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[關鍵詞]生物質能;產業化發展;可再生
[DOI]1013939/jcnkizgsc201716074
1前言
以化石燃料為主的能源結構不僅具有不可持續性,且對生態環境造成極大的壓力,因此尋求能源多元化和發展可再生清潔能源已成為大勢所趨。20世紀末以來,歐美等國紛紛采取財政補貼、稅收優惠、農戶補助等激勵政策,引導生物質能產業化發展。已取得了一定的成效。(車長波、袁際華,2011)2000―2005年全球生物乙醇產量翻了一倍多,生物柴油翻了幾乎兩番,而同期全球石油生產只增加了7%。(Worldwatch Institute,2006)。經濟合作與發展組織和聯合國糧食與農業組織共同的《2013―2022年農業展望》曾預測:到2022年生物柴油的比例將占歐盟能源的45%,而燃料乙醇的比例也將占據美國能源的48%。
囿于技術等各方面的原因,中國生物質產業發展相對滯后。在第一代生物質能生產中,國際上成功案例主要以玉米、小麥、糖料和各種油籽等能源作物的規模種植作為生物質能產業化的基礎,此種模式與中國“人多地少”的現狀形成沖突,較難在中國復制。第二代生物質能技術,利用木質廢料、作物秸稈及農產品廢棄物等纖維素為原料生產乙醇,弱化了食品和燃料之間的競爭。這使中國在生物質能產業化進程中不再望“原料”興嘆,而是獲得了變廢為寶的機會。中國在“十二五”規劃中都將生物質能產業作為戰略新興產業來培育和發展。生物質能產業化發展需要將國外的成功經驗與中國的國情相結合,走一條因地制宜的新路。本文試圖對生物質能產業發展的社會經濟影響,制約生物質能產業發展的影響因素以及政策規制等方面進行綜述。
2國外相關研究現狀
21關于生物質能產業的利弊
Von Braun(2006)認為生物質能產業可能帶來四個方面的影響:一是環境效應,比如二氧化碳排放量減少,防止破壞生物多樣性、減少因化肥與農藥的過度使用造成的土壤退化、減少大氣污染等;二是生物質能產品逆向傳導生物質原材料的供求,而對食品、飼料供求和糧食安全造成影響;三是生物質能作為傳統能源的替代,δ茉詞諧〉撓跋歟凰氖巧物質能產業化發展對不同區域及不同收入人群將造成直接或間接的影響??傊镔|能的發展有利有弊。
Danniel GDe La Torre Ugart、Burton English等(2006)認為生物能源可起到緩解能源壓力和減少貧困人口,促進經濟發展等作用。在發展中國家,農業多為勞動密集性產業,生物能源的發展將促進農產品供需,推動農村人口就業,增加收入。Danniel通過實證分析,當生物質能產業化發展,生物乙醇產量達到60億加侖/年和生物柴油16億加侖/年時,可以不用休耕地。預測2007―2030年生物能源產業化生產將累積創造收入210億美元,創造240萬個工作崗位。
另一些學者則認為生物質能的發展將對發展中國家的食物安全造成極大威脅。生物質能的發展使大量的糧食轉化為燃料、將生產糧食的農地用于能源作物的生產,將大量減少糧食供給,從而推動糧食及飼料的價格上漲(Brown 1980)。能源與農業間的關系隨著生物燃料發展而變得更為緊密(von braun 2008)。
De La Torre Ugarte利用POLYSYS系統,研究了在兩種假設的價格方案下能源作物的生產對美國農業部門(包括農地的利用、傳統作物的價格及農場主的收入)的影響。Babcock(2007)認為發展生物燃油,必須先考慮其對環境以及農業的影響,特別是對于農作物和畜產品的影響。
以上結論表明,發展生物質能產業須進行模式選擇,充分考慮新興產業發展對各方面的影響,包括環境、農業及農民收入、糧食價格等。
22生物質能產業發展影響因素研究
RJHooper和JLiEGKoukios(2003)站在投資者立場進行分析,認為決定生物質能產業投資的主要因素來自于市場和政策。生物質能的價格、技術是否能與現存能源供給結構相兼容是企業首先要考慮的。制約生物質能產業發展的因素包括:生產成本高但售價低、生物質能產品市場風險難以測算、企業應對市場風險及政策風險的能力不足、生物質能對環境的影響不確定。
Tomas Kaberger和Kes McCormick(2007)對歐盟的相關能源政策進行對比分析,肯定了政策是促進生物質能產業發展的關鍵因素。
Hillring(2002)提出對生物質能產業發展方向的調控,應從新能源產品提供、能源消費結構調整及相關產業配套等方面著手。其總結瑞典生物質能利用經驗并提出:小生態公司將具有發展優勢,公司實現一體化經營。
23生物質能產業政策研究
政策在生物質能產業發展中占據重要位置,國外學者多用模型模擬政策沖擊,分析不同的生物質能激勵政策對相關產業、產品以及對環境或社會福利的影響。
Kanes等(2007)利用CGE模型評價了波蘭不同生物質能激勵政策的成效:相較于直接對生物能源補貼,提高化石能源稅顯得更有效率;生物質能部門受益更多的是間接稅的減免。
Ray(2000)通過運用POLYSYS模型模擬了相關農業政策對生物質能產業發展的可能影響。該模型測度了潛在的生物質能源和生物柴油供給量,并指出要充分將農業部門與環境、區域經濟和相關產業聯系起來,以促進生物質能產業的發展。
Johansson(2007)的研究表明,沒有政策限制,農民將優先使用農用地種植能源作物,這樣會進一步加劇糧食作物與能源作物在土地利用上的競爭。其運用LUCEA模型模擬了嚴格的二氧化碳減排政策對糧食、土地價格和溫室氣體減排的影響。結果表明:隨著碳稅提高,生物能源的供給量將會隨之提高,且生物質能原料主要來源于林木剩余物,糧食價格比基準價格上漲兩倍,二氧化碳排放量至2100年接近零。
Ignaciuk等(2006)在模型中選擇六部門進行局部均衡分析:其中包括糧食作物馬鈴薯、谷物;能源作物大麻、柳樹;傳統電力部門及生物電力部門。探討不同的能源稅收和補貼政策對碳排放、相關農產品產量和價格、生物能源產量及價格的影響。結果表明:對傳統電力征收10%的稅,對生物電力實行25%的補貼,將使生物電力的份額增加到75%,生物質和農產品產量增加。增收的碳稅補償環境,此外碳稅還將導致農產品產量降低1%~4%。
Gohin利用開放的CGE模型評估歐洲生物能源政策對農業部門影響。結果表明:在歐盟的能源政策下,可通過進口滿足生物柴油的需求,在巨額的進口關稅下,生物乙醇產量大增,能滿足國內需求。同時生物能源的大規模生產將導致國內畜禽類產品價格下降,產量增加。政府需補貼105億歐元,其中國外生產者獲益48億歐元,國內食品工業獲益25億歐元,農民收入增加32億歐元,并可提供四萬個農業就業機會。
3國內相關研究
31中國生物質能產業發展的制約因素
石元春(2011)提出降低生產成本是我國發展生物質能最需要解決的問題,其次是技術標準問題,對于生物質成型燃料,需要有相應的技術標準和規范,使之發展成為一種通用燃料。
王應寬(2007)分析了產業化發展空間,并總結了中國生物質能的產業化途徑。從生物質資源潛力、產品成本、環保效應等方面分析了我國生物質能產業的發展前景。其認為生物質能產業化開發的核心動力還是技術創新。生物質能產業化發展需要克服生物質原料極其分散,運輸成本、生產成本、采集成本高等制約因素。
通過研究生物質能商業化途徑,提出了生物質能產業的四大支撐體系,即政策扶持體系、資金投入體系、市場保障支撐、技術支撐保障體系,對生物質能源產業的發展提出了相應的對策措施(王雅鵬等,2007)。
吳創之等(2007)提出生物質能循環系統研究平臺的建設是生物質能產業發展的必要條件。
孫振鈞(2004)綜述了國內外生物質能產業發展的4個取向:生物質發電、生物質液體燃料、生物質有機高分子材料和能源農林業。認為生物質能產業發展方向應該與振興農村經濟和改善農民生活相結合,向小型、分散、統分結合的模式發展。能源農業應該與新興能源工業有機結合,使之形成生物質能產業鏈。
趙振宇等(2012)提出生物質發電行業的主要威脅在于上下游相關配套產業不協調、缺乏配額制、發展風險難評估等因素。
32生物質能產業政策影響及規制
劉飛翔(2011)在其博士論文中構建了四個層次的生物質能源政策永續發展評價指標體系。包括1個一級指標(生物質能源政策永m性發展)、4個二級指標(生物質能決策系統科學性、生物質能供給系統穩定性、生物質能消費系統持續性、生物質能科技研發與教育)、8個三級指標、22個四級指標構成的評價體系。通過專家問卷法確定各指標權重值,選用綜合評分法評價生物質能產業發展中政府規制與激勵價福建生物質能政策整體績效。此外從市場機制中生物質產業組織方式、市場準入制度、價格激勵性管制、社會性管制四個領域展開政府規制與激勵的主要工具選擇研究,提出生物質產業激勵的方向、手段和領域。
胡應得等(2011)利用CGE模型模擬征收能源稅對生物質能產業及宏觀經濟的影響。結果表明,對能源產品征收150元/噸標煤的能源稅,從量稅轉換為從價稅后,煤炭、石油、天然氣的稅率分別為25%、85%和9%,生物質能占比上升了0082%,而GDP、投資和出口等指標都有不同幅度的下降。
吳永民通過構建CGE模型分析了財政政策對于燃料乙醇產業發展的影響。結果表明:在非糧種植業階段和生產階段給予財政補貼都會促進燃料乙醇產量和乙醇汽油產量增長,在生產階段進行補貼會引起農村和城鎮居民收入的小幅減少,而非糧種植業階段的補貼能夠提高農民的收入。
綜上所述,生物質能產業作為新興產業,政府的扶持和引導意義重大。但政策選擇需依托于國情,完全照搬國外條條框框很可能出現“水土不服”。建立中國特色生物質能產業良性發展的政策激勵和規制才是長久之策。
參考文獻:
[1]胡應得,楊增旭,程志光能源稅對我國生物質能產業發展的激勵效用研究[J].經濟論壇,2011(9):111-115.
[2]王雅鵬,王宇波,丁文斌生物質能源開發利用及其支撐體系建設的思考[J].農業現代化研究,2007,28(6):753-756.
[3]石元春決勝生物質[M].北京:中國農業大學出版社,2011:65-68.
關鍵詞:中國生物質能源;發展現狀;問題;對策
伴隨著國家相關生物質能源生產行業標準規范的逐步完善,目前我國生物質能源生產開發已初具規模,在一系列法律法規的保障和財稅政策的推動下獲得了良好的發展。然而,中國生物質能源產業在實際發展過程當中,仍然存在著工業體系不完善、原料資源不足、產業化基礎不夠牢固、市場競爭力較低和研究能力滯后等諸多問題。因此,如何準確把握生物質能源產業的影響因素,制定合理有效的應對策略,是當下的生物質能源發展中迫切關注的重要課題。
1 世界能源結構的現狀與問題
1.1 節能減排舉措影響世界能源結構
燃料的使用效率與能源結構直接決定了二氧化碳的排放量,因而能源開發利用同自然環境之間的聯系緊密。近年來,煤、石油和天然氣這三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急劇增加,引起了氣候的異常及失衡。有研究指出,生物質燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右,若每年生產一億噸生物質燃料,則能達成5.5%二氧化碳的減排,故生物質能源產業的推進對世界能源結構的優化具有重要意義。
1.2 世界化石燃料危機嚴重
據統計,在全球能源的總用量中,化石能源所占比例高達85%,每年石油、煤炭和天然氣的儲量都在不斷下降。作為不可再生資源,人們賴以生存的石化能源正在日趨枯竭,使得人類面臨愈發嚴峻的能源危機。
1.3 可持續發展理念促進生物質能源產業發展
如今,可持續發展思想已深入人心。作為一種可再生能源,生物質能源在給人們提供生產原料與能量的同時實現了環境友好的目標,能夠在很大程度上緩解人們對石化資源的依賴。
2 生物質能源技術開發的進展
2.1 生物液體燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液體燃料。當前采用液體催化劑的化學酯交換法是生產生物柴油的關鍵技術,利用對原料油當中水分、游離酸的嚴格脫除來防止催化劑失活。液體酸催化方法雖然能夠避免水分、游離酸對產率的影響,但設備易被酸腐蝕、甲醇與丙三醇難以分離,且環境友好性較差。燃料乙醇的生產目前還在探索過程中,我國的燃料乙醇發展快,以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集團等為代表的企業都在燃料乙醇的研究上取得了較大的進展。此外,生物質快速熱裂解液化等技術也是國際上的研究熱點。
2.2 生物燃氣
瑞典、丹麥和德國的生物燃氣技術發達,已經實現了規模化、自動化與專業化,多使用高濃度糞草原料進行中溫發酵,其應用逐漸延伸到車用燃氣與天然氣管網領域。至2008年,我國的沼氣工程初步實現全面發展,厭氧擋板反應器、上流式厭氧污泥床等發酵工藝都有了示范應用。但受未熱電聯產和環境、溫度條件影響,大多沼氣工程穩定性不足且高濃度發酵等工藝應用少。
2.3 固體成型燃料
歐美地區的生物質固體成型燃料已走向規模化和產業化,瑞典、泰國等地區對固體成型燃料也給予了很高的重視。20世紀80年代,我國開始研究固體成型燃料并逐步建立了以蘇州恒輝生物能源開發有限公司等企業為代表的燃料工廠。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技術的研發主要集中在含油量高且環境適應性強的微藻的選育、規?;a油光生物系統的研發以及收集微藻、提取油脂這幾個方面,所面臨的最大難題是油脂含量、細胞密度高的微藻細胞的培養。使用微藻對石油形成進行模擬是我國研究微藻的開端,此后微藻異養發酵技術、微藻光合發酵模型等的創新都推動了我國微藻能源的研究開發。
3 影響生物質能源產業發展的因素
3.1產業模式局限
我國的生物質能源開發利用管理模式還有待健全,原料評價體系、技術規范等還不完善。項目模式也存在缺陷,例如,小型項目配套政策的缺失使得立項復雜且操作成本較高。
3.2 生產技術滯后
我國的沼氣工程大多應用的是濕發酵工藝,裝備與技術水平都比較滯后,不利于沼氣的高值化利用。非糧乙醇技術還存在障礙,受工藝復雜、酸濃度需求高、副產物多、設備要求高和成本高等因素制約,乙醇濃度不高、原料綜合利用率低和發酵效率低、時間長等問題還有待解決。此外,五碳糖菌種的缺乏、生物酶法制備技術的落后和生物柴油使用性能低、經濟性低等也是目前需要解決的難點。
3.3 資源供應不足
原料供應不足是我國生物質能源產業發展的一大瓶頸,單一的原料來源制約了沼氣工程規?;l展,非糧原料供應的間斷不利于其全年均衡生產,陳化糧等原料的缺乏影響了乙醇燃料工業發展進程,生物柴油技術也面臨著原料不足的狀況。
4 對策與建議
4.1 創新生物能源技術
生物質能源是實現我國可持續發展是重要能源保障,必須借助自主知識產權核心技術的創新來保證生物質能源產業化的持久。各級政府需積極推廣國產化計數,通過補助力度的加大來調動各單位研發應用自主技術的積極性,可通過專項資金的設立來支持生物質能技術創新,逐步形成分散式的產業體系。
4.2 合理利用邊際土地
針對原料不足這一瓶頸,應當充分利用邊際土地來發展非糧生物質能,逐步建設以能源草、甘薯、木薯等作為原料的生物質液體與氣體燃料生產基地。
4.3 加強國家政策支持
生物質能源的開發利用對于我國資源、能源供應都具有重要意義,必須將其納入安全戰略的考慮范疇并給予相應的政策支持。國家可結合生物質能源發展需求完善相關激勵體系,推行納入能源生產社會成本、環境成本的全成本定價方案,科學制定產品價格補貼、液體燃料消費鼓勵和液體燃料強制收購等方面的政策,給生物質能源發展提供強有力的體系支撐。
參考文獻
關鍵詞 秸稈;易貨合同;生物質;成型顆粒燃料;新能源
中圖分類號 X71
文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2015)09-0108-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2015.09.014
秸稈禁燒是社會關注的熱點問題:一方面,秸稈禁燒令無法根本上阻止農民繼續大規模焚燒秸稈,并由此帶來嚴重的霧霾天氣[1]。2014年10月25日,長春市空氣質量指數AQI“爆表”,高達500,秸稈焚燒是主要原因[2]。另一方面,現有生物質發電廠普遍存在秸稈收集難、即便是在國家大量補貼的情況依然很難實現收支平衡的現象。為什么政府年年發通知禁燒秸稈,年年禁不住?為什么農民寧愿冒著被罰風險去“偷”燒秸稈,也不把秸稈賣給生物電廠呢?有沒有一條秸稈能源化利用的有效途徑?
帶著這些問題,中國社會科學院工業經濟研究所能源經濟研究中心的專家們于2014年11月專程到吉林長春進行調研。通過調研發現:第一,在國家能源局與吉林省能源局共同支持下,吉林長春用“易貨合同模式”――一種秸稈能源化利用的新模式,發展秸稈顆粒成型燃料(以下簡稱顆粒生物質能),在治理秸稈禁燒、替代煤炭、解決農民冬季取暖、改善農村生活環境、提供農民就業等方面,表現出良好的經濟社會價值,值得有條件的地區學習借鑒。第二,顆粒生物質能是農村作物秸稈能源利用的重要方式,是改變農村用能習慣和能源消費結構的重要途徑,對發展農村循環經濟、提高農民生活質量具有重要的現實意義。第三,農村用能革命是全面小康社會的物質基礎,它關系到農村家庭生活水平的提高、能源公平和中國能源發展的全局。用“易貨合同模式”發展秸稈生物質能,將為我國部分地區農村生物質能源規模化、工業化發展,提供了一條經濟適用的途徑,也是傳統農業縣鄉發展新能源、實現農村用能革命的重要手段。
1 秸稈顆粒燃料發展的易貨合同模式
秸稈顆粒燃料發展的易貨合同模式是農村秸稈能源化利用的一種新模式,它是指以秸稈顆粒燃料加工企業為主導,通過農民用秸稈換取秸稈成型顆粒燃料,實現秸稈收集、顆粒燃料加工生產的一種顆粒生物質能的發展模式。
該模式將解決農民用能問題與新能源產業穩定發展結合起來、禁燒秸稈與秸稈能源化利用結合起來、秸稈收集與秸稈成型顆粒燃料市場開拓結合起來,解決了農民炊事、取暖的能源需求,實現了禁燒秸稈和秸稈能源化利用的目標。具體做法就是:秸稈顆粒加工企業與農戶簽訂“能源易貨合同”。合同核心內容主要包括:第一,農戶每年用15 t-20 t秸稈跟企業換5 t秸稈成型顆粒燃料,同時要求農戶與當地政府簽訂秸稈禁燒責任書。第二,企業為簽約戶無償提供秸稈成型顆粒燃料爐具和技術服務,用易貨貿易的方式向簽約農戶每年提供5 t的顆粒生物質能。
該模式的核心是農民不花錢用自家地里的秸稈,換回清潔的顆粒生物質能替代煤炭取暖做飯;企業在少花錢實現秸稈資源收集的同時,鎖定了顆粒生物質能用戶,降低了經營風險。秸稈顆粒燃料發展的易貨合同模式的魅力在于:自己不花一分錢、不要國家一分錢,農民就能用上清潔的顆粒生物質能,較好地解決了企業發展生物質能時的秸稈收集瓶頸和市場開拓問題,是低成本秸稈能源化利用的有效途徑之一。
在易貨合同模式顆粒生物質能產業鏈條上,各利益關系見圖1。
2 “易貨合同模式”發展成型顆粒燃料新能源的優勢分析
我們從產業鏈條下的利益主體,即農戶、企業、政府,分析“易貨合同模式”發展成型顆粒燃料新能源的優勢。
2.1 農戶利益分析
調查發現,用秸稈顆粒燃料取暖炊事對農戶來說有三大好處。
2.1.1 變廢為寶,農戶不花錢用上了清潔的新能源
過去用秸稈燒火做飯,一家人需要2-3車秸稈,剩余的大部分沒什么用;6個月的冬季,平均每戶燒炕取暖得用2-3 t散煤,要花1 000元;現如今不花一分錢,農戶用自家地里產的顆粒燃料,15 t秸稈換5 t成型顆粒,就夠自家一年取暖做飯用能了。東白_村之所以寫入我們的報告,是因為東白_村第10小組,一個自然屯的村民們基本都用上了顆粒燃料取暖做飯。東白_村位于吉林長春農安縣城北偏西約40 km處,屬楊樹林鄉。白_村下轄17個村民小組,1 265戶,分布在16個自然屯。東白_村第10小組約有土地100 hm2,每公頃玉米地可產8-9 t玉米秸稈,地里產的秸稈足夠全屯60戶人家取暖做飯了。每年少燒散煤150 t,少花錢6萬多元。
目前這種“易貨合同模式”使用顆粒燃料取暖做飯,已在吉林長春楊樹林鄉2 000農戶中推廣,楊樹林鄉政府、醫院、學校、敬老院和10個商業用戶全部采用顆粒燃料供熱[2]。由于秸稈收集、加工和農民用能相結合,農民既是秸稈的提供者,也是顆粒燃料受益者。正是因為不花錢可以用上清潔能源,讓農戶有了收集秸稈的積極性、禁焚秸稈的自覺性。
2.1.2 實現農田秸稈清理目的
農民大規模焚燒玉米秸稈主要是農業生產做好土地清理準備工作。目前主要是焚燒和秸稈粉碎還田,但是大規模秸稈焚燒和秸稈還田對農業生產可能產生一定的不利影響:一是焚燒秸稈會破壞土壤結構,形成板結,造成農田質量下降;還會直接燒死、燙死土壤中的有益微生物,影響作物對土壤養分的充分吸收,直接影響農田作物的產量和質量,影響農業收成。二是秸稈焚燒后留下的鉀素和磷素,多呈不溶解狀,很難被農作物吸收。三是秸稈粉碎還田,一方面還田后的秸稈不易腐爛,影響下茬播種質量,另一方面,秸稈粉碎還田須要深埋,這樣就會把生土翻出,也會影響作物產量與質量。通過“易貨合同模式”發展秸稈成型顆粒燃料,可以達到了農田清理準備的目的。
2.1.3 改善了農民自家的生活衛生環境
以往用秸稈直接做飯,燃燒效率低(20%)、灰塵多,用農民的話來說,就是特別“埋汰”,到了春季秸稈生蟲,家里環境衛生更差。如今用加工好的顆粒燃料做飯取暖,燃燒效率高(85%),火焰穩定接近天然氣,幾乎無灰塵,存放取用方便,干凈衛生。
2.2 社會經濟與環保效益分析
通過調研發現,農村發展成型顆粒燃料新能源,對當地經濟發展、秸稈資源商品化利用起著積極的作用,具有較好的經濟社會效益與環境效益。
2.2.1 帶動當地農村勞動力就業,經濟效益顯著
秸稈轉化為成型燃料,涉及資源收集、加工、儲運、鍋爐燃具制造和服務五大領域,產業鏈條長,輻射范圍廣,可以促進農民就業。我們調研的吉林農安縣楊樹林鄉年產5萬t秸稈成型燃料示范項目,該項目直接吸納就業180人,年創造工業產值3 700萬元,拉動社會投資3 000萬元。吉林是產糧大省,年產秸稈產量4 000萬t左右,按照吉林省規劃,到2020年前開發秸稈成型燃料300萬t(折標煤150萬t),按我們調研的示范項目數據推算,吉林秸稈成型顆粒燃料產業的潛在吸納就業1多萬人,直接帶動社會投資18億元,年創造工業產值22.5億元。如果按我們調研的林農安縣楊樹林鄉年產5萬t秸稈成型燃料示范項目數據,即那么吉林400萬t需要投資24億元,每年將創造工業產值30億元,為企業帶來收入3.6億元。
2.2.2 環境效益和節能減排效果顯著
替代農村散煤,環境貢獻大。調研的年產5萬t顆粒燃料項目,如果其中3萬t為易貨模式,那么每年直接可為2 300戶農民提供1.17萬t的易貨生物質能源,為農民節省了285萬元取暖支出(假如散煤價格為350元/t),直接少用散煤5 800 t。替代2.5萬t標煤的煤炭,減少CO2排放6.55萬t、SO2排放600 t和NOX排放185 t。
如果吉林易貨合同模式的成型顆粒燃料產業規模達到300萬t,那每年可為減少煤炭200萬t標煤,減少CO2排放390萬t、SO2排放3.6萬t和NOX排放1.11萬t。為農村通過易貨模式提供生物質能源70萬t,為城市提供商品生物質能230萬t,可供熱6 000萬m2,同時可以解決30萬農戶炊事和取暖用。
2.2.3 解決了秸稈野外焚燒問題
在調查中農戶們反映,過去總為處理多余的秸稈傷腦筋,晚上偷偷摸摸到地里燒秸稈還怕被罰。如今因為秸稈可以免費換秸稈顆粒新能源,還免費給裝爐子,所以大伙都愿意把秸稈收集起來送到站上(企業設立的秸稈代換便民服務站)換顆粒。如今全屯沒有一戶在野外焚燒秸稈,改善了空氣質量,家里也干凈了。
2.3 企業利益分析
在吉林長春我們還調研了生物質發電企業和傳統模式的生物質顆粒燃料企業,通過比較分析發現秸稈顆粒企業有以下幾個特點:
2.3.1 降低了企業的運行風險
“易貨合同模式”降低了企業的資金成本,鎖定了部分市場需求,極大地降低了企業的運行風險。在傳統經營模式下,顆粒生產企業的資金占用量較大,是影響企業經營效益的重要因素。例如,一個年產5萬t顆粒的企業,一個月收秸稈約5 000 t,每噸270元-300元,需要占用資金至少135萬元。由于供暖的季節性及秸稈收集的季節性,必然帶來顆粒的消費具有季節性特征,而工業生產是全年連續性的,若以存貨2個月秸稈,那么資金占壓將超過700萬元,由此產生的貨款利息對企業來說也是不小的成本增加,勢必將直接影響顆粒燃料生產企業的經營效益?!耙棕浐贤J健笔诡w粒燃料生產企業大大降低了秸稈收集和存貨的資金占用及財務費用。
2.3.2 市場競爭能力更強
與生物質發電企業及傳統模式生物質顆粒燃料企業相比,易貨合同模式的顆粒燃料企業的市場競爭能力更強。同樣規模秸稈能源化利用量的電廠和顆粒燃料廠,在電廠上網電價0.75每度電補貼0.346元的前提下,在同等秸稈收購價格的前提下,電廠毛利潤是40萬元,傳統模式顆粒燃料廠的毛利潤是1 560萬元,易貨貿易模式顆粒燃料廠的毛利潤是1 850萬元,這里生物質顆粒市場價格為750元/t?!耙棕浐贤J健鳖w粒燃料生產企業的顆粒燃料市場價格盈虧平衡點是655元/t,傳統模式的顆粒燃料市場價格盈虧平衡點是710元/t左右。
2.3.3 投資更低,就業和環境效益更顯著
與生物質發電企業相比,易貨合同模式的顆粒燃料企業,其投資成本更低、吸納就業和化石能源替代能力更強。同樣規模秸稈能源化利用量的電廠和顆粒燃料廠,投資比是1∶0.63。目前具有經濟規模的生物質電廠,裝機規模3萬千瓦,秸稈能源化利用量為25.6萬t/a,初始投資在2.1億元。具有規模經濟效益與經濟收集半徑的生物顆粒企業年產5萬t,初始投資3 000萬元,與秸稈發電廠秸稈能源化利用量相當的顆粒廠,初始投資1.5億元只有電廠的 63%。同樣規模秸稈能源化利用量的電廠和顆粒燃料廠,就業比是1∶5,化石能源替代率比是1∶4.9。
與生物質發電相比,生物質顆粒燃料的產業鏈更長。顆粒燃料生產是秸稈利用的中間加工環節,不是最終環節。要實現秸稈的最終利用,還需要有城市供熱、發電及農戶等最終用戶完成,其產業鏈條包括秸稈收集粉碎、成型加工、爐具和鍋爐推廣等。而生物質發電廠是通過燃燒直接將秸稈轉換為電力送到電網。
3 問題及建議
3.1 秸稈成型顆粒燃料發展中的問題
第一,調研中我們發現,在我國農村能源貧困問題依然存在的大背景下,我國秸稈能源化利用政策較少考慮農民用能問題。從上世紀90年代開始,中國規劃了一系列的政策來促進農村能源發展,特別是近年來,國家加大了對農村能源建設的投入,如農村電網改造、農村水電站、小型光伏發電、小型風電發電、農村戶用沼氣、節能炕、節能爐等的建設,使農村能源利用條件得到了明顯改善。但是,我國大多數農村地區,特別是中西部地區農村的能源基礎設施落后,能源服務體系不健全,農村能源消費的商品化程度還比較低,能源貧困問題依然突出[3]。所謂能源貧困是指人們缺乏獲得足夠的便捷的現代能源服務的方法和途徑,而長期使用傳統生物質燃料(稻稈、薪柴等)的現象。當前,我國農村生活能源中非商品性用能仍然占主導地位,秸稈、薪柴依然是大多數農戶炊事取暖的主要燃料。據《中國農村監測報告》數據顯示,我國農村60.2%、
約1.61億戶農戶仍以柴草為炊事和取暖的燃料。秸稈是重要的生物能源資源,但是在目前無論是生物質發電、還是秸稈顆粒燃料這些商品化能源的發展模式設計,都較少優先考慮解決農民用能問題,這也許是我國長期能源發展戰略向城市和工業傾斜的一個折射。據2012年《中國農業統計資料》顯示,我國秸稈能源化利用形式主要有秸稈固化成型、秸稈炭化、秸稈沼氣集中供氣、熱解氣化集中供氣等,其中秸稈熱解氣化集中供氣和秸稈沼氣集中供氣的用戶為29.08萬戶,占全國農戶總數的0.11%;秸稈固化成型和秸稈炭化量382.05萬t,占全國非商品化能源生活消費秸稈總量3.4億t的1%左右。造成這種情況的原因是多方面的,但是如果在秸稈能源發展中,能夠結合農村易貨貿易習慣、并把生物質能源發展重點放在農村用能上,或許可以探索一條從根本上改善中國農村能源現狀的途徑。
第二,農民生活能源消費支出習慣不利于秸稈能源化利用。我國農村生活用能支出較低,根據2010年《中國農村住戶調查年鑒》的數據顯示,戶均生活用能支出316.5元/a。特別是吉林省戶均生活用能支出只有87元/a,戶用煤不足100 kg/a。這些數據從另一個側面說明,像吉林冬天取暖長達半年的北方省,農村商品能源的缺乏程度。究其原因既有收入水平和能源服務缺失的原因[4],也有用能習慣的原因。從吉林農村戶均生活用能源的統計數據中可以看出,吉林農村多數農戶是很少花錢取暖過冬。我們調研的東白_村,有些農民是有能力花錢買煤,取暖過冬。
第三,“易貨”秸稈顆粒燃料發展模式尚處初期探索階段,還存在不少需要解決的問題。一是政府在相關領域缺乏頂層設計,缺少行業標準;扶持政策不到位,用當地能源部門相當負責人的話就是“沒有扶在點子上”。二是生產企業裝備的技術含量不高,生產工藝、生產流程,以及生物質高效爐具等都有待改善,秸稈顆粒燃料生產過程耗能較高的問題也需要解決;多數生產企業規模小,產業鏈條不完整,可持續發展能力弱。三是秸稈顆粒燃料新能源“易貨合同”模式還不成熟,需要更多企業和農戶進行探索實踐,也需要得到社會的支持和認同。四是秸稈分散收集成本高,替代大集中燃煤供熱的成本高,但在替代小型燃煤鍋爐和居民用煤上有價格優勢。
3.2 對策建議
由于農林廢棄物的采收成本較高,農林廢棄物能源化利用的發展潛力受資源條件和經濟性的限制,考慮到生物質成型顆粒的能源利用效率明顯高于秸稈發電、生物質成型顆粒的易貨合同發展模式明顯好于傳統模式,建議在作物秸稈富集的地區和林業“三剩物”較為集中的地區重點發展生物質成型顆粒燃料,探索我國生物質能源的持續發展模式。
第一,在重點地區開展“易貨合同模式”發展生物質顆粒燃料的試點工作,探索一條將農民用能、秸稈能源化利用與秸稈禁燒有機結合起來的新能源發展之路。我國秸稈資源豐富,每年僅玉米秸稈就超過3億t,其中約1.5億t的玉米秸稈集中在黑龍江、吉林、河南、河北、山東等五省,這些省份都有發展“易貨”秸稈顆粒燃料的資源基礎和氣候條件。建議在秸稈富裕、冬季時間長的北方省份設立示范項目,探索總結不同地區的“易貨”生物質顆粒燃料發展模式。
第二,建議農業部設立國家“農村能源貧困扶助基金”和“農村秸稈能源化利用基金”,重點支持農業省區和農村能源貧困地區發展秸稈顆粒燃料。建議國家相關部門在制定新能源發展政策和節能政策時,適當向秸稈能源化利用傾斜,適當支持農民用秸稈顆粒燃料代替煤炭和薪柴。建議科技部門加大對秸稈收儲設備的研發支持力度,加大對生物質成型顆粒燃料生產設備的研發投入,加大對生物持爐具的研發投入。
第三,積極鼓勵探索適合農林廢棄物能源化利用的各種發展模式。例如,我國農村戶用沼氣發展中存在許多問題,是否可以通過“易貨合同”模式,建立分布式大型沼氣發電-有機肥綜合利用項目,解決農村用能、用肥問題。
通過調查,我們深切感受到,用“易貨合同模式”發展秸稈成型顆粒燃料新能源,可以調動政府、企業和農民三方的積極性,改變農民以柴草為主要炊事取暖能源的現狀,讓農民用上清潔、高效的生物質能源,是農村能源生產、農村能源消費革命的抓手,它也是解決秸稈野外焚燒的有效手段。
參考文獻(References)
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隨著全球石油、煤炭的大量開采,能源日益枯竭庫,存量不斷減少,能源短缺和隨之而來的環境污染日漸引起人們的關注,并已成為制約我國經濟社會又快又好發展的瓶頸。改善能源結構,利用現代科技開發生物質能源來緩解能源動力,減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視,已將“大力發展生物質能”列入國家“十二五”規劃。
2、我國生物質能產業發展現狀及前景
現階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用,生物質直燃發電,工業替代燃料和交通運輸燃料這四方面。
2.1 沼氣利用
近年來沼氣利用在中國發展迅速,在中央投資的帶動下,各地也加大投入,形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發展的新格局。沼氣開發利用現在不僅能解決農民的燒柴問題,更重要的是我國的沼氣發展正從分散式農戶經營向產業化方向轉變。2008年山東民和牧業建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯產沼氣工程;2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作,以養殖場,公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看,通過生物發酵產沼氣的技術相當成熟,但是現階段還存在沼氣工程總體規模較小效益不高,產氣不是很穩定,特別是在北方冬季產氣明顯不足,和沼氣副產品市場需求不足等因素約束。
2.2 生物質直燃發電
生物質直燃發電是最早采用的一種生物質開發利用方式,也是消耗量最大、最直接、最容易規?;凸I化的能源利用方式。早在2004年,山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發電的試點示范,而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發電行業的發展,年投資額增長率都在30%以上,到2010年我國生物質直燃發電量已達到550萬千瓦。其中,我國生物質最大的企業國能生物發電集團有限公司在2010年投入運營和在建生物質發電項目近40個,總裝機容量100萬千瓦。到2013年,該公司規劃生物質發電裝機數量達到100臺,裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時,年消耗農林剩余物可達3000萬噸,每年可為農民增收約80億元,每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。
生物質直燃發電技術比較成熟,而且它是增加農民收入、促進農民增收的直接載體,是實現工業反哺農業、加快農村經濟發展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發電還存在項目投資和運營成本較高,原料供應季節性強,需要政府補貼,受國家政策影響風險大等問題。
2.3 工業替代燃料
生物質作為工業替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。
生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農業生物質廢棄物為原料,用作工業鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發始于20世紀80年代,早期主要集中在螺旋擠壓成型機上,但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重,壽命較短,電耗大等缺點,導致綜合成本較高,發展停滯不前。進入2000年以來,生物質成型技術得到明顯的進展,成型設備的生產與應用已初步形成了一定規模。國家發改委規劃到2010年,生物質成型燃料生產量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業蒸汽鍋爐方面。其中,珠海紅塔仁恒紙業有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節能減排項目,該項目2011年投入運行,以兩臺40t/h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐,代替現有的六臺燃油鍋爐。
生物質可燃氣較早使用在氣化發電方面,一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發電。生物質氣化發電廠的規模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦,與生物質直燃發電相比,它的規模較小,但它發電效率較高,投資成本較少,對原料的來源限制也較少。除了氣化發電,生物質可燃氣也越來越多地應用在工業替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業,它將原燃燒重油的兩段式連續推鋼加熱爐改燒生物燃氣,該項目在2009年初立項,并2010年5月正式投產至今運行正常,這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業生物燃氣項目。
生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農業廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發性氣體,再經冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16~18MJ/kg,產油率可達70%,它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料,也可進一步加工轉換成化工產品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚,但近年來發展較快。浙江大學,中國科技大學,山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作,也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業化應用過程中,2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發區成功建設了一套年產3000噸的生物油工業實驗裝置并一直連續運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業應用的新階段,從2007年在安徽合肥建立起第一套年產萬噸的生物油裝置以來,其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業園分別投產了第兩套和第三套的年產萬噸的生物油裝置,這也標志著生物質裂解油的產業化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產成本較低,但是它熱值較低,又具有一定的酸性,需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外,還可以進一步通過精煉工藝生產多種化學品,開發利用的市場潛力巨大,具有十分廣闊的發展前景。
2.4 交通運輸燃料
生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末,利用糧食相對過剩的條件,我國開始發展生物燃料乙醇。從目前的情況看,玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟,但基于對國家糧食安全的擔心,和發展經濟類作物會發生品種單一,種性退化較嚴重等問題,國家一直有意保持國內燃料乙醇的產量在一定的限制水平。
玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下,我國的企業和科研院校正加大力度地投入研發纖維素等新的燃料乙醇的生產。據了解,中國擁有發展纖維素乙醇的原料優勢。纖維素廣泛分布于農作物秸稈、皮殼當中,資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產3000t和一套年產5000t燃料乙醇工業化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯手建造的中國規模最大的年產萬噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產代表了中國未來燃料乙醇的主流方向,目前需要做的是加快研發力度,突破技術瓶徑,降低生產成本,加快商業化生產的速度。
生物柴油主要應用于運輸業和海運業,是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發展狀況與燃料乙醇相似,用油類植物生產生物柴油的技術比較成熟,但是它受原料的制約嚴重。要發展大力生物柴油產業,必須要有穩定的原料來源。據了解,歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產生物柴油,但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產業不宜以食用油為原料,只能大力發展丘陵鹽堿等非糧用地發展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬t生物柴油項目正式投產運行,其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產工藝的裝置,產品已在海南島內的柴油零售批發網點推廣使用,這是我國首個麻風樹生物柴油產業化的示范項目。
近年來,利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注,因為微藻繁衍能力高,生長周期短,可大量培養而不占用耕地,能有效解決原料來源不穩定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”,其宗旨就是向藻類要能源,目標是到2010年每天產出百萬桶生物燃油,實現藻類產油的工業化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目,投入的2600~-英鎊將用于發展相關技術和基礎設施,該項目預計到2020年實現商業化。我國的科研人員也在政府和企業的大力支持下加緊研發這項新技術,希望能早日實現產業化。雖然現在較高的生產成本制約著微藻生物柴油產業的發展,但通過今后技術的不斷改進,相信微藻生物柴油產業的前景是十分廣闊的。
能源是人類賴以生存發展的基礎。目前,世界能源體系在很大程度上依賴石油燃料,然而石油作為不可再生能源,儲量不斷減少。研究表明,全球石油儲量僅可用54a。同時,利用石油燃料帶來的其他一系列急需解決的全球問題,諸如溫室效應、全球變暖和氣候變化等。因此,更多的目光聚焦在能夠可再生的能源-生物能源上。生物能源(Bioenergy)主要指利用生物的活動,將生物質、水、CO2、畜禽糞便等其他廢棄物生產的能源,具有補償目前石油燃料需求的潛力。同時,在生物燃料的生產、使用以及生物質的合成過程中存在碳、氮循環,因此,使用生物能源會減少大氣中溫室氣體的排放。此外,發展生物能源的優勢還在于保障國家能源安全、外匯儲蓄以及解決直接與農村發展相關的經濟問題和社會問題。
1國外生物能源的發展
目前,用來制造生物能源的原料主要有各種農林資源、生活和工業廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等。據估計,地球每年存儲的生物能源相當于世界主要燃料的10倍,然而目前生物能源的利用量不足其總量的1%,由此可以推測生物能源將是未來最重要的新能源之一。生物能源主要包括生物質制氫、廢水生產沼氣、生物質熱解液化或固體成型、生物柴油、燃料乙醇、秸稈丁醇等技術。目前產量最大的生物能源是燃料乙醇、沼氣和生物柴油。美國是世界最大的生物燃料乙醇生產國,主要以玉米為原料。2007年美國《新能源法案》規定:在2022年之前,燃料乙醇的產量將提高到360億加侖(1加侖=3.79kg)。隨著玉米燃料乙醇的產量增加,導致玉米價格上漲,導致糧食安全問題。因此,科學家們開發了纖維素乙醇。纖維素乙醇是利用秸稈、農作物殼皮莖稈、樹葉、落葉、林業邊角余料和城鄉有機垃圾等纖維為原料生產燃料乙醇。沼氣產業主要以農林廢棄物和生活垃圾為原料,生產的沼氣可以提供生活和生產所需能源,產生的沼渣和沼液還可用于農業施肥,可以同時達到產能和減少環境污染,實現種植、養殖的良性循環。因此,沼氣產業將成為連接循環農業各個環節的紐帶和中心,將在循環農業產業體系建設中發揮重要作用。美國現有30多家公司投入了上百萬美元,主要以大豆為原料,生產生物柴油;而包括法國、德國、英國、波蘭在內的歐盟國家則以油菜籽為原料,來生產生物柴油;巴西以蓖麻油為主要原料生產生物柴油;日本主要以煎炸油為原料生產生物柴油,1999年建成了259L/d生物柴油工業化實驗裝置,目前生產能力達40萬t。
2生物能源與循環經濟
循環經濟(CircularEconomy)是一種全新的經濟形態,以資源的節約利用和循環利用為特征。簡單來說,循環經濟是以“廢物”資源循環再利用為核心,以“減量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循環(Recycle)”為經濟活動的行為準則,實現資源與能源的高產出、循環利用和安全供給。傳統的經濟的增長是建立在資源和能源高速消費的基礎上的,目前全球經濟增長都面臨著資源和能源匱乏的危機。循環經濟考慮到資源和能源的有限性,因此從生產的開端實現資源和能源的“減量化”,減少資源的浪費;生產流程中實現資源的“再使用”,延長資源和能源使用的時間強度;同時在末端產生的垃圾和廢品盡量實現資源的“再循環”,即所謂的廢品回收利用和廢物綜合利用。因此其從長遠來看是一種既節約資源,又節約成本的經濟增長方式。環境經濟學認為循環經濟從生態環境保護實踐中提出,以經濟為核心,以資源利用為分析對象,核心在于促進經濟發展的同時,兼顧保護環境。從技術層面來看,生物能源可以實現資源的循環利用、廢棄物無害化處理和資源的能源轉化,是實現循環經濟的技術路徑,成為連接循環經濟各個環節的紐帶和中心,將在循環經濟產業體系建設中發揮重要作用。
3河北省生物能源產業發展現狀
河北省是農業大省,發展生物能源具有得天獨厚的有利條件,能夠為生物能源提供可靠的原料保障。目前,河北省耕地面積約為5.988×1010m2,小麥、玉米和棉花每年的秸稈量達6180萬t,作物秸桿約2/3被當作肥料或牲畜飼料,未開發利用的秸稈超過1780萬t,占可收集資源量的37.73%,因此農作物秸稈資源可開發利用空間巨大。畜禽廢棄物年產量約為1.7億t,用作沼氣或加工成新型飼料的不足1%;森林面積約為5.525×1010m2,林業“三剩物”年產量總計約為570萬t,是全國該類剩余物的產量大省,可折合標煤約為370萬t。另外,河北省境內尚有荒山、荒地、荒灘等土地資源約為5.26×1010m2,適于大面積栽種黃連木、文冠果等含油量較高的樹木,發展能源林業。2012年,河北省油葵種植總面積達到了2.69×108m2,總產值約為5.34萬t。河北省各級政府長期對生物能源產業給予大力支持。河北省新能源產業“十二五”發展規劃的發展目標之一就是生物質能開發利用工程。2006年中糧集團與衡水老白干集團簽署的燃料乙醇項目,總投資15億元生產燃料乙醇。近年來,河北省進一步加大對生物燃料和相關生物化工產品的資金技術支持,2015年中糧集團燃料乙醇(秦皇島經濟技術開發區)列為河北省重點發展項目。由于政府有關部門的大力支持,幾年來河北省形成了以燃料乙醇、沼氣、生物柴油為主的生物能源技術措施、管理體系。河北省和國家林業局、中石油聯合在邯鄲市組織實施了林油一體化油料能源示范基地建設項目,完成黃連木新造林約為2.13×106m2,為今后發展油料能源林基地奠定了基礎。河北省在能源林業和農業育種方面取得了顯著進展。國家高粱改良中心河北分中心選育出能飼1號、能飼2號和冀甜3號甜高粱新品種3個。河北科技師范學院初步建立了非糧柴油能源植物引種園,引種非糧柴油能源植物150余種,對部分非糧柴油能源植物進行了種子生物學特性與配套栽培技術研究。沼氣利用是河北省發展生物能源的重要成果。河北經貿大學通過對高效產酸菌系構建及產甲烷優勢菌優化,建立了高固體濃度果蔬廢棄物厭氧發酵過程控制技術。生物柴油方面,新奧集團在微藻基因改造、高通量篩選技術、立體養殖、高效低成本光生物反應器技術和工業廢水回收技術等方面都有所突破,建有目前世界上最先進的微藻油生產設施,年生產微藻油可達10t以上,處于國內領先地位。河北省生物能源產業具有一定的基礎和技術水平。據不完全統計,河北省省內建成并投產的生物質能源生產企業有64家。衡水老白干釀酒集團公司燃料乙醇、華藥生物丁醇、石煉化公司、武安正和公司生物柴油、河北強民生物質成型燃料等項目正在積極推進中。生物沼氣經過多年的開發和推廣,截止2015年底,河北省累計建成350萬戶,建成大中沼氣工程2500處,總池容積16.8萬m3,沼氣發電站10座,推廣秸稈壓塊炊事采暖爐具30萬戶。2015年世界銀行為河北省農村再生能源開發示范項目貸款7150萬美元,將投資建設和運行6處沼氣設施,把作物秸稈和畜禽糞便轉化成沼氣,為河北省96100戶農村居民提供了穩定的清潔能源。
4河北省生物能源產業發展對策
4.1發展循環經濟并堅持可持續發展
由于國內外學者認為第一代生物能源主要以糖料或淀粉作物為原料生產乙醇,會引起“與人爭糧”、“與糧爭地”等社會問題。循環經濟的關鍵和核心是“廢物”循環和再利用,因此國際生物能源研發的重點是利用農林廢棄物發展生物能源,尤其是以玉米秸稈為主的作物秸稈更體現了很高的綜合開發價值。目前河北省在全省推廣秸稈聯戶沼氣站和生物質發電項目。截至2013年底,發展秸稈聯戶沼氣工程20處,投產秸稈生物質發電廠8座,年利用農作物秸稈216.6萬t。因此,應進一步尋求對生物能源和化工產業在技術等方面實現突破,保證全省糧食安全和生物能源產業可持續發展。
4.2因地制宜開發多層次的非糧生物能源
根據河北省不同地區自然地理因素,統籌規劃,開發多層次、多元化的非糧生物能源,確保生物能源產業的發展。在燕山和太行山的荒山荒地和宜林丘陵建設以黃連木、油桐、文冠果、橡櫟、刺槐為主的能源林基地。在荒地、荒灘、鹽堿地不適宜糧食作物種植的地方,可以種植甜高粱、甘薯、油葵等耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿的作物,發展能源農業。在平原糧食高產地區,重點開發纖維素乙醇、纖維素丁醇、秸稈發電、秸稈沼氣技術。在臨海地區開發微藻能源,在工業發達的中心城市,建設適度規模的生物柴油生產廠、城市污水沼氣生產廠。
4.3創新機制加強生物能源技術研究