國際石油價格屢創(chuàng)新高,,低油價的時代一去不復(fù)返,。為了保障國家石油安全,,緩解石油過度依賴進口的危機,,同時有效降低機動車污染物排放,我國正大力推動生物柴油的發(fā)展,。目前制定的相關(guān)規(guī)劃顯示出我國生物柴油在“十一五”(2006~2010年)是工業(yè)示范階段,“十二五”是工業(yè)推廣階段,,“十三五”則進入大發(fā)展階段,。雖然國家政策法規(guī)以及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃為我國生物柴油產(chǎn)業(yè)高速增長創(chuàng)造了條件,但仍然存在發(fā)展的隱憂,。本文試圖剖析我國生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀和問題,,提出促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策,。
1 中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃
近年來,國家高度重視生物質(zhì)能的開發(fā)和利用,,頒布了《可再生能源法》,、《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》、《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》,、《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》,、《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》和《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》等法規(guī)和配套辦法及規(guī)章,制定了20多項農(nóng)村沼氣,、秸稈綜合利用,、燃料乙醇等國家和行業(yè)標準。為了保證生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)健康,、有序,、快速地發(fā)展,國家還出臺了促進生物質(zhì)能發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃,。其中最主要兩個規(guī)劃,,一是《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,另外就是《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2007~2015年)》,。
《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2007~2015年)》提出了農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展的領(lǐng)域是農(nóng)村沼氣,、農(nóng)作物秸稈固化成型及秸稈氣化燃料和能源作物的種植。到2010年,,新增農(nóng)村戶用沼氣1800萬戶,,總量達到4000萬戶左右;新建規(guī)?;B(yǎng)殖場,、養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程4000處;建立400處秸稈固化成型燃料示范點和1000處秸稈集中供氣站,。
《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出到2010年,,生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達到5.5×106 kW,生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達到1000 kt,,沼氣年利用量達到1.9×1010 m3,,增加非糧原料燃料乙醇年利用量2000 kt,生物柴油年利用量達到200 kt,。到2020年,,生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達到3×107kW,生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達到5×107 kt,,沼氣年利用量達到4.4×1010 m3,,生物燃料乙醇年利用量達到10 000 kt,生物柴油年利用量達到2000 kt。 生物柴油方面,,《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出的近期發(fā)展重點是,,以小桐子、黃連木,、油桐,、棉籽等油料作物為原料的生物柴油生產(chǎn)技術(shù),逐步建立餐飲等行業(yè)的廢油回收體系,。并提出在四川,、貴州、云南,、河北等地建設(shè)若干個以小桐子,、黃連木、油桐等油料植物為原料的生物柴油試點項目,。
2 中國生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀
我國早在十多年前就開始了生物柴油的研究和推廣工作,。科技部在“八五”,、“九五”,、“十五”分別從開發(fā)能源作物、生物柴油生產(chǎn)實驗,、生物柴油車輛實驗等層面支持了可再生液體油品的發(fā)展,,如2004年,科技部高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化司啟動“十五”國家科技攻關(guān)計劃項目“生物燃料油技術(shù)開發(fā)”,。“863計劃”支持了生物酶為基礎(chǔ)的生物柴油合成新技術(shù),,同時支持隔油池垃圾生產(chǎn)生物柴油。國家發(fā)展與改革委員會組織實施“節(jié)能和新能源關(guān)鍵技術(shù)”國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項,,利用油脂類廢料和野生植物生產(chǎn)生物柴油關(guān)鍵技術(shù)作為節(jié)約和替代石油關(guān)鍵技術(shù)予以支持,,并將生物柴油生產(chǎn)及過程控制關(guān)鍵技術(shù)工業(yè)化;國家自然科學基金委在生物柴油燃燒實驗方面做了一些支持,,中國石油化工集團總公司在生物柴油儲備技術(shù)方面做了一些支持,,支持酶技術(shù)與高溫高壓和超臨界生物柴油合成方法。 在以上這些政策和資金支持之下,,我國生物柴油產(chǎn)業(yè)逐漸進入推廣階段,,目前已達到100 kt生物柴油的產(chǎn)能,并且在原料供應(yīng)和技術(shù)應(yīng)用方面已經(jīng)逐漸形成自己的特色,。海南正和公司在河北已開發(fā)了11萬畝黃連木種植基地(1畝=666.67 m2,,下同),每年可產(chǎn)果實20~30 kt,,可獲得生物柴油原料8000~10 000 t,,該公司計劃在此基礎(chǔ)上建立年產(chǎn)生物柴油50~200 kt的煉油化工廠。目前該公司在河北邯鄲建成年產(chǎn)10 kt的生物柴油工廠,。四川古杉集團建成年產(chǎn)30 kt生物柴油工廠,。北京等省市也已經(jīng)建成一定規(guī)模的生產(chǎn)線。上述這些生產(chǎn)線目前均是利用垃圾油或植物油腳,、餐飲廢油等為原料生產(chǎn)生物柴油,。在今后5年內(nèi),我國將建成年產(chǎn)20~50 kt規(guī)模的生物柴油產(chǎn)業(yè)化示范工程,。
以下將重點介紹我國生物柴油原料供應(yīng)途徑和技術(shù)路線選擇,。
2.1 原料供應(yīng)途徑
生物柴油大規(guī)模生產(chǎn)的主要問題是原料的成本。生物柴油生產(chǎn)成本中大約75%是原料成本,,原料路線的選擇對于生物柴油的競爭力至關(guān)重要,。雖然我國目前生產(chǎn)生物柴油的原料來自菜籽油、棉籽油,、烏桕油,、木油、茶油和地溝油等多個途徑,,但是未來的原料供應(yīng)將主要走非糧路線,。
中國為什么不能以大豆、油菜籽為原料呢?主要原因有三方面,。
(1)目前中國植物油脂的食用缺口太大,。盡管當前中國人均食用油消費水平較低,但國內(nèi)生產(chǎn)仍不能滿足消費需要,。據(jù)有關(guān)部門測算,,2006年我國食用植物油消費量約21 000 kt,2007年在22 500 kt左右,;2007年我國進口食用植物油8380 kt,,比上年增加1690 kt。這決定了今后很長時間內(nèi),,中國食用植物油生產(chǎn)只能是力爭滿足人們生活需要,,不可能出現(xiàn)足量剩余植物油用來發(fā)展生物柴油。
(2)中國植物油脂的增產(chǎn)潛力不足,。我國目前種植大豆和油菜的平均含油量及單產(chǎn)較世界平均水平都低,,這使我國植物油的增產(chǎn)具有一定潛力,但其開發(fā)仍然有限,,即使完全達到國際較高的油籽含油量和單產(chǎn)水平,,以此估算,這將仍然難以彌補目前巨大的食用消費缺口,。通過擴大油料作物種植面積發(fā)展生物柴油難以實現(xiàn),。
(3)在中國,糧食安全問題比較突出。中國以全世界5%的耕地養(yǎng)活21%的人口,,這已經(jīng)對中國土地生產(chǎn)造成很大壓力,。從2004年開始,中國谷物類糧食由凈出口轉(zhuǎn)變?yōu)閮暨M口,。“糧食安全”永遠是最重要的,,因而,在油料作物與糧食生產(chǎn)存在嚴重的耕地競爭的情況下,,擴大油料種植面積的可能性就很小了,。
中國生物柴油原料供應(yīng)的“非糧”路線主要有三條。
(1)利用各種廢棄油脂和含油腳料制造生物柴油,。這些資源包括炒菜和煎炸食品過程產(chǎn)生的廢油,、烤制食品過程中產(chǎn)生的動物性油脂、動物制品常溫加工過程中產(chǎn)生的下腳料經(jīng)過處理得到的動物性油脂,、餐飲廢油(也稱泔水油,,主要指從剩余飯菜中經(jīng)過油水分離得到的油脂)、地溝油,、廚房抽油煙機泠凝的油脂,、含油腳料(如皮革、橡膠等工業(yè)廢油)等,。
(2)通過木本油料植物的種子制造生物柴油,。我國有豐富的木本油料植物資源,包括麻瘋樹,、綠玉樹,、黃連木、光皮樹,、油桐,、烏桕等,它們具有野生,、耐寒,、耐貧瘠的特點。雖然采集這些原料需要大量勞動力,,但考慮我國勞動力資源相對比較便宜,,以木本植物油為原料開發(fā)生物煉油化工廠是合乎我國國情的。
①含油植物種植用地的考慮,。由于不能“與糧爭地”,,我國木本油料植物主要通過非耕地種植獲取。中國非耕地主要有兩類,,一是荒漠化,、鹽堿化土地,,約有260萬平方千米,占國土總面積的27%,;二是退耕還林和森林再造的土地,,中國山地、高原和丘陵約占國土總面積的69%,,目前需要造林的面積達到9億畝,。
②含油植物選種的進展,。我國含油植物種類豐富,,共有151個科1553種,其中種子含油量在40%以上的植物為154種,,可用作建立規(guī)?;镔|(zhì)燃料油原料基地的喬灌木種約30種,并能利用荒山,、沙地等宜林地進行造林建立起規(guī)?;牧挤N供應(yīng)基地的生物質(zhì)燃料油植物在10種左右。“九五”期間,,湖南省林科院已對中國主要燃料植物(黃連木,、文冠果、綠玉樹等)進行了全國資源清查與優(yōu)良類型的選擇,,對上述燃料油植物在10個重點分布省區(qū)進行了調(diào)查與優(yōu)良類型和單株的選擇,,進行了快速繁殖及商品形狀研究。在資源分布集中的河北,、陜西,、河南、內(nèi)蒙古開始進行采種原料,,建立良種繁育基地,。
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