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生物質(zhì)能的生物質(zhì)特點(diǎn):
可再生性:生物質(zhì)能源是從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái),可實(shí)現(xiàn)能源的永續(xù)利用;清潔、低碳:生物質(zhì)能源中的有害物質(zhì)含量很低,屬于清潔能源;替代優(yōu)勢(shì):利用現(xiàn)代技術(shù)可以將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化成可替代化石燃料的生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)可燃?xì)狻⑸镔|(zhì)液體燃料等;原料豐富:生物質(zhì)能源資源豐富,分布廣泛。根據(jù)世界自然基金會(huì)的預(yù)計(jì),全球生物質(zhì)能源潛在可利用量達(dá)350EJ每年,約為82、12 億噸標(biāo)準(zhǔn)油,相當(dāng)于2009年全球能源消耗量的73%。生物質(zhì)能,是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用。
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關(guān)鍵詞:生物質(zhì);生物質(zhì)能;產(chǎn)業(yè);沼氣;生物質(zhì)發(fā)電;生物質(zhì)燃料;能源作物
1 概 述
近年來(lái),在能源危機(jī)、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的呼聲中,可再生的清潔能源以及能源的多元化倍受關(guān)注,生物質(zhì)能成為其中的一個(gè)新亮點(diǎn)。
為了促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用,增加能源供應(yīng),改善能源結(jié)構(gòu),保障能源安全,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)制定并實(shí)施了《可再生能源法》。可再生能源是清潔能源,是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源,它對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極小,而且資源分布廣泛,適宜就地開(kāi)發(fā)利用。根據(jù)《可再生能源法》的定義,目前主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿确腔茉碵1]。中國(guó)可再生能源資源非常豐富,開(kāi)發(fā)利用的潛力很大,其中生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)潛力更大。
生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,它目前是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源,在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位[2]。據(jù)有關(guān)專家估計(jì),生物質(zhì)能極有可能成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分,到下世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。
生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量,是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。生物質(zhì)能是可再生能源,通常包括以下幾個(gè)方面:一是木材及森林工業(yè)廢棄物;二是農(nóng)業(yè)廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物;六是動(dòng)物糞便。在世界能耗中,生物質(zhì)能約占14%,在不發(fā)達(dá)地區(qū)占60%以上。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質(zhì)能,直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%~30%[3]。生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)是燃燒容易,污染少,灰分較低;缺點(diǎn)是熱值及熱效率低,體積大而不易運(yùn)輸。
目前世界各國(guó)正逐步采用如下方法利用生物質(zhì)能:1)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法,獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等高品位的能源產(chǎn)品,該方法又按其熱加工的工藝不同,分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法;2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法,主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品;3)利用油料植物所產(chǎn)生的生物油;4)把生物質(zhì)壓制成成型狀燃料(如塊型、棒型燃料),以便集中利用和提高熱效率。
“為了緩解中國(guó)能源短缺問(wèn)題,保證能源安全,治理有機(jī)廢棄污染物,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,建議國(guó)家應(yīng)大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能,實(shí)施能源農(nóng)業(yè)的重大工程。”中國(guó)作物學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)路明研究員在接受記者采訪時(shí)說(shuō)[4],“生物能源開(kāi)發(fā)工程應(yīng)主要包括:沼氣計(jì)劃、酒精計(jì)劃、秸稈能源利用計(jì)劃和能源作物培育計(jì)劃等。”
在2006年8月召開(kāi)的全國(guó)生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用工作會(huì)議上,國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)副主任陳德銘提出,今后15年,中國(guó)在生物質(zhì)能源方面將重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發(fā)電、生物固體成型燃料技術(shù)四大領(lǐng)域,開(kāi)拓農(nóng)村發(fā)展新型產(chǎn)業(yè),為農(nóng)村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開(kāi)辟新的渠道。
綜上所述,目前,中國(guó)生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化利用途徑主要包括以下方面:沼氣利用工程、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物固體成型燃料、生物質(zhì)液體燃料、能源作物培育利用等。
2 中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)
中國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能是一座待開(kāi)發(fā)的寶藏。根據(jù)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo),到2010年,生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到550萬(wàn)千瓦(5.5GW),生物液體燃料達(dá)到200萬(wàn)噸,沼氣年利用量達(dá)到190億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到100萬(wàn)噸,生物質(zhì)能源年利用量占到一次能源消費(fèi)量的1%;到2020年,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到3000萬(wàn)千瓦,生物液體燃料達(dá)到1000萬(wàn)噸,沼氣年利用量達(dá)到400億立方米,生物固體成型燃料達(dá)到5000萬(wàn)噸,生物質(zhì)年利用量占到一次能源消費(fèi)量的4%[5]。
開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題,既涉及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又關(guān)系到國(guó)家的能源安全。今后5~10年,中國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展的重點(diǎn)是沼氣、固體成型燃料和能源作物。《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo)是[6,7]:到2010年,全國(guó)農(nóng)村戶用沼氣總數(shù)達(dá)到4000萬(wàn)戶,新建大中型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程4000處,生物質(zhì)能固體成型燃料年利用量達(dá)到
100萬(wàn)噸,能源作物的種植面積達(dá)到2400萬(wàn)畝左右。
據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年通過(guò)光合作用生成的生物質(zhì)能約50億噸,相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%,中國(guó)的利用量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平[8]。2005年,中國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)利用總量約1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(tce),為當(dāng)年全國(guó)一次能源消費(fèi)總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%),根據(jù)政府的規(guī)劃目標(biāo),到2010和2020年可再生能源利用總量將達(dá)到2.7億tce和5億tce,分別占屆時(shí)能源消費(fèi)總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此,中國(guó)生物質(zhì)能的發(fā)展利用空間很大。
3 中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展前景
3.1沼氣利用工程的發(fā)展空間
沼氣的利用主要包括沼氣燃?xì)夂驼託獍l(fā)電。目前,中國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)進(jìn)入了加快發(fā)展的重要時(shí)期。統(tǒng)計(jì)顯示,截至2005年底,中國(guó)農(nóng)村中使用沼氣的農(nóng)戶達(dá)到1807萬(wàn)多戶,建成養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程3556處,產(chǎn)沼氣約70億立方米,折合524萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,5000多萬(wàn)能源短缺的農(nóng)村居民通過(guò)使用了清潔的氣體燃料,生活條件得到根本改善[5]。中國(guó)已經(jīng)建成大中型沼氣池3萬(wàn)多個(gè),總?cè)莘e超過(guò)137萬(wàn)立方米,年產(chǎn)沼氣5500萬(wàn)立方米,僅100立方米以上規(guī)模的沼氣工程就達(dá)到630多處[10]。距離2010年預(yù)定目標(biāo)的發(fā)展空間還很大。
中國(guó)經(jīng)過(guò)二十多年的研發(fā)應(yīng)用,在全國(guó)興建了大中型沼氣工程和戶用農(nóng)村沼氣池的數(shù)量已位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術(shù),還是建造、運(yùn)行管理等都積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),整體技術(shù)水平已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。
沼氣發(fā)電發(fā)展前景廣闊,但目前還存在一些障礙,如技術(shù)障礙、市場(chǎng)障礙、政策障礙等,通過(guò)制定發(fā)展規(guī)劃、加強(qiáng)技術(shù)保障體系建設(shè)、引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,創(chuàng)新投資體系,研究制定促進(jìn)沼氣發(fā)展利用的國(guó)家級(jí)配套政策,等等。當(dāng)技術(shù)、市場(chǎng)、政策等壁壘被克服后,沼氣發(fā)展前景廣闊,產(chǎn)業(yè)空間巨大。
3.2生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展前景
目前,生物質(zhì)發(fā)電主要包括沼氣發(fā)電、生物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)混燃發(fā)電、農(nóng)林秸稈生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)炭化發(fā)電、林木生物質(zhì)發(fā)電等。
生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能,正面臨著前所未有的發(fā)展良機(jī):一方面,石油、煤炭等不可再生的化石能源價(jià)格飛漲;另一方面,各地政府頂著“節(jié)能降耗20%”的軍令狀,對(duì)落實(shí)和扶持生物質(zhì)能源發(fā)電有了相當(dāng)大的默契和熱情。國(guó)家電網(wǎng)公司擔(dān)任大股東的國(guó)能生物質(zhì)發(fā)電公司目前已有19個(gè)秸稈發(fā)電項(xiàng)目得到了主管部門(mén)批準(zhǔn),大唐、華電、國(guó)電、中電等集團(tuán)也紛紛加入,河北、山東、江蘇、安徽、河南、黑龍江等省的100多個(gè)縣、市開(kāi)始投建或是簽訂秸稈發(fā)電項(xiàng)目[8]。
煤炭作為一次性能源,用一噸少一噸。而中國(guó)小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物種植面積很大,產(chǎn)量很高,而且農(nóng)作物是可再生資源,相對(duì)于現(xiàn)在電廠頻頻“斷煤”、不堪煤價(jià)攀升的尷尬局面,推廣秸稈發(fā)電具有取之不盡的資源優(yōu)勢(shì)和低廉的成本優(yōu)勢(shì)。
生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電(簡(jiǎn)稱生物質(zhì)發(fā)電)是目前世界上僅次于風(fēng)力發(fā)電的可再生能源發(fā)電技術(shù)。據(jù)初步估算,在中國(guó),僅農(nóng)作物秸稈技術(shù)可開(kāi)發(fā)量就有6億噸,其中除部分用于農(nóng)村炊事取暖等生活用能、滿足養(yǎng)殖業(yè)、秸稈還田和造紙需要之外,中國(guó)每年廢棄的農(nóng)作物秸稈約有1億噸,折合標(biāo)準(zhǔn)煤5000萬(wàn)噸。照此計(jì)算,預(yù)計(jì)到2020年,全國(guó)每年秸稈廢棄量將達(dá)2億噸以上,折合標(biāo)準(zhǔn)煤1億噸,相當(dāng)于煤炭大省河南一年的產(chǎn)煤量。
為保障生物質(zhì)發(fā)電原料供應(yīng),在強(qiáng)化傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)大力開(kāi)發(fā)森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等國(guó)土資源,充分挖掘生態(tài)系統(tǒng)的生物質(zhì)生產(chǎn)潛力。重點(diǎn)加強(qiáng)高效光合轉(zhuǎn)化作物、速生林木與特種能源植物的培育推廣,大幅度擴(kuò)大生物質(zhì)資源的生產(chǎn)規(guī)模,逐步建立多樣化的生物質(zhì)資源生產(chǎn)基地。
大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電正當(dāng)其時(shí)。中國(guó)“十一五”規(guī)劃要求:建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),大力發(fā)展可再生能源,加快開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源,支持發(fā)展秸稈發(fā)電,建設(shè)一批秸稈和林木質(zhì)電站,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)550萬(wàn)千瓦。中國(guó)可再生能源發(fā)電價(jià)格實(shí)行政府定價(jià)和政府指導(dǎo)價(jià)兩種形式。其中生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià),電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各省(自治區(qū)、直轄市)2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加每千瓦時(shí)0.25元補(bǔ)貼電價(jià)組成[11]。 作為《中華人民共和國(guó)可再生能源法》配套法規(guī)之一的《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》規(guī)定,生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià),在項(xiàng)目運(yùn)行滿15年后取消。自2010年起,每年新批準(zhǔn)和核準(zhǔn)建設(shè)的發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)貼電價(jià)比上年批準(zhǔn)項(xiàng)目遞減2%。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過(guò)20%的混燃發(fā)電項(xiàng)目,不享受補(bǔ)貼電價(jià)[11]。通過(guò)招標(biāo)確定投資人的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,上網(wǎng)電價(jià)按中標(biāo)確定的價(jià)格執(zhí)行,但不得高于所在地區(qū)的標(biāo)桿電價(jià)。
2010年,中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)量將達(dá)到22TWh,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量5.5GW,占全國(guó)總發(fā)電量的0.78%;2020年,中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)量達(dá)到120TWh,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量30GW,占全國(guó)總發(fā)電量的2.6%;2010年和2020年可再生能源發(fā)電占發(fā)電總量的比例仍然較小,分別為8.63%和11.86%[12]。國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)計(jì)劃到2020年底將可再生能源發(fā)電的比例提升到15%~16%。
據(jù)農(nóng)業(yè)部提供的數(shù)據(jù)[13],中國(guó)擁有充足的可發(fā)展能源作物,如農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)6億噸、畜禽糞便年產(chǎn)21.5億噸、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產(chǎn)品的年產(chǎn)量超過(guò)1億噸、邊際土地4.2億公頃,同時(shí)還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據(jù)中國(guó)科學(xué)院石元春院士估計(jì),如果能利用現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈資源的一半,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值就可達(dá)近萬(wàn)億元人民幣。截止到2005年底,中國(guó)生物質(zhì)發(fā)電量2GW,距離2010年的5.5GW和2020年的30GW還有很大的發(fā)展空間。作為唯一可運(yùn)輸并儲(chǔ)存的可再生能源,憑其優(yōu)越的先天條件,中國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)具備廣闊的發(fā)展空間,擁有巨大的投資價(jià)值。
3.3 生物質(zhì)固體燃料的發(fā)展模式
生物質(zhì)固體成型燃料也是農(nóng)業(yè)部今后的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。農(nóng)業(yè)部將重點(diǎn)示范推廣農(nóng)作物秸稈固體成型燃料,重點(diǎn)在東北、黃淮海和長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)示范建設(shè)和推廣,發(fā)展顆粒、棒狀和塊狀固體成型燃料,并同步開(kāi)發(fā)推廣配套爐具,為農(nóng)戶提供炊事燃料和取暖用能。
豐富、清潔、環(huán)保又可再生的生物質(zhì)能源過(guò)去卻沒(méi)有得到重視,而被白白浪費(fèi)掉。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)張百良教授分析指出,除去飼養(yǎng)牲畜、工業(yè)用和秸稈還田,中國(guó)每年還具有4億噸制作成型燃料的資源可以生產(chǎn)1.5億噸成型燃料,可替代1億噸原煤,相當(dāng)于4個(gè)平頂山煤礦的年產(chǎn)量[8]。以農(nóng)作物秸稈為原料的生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖然不是很大,但因目前開(kāi)發(fā)程度低,發(fā)展空間仍巨大。
3.4生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展模式
3.4.1 生物液體燃料生產(chǎn)大國(guó)的典型模式
生物液體燃料具有替代石油產(chǎn)品的巨大潛力,得到了各國(guó)的重視,主要包括燃料乙醇和生物柴油。國(guó)際油價(jià)的持續(xù)攀升,提高了生物液體燃料的經(jīng)濟(jì)性,在一些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)具有了商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。目前,巴西燃料乙醇折合成油價(jià)約25美元/桶,低于原油價(jià)格。2005年,巴西和美國(guó)仍然是燃料乙醇的生產(chǎn)大國(guó),分別以甘蔗和玉米為原料,摻混汽油,占其國(guó)內(nèi)車用交通燃料的50%和3%,比2004年分別提高6%和1%。美國(guó)在2001~2005年,燃料乙醇產(chǎn)量已經(jīng)翻了一番,2005年最新的能源法案中又提出,到2010年燃料乙醇產(chǎn)量再增加一倍的目標(biāo)。歐盟確定了到2010年生物液體燃料在總?cè)剂舷牡谋壤_(dá)到6%的目標(biāo)[14]。
目前,生產(chǎn)生物液體燃料比較成功的典型模式有巴西模式和美國(guó)模式。
1)巴西甘蔗-乙醇模式
巴西是推動(dòng)世界生物燃料業(yè)發(fā)展的先鋒。它利用從甘蔗中提煉出的蔗糖生產(chǎn)乙醇,代替汽油作為機(jī)動(dòng)車行駛的燃料。如今巴西乙醇和其他競(jìng)爭(zhēng)燃料相比,價(jià)格上已具有競(jìng)爭(zhēng)性。這也是當(dāng)前生物燃料業(yè)發(fā)展最為成功的典范。巴西熱帶地區(qū)的光照使得那里非常適合種植甘蔗。現(xiàn)在,巴西已經(jīng)是世界上最大的甘蔗種植國(guó),每年甘蔗產(chǎn)量的一半用來(lái)生產(chǎn)白糖,另一半用來(lái)生產(chǎn)乙醇。
最近幾年,由于過(guò)高的汽油價(jià)格和混合燃料轎車的推廣,巴西燃料乙醇工業(yè)更是得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。混合燃料轎車能夠以汽油和乙醇的混合物為燃料,自從2003年在巴西大眾市場(chǎng)銷售后,銷量節(jié)節(jié)攀升,目前已經(jīng)占據(jù)了巴西轎車市場(chǎng)的半壁江山。在混合燃料轎車需求的拉動(dòng)下,巴西燃料乙醇的日產(chǎn)量從2001年的3000萬(wàn)升增加到2005年的4500萬(wàn)升,已能滿足國(guó)內(nèi)約40%的汽車能源需求[14]。
用蔗糖生產(chǎn)乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未來(lái)4年中,巴西計(jì)劃將新建40~50家大型乙醇加工廠。為了保證原料供應(yīng),甘蔗的種植面積也將不斷擴(kuò)大。
當(dāng)前巴西生物燃料發(fā)展戰(zhàn)略的成功,并不意味著巴西的蔗糖乙醇會(huì)成為世界生物燃料業(yè)未來(lái)的選擇。因?yàn)榧词怪惶娲壳叭蚱彤a(chǎn)量的10%,也需要將巴西現(xiàn)有的甘蔗種植面積擴(kuò)大40倍。巴西不可能“騰”出這么多土地用于種植甘蔗。另外,由于甘蔗的品種有強(qiáng)烈的地域性,巴西的技術(shù)路線在別的國(guó)家很難走得通。就連非洲、印度、印度尼西亞都無(wú)法照搬,更別說(shuō)主要地處溫帶的中國(guó)了。
因此,巴西模式盡管取得了迄今最大的成功,但卻不是未來(lái)世界生物燃料業(yè)發(fā)展的方向,更不適合地處溫帶、缺少耕地的中國(guó)。探索適合中國(guó)國(guó)情的生物液體燃料發(fā)展模式成為當(dāng)務(wù)之急。
2)美國(guó)玉米-乙醇模式
美國(guó)是主要的燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)之一,但與巴西不同,它用的不是甘蔗而是玉米。盡管有不少反對(duì)的聲音,但美國(guó)燃料乙醇的日產(chǎn)量仍從1980年的100萬(wàn)升增加到現(xiàn)在的4000萬(wàn)升。目前,美國(guó)已投入生產(chǎn)的乙醇生產(chǎn)廠有97家,另外還有35家正在建設(shè)當(dāng)中。這些工廠幾乎都集中在玉米種植帶。
玉米中用于生產(chǎn)乙醇的主要成分是淀粉,通過(guò)發(fā)酵它可以很容易地分解為乙醇。這正是用玉米生產(chǎn)乙醇的優(yōu)勢(shì),但這也是人們反對(duì)的原因,因?yàn)榈矸凼且环N重要的糧食。2007年美國(guó)計(jì)劃投入4200萬(wàn)噸玉米用于乙醇生產(chǎn),按照全球平均食品消費(fèi)水平,同等數(shù)量的玉米可以滿足1.35億人口一年的食品消耗[14]。
中國(guó)現(xiàn)在80%的乙醇的原料是谷類,由于原本過(guò)剩的谷物在2000年后產(chǎn)量快速減少,使得燃料乙醇的發(fā)展再次面臨挑戰(zhàn)[15]。玉米加工燃料乙醇業(yè)過(guò)快發(fā)展,一些地區(qū)甚至玉米主產(chǎn)區(qū)已在考慮進(jìn)口玉米了。國(guó)家已經(jīng)制定相關(guān)政策,對(duì)玉米加工燃料乙醇項(xiàng)目加以限制,強(qiáng)調(diào)發(fā)展燃料乙醇要以非糧原料為主,因?yàn)楣阮惞┙o安全問(wèn)題對(duì)于擁有巨大人口的中國(guó)來(lái)說(shuō),始終應(yīng)該放在首位。糧食安全始終是國(guó)家重大戰(zhàn)略問(wèn)題。中國(guó)糧食不能承受“能源化”之重。中國(guó)國(guó)情和美國(guó)、巴西不一樣,其成功經(jīng)驗(yàn)雖有可資借鑒之處,但不能照搬他們的模式。
生物液體燃料方面新技術(shù)的研發(fā),在很大程度上取決于解決生物燃料生產(chǎn)的原料供應(yīng)問(wèn)題。目前生產(chǎn)液體燃料大多使用的是糧食類作物,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是從能源的投入、產(chǎn)出分析,利用糧食類作物生產(chǎn)液體燃料是不經(jīng)濟(jì)的。因此,利用木質(zhì)纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來(lái)源和降低成本的主要途徑之一。
3.4.2中國(guó)生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展途徑
中國(guó)生物液體燃料的發(fā)展已初具規(guī)模。當(dāng)前,中國(guó)以陳化糧為原料生產(chǎn)燃料乙醇的示范工程,年生產(chǎn)能力已達(dá)102萬(wàn)噸,生產(chǎn)成本也達(dá)到了消費(fèi)群體初步接受的水平。在非糧食能源作物種植方面,中國(guó)已培育出“醇甜系列”雜交甜高粱品種,并建成了產(chǎn)業(yè)化示范基地,培育并引進(jìn)多個(gè)畝產(chǎn)超過(guò)3噸的優(yōu)良木薯品種,育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品種。具備了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地溝油等原料年產(chǎn)10萬(wàn)噸生物柴油的生產(chǎn)能力[16]。
1)油菜籽-生物柴油模式
中國(guó)農(nóng)科院油料作物研究所所長(zhǎng)王漢中研究員呼吁:國(guó)家應(yīng)大力推廣“油菜生物柴油”。生物柴油相對(duì)于礦物柴油而言,是通過(guò)植物油脂脫甘油后再經(jīng)過(guò)甲脂化而獲得。發(fā)展油菜生物柴油具備三大優(yōu)點(diǎn):一是可再生;二是優(yōu)良的環(huán)保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烴,使得二氧化硫、硫化物等廢氣的排放量顯著降低,可降解性還明顯高于礦物柴油;三是可被現(xiàn)有的柴油機(jī)和柴油配送系統(tǒng)直接利用。因此,生物柴油在石油能源的替代戰(zhàn)略中具有核心地位。
目前,發(fā)展生物柴油的瓶頸是原料。木本油料的規(guī)模有限,大豆、花生等草本油料作物與水稻、玉米等主要糧食作物爭(zhēng)地,擴(kuò)大面積的潛力不大。而作為生物柴油的理想原料,油菜具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先適應(yīng)范圍廣,發(fā)展?jié)摿Υ?長(zhǎng)江、黃淮流域、西北、東北等廣大地區(qū)都適宜于油菜生長(zhǎng);其次油菜的化學(xué)組成與柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳鏈組成與柴油很相近,是生物柴油的理想原料;第三,可較好地協(xié)調(diào)中國(guó)糧食安全與能源安全的矛盾:長(zhǎng)江流域和黃淮地區(qū)的油菜為冬油菜,充分利用了耕地的冬閑季節(jié),不與主要糧食作物爭(zhēng)地。
根據(jù)歐洲油菜發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和油料科技進(jìn)步的情況,王漢中預(yù)計(jì),只要政策、科技、投入均能到位,經(jīng)過(guò)15年的努力,到2020年,中國(guó)油菜種植面積可達(dá)到4億畝,平均畝產(chǎn)達(dá)到200千克,含油量達(dá)到50%左右。屆時(shí),中國(guó)每年可依靠“能源油菜”生產(chǎn)6000萬(wàn)噸的生物柴油(其中4000萬(wàn)噸來(lái)源于菜油,2000萬(wàn)噸來(lái)源于油菜秸稈的加工轉(zhuǎn)化),相當(dāng)于建造3個(gè)永不枯竭的“綠色大慶油田”[17]。
2)纖維素-乙醇模式
在整個(gè)生物燃料領(lǐng)域,當(dāng)前最吸引投資者的并不是用蔗糖、玉米生產(chǎn)乙醇,或是從油菜籽中提煉生物柴油,而是用纖維素制造乙醇。所有植物的木質(zhì)部分--通俗地說(shuō),就是“骨架”--都是由纖維素構(gòu)成的,它們不像淀粉那樣容易被分解,但大部分植物“捕獲”的太陽(yáng)能大多儲(chǔ)存在纖維素中。如果能把自然界豐富且不能食用的“廢物”纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇,那么將為世界生物燃料業(yè)的發(fā)展找到一條可行的道路。
雖然因技術(shù)上的限制,目前還沒(méi)有一家纖維素乙醇制造廠的產(chǎn)量達(dá)到商業(yè)規(guī)模,但很多大的能源公司都在競(jìng)相改進(jìn)將纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的技術(shù)。最大的技術(shù)障礙是預(yù)處理環(huán)節(jié)(將纖維素轉(zhuǎn)化為通過(guò)發(fā)酵能夠分解的成分)的費(fèi)用過(guò)于昂貴。但是,要想用纖維素生產(chǎn)乙醇,預(yù)處理環(huán)節(jié)無(wú)法回避。技術(shù)上的不確定性,迫使制造乙醇的大部分投資仍集中在傳統(tǒng)的工藝--通過(guò)玉米、蔗糖生產(chǎn)乙醇,但這些辦法無(wú)法從根本上解決當(dāng)前的能源危機(jī)。為了保證能源安全,美國(guó)總統(tǒng)布什說(shuō),美國(guó)政府計(jì)劃在6年內(nèi)把纖維素乙醇發(fā)展成一種有競(jìng)爭(zhēng)力的生物燃料。
因?yàn)榘l(fā)展能源不可能走犧牲糧食的道路。盡管現(xiàn)在技術(shù)上還存在障礙,但大部分人仍相信,利用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇代表了未來(lái)生物燃料發(fā)展的方向。中國(guó)生物質(zhì)液體燃料的未來(lái)也同樣寄希望于用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇。一旦技術(shù)取得突破,纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間巨大,產(chǎn)值難以估量。但是,各國(guó)的國(guó)情與能源結(jié)構(gòu)不同,不能寄希望于某個(gè)方面來(lái)解決,因?yàn)槿魏螄?guó)家都不可能單靠技術(shù)引進(jìn)發(fā)展本國(guó)的生物燃料產(chǎn)業(yè)。因此,需要因地制宜,多能互補(bǔ)。
3)能源作物-生物液體燃料模式
石元春院士表示,在能源結(jié)構(gòu)的歷史轉(zhuǎn)型中,中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性和可行性。目前,中國(guó)對(duì)石油的進(jìn)口依存度為近40%;SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源不僅原料豐富,而且還有自行培養(yǎng)的甜高粱、麻瘋樹(shù)等優(yōu)良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主產(chǎn)品工業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)基本成熟且有較大的改進(jìn)空間,成本降幅一般在25%~45%,且目前在新疆、山東、四川等地已取得進(jìn)展[4]。
發(fā)展能源作物不會(huì)威脅糧食安全與環(huán)保。曾有專家提出能源安全和糧食安全存在矛盾。解決這個(gè)問(wèn)題需要充分認(rèn)識(shí)到糧食安全和能源安全有統(tǒng)一性,發(fā)展能源農(nóng)業(yè)將是促進(jìn)農(nóng)民增收、調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性的有效措施。糧食作物和能源作物有很好的互補(bǔ)性。首先,能源作物大都是高產(chǎn)作物,既能滿足糧食安全的需求,又是很好的能源作物。其次,能源農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域很廣,可以做到不與或少與糧食爭(zhēng)地。能源農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域,大多是利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物,如利用畜禽場(chǎng)糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)的廢水與廢物開(kāi)發(fā)能源,既能增加農(nóng)民收入,又能為糧食生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)肥料,是生產(chǎn)清潔能源、促進(jìn)糧食生產(chǎn)、保證糧食安全和能源安全的雙贏舉措。
除糧食外,中國(guó)其他可用于生物質(zhì)能生產(chǎn)的植物和原料還有很多,如甘蔗、甜菜、薯類等。廣西科學(xué)院院長(zhǎng)黃日波說(shuō),僅廣西的甘蔗資源和木薯資源分別具備年產(chǎn)830萬(wàn)噸和1300萬(wàn)噸生物乙醇的生產(chǎn)潛力,加起來(lái)超過(guò)2000萬(wàn)噸[15]。
科技部中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心有關(guān)專家指出,根據(jù)能源作物生產(chǎn)條件以及不同作物的用途和社會(huì)需求,估計(jì)中國(guó)未來(lái)可以種植甜高粱的宜農(nóng)荒地資源約有1300萬(wàn)公頃,種植木薯的土地資源約有500萬(wàn)公頃,種植甘蔗的土地資源約有1500萬(wàn)公頃[15]。如果其中20%~30%的宜農(nóng)荒地可以用來(lái)種植上述能源作物,充分利用中國(guó)現(xiàn)有土地與技術(shù),生產(chǎn)的生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化5000萬(wàn)噸乙醇,前景十分可觀。
據(jù)農(nóng)業(yè)部科教司透露,為穩(wěn)步推動(dòng)中國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展,并為決策和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用土地資源提供可靠的數(shù)據(jù),該司決定按照“不與人爭(zhēng)糧,不與糧爭(zhēng)地”的原則,開(kāi)展對(duì)適宜種植生物質(zhì)液體燃料專用能源作物的邊際土地資源進(jìn)行調(diào)查與評(píng)價(jià)工作,以摸清適宜種植能源作物邊際土地資源總量及分布情況[18]。
以能源作物為原料的生物液體燃料模式發(fā)展?jié)摿薮螅瑢⑹俏磥?lái)生物質(zhì)能源發(fā)展的方向之一。
4) 林木生物質(zhì)-生物柴油發(fā)展模式
利用中國(guó)豐富的林木生物質(zhì)資源生產(chǎn)生物柴油,將薪炭林轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉戳郑瑢?shí)現(xiàn)以林木生物質(zhì)能源對(duì)油汽的替代或部分替代,探索兼顧能源建設(shè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的新模式,實(shí)現(xiàn)可再生能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。開(kāi)發(fā)林業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)是林業(yè)的一個(gè)很有潛力的新產(chǎn)業(yè)鏈,既是機(jī)會(huì),也是創(chuàng)新,不僅具有巨大潛力和發(fā)展空間,更是林業(yè)發(fā)展新的戰(zhàn)略增長(zhǎng)點(diǎn)。
“森林具有可再生資源的屬性。林業(yè)是天然的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。生物質(zhì)能技術(shù)是林業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。”專家研究指出,中國(guó)生物質(zhì)資源比較豐富,據(jù)初步估計(jì),中國(guó)僅現(xiàn)有的農(nóng)林廢棄物實(shí)物量為15億噸,約合7.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可開(kāi)發(fā)量約為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤[19]。專家預(yù)測(cè)2020年實(shí)物量和可開(kāi)發(fā)量將分別達(dá)到11.65億噸和8.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國(guó)現(xiàn)有木本油料林總面積超過(guò)600多萬(wàn)公頃,主要油料樹(shù)種果實(shí)年產(chǎn)量在200多萬(wàn)噸以上,其中,不少是轉(zhuǎn)化生物柴油的原料,像麻瘋樹(shù)、黃連木等樹(shù)種果實(shí)是開(kāi)發(fā)生物柴油的上等原料。
中國(guó)現(xiàn)有300多萬(wàn)公頃薪炭林,每年約可獲得近1億噸高燃燒值的生物量;中國(guó)北方有大面積的灌木林亟待利用,估計(jì)每年可采集木質(zhì)燃料資源1億噸左右;全國(guó)用材林已形成大約5700多萬(wàn)公頃的中幼齡林,如正常撫育間伐,可提供1億多噸的生物質(zhì)能源原料;同時(shí),林區(qū)木材采伐、加工剩余物、城市街道綠化修枝還能提供可觀的生物質(zhì)能源原料[19]。
中國(guó)發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源前景十分廣闊。中國(guó)林業(yè)可用來(lái)發(fā)展生物質(zhì)能源的樹(shù)種多樣,可作為能源利用的現(xiàn)有資源數(shù)量可觀。在已查明的油料植物中,種子含油量40%以上的植物有150多種,能夠規(guī)模化培育利用的喬灌木樹(shù)種有10多種。目前,作為生物柴油開(kāi)發(fā)利用較為成熟的有小桐子、黃連木、光皮樹(shù)、文冠果、油桐和烏桕等樹(shù)種。初步統(tǒng)計(jì),這些油料樹(shù)種現(xiàn)有相對(duì)成片分布面積超過(guò)135萬(wàn)公頃,年果實(shí)產(chǎn)量在100萬(wàn)噸以上,如能全部加工利用,可獲得40余萬(wàn)噸生物柴油[19]。
目前全國(guó)尚有5400多萬(wàn)公頃宜林荒山荒地,如果利用其中的20%的土地來(lái)種植能源植物,每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可達(dá)2億噸,相當(dāng)于1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;中國(guó)還有近1億公頃的鹽堿地、沙地、礦山、油田復(fù)墾地,這些不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地,經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)和改良,大都可以變成發(fā)展林木生物質(zhì)能源的綠色“大油田”、“大煤礦”,補(bǔ)充中國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需要[18]。國(guó)家林業(yè)局副局長(zhǎng)祝列克介紹,“十一五”期間,中國(guó)主要開(kāi)展林業(yè)生物質(zhì)能源示范建設(shè),到2010年,實(shí)現(xiàn)提供年產(chǎn)20萬(wàn)噸~30萬(wàn)噸生物柴油原料和裝機(jī)容量為100萬(wàn)千瓦發(fā)電的年耗木質(zhì)原料。到2020年,可發(fā)展專用能源林1300多萬(wàn)公頃,專用能源林可提供年產(chǎn)近600萬(wàn)噸生物柴油原料和裝機(jī)容量為1200萬(wàn)千瓦發(fā)電年耗木質(zhì)原料,兩項(xiàng)產(chǎn)能量可占國(guó)家生物質(zhì)能源發(fā)展目標(biāo)30%以上,加上利用林業(yè)生產(chǎn)剩余物,林業(yè)生物質(zhì)能源占到國(guó)家生物質(zhì)能源發(fā)展目標(biāo)的50%以上[19]。
可見(jiàn),林木生物質(zhì)能源的發(fā)展將逐步成為中國(guó)生物質(zhì)能源的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),發(fā)展空間巨大,前景廣闊。
4 結(jié) 語(yǔ)
國(guó)家已出臺(tái)的《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,明確提出“因地制宜,非糧為主”的發(fā)展原則,發(fā)展替代能源堅(jiān)持“不與人爭(zhēng)糧,不與糧爭(zhēng)地”,要更加依靠非糧食原料。從大方向來(lái)看,用非糧原料能源替代化石能源是長(zhǎng)遠(yuǎn)方向,例如薯類和纖維質(zhì)以及一些植物果實(shí)來(lái)替代。為避免糧食“能源化”問(wèn)題[20],必須開(kāi)發(fā)替代糧食的能源原料資源。開(kāi)發(fā)替代糧食資源,如以農(nóng)作物秸稈和林木為代表的各類木質(zhì)纖維類生物質(zhì),及其相應(yīng)的生物柴油和燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù),被專家們認(rèn)為是未來(lái)解決生物質(zhì)液體燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物質(zhì)能源將成為未來(lái)能源重要組成部分,到2015年,全球總能耗將有40%來(lái)自生物質(zhì)能源,主要通過(guò)生物質(zhì)能發(fā)電和生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展實(shí)現(xiàn)。
有關(guān)專家也對(duì)生物質(zhì)能源的發(fā)展寄予了厚望,認(rèn)為中國(guó)完全有條件進(jìn)行生物能源和生物材料規(guī)模工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化,可以在2020年形成產(chǎn)值規(guī)模達(dá)萬(wàn)億元。
雖然生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿薮蟆⑶熬皬V闊,并正在逐步打破中國(guó)傳統(tǒng)的能源格局,但是生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程也并非一帆風(fēng)順,因?yàn)樯镔|(zhì)原料極其分散,采集成本、運(yùn)輸成本和生產(chǎn)成本很高,成為生物質(zhì)燃料乙醇業(yè)的致命傷,若不能妥善解決將可能成為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
生物質(zhì)能的資源量豐富并且是環(huán)境友好型能源,從資源潛力、生產(chǎn)成本以及可能發(fā)揮的作用分析,包括生物燃油產(chǎn)業(yè)化在內(nèi)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)技術(shù)將成為中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力,成為維護(hù)中國(guó)能源安全的重要發(fā)展方向。在集約化養(yǎng)殖場(chǎng)和養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)大中型沼氣工程也將成為中國(guó)利用生物能源發(fā)電的新趨勢(shì)。從環(huán)保、能源安全和資源潛力綜合考慮,在中國(guó)推進(jìn)包括以沼氣、秸稈、林產(chǎn)業(yè)剩余物、海洋生物、工業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化的前景將十分廣闊。
[參考文獻(xiàn)]:
[1] 中華人民共和國(guó)可再生能源法.china.org.cn/chinese/law/798072.htm.
[2] 生物質(zhì)能發(fā)展重點(diǎn)確定沼氣固體成型燃料能源作物[EB/OL]. (2007-01-26)[2007-03-18].(來(lái)源:人民日?qǐng)?bào))。
[3] 生物質(zhì)能的概況. (2006-11-22)[2007-04-02].
[4] 潘 希. 生物質(zhì)能欲開(kāi)辟中國(guó)農(nóng)業(yè)“第三戰(zhàn)場(chǎng)”。 科學(xué)時(shí)報(bào),2005-04-30.
[5] 佚 名。我國(guó)確定農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)[EB/OL]. (2006-10-13)[2007-03-18]. 來(lái)源: 新華網(wǎng).
[6] 生物質(zhì)能發(fā)展重點(diǎn)確定沼氣固體成型燃料能源作物[EB/OL]. (2007-01-26)[2007-03-18].(來(lái)源:人民日?qǐng)?bào))。
[7] 師曉京. 農(nóng)業(yè)部正制定《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,今后重點(diǎn)發(fā)展沼氣、固體成型燃料和能源作物[N]. 農(nóng)民日?qǐng)?bào),2007-01-26.
[8] 王瓊杰. 日生物質(zhì)能源能挑起我國(guó)未來(lái)能源的“大梁”嗎?中國(guó)礦業(yè)報(bào),2007-03-06.
[9] 世界可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析.[EB/OL]
[10] 譚利偉,簡(jiǎn)保權(quán). 生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù).新能源產(chǎn)業(yè),2007,總291期,第3期:18-27.
[11] 《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》[S]. [2007-04-03].
[12] Hu Xuehao. The Development Prospects of Renewable Energy and Distributed Generation in Power System and the Requirement for Energy Storage Technology[R/OL]. 2006 International Conferences on Power System Technology, Chongqing, China, October 22-24, 2006.
[13]中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所. 農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源-待開(kāi)發(fā)的金礦。2006[2007-04-2].
[14] 蔡如鵬. 生物燃料走在路上[J]中國(guó)新聞周刊,2006,第48期,第66頁(yè).
[15] 王一娟 徐時(shí)芬. 專家為中國(guó)生物能源發(fā)展獻(xiàn)策--開(kāi)發(fā)替代糧食原料,破解燃料乙醇困局[J]. 經(jīng)濟(jì)參考報(bào),2005-09-30.
[16]農(nóng)村生物質(zhì)能利用大有可為[EB/OL] . (2007-02-25)[2007-04-04].
[17] 胡其峰.專家呼吁大力推廣“油菜生物柴油”[N/OL].光明日?qǐng)?bào), 2005-08-02.
[18] 師曉京. 農(nóng)業(yè)部開(kāi)展適宜種植能源作物邊際土地資源調(diào)查[N/OL]. 農(nóng)民日?qǐng)?bào),2007-03-21.
[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)能發(fā)電;總量目標(biāo)制度;定價(jià)制度;費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制;財(cái)稅政策
[中圖分類號(hào)]F206 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008―2670(2010)03―0029―05
低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)正成為世界各國(guó)尋求經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。我國(guó)政府近年來(lái)把發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)作為經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和新一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎,這不僅是應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、體現(xiàn)大國(guó)責(zé)任的舉措,也是解決能源瓶頸、消除環(huán)境污染、提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的一大契機(jī)。作為低碳產(chǎn)業(yè)重要組成部分的生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè),其發(fā)展對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級(jí)具有重要戰(zhàn)略意義。
然而,目前在我國(guó),作為生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)主體的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)一直處于虧損經(jīng)營(yíng),這不僅不利于激發(fā)投資者投資生物質(zhì)能的積極性,也不利于我國(guó)大力發(fā)展可再生能源的國(guó)家能源戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)和生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此,結(jié)合我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,學(xué)習(xí)借鑒其他國(guó)家生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展政策的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)有著積極的借鑒意義。
一、基本制度――總量目標(biāo)制度
制定長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略或發(fā)展路線圖是世界上大多數(shù)國(guó)家發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)之一。許多發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的思路是:國(guó)家制定一定階段內(nèi)生物質(zhì)能發(fā)電的具體發(fā)展目標(biāo)和計(jì)劃,在發(fā)展目標(biāo)框架之下,制定一系列的優(yōu)惠政策,并通過(guò)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的手段鼓勵(lì)各界投資和利用。
可再生能源發(fā)展總量目標(biāo)制度(RenewableEnergy Target Policy,簡(jiǎn)稱RETP政策)是發(fā)展可再生能源最基本的制度。它由兩個(gè)要點(diǎn)組成:第一是總量目標(biāo),指一個(gè)國(guó)家以強(qiáng)制性手段對(duì)未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)可再生能源發(fā)展總量做出一種強(qiáng)制性規(guī)定,是必須實(shí)現(xiàn)的一個(gè)國(guó)家目標(biāo)。第二是目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)途徑,即該制度必須有一系列配套的政策措施或機(jī)制以保證所確立的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)體系中,總量目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)途徑缺一不可。
總量目標(biāo)的制定,對(duì)未來(lái)的市場(chǎng)容量和走向起到一個(gè)明確的指示作用,特別是通過(guò)立法明確表明了政府發(fā)展可再生能源的決心,投資者可以清晰地知道國(guó)家支持的重點(diǎn)所在,從而有利于引導(dǎo)投資方做出正確決策。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后制定了長(zhǎng)期的可再生能源發(fā)展目標(biāo)。如英國(guó)和德國(guó)都承諾,2010年和2020年可再生能源的比例將分別達(dá)到10%和20%;西班牙表示,2010年其可再生能源發(fā)電的比例就可以達(dá)到29%以上。2009年4月,歐盟公布了《氣候行動(dòng)和可再生能源一攬子計(jì)劃》,設(shè)定了到2020年將可再生能源在總能源消費(fèi)中的比例提高到20%,溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上減少20%的目標(biāo)
生物質(zhì)能作為可再生能源的重要組成部分,各國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的基本政策就是總量目標(biāo)制。
二、定價(jià)制度
1.固定電價(jià)制度
固定電價(jià)制度,又稱為強(qiáng)制購(gòu)買(mǎi)(feed in law),是指政府制定生物質(zhì)能發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)并強(qiáng)制要求電網(wǎng)公司必須全額收購(gòu)生物質(zhì)能電力。生物質(zhì)能發(fā)電量的多少完全由市場(chǎng)調(diào)節(jié),開(kāi)發(fā)商根據(jù)市場(chǎng)需求和利潤(rùn)率的高低自主決定是否介入生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)。政府授權(quán)專門(mén)的機(jī)構(gòu)作為監(jiān)管部門(mén),監(jiān)管部門(mén)根據(jù)各種生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的實(shí)際發(fā)電成本及電力平均價(jià)格確定電價(jià),并做定期調(diào)整。
目前,世界上建立固定價(jià)格體系的國(guó)家已經(jīng)有29個(gè),包括21個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家和8個(gè)發(fā)展中國(guó)家。歐洲是主力軍,德國(guó)、丹麥等12個(gè)歐洲國(guó)家實(shí)施了固定電價(jià)政策,其中德國(guó)是實(shí)行固定電價(jià)制度的典型代表。德國(guó)1991年制定了可再生能源購(gòu)電法,強(qiáng)制要求公用電力公司按零售電價(jià)的90%購(gòu)買(mǎi)生物質(zhì)能電力。
固定電價(jià)制度的優(yōu)勢(shì)在于,若發(fā)電價(jià)格設(shè)定合理,能夠快速促進(jìn)對(duì)于生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的投資,適合于產(chǎn)業(yè)的初期發(fā)展階段,同時(shí)有利于降低可再生能源項(xiàng)目的交易成本,提高政策實(shí)施的可行性。但是固定電價(jià)制度由于沒(méi)有對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電量提出要求,使生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)具有不確定性;其次固定電價(jià)制度沒(méi)有充分利用市場(chǎng)機(jī)制,存在資源配置低效率的問(wèn)題;再次固定電價(jià)制度依賴于政府政策的持續(xù)性,不利于最大限度地降低生物質(zhì)能電價(jià),優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)和優(yōu)選電源項(xiàng)目。
2.招投標(biāo)制度
招投標(biāo)制度是指由政府對(duì)特定的一個(gè)或一組生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行公開(kāi)招標(biāo),在考慮電價(jià)以及其他指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者的制度。這種機(jī)制鼓勵(lì)通過(guò)多家發(fā)電企業(yè)參與投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng),不僅可以選擇最有能力的發(fā)電企業(yè),而且還能促使電力價(jià)格、補(bǔ)貼成本大幅度下降,最大限度地節(jié)省生物質(zhì)能發(fā)電投資。
招標(biāo)電價(jià)體系的典型是1990―2000年間英國(guó)實(shí)施的非化石燃料公約(NFFO)制度,采取普遍采購(gòu)原則,政府只規(guī)定可再生能源發(fā)電的發(fā)展目標(biāo)和采購(gòu)的數(shù)量、范圍,由投標(biāo)者確定投資項(xiàng)目。英國(guó)非化石燃料公約招標(biāo)采購(gòu)制度實(shí)現(xiàn)了用較低的成本保證大規(guī)模開(kāi)發(fā)可再生能源,使得可再生能源的開(kāi)發(fā)成本大幅度下降。但是,競(jìng)爭(zhēng)性也帶來(lái)了一定的缺點(diǎn),由于競(jìng)標(biāo)得到的價(jià)格過(guò)低,造成合同的履行率很低,許多投資商不能按照合同建成項(xiàng)目。究其原因主要是最低價(jià)格中標(biāo)制度導(dǎo)致了部分不具備項(xiàng)目建設(shè)的開(kāi)發(fā)商中標(biāo),項(xiàng)目融資困難,技術(shù)難以支撐。招標(biāo)的另一個(gè)缺點(diǎn)是,招標(biāo)增加了項(xiàng)目準(zhǔn)備費(fèi)用,使其占總投資的比例增大(相對(duì)于常規(guī)電力項(xiàng)目,可再生能源發(fā)電項(xiàng)目總規(guī)模小,總投資小),加上幾選一的招標(biāo)制度,投資者的積極性在經(jīng)過(guò)幾輪招標(biāo)之后被嚴(yán)重挫傷。
3.綠色電價(jià)制度
綠色電力價(jià)格體系的形成機(jī)制是,由政府提出生物質(zhì)能發(fā)電的價(jià)格,由能源消費(fèi)者按照規(guī)定價(jià)格自愿認(rèn)購(gòu),認(rèn)購(gòu)后的證書(shū)一般不用于以盈利為目的的交易。這種價(jià)格機(jī)制,取決于消費(fèi)者和企業(yè)對(duì)綠色能源的認(rèn)同,只有在那些公眾環(huán)保意識(shí)比較高的國(guó)家和地區(qū)才有效。國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明,基于自愿認(rèn)購(gòu)方式的綠色電力市場(chǎng)大大推動(dòng)了發(fā)達(dá)國(guó)家可再生能源的開(kāi)發(fā)。到2002年4月為止,全世界開(kāi)展綠色電力營(yíng)銷項(xiàng)目的國(guó)家有將近20個(gè),如澳大利亞、奧地利、比利時(shí)、加拿大、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、愛(ài)爾蘭、意大利、日本、荷蘭、挪威、瑞典、瑞士、英國(guó)、美
國(guó),其中大力發(fā)展綠色電力市場(chǎng)的典型代表是荷蘭。1995年,荷蘭一家電力公司率先啟動(dòng)第一個(gè)綠色電價(jià)項(xiàng)目,之后其他電力公司紛紛效仿。目前,荷蘭家庭用戶綠色電力的參與率已達(dá)到9%。同時(shí),美國(guó)通過(guò)綠色電力等認(rèn)證來(lái)推進(jìn)可再生能源發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展,獲得認(rèn)證的供電商可以在市場(chǎng)營(yíng)銷中使用綠色電力標(biāo)志,以吸引特定的用戶群選擇綠色電力服務(wù)。
綠色電價(jià)制度的優(yōu)點(diǎn):容易理解,用戶購(gòu)買(mǎi)綠色電力是出于保護(hù)環(huán)境的考慮。用戶對(duì)于當(dāng)?shù)匕l(fā)電企業(yè)的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目的信任度、產(chǎn)品的確切性,使得基于社區(qū)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)更容易開(kāi)展。綠色電價(jià)交易的局限性在于,電網(wǎng)因行政區(qū)域的自然分割,供電商只愿開(kāi)發(fā)當(dāng)?shù)乜稍偕茉床⒃O(shè)計(jì)相應(yīng)的綠色電價(jià)制度,致使開(kāi)發(fā)者占據(jù)壟斷地位而可能出現(xiàn)綠色電價(jià)不真實(shí)反映成本的問(wèn)題;另一方面,發(fā)電企業(yè)沒(méi)有動(dòng)力降低成本、提高技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量。特別是這種方式是以自愿購(gòu)買(mǎi)為基礎(chǔ),不具有法律約束,因此與公民的素質(zhì)、社會(huì)文化等相關(guān)性很大,普遍推行的難度較大。
4.浮動(dòng)價(jià)格體系
浮動(dòng)價(jià)格體系是以常規(guī)電力的銷售價(jià)格為參照系,制定一個(gè)合適的比例,之后生物質(zhì)能發(fā)電價(jià)格隨常規(guī)電力的市場(chǎng)變化而浮動(dòng);或是制定固定的獎(jiǎng)勵(lì)電價(jià),加上隨時(shí)變化的浮動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)電價(jià),作為生物質(zhì)能發(fā)電實(shí)際獲得的電價(jià)。實(shí)施這種價(jià)格體系的典型代表是西班牙。西班牙1998年做出了一些具體的規(guī)定,并根據(jù)政策實(shí)施的效果,2004年又進(jìn)行了調(diào)整,頒布了436號(hào)皇家令,在保證生物質(zhì)能發(fā)電基本收益的前提下,鼓勵(lì)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)積極參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其中,規(guī)定可再生能源電價(jià)實(shí)行“雙軌制”,即固定電價(jià)和競(jìng)爭(zhēng)加補(bǔ)貼電價(jià)相結(jié)合的方式。發(fā)電企業(yè)可以在這兩種方式中任選一種作為確定電價(jià)的方式,但只能在上一年年底選擇一次,并持續(xù)一年不變。根據(jù)2005年情況,政府規(guī)定2006年實(shí)行的平均參考銷售電價(jià)水平為7.6588歐分/(kWh)。2005之后,由于全球能源價(jià)格的上漲,西班牙的電力銷售價(jià)格(由配電企業(yè)根據(jù)電力市場(chǎng)供需情況通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整)及電力上網(wǎng)價(jià)格也在持續(xù)上漲,因此90%以上的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)選擇了第二種方式,在參與電力市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)也獲得政府的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼電價(jià),從而獲得更高的利益。浮動(dòng)電價(jià)體系制度極大地促進(jìn)了西班牙生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,政策實(shí)施效果非常顯著。
三、費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制
生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益,正外部性特征明顯。為了促進(jìn)公平競(jìng)爭(zhēng)、規(guī)范電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,不同的國(guó)家采取了不同的成本分?jǐn)傉摺?傮w來(lái)看,主要有以下三種模式:
1.公共財(cái)政支出補(bǔ)貼模式
這種模式是公共政策設(shè)計(jì)中最常用的模式,增加公共支出引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和消費(fèi)者選擇,在財(cái)政支出中設(shè)立專項(xiàng)資金用以彌補(bǔ)生物質(zhì)能發(fā)電的高成本,等同于政府采購(gòu)。這種模式的政策執(zhí)行監(jiān)管成本最低,財(cái)政部門(mén)只需按照相關(guān)立法部門(mén)規(guī)定的優(yōu)惠電價(jià)額度向符合條件的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)發(fā)放電價(jià)補(bǔ)貼,不需要復(fù)雜的核算和監(jiān)管程序。西班牙采用這種成本分?jǐn)偰J剑镔|(zhì)能發(fā)電廠商:享受優(yōu)惠電價(jià),高出常規(guī)電價(jià)的部分由政府財(cái)政直接補(bǔ)貼。西班牙利用這種費(fèi)用分?jǐn)偰J綐O大地推動(dòng)了本國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這種費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制的優(yōu)點(diǎn)在于:穩(wěn)定性較高,資金來(lái)源安全可靠,有利于增強(qiáng)投資者信心,對(duì)擴(kuò)大投資有積極推動(dòng)作用。但這種模式成功運(yùn)行的前提條件是政府有充足的預(yù)算資金來(lái)源,否則會(huì)增加財(cái)政負(fù)擔(dān),使政策難以為繼。
2.電網(wǎng)分?jǐn)偰J?/p>
這種分?jǐn)偰J綄l(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的額外成本限制在電力部門(mén)內(nèi)分?jǐn)偅罱K由所有的電力消費(fèi)者共同承擔(dān)。采用這種成本分?jǐn)偰J降某晒Π咐堑聡?guó),他們的《可再生能源電力法》(EEG,2000)規(guī)定,電網(wǎng)公司必須以優(yōu)惠價(jià)格優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)經(jīng)營(yíng)地域內(nèi)的生物質(zhì)能電力,并且有義務(wù)記錄和保存生物質(zhì)能發(fā)電上網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。由于各電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)地域內(nèi)的生物質(zhì)能資源稟賦不同,不同電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)輸送的生物質(zhì)能電量不同,支付的總成本不同。電網(wǎng)公司和電力零售公司可以提高零售電價(jià)彌補(bǔ)發(fā)展可再生能源的高成本,所以發(fā)展生物質(zhì)能的額外成本最終是由全體電力消費(fèi)者共同承擔(dān)的。德國(guó)的全網(wǎng)分?jǐn)偰J脚c他們國(guó)家的電力產(chǎn)業(yè)格局相適應(yīng),在實(shí)踐中獲得了成功,極大的促進(jìn)了德國(guó)可再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí),不僅提高了本國(guó)生物質(zhì)能電力的開(kāi)發(fā)利用量,并且在全球生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中居于領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。
如果僅僅以擴(kuò)大可再生能源發(fā)展規(guī)模評(píng)估德國(guó)的成本分?jǐn)偰J剑翢o(wú)疑問(wèn)這種機(jī)制是成功的。但是如果從公平性考慮,這種成本分?jǐn)偰J絼t顯現(xiàn)出不足。因?yàn)樵谶@種制度安排下,生物質(zhì)能電力的成本由所有電力消費(fèi)者共同承擔(dān),等同于利用電力加價(jià)的方法籌集發(fā)展生物質(zhì)能的成本,電價(jià)并沒(méi)有正確反映不同電力生產(chǎn)技術(shù)的社會(huì)成本,比如污染物排放和溫室氣體排放成本,沒(méi)有在生產(chǎn)者和消費(fèi)者中產(chǎn)生正確的激勵(lì)信號(hào),這種價(jià)格信號(hào)失靈導(dǎo)致社會(huì)資源配置的失衡,高污染和高排放技術(shù)發(fā)展規(guī)模沒(méi)有得到有效控制。此外,如果不對(duì)電網(wǎng)公司自身的投資行為加以限制,電網(wǎng)公司有極大的動(dòng)力購(gòu)買(mǎi)自己的利益相關(guān)者投資的可再生能源發(fā)電,獲取優(yōu)惠電價(jià)收益,擠壓獨(dú)立發(fā)電廠商,不利于產(chǎn)業(yè)的公平競(jìng)爭(zhēng)和長(zhǎng)期發(fā)展。
3.綠色稅收專項(xiàng)資金模式
綠色稅收體系提倡依靠功能完善的市場(chǎng)機(jī)制,即應(yīng)用適當(dāng)價(jià)格機(jī)制和環(huán)境費(fèi)稅等經(jīng)濟(jì)調(diào)控政策,達(dá)到保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),從根本上促進(jìn)資源節(jié)約,促進(jìn)生產(chǎn)模式和消費(fèi)模式的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)人與自然的和諧和可持續(xù)發(fā)展。綠色稅收模式與傳統(tǒng)的稅收體系不同之處在于:第一,綠色稅收體系引導(dǎo)投資者選擇先進(jìn)技術(shù),使每單位的產(chǎn)品或者勞動(dòng)消耗更少的資源,并提高資源的使用效率,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從能源密集型向高能源生產(chǎn)率、高附加值轉(zhuǎn)換;第二,激勵(lì)消費(fèi)者減少物質(zhì)消費(fèi),使消費(fèi)更加依賴服務(wù)業(yè)。20世紀(jì)80年代開(kāi)始,丹麥政府將發(fā)展生物質(zhì)能和綠色稅收體系改革相結(jié)合,用以補(bǔ)貼生物質(zhì)能電價(jià)的直接稅收來(lái)源對(duì)民用和商用消耗的化石燃料包括煤炭、天然氣、石油等征收CO2和SO2排放稅,成功地運(yùn)用綠色稅收籌集資金支持生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的推廣利用。
綠色稅收專項(xiàng)資金制度是一種全面的制度,在全社會(huì)建立起一種保護(hù)環(huán)境的理念,不僅可以作為有效的籌集資金方式支持環(huán)境友好型技術(shù)的發(fā)展,并且實(shí)現(xiàn)了溫室氣體和污染物的減排。同時(shí),綠色稅收制度穩(wěn)定性強(qiáng),利用綠色稅收的部分收入成立“公共專項(xiàng)資金”是一種有效的融資渠道,為發(fā)展可再生能源發(fā)電技術(shù)提供穩(wěn)定重要的資金來(lái)源,許多國(guó)家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明這種優(yōu)勢(shì)是電網(wǎng)分?jǐn)偰J剿痪邆涞摹W詈螅G色稅收制度更具有公平性,通過(guò)征收能源稅、污染物排放稅等環(huán)境稅種,將環(huán)境外部成本內(nèi)部化,體現(xiàn)了“污染者付費(fèi)”的原則,擴(kuò)大了成本分?jǐn)偡秶w現(xiàn)了環(huán)境制度的公平性。
四、財(cái)稅政策
1.財(cái)政補(bǔ)貼
(1)投資補(bǔ)貼。即對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目的投資者進(jìn)行直接補(bǔ)貼。由于生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)尚未成熟,企業(yè)投入較大,所以需要政府強(qiáng)有力的扶持。為此,各國(guó)紛紛出臺(tái)補(bǔ)貼政策以推動(dòng)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
投資補(bǔ)貼是歐盟國(guó)家促進(jìn)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)和利用的重要措施。從2004年至2006年,瑞典政府對(duì)使用生物質(zhì)能采暖系統(tǒng)(使用生物質(zhì)顆粒燃料)的用戶,每戶提供1350歐元的補(bǔ)貼。發(fā)達(dá)國(guó)家的投資補(bǔ)貼額度遠(yuǎn)大于發(fā)展中國(guó)家,其生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展也比發(fā)展中國(guó)家更具優(yōu)勢(shì)。
補(bǔ)貼機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)動(dòng)投資者的積極性、增加生產(chǎn)能力、擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模;缺點(diǎn)是這種補(bǔ)貼與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況無(wú)關(guān),會(huì)抑制企業(yè)更新技術(shù)、降低成本的激勵(lì)。
(2)產(chǎn)品補(bǔ)貼。即根據(jù)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行補(bǔ)貼。這種補(bǔ)貼的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn),即有利于增加產(chǎn)量,降低成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,這也是美國(guó)、丹麥、印度目前正在實(shí)施的一種激勵(lì)措施。
(3)用戶補(bǔ)貼。即對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行補(bǔ)貼,使得使用生物質(zhì)能發(fā)電電力的消費(fèi)者享受政府補(bǔ)貼。需要指出的是,對(duì)消費(fèi)者的補(bǔ)貼也不是固定不變的,而是隨市場(chǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步而不斷調(diào)整。
(4)信貸扶持。低息或貼息貸款等金融政策可以減輕企業(yè)還本期利息的負(fù)擔(dān),有利于降低生產(chǎn)成本,鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行生物質(zhì)能發(fā)電投資。目前,世界發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于生物質(zhì)能發(fā)電大都實(shí)行了信貸扶持政策。例如,西班牙的信貸機(jī)構(gòu)制訂了對(duì)個(gè)人和企業(yè)投資生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目的貸款實(shí)行利息減免計(jì)劃。目前,我國(guó)的國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行已經(jīng)為生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)辟了綠色通道。國(guó)能單縣秸稈生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目是國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行在2005年融資2.1億元支持的我國(guó)第一個(gè)秸稈發(fā)電項(xiàng)目,該項(xiàng)目迄今已經(jīng)成功運(yùn)營(yíng)四年多,成為生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)的成功代表之一。
2.稅收政策
稅收政策有兩大類:一類是直接對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電實(shí)施稅收優(yōu)惠政策,包括減免關(guān)稅、減免固定資產(chǎn)稅、減免增值稅和所得稅(企業(yè)所得稅和個(gè)人收入稅)等;另一類是對(duì)非可再生能源實(shí)施強(qiáng)制性稅收政策,如對(duì)化石燃料征收CO2和SO2排放稅等。
(1)生物質(zhì)能發(fā)電稅收優(yōu)惠。稅收優(yōu)惠是各國(guó)促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展的重要鼓勵(lì)政策。2002年,美國(guó)參議院提出了包括生物柴油在內(nèi)的能源減稅計(jì)劃,生物柴油享受與乙醇燃料同樣的減稅政策。德國(guó)對(duì)生物質(zhì)能實(shí)行低稅率的優(yōu)惠政策,如對(duì)乙醇、植物油燃料免稅,對(duì)生物柴油每升僅征收9歐分的稅費(fèi)(而汽油則每升征收45歐分)。
(2)對(duì)非可再生能源實(shí)施強(qiáng)制性稅收政策。強(qiáng)制性稅收政策,尤其是高標(biāo)準(zhǔn)、高強(qiáng)度的收費(fèi)政策,不僅能起到鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)利用可再生能源的作用,還能促使企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)、提高技術(shù)水平。如瑞典和英國(guó)對(duì)非可再生能源電力均征收電力稅,都取得了不錯(cuò)的政策效果。
五、政策借鑒
我國(guó)目前實(shí)行的生物質(zhì)能發(fā)電定價(jià)制度是以燃煤機(jī)組發(fā)電價(jià)格為標(biāo)桿價(jià)格再加上一個(gè)固定的電價(jià)補(bǔ)貼。該定價(jià)制度靈活性差,無(wú)法準(zhǔn)確反映我國(guó)各地區(qū)之間的差異和時(shí)間的變化,并且固定的電價(jià)補(bǔ)貼額太低,無(wú)法彌補(bǔ)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)發(fā)電成本。其次,我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)電核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備都需要從國(guó)外進(jìn)口,大大增加了生物質(zhì)能發(fā)電成本,使得我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)長(zhǎng)期處于虧損經(jīng)營(yíng)的狀況,不利于我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。再次,我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電的費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制是全網(wǎng)分?jǐn)偅簿褪钦f(shuō)電價(jià)補(bǔ)貼最終由消費(fèi)者共同承擔(dān)。此外,缺乏專門(mén)的專業(yè)組織機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定相關(guān)的政策措施也是制約我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。
為了促進(jìn)我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,借鑒國(guó)外生物質(zhì)能發(fā)電政策的經(jīng)驗(yàn),制定相應(yīng)的配套措施,特建議如下:
1.盡快公布國(guó)家生物質(zhì)能發(fā)電的具體發(fā)展目標(biāo)及相關(guān)保障措施。生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),目前正處在發(fā)展的初期,需要國(guó)家制度和政策的大力支持。這里要特別注意,要結(jié)合實(shí)際制定合理的發(fā)展戰(zhàn)略和目標(biāo),在鼓勵(lì)投資者投資生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的同時(shí),謹(jǐn)防生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)過(guò)熱。目前,世界范圍內(nèi)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)嚴(yán)重過(guò)剩,這不僅浪費(fèi)了其他資源,而且不利于可再生能源的健康發(fā)展。同時(shí),我國(guó)現(xiàn)在的風(fēng)電發(fā)電項(xiàng)目也出現(xiàn)了盲目上馬的現(xiàn)象,究其原因就是國(guó)家出臺(tái)的鼓勵(lì)風(fēng)電發(fā)電的政策吸引了大量投資者,引起了風(fēng)電開(kāi)發(fā)的熱潮。因此,國(guó)家在制定生物質(zhì)能發(fā)電目標(biāo)和推出相關(guān)鼓勵(lì)政策時(shí),要注意對(duì)投資者進(jìn)行正確引導(dǎo),防止過(guò)熱。
2.盡快完善我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電定價(jià)和費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制。針對(duì)目前我國(guó)實(shí)行的生物質(zhì)能發(fā)電定價(jià)中的諸多問(wèn)題,可以借鑒西班牙的浮動(dòng)價(jià)格體系,這種做法不僅充分利用了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,激勵(lì)發(fā)電企業(yè)改進(jìn)發(fā)電技術(shù),降低發(fā)電成本,同時(shí)也獲得政府的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼電價(jià),鼓勵(lì)投資者投資生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)。對(duì)于我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)電的費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制,我國(guó)可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的綠色稅收專項(xiàng)資金模式,通過(guò)向使用化石燃料等產(chǎn)生大氣污染物的企業(yè)征收綠色稅收,來(lái)補(bǔ)貼生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)。這種費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制不僅可以促進(jìn)企業(yè)減少化石燃料的使用,增加綠色能源的利用,還明確了權(quán)利責(zé)任,消除了讓全體電力消費(fèi)者承擔(dān)費(fèi)用的不合理性。
3.建立生物質(zhì)能發(fā)展專項(xiàng)資金或基金,加大科技投入,促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的研發(fā)、推廣示范、宣傳培訓(xùn)等等。目前,世界上生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的國(guó)家都有國(guó)家生物質(zhì)能研發(fā)中心和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。我國(guó)應(yīng)該盡快成立國(guó)家生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)中心,對(duì)國(guó)家所關(guān)注的生物質(zhì)能發(fā)展的重大政策和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究。
4.制定促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅政策和投融資政策。我國(guó)政府應(yīng)當(dāng)對(duì)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)推行積極鼓勵(lì)的財(cái)政政策,實(shí)行合理的投資補(bǔ)貼和產(chǎn)品補(bǔ)貼;對(duì)于生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩愘M(fèi)減免,而對(duì)于那些排放廢氣多的發(fā)電企業(yè)提高征稅額。同時(shí),我國(guó)政府應(yīng)該對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)實(shí)行信貸支持,鼓勵(lì)銀行對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的貸款優(yōu)惠。
參考文獻(xiàn):
[1] Renewable energy, market & policy trends in IEAcountries [R]. Paris : IEA,2005.
[2] International Energy Agency. Renewables Information2008 Edition[M]. Paris : International Energy Agency ,2008 : 1 -395.
[3] Britiah Petroleum. BP Statistical Bedew of World Energy2008-Renewables[R]. London:British Petroleum, 2008.
[4] 辛欣,英國(guó)可再生能源政策導(dǎo)向及其啟示[J],國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,2005,8(3):13―17,
[5] 鄔雁忠,丹麥可再生能源應(yīng)用綜述[J],華東電力,2008。36(8):96―97,
[6] 時(shí)碌麗,競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)環(huán)境下可再生能源發(fā)電的國(guó)際發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和對(duì)我國(guó)的啟示[J],中國(guó)電力,2007,40(6):61-65,
[7] 徐波,張丹玲,德國(guó)、美國(guó)、日本推進(jìn)可再生能源發(fā)展的政策及作用機(jī)制[J],能源政策研究,2007,(5):44―50,
[8] 李俊峰,時(shí)碌麗,國(guó)內(nèi)外可再生能源政策綜述與進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)可再生能源發(fā)展的建議[J],可再生能源,2006,(1):1-6,
全球性的能源短缺是當(dāng)代面臨的一個(gè)非常突出的問(wèn)題。生物質(zhì)能源是較理想的能源來(lái)源,而生物能源之本是農(nóng)業(yè),開(kāi)發(fā)與利用農(nóng)業(yè)能源是人類未來(lái)能源發(fā)展的重要方向[1-2]。生物質(zhì)能具有資源豐富、可再生性和環(huán)境友好而逐漸成為一種重要的新興能源[3],是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑。它本質(zhì)上是太陽(yáng)能一種形式,以化學(xué)能源的形式貯存在生物中,其蘊(yùn)藏量極大,遍布全世界各個(gè)地方[4]。據(jù)估計(jì),地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2×1011t,含能量達(dá)3×1021J,相當(dāng)于全世界年耗能量的10倍[5]。近年來(lái),中國(guó)學(xué)者從多個(gè)角度對(duì)中國(guó)生物質(zhì)能源展開(kāi)了許多有益的研究,大體可分4類:一是以劉剛等[6]為代表對(duì)中國(guó)生物質(zhì)能源進(jìn)行全面的定量評(píng)價(jià);二是以丁文斌等[7]為代表對(duì)單項(xiàng)生物質(zhì)能的產(chǎn)量潛力進(jìn)行估算;三是以吳方衛(wèi)等[8]為代表對(duì)中國(guó)生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與能源的關(guān)系進(jìn)行了研究,四是以曹歷娟[9]為代表對(duì)中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源發(fā)展與糧食安全的關(guān)系進(jìn)行了研究。這些研究大多集中在生物質(zhì)能的產(chǎn)量和潛力及其與能源和糧食的安全上,著重運(yùn)用不同的方法對(duì)生物質(zhì)能進(jìn)行了實(shí)證分析。這些研究深化了對(duì)生物質(zhì)能源的認(rèn)識(shí),但目前的這些研究很少?gòu)膬r(jià)值量的角度進(jìn)行,對(duì)湖南生物質(zhì)能源進(jìn)行物質(zhì)量與價(jià)值量進(jìn)行評(píng)估更是沒(méi)有。湖南是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省,目前農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源開(kāi)發(fā)不夠,對(duì)其可開(kāi)發(fā)潛力及其價(jià)值進(jìn)行評(píng)估是其科學(xué)開(kāi)發(fā)、利用的基礎(chǔ)。因此將著重以這些問(wèn)題為立足點(diǎn)進(jìn)行一些深入的探討。目前生物質(zhì)能還不是商品能源,生物質(zhì)能的相關(guān)數(shù)據(jù)在中國(guó)能源平衡表和其他傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)口徑中是沒(méi)有的,因此對(duì)其進(jìn)行價(jià)值評(píng)估亦是一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)湖南農(nóng)業(yè)的能源價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,有助于增強(qiáng)人們對(duì)生物質(zhì)能源的重視,對(duì)于制定正確的能源多元化發(fā)展戰(zhàn)略與生物質(zhì)能源發(fā)展路徑,尋求經(jīng)濟(jì)與社會(huì)、資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,具有重要的理論意義和深遠(yuǎn)的實(shí)踐意義。
1各種生物質(zhì)資源實(shí)物蘊(yùn)藏量的估算
農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源種類繁多,主要包括秸稈、畜禽糞便、林木生物質(zhì)能等3大類和若干具體指標(biāo)[10]。由于不同生物質(zhì)能源的評(píng)價(jià)指標(biāo)不同,同時(shí)在評(píng)估時(shí)還必須考慮數(shù)據(jù)的可獲得性和評(píng)價(jià)資源的可計(jì)量性[11],從而給本研究增加了難度。所計(jì)算的實(shí)物蘊(yùn)藏量是湖南生物質(zhì)能主要資源的全部理論實(shí)物產(chǎn)量的總和,可能用于能源的量是理論條件下可以獲得并轉(zhuǎn)化為有用能的生物質(zhì)能源資源數(shù)量。
1.1秸稈和農(nóng)業(yè)加工剩余物
秸稈,通常指農(nóng)作物籽收獲后的植株,是農(nóng)村最主要的農(nóng)作物副產(chǎn)品[12]。農(nóng)作物秸稈主要包括糧、棉、油料、麻類和糖料等5大類作物。農(nóng)作物秸稈資源實(shí)物量計(jì)算見(jiàn)公式(1):式中,CR為秸稈資源實(shí)物量,Qci為第i類農(nóng)作物的產(chǎn)量,ri為第i類農(nóng)作物的谷草比系數(shù)(RPR),也有學(xué)者稱之為“經(jīng)濟(jì)系數(shù)”或“產(chǎn)量系數(shù)”。秸稈資源估算的關(guān)鍵是農(nóng)作物谷草比系數(shù)(RPR)的確定,它是可以通過(guò)田間試驗(yàn)和觀測(cè)得到的經(jīng)驗(yàn)常數(shù),不同地區(qū)、不同品種的農(nóng)作物可能略有差異,但大致相同[13]。不同的研究者在估算秸稈資源時(shí),所采用農(nóng)作物谷草比系數(shù)的有所不同。綜合已有研究的RPR選擇方法,選取的RPR系數(shù)如下:水稻、玉米、小麥、高粱、其他谷物、豆類、花生果、薯類、油菜、芝麻、向日葵、棉花、麻類、甘蔗的ri值分別為:1,2,1.1,2,1.6,1.7,1.5,1,3,2,2,3,1.7,0.1。根據(jù)上述不同農(nóng)作物谷草比系數(shù),利用公式(2):根據(jù)湖南2010年統(tǒng)計(jì)年鑒及計(jì)算得到相應(yīng)數(shù)據(jù),其中高粱與向日葵數(shù)據(jù)用湖南2009年統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)替代,由于數(shù)值與所占比重小,再加上年度變化相對(duì)不大,因此對(duì)結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。經(jīng)計(jì)算可得出各種不同農(nóng)作物秸稈資源實(shí)物量的值CR為3680.2萬(wàn)t。
1.2畜禽糞便
畜禽糞便也是一種重要的生物質(zhì)資源。畜禽糞便經(jīng)干燥可直接燃燒供應(yīng)熱能,經(jīng)厭氧處理還可產(chǎn)生甲烷和肥料。畜禽糞便的日排放系數(shù)與生命期總排泄量與動(dòng)物種類、品種、性別、生長(zhǎng)期、飼料、天氣狀況等有關(guān)[14]。根據(jù)各類畜禽每日糞便產(chǎn)生量和畜禽的飼養(yǎng)周期可以估算畜禽糞便排放量見(jiàn)公式(3):D為畜糞實(shí)物量,Qdi為第i類畜禽的數(shù)目,di為第i類畜禽每天糞便的產(chǎn)量,mi為第i類畜禽的飼養(yǎng)周期,Mi為第i類畜禽在整個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)糞便排放總量。值得指出的是,從統(tǒng)計(jì)年鑒中收集到的畜禽養(yǎng)殖頭數(shù)一般包括出欄和存欄兩部分,且各類畜禽生長(zhǎng)期不一樣,因此,年排糞便總量=出欄量×日排放系數(shù)×飼養(yǎng)周期+存欄量×日排放系數(shù)×飼養(yǎng)周期。存欄頭數(shù)的飼養(yǎng)期按全年365天計(jì)算,出欄頭數(shù)的飼養(yǎng)期參考國(guó)外資料和實(shí)際調(diào)查[15-16],確定如下:生豬一般為180天;肉牛平均飼養(yǎng)期為160天,肉兔與肉禽平均飼養(yǎng)期大致相同,為140天,肉雞飼養(yǎng)周期平均為45天,蛋雞365天。不同類型單位畜禽飼養(yǎng)期內(nèi)的排泄量Mi、畜禽的數(shù)目Qdi、畜糞實(shí)物量D,根據(jù)湖南省2010年統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)計(jì)算得出D為12271.80萬(wàn)t。
1.3林木生物質(zhì)能
通常的林木生物質(zhì)能源是指可用于能源或薪材的森林及其他木質(zhì)資源[17]。林木質(zhì)生物資源量的估算可通過(guò)分類計(jì)算各種林木生物質(zhì)資源來(lái)計(jì)算,也可以用不同林種的面積、可取薪柴系數(shù)以及單位面積產(chǎn)柴量等指標(biāo)計(jì)算得到。基于這2種方法計(jì)算了薪炭林、林業(yè)生產(chǎn)采伐剩余物、森工加工剩余物和林木撫育間伐量等4種主要類型的林木質(zhì)資源,見(jiàn)公式(4):式中,F(xiàn)R表示林木生物質(zhì)資源實(shí)物量,Qfi為第i種林木資源量,ri為相應(yīng)的折算系數(shù)。薪柴和林木生物質(zhì)能的相關(guān)參數(shù)是據(jù)各大林區(qū)采伐數(shù)據(jù)和樣地試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到。
1.3.1薪炭林(能源林)的生物質(zhì)資源量薪炭林是中國(guó)五大林種之一,林木生物質(zhì)能源主要來(lái)源就是薪炭林。湖南省的薪炭林經(jīng)過(guò)多年的造林和經(jīng)營(yíng),造林面積已從2000年的新增0.01萬(wàn)hm2至2009年的0.11萬(wàn)hm2,薪炭林蓄積量約260萬(wàn)m3,薪炭林每立方米折重1.17t/m3,因此薪炭林資源量約為260萬(wàn)t。
1.3.2林業(yè)生產(chǎn)和更新剩余物資源狀況林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中與森林更新之中產(chǎn)生的剩余物主要有:(1)采伐剩余物。根據(jù)各樣地?cái)?shù)據(jù)與大林區(qū)采伐數(shù)據(jù),采伐剩余物(枝+葉+梢頭)約占林木生物量40%。湖南省林木資源3.66億m3,每立方米折重1.17t/m3,年采伐率按5%算,因此采伐剩余物的資源量約為0.214億t。(2)木材加工剩余物。2009年湖南全省木材產(chǎn)品產(chǎn)量875.44萬(wàn)m3,其中原木產(chǎn)量815.59萬(wàn)m3。木材加工剩余物資源量為原木的34.4%,其中,鋸末占29%,板條、刨花和板皮等占全部剩余物的71%。因此,木材加工剩余物為301.15萬(wàn)m3,每立方米折重0.9t/m3,因此加工剩余物的資源量為271.04萬(wàn)t。(3)林木撫育間伐量。根據(jù)國(guó)家林業(yè)局的相關(guān)技術(shù)規(guī)定,幼林撫育是林業(yè)撫育的一個(gè)重要環(huán)節(jié),中幼林在其生長(zhǎng)過(guò)程中間伐2~4次。2009湖南中幼林撫育改造出材量31.26萬(wàn)m3,折單位體積重0.9t/m3,因此林木撫育間伐量資源量為28.13萬(wàn)t。
1.3.3灌木生物質(zhì)資源量由無(wú)明顯主干、分枝從近地面處開(kāi)始、群落高度在3m以下、且不能改造為喬木的多年生木本植物群落占優(yōu)勢(shì)的植被類型。灌木林分布集中、熱值高,是目前利用林木生物質(zhì)修枝平茬剩余物量較大的資源之一。根據(jù)湖南主要灌木單位面積生物量及其樹(shù)種面積計(jì)算,湖南灌木林平茬復(fù)壯總生物量0.23億t。
1.3.4經(jīng)濟(jì)林和竹林生物量湖南的經(jīng)濟(jì)林面積約為242.09多萬(wàn)hm2,資源量為5.7375×107t[18],即0.05738億t。在全國(guó)的森林資源清查統(tǒng)計(jì)中,經(jīng)濟(jì)林包括油料林、果樹(shù)林、特種經(jīng)濟(jì)林和其他經(jīng)濟(jì)林四大類,其中2008年湖南油茶林面積118.53萬(wàn)hm2,年產(chǎn)茶油12萬(wàn)t,面積和產(chǎn)量均居全國(guó)第1位(數(shù)據(jù)源于湖南林業(yè)信息網(wǎng))。湖南毛竹林的面積84.04萬(wàn)hm2,占有林地面積的8.62%,毛竹總株數(shù)16.16億株(數(shù)據(jù)源于湖南林業(yè)信息網(wǎng)),毛竹數(shù)量約單株重量在22.35~22.62kg/株之間,取22.45kg/株來(lái)計(jì)算其重量,則竹林資源量為:16.16億株×22.45kg/株=362.79億kg,即0.36279億t。因此,經(jīng)濟(jì)林和竹林資物量為0.420178億t。
2生物質(zhì)能源可獲得量的計(jì)算方法及其評(píng)估
2.1計(jì)算方法
2.1.1折標(biāo)生物質(zhì)能能總量的計(jì)算方法以上得到的各類生物質(zhì)能實(shí)物量,要乘以相應(yīng)的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)后,才能估算出不同種類生物質(zhì)能的折合成標(biāo)準(zhǔn)能源的總量。如秸稈資源潛在能源量ECR,就是在CR計(jì)算過(guò)程中引入不同類型農(nóng)作物秸稈的折標(biāo)系數(shù)ηi[19],其計(jì)算公式如下
2.1.2生物質(zhì)能源可用于能源總量的計(jì)算方法折標(biāo)后的生物質(zhì)資源量只代表他潛在的蘊(yùn)藏量,是其最大開(kāi)發(fā)的量。因此在此基礎(chǔ)上還需算出可用于能源的總量,即從實(shí)際上說(shuō)可以用來(lái)轉(zhuǎn)化成能源生產(chǎn)的生物質(zhì)能資源量。具體算法在上述基礎(chǔ)上再乘以各種生物質(zhì)能源的可獲得系數(shù)λi,并用加上標(biāo)的方法來(lái)區(qū)別前面的潛在蘊(yùn)藏量,秸稈生物質(zhì)能可用于能源的總量:可獲得系數(shù)λ般來(lái)說(shuō)是由該地區(qū)這種生物質(zhì)資源的多種影響因素決定,如秸稈資源的收集半徑,林木資源用于能源的比重大小,畜糞的收集率等。根據(jù)中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)[20]和劉剛的研究和湖南實(shí)際,就資源收集潛力來(lái)說(shuō),畜糞與秸稈的可獲得量可近似的取100%,這其中約50%的秸稈、1/3的畜糞可用于能源利用;中國(guó)林木資源可獲得量可以根據(jù)當(dāng)年實(shí)際薪炭林面積、實(shí)際采伐原木數(shù)、實(shí)際森工加工產(chǎn)品數(shù)和實(shí)際撫育出材量來(lái)計(jì)算,取其可獲得系數(shù)為40%,所有林木資源中約1/3用作能源。
2.2折標(biāo)生物質(zhì)能總量及可用于能源的總量
2.2.1秸稈和農(nóng)業(yè)加工剩余物的折標(biāo)能源總量及可用于能源的總量根據(jù)前述計(jì)算方法,秸稈和農(nóng)業(yè)加工剩余物折標(biāo)能源總量ECR經(jīng)計(jì)算為:1672.42萬(wàn)tce,ECR''''為836.21萬(wàn)tce。其中CR為3676.84萬(wàn)(t見(jiàn)表1)。
2.2.2畜禽糞便的折標(biāo)能源總量及可用于能源的總量根據(jù)前述計(jì)算方法,畜禽糞便折標(biāo)能源總量ED經(jīng)計(jì)算為:5349.61萬(wàn)tce,ED''''為1783.20萬(wàn)tce。其中D為12271.80萬(wàn)t。如下表2。
2.2.3林木的折標(biāo)能源總量及可用于能源的總量根據(jù)前述計(jì)算方法,林木的折標(biāo)能源總量EFR經(jīng)計(jì)算為:5278.98萬(wàn)tce,EFR''''為706.87萬(wàn)tce。其中FR為9245.15萬(wàn)t。如下表3。從表1~3的不同生物質(zhì)各種蘊(yùn)藏量可見(jiàn),2009年湖南生物質(zhì)能中可用于能源的總量為3326.28萬(wàn)tce(噸標(biāo)準(zhǔn)煤),同年湖南能源消費(fèi)總量13331.04萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤,約占其總量的24.95%。
2.2.4湖南農(nóng)業(yè)能源價(jià)值評(píng)估結(jié)果農(nóng)業(yè)的能源價(jià)值表現(xiàn)在其生物質(zhì)能上,因此對(duì)湖南生物質(zhì)能可用于能源的總量的價(jià)值評(píng)估,就可估算出湖南農(nóng)業(yè)的能源價(jià)值。具體計(jì)算方法如下:湖南農(nóng)業(yè)可用于能源的能源價(jià)值=生物質(zhì)能的可用于能源的總量(105tce)×當(dāng)年標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)。2009年生物質(zhì)能可用于能源的總量相當(dāng)于3326.28萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤,經(jīng)中國(guó)煤炭資源網(wǎng)查得原煤?jiǎn)蝺r(jià)(2009年每個(gè)季度取3個(gè)批次)和相應(yīng)的原煤熱值,經(jīng)加權(quán)平均處理以后,標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)為735.82元。2009年湖南生物質(zhì)能的實(shí)際價(jià)值=生物質(zhì)能的可用于能源的總量(105tce)×當(dāng)年標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)=3326.28(105tce)×735.82元=244.75億元。
3討論與結(jié)論
(1)湖南2009年生物質(zhì)能的年總蘊(yùn)藏潛量中,以畜禽糞便和林木為主,兩者占86.4%。經(jīng)估算湖南2009年折標(biāo)后的生物質(zhì)能源總蘊(yùn)藏潛量為12301.01×105tce,其中秸稈和農(nóng)業(yè)加工剩余物、畜禽糞便和林木的蘊(yùn)藏潛量分別為1672.42tce,占13.6%;5349.61tce,占43.5%;5278.98,占42.9%。
(2)湖南農(nóng)業(yè)的能源價(jià)值提升空間巨大。通過(guò)前面的計(jì)算可得出折標(biāo)后的生物質(zhì)能源總量12301.01×105tce,其中在目前的條件下能用于能源的總量?jī)H為3326.28萬(wàn)tce,隨著未來(lái)技術(shù)的改進(jìn)或進(jìn)步,農(nóng)業(yè)的可用于能源的總量還有很大的發(fā)展空間。
關(guān)鍵詞:生物質(zhì),稻殼,裂解,催化劑,氣相色譜(GC),氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS),
中圖分類號(hào): S216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0 引言
近年來(lái),我國(guó)的粗放型經(jīng)濟(jì)已嚴(yán)重?fù)p壞了我國(guó)的生態(tài)平衡,沙塵暴天氣己嚴(yán)重威脅著我國(guó)的北部。為了避免我國(guó)生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化,必須建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)代,這一新時(shí)代建立在資源和環(huán)境得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,既滿足當(dāng)代人的需要,又不對(duì)后代人滿足其需要構(gòu)成危害,也即可持續(xù)發(fā)展的概念[1]。可持續(xù)發(fā)展的新型資源觀逐步深入人心,在減少資源消耗的基礎(chǔ)上,提高資源的利用率,促進(jìn)可再生資源的增長(zhǎng),使全球生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能保持良好狀態(tài),這已成為世界各國(guó)的行動(dòng)綱領(lǐng)。由上可見(jiàn),如此迫切的形勢(shì)要求我們必須尋求新的能源來(lái)源。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),我國(guó)的能派戰(zhàn)略和世界能源戰(zhàn)略一樣必然要進(jìn)入以可再生能源為主的可持續(xù)發(fā)展能源道路[2]。
1 生物質(zhì)能源及其在能源中的作用
1.1 生物質(zhì)能的概念
生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量,即蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量,是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量形式。生物質(zhì)通常是指以木質(zhì)素、纖維素、半纖維素以及其他有機(jī)質(zhì)為主的陸生植物(木材、薪材、秸稈等)和水生植物等,是一種穩(wěn)定的可再生能源資源。生物質(zhì)能是人類一直賴以生存的重要能源[3]。
1.2 生物質(zhì)能優(yōu)點(diǎn)
生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源,與常規(guī)能源相比具有以下特點(diǎn):
(1) 可再生性,只要太陽(yáng)輻射能存在,綠色植物的光合作用就不會(huì)停止,生物質(zhì)能就永遠(yuǎn)不會(huì)枯溺。
(2) 低污染性。生物質(zhì)硫含量、氮含量低,燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2、NOx 較低,生物質(zhì)作為燃料時(shí),二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減少溫室效應(yīng)。
(3) 廣泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物質(zhì)能。所以,利用生物質(zhì)作為替代能源,對(duì)改善大氣酸雨環(huán)境,減少大氣中二氧化碳含量從而減少“溫室效應(yīng)”都有極大的好處。生物質(zhì)能的低硫和CO2 的零排放使生物質(zhì)成為能源生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)。 因此利用生物質(zhì)作為替代能源,對(duì)改善環(huán)境、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高能源利用率及提高社會(huì)的文明程度都有極大的好處[4]。
1.3 國(guó)內(nèi)生物質(zhì)能現(xiàn)狀
目前,生物質(zhì)能的利用占世界總能耗的14%,相當(dāng)于12.57億噸石油。在發(fā)展中國(guó)家,生物質(zhì)能占總能耗的35%,相當(dāng)于11.88億噸石油。目前全世界仍有25億人口用生物質(zhì)能做飯。取暖和照明。但是生物質(zhì)利用總量還不到其生產(chǎn)總量的1%,由此可見(jiàn),生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用有利于改善環(huán)境,同時(shí)可以滿足我們對(duì)能源的需求。由綠色植物派生的生物質(zhì)包括:城市垃圾、有機(jī)廢水、糞便、林業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物以及能源植物等。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)包括生物轉(zhuǎn)換、化學(xué)轉(zhuǎn)換和直接燃燒三種。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換的方式有生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)固化、生物質(zhì)液化和生物質(zhì)發(fā)電四種。生物質(zhì)能有這樣一些具體利用形式:沼氣及其綜合利用,節(jié)柴灶,生物質(zhì)固化壓塊成型,生物質(zhì)熱解氣化,生物質(zhì)熱解液化,生物質(zhì)發(fā)酵醇類,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù),能源植物,生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)氫。描述了沼氣及其綜合利用,熱解氣化、發(fā)酵乙醇、能源植物、壓塊成型、垃圾能源回收和發(fā)酵產(chǎn)氫等生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)。
1.4 生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)的重要意義
生物質(zhì)能在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中占有相當(dāng)重要的地位在工業(yè)社會(huì)以前,生物質(zhì)能主要作為生活燃料,其用戶是農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)的少數(shù)居民。工業(yè)社會(huì)以后,生物質(zhì)能的終端用戶除了農(nóng)村居民外,很重要的一部分是產(chǎn)生生物質(zhì)廢棄物的企業(yè),如糖廠、木材廠、碾米廠以及廢水和垃圾處理廠等[5]。
生物質(zhì)能是僅次于煤、石油和天然氣的第四位能源,是人類生存和發(fā)展的重要能源之一,在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質(zhì)能。有關(guān)專家估計(jì),生物質(zhì)能極有可能成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分,到本世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的35~40%以上。人類面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力,因而改變能源的生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式,用現(xiàn)代技術(shù)開(kāi)發(fā)利用包括生物質(zhì)在內(nèi)的可再生資源,對(duì)于建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng),促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善具有重大的意義[6]。
2 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)
生物質(zhì)能技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)已成為世界重大熱門(mén)課題之一。生物質(zhì)能新技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)如生物技術(shù)高效低成本轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究,常壓快速液化制取液化油,催化化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究,以及生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化設(shè)備如流化床技術(shù)等是研究重點(diǎn),一旦獲得突破性進(jìn)展,將會(huì)大大促進(jìn)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)應(yīng)用。世界各國(guó)正逐步采用如下方法利用生物質(zhì)能:
(1)直接燃燒法
(2)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法,獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品
(3)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法
(4)物理轉(zhuǎn)換法
2.1 生物質(zhì)的氣化技術(shù)
生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程最新的技術(shù)之一。生物質(zhì)原料通常含有70%~ 90% 揮發(fā)分,這就意味著生物質(zhì)受熱后,在相對(duì)較低的溫度下就有相當(dāng)量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。由于生物質(zhì)這種獨(dú)特的性質(zhì),氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。
2.2 生物質(zhì)的液化技術(shù)
生物質(zhì)是惟一可以轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生能源,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料不僅能夠彌補(bǔ)化石燃料的不足,而且有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富,發(fā)展生物質(zhì)液化替代化石燃料有巨大的資源潛力。
(1) 快速熱解液化
(2)加壓液化
(3) 生物質(zhì)液化產(chǎn)物的性質(zhì)及應(yīng)用
2.3稻殼利用生產(chǎn)工藝研究
2.3.1我國(guó)稻殼利用的現(xiàn)狀
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品也是我國(guó)農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農(nóng)業(yè)種植業(yè)的生產(chǎn)關(guān)系十分密切。我國(guó)稻谷產(chǎn)區(qū)主要分布在長(zhǎng)江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江蘇,華南的廣東、廣西、福建以及東北三省。南方以釉稻為主,北方以粳稻為主。我國(guó)稻谷產(chǎn)量達(dá)到2億噸左右,居世界首位,稻殼作為谷物加工的主要副產(chǎn)品之一,占稻谷籽粒重量的30%左右,稻殼是最難利用、數(shù)量最大的農(nóng)業(yè)廢棄物,絕大多數(shù)作為廢棄物扔掉,稻殼綜合利用一直是人們希望研究解決的課題。對(duì)稻殼成分分析表明,稻殼中含有15%~18%的無(wú)定形水合二氧化硅,其它成分主要是碳?xì)浠衔铩?/p>
2.3.2稻殼熱解產(chǎn)品應(yīng)用
稻殼熱解產(chǎn)物主要由生物油、不可冷凝氣體和木炭(稻殼灰)組成[7]。
1、生物油的應(yīng)用。生物油可作為液體燃料直接燃燒或用于渦輪機(jī)發(fā)電,還可從生物油中提取某些重要的化學(xué)品。生物油具有特殊的意義,其相比于生物質(zhì)原料具有較高的能源密度,并且易運(yùn)輸,易儲(chǔ)存,可作為燃油鍋爐及加熱設(shè)備的現(xiàn)有燃料的替代品。此外,可將生物質(zhì)油加工改質(zhì)為生物質(zhì)柴油、食品添加劑、防腐劑、樹(shù)脂等。
2、不可冷凝氣體的應(yīng)用。由于稻殼熱解得到的不可冷凝氣體熱值較高,可用于生產(chǎn)其它化合物及為家庭和工業(yè)生產(chǎn)提供燃料。
3、木炭(稻殼灰)的應(yīng)用。木炭呈粉末狀,黑色物質(zhì)。研究表明,木炭具有如下特點(diǎn):疏松多孔,具有良好的表面特性;灰分低,具有良好的燃燒特性;含硫量低;易研磨。因此生產(chǎn)的木炭(稻殼灰)與堿反應(yīng)制備活性炭、水玻璃及白炭黑。
3 總結(jié)
稻殼裂解氣化的最佳工藝條件是烘干稻殼,溫度在800℃~900℃之間,可定在850℃,反應(yīng)時(shí)間定為2小時(shí),催化劑為白云石。
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