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关于生物质综合利用及产业化实施报告

2009-04-01 16:52:00 中国能源网   作者: 广东康达公司 蒋宏华 马磊 田琦  

1. 背景

生物质是地球上广泛存在的物质,它包括:植物、微生物、动物及其排泄物。生物质能主要来源于:树木枝叶、秸秆、人畜粪便、生活垃圾、餐厨垃圾、城市污泥、工业有机废水及水生植物等。目前,人类已利用的生物质能的方法有:直燃做燃料,产生沼气,制取酒精,制取生物柴油、气化做燃料等。

生物质能的最大优点是:直燃时燃烧容易,灰分少;转化为沼气、酒精、生物柴油时,清洁卫生,污染少。其缺点是:生物质热值低,密度小,体积大,热效率低,直燃时热效率只有10%-30%。

1.1 生物质能资源现状

生物质能总量约相当于标煤6.5亿吨,若其50%用于产沼气,相当于标煤3.25亿吨。

1.2 生物质能产业现状

生物质能产业主要包括:生物质制沼气、生物质制生物柴油、生物质发电、生物质制乙醇等。

生物质制沼气在我国已有几十年的历史,主要是在农村大量应用的户用型沼气,至2007年底,户用沼气池已达2700多万口,沼气年利用量达到了约110亿m3;全国工业有机废水、养殖业共建成2000多个大中型沼气工程,厌氧池总容积150万m3,年处理有机废水约1.5亿吨,占应处理量的4%,年产沼气90亿m3;到2005年底,全国生物质发电总装机容量约200万千瓦,其中蔗渣发电约170万千瓦,垃圾发电约20万千瓦,其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等。

而至今秸秆、餐厨垃圾的大中型沼气工程几乎是空白。

生物质发电包括:生物质直燃发电、生物质与煤混燃发电、生物质气化发电,这些在我国均有应用,但都不太成功,大部分装置运行不正常。

生物质制乙醇方面:为了缓解石油供需矛盾,国家已开展了生物液体燃料技术研发和试点工作。到2005年底,以粮食为原料的燃料乙醇年利用量达到102万吨,以甜高粱茎秆、木薯等非粮原料生产燃料乙醇的技术已具备商业化发展的条件。

生物质制生物柴油:目前主要还是处在研究阶段,如:以小桐子(俗称麻疯树)、黄连木等非食用油料植物为原料的生物柴油技术处于小规模试验阶段。

1.3 生物质能技术现状

1.3.1 国内生物质能技术现状

我国先后对禽畜粪便厌氧消化、农作物秸秆热解气化、致密成型等技术进行了攻关研究和开发,已经取得了一定成绩。

(1)厌氧发酵技术

在厌氧消化技术方面,经过几十年的研究开发,厌氧消化工艺技术已取得了较大进展,例如猪粪中温厌氧消化USR装置产气率达到2.2m3/m3.d,有机废水的UASB装置产气率甚至可以达4.0m3/m3.d。

农村以人畜粪便为原料的户用沼气池,从70年代开始逐步改进,现已发展到2700万户,使用率在逐步提高。

以工业有机废水、废渣为原料的沼气工程,治理污染和生产能源吸引了企业的投资,目前已建工程1500多处。主要分布在酒精、淀粉、制糖、制药、味精等企业。以处理禽畜粪便为主的沼气工程600多处,发酵容积63.9万m3,年产沼气近2亿m3。

另外,以生物质能利用技术为核心的综合利用技术模式由于其明显的经济和社会效益而得到快速发展,这也成为中国生物质能利用的特色,如“四位一体”模式,“能源—环境工程”等。所谓“四位一体”就是一种综合利用太阳能和生物质能发展农村经济的模式,其内容是在温室的一端建地下沼气池,池上建猪舍、厕所。在一个系统内既提供能源,又生产优质农产品。“能源—环境工程”技术是在原大中型沼气工程基础上发展起来的多功能、多效益的综合工程技术,既能有效解决规模化养殖场的粪便污染问题,又有良好的能源、经济和社会效益。其特点是粪便经固液分离后液体部分进行厌氧发酵产生沼气,厌氧消化液和渣经处理后成为商品化的肥料和饲料。

(2)直接燃烧

直接燃烧是生物质能主要的使用方法,是中西部地区农民主要的生活和部分生产用能来源,热效率达10~30%。

(3)汽化技术

主要采用热解汽化和干馏,以作物秸杆为原料,采用热解汽化产生的低质燃气供农村生活燃料,已建起700多处,由于技术、设备和管理等原因有些已停止使用。以木屑为原料采用流化床汽化发电,已有十几处,最大的装机容量5MW。

(4)生物质致密成型

以秸杆、稻壳、木屑为原料致密成型,由于成型过程耗能高,限制了发展。现只有少量生产木炭厂生产。

(5)生物质制乙醇代油技术

在生物质制乙醇方面,我国以粮食为原料制乙醇技术已非常成熟,利用陈旧粮生产乙醇燃料,国家已在吉林和河南省南阳建立基地。但中国是一个粮食消费大国,以粮食为原料制乙醇不宜大发展,因此,国内已有许多科研院所及大学对以秸秆为原料制乙醇进行了研究,如:以甜高粱制取乙醇燃料技术,现已培育出较好的甜高粱品种、秸杆榨汁、发酵等技术问题已解决,但其产率较低,自身耗能较高,目前正在进行商业化试点。

(6)生物柴油

国内现有技术大都是以废弃的油脂为原料进行复配或酯交换,受原料约束较大;以植物为原料生产生物柴油的研究有所进展,但离工业化尚有一定的距离。

(7)蔗渣发电

糖厂利用蔗渣发电实现热电联产,大型糖厂都建有自备电厂,多为季节性运行,有些设备陈旧效率低,急需改造。

1.3.2国外生物质能技术现状

国外生物质能技术开发是从70年代末期开始的,现在已有了很大进展。目前,直接燃烧秸秆的先进设备已投放市场,生物质供热、发电或热电联供已成为现实。

在厌氧消化方面,中温和高温下的产气率可达5m3/m3.d,百千瓦级的沼气发电机组每立方米沼气发电量可达2.0-2.4千瓦时,发电效率高达38%。

在热解汽化技术方面已有多项技术装备进入商品化阶段。如荷兰BTG开发成功的生物质高温热解装置产气率大于66%;德国、美国等开发出自动化程度相当高的家用生物质汽化炉用于用户热水和供暖;产热量达150-500万kcal/h的大型生物质汽化装置也已开发成功。

与国外相比,我国生物质能技术还有较大差距。主要表现在:厌氧消化产气率低,系统运行和管理自动化水平不高;与厌氧消化和综合利用配套的技术和设备还不成熟;厌氧消化技术产业化发展缓慢,不便于大规模市场推进;秸秆气化热值低,在稳定运行、焦油清除、气体净化等技术上需提高;缺乏秸秆直燃供热技术研究和设备开发,不便于多途径能源利用;生物质发电技术和装置方面有较大差距。

2. 目的意义

2.1 增加清洁能源供应,减缓我国能源压力

我国能源资源总量较为丰富,但人均占有量低,人均煤炭、石油和天然气储量仅为世界平均水平的56.3%、7.7%和7.1%。近年来,随着我国经济社会的快速发展,能源需求持续增长,供求矛盾日益突出,2005年一次能源生产总量为20.6亿吨标准煤,能源消费总量达到22.3亿吨标准煤;石油净进口量1.4亿吨,对外依存度超过40%。

据测算,如果充分利用我国目前的生物质能资源,可新增6.5亿吨左右标准煤,约占全国一次能源生产总量的29%。积极发展生物质能产业,对缓解化石能源供应紧张局面,优化能源结构,保障国家能源安全,建立稳定的能源供应体系具有重大意义。

2.2促进环境保护和可持续发展

我国是世界上第二大能源生产和消费国,化石能源造成的环境污染相当严重。如煤炭占能源消费总量的比例高达69%,煤烟型污染程度一直较高。同时,部分农村地区大量使用薪柴等作为生活燃料,森林植被破坏严重;大量畜禽粪便得不到及时有效处理,面源污染日益加剧。积极发展生物质能产业,可以有效替代高污染、高排放的化石能源,降低薪柴使用量,资源化利用畜禽粪便等农业废弃物,是推动节能减排的战略举措,是保护生态环境的重要途径,有利于建立资源节约型和环境友好型社会,促进人与自然和谐发展与经济社会的可持续发展。

2.3 可促进农村经济发展和社会主义新农村建设

发展生物质能产业,利用农产品及其废弃物生产新型能源,拓展了农产品的原料用途和加工途径,为农业提供了一个产品附加值高和市场潜力无限的平台,有利于转变农业增长方式,发展循环经济,延伸农业产业链条,提高农业效益,拓展农村剩余劳动力转移空间,在促进区域经济发展、增加农民收入等方面大有可为。据专家测算,若充分利用我国现有生物质能资源,可以新增约3万亿元产值,提供约6000万个就业岗位。

2.4 有利于改善农民生产生活条件,切实推进社会主义新农村建设

我国农村经济社会发展水平较低,基础设施落后,环境卫生条件差,50%以上农户生活用能主要采用直接燃烧秸秆、薪柴等落后方式,同时大量人畜粪便得不到及时有效处理,导致了疾病的发生和疫病的传播,影响了广大农民群众的生活质量和身体健康。积极发展生物质能产业,增加农村清洁能源供应,可以逐步改变农村几千年来烟熏火燎的用能方式,提高农村能源利用效率,改善农村卫生状况和农民生产生活条件,是提高农民生活质量、降低生活成本、改变农村落后面貌、建设社会主义新农村的有力抓手。

3. 技术可行性、先进性、创新性

3.1可行性

生物质厌氧发酵一般经历以下几个阶段:固体有机物质的液化水解,利用一般厌氧分解菌产生的胞外酶水解有机物,产醋酸细菌分解较高级的脂肪酸产生醋酸和氢、有机酸以及将溶解的含氮化合物分解成氨、胺、碳酸盐和少量的二氧化碳、氮气、甲烷和氢气,甲烷菌将醋酸转化成为甲烷和二氧化碳,利用氢气将二氧化碳还原成甲烷,或利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷与水。

目前,传统的生物质厌氧技术存在一些明显不足和急需改进之处:有机碳转化为甲烷比较低,生物质中的潜能仅部分发挥,厌氧发酵技术的整体构建必须进一步进行优化。

影响厌氧消化过程的因素很多,不同的因素,均在不同的程度上,影响厌氧发酵过程的进行,其特性和效能取决于三个方面的因素:作用者(厌氧微生物)、作用对象(有机物)以及作用条件(环境条件、接触传质等)。生物质厌氧处置工艺,需从工程化的角度,去创造最佳的适合厌氧微生物生存的环境条件和作用条件,以取得最大的有机物降解效果。

我们通过对原料的深度预处理、菌种的优育驯化、工艺参数的最优化、设备的改进等,创造了最佳厌氧反应条件,并且采用国际上先进的燃气发电机技术及热电联供技术,因此,提高生物质的降解率及生物能转化率是可行的。

3.2先进性

生物质特别是植物枝叶、秸秆,其中含有较高的纤维素、木质素较难降解。要提高生物质的产气率必须首先提高它的降解率,我们采用物理的、化学的方法及特殊生物酶解技术相结合,提高了木质素、纤维素降解率,从而提高了生物质的水解率。本法预处理秸秆类高木质素、高纤维类原料是各种预处理方法中原料消耗最少、最节能环保的方法。

通过高水解率的预处理,后续的厌氧时间大为缩短,产气率大为提高。

采用先进的发电机技术,提高了生物质能的电转化率;采用热电联供技术,提高了生物质能的利用率。

3.3 创新性

(1)技术上创新

一般厌氧反应其速度是由甲烷化阶段控制,然而,对于秸秆的厌氧处理而言,其反应速度却由水解所控制,因秸秆含纤维素、木质素较高,难以降解。康达公司采用物理的、化学的方法与特种生物酶相结合的技术对秸秆类物料进行预处理,使厌氧时间大为缩短,产气量大大提高。

(2)方法上创新

采用餐厨垃圾与城市污泥联合厌氧处理,解决了两大较难处置的城市垃圾。由于餐厨垃圾含有盐份,厌氧发酵后其沼液中含盐较高,与污泥联合处理后,其沼液回送至污水厂处理;而污水处理厂的污泥处理也是一大难题,联合厌氧处理后,解决了污水处理厂的污泥处置问题。

4.经济效益、环境效益和社会效益

4.1经济效益

(1)年处理10万吨秸秆项目

如果全国的秸秆和餐厨垃圾的30%采用厌氧技术处理,可增加产值6650亿元,产生利润1182亿元。

4.2 环境效益和社会效益生物质厌氧产沼气技术作为一种资源回收利用的方式,不但可以带来一定的经济效益,而且还可具有很好的社会效益。

(1) 首先,生物质厌氧产沼气可以减少废物的排放量这一点是显而易见的,并且减少的不仅仅是生物质本身,还包括生物质在环境中自行降解产生的各种污染物,如恶臭、渗滤液以及沼气等。因此,加快生物质能开发利用是有效替代化石能源、减少污染物排放、保护环境、实现可持续发展的重要措施。

(2) 其次,减少了温室气体的排放量

由于沼气中的主要成分甲烷是一种温室气体,甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍,若生物质在自然条件下分解产生甲烷,完全排放到大气中,则会产生大量的温室气体,因此全球气候变暖,造成无法挽回的后果。若对生物质进行集中处理,利用产生的沼气发电,将甲烷转化成为二氧化碳,温室气体的排放量将大为减少,通过发电和国际碳交易还可获得一定的收益。

以目前我国每年产生的6.5亿吨秸秆为例。6.5亿吨秸秆,若全部厌氧产沼气,则沼气产量达1950亿m3,标准煤当量为1.4亿吨,若沼气全部用于发电,按照每立方米沼气发电1.8 千瓦时计,则可以得到3510亿千瓦时。而2007年全国发电总量为32559亿千瓦时,也就是说若秸秆全部用于产沼气发电,相当于2007年总发电量的10.78%。

按照甲烷含量60%计算,1950亿m3沼气中纯甲烷体积为1170亿m3。一体积甲烷燃烧生成一体积二氧化碳,也就是说通过对秸秆的综合利用,每年向环境排放的二氧化碳减少了23400亿m3,相当于15.25亿吨,按照10欧元/吨的CO2排放权交易价格计算,碳交易一项可以获利152.5亿欧元,相当于1570亿人民币;若全部发电量并网出售,按照0.6元/千瓦时计算,可以获利2106亿人民币。

(3)可以调整能源结构、保障能源安全

近年来,我国经济持续快速发展,能源需求不断增加。2005年,全国一次能源消费量已达到22.3亿吨标准煤,约占世界能源消费总量的15%,是世界第二大能源消费国。据初步预测,到2020年,全国能源消费总量将超过30亿吨标煤。特别是后石油时代,发展生物质能替代常规能源、加强能源基础设施建设,确保能源的稳定、经济、清洁、安全供应是我国经济社会持续快速健康发展的重要任务。在我国,常规能源资源短缺,尤其是石油、天然气资源严重不足,而生物质能资源丰富,大力开发利用生物质能源,对于弥补石油和天然气资源短缺、增加能源总量、调整能源结构、缓解能源供应压力、保障能源安全具有极其重要的作用。

(4) 开发利用生物质能可促进农村经济发展,是建设社会主义新农村的重要举措

生物质能源,特别是农作物秸秆,主要集中在农村地区,无论是用于发电还是生产液体燃料,都是废物利用,可大幅度提高农业生产的附加值,有效增加农民收入。一般来讲每hm2地平均可以产生约15吨秸秆,如果每t秸秆按售价200元计算,相当于每hm2地净增加收入3000元;如果每户农民有0.5hm2,就可以增加收入1500元。按平均每户4人计算,相当于人均收入增加375元。此外,还可以将荒山、荒坡承包给农民种植能源林,通过出售能源植物增加收入。过去种植灌木林只有生态效益,不能通过有效利用转化为经济效益,致使农民的种植积极性不高。如果能够通过能源生产企业与农户签订合同,由能源生产企业以合理的价格收购农民种植的能源林,用于生产高效能源,将会大大调动农民种林积极性,切实增加农民收入,增加能源供应,可以使农村地区的生物质能资源优势转换为产业和产品优势,提高农业、植树造林和生态建设的经济效益,增加农民收入,改善农村环境,促进社会主义新农村的建设。

5.康达公司在生物质能技术研发与应用方面的成果

5.1 生物质厌氧消化产沼气及发电示范工程

2008年,公司自主投资200多万兴建了生物质厌氧消化产沼气与发电示范工程,用于处理秸秆、城市餐厨垃圾、污泥等生物质。目前,该工程运转良好,产生的沼气用于公司厨房及发电。

5.2 餐厨垃圾与城市污泥的综合处理技术

随着我国经济的快速发展,许多城市水体受到污染。

为治理水污染,各地纷纷建立生活污水处理厂,水质得到改善,但大量的生活污泥未得到妥善利用。餐厨垃圾作为饲料被沿袭多年,但科学已证明它严重危害了人类的健康,各地相继立法予以禁止,从而成了垃圾。

鉴于此严峻形势,康达公司积极致力于技术的研发,提出城市餐厨垃圾与城市污泥的综合处理技术方案,目前该技术正处于商业推广阶段

5.3 农村秸秆与动物粪便的综合处理技术

我国是一个农业大国,年产秸秆6.5亿吨,全部利用折标煤近3.25亿吨,其开发价值非常巨大。此外,秸秆放置于自然条件下,厌氧发酵产生沼气将会自燃,更重要的是,产生的甲烷排入大气,它是一种温室气体,其温室效应是二氧化碳的21倍,因此,人工厌氧发酵收集沼气,作为燃料或发电,可减排大量的温室气体。还可避免因使用化石燃料在供暖、交通、发电等应用中所产生的烟尘、二氧化硫的排放,符合国家节能减排的大形势。此外,人畜粪便和生活垃圾也是影响农村地区生活环境的主要因素,制约社会主义新农村建设的发展。因此,康达公司响应国家关于建设社会主义新农村的政策,改善农村地区生活环境、提高能源供应水平,研发了秸秆与人畜粪便的综合处理技术方案,目前正积极推广。

5.4 先进的配套技术

康达公司多年从事发电机及配套产品生产和服务,有垃圾填埋气收集、净化、分离、发电全过程实施的经验,可针对不同环境、不同用途的沼气利用提供最佳的方案,提高沼气工程的经济效益。其中,康达公司自主研发的气体净化提纯系统与国内同类产品相比,运行成本最低(图5)。康达QC-03型气体预处理系统,处理能力有300Nm3—3000Nm3多种规格配置,系统具有安全可靠,在线运行时间长,安装维修方便,运行成本低等优点(图6)。此外,康达公司总结垃圾填埋场沼气工程建设的经验,考虑到垃圾填埋场产气周期的变化,研发出集装箱式移动电站,提高其工作的灵活性和适应性。

6. 康达公司的优势

6.1 康达公司简介

康达机电工程有限公司于1998年在广东省东莞市注册成立。近十年来,公司快速成长,现已成为集研发、生产、销售和系统工程开发于一体,涵盖节能、环保、电力、能源四大领域的广东省高新技术企业和广东省、东莞市两级民营科技企业。近几年,公司致力于新能源的开发,范围涉及太阳能高效热利用产业开发;城市生活垃圾填埋、生活垃圾、餐厨垃圾、养殖场粪便、酒精厂糖厂等废水废渣、城市污泥、农作物秸秆等有机废弃生物质综合处理发电系统工程;煤层气、焦炉尾气发电项目系统工程开发;水泥、钢铁等行业的窑炉尾气余热发电工程。并着手推进CDM项目的实施。

公司十分重视自主技术的研究开发,获得了50余项发明和实用新型专利,注册了11项产品商标,获得了“国家重要技术标准研究试点企业、ISO9001质量管理体系认证、中国节能产品认证、国家火炬计划产品”等资质称号。多年来,公司依靠产学研合作提升企业的创新能力,加强与国内知名研究机构和大学开展多层次合作,相继与中国科学院广州能源研究所、四川大学等建立了产学研战略合作伙伴关系,并积极与华中科技大学、同济大学、中南大学、合肥工业大学建立研发项目合作关系,主要研究开发新能源领域的先进技术和先进工艺。公司坚持走引进消化吸收再创新的科技发展道路,积极开展与国际知名企业的先进技术合作和对接,高起点开发具有自主知识产权的先进技术。先后与意大利、美国、德国、西班牙、荷兰等拥有一流新能源技术、工艺和设备生产的知名公司建立了合作,将先进技术和设备推向我国市场。为谋求跨越式发展,公司积极走向资本市场,通过上市融资投入可再生能源产业,被认定为东莞市首批15家上市后备企业之一。

6.2 康达公司的优势

6.2.1自主研究和对外合作优势

康达公司以厌氧技术为核心,建立了专门的研究室和配套设施,针对秸杆和工业有机废水、植物及植物残渣、生活污泥、餐厨垃圾、人畜粪便开展了系统研究,取得了大量经验数据。同时,自主培植了专用菌种,提高了产气速率和消化进程,可大大降低投资和运行成本,具有更好的应用前景。

公司与四川大学共建了康达新能源研究院,生物质能源开发成为本院主要研发方向;与同济大学、中科院广州能源所、农业部沼气研究所等多个大学和科研机构建立了合作关系,共同参与生物能源技术开发;与荷兰易康森新能源技术公司达成了全面合作协议,共同开展中国生物质能源项目的技术和产业开发。

6.2.2技术优势

公司从事发电机及配套产品生产和服务十多年,着手进行生物质厌氧技术研究开发近五年,具有垃圾填埋气的收集,沼气的净化、分离、发电全过程实施的经验,可针对不同环境、不同用途的沼气利用提供最佳的设计方案,从而提高沼气工程的经济效益。

(1) 厌氧产沼气系统

公司集成了国内外先进的厌氧发酵制沼气技术,可根据用户的需要为用户提供不同的厌氧罐体。公司建立了生物质厌氧消化产沼气示范装置,该装置可以用于各种不同生物质的厌氧产沼气研究,如秸秆和禽畜粪便的综合利用以及城市餐厨垃圾和污泥的综合利用。

(2) 沼气预处理系统

公司生产的沼气预处理设备具有安全可靠、在线运行时间长、安装维修方便、运行成本低等特点。

(3) 沼气制无硫天然气成套设备沼气制无硫天然气成套设备是国家专利产品,具有运行成本低,稳定高效等特点。

(4) 移动式燃气电站

公司生产了中国第一台高斯科尔沼气发电机组。高斯科尔发电机系统先进,发电效率高,可达38%~40%;在线率高,机组的大修期长,达50000~60000小时,从而大大降低生产成本。

6.2.3 生产与售后服务优势

(1).康达公司所生产的燃气发电机组已销往国内外市场,应用于天然气、煤层气、焦炉尾气、沼气等各个领域,已有几万小时的运行经验。

(2).有一批专业的技术队伍,康达注重燃气机技术人员的培养,多次派经验丰富的技术人员赴欧洲、美国等国家学习世界先进的燃气发动机技术,具备深厚的技术实力,在燃气机维护保养方面经验丰富,还可为客户的技术人员进行常规的操作和维护保养方面的培训。

(3).负责所供设备的调试、试运行和性能测试及现场安装指导的技术服务工作,直至验收合格交付使用。

(4).康达承诺24小时电话技术咨询:对所有客户免费提供24小时电话技术咨询服务,协助用户远程故障诊断并指导检修;质量保证期内当系统出现故障时,4小时内响应,广东省内24小时内(广东省外48小时内)工程师赶到现场,并以最快的速度解决问题,不可抗拒因素造成的延误除外,质量保证期过后公司承诺继续提供相应服务。

7. 存在的的问题

虽然我国的生物质能等可再生能源开发利用取得了很大成绩,法规和政策体系不断完善,但生物质能等可再生能源发展在技术、市场和政策措施方面还存在一些问题,仍不能满足可持续发展的需要。存在的主要问题是:

(1)政策扶持及激励措施的力度不够

在现有技术水平和政策环境下,除水电和太阳能热水器有能力参与市场竞争外,大多数可再生能源的开发利用成本高,再加上资源分散,规模小,生产不连续等特点,在现行市场条件下缺乏竞争力,需要政策扶持。生物质能等可再生能源的相关政策体系还不完整,经济激励力度较弱,政策的稳定性和协调性差,还没有形成支持生物质能等可再生能源持续发展的长效机制。

(2)市场保障机制还不够健全

长期以来,我国生物质能等可再生能源发展缺乏明确的发展目标,缺乏连续稳定的市场需求。虽然国家支持可再生能源发展的力度逐步加大,但由于缺乏强制性的可再生能源市场保障政策,没有形成稳定的市场需求,可再生能源发展缺少持续的市场拉动。

(3)生物质能产业体系薄弱

特别是是秸秆、餐厨垃圾,由于其资源分散,其本身的能量密度小,受区域性约束,国家没有有关强制性法律,致使收集、运输困难,电力上网困难,难以支撑其产业发展。

(4)思想认识不到位

开发利用生物质能对我国经济可持续发展的重要意义尚未引起全社会的重视,社会各界对开发生物质能源的重要性、必要性认识不足。由于开发利用生物质能属于高新技术产业,前期投入较高,不确定因素较多,各级政府和企业存在顾虑,对中央积极地、因地制宜地发展生物质能源的战略方针落实不够,具体措施不得力。

(5)技术研发、创新能力弱

由于长期缺乏科技经费的投入,缺少激励生物质能产业科技进步创新的措施,使得生物质能产业在基础技术研究、新产品研发和应用技术创新等方面存在技术含量低、产品单一、缺乏具有自主知识产权核心技术的问题。例如在能源植物方面,急需进行能源植物资源普查、引种、改良能源植物品种研究以及建立能源植物试验与示范基地等科研工作;在生物质液体燃料技术上,生物质气的重整与合成等关键核心问题亟待解决;在沼气技术方面,虽然各种沼气工艺和综合利用技术日趋成熟,但还存在沼气技术水平不高、沼气持续运行能力差、沼气商品化等问题,需要加强研究,提高沼气的利用效益;在固体成型压块燃料方面,存在着成型机模具磨损严重、运行稳定性差、使用寿命较短、能耗高、配套炉具不完善等问题。在技术能力建设方面,生物质能科研机构分散,科研资金、专业人才匮乏,没有相应的技术研发队伍,技术研发能力薄弱。目前我国可再生能源方面还没有专门的研究机构,也没有一所大学培养可再生能源的专业人才,设计、咨询等产业服务体系极不健全,不能适应我国目前可再生能源发展需要。

(6)政府配套政策不健全

生物质能产业是具有社会效益的弱质产业,我国政府虽然逐步建立了支持生物质能发展的法律法规,但体系还不完整,缺乏具体明确、操作性强的实施细则,经济激励措施力度不够。从国外的发展经验看,政府的支持是生物质能产业市场发育初期的原动力。不论是发达国家还是发展中国家,生物质能产业的发展都离不开政府的支持,它需要政府在投融资、税收、补贴、市场开拓等方面给予实实在在的政策倾斜。迄今为止,我国生物质能建设项目还没有规范地纳入各级财政预算和计划,没有建立起如常规能源建设项目同等待遇的固定资金渠道,相关政策之间的协调性差难以落实,没有形成支持生物质能持续稳定发展的长效机制。

(7)资金缺口大、投融资体系单一

生物质能属于高新技术和新兴产业,技术研发和市场培育都需要大量资金投入。但是我国各级政府对生物质能源的投入太少,投资方式和融资渠道单一,形成了生物质能产品的生产厂家生产规模普遍偏小、研发能力弱、技术水平低、产品质量不稳定、经济效益不高的局面,使产业发展上不了规模,技术研发得不到支持,市场培育成不了体系,形成不了应有的规模效益。

(8)市场体系建设不完善

任何产业的发展都需要相关产业的配套,产业规模效益的实现与上下游市场的依托密不可分。我国生物质能源产业的配套产业还很不完善,产业规模比较弱小,综合成本高,在能源利用的终端缺乏相关产业的支持,示范推广和产业服务体系建设不完善,使大多数生物质能源产品还需要额外的处理和转化。

8 建议

针对在生物质能产业存在的各种问题,特提出以下建议:

(1)提高认识、加大宣传、改变观念

生物质能开发利用涉及能源、农业、林业等多个行业和多种技术,是一项复杂的系统工程,开发利用生物质能是调整能源结构、保障能源安全的重要措施,是保护环境、实现可持续发展的重要途径。自1997年京都会议后,不少国家都从保护生态环境出发,大力发展可再生能源,特别是进入后石油时代以来,更是重视生物质能源的利用,欧洲各国均大力发展生物质能源,并把发展生物质能源作为国家战略利益考虑。所以,我们必须要提高认识,不但把发展生物质能源作为保护生态环境来发展,更要提高到国家经济和社会发展的战略意义来考虑。在建设社会主义新农村的进程中,开发利用农业废弃物等农业作物,可以开拓农村的新产业,有效延长农业产业链,使其成为新农村能源的特色产业。大力发展沼气等生物质能源,既能保护生态环境,减轻国家能源负担,又可以使农村地区的生物质资源优势转换为产业和产品优势,增加农民收入,实现可持续发展。

发展生物质能源必须要从战略的高度、用长远的眼光来看待,切实提高对开发利用生物质能重要性的认识,理清思路,明确目标,从我国实际出发发展适合我国国情的生物质能源模式。从欧洲各国发展生物质能源的形式看,有生物质柴油、生物质酒精和沼气等,其中发展最快的是沼气。如德国的下萨斯州从2004年的600处沼气发电厂一下发展到1000多处,几乎近两年翻了一番。这是因为有扶持的法律和成熟的技术,利用废弃物产生沼气来发电成本低,所以有广泛的发展前景。在我国,发展生物质能源重点也应该放在发展沼气上,主要原因有三点,第一、国家正在建设社会主义新农村,每年用国债资金数十亿元来投资建设沼气池;第二、通过项目实施,广大农民认识到发展沼气的好处,既能增收又能节约开支,建池积极性空前高涨;第三、发展沼气解决了废弃物的污染,减少了柴草砍伐,保护了森林资源,有利于生态建设。根据我国正在研究制订的可再生能源规划思路,我们应大力推广以沼气为纽带的能源生态模式,把发展农村沼气作为重中之重;在帮助农民解决生活清洁能源的同时,发展沼气发电;另外要大力推广先进实用的秸秆综合利用技术。生物质能源作为一项新型产业,需要得到广大社会的认可和关心,必须要大力宣传培训,利用各种媒体,采取多种形式,向全社会广泛宣传发展生物质能产业的重要意义,通过宣传先进典型和成功经验,形成全社会关心、支持生物质能发展的良好社会氛围。

还要改变观念,不能仅仅把生物质能工程看作为一类能源工程或项目,生物质能特别是沼气工程治理了工业、养殖业等许多行业排放的废弃物,既改善了环境,又提供了清洁燃料和电力,同时,使废弃物转变为高效有机肥料,资源得到了充分利用。它涉及能源、环境、资源多个领域,是一个充分利用资源实现循环经济的综合性基础产业。因此,不能只盯着其经济效益,更应看到其环境效益和社会效益。

(2)加大科研投入,搞好试验示范

生物质产业既不是传统意义上的能源工业,又不是传统意义上的农业和农产品加工业,它是跨学科、跨部门、跨行业的一个新兴产业,许多技术尚处于初期发展阶段。

必须要加强人才和技术能力建设,教育部门要加快生物质能源人才的培养,高等院校要设立生物质利用和可再生能源专业,要高度重视我国可再生能源的人才培养和产业体系建设,成立国家级的可再生能源研究开发机构,还可以通过与国外农业部门合作,派技术人员和生物质能源利用企业去学习先进的生物质能技术,逐步建立我国可再生能源的人才培养和产业服务体系。生物质能利用技术种类很多,技术的成熟程度也不一样,建议设立生物质能专项资金,增加科研经费投入,加大对生物质能技术研发力度,加快推进生物质能利用技术的科技进步与产业化发展。对于已经比较成熟的生物质能技术,国家要在有条件的地区选择有发展潜力的生物质能技术进行试点和示范。如:对于秸秆资源充足的地区,国家在资金、补贴、税收、发电上网等方面给予政策上的支持,以便以点带面全面推动我国生物质能产业的发展。

(3)开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物

摸清资源状况是发展生物质能产业的前提条件。尽快制定生物质能资源评价技术规范,提出生物质能资源评价方法和指标体系。深入开展能源作物普查工作,摸清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,为生物质能示范工程建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。在摸清全国畜禽养殖数量、分布和发展趋势的基础上,对畜禽粪便的可获得性及未来供应潜力等进行评价。同时,指导各地编制完成生物质能资源评价报告,并组织完成全国农业生物质能资源评价报告。

(4)健全促进生物质能发展的法规政策体系和激励支持政策,重点扶植一些有潜力的企业

生物质能工程由于自身的弱点,在形成和发展的初期,建设成本高,市场竞争力差,要促进生物质能事业的发展,它必须依靠政府的政策支持,建立有利于生物质能发展的市场环境。制定的法律政策要适用,不但要有管理,更要有促进生物质能源发展的内容,例如:给生物质能源生产企业以税收优惠、补贴、价格、信贷优惠等激励政策,并按排财政专项资金予以支持;给利用生物质发电的企业给予优价上网;对农业废弃物(畜牧粪便、秸秆)

的经销企业及相关设备生产企业也要给予同样的优惠政策;对于分散而又难于收集的废弃生物质如秸秆、餐厨垃圾等,政府应出台相关政策法规,严禁秸秆焚烧,严禁餐垃圾做饲料并收取一定的垃圾处理费用,以确保大型沼气发电工程的正常运行;鼓励企业积极参加到生物质能源开发利用的领域中去,吸引投资,扩大规模,促进我国生物质能源的开发利用。

(5)完善市场体系建设

生物质能开发利用的产品是多元化的(包括电力、燃气、液体燃料、固体成型燃料等),需要进入的市场也是多元化的,因此需要建立规范的各种能源产品的市场环境和市场运行机制,加强生物质能技术和产品的标准体系建设,尤其在实行生物质能源的市场准入制度、生物质能发电入网的规定和要求、生物液体燃料自由进入石油销售体系的规定和要求等方面。同时要尽快建立完善生物质能技术推广服务体系,加强生物质能产业管理和技术队伍建设,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,从而实现生物质能产业健康有序可持续的发展。

(6)全面贯彻落实《可再生能源法》

各有关部门和各级政府要抓紧制定和完善《可再生能源法》相关配套法规和政策,明确发展目标,将生物质能等可再生能源开发利用作为建设资源节约型、环境友好型社会的考核指标。认真落实促进可再生能源发展的政策措施,做好可再生能源发电并网、上网电价及费用分摊有关规定、财政补贴和税收优惠等政策的完善和落实工作。

(7)加快可再生能源技术进步和产业体系建设。

国家将生物质能等可再生能源开发利用技术作为国家科学和技术发展战略的重要内容,重点支持生物质能技术攻关和技术产业化工作。

(8) 建立稳定的投入机制,引导多种经济主体的参与,探索构建政府引导、企业带动、社会参与、多方投入的生物质能产业建设机制,拓宽农业生物质能开发利用的融资渠道。设立生物质能发展专项资金,用于支持技术进步、人才培养、产业体系建设和新技术示范项目的建设。

各级地方政府要按照《可再生能源法》和有关政策的要求,结合本地区实际,安排必要的财政资金支持生物质能发展。充分发挥政府投资的引导作用,调动企业自筹资金投入生物质能建设的主动性。创造良好的投资环境,积极争取金融部门、国际组织等的资金支持,广泛吸引社会、个人和外资的投入。

 




责任编辑: 中国能源网