入、行業標準、檢測監控、檢查監督等方面發揮著重要的作用。特別是在目前我國生物能源領域相關立法和制度還不完善的狀況下,產業管理與行業監管已經成為了生物能源產業發展的主要推動力量。隨著生物能源技術的進步和生物質能市場的發展,未來我國應逐步減少政府直接管理的范圍,更多的資源配置應讓市場去解決;與此同時,還應加強對技術發展的監管,保證技術發展符合社會的需要,減少技術進步產生的負面影響,最終實現產業管理、市場監管與技術監管的和諧統一。
生物質能源方案范文5
一、實行“以煤代木”工程的重大意義
我區提出的“以煤代木”工程是切實推進“天保工程”深入實施的一項重大舉措。特別是在我區“實施生態戰略,發展特色經濟,構建和諧興安,建設社會主義新林區”的偉大實踐中,推行“以煤代木”工程已成為以地下資源保護地上資源,以煤炭資源換取生態資源的必然選擇。
1、實行“以煤代木”工程有利于減少森林資源浪費,確?!疤毂9こ獭表樌麑嵤?。1985年,原國家林業部曾出臺“以煤代木”政策,給我區每年下達“以煤代木”專項木材生產計劃,用銷售利潤作為古蓮河露天煤礦開發建設的配套資金,以推動林區開展“以煤代木”工程。1997年,國家實施“天保工程”試點后,國家停止下達了“以煤代木”專項木材生產計劃。
2、實行“以煤代木”工程有利于保護生態環境,實現森林資源的永續利用。大興安嶺林區是我國最大的原始林區,不僅蘊藏著豐富的動植物資源,也是黑龍江、嫩江的發源地和松遼平原、呼倫貝爾大草原的天然綠色屏障。開發建設以來,由于森林過伐,林分質量下降,林緣大幅度萎縮,森林可采蓄積銳減,造成森林資源總量不足,生態環境脆弱,生物多樣性欠缺。加之我區自然條件惡劣,林木生長緩慢,主要優勢樹種比例過低,森林資源總體質量不高。如何實現青山長在,永續利用,是一個非?,F實而緊迫的課題。實行“以煤代木”,切實減少森林采伐量,才能夠最大限度地保護好生態環境。
3、實行“以煤代木”工程有利于加快新林區建設步伐,促進林區經濟又好又快發展。開展“以煤代木”是一項宏大的系統工程,不僅會產生巨大的生態效益,同時它也會帶來可觀的社會和經濟效益。通過改變傳統的家家戶戶燒拌子取暖方式為集中燃煤供熱方式,可以帶動小城鎮建設,提升城鎮品位,增強林區的競爭力和吸引力,對進一步擴大開放、招商引資以及發展林區旅游業都有積極的促進作用。實行“以煤代木”,還能大量減少火險隱患,對林區護林防火和城鎮安全防火大有益處,同時也減少了因居民燒柴不足而帶來的社會不穩定因素?!耙悦捍尽睂⑹沽謪^人民群眾由傳統生產、生活方式向現代化生產、生活方式改變,對于加快林區產業結構調整,促進林區經濟發展和社會穩定,早日實現小康社會具有十分重要的推動作用。
二、實施“以煤代木”工程的具體途徑
1、與實施“天保工程”結合起來。國務院批準的“天保工程”實施方案中明確規定了其資金的支出范圍,國家在“天保工程”實施方案調整工作中應將“以煤代木”納入到投資內容之中,申請追加中央財政天保資金預算,在國家“天保工程”中設立大興安嶺“以煤代木”專項資金,以支持林區實施的“以煤代木”工程。
2、與新林區建設結合起來。實施“以煤代木”工程要結合新林區建設的要求,堅持“生態良好、經濟發展、生活富裕、社會和諧”的建設方針,積極爭取國家在政策和資金上的支持。
3、與森林生物質能源建設結合起來。生物質能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,就我區而言,有林地面積730萬公頃,按粗放式經營每公頃年產生4.5噸森林生物質量計算,年可產生近3300萬噸森林生物質能源,折合標準煤約1650萬噸,同時還有200萬立方米的采伐造材、木材加工和林分清理撫育剩余物等。通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,生產各種清潔燃料及生產電力,替代煤炭、石油和天然氣等燃料,而減少對礦物能源的依賴。
三、幾點建議
1、搞好工程整合,爭取國家支持。要堅持統籌規劃、試點先行、分步實施、先易后難、穩妥推進的原則,將與“以煤代木”工程相關的林區城鎮集中供熱、給排水建設、危房改造、沼氣建設、型煤廠建設、鍋爐改造等基礎設施建設納入上述各項工程規劃之中,積極向國家爭取落實項目建設資金,為林區“以煤代木”工程的順利開展創造良好的輔助條件。
2、謀劃項目儲備,落實建設資金。林業系統“以煤代木”工程基礎設施建設要努力爭取國家在森工非經營性投資的支持。同時做好生物質能源加工轉化項目的研究儲備工作,利用我區豐富的森林生物質和采伐造材、木材加工和林分清理撫育剩余物以及農作物秸稈等加工成固體成型燃料等,既能增加林區群眾的收入,又能為林區人們提供價廉、清潔的能源。
3、拓寬能源渠道,開發生物質源。森林是人類文明的搖籃,森林作為可再生能源為人類提供了邁向文明的火種,并始終伴隨著人類文明的進程?!耙悦捍尽惫こ淌窃谏仲Y源出現危機情況下保護資源和發展經濟的一項具體舉措,是給森林資源實現可持續利用一個休養生息的一個過程,在認識其重要性和緊迫性的同時,更要認識到開發利用多種資源尤其是生物質資源的重大意義。因為使用稀缺的不可再生的昂貴的煤炭資源來長期代替豐富的可再生的廉價的生物質能源是不太可能的?!耙悦捍尽敝皇菚簳r的保護和增加森林資源的“節流”措施,而強化后備森林資源的培育才是永恒“開源”途徑。所以,人類在科學經營的前提下,完全可以實現對森林資源多功能、多效益的循環高效利用,滿足經濟社會發展對林產品和生態產品的需求。同時,要鼓勵發展利用太陽能、適當發展風能、水能等可再生能源的開發利用,服務于林區工農業現代化建設。
生物質能源方案范文6
關鍵詞 秸稈;政策;成型燃料;就地焚燒;大氣污染
中圖分類號X3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)111-0113-04
0引言
當前,我國農作物秸稈就地焚燒的現象較為嚴重,焚燒過程中產生大量微小粒子,影響當地空氣質量,成為引發霧霾的重要因素之一。2011年國慶期間,周口焚燒秸稈再成“霧都”,并造成高速路5次關閉。2013年6月,印度尼西亞的“燒芭”活動(即通過焚燒熱帶雨林獲得耕地的非法行為),引發了森林大火和嚴重的霧霾,殃及新加坡、馬來西亞等鄰國,對所在地區造成了非常惡劣的大氣污染和經濟損失。
進入21世紀,能源安全和環境保護已成為全球化的焦點問題。世界許多國家將發展可再生能源作為緩解能源供應緊張、應對氣候變暖(溫室氣體減排)的重要舉措。生物質能源除了可再生和清潔外,還是目前主要的可以直接使用和大規模生產的能源產品,生物質綜合利用和生物質能可以促進農村經濟發展,發展生物質能源已成為世界許多國家能源發展戰略。
中國作為一個農業大國,農作物秸稈每年總產量超過8億噸,有1/3沒有被資源化利用而被就地焚燒,不但造成資源浪費,還造成環境的嚴重污染。因此,研究如何消除農作物秸稈就地焚燒現象,并提出農作物秸稈合理利用的對策十分必要。
1 秸稈利用及就地焚燒現狀
1.1 基本概念
1.1.1 生物質和生物質能
廣義的生物質是指一切有生命的、可以生長的有機體及其產生的廢棄物。組成生物質最重要的元素為碳和氫,碳和氫可以與氧氣發生劇烈氧化還原反應,同時釋放出大量熱。因此,所有生物質都含有一定的能量,稱為生物質能。生物體是通過光合作用,直接或間接地將太陽能轉化為化學能,并儲存于生物質中。生物質能來源于太陽能,是太陽能的一種表現形態。生物質能可以轉化為固態、液態和氣態燃料,是一種可再生能源,同時也是唯一可再生的碳源。
光合作用:6CO2 + 6H2O === C6H12O6 + 6O2
1.1.2 農作物秸稈
農作物秸稈是指去除籽果實的農作物莖、葉、稈及根等部分,包括各種糧食作物、經濟作物、油料作物和纖維類作物的秸稈,如玉米秸稈、高粱秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、豆類作物秸稈和棉麻稈等。農作物秸稈屬于生物質。農作物秸稈中蘊含生物質能。
1.2 農作物秸稈總量及分布
根據農業部組織的全國秸稈資源調查結果,目前我國農作物秸稈理論資源量為8.2億噸,秸稈可收集資源量為6.87億噸。我國農作物秸稈產量按照人口增長趨勢,將在2030年左右逐步增加到最高水平,達到10億噸。
我國的農作物秸稈主要集中分布在河北、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、河南、山東、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等糧食主產區??紤]到收集成本,人均秸稈資源量高的省份依次為吉林、黑龍江、內蒙古、新疆、遼寧、山東、寧夏、河南、河北等省。
1.3 秸稈利用現狀及剩余秸稈量估算
目前秸稈的用途主要是作為肥料還田,作為飼料喂豬喂牛,作為燃料用于炊事和取暖,以及少量作為工農業生產的原料。調查結果表明,在秸稈可收集資源量中,作為肥料的使用量約為1.02億噸,占比14.83%;作為飼料的使用量約為2.11億噸,占比30.66%;作為燃料的使用量約為1.29億噸,占比18.75%(其中生物質發電3000萬噸,生物質固體成型燃料320萬噸,其余均使用低效的戶用爐灶直接燃燒使用);作為種植食用菌基料的使用量約為1500萬噸,占比2.18%;作為造紙等工業原料的使用量約為1600萬噸,占比2.33%;秸稈廢棄及焚燒量約為2.15億噸,占比31.25%。如圖1所示。
圖1 秸稈利用現狀―各種用途所占比重
1.4 秸稈剩余量增長和秸稈就地焚燒的原因
筆者2013年1月對河南省周口市農戶進行了走訪調查,同時結合之前對發展改革委能源研究所專家采訪,發現目前農作物秸稈的剩余量逐年增長的主要原因有三個。一,由于農業生產過程中化肥、配合飼料用量的增加,導致用于還田和飼料的秸稈需求量減少;二,隨著農村經濟的發展,農民生活水平的提高,農村生活用能中電力、液化石油氣等化石能源用量的比例增加,導致用于燃料的秸稈量減少;三,隨著城市化發展,農村常年居住人口大幅度減少,對燃料的需求也急劇下降。這些農作物秸稈的剩余部分本來是可以作為生物質能源來利用的,但是目前我國生物質能源化利用市場還未完全形成,剩余秸稈還沒有被有效利用。
中國農村大多實行一年兩季、兩年三季、甚至一年三季的種植制度。農作物收割后,大量秸稈閑置在田間。農民由于農忙,沒有時間、沒有人力將秸稈打捆收集,也沒有地方放置秸稈,他們將剩余秸稈在田間就地焚燒處理,以便盡快種植下一季農作物。對農民而言,這是處理剩余秸稈比較經濟、方便、有效的方式。
1.5 秸稈就地焚燒的時間和空間分布
由于糧食主產區糧食產量大,秸稈產量也相應大,就有更多剩余秸稈被就地焚燒,所以秸稈就地焚燒地區主要分布在糧食主產區,如河北、內蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、河南、山東、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等地。
中國面積廣大,縱跨熱帶、溫帶、寒帶,所以糧食播種與收割季節也不相同。圖2為中國四季農作物秸稈焚燒遙感圖,深色部分為秸稈焚燒區域。圖中顯示,夏季和秋季,長江中下游平原以及華北平原秸稈焚燒現象十分嚴重。而春季和冬季,則以較南端地區為首要焚燒地區。中國大部分地區實行一年兩季耕作制度,小麥在夏季收獲后必須立即種植秋糧,收割和播種的時間僅有10-15天,稱為“雙搶”即搶收搶種。由于沒有足夠的時間處理農作物秸稈,就地焚燒成為農民處理秸稈的首選,在圖2(b)季節,無論秸稈焚燒的區域范圍、還是焚燒強度,均遠遠大于其他季節。
圖22003-2010年中國四季農作物秸稈焚燒時間和空間分布(a-春,b-夏,c-秋,d-冬)
1.6 秸稈就地焚燒的危害
秸稈就地焚燒對環境危害極大。圖3為2006年中國秸稈焚燒一氧化碳排放分布遙感圖,圖3和圖4顯示秸稈焚燒時產生大量粉塵以及未燃燒完全的碳氫化合物。這些物質在空氣中形成了氣溶膠,處于介穩狀態。當空氣濕度較大時,焚燒產生的微小顆粒物很容易和空氣中的水汽凝結形成霧氣,此時霧氣液滴是固液兩相混合物,呈灰白色,即為結合形成的霧霾。霧霾中液滴濃度小于霧,液滴比重也小于霧,因此可以將秸稈焚燒產生的微小顆粒物帶到更高的空間高度和更為廣泛的區域,也大大延長了顆粒物的沉降時間。霧霾產生的原因很多,農作物就地焚燒即為其中之一,雖然總量不大,但是秸稈就地焚燒的時間和空間分布比較集中,燃燒不充分產生的大量粉塵分散在空氣中,成為氣溶膠,難以散去。所以秸稈就地焚燒在特定的區域和特定的時間段內,將對霧霾的產生起到顯著的作用。
圖32006年中國秸稈焚燒一氧化碳排放分布[9]
圖42014年1月河南省周口市某村秸稈焚燒現象
(筆者實地調查)
檢測數據表明,就地焚燒秸稈時,大氣中二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物3項污染指數達到高峰值,其中二氧化硫的濃度比平時高出1倍,二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時高出3倍。當可吸入顆粒物濃度達到一定程度時,對人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較大,輕則造成咳嗽、胸悶、流淚,嚴重時可能導致支氣管炎發生。
秸稈就地焚燒不僅污染了環境,而且還嚴重地浪費了資源,我國每年有超過三分之一的可收集秸稈被廢棄及焚燒。這些秸稈的有效利用,不僅需要當地政府出臺相應政策,而且還需要一個與之配套的生物質能源產業的發展。
2 秸稈就地焚燒治理對策
2.1 對策設計思路
目前,各地政府對秸稈焚燒主要采取的策略主要是“堵”,頒布禁令,禁止就地焚燒秸稈,但這種做法不能從跟本上解決問題,因為剩余秸稈依然無法得到妥善處理,除了就地焚燒,農民沒有更好的處置剩余秸稈的利用途徑。所以我們設計對策的思路主要是“疏”,即以政策引導,開創秸稈回收利用市場,引導農民把剩余秸稈賣給企業,讓企業加工轉變為“可再生能源資源”,再由政府出臺相應的財稅政策予以支持,形成秸稈高值化加工和利用產業鏈,使“廢棄物”變為“資源”、“高值商品”。其結果是一種“疏”、“堵”結合的政策,力求從根本上減少和杜絕秸稈就地焚燒現象。
2.2 生物質固體成型燃料技術路線
生物質固體成型燃料是利用木質素充當粘合劑,在一定溫度和壓力作用下,將松散的秸稈、樹枝和木屑等農林廢棄物擠壓成的固定形狀燃料。
生物質固體成型燃料具有原料量大、適用范圍廣、規模適應性強、易于運輸和存儲等特點,可以明顯提高單位體積能量密度和燃燒效率,易于實現產業化和規模使用,大大提高農林廢棄物的熱效率,是一種低投資、低成本的生物質能利用方式。圖5和圖6是生物質固體成型燃料樣例和加工流程 。
圖5部分生物質固體成型燃料樣例
圖6 生物質固體成型燃料的加工流程
傳統的薪柴爐灶熱效率一般在5%-8%,經過技術改造的省柴節煤灶的實際使用熱效率也只能達到15%,而使用生物質固體成型燃料的高效爐具的熱效率可以達到60%-80%。這種燃料燃燒時黑煙少、火力旺、燃燒充分,煙氣中未燃燒充分的C顆粒和SO2、NO2等腐蝕性氣體較少,因此對爐具的腐蝕相對較小,對環境污染程度較輕 。
生物質固體成型燃料符合我國農業資源特點,相應的設備和工程建設已經不存在技術障礙。而且這項技術已有了一定程度的市場化應用,具備了產業化條件,并具有潛在的足夠大的應用市場,生物質固體成型燃料將是利用剩余秸稈的有效方式。圖7顯示我國壓縮成型秸稈燃料產量在逐年遞增。
圖7近年全國壓縮成型秸稈燃料產量
2.3 具體建議
針對目前中國農村秸稈就地焚燒現象嚴重,同時在企業中存在大量污染物排放較高的燃煤鍋爐,造成大氣污染日益嚴重的現狀,我們建議:
1)政府制定更為嚴格的大氣污染物排放標準并加強監管和處罰力度;
2)政府在農村地區加強對禁止就地焚燒秸稈的宣傳力度;
3)政府出臺鼓勵和支持秸稈能源化利用及其產業發展的財稅政策;
4)政府對進行鍋爐改造的企業給予一定的資金支持和稅收優惠。
2.4 對策建議的可行性分析
2.4.1 技術可行性
現在生物質能固體成型燃料的生產設備,如壓塊機、粉碎機、鍋爐等,已有成熟的技術,并投入了實際使用。相應的技術體系、產業模式也都趨于完善。
2.4.2 經濟可行性
我們分別從對策建議所涉及的農民、企業和政府等利益相關方,以及從普通公眾的角度進行分析,分析各利益相關方是否能夠受益,當各方均能受益時,則認為對策建議可行。
1)對于農民。我們在河北省固安縣3個村對農民家庭進行走訪,并做了問卷調查(農村秸稈資源問卷調查表見附錄)。由于農村青壯年人員普遍外出打工,只剩下老人和小孩在家,導致當地農戶普遍勞力不足。由于秸稈歷來被認為是極少有利用價值的廢棄物,所以就地焚燒這種最為簡單的處理秸稈的方式,成為當地農民的首選。調查中我們了解到,如果有人收購秸稈,當地農民是愿意出售的。例如,這幾個村農民生活水平較為貧困,農民愿意以一噸100元的價格(在全國屬于較低價格)出售秸稈。因此保守估計,如果全國范圍每年2.15億噸剩余秸稈全部得到回收,就有215億元轉化為農民收入,這將大大增加全國農民的經濟收入。同時在此過程中還會產生一些為企業收購秸稈的中間人。一噸秸稈的收集、運輸、儲存等環節大約需要一個勞動力工作兩天,按每個全職勞動力每年工作200天計,2.15億噸秸稈利用過程的初級環節就將為農村增加約200萬個工作崗位。這些工作使農民無需到外地打工,做到“離土不離鄉”,勢必會受到農民的歡迎;
2)對于企業。在出臺更為嚴格的環保指標后,仍然堅持使用燃煤的企業將會比使用秸稈燃料的企業花費更大的成本來達到環保指標。此外,使用燃煤而不對煙氣排放系統進行改造,還可能增加企業運行的社會成本,甚至影響企業的正常經營。如處在華中地區的鄭州某洗浴中心,原先用煤燒熱水,排放大量濃煙和粉塵,影響附近居民的生活環境,居民經常向環保部門投訴,致使洗浴中心不時遭到有關部門的處罰和查封。更換了生物質燃料鍋爐后,污染物排放達到國家標準,再沒有居民投訴,從而使洗浴中心可以正常營業,生意興隆,實現了環境保護和自身利益的雙贏。目前我國大氣環境污染較為嚴重,可以預見政府將會出臺更為嚴格的環保標準,同時也將加大對污染物排放的監管力度,使用高污染燃料的企業必將會付出較高的代價,這是一個不可回避的問題。燃煤企業在環保改造時也可以選擇使用清潔的天然氣,但由于天然氣鍋爐的運行成本遠遠高于秸稈燃料,因此,從長遠看,使用秸稈燃料替代燃煤,是目前燃煤企業環保改造時一個更為經濟的明智選擇。燃煤鍋爐和生物質成型燃料鍋爐投資和運行效果對比,及煙氣凈化系統運行成本對比見表1與表2。
設備名稱 投資(萬元)
燃煤鍋爐 生物質成型燃料鍋爐
鍋爐 48.50 48.50
輔機 19.78 20.97
除塵系統 2.00 2.00
脫硫系統 濕式脫硫3.26 布袋除塵27.50
合計 73.54 98.97
煙氣硫含量 脫硫前1000mg/m3 脫硫前5mg/m3
煙塵濃度 除塵前19000mg/m3 除塵前60~70mg/m3
注:按鍋爐容量10噸/時計
表1 燃煤鍋爐和生物質成型燃料鍋爐投資和運行效果對比表
運行費用 運行成本(萬元)
燃煤鍋爐 生物質成型燃料鍋爐
更換布袋 0.00 6.00
脫硫劑 9.50 0.00
水電費 2.50 1.00
合計 12.00 7.00
煙氣硫含量 50mg/m3 5mg/m3
煙塵溶度 100mg/m3 20mg/m3
注:按鍋爐容量10噸/時、年運行5000小時計
表2 燃煤鍋爐和生物質成型燃料鍋爐煙氣凈化系統運行成本對比表
對于生產秸稈固體成型燃料的企業,其經濟效益將在秸稈固體成型燃料擁有龐大市場后得到極大改善。以山東省某一秸稈成型燃料企業項目為例,此項目年產2000噸秸稈成型燃料,建設項目投資總額為150萬元,設備折舊時間為10年。企業以200元成本(包括收集和運輸成本)從當地農民手中收集秸稈,加上水電、場地、人工、包裝、銷售及其他費用,每噸成本約為345元。市場銷售價為450元每噸,毛利潤約為105元每噸,企業只需約7-8年即可收回成本??梢姡诮斩捠袌龅玫酵耆_發后,秸稈固體成型燃料的工廠將增多,技術也會逐漸發展,設備成本會降低,其經濟前景會越來越好;
3)對于當地政府。實行這項政策可以改善當地環境,其生態環保效益不可小覷,并且還可節省化石能源,同時可以增加就業率。由于該政策將使廣大人民群眾受益,自然會產生良好的社會反響,從而提高政府聲譽,成為當地政府的一項重要政績;
4)對于廣大的公眾來說,企業減少燃煤而改用生物質能源,最明顯的結果是煙塵、霧霾的減少,從而改善環境,因此也必將得到民眾的贊同。
總的來說,在有大量剩余秸稈資源、擁有較成熟的處理技術、以及利益相關方和公眾支持的地區,考慮經濟和環境兩方面的效益,這種剩余秸稈治理方案是可行的。
3 結論與預期效果
綜上所述,秸稈就地焚燒不但對空氣質量和人們身心健康造成較大影響,也造成資源的嚴重浪費。為解決此問題,要從根源入手。建議:首先,當地政府可制定更為嚴格的環保指標,加強對污染物排放的監管力度,促使使用高污染鍋爐的企業進行技術改造,減少大氣污染物排放,同時在農村加強就地焚燒秸稈危害性的宣傳力度。其次,對從事秸稈能源化利用產品生產的企業予以財稅政策鼓勵,引導企業增加農村剩余秸稈的收購量,為農民增加收入;最后,給予企業燃煤鍋爐改造提供一定的財政資金支持和政策優惠,為秸稈能源化產品開辟市場,形成秸稈能源化利用產業。
本對策方案標本兼治,因而是可行和有效的。將秸稈加工成固體成型燃料可使多方受益,既從根源上杜絕了秸稈就地焚燒,減少了環境污染的危害,又使原本被廢棄的秸稈成為具有經濟價值的資源,最大限度地利用了秸稈這種生物質能源。企業經濟上獲得效益,政府則創造了就業機會且改善了環境,農民也增加了收入。同時煤炭使用的減少將有利于改變我國以煤為主的能源結構。
該對策建議實施后,我國秸稈剩余資源將得到充分利用,提高資源使用效率,增加農民收入和就業機會,推動企業革新,促進經濟和市場良好發展;同時,還能減少污染煙塵排放,改善環境,提高人民健康水平和生活質量,最終形成對環境友好、可持續發展的良性產業鏈,使鏈條中的各方實現共贏,協同發展。
建議各地政府抓住目前社會各方面高度關注環境保護和新能源利用的有利時機,盡快開展相關工作,切實解決秸稈焚燒問題。
參考文獻
[1]胡潤青,秦世平,等.中國生物質能技術路線圖研究[M].北京:中國環境科學出版社,2011.
[2]韓文科. 中國戰略性新興產業研究與發展――生物質能[M].北京:機械工業出版社, 2013.
[3]蘇偉. 清潔發展機制讀本[M]. 北京:中國標準出版社,2008.
[4]雅克?范魯,等.生物質燃燒與混合燃燒技術手冊 [M].北京:化學工業出版社,2008.
[5]秦世平等. 生物質成型燃料規?;椖靠裳芯幹品椒ㄅc實踐 [M].北京:中國環境科學出版社,2011.
[6]曹國良,張小曳,鄭方成,王亞強.中國大陸秸稈露天焚燒的量的估算 [J].北京:資源科學,2006,28(1).
[7]畢于運,高春雨,王亞靜,李寶玉.中國秸稈資源數量估算[J].北京:農業工程學報,2009,25(12).
[8]韓魯佳,閆巧娟,劉向陽,胡金有.中國農作物秸稈資源及其利用現狀[J].北京:農業工程學報,2002,18(3).