生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀
我國農(nóng)業(yè)廢棄物主要是:農(nóng)作物秸稈,每年產(chǎn)量約7億噸,,可做為能源用途的約3億噸,,約折合1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;工業(yè)有機(jī)廢水和畜禽養(yǎng)殖場廢水資源理論上可以生產(chǎn)沼氣800億立方米,,相當(dāng)于5700萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,;薪炭林和林業(yè)及木材加工廢物資源相當(dāng)于3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;城市垃圾發(fā)電每年可替代1300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,;此外,,一些油料、含糖或淀粉類作物也可用于制取液體燃料,。初步估算,,近期每年可以利用的生物質(zhì)能源總量約為5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
2006年底全國生物質(zhì)能發(fā)電累計裝機(jī)容量220萬kW,,其中蔗渣熱電聯(lián)產(chǎn)170萬kW,;農(nóng)林廢棄物、農(nóng)業(yè)沼氣,、垃圾直燃和填埋氣發(fā)電50萬kW,。2006年,國家和地方發(fā)改委共核準(zhǔn)39個生物質(zhì)能直燃發(fā)電項目,,合計裝機(jī)容量128.4萬kW,,投資預(yù)計100.3億元,2006年當(dāng)年完成5.4萬kW,。此外,,2006年完成生物質(zhì)氣化及垃圾填埋氣發(fā)電3萬kW,在建的還有9萬kW,。
2006年底全國已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池1870萬口,,生活污水凈化沼氣池14萬處,畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)廢水沼氣工程2,,000多處,,年產(chǎn)沼氣約90億立方米,為近8000萬農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料,。
我國已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,,以秸稈、木屑、稻殼,、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)?。目前用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺,村鎮(zhèn)級秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,,000萬立方米。兆瓦級生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)推廣應(yīng)用20多套,,十一五期間,,國家863計劃支持建設(shè)了6MW規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電示范工程。
我國生產(chǎn)燃料乙醇的原料豐富多樣,,如甘蔗,、木薯、玉米等,。近年來,,在全國各地試種雜交甜高粱,獲得了高糖高產(chǎn)品種,,其每畝莖稈產(chǎn)量4噸以上,。甜高粱莖稈汁液是生產(chǎn)乙醇的優(yōu)質(zhì)原料,十五期間,,通過國家863計劃的支持,,已開發(fā)出利用甜高粱莖稈汁液、玉米秸稈類纖維素廢棄物等制取乙醇的技術(shù),,并完成了中試裝置的建設(shè)和研究試驗,,建成年產(chǎn)5000噸規(guī)模的甜高粱秸稈制取乙醇燃料工業(yè)示范工程及年產(chǎn)600噸規(guī)模的纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)中試設(shè)施。
生物柴油作為一種優(yōu)質(zhì)的生物液體燃料,,是我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的一個發(fā)展方向,,目前上處于試驗研究及小規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用。存在的主要問題是成本過高,。利用廉價原料和提高轉(zhuǎn)化率是生物柴油市場化的關(guān)鍵,我國應(yīng)重點(diǎn)研究以可再生含油植物為原料制備生物柴油,??萍疾恳詫⑸锊裼图夹g(shù)列入十一五國家863計劃和國際科技合作計劃。
此外,,生物質(zhì)致密成型,、生物質(zhì)裂解與干餾技術(shù)也取得了進(jìn)展。
目前,,可以采用如下方法利用生物質(zhì)能:一是熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù),,獲得木炭焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品,分為高溫干餾、熱解,、生物質(zhì)液化等方法,;二是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法,主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下,,生成沼氣,、酒精等能源產(chǎn)品;三是利用油料植物所產(chǎn)生的生物油,;四是直接燃燒技術(shù),,包括爐灶燃燒技術(shù)、鍋爐燃燒技術(shù),、致密成型技術(shù)和垃圾焚燒技術(shù)等,。從技術(shù)成熟性上看,目前我國生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于國際先進(jìn)水平,,而生物燃油特別是生物乙醇的研發(fā),、示范也取得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗。
熱解氣化技術(shù),。目前全國已經(jīng)建設(shè)推廣了100多個示范工程,。生物質(zhì)發(fā)電在我國已經(jīng)有40年的歷史,其主要原料是稻殼和谷殼,,且主要用于大米加工廠,。由于發(fā)電規(guī)模小,經(jīng)濟(jì)效益差,,發(fā)展緩慢,,發(fā)電規(guī)模一直維持在60~200kW。
直接燃燒技術(shù),。成型燃料熱性能優(yōu)于木材,,與中質(zhì)混煤相當(dāng),而且點(diǎn)火容易,,便于運(yùn)輸和貯存,,可作為生物質(zhì)氣化爐、高效燃燒爐和小型鍋爐的燃料,。
目前我國生物質(zhì)能源開發(fā)存在多種問題,。首先,新技術(shù)開發(fā)不力,,利用技術(shù)單一,。生產(chǎn)酒精、熱解液化,、直接燃燒的工業(yè)技術(shù)和速生林的培育沒有突破性的進(jìn)展,。其次,由于資源分散,收集手段落后,,我國的生物質(zhì)能利用工程的規(guī)模很?。粸榻档屯顿Y,,大多數(shù)工程采用簡單工藝和簡陋設(shè)備,,設(shè)備利用率低,轉(zhuǎn)換效率低下,。最后,,相對科研內(nèi)容來說,投入過少,,使得研究的技術(shù)含量低,,多為低水平重復(fù)研究,最終未能解決一些關(guān)鍵技術(shù),。
另外也存在一些消極因素影響生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。第一,在現(xiàn)行能源價格條件下,,生物質(zhì)能源產(chǎn)品缺乏市場竟?fàn)幠芰?,投資回報率低挫傷了投資者的投資積極性,而銷售價格高又挫傷了消費(fèi)者的積極性,。第二,,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)范,市場管理混亂,。第三,,目前,有關(guān)扶持生物質(zhì)能源發(fā)展的政策尚缺乏可操作性,,各級政府應(yīng)盡快制定出相關(guān)政策,,如價格補(bǔ)貼和發(fā)電上網(wǎng)等特殊優(yōu)惠政策。第四,,民眾對于生物質(zhì)能源缺乏足夠認(rèn)識,,應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)常識的宣傳和普及工作。第五,,政府應(yīng)對生物質(zhì)能源的戰(zhàn)略地位予以足夠重視,,開發(fā)生物質(zhì)能源是一項系統(tǒng)工程,應(yīng)視作實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)工程,。
生物質(zhì)能前景分析
生物質(zhì)能源有著較為廣闊的發(fā)展前景。
首先,,我國林業(yè)生物質(zhì)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,能夠規(guī)?;嘤玫膯坦嗄緲浞N有10多種,。
其次,可以利用邊際性土地種植非糧能源作物,。據(jù)專家介紹,,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(yè)植物種植的土地,。按這些土地的20%利用計算,,每年約生產(chǎn)10億噸生物質(zhì),每年至少可產(chǎn)酒精和生物柴油約1億噸,。
第三,,我國農(nóng)林業(yè)的廢棄物都可作為生物能源原料。我國每年生產(chǎn)糧食5億噸,,產(chǎn)生秸稈近7億噸,,這都可以成為生物能源的主要原料。此外,,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的畜禽糞便,,森林中的枯枝腐葉,城市的工業(yè)有機(jī)廢棄物,,城市生活中廢棄的廚余垃圾,、泔水等等,所有的有機(jī)物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化為生物能源,。
根據(jù)生物質(zhì)能資源可獲得量,,假設(shè)能源植物部分(制生物燃油)按2020年、2030年,、2050年分別取可獲得量的30%,、50%、70%的利用率(綜合考慮市場需求,、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和政策等因素)計算,;其他資源主要用于生物質(zhì)發(fā)電,按2020年,、2030年,、2050年分別取可獲得量的20%、40%,、60%的利用率計算,,發(fā)電效率按20%計算,。那么到2050年我國生物質(zhì)能資源可開發(fā)量接近10億tce,其中能源植物(制生物燃油)3.6億tce,,占到了30%以上的份額,。
預(yù)計,到2050年生物質(zhì)發(fā)電量可達(dá)到5900億kWh,,按當(dāng)量值計算相當(dāng)于0.72億噸標(biāo)準(zhǔn)煤按等價值計算相當(dāng)于替代了2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(占當(dāng)年能源需求總量的4.4%),。生物燃油的意義更為重大,到2020年,、2030年,、2050年分別貢獻(xiàn)了我國石油需求的6.8%、14.2%,、30.2%可為我國的石油安全提供強(qiáng)有力的支持,,也將為推動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到巨大的作用。
國家發(fā)展改革委編制的生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展十一五規(guī)劃如下:
突出區(qū)域特色,、技術(shù)創(chuàng)新和節(jié)能環(huán)保,,加快培育我國生物能源產(chǎn)業(yè)。
1.能源植物,。充分利用荒草地,、鹽堿地等,以提高單產(chǎn)和淀粉含量,、降低原料成本為目標(biāo),,培育木薯、甘薯,、甜高粱,、菊芋等能源專用作物新品種。以黃連木,、麻瘋樹,、油桐、文冠果,、光皮樹,、烏桕等主要木本燃料油植物為對象,選育一批新品種,,促進(jìn)良種化進(jìn)程,;積極培育與選育高熱值、高產(chǎn),、速生的喬木和灌木樹種,,以及高含油率、高產(chǎn)的油脂植物新品種(系),,建立原料林基地,;改進(jìn)沙柳,、檸條等沙生灌木資源培育建設(shè)模式,提高灌木資源利用率,,建立沙生灌木資源培育示范區(qū)。積極研制一批基因工程油用植物新品種,。
2.燃料乙醇,。支持以甜高梁、木薯和菊芋等非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇,,加快以農(nóng)作物秸稈和木質(zhì)素為原料生產(chǎn)乙醇技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范,,實現(xiàn)原料供應(yīng)的多元化;優(yōu)化燃料乙醇生產(chǎn)工藝,,降低水耗,、能耗和污染,降低生產(chǎn)成本,,提高綜合效益,;逐步擴(kuò)大燃料乙醇生產(chǎn)規(guī)模和乙醇汽油推廣范圍。
3.生物柴油,。支持以農(nóng)林油料植物為原料生產(chǎn)生物柴油,,加強(qiáng)清潔生產(chǎn)工藝開發(fā),提高轉(zhuǎn)化效率,,建立示范企業(yè),,提高產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。開發(fā)餐飲業(yè)油脂等廢油利用的新技術(shù),、新工藝,。加快制訂生物柴油技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。加速我國生物柴油產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。
4.生物質(zhì)發(fā)電和供熱。加快研制大型高效生物質(zhì)連續(xù)氣化裝置,,開發(fā)生物質(zhì)燃?xì)飧咝艋夹g(shù),,積極開展秸稈、木屑等農(nóng)林廢棄物直燃和氣化發(fā)電示范工程,,大力支持以灌木林和柳樹等燃值高的速生能源植物為原料的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)示范,;加大規(guī)模化沼氣技術(shù)開發(fā)力度,,大力發(fā)展集約化專業(yè)養(yǎng)殖場沼氣工程,、利用有機(jī)廢棄物的大型工業(yè)沼氣工程,建設(shè)一批高技術(shù),、高水平的沼氣發(fā)電供熱供氣示范工程,。加強(qiáng)戶用沼氣池,、特別是秸稈為原料的沼氣池的技術(shù)開發(fā),大力普及農(nóng)村沼氣,。
5.生物質(zhì)致密成型燃料,。積極發(fā)展生物質(zhì)致密成型燃料技術(shù),鼓勵利用農(nóng)作物秸稈,、林木剩余物,,加工致密成型燃料,為農(nóng)村,、林區(qū)提供使用方便,、清潔環(huán)保、燃燒效率高的能源,,減少農(nóng)村燃料消耗對林木等植被的破壞,。