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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。
从14下降到151名
发展生物质能符合能源战略
2010年我国已成为全球第一能源消费大国。能源结构调整中将优先发展可再生能源,生物质能由于其多种天然优势已成为可再生能源中发展前景最明朗的能源。国家能源局拟定到2015年生物质发电装机达1300万千瓦,相比2010年底约550万千瓦的生物质装机,年复合增长率约18.77%。
国外产业渐成熟,国内扶持力趋强
生物质能在北欧和美国已得到一定发展。推动其发展的政策体现在价格补贴,投资鼓励和税收优惠等方面。全国范围来看,生物质能相关产业目前仍处在政策引导扶持期。从《可再生能源法修正案》的颁布到产业扶持政策的不断出台,规范和扶持行业有序加速发展的产业政策力度逐渐加大。
大股东独具慧眼,项目储备先行一步
公司控股股东凯迪控股,自2004年开始进军生物质发电市场,先后在国内1500多个县市就绿色能源项目开展了大量的调研工作,并与266个县市签订了生物质原料供应合作框架协议,拿到了最为优质的项目储备。已经成立生物质能项目公司111个,其中23个已经出售给上市公司。目前获准开展项目前期工作(取得路条)的项目达到66个,取得批文的项目32个,建成运行的成熟项目13个。
公司生物质发电项目盈利目前已得到初步验证,后续即将投产的项目采取高温超高压循环流化床,盈利能力更为突出。按电厂全年KPI考核指标7000小时和14%的厂用电率简单测算,在不考虑CDM收益情况下,单个电厂全年正常运行包含增值税返还的净利润约为2700万元(不包含增值税返还情况下净利润约1900万元)。
宽厚护城河,新投产生物质项目盈利突出
公司宽厚的护城河主要在于前期丰富的项目储备,明显的技术优势以及独特的燃料采购模式。在公司具备明显先发优势的情况下,公司所掌握的技术优势将在未来项目盈利中得到逐步体现,而其独特的燃料采购模式也完全排除了中间商利润空间的存在。未来随着上市公司投产的生物质发电项目逐渐增多,以及不断收购控股股东成熟电厂,公司将步入良性发展的快车道,我们看好公司转型生物质能的广阔前景。
风险提示
【关键词】乙醇;生产;性质
0.前言
随着人们对全球性能源危机认识的不断加深及环境保护意识的不断加强,从20世纪70年代中期开始,利用生物技术和可再生资源进行乙醇的工业化生产,并以此作为石油能源的替代物成为各国的研究热点。更重要的是, 乙醇是太阳能的一种表现形式,在整个自然界大系统中,乙醇的生产和消费过程可形成无污染的闭路循环,永恒再生永不枯竭。
1.燃料乙醇在我国的发展情况[1]
早在20 世纪30 年代,美国就开始了燃料乙醇的研究及应用工作[2]。我国以燃料乙醇为代表的生物质液体燃料的发展始于20世纪90年代中期,经历了试点、扩大试点两大阶段。由于燃料乙醇在中国的推广使用还处在初级阶段,产销的各个环节政府行为色彩比较浓,离真正的市场化有很大距离。为了合理的利用资源,国家对燃料乙醇的立项投产非常谨慎,受到严格控制。2004年2月10日,八部委联合下发《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》,在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。
根据统计,2007 年全球生物乙醇产量已达4500 万t,预计2020 年前后将发展到2 亿t,相当于现在世界石油生产量的5%。我国已有吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生物化学股份有限公司、黑龙江华润酒精有限公司4 家燃料生物乙醇生产企业,基础产能132 万t/a。根据国家“可再生能源中长期发展规划”,我国非粮燃料生物乙醇产量在2010 年将达200 万t/a,在2020 年将达1 000 万t/a。
2.燃料乙醇的理化性质及其发展前景
乙醇的分子组成是C2H5OH,无限溶于水,而与烃类燃料的相溶性很差。乙醇的理化性质见表1。乙醇可以单独作为燃料使用,也可以和汽油等混合使用。使用乙醇体积分数为85%与汽油体积分数为15%的混合燃料,而不改变其他条件,与常规汽油相比, 碳氢化合物排放降低5%,氮氧化合物排放减少40%,CO增加约7%[3]。
乙醇的理化性质:
颜色:无色
气味:特殊香味
挥发性:易挥发
溶解性:能与水互溶;也能溶解很多有机物
状态:液体
乙醇热值较低、汽化潜热较高、抗爆性能好、氧含量高, 在少量水存在的情况下还容易产生相分离。
3.结束语
随着乙醇技术的不断完善及工业化的成功运行,纤维素、木薯等将为燃料乙醇的生产提供几乎无限的原料保障。据有关部门统计,目前,全国每年仅农作物秸秆约有7亿吨,其中作为农村燃料消耗2亿吨。若将其余5亿吨用来生产乙醇,可产乙醇7000万吨。加上木材工业下脚料,制糖造纸工业下脚料和城市废纤维垃圾,总计可得乙醇8500万吨,比全国汽油消耗总量还要多[4]。
虽然燃料乙醇在我过的生产水平还处于初级阶段,相关技术和标准还有待于完善。相信随着我国社会经济的不断发展,科技的不断创新,燃料乙醇的应用范围也将由车用乙醇汽油扩展到车用乙醇柴油等更为广泛的领域,从而保证人们在享受高水平生活质量的同时,保护石油等不可再生能源保持可持续发展。■
【参考文献】
[1]龚德词.生物乙醇的生产与发展[J].当代化,2009,(2):178-181.
[2]张以祥,曹湘洪,史济春.燃料乙醇与车用乙醇汽油[M].中国石油出版社,2004,8:13-15.
关键词:农作物;秸秆;固化成型;可行性研究
我国新农村建设方针是“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”。目前,大多数农村都存在秸秆、柴草垛随意堆放和乱烧荒的现象,既不卫生又影响村容整洁,同时还存在安全隐患,与社会主义新农村建设非常不协调。发展秸秆固化加工产业,既可将农作物废弃资源转化为清洁的可再生能源,又能美化净化农村环境。因此,农作物秸秆固化成型燃料产业具有非常广阔的发展前景。经过调研和论证,嘉荫县发展农作物秸秆固化成型燃烧产业有着现实而必要的意义。
1 农作物秸秆原料资源丰富
秸秆固化产业有着丰富的原料资源,所有农作物秸秆、稻壳、枝丫、木屑等农林废弃物都可作为固化产业的加工原料。嘉荫县地域辽阔,自然资源十分丰富。有林地366万亩,活立木总蓄积1900万m3,森林覆盖率达75.66 %。有耕地面积122.3万亩,粮食作物以大豆为主,兼种玉米、水稻、小麦、薯类及各种经济作物等,2012年大豆种植面积84.7万亩,玉米种植面积43万亩,水稻10万亩,是我省和国家的重要大豆产区和商品粮生产基地,每年产生大量的农作物秸秆。据统计,嘉荫县年产农林废弃物约100万吨。其中,只有很少一部分秸秆被用作燃料、饲料以及编织等,其余大部分都被废弃于田间地头,或焚烧或丢弃,燃烧产生的烟雾既污染环境又威胁交通安全,同时也极大地浪费资源。如果将这些废弃的秸秆资源进行固化加工,既实现了废弃资源的再利用,又可满足生产、生活的用能需求[1]。
2 农作物秸秆固化成型燃烧用途广泛
嘉荫县位于黑龙江省东北部,小兴安岭北段东麓,黑龙江中游右岸,与俄罗斯隔江相望,属于温带大陆性季风气候区北部。由于地理位置,太阳辐射、大气环流,海陆分布的影响,形成一年四季的气候差异很大,冬季漫长、干燥。冬季最低气温可达零下45 ℃,因此,农作物秸秆固化成型燃烧产业在嘉荫县这样的北方高寒地区具有非常广阔的发展前景。嘉荫县辖区面积6739平方公里,全县人口8.1万人,其中农业人口4.16万人,县辖3镇6乡,73个行政村、5个国营林场,农村用燃料量也相当大,所以农作物秸秆固化成型燃烧技术亟待推广。
农作物秸秆燃料首先可作为生活用能,在嘉荫县推广清洁能源,要满足炊事和取暖需求,而秸秆固化燃料就能同时满足这两种需求,完全解决农村冬季“两把火”的问题。同时,可作为生产用能,既可作为厂矿企业、住宅小区等集中供热单位的供暖锅炉燃料,也可作为生物质发电厂的发电燃料。
3 其燃烧产品污染低
我国约有70 %的煤炭未经过洗选就直接燃烧,二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70 %~80 %,而燃煤产生的二氧化碳又是我国温室气体的主要来源。据测算,燃烧1 t标煤可排放二氧化碳2.2 t、二氧化硫2.1 t、烟尘0.8 t、氮氧化物1.68 t;而燃烧1 t秸秆固化燃料可排放二氧化碳1.5 t,但根据循环原理,可认定为零,排放二氧化硫为0 t、氮氧化物0.8 t、烟尘0.2 t。因此说,应用秸秆固化燃料产生的污染远远低于燃煤产生的污染,对促进低碳农业的发展具有重要作用[2]。
2005年10月嘉荫县被正式命名为国家级生态示范区。作为国家卫生城、国家级园林城、国家文明城、全国特色景观旅游名镇、国家生态示范区,嘉荫富有空气清新,山川秀美的美誉,地貌特征为“八山半水半草一分田”。境内有茅兰沟森林公园、嘉荫恐龙国家地质公园,素有“恐龙之乡”、“黄金之乡”之美称,是新兴的生态旅游县份。良好的空气质量尤为重要,基于农作物秸秆固化成型燃烧产品污染低,所以在嘉荫县开发农作物秸秆固化成型燃烧产业就显得尤为重要。
4 减少对煤炭、天然气等资源的消耗
我国是世界上少数以煤炭作为主要能源的国家之一,嘉荫县境内煤炭资源并不丰富,主要以乌云煤为主,每年在生活用能和生产用能上要消耗大量的煤炭资源。如果在嘉荫县内农村生产生活用能上能逐步应用秸秆固化燃料替代燃煤,则会节约大量的煤炭资源。
5 减轻农民经济负担和劳动强度
近年来,随着煤炭资源的日益枯竭,煤炭价格不断上涨,嘉荫县内农民用于冬季取暖的支出逐年增加,经济负担日益沉重。而应用秸秆固化燃料则可有效减轻农民的经济负担。农民可用自家的农作物秸秆原料与固化燃料生产企业进行交换,既可实现农作物秸秆的充分利用,又能减少用能支出。
参考文献
“杜邦211年的发展历程就很好地诠释了一家企业可持续发展的理念和战略。”杜邦可持续解决方案事业部市场总监王辛说。杜邦二百余年里的发展轨迹就是不断地修正发展思路的历程,以史为鉴,可以给人们提供诸多可持续发展的思考。
主动应对环保危机
杜邦从不回避自己所承担的环保责任。当一个产品一旦证明对环境有害,杜邦就会选择缩短其生命周期并寻找替代品。20世纪80年代后期,杜邦对于环境问题的关注越来越影响公司前沿业务。1988年,美国国家航空航天局(NASA)的科学家证实氯氟烃对臭氧层有破坏作用。当时杜邦生产的氯氟烃占全国销量的一半,占世界氯氟烃供应的25%。杜邦在NASA结果公布后的72小时就宣布停止生产该产品。杜邦一部分科学家对氯氟烃影响臭氧层的数据进行评估,另一部分科学家则开始着手寻找氯氟烃的替代品。1989年底,杜邦为20多种不含氯氟烃的制冷剂申请了专利,并在1990年实现了相关替代品的商业生产。
从1990年开始,杜邦开始在企业内部落实企业环境计划管理流程,在生产链条中,通过减少生产过程中物料和能源的使用量来减少废弃物和有毒物质的排放,并对废弃物进行循环利用,将“循环经济三原则”即减量化原则(Reduce)、再使用原则(Reuse)和再循环原则(Recycle)创新地应用到生产制造过程中。
减量化原则(Reduce)要求用较少的原料和能源投入来达到既定的生产和消费目的,从经济活动的源头节约资源和减少污染。杜邦色宾河工厂是杜邦能耗最高的工厂,为了降低能耗,工厂改造了关键的工艺设备,修复含有跑冒滴漏问题的蒸汽阀门等,为工厂节约了5400亿英国热量单位的能源。从生产源头节约能源,提升工厂的生产效率。
再使用原则(Reuse)指多次或以多种方式使用物品或材料。对于那些未来具有发展前景的产品,杜邦则会想办法延长其寿命,不断开发它的多种应用方式。比如将应用在消防服领域的隔热防火材料改变结构后应用到飞机上,之后再应用到高速列车上。
再循环原则(Recycle)即要求生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源,而不是垃圾。杜邦创新的建筑可对全球范围杜邦15家工厂每年近4万吨的固体垃圾进行处理和提取,由回收生产过程中产生的副产品可以为公司带来220万美元的营收。
“循环经济三原则”在生产流程中的应用使得杜邦在面对环保危机的时候从被动转为主动,有效地提升了生产效率并增加了营收。
杜邦创新的建筑可对全球范围杜邦15家工厂每年近4万吨的固体垃圾进行处理和提取,由回收生产过程中产生的副产品可以为公司带来220万美元的营收。
发展绿色能源
杜邦从黑火药起家,进入化工领域,如今又在第三个百年开始向市场驱动的科学公司转型,从可持续发展的角度向生物质能源和生物基材料领域进军。
谈及生物燃料时,通常想到的农作物是生产乙醇用的玉米,但杜邦已经有技术通过利用玉米的穗轴、叶片和秸秆来生产乙醇,利用纤维质材料提高每英亩的燃料产量,从而减少对食用农作物的使用。而当杜邦发现生物丁醇比乙醇更具发展前景时,2006年杜邦计划与英国石油公司合作开发、生产和销售新一代生物燃料丁醇,用作可再生的运输燃料。两家公司于2007年底在英国市场上推出了生物丁醇,用来逐渐替代汽油作为车用燃料。起先生物丁醇是从粮食作物中制取的,比如谷物、小麦、甜菜、甘蔗和高粱,而杜邦的长远规划则是以谷物秸秆这样的纤维素为原料来制取生物丁醇。
此外,杜邦在“建设可持续的粮食体系”的目标下承诺在全球范围内投入高达百亿美元的研发资金,以满足各地民众在增强营养、可持续发展和安全性方面的需求。对生物技术领域的投资是杜邦在中国农业改革战略的重要组成部分。2012年,杜邦在中国建立分子育种技术中心,该技术中心会利用杜邦先锋称之为高产技术体系(AYTTM) 的专有分子育种模型,可在育种过程中比只用传统方法更早地发现高质量的基因组合,以此开发更加优质高产的农作物种子。
用管理支撑可持续发展
无论是应对环保危机,还是应对未来的发展,杜邦的可持续发展战略得益于三方面的支持。
首先是强有力的领导力。公司领导亲自推行组织变革,将可持续发展和环境保护放在与生产、质量、成本以及其他业务指标同等重要的地位。在杜邦这被称为“有感领导”。“科技能解决一部分问题,但更要的是人的因素。”王辛如是说。
其次是组织架构。可持续发展是杜邦的一项直线责任,融入到每一个部门的绩效指标中。其中有代表性的就是杜邦的“能力中心”。以节能能力中心为例,这是一个虚拟的组织机构,它由一名高层领导作为企业节能文化的倡导者居中协调,与各企业的节能项目负责人以及公司内的能效专家建立明确的沟通渠道。能力中心是储备、沟通、分享全企业的经验和最佳实践的有效载体,可以帮助高层管理人员快速评估各工厂的行动的有效性。