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事实上,多年来,生物燃料作为一种新型能源一直被多国广为探索。不久前,中国商用飞机有限责任公司也携手波音公司进军航空生物燃料研发高地,双方成立节能减排技术中心,寻求提炼航空燃料的妙方。
而在这方面,英国算得上是佼佼者之一。早在2008年,英国的维珍大西洋航空公司就进行了首次使用生物燃料的航空飞行。这次飞行的机型是波音747,航程从伦敦到阿姆斯特丹,在一个飞机引擎中添加了20%的生物燃料,其原作物是椰子和巴西棕榈树。
生物燃料是当前全球应对气候变化讨论中的一个热点话题。如今,英国作为积极应对气候变化的国家,非常重视推动生物燃料的发展,在政策、商业、科研等方面都做了大量工作。虽然全球整个生物燃料市场的前景还面临一些争论,但英国的生物燃料产业仍在稳步发展。
1、用废弃食用油换乘车打折卡
据统计,在2009/2010财年英国车辆所使用的生物燃料中,约71%是生物柴油,约29%是生物乙醇,还有很小一部分的生物甲烷。
目前,一些英国公司正在通过国际合作发展生物燃料。例如英国石油公司与美国Martek生物科学公司签署了合作协议,共同开发把糖分转变为生物柴油的技术。英国“太阳生物燃料”公司前几年曾在非洲大量投资,购买土地种植麻风树,以便从麻风树果实中提炼生物燃料。
在英国国内,一些公司通过回收废弃食用油来生产生物燃料。例如英国最大的公交和长途公共汽车运营商STAGECOACH就有这样一个项目,该公司向居民发放免费容器盛装废弃食用油,居民以此换取乘车打折卡,所收集的废油被送到一家能源公司制成生物柴油,供STAGECOACH公司的部分车辆作为燃料使用。
虽然生物燃料现在还主要应用于车辆,但英国一些航空公司已率先进行了航空业使用生物燃料的探索。例如“维珍大西洋”公司在2008年进行了全球首次使用生物燃料的试飞,在一架波音747客机的一个引擎中加入了20%的生物燃料,从伦敦飞到了阿姆斯特丹。
2、科学界热衷生物燃料
据介绍,英国科学界非常热衷于研究生物燃料,相关研究走在世界前列。有些研究关注如何降低生物燃料的成本,如帝国理工学院等机构研究人员在《绿色化学》上报告说,用木材制造生物燃料时常需要将木材粉碎成很小的颗粒,这个过程需要消耗不少传统能源,估计每粉碎一吨木材需消耗约8英镑的能源。但如果在粉碎过程中加入某种离子液体作为剂,可以把这个环节所消耗的能源量降低80%,把粉碎每吨木材消耗的能源成本降低到约1,6英镑。据估算,最后得到的生物乙醇的价格有望因此降低1 O%。
除成本研究外,还有些研究在探索使用不同的原材料来生产生物燃料。使用甘蔗、玉米等农作物来制造生物燃料常被指责与民争粮、与粮争地,但如果使用通常废弃的秸秆等部位来制造生物燃料就可以避免这个问题。秸秆的主要成分是纤维素,如何分解纤维素一直是个难题。
英国约克大学等机构的研究人员在美国《国家科学院学报》杂志上说,他们从真菌中发现了一种名为G H61的酶,它能够在铜元素的帮助下以较高的效率分解纤维素,使其降解为乙醇,然后用以制造生物燃料。
此外,树木枝干和许多植物的茎秆中还含有许多通常难以分解的木质素,英国沃里克大学等机构研究人员在《生物化学》杂志上说,一种红球菌能分泌一种具有分解木质素能力的酶。这种红球菌可以大量培养,因此也可以用于分解植物茎秆制造生物燃料。
3、民众自制生物燃料
尽管生物燃料在英国获得商界及科学界人士的“全方位”支持,但对于大部分英国民众来说,是否在开车时使用生物燃料仍取决于它的价格,单纯出于环保目的而使用生物燃料的人群毕竟还是少数。
对于使用柴油发动机的汽车来说,许多车辆不需要改装就可以烧生物柴油,而现在英国一些加油站出售的柴油价格在每升1.4英镑左右,有公司出售的生物柴油售价在1.25英镑左右,但每升生物柴油能驱动车辆行驶的距离通常低于传统柴油,因此消费者往往会随着油价的波动和性价比的变化,选择是否使用生物燃料。
有意思的是,有些具备相应知识的英国民众还自制生物燃料,这样会比买油便宜得多。
根据英国《每日电讯报》报道,萨默赛特郡的詹姆斯。莫菲就是这样一个例子。他从两家餐厅购入废弃食用油,每升只需1 O便士;在筛去渣滓后,向其中加入甲醇和氢氧化钠等化学物质,经过加热和沉淀等过程,就能得到自制的生物柴油。
他说,自己开车每月消耗150升生物柴油,制造这些生物柴油的成本是每升约18便士,这比市场价格要便宜得多。根据英国税务海关总署的规定,民众每年自制生物柴油2500升以下无需交纳任何费用。因此,像莫菲这样自制生物柴油的民众可以给自己省下一大笔钱。
4、政府稳步推进
在英国能源与气候变化部201 1年的《英国可再生能源路线图》中,有关机构专门列出了有关生物燃料的目标。其中提到,在2009/201 0财政年度,英国道路上行驶的车辆使用生物燃料的比例占道路交通所用总燃料的3,33%,这个比例在近几年一直处于增长之中,英国计划到2014年将其提高到5%。
由于生物燃料主要用于供给车辆,英国交通部也参与了相关管理工作,负责《可再生交通燃料规范》的实施。根据这项法规,英国每年销售量在45万升以上的燃料供应商必须使生物燃料等可再生能源在其销售量中达到一定比例,如果自身销售的生物燃料达不到相应比例,则需要花钱从其他超额完成任务的燃料供应商那里购买相应份额。
这个比例是逐年上升变化的,目前的指向是前面提到的在2014年5%的目标。客观地说,这是一个稳健的目标,每年的上升幅度不大,显示出英国政府稳步推进生物燃料发展的态度。
此外,英国政府还对生物燃料的标准进行了规定,即与传统化石燃料相比至少能减排温室气体35%以上,并且原料产地的生物多样性不能因为生产生物燃料而受到影响。这是为了让生物燃料能够切实起到保护环境的效果。
5、前景还不明朗
需要说明的是,英国的生物燃料虽稳步发展,但仍称不上达到“快跑”的程度。
一方面,英国商界虽然在发展生物燃料方面做出了诸多探索,但并没有出现特别明显的增长,一些项目还遇到了问题。比如有报道称太阳生物燃料公司在非洲某些国家的项目已经终止,维珍大西洋公司虽然率先探索在飞机上应用生物燃料,但现在全球已有多家航空公司实现了使用生物燃料的商业化飞行,而维珍大西洋公司却没有太多进一步的消息。这可能与联合国气候变化谈判结果波动和全球生物燃料市场本身的前景也还面临一些争论有关。
摘 要:进入21世纪以来,能源危机逐步加重和新能源的开发等问题倍受世界各国所关注。随着石油能源的日益减少和环境的不断恶化,寻求对环境友好的新能源,走可持续发展道路已引起各国的普遍重视。能源危机加剧的趋势迅速将生物能源推向前台。开始扮演“后石油时代”的新角色~~过渡型配合能源。生物能源发展前景无限,世界各国纷纷加快产业步伐。因此,从生物中获取能源的技术成为各国研究的重点。本文把生物燃料分为燃料乙醇和生物柴油两部分来叙述,对其应用前景作简要分析。
关键词:生物燃料燃料乙醇生物柴油
一、燃料乙醇的应用前景
将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后,成为变性燃料乙醇。它不是一般的酒精,而是其加工产品,是可加入汽油中的品质改善剂。车用乙醇汽油是在汽油中混合一定比例的变性燃料乙醇而形成的一种新型混合燃料,又称汽油醇。乙醇的混合量为10.0%(体积分数)。例如,在北美可使用5%―10%乙醇汽油,而交通工具的发动机和燃油系统略加调整即可。另外,乙醇既可以与汽油混合使用,又可以作为特殊燃料用于专用发动机。
燃料乙醇在20世纪初产生,因为石油的大规模应用而遭到淘汰。但是,由于农作物生产过剩和石油危机爆发,促使人类重新应用该技术。在人们近十几年的研究、发展过程中,生物质酶水解和发酵制取燃料乙醇的技术已经取得了很大的进步,工艺路线基本成熟,具备了大规模生产的条件,且生产成本也已经降低50%以上。
例如,在20世纪80年代初,美国开始推广车用乙醇汽油,美国的乙醇需求量估计为13亿加仑(1美加仑=3.785L),约占全美汽油燃料消耗量的1%。巴西是世界上最大的甘蔗生产国,于1975年开始推行“国家乙醇生产计划”,是世界上唯一不以纯汽油作为汽车燃料的国家,到20世纪末使用纯乙醇的汽车销售量达450万辆。此外,德国、加拿大、新西兰、瑞典、澳大利亚、印度尼西亚、菲律宾等也都对用谷物生产乙醇燃料十分重视,展开了各种各样的开发研究工作。
1997年,世界范围内的低油价及乙醇汽油补贴的逐渐减少,减小了乙醇产品的盈利性,纯乙醇车的销售量几乎降至为零。
总体来说,生物燃料乙醇是绿色的可再生能源,负面效应可通过技术措施得到控制,发展生物燃料乙醇有益于保护环境和实施可持续发展战略。美国政府有文件显示,通过年产450万吨生物乙醇,可创造20多万个就业机会,每年为GDP增加农村居民生活水平,带动农村及周边区域的经济发展,为振兴日益萧条的美国农村经济发挥了重要作用。在我国,通过发展生物燃料乙醇产业,千千万万的农民将能增加收入,生活福利将得到提高,他们是最大的直接受益群体;产业发展将提供几万到几十万个新的就业机会,带动农村及周边区域经济发展,增加国家及地方税收,还将有助于建立有效的存粮调控体系并减轻国家解决存粮的巨大财政负担。总之,发展以粮食为原料的生物燃料乙醇产业具有很好的经济效益,利国利民。
二、生物柴油应用前景
生物柴油作为生物质能源最重要的、可再生液体燃料之一,具有能量密度高、性能好、储存安全、抗爆性好、燃烧充分等优点,是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料。特别是我国作为油料,尤其是柴油消耗大户,各种类型的民用、军用舰船及地面用油装备广泛使用各种牌号的柴油。因此,在我国推广应用生物柴油,对于我国石油行业的发展建设和综合实力的增强也具有十分重大的现实意义,必将产生深远的影响。
通过对生物柴油结构组成的分析及与普通石化柴油的比较不难发现生物柴油具有以下优点:
(1)较好的低温启动性能
十六烷值高的柴油,发火性能好,启动时在气缸内温度较低的情况下也能发生自燃。所以十六烷值高的柴油,启动性能较好。在试验过程中发现,在无添加剂的情况下,其自身的冷滤点可以达到一20℃。
(2)较好的性
生物柴油具有较高的运动粘度,在不影响燃油雾化的情况下,更容易在气缸内壁形成一层油膜,从而提高运动机件的性能,降低喷油泵、发动机泵和连杆的磨损率,延长使用寿命。
(3)较好的安全性
生物柴油的闪点在110℃以上,而石化柴油的闪点一般不超过60℃ 。所以,生物柴油在运输、储存和使用过程中比石化柴油具有更高的安全性。
(4)良好的燃烧性
由于生物柴油分子本身含氧,所以在燃烧过程中对外部氧的需求量比石化柴油少,因此,在发动机进气量不变的前提下,可以向气缸内喷入更多的生物柴油,以抵消因生物柴油热值低于石化柴油而导致的功率下降,使柴油机的动力性能基本保持与使用石化柴油时的水平相同。根据对生物柴油和石化柴油的对照性试验研究,发现在不同的发动机转速条件下,生物柴油的热效率比石化柴油的热效率高5%~8%,两者在发动机功率上并没有太大的差异。
(5)具有可再生性
作为可再生能源,与石油不同,生物柴油可以通过农业生产和生物科学家的努力,使其供应量不会枯竭。
(6)具有良好的环保性能
主要表现在生物柴油中含硫量比较低,使得二氧化硫和硫化物的排放量低,可以减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于石化柴油。检测表明,与普通石化柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的致癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与石化柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性也比较高。
1993年我国成为石油净进口国以来,石油进口量以每年4%的速度增长,我国石油对外依存度从1995年的7.6%增长到2000年的33.8%。2003年我国进口9100万吨原油,比2002年增长31%。我国对柴油的需求量相当大,是目前国内应用最广泛的油料,但是随着用量的进一步扩大和石化柴油本身的不可再生性,使得人们不可能无限制的使用。因此,发展生物柴油这种可替代能源是解决问题的有效办法。就我国的情况来看,国内的能源市场还没有很好地与世界市场融合,还受着政府有关政策的约束。我国消费者所受到的保护比现代工业国家的消费者要多,因此对于世界石油市场价格突变的防御能力较强,但是作为一个国家整体受进口石油成本的影响并不比别的国家少。以当前的进口水平计,国际市场每单位石油上涨1美元会导致我国每年的石油进口成本新增10亿美元。因石油价格上涨,我国2005年比2004年多花了150亿美元用于石油进口。严峻的形势要求我们大力推广生物柴油技术,以满足市场需求,同时为环保事业做出贡献。
在本文中,我们可以了解到,目前世界各国都在努力发展生物柴油和燃料乙醇,并取得了很大的成绩,但是仍然面临生产成本过高、原料来源不稳定、市场风险大、关键技术瓶颈等难题。而且我国纤维素原料的催化技术及生物柴油的生产标准都还不完善。生物质能源开发利用还有很长的路要走。
参考文献:
[1]孟凡清等.生物柴油的制备研究[J].化学世界,2004,(7):359.
[2]梁 斌.生物柴油的生产技术[J].化工进展,205,24(6):577.
一、国内生物燃料产业发展现状及存在的主要制约因素
(一)国内生物燃料产业发展现状
1、燃料乙醇开始规模化应用
“十五”期间,我国在黑龙江、吉林、河南、安徽4省,分别依托吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生化股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司四家企业建成了四个燃料乙醇生产试点项目进行定点生产,初步形成了现有国内燃料乙醇市场格局。到2007年,我国燃料乙醇产能达160万吨,四家定点企业产能达144万吨。值得注意的是,为不影响粮食安全并改善能源环境效益,我国已确定不扩大现有陈化粮玉米乙醇生产能力的政策,转向以木薯和甜高粱等非粮作物为原料生产燃料乙醇,并开始商业化生产。目前,广西木薯乙醇项目的生产能力超过20万吨,2008年全国燃料乙醇总产量达172万吨。此外,生物液体燃料也已开始在道路交通部门中初步得到规模化应用,我国燃料乙醇的消费量已占汽油消费量的20%左右,在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、河北、山东、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。
2、生物柴油步入快速发展轨道
自2002年经国务院批示,国家发改委开始推进生物柴油产业发展以来,生物柴油年产量由最初的1万吨发展到现在的近20万吨,总设计产能约200万吨/年,生物柴油被纳入《中华人民共和国可再生能源法》的管理范畴。2008年,为鼓励和规范生物柴油产业发展,防止重复建设和投资浪费,根据生物燃料产业发展总体思路和基本原则,结合国家有关政策要求及产业化工作部署与安排,国家发改委批准了中石油南充炼油化工总厂6万吨/年、中石化贵州分公司5万吨/年和中海油海南6万吨/年3个小油桐生物柴油产业化示范项目。截止目前,我国生物柴油产业已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司等民营公司、外资公司以及中粮集团、航天科工集团和三大石油集团共同参与的格局。
(二)生物燃料产业发展需突破的主要制约因素
目前,我国生物燃料产业的快速发展还面临许到原料资源供应、产业发展的技术瓶颈、商业化应用市场和政策、市场环境不完善等制约因素。
1、原料资源供应严重不足
无论是燃料乙醇还是生物柴油都面临着“无米下锅”。
从燃料乙醇看,如果完全用玉米来生产,按照1∶3.3 比例计算,2020 年将达4950 万吨,加上其他工业消费对玉米需求的增长,未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求,而且随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格的不断上涨,玉米燃料乙醇的发展可能威胁到我国粮食安全,因此完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。
从生物柴油看,国内仅有的几个项目都是以地沟油、植物油脚等废弃油脂做原料,而全国一年的废弃油脂也只有600―700万吨,其中相当比例还要用于化工生产,每年可供生物柴油企业利用的废弃油脂不足50 万吨。按照1.2 吨废弃油脂生产1 吨生物柴油计算,40 多万吨废弃油脂能满足的产能只有30 多万吨。目前,我国很多企业处于部分停产或完全停产状态,行业发展陷入了困境。
2、产业发展中的技术、标准瓶颈制约
目前,我国生物质能产业发展尚处于起步阶段,产业发展中的生产技术、产品标准、生产设备等问题已成为阻碍生物燃料产业快速健康发展的重要问题之一。
从燃料乙醇的发展看,一方面,我国的自主研发能力还比较弱,缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前国内以玉米、木薯等淀粉类为原料的生产技术已经进入商业化初期阶段,以甜高粱、甘蔗等糖质类为原料基础的燃料乙醇生产技术大多处于试验示范阶段,还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究。而国外以淀粉、糖质类为原料的燃料乙醇生产技术已经十分成熟,并进入大规模商业化生产阶段。此外,我国的纤维素乙醇还处在试验阶段,技术还有待完善,尤其是如何降低纤维预处理和纤维酶的成本,高效率的发酵技术等方面,总体而言与国外发达国家相比差距较大。另一方面,国内还缺乏以不同生物质为原料的燃料乙醇相关产品和技术标准。尽管我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇(GB18350-2001)和车用乙醇汽油(GB18351-2001)两项强制性国家标准,在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准(ASTM);但上述标准主要是基于淀粉类原料而制定的,而制备燃料乙醇的原料种类较多且生产工艺也大不相同,在某些技术指标上也会有所差异,单一基于淀粉类原料制定的标准在一定程度上制约了我国燃料乙醇产业的快速发展。
从生物柴油的发展看,我国主要采用化学酯化法生产生物柴油,已形成较完备的技术体系和方法,但由于酯化过程要进行水洗、除渣、酯化、分离、蒸馏、洗涤、干燥、脱色等一系列过程,因此,转化率低,成本较高,而且产品质量难以保障。此外,虽然我国在2007年颁布了《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)国家标准》(GB/T20828-2007),但由于生物柴油的酸度、灰分、残炭均高于石油类柴油,常会以B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用。而我国至今没有B5或B20标准,更没有对生物柴油企业的生产设计和运行进行技术规范,生物柴油质量难以保证,导致难以进入中石油、中石化的销售终端,大量生物柴油卖给企业用作烧锅炉等用途,极大地制约了我国生物柴油产业的快速健康发展。
3、生产成本过高,商业化应用缺乏市场前景
从燃料乙醇看,目前,除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外,其他国家燃料乙醇的成本都比较高,而我国燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、转化率低等因素影响,燃料乙醇的生产成本更高;从生物柴油看,在原料价格高峰时,生物柴油的生产成本是每吨接近7000元,而售价是6000元左右。因此,不依靠政府补贴,大规模的商业化应用缺乏市场前景。
4、政策法规和市场环境尚需改进
虽然我国在2005年2月28日通过了《可再生能源法》,并于2007年8月出台了《可再生能源中长期发展规划》,但主要是以利用再生能源发电作为目标和重点的,缺乏对包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料开发利用的明确性规定。另外,在生物燃料产业发展方面缺乏利用税收减免、投资补贴、价格补贴、政府收购等市场经济杠杆和行政手段促进发展的政策性法规;而且,部分出台的优惠政策行业内企业很难享受。此外,我国生物燃料产业的市场化竞争和运作环境也有待进一步完善。
二、我国生物燃料产业发展的路线图
(一)发展目标
按照因地制宜、综合利用、清洁高效的原则,合理开发生物质资源,以产业发展带动技术创新,通过加强生物质的资源评价和规划,健全生物燃料产业的服务体系,包括完善科技支撑体系,加强标准化和人才培养体系建设,完善信息管理体系等途径促进生物燃料产业的发展,实现生物燃料产业发展从追赶型到领先型的转变。到2020年,燃料乙醇年利用量达1000万吨,生物柴油年利用量达200万吨,年替代化石燃料1亿吨标准煤。
(二)发展路线
近期(2011―2015年):在燃料乙醇方面,应维持玉米乙醇、小麦乙醇的现有发展规模,继续提高玉米乙醇、小麦乙醇项目的生产效率;重点发展木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮淀粉类燃料乙醇;努力完善木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮燃料乙醇的生产工艺,提高生产经济性;进行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖类原料的直接发酵技术的示范;同时,加大纤维素遗传技术研发力度,争取在纤维素酶水解技术上有所突破;开展抗逆性能源植物的种植示范。在生物柴油方面,仍将维持以废弃油脂为主,以林木油果等为辅的原料供给结构;开展高产木本油料种植技术研究;开展先进酯化技术示范;制定生物柴油技术规范和B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用的产品标准,并建立国家级的质量监测系统。
中期(2016―2020年):在燃料乙醇方面,加大以甜高粱等糖类作物为原料的燃料乙醇的产业化利用,应用耐高温、高乙醇浓度、高渗透性微生物发酵技术,采用非相变分离乙醇技术;戊糖、己糖共发酵生产乙醇技术实现突破,纤维素乙醇进入生产领域;耐贫瘠能源作物在盐碱地、沙荒地大面积种植,提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技术成功,燃料乙醇在运输燃料中起到重要作用。在生物柴油方面,大力开发以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油,高产、耐风沙、干旱的灌木与草类规模化种植技术取得突破;高压醇解、酶催化、固体催化等生物柴油技术广泛应用。
远期(2020年以后):在燃料乙醇方面,燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高热值产品(如丁醇等);植物代谢技术取得突破,减少木质素含量提高纤维素含量,大规模生产木质纤维类生物质燃料乙醇的工业技术开发成功并实现产业化。在生物柴油方面,以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油的生产工艺不断成熟且生产经济性不断提高,规模不断扩张;工程微藻法技术逐步完善并走向成熟且实现产业化。
三、促进我国生物燃料产业发展的保障措施
(一)统一思想,合理规划,有序推进
向全社会广泛宣传发展生物燃料产业的重要意义,切实提高对发展生物燃料产业重要性的认识,把生物燃料产业的发展提高到国家经济和社会发展的战略高度予以考虑。同时,要借鉴先发国家在生物燃料产业发展过程中的经验和教训,仔细分析生物燃料产业发展过程中可能会出现的问题。此外,各地区也要按照因地制宜、统筹兼顾、突出重点的原则,做好生物燃料产业发展的规划工作,根据生物质资源状况、技术特点、市场需求等条件,研究制定本地区生物燃料产业发展规划,提出切实可行的发展目标和要求,充分发挥好资源优势,实现生物质能的合理有序开发,走出一条具有中国特色的生物燃料产业发展路径。
(二)开展资源评价,发展能源作物
必须通过生物质资源的调查和评价工作,搞清各种生物质资源总量、用途及其分布,为发展生物燃料产业奠定良好基础。一是开展调查研究,做好资源评价。二是在生物质资源普查与科学评价基础上,制定切实可行的能源作物发展规划,以确定在什么地方具有大规模种植何类能源作物的条件。在不毁坏林地、植被和湿地,不与粮争地,不与民争粮的原则下,调整种植业比例,优化种植结构,根据主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状,科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区,规划建设一批能源作物种植基地,为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。
(三)加大生物燃料产业前沿技术研究和产业化示范工作
必须要坚持点面结合、整体推进的原则,将近、中远期目标相结合,并结合我国生物质资源特点,加大对生物燃料产业前沿技术和技术产业化研究的支持力度。一是制定生物燃料产业发展的技术路线图,通过政府、企业和研究机构的共同工作,提出中长期需要的技术发展战略,有利于帮助企业或研发机构识别、选择和开发正确的技术,并帮助引导投资和配置资源。二是加强生物燃料产业技术的试点和产业化示范工作,设立生物燃料产业研究发展专项资金,增加研究开发投入,加大生物燃料产业技术的研发力度,加快推进生物燃料产业技术的科技进步与产业化发展。三是重视生物燃料产业技术和产品的标准体系建设,制定生物燃料产业技术和产品标准,发挥标准的技术基础、技术准则、技术指南和技术保障作用,并建立国家级的质量监测系统加强市场监督工作,促进生物燃料产业的健康发展。
(四)加强财政、税收和金融政策的引导和扶持
一是可以给予适当的财政投资或补贴,包括建立风险基金制度实施弹性亏损补贴、对原料基地给予补助、具有重大意义的技术产业化示范补助和加大面对生产生物燃料产品企业的政府采购等措施,以保证投资主体合理的经济利益,使投资主体具有发展生物燃料项目的动力。二是加大对投资生物燃料项目的税收优惠,包括对投资生物燃料项目的企业实行投资抵免和再投资退税政策,对生产生物燃料产品的企业固定资产允许加速折旧,对科研单位和企业研制开发出的生物燃料新技术、新成果及新产品的转让销售在一定时期可以给予减免营业税和所得税等措施,以鼓励和引导更多的企业重视、参与生物燃料产业发展。三是积极引导金融资本投向生物燃料产业,包括对生物燃料龙头企业实施贷款贴息,支持有条件的生物燃料企业发行企业债券和可转换债券,支持符合条件的生物燃料企业以现有资产做抵押到境外融资以获得国际商业贷款和银团贷款,鼓励和引导创业投资增加对生物燃料企业的投资等措施,鼓励以社会资本为主体按市场化运作方式建立面向生物燃料产业的融资担保机构,以降低生物燃料企业的融资成本,扩充和疏通生物燃料企业的融资渠道。
(五)加强部门间合作,建立产业服务配套体系,完善市场体系建设
一是建设和完善服务保障体系。整合资源,建立和完善产业服务配套体系,针对生物质资源分布广、收集运输难等问题,建立生物质资源收集配送等产业服务体系;积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织,建立生物质原料生产与物流体系;尽快建立完善生物燃料产业技术的推广服务体系、行业质量标准和产品检测中心等配套服务体系,加强生物燃料产业技术、管理人才队伍的建设。二是必须尽快开发具有自主知识产权的生物燃料产业的国产设备,重点开发有利于生物燃料产业发展的装备设计与制造技术,包括大型专用成套设备和成熟的生产工艺路线。三是完善市场体系建设。要通过市场带动,积极发展上下游企业和相关配套产业,整合资源,优化结构,建立完善的市场体系。
1.据国际可再生能源组织的预测,地下石油、天然气及煤炭的储量,按目前的开采利用率计算仅够使用60年左右,因此,秸秆类生物质能源,是未来再生能源的一个重要发展方向。随着世界性的能源匮乏,生物质再生能源的市场需求和利润空间将不可估量。2.从秸杆资源总量看,广大农村和乡镇的各种秸秆产量大、范围广。据统计2006年我国农作物秸秆的产量达7亿吨,主要包括玉米、小麦、棉花、水稻、大麦和油料等农作物秸秆,其中包括玉米秸秆总量约占全世界总量的20%-30%,秸秆经过热压成型达到一定的密度后再燃烧,可提高燃烧温度和热利用率,节省了时间,减少环境污染,可使秸秆成为高品位的能源产品。
产品概括:
一、 生物质燃料(秸秆煤炭)的概况:秸杆燃料(即生物燃料)是利用农作物的玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物为原料,经过粉碎、加压、增密、成型,成为小棒状固体颗粒燃料等,压缩碳化成形的现代化清洁燃料,又是新兴的生物质发电专用燃料,也可以直接用于城市传统的燃煤锅炉设备上,可代替传统的煤炭。秸秆燃料成型机 玉米杆压块机 花生壳煤炭压块机 稻草燃料成型机 玉米芯压块成型机 麦草制炭机 大豆杆成型机 树枝秸秆煤成型机 杂草木炭成型机 棉花秸秆压块成型机 树叶秸秆压块机 树皮煤炭成型机 生物质燃料成型机 玉米棒秸秆煤炭成型机二、“秸秆燃料”的特点:生物质成型燃料挥发份高,易析出,碳活性好,易燃,灰分少,点火快,更加节约燃料,降低使用成本。成型后的秸秆炭块,体积小,比重大,耐燃烧,便于储存和运输,体积仅相当于原秸秆的1/30,是同重量秸秆的10-15倍,其密度为0.9-1.4g/cm3,热值可达到3500-5500大卡之间,是高挥发份的固体燃料。其特点明显:1、密度大:每立方米一吨以上,占地少,方便运输和贮存。可用袋装,农村及城镇居民可像采购大米一样购置存放,清洁卫生,取用方便;2、易点燃:只需几分钟便可点燃,火力猛,燃烧充分。3、热值高:通过加入不同的煤化剂配方,可以让块煤和颗粒煤的热值接近天然煤大卡,效果跟原煤一样。4、燃时长:不同配方生产的块煤或颗粒煤,每公斤燃烧时间可达4小时。5、成本低:每吨成本在100~~150元之间.秸秆多的地区无需购买,成本不超过100元。6、利环保:经检测,其含硫量远低于国家标准,是一种环保清洁能源。7、设备最新:我公司设备目前属国内质量第一,设计合理,连续生产不卡机、用电少!8、产量最高:目前国内同类设备我公司最新机械生产产量最高,颗粒直径最大,用途更广泛,是生物质发电厂的急需品! 三、“秸秆燃料”的应用范围:“秸秆燃料”可以代替木柴、原煤、液化气等,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉、生物质电厂等。城市中的采暖、供热以及 宾馆、饭店、洗浴等行业,使用燃煤锅炉不符合环保要求,只能使用燃油锅炉,而燃油的成本高于“秸秆燃料”的三倍之多,给行业造成沉重的经济压力。四、“秸秆燃料”成型后的主要技术参数:密度:800-1400千克/立方米;热值:3700-4500千克;灰分:1-20%;水分≤15%五、燃烧后的废气排放:C0零排放;NO214毫克/立方米(微量);SO246毫克/立方米远低于国家标准,可忽略不计;烟尘低于123毫克/立方米远低于国有标准。六、生物质燃料燃烧后的灰分处理:生物质燃料燃尽率可达96%,剩余4%的灰分可以回收做钾肥,实现了“秸秆燃料肥料”的有效循环。
效益分析:
来源于电的生物燃料
美国加州劳伦斯伯克利国家实验室的科学家史蒂夫・斯格带领他的团队研发出一种高效的生产液体燃料的方法,他们采用一种叫做Ralstonia eutropha的细菌,通过对细菌进行基因工程改造,让其改变了自然状态下的产能方式――自然界中的细菌以氢为能量来源,通过转化二氧化碳合成有机物.科学家重建了该细菌的代谢途径,从工程大肠杆菌等其他细菌中引入生产中链甲基酮的代谢途径,使得细菌的代谢终产物变为十六烷,它非常接近于传统柴油.这一新技术所需要的是氢和可再生电能,而可再生电能可以用太阳能和风能等再生能源产生,也就是说,电燃料整体为可再生和绿色的.这一技术解决了传统生物能源生产过程中的不足,彻底避免了生物燃料与人争粮的窘境,而且其比目前生物能源的生产效率高10倍.这一研究目前离应用还有一定距离,尚处于实验室阶段,不过进展顺利,已获得美国能源高级研究计划署电燃料项目支持的340万美元的资助,这也是能源署高级研究计划署电燃料项目所支持的13个电燃料项目之一.
电燃料,顾名思义,就是细菌等微生物直接利用电能而获取能量生长,并且生产出生物燃料的生产方式,这一方式有了一大改进.传统的生物燃料生产方式都有一个关键的限速步骤,那就是光合作用.无论是一代还是二代生物能源技术,大多数生物燃料能量都是源自植物通过光合作用所转化的太阳能.像是初期玉米和甘蔗中的糖类物质,以及后来的秸秆中的纤维素,说到底,都是由植物本身进行光合作用将太阳能转化为化学能而来的.光合作用对于植物本身来说必不可少,但遗憾的是,光合作用相对来说较为低效,这就导致了生物原料生产周期较长;想要获取储存在植物中的能量特质来生成生物燃料,需要大量的加工步骤.电燃料的生产则成功绕过了光合作用,如果能够突破关键技术,将大大提高生物燃料的生产效率.
改变生物燃料的争粮窘境
除了光合作用的低效,生物燃料还有一个致命的问题,那就是与人争粮.2012年的美国大旱重启了食品与生物燃料之间的斗争――今年美国玉米产量与一个月前的预测相比下降了17%,与去年的产量水平相比下降了13%,每公顷产量可能是17年以来最低.玉米价格已经达到了创纪录新高.而且玉米也是动物饲料的主要组成部分,因此,肉类、牛奶和鸡蛋价格也可能随之攀升.与此同时,全美大约40%的玉米被用来制造乙醇,乙醇生产过程会剩下一些可供喂养动物的东西.然而,如今美国玉米产量的至少四分之一被制成了乙醇,作为燃料使用,这已成为政府的强制要求.但国际粮农组织负责人呼吁“立即暂时中止”这一政府要求,以便将更多的玉米用于食品或饲养牲畜.美国畜牧行业也督促国会暂停要求在汽油中添加乙醇的法律.可以说,自从生物燃料问世,这一问题就一直处于争论的漩涡当中.