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生物能源范文1
摘要会计在处理生物能源的时候会遇到这样的问题,因为生物能源的核算与我们所熟悉的化石燃料的核算有着本质的区别,本文分析了有关碳核算的争论主要问题和许多亟待解决的问题,提出应出台相关政策来鼓励拥有长期效应的节能减排措施
关键词生物能源节能减排
一、引言
由于全球气候变化,京都协议书及排污权交易制度等的发展,使得CO2排放,交易及节能减排等特定环境问题的处理规范探讨日渐引起会计学界的关注和重视,京都协定书下的CDM、JI等机制均提供了通过碳排放交易机制分配碳排放配额的框架。目前,碳会计研究需要解决一个棘手的问题--如何处理生物能源。
二、正文
之所以会计在处理生物能源的时候会遇到这样的问题,主要是因为生物能源的核算与我们所熟悉的化石燃料的核算有着本质的区别。化石能源中沉积的远古时期的“碳”在燃烧时被释放在大气层中,使温室气体增多,诱发全球变暖。然而,对于生物燃料来讲,在被燃烧时释放到大气中的CO2使其在通过光和作用从大气中吸收的CO2。假如植物(生物能源)生存在一个可持续发展的系统中,植物的生长速度即其吸转化CO2的速度和生物能源的燃烧速度即向大气中释放CO2的速度是一样的。理论上,燃烧生物能源的净CO2排放量为零。但是,由于生物能源的生长和消耗并不发生在同一时间,同一空间,对其的会计核算也是如此,这使得我们很难的到均衡的会计数据。
当经济发展与合作组织第一次提出《关于国家碳排放评估手册》,温室气体排放和和沉积被列在了一起。手册指出:燃烧生物能源所产生的CO2排放量不应该被放在一个国家的官方的排放清单里。其理论依据是:假如系统为可持续发展系统,净二氧化碳排放量为零。假如系统不是可持续发展系统,净CO2排放量应依据土地利用变化来核算。同样,京都议定书规定:将土地利用变化和林业活动所产生的CO2排放量和沉积量作为测量“碳储值的可核算变化”,而生物能源燃烧产生的排放量作为“中性碳”来处理,即不包含在排放清单内。然而对这项规定却一直存在这众多质疑。
目前有关碳核算的争论主要聚焦在两点上。第一,我们如何评估一个节能减排活动是否值得执行和鼓励。第二,我们如何计量CO2的排放量。第一个问题需运用比较法,比较新项目与现有活动的排放量。第二个问题只是涉及碳排放的量化计算,这已方面的研究已经取得了一定的成果。第一个问题在公共管理制度,节能减排政策的制定方面有着至关重要的影响。而第二个问题,则更偏向作用于企业在国际交易中的统一计量作用以及监管方建立统严格的监督标准。
当前的一些争论焦点集中到了有关温室气体排放在生物质能源系统方面的影响。从会计角度看,学者Searchinger质疑了京都议定书在核算生物能源温室气体排放量的计量。一个明确和稳定的系统边界在排放量的核算中至关重要。国际政府间气候变化委员会(IPCC)的另一个职能是总结了所有系统(国家)的实际排放量(包括国家间碳排放权交易问题)。
然而国际政府间气候变化委员会(IPCC)的核算系统中包含了生物能源系统。他们精确的合算了化石燃料产生排放的时间地点以及排放量,同时他们也考虑了当地(国家系统)的生物能源碳储量的变化量。然而,尽管联合国气候变化框架公约和京都议定书都在实施,当所有国家都不报告生物碳含量和碳沉积总量的情况下,我们仍旧无法确立一个明确和稳定的系统边界。
从时间角度看,我们面临这样一个问题:一些拥有化石燃料和生物燃料组合的国家系统,在短时间内,其温室气体排放量会呈现上升趋势,而长远来看,其排放量将最终处于下降趋势。而我们所需要的便是一个用现有的高排放来换取长远“利益”。
从全球的视角来看,一个国家的节能减排活动很可能造成另一个国家CO2排放量的增加。一项有关生态工业的研究表明,目前发达国家从发展中国家大量进口产品和服务,而这些产品和服务生产过程中的碳排放扔归属于发展中国家(Peters et al. 2009)。而排放成本,权利和义务却能通过全球经济一体化传导到各个国家。
三、结论
对于生物能源系统和节能减排战略的评价需要有一个全局化的观念,这要求我们考虑在以循环系统的观念来评估温室气体的影响。并且也应出台相关政策来鼓励拥有长期效应的节能减排措施。但这也是有许多亟待解决的问题的。但是如果我们想要弄清楚生物能源系统的成本和收益,我们必须制定系统边界,并给出明确的核算和评估措施,包括机会成本的计算。如果我们需要核算一个国家的节能减排,我们则需要考虑时间空间等多方面的会计信息系统。主要问题是,我们需要寻求一个完整稳定的,边界明确的会计系统。
参考文献:
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生物能源是什么
生物能源又称绿色能源,可再生,原材料遍布各地,蕴藏量极大。生物能源离我们并不遥远,它就在身边。垃圾、秸秆、沼气甚至包括 “地沟油”,这些看似无用的家伙经过加工处理都能变成可利用能源。通常包括:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。
生物能源主要有沼气、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇。沼气由微生物发酵秸秆、禽畜粪便等有机物产生,主要成分是甲烷;生物氢通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,是最洁净的能源;生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油替代品;燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精,以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁。
生物能源的现状
新型原料培育、产品综合利用、技术高效低成本转化,是“十二五”生物能源技术三大趋势。原料从以废弃物为主向新型资源选育和规模化培育发展;高效、低成本转化技术与生物燃料产品高值利用是技术发展核心;生物质全链条实现绿色、高效利用。
我国现有生物质资源相当于4.5亿吨标准煤,利用技术被列为重点科技攻关项目,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。
生物能源科技重点包括:微藻、油脂类、淀粉类、糖类、纤维类等能源植物的选育与种植,生物燃气高值化制备及综合利用,农业废弃物制备车用生物燃气示范,生物质液体燃料高效制备与生物炼制,规模化生物质热转化生产液体燃料及多联产技术,纤维素基液体燃料高效制备,生物柴油产业化关键技术研究,万吨级的成型燃料生产工艺及国产化装备,生物基材料及化学品的制备炼制技术等。已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。
利用方式
1.气体燃料。包括沼气、生物质气化制气等。利用有机垃圾、生物质废料、残留物、废弃物等进行发酵等工艺,生产出沼气等可燃气体。这种利用方式受原材料供应限制,大中型沼气工程发展较慢。可燃气通常用于家庭,以及专用燃气交通工具,使用范围较窄。可燃气体发电同样受到原料供应的限制。
2.液体生物质燃料。包括燃料乙醇和生物柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。
生物柴油的原料来源广泛:回收动植物油;含油量高的植物,如麻风树(学名小桐子)、黄连木、文冠果、续随子等。构建大规模生物柴油能源林是解决原料供应的根本。
燃料乙醇在经历了以粮食为原料生产的初级阶段后,逐渐向以木质纤维素等非粮食原料转向。目前已有若干实验试点企业运行投产。
3.固体生物质燃料。分为生物质直接燃烧、压缩成型燃料、生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。热效率利用率较低,通过新型炉灶、锅炉提高热效率利用率,或者把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用,但成型燃料的压缩成本较高。此外,生物质燃料发电也成为当前生物质能开发利用的重要方向。
美国、英国、瑞典等国家均有生物质能源发电站建设投产,我国在这方面也具有了一定的规模,南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省共有小型发电机组300余台,云南也有一些甘蔗渣电厂。
在诸多的生物质利用技术中,生物质发电技术是最具发展潜力的利用技术之一。因为电的利用范围较广,而且可以充分利用现存电网。高效直燃发电是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。
发展生物能源的8大优势
生物能源对环境污染小,属于可再生能源,其普遍、易取,便于运输,且具有以下优势:
1.生物燃料是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品,而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。
2.产品多样。液态:生物乙醇和柴油;固态:原型和成型燃料;气态:沼气等。既可以替代石油、煤炭和天然气,也可供热和发电。
3.原料多样。秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾,还可利用低质土地种植各种能源植物。
4.生物燃料可以像石油和煤炭那样生产塑料、纤维等产品,形成生产体系。其他可再生能源和新能源不可能做到。
5.可循环性和环保性。生物燃料是在农林和城乡有机废弃物的无害化和资源化过程中生产出来的产品;生物燃料的全部物质均能进入生物循环。物质上永续,资源上可循环。
6.生物燃料的“带动性”。生物燃料可以拓展农业生产领域,带动农村经济发展,增加农民收入;还能促进制造业、建筑业、汽车业等行业发展。
7.生物燃料具有对原油价格的“抑制性”。生物燃料将使“原油”生产国从目前的20个增加到200个,通过自主生产燃料,抑制进口石油价格,并减少进口石油花费,使更多的资金能用于改善人民生活,从根本上解决粮食危机。
8.生物燃料可以创造就业机会和建立内需市场。联合国环境计划署的“绿色职业”报告中指出,“到2030年可再生能源产业将创造2040万个就业机会,其中生物燃料1200万个”。
相关政策
近几年,中国生物能源产业发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励生物能源产业向高技术产品方向发展,中国企业新增生物能源投资项目逐渐增多。投资者对生物能源产业的关注越来越密切,生物能源已成“十二五”规划扶持重点。《可再生能源中长期发展规划》提出,未来15年内投资约1.5万亿用于发展可再生能源,到2020年发展燃料乙醇至1500万吨、生物柴油500万吨。2011年1月5日,总理主持召开国务院常务会议,决定实施新一轮农村电网改造升级工程。在“十二五”期间,使全国农村电网普遍得到改造,基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网。
存在问题
1.原料资源短缺。广西木薯燃料乙醇项目,被利用为燃料乙醇原材料的木薯的前后价格差别很大,这对供应体系是个挑战。考虑到与人畜食物相争,很多国家都限制玉米乙醇生产,生物柴油原料不足。同样的问题在生物质发电、成型燃料和生物柴油领域也普遍存在。制备生物柴油主要原材料――“地沟油”回收方面表现尤为突出。相比于“地沟油”制备食用油技术,生物柴油的成本高售价低,再加上相关部门监管力度不够,造成“地沟油”回流餐桌现象普遍,也直接导致生物柴油原料供应不足。
2.技术基础薄弱。以能源作物为原料生产燃料处于试验阶段,以废弃动植物油生产生物柴油的技术较为成熟,但潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段,产业化程度低。
3.生物燃油产品市场竞争力弱。受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响,燃料乙醇的生产成本较高。目前,国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元,在目前的技术和市场条件下,扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。
4.销售市场建设滞后,下游企业对接缺失。主要体现在生物液体燃料方面。以生物柴油为例,国内企业几乎都没有自己的加油站,很难进入中石油、中石化的成品油零售市场,销售渠道更是匮乏单一。在生物柴油发展的黄金期,国内涉足企业数量一度达到了300多家,目前数量缩水三分之一。
中小投资者的机遇
原料加工:如绿野科技从菊芋块茎中提取菊粉;甜高粱产量高,秆渣是造纸的好原料,作为大规模的能源作物具备有利的特性,很有前途。
油料作物种植:如北京草业与环境研究发展中心的柳枝稷、芦竹和荻,已试种了3000亩;赤峰市翁牛特旗经济林场,文冠果基地全国最大;湖南林业科学院能源植物与生物燃料油研究中心,选育出大果、矮化、高产、高含油的光皮树无性系良种6个,营造光皮树油料林30万亩。
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关键词:亚麻芥;转基因技术;育种;特性;利用
中图分类号:S563 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161033150
亚麻芥是十字花科植物[Camelina sativa (L.)Crantz],也译作亚麻荠,属亚麻芥属( Camelina),在北美植物学文献上的通用名还有gold-of-pleasure, false flax, dutch flax等。在史前时代就已经作为油料作物种植,19世纪曾经广泛在欧洲种植。然而,由于一些未知原因,亚麻芥的种植面积逐渐减少,尤其是第二次世界大战后很少有种植。近些年来,随着对亚麻芥的深入研究,亚麻芥以其独特的食用价值和工业价值,能在较为贫瘠的地方生长且具有良好的抗逆境胁迫能力,作为一种低投入的油料作物而重新引起人们的重视。90%左右的亚麻芥油为不饱和脂肪酸,其中α-亚麻酸和亚油酸占总脂肪酸的50%,亚麻芥油还是理想的omega-3脂肪酸供应材料,长期食用omega-3脂肪酸对心血管有益,可以应用在食品和日常膳食中。
随着社会的不断发展,以矿产资源、石化资源等为代表的不可再生能源日益枯竭。并且这些能源的使用已经对全球造成了环境污染、气候变暖等负面影响,寻找和开发新型清洁可替代的再生型能源已成为各国紧迫的任务。生物柴油是近些年来发展的一种可再生能源,因其能量生产过程具有环保和资源循环利用功能而被认为是替代化石能源最具有前景的新能源。2009年,日本科学家首次利用含有亚麻芥油、麻风树油和藻类制成的油混合成的生物燃料与普通航空燃油按照一定比例混制而成的混合生物航空燃油进行首次试飞成功,这项研究推动了可替代环保燃料的开发与利用。
1 亚麻芥生物学及农艺学研究现状
1.1 植物学特征和栽培特性
亚麻芥属十字花科亚麻芥属,是1a生草本植物,在19世纪曾作为油料作物而在欧洲广泛种植。亚麻芥出苗迅速,在种植后5~7d就可出苗,相对于一般杂草要快。生长期在80d左右。株高80~140cm,根系发达,披针形叶,叶缘有全缘叶和缺刻叶等形态。茎木化程度中等,总状花絮,花为黄色。花絮呈疏松伞状,在果期伸长达20cm以上。果实为角果,倒梨状,单荚种子数一般为16粒。种子小,棕褐色,长约1.2mm,宽0.8~1mm,卵圆形,千粒重一般为0.96~1.21g,最高可达1.81g。
亚麻芥与其他油料作物相比较,其农艺性状较为优良。由于亚麻芥需肥量低,抗病虫害和抗旱的性状使其成为一种低投入的油料作物而备受关注。亚麻芥对田间土壤含水量变化反应较敏感,土壤水分过大和缺失均会对亚麻芥产生不利影响。亚麻芥生长期较短(80d左右),能在寒冷和半干旱地区生长。虽然亚麻芥的产量与播种时间、品种和栽培条件这3个因素有显著相关关系,但播种日期改变对同一品种产量的影响不大。一般亚麻芥每亩的播种量为0.3kg即可保证亚麻芥可有较好的产量,而在我国每667m2亚麻芥的播种量为0.17kg即可保证较高的苗数和产量。亚麻芥的栽培行距一般为20cm,如果种植地区较干旱可通过提高播种量的方式来提高产量。亚麻芥成熟时角果在一段时间内不会裂开,但超过半个月后即容易炸裂,因此在亚麻芥成熟时可以选择适当天气的清晨进行收获。
1.2 抗旱性及抗病特性
亚麻芥具有较强的抗旱性,能够生长在干旱地区且对产量影响不大。亚麻芥种子外层含有一种胶质,这层胶质可以使种子在播种后迅速吸足大量水分用于种子萌发以及亚麻芥苗期生长所需要的水份,因此亚麻芥在苗期具有较强的抗旱性能。另外,亚麻芥具有较发达的根系,能够深入耕深的土壤,较强吸水的能力也使亚麻芥具有较强的耐旱性。但是当亚麻芥处于极端水分胁迫时,产量仍然会受到影响。亚麻芥具有较强的抗病虫害能力,其叶片对小菜蛾幼虫的发育有不利影响。邓曙光通过用亚麻芥新鲜叶片喂养小菜蛾幼虫发现亚麻芥叶片对小菜蛾龄幼虫具有较强的致死作用。表明亚麻芥对小菜蛾幼虫的生长发育具有抑制作用。由于亚麻芥叶片在受到外源病原菌侵染时会迅速产生并积累一种植物抗毒素以阻止病原菌在该叶面上的定殖,而这种抗毒素又对多种真菌和细菌具有较强的抗性,所以亚麻芥又有较强的抗病害能力。
2 种子油脂成分和应用
亚麻芥种子含油量约为40%,不同的收获年份以及当年不同气候和供水供肥条件会对亚麻芥的含油量有略微影响。亚麻芥油以含有较高的不饱和脂肪酸而闻名,其中90%左右为不饱和脂肪酸,而亚油酸和а-亚麻酸能够占总脂肪酸的50%左右。亚麻芥种子中干物质含量93.2%,有机物含量96.8%,粗纤维含量33.3%,粗蛋白含量为24.5%。由于亚麻芥中含有较多的不饱和脂肪酸,所以长期食用亚麻芥油能够降低血液中胆固醇及低密度脂蛋白,能够保障心脏及心血管健康。另外,亚麻芥种子榨油后剩下的亚麻籽饼中含49%的蛋白质,13%的纤维素,具有很高的营养价值,是一种良好的动物饲料。同时,因为亚麻芥种子中含有大量不饱和脂肪酸,它对人的皮肤具有极好的保健作用,能够提高皮肤弹性,避免皮肤表面水分的散失,减轻外界环境对皮肤的不良影响,因此亚麻芥还是优质的工业原料。
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[关键词]生物能源;循环经济;可持续发展
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.104
[中图分类号]F426.72 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)20-0-02
社会的发展,加快了人类的工业化进程,在为人类创造巨大物质财富的同时,也对人类的生产生活环境产生了各种不利的影响。当前,资源的严重匮乏、环境严重污染、能源的极其短缺等问题,已经严重限制社会主义市场经济的健康快速发展,更是威胁到整个人类社会的和谐持续发展。因此,相关企业要注重企业发展循环经济,实现能源利用的最大化,促进人类社会的和谐持续发展。
1 河南天冠企业集团发展现状及存在问题的分析
1.1 河南天冠企业集团循环经济发展现状
当前,实现生态能源的可持续发展、走循环经济之路,建设生态工业园区是继经济技术开发区和高新技术开发区之后,所形成的第三代产业园区。总体来看,河南天冠企业集团在实现生态能源可持续发展以及建设生态园区方面,还处于不断实践的过程中,其正在积极吸取国内外生态能源发展的先进经验,对国内外成功发展循环经济的经验认真学结,在结合天冠集团自身情况和工业特点的基础上,逐步推进天冠企业集团生态能源的可持续发展。
1.2 企业实现生物能源可持续发展方面存在的问题
1.2.1 企业可能出现污染问题
传统工业模式,会对当地的社会生活环境造成不良影响,例如,乙醇企业的生产,如果没有做好节能减排方面的工作,对环境的危害是非常严重的。我们知道,乙醇生产是仅仅次于造纸生产的有机污染源,也就是说,在乙醇生产的过程中,会有大量的废弃物(如废水、二氧化碳气体以及各种废渣等)产生。据专家推算,生产1吨的液态乙醇,大概能产生10~12吨的糟液。酒糟呈现酸性,是高浓度的有机废水,被认为是乙醇生产最主要的污染源,乙醇生产产生的二氧化碳,其回收率较低,直接排入大气,必然对大气环境造成污染。同时,乙醇生产需要大量的水资源,还会排放大量废水,这必然会造成水资源的严重浪费,也必然对人类的生活环境造成污染。
1.2.2 多数企业产业区工业生态链简单,难以满足发展需求
根据生态经济学和工业生态学原理,所有资源的利用和开发之间,是存在网状或链状关系的。并且,短链与长链结构相比,长链结构循环转化的环节较多,对于物质能源的多层次利用以及工业系统的稳定发展是有利的,能够保证系统生产力的提高。同时,网状结构的优点在于其各个环节是相互联通的,途径是多条的,这样可以保证生态系统具有相对稳定性,对于减少和分散风险也是有利的。然而,当前河南天冠企业集团产业园区内其余共同生产的企业是比较少的,所生产产品的种类也较单一,其产业链条相对单一,完善的工业共生链条还没有形成,这种情况下,对实现生物能源的可持续发展,走循环经济之路是不利的。
2 如何走循环经济之路,实现生物能源的可持续发展
根据河南天冠企业集团的实际发展状况,其在未来如何在实现生态能源可持续发展、真正走上循环经济的发展道路,可从以下几个方面寻求突破和进行完善。
2.1 创新方法,注重节能减排
河南天冠企业集团,始建于1939年,是一个具有76年光荣历史的老国有企业。多年来,其能在激烈的市场竞争中占据一席之地,与其注重科研和创新是分不开的。通过创新节能减排方法,在生产实践中不断摸索,大力发展循环经济,实现了企业与自然、社会的和谐发展。发展循环经济是实现企业生物能源可持续发展的根本途径。天冠集团在探索循环经济的道路上,其发展理念是可持续发展,主线是清洁生产。通过科学管理,加大对落后生产技术以及设施的改进,促进企业资源得到充分开发与利用,实现了生态系统的良性循环。同时,通过科研技术,“天冠燃料乙醇循环经济模型”逐步在企业内建立,为企业的健康循环发展提供了保障。下一步,应继续在创新方式方法上继续做文章,通过大力引进吸收、加大企业自主研发力度等技术进步手段持续推动节能减排工作的开展。
2.2 发展生态乙醇工业
河南天冠企业集团位于河南省,该省是我国重要的小麦生产省份。长期以来,小麦等农产品的精深加工和转化一直是该省研究的课题。河南天冠集团根据当地的粮食发展实际情况,积极发展燃料乙醇生产和精深加工,有利于减少小麦仓储,增加当地农民收入,促进当地经济社会的和谐发展。另外,传统的乙醇行业污染问题一直为乙醇生产企业所高度重视,为了实现生物能源的可持续发展,走循环经济之路,只有通过生产各个环节所形成的工业生态链,促进资源利用的最大化,减少废弃物对自然和社会环境的污染,有效促进乙醇在生产和加工方面都形成良性循环,才能真正实现天冠集团走循环经济的可持续发展之路。
天冠集团的主产品是燃料乙醇,为了充分利用燃料乙醇有机废水开发绿色新能源,促进节能减排、综合利用工作的有效实施,实现废物的减量化、资源化、无害化,该企业不断拉长产业链条,先后建立了饲料公司、沼气公司、肥料公司、二氧化碳全降解塑料公司,形成了围绕相关废弃物和副产品而构成的工业生态链。小麦被加工生产成乙醇,乙醇生产产生的酒糟在生产成饲料后剩余糟液被制成沼气,剩余沼液被加工后成为有机肥料,被用于小麦种植;在生产乙醇过程中,产生的二氧化碳气体一部分经提纯后生产为食品级二氧化碳产品,一部分被生产成可降解的塑料制品,可彻底解决环境污染的白色垃圾污染问题。这样,天冠企业集团的整个生产过程,就形成了闭路循环,能源和废弃物都被循环利用,工业污染问题也被解决,实现了资源利用的最大化,实现了天冠集团的可持续发展。
2.3 进一步完善天冠集团生态工业系统
严格按照生态工业园的定义,天冠集团目前虽然基本实现了能源的循环利用,但其还不是完全意义上的生态工业园。也就是说,部分天冠集团下属企业参与到整个生态工业网络的建设力度尚不够深入。同时,参与进生态工业网络建设的企业所形成的生态工业链也较少,相互交错的网状链条还没有形成,还有部分链条的闭路循环也没有实现。因此,河南天冠企业集团还要不断加强科研力度,完善生产和管理等各个方面的工作,拉长企业集团的生态工业链条,针对各种工业废弃物和副产品持续开发新产品,不断推动废物利用、变废为宝、可持续绿色循环发展工作的开展,不断完善企业生态工业园区建设。
3 结 语
作为社会发展重要保障的企业集团,要从自身做起,加大科研力度,建立起与传统工业模式不一样的新的经济模式,要注重“效率”和“环境”双重指标,走循环经济之路,实现生物能源的可持续发展,就是促进环境、资源和经济和谐发展的有效途径,能够实现人类和社会的长久持续发展。
主要参考文献
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能源是经济社会正常运转和健康发展的重要物质基础。在世界大多数国家,能源工业成为其产业体系中的重要组成部分。工业革命以来,世界能源资源、生产和贸易就与国际经济、政治、外交乃至于军事格局紧密联系在一起,能源问题成为事关经济发展、社会稳定和国家安全的重大问题。
我国经济目前正处在快速增长期,经济发展对能源的依赖度较高。1980年以来,我国的能源总消耗量每年增长约5%,是世界平均增长率的近3倍。从现在起到2020年,是我国经济社会发展的重要战略机遇期,按照党的*提出的全面建设小康社会的目标,到2020年我国要实现经济翻两番。根据国际经验,这一时期是实现工业化的关键时期,也是经济结构、城市化水平、居民消费结构发生明显变化的阶段。
从能源供应与经济发展来看,我国的能源发展面临着十分严峻的形势和挑战,为保证2020年实现经济翻两番的目标,能源的供应将非常紧张。据专家估计,到2020年我国一次能源的需求在25亿吨—33亿吨标准煤之间,均值为29亿吨标准煤,是*年的2.2倍。如果采取正确的能源战略和相关的政策措施,一方面开源,大力发展可再生能源,包括林木生物质能源,另一方面节流,节约能源,降低单位能耗,建设节约型社会,未来我国的能源需求将有可能保持相对较低的增长速度,也有可能在远低于目前发达国家人均能源消费量的条件下,进一步显著提高人民的生活水平。
从能源消费结构与经济发展看,随着人民生活水平的提高和消费结构的升级,能源的需求结构将发生重要变化。我国在*年的能源消耗总量近13亿吨标准煤,其中煤炭达9.07亿吨标准煤,占69.9%;石油达3.24亿吨标准煤,占25%;天然气和一次电力分别是3.6亿吨和2.9亿吨标准煤,分别只占总量的2.8%和2.3%。从这组数据可以得知,我国的能源结构仍是以煤为主,而且这种结构在今后一个时期不可能有太大变化,这将对能源供应、能源安全、环境保护等诸多方面产生重大影响。
过去20年我国的能源发展取得了不小成就,主要体现在以下两个方面:一是以较低的能源增长支撑了经济的快速增长。1980年—*年期间我国GDP年均增长率高达9.7%,而相应的能源消费量年均仅增长4.6%,远低于同期经济增长速度。二是能源利用效率大幅度提高。一方面,单位GDP能耗不断下降,万元GDP能耗由1980年的16.6吨标准煤降低到20*年的5吨标准煤,年均下降4%以上;另一方面,主要高耗能部门的产品单耗有了较大幅度的下降,主要耗能产品的能耗与国际先进水平的差距明显缩小。这些成就为我国经济社会的可持续发展作出了巨大贡献,从1980年到*年,在能源消费翻一番的情况下,实现了GDP翻两番的目标。
目前,我国的能源状况也存在几个严重的问题:
问题一,能源需求持续增长对能源供给形成很大压力。随着我国经济规模进一步扩大,能源需求总量还会持续较快地增加,对能源供给形成很大压力,供求矛盾将长期存在,石油天然气对外依存度将进一步提高。
问题二,资源相对短缺制约了能源产业发展。我国能源资源总量不小,但人均拥有量较低。能源资源勘探相对滞后,特别是能源资源分布很不平衡,东部地区能源短缺严重,大规模、长距离地运输,导致运力不足、交通紧张、成本大幅提高。
问题三,以煤为主的能源结构不利于环境保护。煤炭是我国的基础能源,富煤、少气、贫油的能源结构较难改变。我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用的,煤炭清洁利用水平低,产生的污染多。目前,我国SO2排放达2200万吨以上,CO2排放达8亿吨以上,酸雨危害面积占国土面积的30%,给我国生态环境带来很大压力。
问题四,能源技术相对落后影响了能源供给能力的提高。我国能源技术与发展的要求相比还有较大差距,特别是可再生能源、清洁能源、替代能源等技术的开发相对滞后,节能降耗、污染治理等技术的应用还不广泛,不能适应当前治理高污染的需要。
问题五,国际能源市场变化对我国能源供应的影响较大。我国石油天然气资源相对不足,需要在立足国内生产保障供给的同时,扩大国际能源合作。但目前全球能源供需平衡关系脆弱,石油市场波动频繁,国际油价居高不下,各种非经济因素对能源国际合作影响很大。这要求我们统筹国内开发和对外合作,提高能源安全保障程度。
专家们希望通过实行可持续发展的能源战略,保证我国到2020年实现经济发展目标,能源消费实现如下理想目标:一次能源需求少于25亿吨标准煤,节能达到8亿吨标准煤;煤炭消费比例控制在60%左右,可再生能源利用达到5.25亿吨标准煤(其中可再生能源发电达到1亿千瓦);石油进口依存度控制在60%左右;主要污染物的削减率为45%—60%。
二、林木生物质能源在国家能源战略中的地位
人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计,地球上这3种能源供人类开采的年限分别为40年、60年和220年。我国煤炭剩余可开采储量仅为1390亿吨标准煤,按照2003年的开采速度,只能维持83年;20*年我国净进口石油1.45亿吨,进口依存度上升到42%。因此,尽快改善能源消耗结构,加大能源保障安全迫在眉睫。正如总书记在给北京可再生能源国际大会致辞中所指出的,加快发展可再生能源是应对日益严重的能源资源和环境问题的根本措施。
目前,世界上技术较为成熟,可规模化工业开发利用的可再生能源主要有水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能,可再生能源在世界能源消费中已占22%左右。
在各种可再生能源中,生物质能是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种惟一可再生的碳源,资源丰富且可以再生,其含硫量和灰分都比煤低,而含氢量较高,一直是人类赖以生存的重要能源之一,就其能源当量而言,是仅次于煤、油、天然气而列第四位的能源;在世界能源消耗中,生物质能占总能耗的14%,但在发展中国家占40%以上。
在生物质能中,我国960万平方公里的广阔土地林木生物质能源占有十分重要的地位。加快发展林木生物质能源是有效补充我国能源,改善和保护生态环境的战略举措,对维护我国能源安全,改善能源结构将发挥重要的作用。
目前,我国林木生物质能主要有三种利用方式,即生物质固体燃料利用,生物质液态燃料利用和生物质气体燃料利用。其终端产品主要有五类,一是利用含油脂转化为生物柴油,二是木质纤维素转化燃料乙醇,三是木质加工成固体燃料,四是木质转化成燃料气体,五是木质燃料发电。
我国发展林木生物质能源有以下几个主要优势:
一是我国适于发展林木生物质能源的树种丰富。我国适合规模化发展林木生物质能的树种资源比较丰富,仅乡土树种就多达几十种。这些树种有的适合作为燃料用于发电,如刺槐、黑荆树、柠条、沙棘、柽柳等;有的适合开发生物柴油,如麻风树、黄连木、乌桕、文冠果、油桐、石栗树、光皮树等。以麻风树为例,栽培2年—3年即可结果,结果期长达30年—50年,其果实平均含油率40%左右,5年生每亩果实产量达200公斤,可生产生物柴油60公斤左右。再如黄连木,其果实平均含油率25%(种子达40%)以上,2.5吨黄连木种子可生产1吨燃油。
二是我国林木生物质能的资源比较丰富,可以作为重要的能源补充。根据目前的科学技术水平和经济条件,可获得的林木生物质资源种类为薪炭林、森林抚育间伐、灌木林平茬复壮、苗木截杆、经济林和城市绿化修枝、油料树种果实和林业“三剩”物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)等。按相关的技术标准测算,每年的生物质总量约8亿吨—10亿吨,其中,可作为能源利用的生物量为3亿吨以上。按照相应的热当量换算,加工后的5吨林木生物质可替代1.5吨原油,1.5吨林木生物质可替代1吨标准煤,如3亿吨全部开发利用后可替代2亿吨标准煤,能够减少目前十分之一的化石能源消耗。可以说,林木生物质能源是我国未来能源的一个重要补充。
在油料资源利用方面,我国现有木本油料林总面积超过600多万公顷,主要油料树种果实年产量在200多万吨以上,其中不少是开发生物柴油的原料。同时,还有不少可开发生物柴油的其他油料树种。如麻风树,分布我国四川、云南、贵州、广西等地,在我国西南地区适宜种植麻风树的面积约200万公顷,其中,已人工栽培2万多公顷。再如黄连木,野生分布范围很广,面积约30万公顷。
三是我国林木生物质能资源培育潜力巨大。和其他生物质能源相比,林木生物质能资源发展不占用耕地,发展空间广阔。目前,我国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地,可拿出一部分发展能源林。此外,还有大量的盐碱地、沙地以及矿山、油田等复垦地,初步估计有近1亿公顷。这些不适宜农业生产的边际土地大都适宜种植特定能源树种。如在盐碱地上可种植柽柳,在沙地上可栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。这些边际土地资源,经过开发和改良,可以变成发展林木生物质能源的“绿色油田”、“绿色煤矿”,用以补充我国未来经济发展对能源的需求。
四是我国林木生物质能源开发技术条件已初步具备。目前,国内林木生物质能源开发利用大都处于试验和示范的过程,尚未步入实质性的产业化发展阶段,但开发利用技术已初步具备。
在生物柴油开发方面,涉及油料树种的筛选、良种选择、培育及其加工工艺和设备开发,已取得了阶段性成果。如中国林科院王涛院士对黄连木进行了研究与开发;湖南林科院研制完成了将光皮树果和绿玉树汁转化生物燃油设备;四川大学、四川省长江造林局等单位联合开发麻风树转化生物柴油及其综合利用的技术和设备。
在木质固体燃料加工开发方面,清华大学清洁能源研究教育中心和北京惠众科技公司合作,简化和改进了原有的热压缩颗粒成型系统,发明了“冷压缩成型技术”。因其能效高、成本低、灵活性强,从根本上解决了生物质收集运输消耗高的难题,克服了热压缩技术的不足,为林木生物质固体燃料在工业锅炉替代煤炭或发电应用上提供了很好的前景。
在木质燃料发电方面,中国国能生物发电有限公司拟在黑龙江省庆安县建设一座装机容量2.5万千瓦的林木质生物发电厂,北京国林山川生物能源有限公司拟在内蒙古通辽市奈曼旗建设一座林木生物质发电厂,目前已完成了可研。计划第一期装机容量为2×1.2万千瓦,第二期装机容量为2.5万千瓦。
三、发展我国林木生物质能源的初步设想
首先,要提高对开发利用林木生物质能重要性的认识,制定明确的开发利用目标。新的生物质能利用技术与传统的生物质能利用技术相比具有质的区别,因此,必须从战略的高度,用长远的眼光看待生物质能源,切实提高对开发利用生物质能重要性的认识,研究制定明确的林木生物质能开发利用目标和具体要求。
其次,要加快林木生物质资源调查评价与发展规划工作。虽然我国林木生物质能资源丰富,但资源量到底有多少,分布在什么地方,资源采集的成本如何?到底哪里可以种植能源树种,潜力有多大?等等。这些问题都亟待回答。因此,应当加快开展林木生物质能资源调查评价与发展规划工作,摸清相关的资源本底,以及哪些地方具有建设生物质发电厂的资源条件,哪些地方具有种植能源树种的条件,并在此基础上研究制定相关的发展规划,推进林木生物质能开发利用。
第三,要加强林木生物质能源基地培育和利用技术的试点和示范工作。林木生物质能利用技术种类很多,技术的成熟程度也不一样。当前,需要结合我国实际,区分不同情况推进。先期就技术相对成熟、开发潜力较大的项目和树种开展试点和示范,通过试点和示范辐射带动林木生物质能的发展。
第四,要加强人才和技术能力建设。从国际能源发展的经验看,任何能源产业的发展必须有人才和技术基础。我国的煤炭、石油、电力等能源产业也不例外。目前,经济发达国家都建立了比较完善的可再生能源技术研究开发机构,形成了比较完善的产业服务体系。如美国的可再生能源实验室,欧盟的联合研究中心,都是政府专门负责可再生能源研究和开发的机构。而我国在可再生能源方面的人才和技术力量以及设计、咨询等产业服务体系极为薄弱。因此,要高度重视我国可再生能源的人才培养,成立国家级的可再生能源研究开发机构,逐步建立我国可再生能源的人才培养和产业服务体系。
第五,国家要加大对林木生物质能资源培育的资金和政策扶持,实施财政贴息和税收减免政策。原料价格(包括采集)对林木生物质能源的经济性起着第一位的作用。要实现林木生物质能源的产业化,关键是降低能源制取成本。鉴于林木生物质能开发利用在增加能源供应、保护环境,特别是在社会主义新农村建设中所起的带动作用,在发展林木生物质能源开发的起步阶段,建议有关部门从国家能源发展战略和解决“三农”问题的高度出发,制定明确的促进林木生物质能开发利用的政策和措施。一是国家应给予必要的专项资金和优惠政策,扶持引导能源林的定向培育;二是为鼓励企业和民营资本进入林木生物质能源领域,参照国外发展经验,国家应当对开发利用林木生物质能源实行长周期贷款财政贴息和税收减免政策。
四、发展林木生物质能源符合林业生态和产业两大体系建设的要求,大有可为
林业是公益事业,也是基础产业,积极推进生物质能源的开发和利用,既是应对我国经济发展中面临的能源危机和环境问题的重要举措,同时也符合林业生态建设和产业建设的目标,对实现林业可持续发展具有十分重要的战略意义。
1、大力培育和开发利用林木生物质资源可以减少污染和温室气体排放,提高森林碳汇功能。我国1997年CO2总排放量为8.17亿吨,仅低于美国位于世界第二,我国未来的CO2减排压力还将不断增大。生物质能源排放的气体以CO2为主,比化石基能源清洁,可减少大气污染。尤其是林木生物质能源在消耗过程中排放的CO2量是树木生长过程中从大气中吸收的CO2量,因此,可基本实现CO2吸收排放平衡。同时,大面积营造能源林,可以有效增加森林面积和提高森林生态系统吸收CO2的功能及碳汇作用。
生物能源范文6
1、固体生物质燃料
生物质成型燃料燃烧是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用,该技术将低品味的生物质转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热利用效率显着提高,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超过一般煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为120万吨,瑞典20%集中供热是生物质颗粒燃料完成的;600万人口的丹麦年消费成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体垃圾共成型燃烧技术,解决了垃圾燃烧有害气体二恶英(dioxin)超标问题。
直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术,具有低成本、低风险等优越性,但效率相对较低,还会因燃烧不充分而污染环境。锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术,适用于大规模利用生物质;垃圾焚烧也采用锅炉燃烧技术,但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因,对技术水平和投资的要求高于锅炉燃烧。通过技术改进,生物质直接燃烧的能效已显着提高,直接燃烧的能效已达30%(如丹麦的Energy 2秸杆发电厂,瑞典的Umea Energy垃圾热电厂)。美国生物质直接燃烧发电约占可再生能源发电量的70%,2011年美国生物质发电装机容量为9799MW,发电370亿Kwh。
1)生物质固体燃料生产技术
目前国内外普遍使用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成型技术、活塞冲压成型技术和压辊式成型技术,其中前两种技术发展较快,技术比较成熟,应用较广。但一般的成型技术需要将生物质加热到80°C以上才能使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的成本。