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5时43分,在人们略带紧张的期盼目光中,一架普通的空客A320型飞机带着令人振奋的轰鸣声冲入云霄。7时08分,经过85分钟的飞行,飞机稳稳地降落在跑道上。“飞行过程中动力很足,与使用传统航空燃料没有区别!”步出舷梯,机长刘志敏、周晓青激动地汇报。
“我们成功了!我们生物航煤的质量是世界一流的!”等待多时的中石化领导和工作团队激动地鼓掌欢呼。他们不能不兴奋,因为这标志着中国自主研发生产的1号生物航煤在商业客机首次试飞取得成功,中国成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。由此,中国石化成为国内首家拥有生物航煤自主研发生产技术的企业,开启了生物航煤的新时代。
生物航煤是指由生物质加工生产的、可替代传统航煤并能在全生命周期实现温室气体减排的液体烃基喷气燃料。通俗地说,就是以可再生资源为原料生产的航空煤油,一般以棕榈油、麻风子油、海藻油、餐饮废油、动物脂肪等为原料。
“发展生物航煤对于保障我国能源安全、取得绿色低碳竞争优势具有重要战略意义。”中国石化石油化工科学研究院航空燃料专家陶志平表示。
瞄准生物能
节能减排,降低环境污染,提倡环保经济,一直以来都是全球共识。在航空领域亦不例外。
此前,欧洲议会和欧盟委员会通过法案,2012年1月1日起将国际航空业纳入欧盟碳排放交易体系。这意味着全球4000多家经营欧洲航线的航空公司需要为超出配额的碳排放支付购买成本,其中进入欧盟征税名单的中国航空公司有33家。虽然中航协一直表示反对,但从全球来看,建立碳排放体系和实施碳减排正逐步在全球航空产业形成共识。
业内有专家算过一笔账,按欧盟碳税的征收方法,中国民航业未来9年将累计支出约176亿元人民币。这还只是一个相对保守的估计。随着碳交易配额需求的不断增加,中国航空公司支付的碳减排成本有可能成倍增加。
不仅如此,根据我国“十二五”规划,到2015年单位GDP二氧化碳排放降低17%,单位GDP能耗下降16%。同时,我国也已经在哥本哈根气候大会上承诺,到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。为此,中国民航局提出了“到2020年我国民航单位产出能耗和排放比2005年下降22%”的目标。
除了节能减排的压力外,我国航空煤油行业还面临资源紧缺的压力。2011年我国航空煤油消费量超过1800万吨,居世界第二位。据预测,未来全球航空煤油需求每年增长不足5%,而我国以每年10%以上的速度增长。在石油炼制过程中,直馏航空煤油馏分仅占原油总量的4.8%,即使加上部分重油的加氢裂化,航空煤油馏分也仅占20%左右。国内石油需求的巨大缺口,必将影响未来航空煤油的稳定供给。
多重压力将生物质燃料推到台前。生物质燃料以其在节能减排、绿色环保等方面的突出优势吸引了大众目光。可以说,生物航煤在燃烧中排放出的二氧化碳、硫化物等远远低于矿物燃油,况且生物质在生长过程中也会从大气中吸收大量的二氧化碳。
“相较于传统航煤,生物航煤可实现减排二氧化碳55%?92%。生物航煤不仅原料可以再生、具有可持续性,而且无须对发动机进行改装,具有很高的环保优势。”多位中石化专家表示。
资料显示,目前我国已成为年消费量近2000万吨航空燃料的消费大国。据国际航空运输协会预测,至2020年中国民航飞机加油量达4000万吨,生物航煤达到航油总量的30%,也就是1200万吨。按照每吨1万元计算,意味着到2020年中国民用航空生物航煤市场总值将超过1200亿元,市场前景广阔。
事实上,对生物航煤的研发在国际上早有先例,国外石油公司生物航煤技术的研究有些已取得显著进展。一些欧美国家和日本等国2008年开始就广泛开展了生物喷气燃料的示范飞行,2011年6月进行了世界上第一次生物航煤商业化飞行。据悉,2011至2012年,全球生物航油已在9个航班上实现了商用。
出于践行低碳战略的使命,更因为意识到生物航煤的前景和战略意义,占有国内航油70%市场份额的中石化早在2009年就启动了生物航煤的研发。2011年,中国石化将下属杭州炼油厂原有装置改造成一套2万吨/年生物航空煤油工业装置,并成功进行了制备生物航空煤油的工业试验。而此次1号生物航煤的试飞成功,标志着中石化拉开了我国生物航油商业化进程的序幕。
攻坚克难
“生物航煤的研发过程是一段艰苦奋斗的探索之旅,也是一段自力更生的创新之旅。”提起4月24日中石化1号生物航煤试飞成功,陶志平觉得自己和同事们所有的辛苦都有了补偿。
生物航煤的燃烧性能关系到发动机的动力,这是决定成功与否的关键。因此,在试飞试验程序中重点比较了生物航煤与普通航煤对发动机推力的影响。“使用中国石化自主开发的生物航煤生产技术,我们把植物油变成了与普通航煤组成和性质基本一致的组分。与普通航煤相比,这种生物航煤基本不含芳烃、硫、氮等杂原子,具有燃烧性能好的优点,发动机动力更充足。”实验结果证实了陶志平的自信。
整个飞行过程中,机长及机组人员对飞行过程中的所有试验项目都很满意,对动力性能、飞行参数、油耗等均给出很高评价。各种赞誉涌向中国石化的生物航煤研发团队,多年来自主研发高端技术的艰辛在这一刻都化作欣慰。
由于生物航油的研发属于前沿领域,充满了不确定性,因此国内外很多企业采取技术合作的方式推进。中石油与国际巨头霍尼韦尔公司合作,于2008年生产出首批15吨生物航煤。2012年,中国商飞与波音公司共同出资建立中国商飞—波音航空节能减排技术中心,向生物航油发起冲击。中石化则全力自主研发。2009年6月,加氢法生物航煤技术研发项目正式立项。2011年,生物航煤研发与应用项目升格为中国石化十条龙攻关项目。
以动植物油脂为原料生成符合喷气燃料要求的生物航煤产品,在我国还是全新课题,技术难度和生产风险让很多公司望而却步。
“生物质资源要通过化学转化,变成完全适应发动机性能的燃料油,要在不改造发动机的情况下,直接与传统化石燃料调配使用,对技术开发提出了很高的要求。”研发过程中难点多多,中国石化石油化工科学研究院院长龙军深有感触。
好在早于2006年,石科院就开始了生物油脂加氢技术的开发,有了深厚的技术积累。在研发模式和方法上,石科院突破传统思维,大胆应用领先的分子炼油理念,从分子水平认识原料和目标产物的性质及结构特点,研究反应机理与反应过程。经过全体研究人员团结一致,一次次不断试验、总结和反复调整,最终完成了将动植物油转化为生物航煤的成套技术开发。要知道,目前国际上只有少数几家公司开展这方面的研发。
在此过程中,中石化不断摸索创新。飞机在空中温度要低到零下几十摄氏度,因此航空煤油必须具有良好的低温流动性,而目前的生物油一般由动植物油混在一起,冷凝点太高。中石化自主研发的生物航煤技术完全解决了这一问题。“航油标准的冰点是零下47摄氏度,而用我们技术生产的生物航煤产品冰点可以达到零下60多摄氏度。”中国石化科技部炼油新产品和新能源开发专家李毅对《国企》记者表示。
地沟油变身航空燃料的加工技术也是其一。龙军表示,该工艺突破了以往原料范围的局限性,既可以是椰子油、菜子油、麻风树油等木本植物油,也可以利用餐饮废油、海藻油和动物油脂及费托合成生成油等,原料范围十分广泛。据悉,2011年12月,中石化以棕榈油为原料生产出了合格的生物航煤。2012年10月,成功生产出以餐饮废油为原料的生物航煤。
就是在与一个个挑战的正面交锋中,中石化自主创新,生物航煤技术赶超了国际水平。
瓶颈待解
中国自主创新的技术往往不能成功地进行商业化,已经成为中国式的研发困境。也正因此,业内人士纷纷担忧中石化自主创新的生物航煤技术叫好不叫座:“虽然技术难题已被解决,但如果生产成本难以降低,今后的商业化之路仍步履艰难。”
陶志平也直言,发展生物航煤具有广阔前景,但目前价格是普通航油的两倍以上。突破成本过高的瓶颈,是生物航煤商业化必须跨过的关口。
“原材料成本和工艺成本助推了生物航煤的制造成本。我们的工艺已经很精简,成本很难在短期内大幅降低。唯一的出口在于原材料成本。但是,餐饮废弃油在2011年每吨价格超过7000元,与食用棕榈油价格接近。”李毅对记者说。
原料持续供应也成问题。为了避免与人争粮,生物航煤的原材料往往来自多种富油植物。以中国石油为例,目前已建立了一个120万亩的生物原料种植基地。但是富油植物的种植需要时间,也难以大规模种植。“有些植物有地域气候的限制,有些可能多年后才能采摘,大规模种植又存在与粮争地的问题。这些因素都导致了加氢法工艺路线所需原材料的匮乏。”李毅表示。
不与天争时,不与粮争地,循环利用是否可行?中国一年动物和植物油消费总量2250万吨,所产生的餐饮废油意味着巨大的生物航煤原料来源。但是,由于回收渠道的不健全,回购成本巨大,很多生物能源企业甚至无“油”可用。
“贩卖地沟油利润巨大,航油企业抵不过小贩的高价回收,每年至少有200万~300万吨餐饮废弃油流回餐桌。”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强强调,地沟油是生物航煤燃料中最能大规模利用的原料,地沟油利用不好,商业化运营几乎免谈。林伯强建议,政府部门应该高价回收地沟油,同时严厉打击地沟油回流餐桌的行为,并给予生物航油企业一定的补贴,推动行业的发展。
随着全球贸易的发展,道路运输量持续攀升,运输业将是温室气体排放的主要来源之一。斯堪尼亚(SCANIA)就可持续运输提出新旧理念相结合的全面解决方案,即使用可再生燃料、混合动力技术、驾驶员培训以及更高效的物流体系。
随着运输量的激增,全球对控制运输所带来的二氧化碳排放的标准也愈加严格。欧盟已就此设定了相应目标:截至2020年二氧化碳总排放量较之1990年降低20%。虽然该目标已极具挑战,但斯堪尼亚更具前瞻性,预计2000-2020年间,斯堪尼亚卡车在欧洲每吨公里将降低50%的二氧化碳排放量。
“为了实现这个目标,斯堪尼亚必须用新旧理念相结合的方式” 斯堪尼亚集团副总裁、负责产品研发的Hasse Johansson说:“第一,使用替换燃料。基于斯堪尼亚柴油发动机技术,向可再生燃料转变。第二,混合动力技术。增加在混合动力技术上的研发投资,首先从城市公交以及卡车入手。第三,驾驶员培训。通过斯堪尼亚培训学院专业培训的驾驶员可以提高10%-15%的燃油效率。这相当于每行驶20万公里二氧化碳排放量可减少19吨。同时,谨慎驾驶还可减少车辆维修、损坏以及保养的费用。第四,校正轮胎压力。滚动阻力消耗的燃料约占整车使用成本的30% 。适当的胎压和轮胎尺寸能够优化滚动阻力。第五,优化运输系统,提高运输效率,尽量避免空载,浪费燃料。第六,提高货运能力。加长整车拖挂并最大化货运空间。第七,降低空气阻力。如果安装不当,卡车上安装的部件,比如导流板和辅助灯,会增加空气阻力,以至于提高燃料消耗。第八,利用先进技术提高燃油经济性。斯堪尼亚一直在为改进车辆的传动系统而努力,以便提供更强大的发动机、做到更低的传输损失、减少滚动阻力和空气阻力。”
“驾驶员是最重要的因素之一”Johansson还谈到:“2007年,全球近1万名驾驶员接受了斯堪尼亚培训学院的培训,这个数字还在逐年递增。为满足日益增长的需求并保证优良、统一的质量,2007年,斯堪尼亚为驾驶员架设了全球通用的平台,以确保不论驾驶员在波兰、葡萄牙、德国或是任何地方接受的培训质量都是一样的。这为跨多国的大型卡车运输公司解决了驾驶员水平参差不齐的后顾之忧。”
可再生燃料和混合动力技术是斯堪尼亚对可持续运输做出的另外两个贡献。Johansson说:“现在,斯堪尼亚正在向斯德哥尔摩公交系统交付第三代乙醇巴士。”
最近,由于粮食(小麦和玉米)价格上涨,雨林(棕榈油)破坏严重,而且生产生物燃料的过程也会产生温室气体,人们对使用生物燃料颇有微词。Johansson说:“这些确实是问题,但并不严重。在标准适当、政策合理的基础上,使用恰当的技术,淘汰不科学的方法,完全可以解决问题。当然,粮食的供给是最重要的,但研究表明有足够的耕地用于生产生物燃料制品的农作物。”
“未来25年,市场注定要进入一种多方共存的状态,没有一种生物燃料能独占鳌头。相反,当地资源状况是该市场使用何种燃料的决定性因素。”Johansson说:“斯堪尼亚领先的柴油发动机技术是良好的基础。因为柴油发动机能适用各种不同的生物燃料,正是基于这一点,斯堪尼亚推荐使用乙醇。但不同的地区根据当地情况选择不同的燃料,包括沼气等。”
关键词:生物质燃料 小型火力发电机组 改造技术 可行性研究
中图分类号:TK223 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0117-01
随着社会经济的发展,能源需求不断增加,同时能源使用生态化理念也应运而生,节能减耗清洁生产已经成为企业生产与政府研究的重要课题。在国家生态经济战略推进落实过程中,众多的小型燃煤火电因耗能与污染生产而关停,电力企业也在不断开展能源研发与资源利用技术创新工作,以求实现资源利用最大化。这种情况下,众多火电企业将目光投向了生物质改造利用,因此小型燃煤火电机组转换生物质燃料技术的可行性研究提上日程。笔者在本文中着重分析了小火电生物质改造转化技术的必要性与系统性,并就其应用风险进行了阐述。
1 小火电机组进行生物质改造的意义分析
近年来,一些小型火电电力生产运营过程中存在着污染严重、耗能过多等弊端,这与当今生态和谐社会建设要求严重不符,因此小型燃煤火电发电机组进行生物质燃料改造具有必要性。此外,生物质改造能够降低生产成本,还能提升企业生产生态效益,具有明显的推广优势。
1.1 小火电进行生物质改造的紧迫性
与大型发电机组生产运营情况相比,小火电具有高耗煤、低产量、高污染、低经济效益的“两高两低”特征,因而被冠以“能源消耗与环境污染大户”的专称。随着近年来国家经济结构调整措施的落实,小型火电已经成为经济结构调整的重点整顿对象,并对一批严重耗能与污染的小火电实施了关停政策,迫于形势压力,小火电必须进行生产结构调整,并着重进行能源改造,加大新能源创新与应用研发。
生物质燃料具体表现为柴薪等有形物质,区别于太阳能与风能等清洁可再生能源,生物质燃料的情节性主要取决于燃料改造技术,但是生物质具有一项明显的能源优势便是可再生并且可运输,这就为生物质开发应用提供了便利,也为小型火电进行生物质气燃料改造提供了条件。
1.2 小火电生物质改造技术及其应用意义
现阶段,国家不断提倡进行能源改造与清洁能源研发,这为生物质能源转化应用提供了政策支持,国家还对生物质能源转化应用进行经济政策规定,为生物质能源转化应用提供了良好的外部环境。小型火电进行生物质能源转化主要是进行就地取材,既节省了煤耗,还降低了污染,而且企业发展还享有国家基金与经济倾斜,能为企业经济效益的实现提供保证。
2 小型燃煤火电发电机组生物质改造的可行性与风险性分析
2.1 小火电生物质改造技术可行性分析
小型燃煤发电机组进行生物质燃料转换具有明显的可能性。进行生物质能源改造需要资金少,而且还可以进行生物质燃料混燃,其中的各种改造方案都具有明显的可能性。小型燃煤发电机组改造活动集合理化设计、整合技术、试验验证等各环节于一体,因而生物质能源改造具有系统性。生物质能源改造技术的可能性与系统性决定了该技术具有可行性。
2.1.1 生物质能源改造的可能性
现阶段,我国小型火电发电机组进行生物质能源改造主要有三类设计,每种方案设计都具有可能性。
小型火电生物质燃烧利用主要分为生物质纯燃与生物质混燃两种,这两种应用技术都具有可能性。所谓生物质纯燃即指生物质直燃,该种技术应用不存在难点,但是具有一定的应用弊端。生物质直燃技术的应用首先要进行燃料机改进,以使燃料设备能应用于生物质燃烧,还要在生物质燃烧过程中进行纯燃弊端克服。生物质混燃技术在现阶段应用比较广泛,主要是将生物质与煤等碳化燃料进行混合燃烧应用,该技术能够有效降低氮氧化物的排放,而且在混燃过程中还能有效降低生物质的活性指数,有效降低温室气体的排放,具有良好的生态效益。
小型燃煤发电机组生物质燃料改造还包含流化床燃烧技术设计与层燃炉燃烧技术设计,这两方面技术主要是根据生物质燃烧进行的技术设计。其中流化床燃烧技术主要是进行生物质的流态化燃烧,该技术能够保证生物质的充分燃烧,而且能满足生物质多元燃料混合燃烧需求,燃料普适性较高。流化床燃烧技术因为这些优势具有广泛的应用前景。而生物质层燃炉燃烧技术主要是应用层燃炉排进行生物质燃烧,该种燃烧技术应用时间较长,流化床燃烧技术便是基于该种燃烧技术进行的燃烧技术创新,相比于层燃技术,流化床技术能够有效降低火电运行成本,且操作设备简单,易于推广。
小型火电生物质改造主要是针对生物质燃烧进行设备改造,基于此小型电厂进行了燃烧设备与系统改造处理,还进行了发电机组锅炉低成本设计改良。此间的设计与改造主要根据企业经济条件、设备运行情况实际情况进行的改良,具有明显的可行性。
2.1.2 小火电生物质改造系统性分析
小型火电生物质改造作为一项系统化的技术,其技术要点从设计环节到技术可行性预测再到技术方案的确定都经过科学论证,有效提升了改造技术的可行性。
在生物质改造技术中着重进行了燃料供应量设计与工艺系统改良,并基于小型火电设备运行与需求情况进行了锅炉参数设计。小型火电生物质改造转化中还进行了燃料可供性与入炉形式预测分析。生物质供应是影响企业生产运营成本的重要因素,确定合理化的生物质供应也能影响项目成败;而生物质入炉形式是影响生物质能否全面燃烧的关键因素,还能影响到燃烧设备的使用性能,不科学的入炉形式会缩短设备的使用寿命,还能影响企业生产运营的安全可靠性。
2.2 小火电生物质改造转换技术风险性分析
小型火电生物质转换改造技术在应用中尚存在一定风险,主要表现为技术风险、市场风险、实施与投资风险等,这些风险的存在主要影响技术管理水平,需要进行有效的技术管理措施加强。小型火电生物质技术的技术风险主要表现为锅炉改造与生物质燃烧技术。我国的生物质改造技术尚未发展成熟,也并未形成与国际技术的接轨,因此技术设计与应用中管理措施的不到位引发风险不由必然性。此外,生物质改良转换技术还具有一定的市场风险与投资风险。该种风险主要是由于生物质的供应与生产回报具有众多的不确定因素,以致风险指数较高。
3 结语
小型火电生物质燃料改造与转换技术具有十分明显的可行性,但是也具有一定的风险性,虽然风险的存在并不会影响技术的实施与应用,但是我们仍应该加大技术的风险管理,以全面提升转换技术的科学化与可行性水平。
参考文献
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。
技术功底雄厚
生物醇油性能优越
西安老科技教育工作者协会(简称西安老科协),成立于1983年是经西安市民政局核准登记的社团法人单位。其下属的西安老科协专利技术开发中心主要从事专利申请、技术转让、技术交流、技术开发、新技术新产品的推广与培训。中心科研实力强大,信誉有保障,拥有西北最大国内一流的专利技术文献、科技学术论文数据库和完善的技术开发服务体系。
新型生物醇油是一种新型节能环保燃料,耗量低,热量足,且无黑烟、无泄漏、无毒、无残液、无积碳,无安全隐患,使用方便,成本仅为传统燃料的1/3左右,让接产客户享有足够的利润空间。该燃料用途广,尤其适合销往饭店、学校食堂、工厂食堂、工业窑炉或锅炉等场所,市场十分广阔。生产生物醇油成本低廉,配制原料在各地化工厂、化肥厂和化工市场均可购置。新型生物醇油性能优越,热值可高达8600到10000大卡/千克,与石油液化气的热值相当,可以替代传统燃料,满足厨房烹饪需求,节省饭店、食堂、家庭的开支。
生物醇油包括醇水型、醇烃型、醇醚型各类技术配方。车用甲醇汽油技术包括低甲醇含量,不需要改车的M15和高甲醇含量的M85,以及配套车用甲醇汽油双燃料转换器和最新研发的甲醇柴油等多种节能技术。该系列技术产品大大节省了车辆出行、运输的费用。
新型灶具高效节能
令生物醇油如虎添翼
西安老科协专利技术开发中心不但技术力量雄厚,并且运用专业技术打造出一系列硬件设备。中心针对当前市面上传统灶具的问题,研发出一系列节能、高效能的生物醇油灶具,包括家用灶、猛火灶、无风机家用商用灶及锅炉、燃烧机等十几种类型的产品,好车有好油才能跑得快,燃料好,灶具好,才能更节能!
当前,市场上普遍使用的都是传统的醇油灶具,其原理是把醇油经油管送入灶芯,采用高压风机把醇油分散雾化燃烧,这种燃烧方式,由于有一部分醇油被吹离灶芯,造成浪费,再加上强冷风气流,降低了火焰温度,消耗了部分能量,所以火力疲软。要想提高温度,只有增加油耗量。气化灶则是把醇油先通过自身系统气化为气体,高温气体在高压状态下,经多个喷嘴喷射燃烧,没有油损耗,没有热损耗,燃烧温度更高,所以节能效果更显著,可节约燃料30%到50%,且不用风机。西安老科协专利技术开发中心开发研制的生物醇油即时气化技术可实现液体生物醇油持续、稳定、充分气化后,气态燃烧。使用该技术生产的大灶、小灶、民用灶具,均不用鼓风机,和鼓风机炉灶相比,同样配方的生物醇油采用即时气化技术燃烧,可节能50%以上。无风机,不用电,气化燃烧更节能。
周到细致的指导方案
让接产客户运作无忧
一个好项目需要有成熟的运作方案来支持,严谨周密的后期运作指导不但能够杜绝生产使用中的各种问题、隐患的出现,同时也会为接产客户减少不必要的精力、财力、时间的浪费。西安老科协专利技术开发中心不但致力于能源技术的研发,更是结合了多年燃料市场的实战经验,总结出一系列规范化、标准化运作方案。生物醇油燃料技术要适应市场需求必须是系列化的,不是一两个配方就能解决的,整个技术应该是全程化的,包括原料的选择、质量判断、配置过程中常见问题应如何处理、灶具的改造使用和维护、酒店油箱、油管的安装,及经营销售方式。没有强大的技术实力做后盾,辛辛苦苦开发的市场就会变成别人的嫁衣,被别人所吞噬。
专业细致的技术服务打造行业的技术培训服务规范。来人可免费参观灶具样品、燃烧效果,查看相关证件,也可以自己到市场购买原料,当场试验,核算成本,实际考察客户使用情况、满意后再合作。西安老科协专利技术开发中心会实事求是的为客户提供客观公正的技术信息,并为客户做好售后技术服务工作,长期一如既往的把技术升级改进工作落得实处,让接产客户运作无忧。
欢迎到西安老科协专利技术开发中心实地考察,背靠权威机构合作百分百放心!西安老科协衷心地提醒广大读者在进行项目投资前:多电话咨询、多考察市场、多实地参观,如有需要,西安老科协可免费赠送人工合成液化气的详细制作配方!
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