前言:中文期刊网精心挑选了生物质能发展现状与前景范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
生物质能发展现状与前景范文1
关键词生物质能源;树种;发展趋势;开发利用;前景
中图分类号 S727.4文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0227-01
我国现已查明的木本能源油料树种有400余种,其中含油量在15%~60%的有200多种,集中分布在亚热带至热带区域,在山区往往与常绿阔叶林或落叶林相伴生,而且以野生为主(占总数的75.4%),多以成片式集中分布,因此可以建作原料基地;同时约有10种生物质燃料油植物能利用荒山、沙地等宜林地进行造林,并建立起规模化供应基地,如黄连木、文冠果、麻风树、光皮树等。因此,发展挖掘生态经济价值较高的重要能源替代树种,已经成为非木质森林资源开发的重要方向和研究热点[1]。
1生物质能源树种发展趋势
1.1我国林业生物能源发电已进入产业化阶段
国家林业局能源办负责人钱能志在接受记者采访时说,我国林业已较快发展,目前林业生物能源资源的培育和产业化开发,已进入实质性实施和推进阶段。国家林业局科技司负责人说,近几年内要大力发展生物质能源发电产业,加快生物质能源树种培育和推广工作。
1.2生物质能源开发是我国能源供给的重要补充
随着我国经济迅速发展和人民生活水平的不断提高,油脂的需要量也在不断增加。据预测,到2030年我国木本食用油的市场需求量为3 000万t(按食油消费量接近世界平均水平计),缺口为2 300万t,供需矛盾突出。当前,能源供应安全正越来越引起世界各国的重视,生物质作为一种可再生和环境友好型资源,已经成为各国开发新能源的重要方向,木本油料树种可以制备生物质柴油,将成为生物质柴油生产的最主要原料。因此,要从根本上保障国家的粮油安全和能源安全,开发木本油料是解决供需矛盾的重要环节。
1.3生物质能源开发是我国粮油安全的重要保障
我国在人口、食物、能源、环境和资源等方面的问题日益严峻,向森林和树木要食物,目前被一些国际组织和国家所重视,“从自然多样性收取硕果”就特别强调了森林是粮食、能源和环境安全的保证[2]。因此,我国增加生物质能源的重要途径就是因地制宜,充分利用边际性土地种植油料植物,以期为我国发展人工燃油植物林提供丰富的物质基础。我国在生物质能源方面提供充足的可再生原料,对于加强我国在能源方面的独立性、减少对国际石油市场的依赖性、保证生态工程的可持续发展、保障能源供应、稳定经济发展具有重要意义,是中国特色的生物柴油发展的必由之路[3]。从长远来看是利在当代,功在千秋的好事。
1.4生物质能源树种适应性强、栽培成本低、效益高
生物质能源树种一般为多年生,只需一次种植,便可实现多年受益。如省沽油、油茶等,栽种至结果时间为3~5年,而受益期可以超过40年,实行科学管理,合理经营,其产量稳定,将会长期有收获。同时生物质能源树种生长的自然环境大部分是空气清新、光照充足的山林、荒野、路渠旁等地,环境洁净,不受或很少受“三废”的污染,而且其适应性强,栽培成本低,效益高,市场竞争力强[4]。
2景德镇市生物质能源树种发展现状
为了进一步摸清生物质能源树种资源现状,特对景德镇市生物质能源树种资源进行调查,为编制全市能源林培育规划提供基础数据,为出台相应政策措施提供依据,以切实加快景德镇市林业生物质能源建设步伐。调查的范围涉及全市18个重点林区乡(镇)。调查内容包括油料能源树种(光皮树、省沽油、三年桐、千年桐、乌桕、山苍子)和木质能源树种(檫树、木荷、小叶栎、麻栎、白栎、苦楮、湿地松、晚松、马尾松等)两大类。重点调查树种资源分布区域、现有面积或株数、现有林木或林分生长情况以及可用于培育能源林的荒山荒地面积。景德镇市乡土树种热值量见表1。
对景德镇市生物质能源资源树种的调查结果表明,该市的森林生物多样性丰富,大量木本油料树种仍处于野生状态。生物质能源树种如省沽油、光皮树等,具有生长快、繁殖力强、耐干旱、耐贫瘠、抗逆性强等特点,由于其根系发达,大量种植具有生产植物油脂、绿化荒山、提高森林覆盖率、保持水土、调节气候等作用,生态效益和社会效益显著。加之该市气候、土壤等立地条件较好,对生物质能源生长、发育比较有利,而且土地资源和农村剩余劳动力资源充足,适合发展生物质能源生产和综合加工,表明景德镇市已具有综合开发利用生物质能源的基础条件。另外,景德镇市领(下转第229页)
(上接第227页)
导对生物质能源生产及综合开发比较重视,而且该市科技力量比较雄厚,为该市生物质能源生产和综合开发利用提供了领导基础和技术储备力量[5]。通过调查,为群众充分地利用山场提供了指导,而且提高了当地群众发展生物质能源的积极性,为扩大全市生物质能源基地建设,更好地营建生物质能源基地和生物质能源的综合开发与利用等提供服务。
3开发利用前景
景德镇市林业生物质能源资源丰富,发展的潜力和空间巨大。以利用林木所含油脂为主,将其转化为生物柴油或其他化工替代产品的能源林称为油料能源林;以利用林木木质为主,将其转化为固体、液体、气体燃料或直接发电的能源林称为木质能源林,故生物质能源综合开发利用前景看好。该市种植生物质能源树种不仅具有区位优势和品种优势,而且具有技术优势,其在栽培管理方面技术配套成熟先进,并在生物质能源基地建设方面已具有一定的规模。生物质能源树种综合开发利用对于促进山区资源优势经济转化、以林扶贫、繁荣乡村经济、加快山区人民脱贫致富等都具有重要意义。
4参考文献
[1] 张玉洁,邓建钦,菅根柱,等.省沽油育苗及栽培技术[J].林业科技开发,2001,15(6):34-35.
[2] 陈晶晶,张楚.我国薪炭林现状及发展对策探讨[J].江西农业学报,2009,21(8):169-172.
[3] 吴晓明,熊亮,程燕,等.景德镇市发展杜仲栽培及综合开发调研与思考[J].现代农业科技,2007(24):53-54.
[4] 刘正祥.省沽油生物学特性及其利用技术基础研究[D].北京:中国林业科学研究院,2006.
生物质能发展现状与前景范文2
关键词:新能源;节能;发展现状
中图分类号:F407.2文献标识码: B 文章编号:1005-569X(2009)09-0071-02
1 引 言
众所周知,人类生存所依赖的主要能源是煤炭、石油、天然气。进入现代社会,工业化、城市化进程不断加快,传统能源因大量消耗、不可再生而急剧减少,寻找新的、可再生能源,成为世界各国政府、能源专家面临的、急需解决的重大课题。
目前,业界对新能源的界定存在诸多争议,笔者认为,“新能源”应该是两个方面:一是核能、风能、太阳能、生物质能等新的能源;二是对传统能源进行技术改造而形成的新的能源,比如对煤炭的高效利用,车船飞机等运输工具用新型燃料以及智能电网、新储能材料、节能环保、清洁能源等。
我国政府正在组织制定《新能源产业发展规划》,并将于年内出台,按照该发展规划,到2020年,我国在新能源领域的总投资将达4万亿元,无疑将加快推进我国新能源产业的发展。本文拟就我国新能源的发展现状及前景作一些探讨。
2我国新能源发展现状
在新能源产业中,风能、太阳能具有清洁、可再生的特点,应作为未来的发展重点;我国核电规模不到总能源消耗的百分之一,与发达国家相比差距明显,具有很大的空间,应该加速发展;我国的生物质能发展尚处于起步阶段,发展空间巨大。基于这些因素,我国新能源发展要步入快车道,各种新能源技术应全面发展、不应偏废任何一种。
2.1风能
我国风能资源丰富,近几年来,大规模投资建设了数十个百万千瓦级的风力发电场,并陆续并网发电。华北的内蒙古、河北省、东北的辽宁省、黑龙江省,西北的新疆、甘肃省、陕西省,西南的四川省,华东的山东省、江苏省、浙江省,华南的广东省、海南省、福建省等地,风电机组高高矗立在陆上、海滨,风能呈现出迅猛发展的势头。
2.2 太阳能
人类直接利用太阳能主要通过太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。我国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,我国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项:太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。太阳能产业近年在我国发展迅速,截至2008年底,全国推广农村太阳能热水器近6000万m2、太阳房2000万m2、太阳灶200万台。为促进太阳能热水器行业的健康发展,发改委等有关部门近年将这一产业的能效标识制定工作提上了议事日程,由中国标准化研究院和太阳能利用专业委员会共同主持该项目标准的制定工作,特别是中国财政部出台了十大措施助力产业发展,其中的“金太阳”工程,为太阳能的发展注入了新的动力。
2.3核能
核电建设有利于我国调整能源结构,保障能源供应与安全。在金融危机肆虐的今天,核电也是我国保增长的重要投资方向。近10年来,我国核能发展的成果是举世瞩目的,目前已经建成和即将建成的装机容量达870万千瓦,主要分布于广东省、浙江省、福建省沿海地区。按国家核电发展规划,到2020年将投资3000亿元、装机容量达4000万kw。核电面临大发展。
2.4生物质能
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,是世界第4大能源,仅次于煤炭、石油和天然气,在整个能源系统中占有重要地位,极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分。我国地广人多,尤其是在广大的农村地区,常规能源不可能完全满足日益增长的能源需求。立足于农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。如沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等生物质能能在我国得到广泛应用,将产生巨大的能源效益。
3 存在的问题及解决办法
我国的新能源发展迅猛,节能工作也在同步展开,这些措施有效地缓解了能源短缺,节约了资源,并形成了一批新的产业。在新能源发展过程中,也出现了一些问题,急需解决。
3.1风电设备制造技术相对落后
风电设备制造技术落后,对风能开发产生严重制约:我国只有近70家企业进入并网风力发电机组整机制造行业,且只局限于中、小型风力发电机组制造。风能领域的电机制造技术主要被欧美发达国家尤其是北欧四国(挪威、瑞典、丹麦和芬兰)掌控。目前2.0~3.0兆瓦的风机已成为欧美发达国家的主流机型,但国外风机生产巨头为保持其技术的垄断性,不愿意向我国输出2.5兆瓦以上级风机制造技术,也没有在中国设立合资企业。因此,我国风机制造商多数采取购买国外风机公司生产许可证的方式,引进的机型主要集中在1.0~1.5兆瓦,明显落后于西方发达国家。
为此,国家应该做一些战略性的投资,重点扶持风电设备制造技术开发,满足风电快速发展需要。
3.2硅提纯技术自主开发刻不容缓
我国的光伏产业已经出现低水平重复建设的趋势。目前,光伏产业面临的最大问题是多晶硅和单晶硅的提纯技术,这一技术长期以来基本上依靠从日本和德国进口。即使在日本和德国开始向我国输出硅提纯技术之后,我国还是面临着“技术租借”这一瓶颈。根据规定,只要我国采取类似的工艺设计和制造流程,就必须向出让国交纳技术转让费,这相当于用太阳能光伏每发一度电,国外技术就会从中拿走0.1元钱,这里面还不包括技术和设备的引进费。加强我国自主技术的开发,刻不容缓。
3.3核电设备制造能力尚显不足
与风电一样,核能的发展也存在巨大的隐患:核电的核心原料为铀,但我国储备少,需要进口,产业发展一旦上规模就容易受制于人,此外,核能技术也主要掌握在欧美发达国家。另外,由于国内业界对核电发展思路不统一,有三条技术路线在同步实施,在部分关键配套设备中,国内厂家自主的能力依然不足。“技术是自己的、设备是别人的”现象还很普遍,成套的设备还无法制造。解决核电发展中存在的问题,对我国整体制造业来说,既是一次大挑战、又是面临的千载难逢的大机遇。
3. 4 节能问题
开源节流,是新能源发展的二个方向。开源,总有这样那样的发展障碍,节流却容易得多。中国财政部“加快实施十大重点节能工程;加快淘汰落后产能;支持城镇污水管网建设;支持生态环境保护和污染治理;实施节能产品惠民工程;支持发展循环经济;支持节能减排能力建设”,都朝向节能。
而人们能源消费观念的改变,将决定政府“节能”工程的效果。我们不妨借鉴国外的成功经验,进行全民节能教育,推广“绿色能源”、“绿色照明”、“ 绿色电器” 多项节能技术和节能产品。制定节能中、短期对策,向低能耗产业转型,通过新闻媒体大力宣传,在全社会营造节能的良好氛围。
4 结 语
自2008年以来,全世界都受到金融危机的冲击,世界各国政府在思考拯救经济的同时,也在为实现能源自主而积极努力,可再生能源、核能和节能技术成为了各国积极发展的对象。特别是对发展中的中国,能源问题更是急需解决的战略问题。面对这一世界难题,中国到了全民觉悟、共同努力的时候了!
参考文献:
[1]中华人民共和国可再生能源法[S].北京:法律出版社,2006.
生物质能发展现状与前景范文3
一、多能互补的必要性
数据显示,我国60%左右农村人口仍然靠传统的秸杆和薪材等解决能源问题。全国农村每年直接消耗的各种能源相当于5.6亿吨标准煤,占全国总能耗的一半左右。发展新能源已成为改变农村能源使用结构,减少环境污染以及促进农村社会和谐发展的重要手段。然而,农村新能源到底该向何发展,发展中要解决哪些问题?
农村新能源主要包括沼气、太阳能、风力发电、微小水电、生物质能这几个方面。现阶段农村能源应该多种形式并存,不同的地区应根据自身的特点,确定适合当地经济发展水平的发展方向和发展重点。
在谈到农村新能源利用时,国务院发展研究中心研究员周宏春教授提出了“四位一体”和“五配套”的概念。“四位一体”,就是以太阳能为动力,以沼气为纽带,将种植业和养殖业结合起来,在全封闭条件下将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等一体化。
“这样既解决农村的能源供应,改善农民卫生和生活环境,又可以减少农作物和蔬菜生长中农药化肥的使用量,提高食品品质和食品安全。”“五配套”模式,是建一个沼气池、一个果园、一个暖圈、一个蓄水窖和一个看营房,实行人厕、沼气、猪圈三结合的立体养殖和多种经营系统。
农村新能源代表着未来能源利用的方向,发展前景是很好的。但是,一些地区受技术水平制约,影响了农村新能源技术的推广使用。此外,随着农村养殖户的减少,沼气的替代能源问题也是需要考虑的。拿沼气发展来说,要跳出为沼气而建沼气池的单纯观念,将推广沼气与养殖、种植相结合,打造“养殖一沼气一种植”的模式,促进经济增长方式的转变,达到“三沼(气、渣、液)”综合利用,增加农民收入的目标。
总之,农村能源的发展应坚持“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”。“特别是要重视发展生物质能技术及其产业。”农村能源行业协会会长朱明强调说。具体来说,就是大力发展以秸秆、稻草等这些原料丰富、取材容易的生物质能,以及清洁的太阳能、风能、微水电等可再生能源,同时通过改革炉具等措施提高能源利用效率,以实现农村地区社会经济的可持续发展。
国家发展改革委副主任解振华表示,未来我国将有序推进以秸秆为主要原料的生物质能源。为缓解资源能源约束,发展循环经济,保护环境,应对气候变化,我国将大力推动农作物秸秆在农业领域的循环利用,积极发展以秸秆为原料的加工业,有序发展以秸秆为原料的生物质能源。
二、生物质产业和技术在各国的发展概况
生物质产业已受到了国际社会的广泛关注,许多国家制定了促进生物质产业发展的相关政策,并投入了大量的资金用于研究开发和推广应用。由于生物质能作为可再生能源仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源,因此它在整个能源系统中占有重要的地位。近些年来,开发利用生物质能成为当前国内外广泛关注的重大课题,既涉及农业和农村经济发展,又关系到国家的能源安全。作为经济快速发展的中国,大力开发新型可再生能源已经是国家发展的重要战略,因此开发利用生物质能这一课题,有利于中国开拓新能源,并且能够缓解能源供需矛盾,也是解决“三农”问题,保证社会经济持续性发展的重要任务。
生物质能的利用分为两种:直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨(干重),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低。影响生态环境。
现代生物质产业是利用农作物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等可再生或循环的有机物质为原料,通过TA性加工转化生产化工产品、生物质燃料和生物能源以及生物质产品的一个格外引人关注的新兴产业。生物质既是可再生能源,也能生产出上千种的化工产品,且因其主要成分为碳水化合物,在生产及使用过程中与环境友好、又胜石油能源一筹。
目前我国的秸秆产出量已超过7亿吨,折合成标煤约为3.5亿吨,相当于7个神东煤田,全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳,相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。随着国家明确提出到2015年秸秆综合利用率在80%的行动目标,我国秸秆资源化驶入快车道。以“秸秆能源”为代表的生物质能利用,在大力发展低碳经济的背景下,进入人们的视野。
目前。世界上较为成熟、可规模化开发利用的生物质技术主要集中在发电、固化成型燃料、沼气和液体燃料等方面。其中,生物质发电在发达国家已受到广泛重视,2005年全世界生物质发电的装机容量约达5000万千瓦,主要集中在北欧和美国。
生物质固化成型燃料在发达国家通常用来替代煤、燃气等作为民用燃料进行炊事、取暖,或用于区域供热和发电等。美国和欧洲一些国家的生物质成型燃料产品已进入商业化阶段,并相应开发了专用炉具;泰国、印度、越南、菲律宾等国也建成了一些生物质成型燃料生产厂,逐渐进入了规模化生产阶段。
沼气技术已经在有些国家普遍应用,欧洲和印度等地已建设了大量的户用沼气和大中型沼气工程。截至到2003年底,德国的大中型沼气工程总数已超过3000个,大多采用以畜禽粪便和秸秆为主要原料的厌氧消化工艺,机械化和自动化程度很高,生产出来的沼气主要用于发电。
生物液体燃料已实现规模化生产和应用。2005年,全世界生物燃料乙醇的总产量约为3000万吨,主要集中在巴西和美国;生物柴油总产量约220万吨,主要集中在德国。巴西以甘蔗为原料生产燃料乙醇,2005年的消费量为1200万吨,替代了当年汽油消费量的45%;美国主要利用耕地多、产量大的玉米为原料,同时积极发展纤维素制取燃料乙醇技术。欧盟对生物燃料也很重视。主要以大豆、油菜籽和回收的动植物废油等为原料生产柴油,2005年原欧盟15个成员国年产量约200万吨,占世界总产量的90%,其中德国年产量约为150万吨。
三、中国生物质产业的发展情况
中国农业生物质资源主要有农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品和能源作物等,资源丰富,产业发展潜力巨大。农业生物质具有资源种类多,分布范围广的特点,可转化为电力、燃气和液体燃料等多种商品位能源。
一直致力于生物质能研究的中国农业大学石元春院士认为,以秸秆为原料的现代能源是一个新兴产业。在当今发展清洁能源应对全球气候变暖的大形势下,秸秆迎来了 一个发展现代能源产业的重大机遇。
根据最新资料和有关专家预测,我国秸秆目前的用途是:还田15%,饲料16%,工业原料3%,薪柴50%和露地焚烧16%。也就是说,目前秸秆中的66%,约6_7亿吨是用于能源的,具有替代2.4亿吨标煤和减排5.8亿吨二氧化碳的能力。
秸秆还田、秸秆饲料、工业原料和薪柴的利用属于传统产业提升,而以秸秆为原料的现代能源是一个新兴产业。据了解,秸秆能源在欧洲发展已经有30多年,特别是北欧的丹麦和瑞典,秸秆发电和颗粒燃料的技术成熟度和商业化程度最高。
1、农作物秸秆
2004年我国小麦、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯类、油料等主要农作物产量达4.69亿吨,秸秆产量约为5.96亿吨。预计到2020年我国主要作物的秸秆总量将达到8亿吨左右。其中,约有50%左右农作物秸秆用作农村居民生活用能,由于采用传统的燃烧方式,效率低下;我国以甘蔗渣及稻壳发电为应用方式的生物质燃烧发电已得到初步应用,总装机容量达800兆瓦;固化成型燃料技术已初步形成了研究、开发和应用同步推进的良好势头;以秸秆过腹还田、粉碎还田和生产有机肥还田的技术已形成一定应用规模;以秸秆为主要原料生产生物质材料的技术研究已经起步。
目前我国秸秆能源化主要有直接作为农村生活燃料、秸秆气化、压块替代煤炭燃料以及秸秆发电这几个途径。其中秸秆气化、压块替代煤炭燃料和秸秆发电已经在不少地方进行了探索和推广。
发展秸秆颗料燃料产业前景广阔。中国现年消费煤炭26亿吨,其中中小锅炉用约10亿吨,是温室气体排放大户,如果采用秸秆颗粒燃料替代,减排效益不可低估。
在中国,截至2007年底,核准的生物质直燃发电项目约百个,装机容量2500兆瓦,建成投交并网发电的项目总装机容量400兆瓦以上。截至2008年底,中国国能生物质发电集团已有10个30兆瓦和7个12兆瓦的生物质电站正在运营,其中单县电站装机容量30兆瓦,年发电2.2亿千瓦时,可替代8.7万吨标煤的燃煤,减排18万吨二氧化碳,农民年新增收入6000万元和获得1000多个工作岗位。秸秆直燃发电的技术和设备已经可以全部自主与国产。
秸秆能源产业还将为农民带来增收的机会。以每吨秸秆农民可获250至300元算,全国4亿吨能源用秸秆就能获得1000亿至1200亿元。计划2012年达40亿元。此外,农村的能源中,由烟熏火燎烧薪柴到烧颗粒燃料,能效可以提高2~3倍,能源消费质量也将显著提高。
2、能源作物
能源作物指经专门种植,用以作为能源原料的草本和木本植物,如甜高粱、甘蔗、木薯以及油菜等。全国未利用土地总面积为24508.79万公顷,其中有6020.56万公顷土地资源可供能源作物的开发种植。另外,每年还有约900万公顷不同类型的季节性农闲地,可以种植能源作物。
3、生物液体燃料
我国已建设了以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程,分别在6省市进行示范,燃料乙醇年生产能力已达102万吨。在非粮食作物生产燃料乙醇方面也取得了一定进展,已培育出适应盐碱地种植的“醇甜系列”杂交甜高粱品种,并建成了产业化示范基地;培育并引进了多个优良木薯品种,平均亩产超过3吨;育成了一批能源甘蔗新品系和能、糖兼用型甘蔗品种,并筛选出了适合甘蔗清汁发酵的菌株和活性干酵母菌株。
此外,我国已对利用菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油和地沟油等原料生产生物柴油的技术开展了研究,目前已有年产10万吨生物柴油的生产能力。我国在双低油菜与杂种优势利用的结合上已达到国际先进水平:在油菜、油葵等主要作物上已开发出高含油量品种,含油量高达51.6%;为了不与食用油和工业用油争原料,还开发了利用麻疯树果实、黄连木籽等能源作物生产生物柴油的技术,初步具备了商业化发展的条件;在利用季节性农闲地种植油菜生产生物柴油方面具有很大潜力。
四、生物质产业在中国未来的前景
以生物质为原料生产绿色能源和环境友好产品是人类实现可持续发展的必由之路,已成为世界科技领域的前沿。随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快生物质产业的发展。
从目前生物质的资源状况和技术发展水平看,今后发展的主要趋势是发电、供热、生产液体燃料和生物质材料等。最近20多年来,生物质技术发展很快,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010~2020年间,大多数生物质技术可形成较强的市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导产业。
生物质产业正成为朝阳产业。在中国发展生物质产业具有深远的意义,不仅有利于解决资源、能源短缺和环境污染问题,更是解决好“三农问题”、加快社会主义新农村建设的战略举措。中国政府高度重视生物质产业的发展。已经研究制定了一系列促进生物质产业发展的相关政策。
加强生物质技术研究与工程集成,在固化成型、燃烧、沼气、燃料乙醇、生物质材料等方面的关键技术研究和装备开发方面取得突破性进展,创新一批具有自主知识产权的技术和产品;推广一批先进的生物质工程技术;建成一批生物质产业化示范工程;开展我国农业生物质资源现状调查,初步查清我国生物质资源的拥有量和分布情况,建立生物质资源数据库,促进我国农业生物质产业的形成与发展。
全面推进生物质工程科技创新,在生物质能源转化和材料利用等方面达到国际先进水平,部分技术达到国际领先水平,增强我国农业生物质产业的国际竞争力。提高生物质能和产品在能源消费中的比重,通过生物质利用解决农村生活燃料短缺问题;基本实现农业废弃物的资源化利用,促进我国生态环境保护和社会经济的可持续发展。
以科学发展观为统领,以国家目标和市场需求为导向,针对我国生物质产业发展的关键环节,选择秸秆综合利用、农业有机废弃物资源化和能源作物开发为切入点,通过技术研究、集成和重点突破,创新生物质工程技术,加快生物质科研成果转化,促进生物质产业化进程,为建设社会主义新农村、为提高国家能源保障能力、为全面实现资源节约型和环境友好型社会建设目标提供重要的科技和产业支撑。
我国政府及有关部门已连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,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,取得了多项优秀成果。《可再生能源法》的和实施表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位,并在政策上给予了巨大优惠支持,“农林生物质工程”也已经成为“十一五”国家科技支撑计划重大项目。
对国际上生物质产业发展趋势和中国生物质产业发展现状,以及需要解决的紧迫问题与薄弱环节,选择秸秆综合利用、农业有机废弃物资源化和能源作物开发,增强我国农业生物质产业的竞争力,提高生物质能和在能源消费中的比重,通过生物质利用解决农村生活燃料短缺问题,基本实现农业废弃物的资源化利用,促进我国生态环境保护和社会经济的可持续发展。虽说生物质产业是世界发展和新兴的朝阳产业。但其当前成本与价格尚难与石油基产品竞争。
利用取之不尽,用之不竭的农林生物质生产材料和石油化工产品是绿色化学的重要研究方向。
生物质能发展现状与前景范文4
[关键词]新疆;低碳能源;开发前景
[中图分类号]F127 [文献标识码]A [文章编号]2095-3283(2012)01-0072-02
一、新疆低碳能源开发现状及前景
1.风能。风电是低碳能源开发利用的关键。新疆风能资源的普查和评估表明,理论上,新疆风能资源的总储量目前为9.57亿kwh,技术开发量为2.34亿kwh。据相关部门估计,新疆风电能源每年理论上可提供27673亿kwh,风电能源的技术可开发量为6771亿kwh。新疆有九大风区的风能资源达到了技术开发要求,分别是乌鲁木齐达坂城风区、罗布泊风区、十三间房风区、阿拉山口风区、三塘湖口淖毛湖风区、吐鲁番小草湖风区、塔城老风口风区、额尔齐斯河风区、哈密东南部风区。2010年新疆风电场累计装机容量186.31×104kw,在全国风电装机容量的排名列第5位。新疆的风力发电、风电设备制造和风电项目服务的产业已经基本形成,这种产业链的形式有助于推动和促进新疆风电产业的发展,风力发电是解决当前新疆电力短缺矛盾的主要措施;新疆在全国的风力发电机组制造国产化方面有领先优势;新疆的风能资源在全国排第二,由于较早地开发利用风能,拥有了丰富的经验和大量的相关人力资源。由于新疆与内地电网的联网以及我国可持续发展战略的实施,使新疆风力发电的未来前景不可估量,同时以火力发电为主的能源结构中低碳能源在能源结构中占的比重相对较低,使新疆风电产业发展潜力巨大。
2.水能。水电在新疆能源消费结构中的比重仅次于火电。新疆位于内陆干旱区,水资源主要由降水、高山冰雪融水补给。从自然生态角度讲,新疆应属缺水地区。但由于新疆地幅辽阔且人口稀少,水资源总量相对于全国其它省区来说尚算丰富。新疆积雪水资源比较丰富,约占我国山岳冰川面积的42%,占全国冰川总储量的50%。新疆水资源技术可开发量为1656.5万kwh,水资源开发利用程度相对较低,因此有较大的发展潜力。新疆在电网方面的建设不断进步,在较大的范围内,水电进行空间调度的难度并不大。并且水量以及流量相对较大的河流可以在中期按梯级开发,建立百万千瓦级的水电基地,如伊犁河口、额尔齐斯河口、叶尔羌河和开都河口等河流。国家以及自治区在政策等方面都积极支持和鼓励新疆水资源的开发和利用,在自治区“十二五”国民经济发展纲要以及自治区党委建设新型工业化的总目标中,都涉及到了水资源的开发利用,提出积极改变能源结构,加快升级水电产业,大力开发水电,进一步提高水电的装机比重等相关事宜,所以水电开发前景看好。
3.太阳能。新疆拥有丰富的太阳能资源,据统计,新疆日照的时数可以达到2550~3500小时/年,日照的百分率在60%~80%之间,全年辐射总计可达5430~6670MJ/m2,新疆与同纬度我国其他地区相比,要高出10%~15%的全年辐射的照度总量,与长江中下游地区相比,要高出达15%~25%,比高原稍低,位居全国第二的水平。全年有250~325天的日照时间是大于6小时的,至少150天日照气温都高于10℃,在新疆太阳能市场上,太阳能热水器占了重要的位置,同时太阳能热水工程的前景不可估量,虽然现阶段新疆的光伏市场得到了较好的发展,但总体还是比较落后。新疆于2009年开始实施“金太阳”工程,申报了多个光伏并网电站项目。截至2009年底,新疆推广了太阳能光伏户用电源约有8.9万套,据统计总功率约为3200kw;同时建立了1kw以上的电站2100座,据统计总功率约为9700kw;光伏形式的照明于2005年开始建设推广,新疆已拥有光伏照明系统2万套左右;新疆的“金太阳”工程有6个光伏电站获得了批准,规模可达33kw;目前新疆太阳能热水器的需求也在逐年增加,市场前景广阔,发展空间巨大。新疆的城镇化发展以及新农村建设,给太阳能的开发利用提供了巨大的空间,城市太阳能热水器的需求增长速度比较缓慢,但是新疆的县、乡、农牧团场对太阳能热水器的需求不断增多,增长速度相对较快。广阔的地域使新疆拥有丰富的太阳能资源,准格尔盆地是新疆较好的太阳能发电基地,并且在“十二五”期间,新疆还会大力推进太阳能发电的开发利用,建造超大型太阳能热发电厂,使新疆低碳能源的开发利用得到长足的发展。
4.生物质能。生物质能一般认为包括农作物秸秆、薪柴、城镇生活垃圾、农村人畜粪便等,沼气是我国生物质能开发利用的重要形式,对生物质发电和生物质燃料等方面也有所涉及和研究。据统计,新疆2005年生物质能资源总量大约为8165万吨,折标准煤大约3200万吨。新疆
开发利用生物质能主要针对新疆农村沼气的利用和开发,农村沼气的开发利用发展速度较快,已经从户用沼气发展到沼气较大规模的开发利用。据统计,截至2006年底,新疆已经拥有家庭沼气用户达118994户,占新疆家庭数约5.73%,每年的沼气产量约为1050亿立方米,但是生物质燃料以及生物质秸秆发电等方面的技术尚未成熟。总体来说新疆生物质能开发前景较好。
二、新疆低碳能源开发利用存在的问题
1.缺乏资金支持
新疆的能源结构不合理,自治区为了优化能源结构,解决能源带来的问题,以经济补贴的方式加大低碳能源的开发力度,促进低碳能源的发展,但是总的来说政府资金投入仍不足,严重制约着低碳能源的进一步发展。首先,由于缺乏足够的资金支持,新疆低碳能源的开发利用不足,而且开发规模较小,无法形成产业体系。其次,新能源开发利用的技术研发需要大量资金,但是由于资金不足严重制约着企业自主创新能力,制约了企业的发展壮大,使企业缺乏技术创新的主动性和积极性,专业技术人员不能加快进步壮大队伍规模。
2.政策支持力度不够
为了促进低碳可再生能源的发展,除了资金投入外,政府采取的措施主要是通过税收优惠的政策来推进新能源的发展,但是在其他政策配套还不完善,缺乏激励机制。新疆低碳能源的发展欠缺全局性的规划,也不能及时出台相关规定和行政法规来解决已经出现的问题,在政策上很难确保新疆低碳能源发展战略的有效实施。
3.尚未建立完善的市场运行机制
目前,新疆低碳能源产业存在许多问题,没有规范的能源产业市场,市场转化新技术和新成果的能力也较差,在一些低碳能源大型项目的招标和投标机制上还不够规范,监督和验收等具体操作环节上也不够完善,只有建立完善的市场机制,新疆低碳能源产业才能得到长足的发展。
4.技术水平有待提高
由于环境因素,低碳能源的收集和转换的技术要求都比较高,因此增加了开发利用的成本,制约了新疆低碳能源的发展。目前,新疆低碳能源的开发应用技术环节薄弱,首先是研究的领域比较窄,其次是研发还处于低水平的阶段,再者还有一些低碳能源的领域研究并未涉及,制约了新疆低碳能源参与市场竞争,也影响其进一步的持续发展。
三、加快新疆低碳能源开发利用的对策建议
1.完善投资机制
制约新疆低碳能源开发利用的主要因素之一就是缺乏资金。一方面,国家应给予相应的资金支持,同时新疆也应建立多元化的融资机制,扩大融资的渠道,除了政府的财政支持外,可以向民营企业或者社会筹集资金,使资金的来源多元化。还要充分发挥市场的资源配置作用,以市场为导向,积极参与国际合作与分工,大力吸引外资参与新疆低碳能源的开发利用。
2.加大政策支持力度。
政府应加大宣传环境保护的力度,加强社会环保节能意识;要结合新疆的实际,对低碳能源开发利用给予市场配额、电价收购、税收或者投资补贴等优惠政策,使新疆低碳新能源产业在优惠政策的鼓励下得到较快发展。
3.加快技术研发和创新步伐
政府要在政策上鼓励低碳能源的科技研发,企业也要主动开展技术创新,走产学研相结合的发展道路,培养自主创新和独立研发能力,加强低碳新能源企业的研发力量。在重要的技术研发项目上,政府要给予高度重视和大力支持,建立一套行之有效的技术创新推动机制,充分发挥企业技术创新的核心力量。
4.强化人力资源建设
人力资源建设是可再生能源产业发展的关键因素,各级政府应采取有效措施,加快人力资源的开发利用。一方面,要稳定现有人才队伍,建立留住并稳定人才的相关机制,大力引进国外以及其他地区优秀的技术开发人才和经营管理人才,不断壮大技术队伍。另一方面要加快培养人才,依托科研机构和高等院校对现有技术队伍进行培养。新疆的教育机构可以考虑设立低碳可再生能源的相关学科,有计划、有步骤地培养低碳可再生能源的专业技术人才,加大低碳能源领域人才的培养。
新疆的低碳能源资源十分丰富,开发利用潜力巨大,但是能源资源供应能力远远满足不了新疆经济发展的实际需求。新疆应积极采取应对措施,大力开发利用低碳可再生能源,以便在未来经济发展中切实践行我国实行的节能减排计划,让新疆为我国全面建设小康社会和发展低碳经济提供安全、充足和绿色的清洁可持续能源。
[参考文献]
[1]张新友.发展低碳经济 促进新疆可持续发展[J].宏观经济管理,2010(10).
[2]胡隽秋,向龙.新疆可再生能源的开发前景[J].新疆社会科学,2009(4).
[3]许建述.关于新疆水电发展现状及发展面临的问题探讨[J].中国西部科技,2009(21).
[4]崔奕,郝寿义,王银平.低碳经济引发的可再生能源思考[J].生态经济,2010(5).
[5]赵华.新疆水利水电建设的发展与探索[J].湖北水力发电,2008(S1).
[6]李卫华.新疆太阳能利用的情况和特点(上)[J].太阳能,2010(5).
[7]张新友.发展低碳经济 促进新疆可持续发展[J].宏观经济管理,2010(10).
[8]周伟.新疆风力资源分布状况及风力发电前景展望[J].新疆农机化,2007(1).
[9]张蔷.新疆大规模并网与非并网风电产业发展思路与对策[J].资源科学,2008(11).
生物质能发展现状与前景范文5
[关键词] 麻疯树 药用植物 生物柴油
随着世界石油储量的日益减少和人类使用石油燃料过程对地球生态环境的影响,生物柴油作为一种可再生的资源,与太阳能、风能、潮汐能一道被称为21 世纪最有发展潜力的可再生资源。麻疯树(Jatropha curcas L.)为大戟科麻疯树属植物,是一种多年生木本油料植物。普遍野生于海拔1500米以下的低热河谷地区,是极具开发前景的生物柴油植物树种,是制造生物柴油的良好材料。同时,麻疯树的树皮、树叶又具有很好的药用价值。
一、形态特征及分布
麻疯树又名小桐子、假花生树、青桐木、黄肿树、臭油桐、亮桐、水漆、桐油树等,该属植物为小乔木或灌木,树高2m~5m,全株有灰白色乳汁,内含大量毒蛋白。树皮光滑,苍白色。枝具凸起的叶痕。叶互生,近圆形,长7厘米~16厘米,全缘或3裂~5裂,基部心形,掌状叶脉5条~7条,幼时脉上被毛;叶柄长6厘米~18厘米。花单性,雌雄同株,聚伞花序,腋生,长6厘米~10厘米;总花梗长,中部以上具分枝;苞片线状披针形或披针形;雄花萼片及花瓣各5枚,花瓣长圆形,淡绿色,里面被绒毛;雄蕊10,两轮,内轮花丝合生;花盘腺体5;雌花无花瓣;子房卵圆形,无毛,3室,花柱3。柱头裂。蒴果近球形,径约2.5厘米,黄色,成熟时裂成3个2瓣裂的分果爿。花期4月~5月。成熟的种子为黑色,种衣呈灰黑色、平滑,除去外壳内有3个似花生样的籽, 籽长圆形,长18mm~20mm。该属植物全世界约有200种。我国栽培的该属植物主要有五种, 即麻疯树J.curcas L.佛杜树J.podagrica Hook,珊瑚花J.m ultif ida L.棉叶麻疯树J.gossypifolia L.琴叶珊瑚花J.in tegerrim a L。麻疯树原产美洲,现在主产于热带和亚热带地区,如非洲的莫桑比克、赞比亚等国,澳大利亚的昆士兰及北澳地区,美国佛罗里达的奥兰多地区、夏威夷群岛地区以及亚洲的印度、巴基斯坦等均有分布,主要作为传统用药和观赏植物。我国引种有300多年的历史,野生麻疯树分布于很广,主要分布于广东、广西、云南、贵州、四川、福建, 海南等地。
二、药用价值
麻疯树原来多作为药用栽培植物,以树皮、叶及果实(包括榨油后的渣饼)入药。中医认为它性寒,有散瘀 、止痛作用,也可治跌打损伤及皮肤瘙痒。麻风树全株有毒。茎、叶、树皮均有丰富的白色乳汁,内含大量毒蛋白。种子毒蛋白浓度最高 。其毒蛋白的毒性与蓖麻毒蛋白类似。种子中还含有少量氰氢酸及川芎嗪。毒蛋白有强烈的胃肠道刺激作用,甚至可以导致出血性胃肠炎。川芎嗪是一种生物碱,药理作用也很强,主要作用是抑制中枢血管运动中心而产生血压下降,还可抑制呼吸中枢而产生呼吸困难。引起中毒的主要为野生麻风树,其分布广泛,一般人都有机会接触到。除我国外,非洲、澳大利亚也有麻风果中毒报道。成熟麻风果果实有涩味,名叫假花生,但并不像花生那样好吃,误食多因好奇所致。
三、燃料价值及发展前景
麻疯树是极具开发前景的生物柴油植物树种,其籽粒含油率高,是制造生物柴油的良好材料,被生物质能源研究专家称之为“黄金树”、“柴油树”。果实的含油率为60%~70%,每公斤干果可榨取约0.3公斤柴油。同石化柴油相比,麻疯树油是一种可再生、环保型燃料,是典型的绿色柴油。生物柴油在冷滤点、闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、芳烃含量、燃烧耗氧量、对水源的危害以及生物可降解性方面优于石化柴油,而其他指标与石化柴油相当。经改性后的麻疯树油可适用于各种柴油发动机在上述关键技术上均优于国内零号柴油,达到欧洲二号排放标准。纯麻疯树油还可以用于烹调、照明或者发电。它还有一系列副产品,如可用于化妆品的甘油,再加工制成的麻疯树种子饼可作为有机肥料使用,其种子油渣、残油渣及树叶可作农药,去毒后也可作为动物饲料。此外,麻疯树的花为一英寸宽的红色簇生花,常年开放,是一种容易采集的红色染料源,通过提取色素,可以用作纺织品染色。
随着我国国民经济的发展,柴油的供需平衡问题将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。推广麻疯树开发应用还可促进我国林业产业的发展,走出一条具有符合中国国情的农林产品向工业产品转化的富农强农的发展之路。麻风树作为理想生物柴油具有广阔的开发应用前景。
四、发展现状
麻疯树耐干旱贫瘠, 用种子播种或扦插都能繁殖。麻疯树生长迅速,生命力强。麻风树是目前已知最速生的高效树种之一, 6个~9个月即可长成粗且浓密的灌木, 2年~3年就可高达4米 。麻疯树当年可挂果,5年进入盛果期,一棵成熟的麻疯树一年可结果三次,结果期可达百年以上。麻疯树根系粗壮发达,可以在干旱、贫瘠、退化的土壤上生长,适宜在年降水量稀少、条件恶劣的干热河谷地区种植,在部份地方可以形成连片的森林群落;生长在陡坡上的麻疯树林成为良好的生物防火隔离带。麻疯树是保水固土、防沙化、改良土壤的主要选择树种,具有较高的经济价值和环保价值。
麻疯树作为生物质燃料,理想的生物柴油,国内外已经开始了麻疯树种植开发的研究计划。印度能源与资源研究所种植的麻疯树跨越全国7个不同的农业气候带,种植数量达60万株。英国石油公司将会投资320万英镑(约合6560万美元),与英国生物能源公司“D1石油”合作建立麻风树种植基地;这两家公司还计划,未来5年投资8000万英镑(约合1.64亿美元),在印度、非洲南部和东南亚地区建立麻风树种植基地。坐落在斯威士兰的第一家麻风树发电站预计能在3年内正式供电。印度和一些欧洲国家已经开始在非洲买地修建麻风树种植基地。
在我国,麻疯树提取生物柴油项目已是国家“十五”科技攻关项目,四川省长江造林局已经在攀枝花建起200亩麻风树种苗基地,4000亩麻风树基因库。攀枝花市从1985年起,先后完成野生麻风树资源调查以及野生麻风树驯化及人工种植试验、示范,完成了麻风树油的工艺开发和应用试验。四川建成了设计能力10万吨的麻风树柴油加工厂,现年生产2万吨,并制定了企业标准。云南省红河州也营造麻疯树50万~100万株。贵州在南盘江和北盘江畔、花江等地干热河谷地带营建“石汕农场”,以形成符合中国国情的生物柴油发展之路。中国海洋石油公司于2007年在海南省东方市兴建一座首期规模为年产6万吨生物柴油的炼油装置,并在海南种植面积达数十万亩的麻风树(又名小桐子),以便为炼油装置提供原料。
五、结论和展望
麻疯树生命力顽强, 对环境要求低, 保水固土、防治沙化、增加土壤有机质, 是生态环境建设的重要树种。而麻疯树油作为生物柴油是一种可再生、环保型燃料, 是典型的“绿色能源”。大力推广种植麻疯树, 提高麻疯树油及其副产物的综合利用,生物柴油在中国将获得快速的发展,并且将对我国国民经济发展、环境的改良产生有力的推动作用。
参考文献:
[1]中国科学院植物研究所:中国高等植物科属检索表[M].北京: 科学出版社, 1979:253
[2]CHEN J S (陈冀胜)ZHENG S (郑硕):Toxic Plant in Chinese [M].Beijing:Sciene Press, 1987:258
生物质能发展现状与前景范文6
一、台湾生物质能产业发展的政策目标
1997年台湾为加强环境保护、促进经济发展,设立了“永续发展委员会”。2000年该会以“永续环境、永续社会、永续经济”为发展愿景,拟定了“二十一世纪议程一台湾永续发展策略纲领”和“永续发展行动计划”,确立了台湾发展可再生能源的政策,其中对生物质能的发展制定了具体的执行目标和计划。
首先是生物柴油的开发应用。台湾使用的生物柴油主要是从废弃的食用油中提取,它与传统柴油的性质相似,所提供的能量与传统柴油相当,安全性、性较传统柴油好,而且生物柴油燃烧后排放的污染物较传统柴油少,有利于改善空气质量和减少温室效应。将生物柴油按一定比例添加进传统柴油中可相应减少柴油使用量。2004年台湾开始在部分车辆中使用添加比例为1%(E1)的生物柴油;直到2010年,台湾相关部门才规定所有出售的传统柴油中必须添加2%(E2)的生物柴油,数量为l亿升;并计划在2011年至2015年间将这一比例提高至5%(E5),达3亿公升;2016年至2025年再提高到20%(E20),达到12亿公升。
其次是生物燃料乙醇的推广应用。生物燃料乙醇是指以生物质为原料,通过发酵、蒸馏及脱水等工艺而制成的乙醇,俗称酒精。将这种生物燃料乙醇按一定比例添加到传统的汽油中,可以逐步减少对传统汽油的依赖,以及二氧化碳的排放。台湾生物燃料乙醇的发展较晚,直到2007年才开始量产,2010年至2011年按3%(E3)的比例在传统汽油中添加生物燃料乙醇1亿公升,2011年到2015间计划使用添加比例为5%(E5)的生物燃料乙醇5亿升,2016至2025年达到添加20%(E20)的目标,共计20亿公升。
再次是生物质能发电。生物质直接燃烧产生的能量可用来发电,台湾目前有多座垃圾发电厂采用直接燃烧发电,但这种方法燃烧效率低。台湾“能源局”规划在2011到2015年将燃煤发电厂的煤与生物质燃料混合燃烧,既能提高发电量,又能充分利用农工废弃物,并逐渐扩大混烧比例,发电量达到85万千瓦;2016至2025年,计划采用垃圾气化发电技术,将垃圾转化为可燃气,再利用可燃气推动燃气发电机进行发电,发电量达140万千瓦。
二、台湾生物质能产业的发展现状
台湾生物质能的推广应用主要是由台湾“能源局”、“农委会”与“环保署”合作进行,目前台湾对生物质能的推广应用主要是以废弃物焚化发电、生物柴油和生物燃料乙醇的生产为主。无论是在生物质能的开发还是在推广应用方面,台湾尚处于起步阶段。
1、废弃物焚化发电
台湾早期利用生物质能主要是以垃圾焚化发电为主,但规模较小。目前台湾约有24座垃圾焚化发电厂,发电的装机容量累计为56万千瓦,其中大型垃圾焚化发电厂21座,总装机整理容量约47.3万千瓦。近年台湾“能源局”开始在全岛推广实行“垃圾全分类、零废弃”计划,在澎湖、花莲、南投兴建了“全分类、零废弃”的资源回收厂,将收集到的垃圾加工成型,再进行焚化发电。为提高燃料效率,台湾相关部门在花莲县丰滨乡配套兴建了岛内第一座废弃物固态衍生燃料(RDF-5)示范厂,每小时可处理1吨垃圾。台湾利用生物质燃烧发电技术,在燃料成型、燃烧设备以及燃烧工艺方面都较为落后,燃烧热效率低,发电量较小,无法形成规模效益。
另外台湾还有小规模的沼气发电。沼气来源主要是以废弃物为主,包括畜牧废水、家庭污水、城镇垃圾及各行业废水废物等四大类,其中畜牧废水主要来自养猪厂;家庭污水来自城市污水处理场;城镇垃圾主要以垃圾掩埋场为主;其他各行业废水废物则包括食品业、纺织业、橡胶业以及纸业产生的废弃物,利用燃煤混烧技术发电,总设计容量约6.53万千瓦,规模较小。
2、生物柴油生产和推广
台湾的生物质能产业中,生物柴油的生产与推广应用已初具规模。2001年台“经济部”颁布了关于生物柴油产销管理办法,委托“工研院”进行技术研发,鼓励民间投资设厂。在生物质原料选取方面,台湾“农委会”选择了大豆、向日葵、油菜等作为能源作物,同时在云林、嘉义及台南等地实施“能源作物试种推广计划”,协助农民与生产商进行合作,提供给农民每公顷4.5万元(新台币,下同)的环境补助及1.5万元的材料费补助,将休耕地转为种植大豆、向日葵和油菜。但是,由于台湾地处亚热带,这些温带作物的收成并不理想,随即就停止了能源作物的环境补助,能源作物的种植计划中止。之后,台湾“能源局”在嘉义大林试种白油桐树作为生物柴油的原料,但尚未大面积推广。因此目前台湾生物柴油的原料较为单一,以废弃食用油为主,不足部分使用进口棕榈油进行掺配。
2004年台湾“工研院”与台湾新日化公司进行技术合作,在嘉义兴建首座以废食用油为原料的生物柴油示范工厂制造生物柴油,产能为每年3000吨,并于2007年建成投产。目前台湾生产生物柴油的厂家已有新日化、积胜、承德油脂、玉弘等10家,合计生物柴油装置产能已达每年20万吨。依据台湾黄豆协会的统计,台湾每年消耗的动植物油脂约为77万吨,可产生15-20万吨的废食用油,将这些废食用油转化为生物柴油,每年可生产约15万吨的生物柴油,达到替代传统柴油使用量的3%,既解决了废食用油的回收问题,又产生经济效益。
生物柴油属于新能源,发展初期价格势必无法与传统石化柴油竞争,为促进生物质能产业的发展,鼓励生物柴油的使用,台湾采用的是低比例,循序渐进的添加方式,分四个阶段进行推广:
第一阶段,从2004年至2007年,实行为期三年、每年1亿元的“生物柴油道路试行计划”,补贴所有生产及购买生物柴油的厂商,鼓励公共交通运输车辆添加使用l%的台湾自产生物柴油。
第二阶段,2007年7月至2008年6月。一方面推行“绿色城乡计划”,补助石油炼制企业与加油站在出售的柴油中添加1%的台湾自产生物柴油B1;另一方面,推行“绿色公车计划”,将生物柴油B1供应给台湾13个县市的加油站,主要提供给垃圾车以及部分柴油客运车辆使用。
第三阶段,从2008年7月至2009年12月,强制要求出售的柴油中必须添加1%的生台湾生物燃料乙醇的推广分为三个阶段进行:
第一阶段,2007年9月至2008年12月,在台北市范围内施行“绿色公务车先行计划”,设置了8座加油站供应添加3%(E3)生物燃料乙醇的汽油,由台北市各公务机关的车辆率先添加,并提供1元/公升的优惠,同时供应民众自愿添加使用。在第一阶段的推广计划中累计使用车次已达2万5千次以上,推广量为77万公升。
第二阶段,2009年1月至2010年12月,实行“都会区E3乙醇汽油计划”,补助台北、高雄两市加油站全面供应E3生物燃料乙醇汽油,2009年高雄已有五百多辆公共汽车开始使用E3汽油,这一阶段生物燃料乙醇推广量为1200万公升。
第三阶段,从2011年开始,在台湾岛内全面供应E3乙醇汽油,所有出售的汽油中必须添加3%的生物燃料乙醇,推广量为每年1亿公升,到2017年将达到添加20%的目标。
台湾生物乙醇产业的发展才刚起步,据估算,合理利用生物乙醇将对台湾的能源、农业、环保和经济发展产生综合效益。以甘蔗为例,若台湾以自产甘蔗为原料生产30亿升甘蔗乙醇,即可创造1.1万农业人口就业。若依台湾现有的规划,于2020年推广使用EiO(添加10%)生物燃料乙醇汽油,且全部使用台湾自产原料建置乙醇产业链,从能源投入的角度来看,将可替代原油进口1.16%;就环境保护的角度而言,可减少196万吨二氧化碳排放;在经济发展效益上,推动生物燃料乙醇产业累计将可创造345亿元投资,新增农业就业人口3.6万人。因此,生物质能源产业的发展将对台湾农业、能源和环境产生积极的影响。
三、台湾生物质能产业发展的限制因素
1、比较成本偏高
在不考虑传统能源对生态、环境造成负面影响的情况下,目前大多数生物质能产品的成本仍高于传统能源产品,台湾也不例外。
一方面,台湾土地面积狭小,且只能在休耕地上种植能源作物,土地较为分散,无法实现大面积栽种和集约经营,导致能源作物的生产成本和运输成本偏高。另一方面,由于农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾,原料供应受到季节和地域的限制,影响了产业的规模化经营。因此,以台湾现有的生物质能产业发展的条件及环境来看,原料制约了产业的发展,因此台湾的生物质能无法达到规模效应以降低成本。
生物柴油的成本分析。2005年台湾“农委会”选定向日葵、大豆、油豆等三种能源作物作为生物柴油原料。2006年开始引导农民将休耕地转种这些能源作物,并建立生产体系加以评估,由企业收购油料种子,再交由厂商加工生产生物柴油。经“台经院”的评估,台湾种植大豆和向日葵每公斤的生产成本分别为9.6元及21.3元,在没有补贴的情况下,用最便宜的大豆生产生物柴油的成本已达49.06元/公升,与进口棕榈油加工生产成本相当,远高于传统柴油每升27.5元的价格。若以废食用油为原料生产生物柴油,废食用油收购价约为23-25元/公升,再加上生产成本、运输成本及厂商利润等约为10元/公升,那么最终生物柴油的售价约为33-35元/公升,也高于传统柴油价格。因此台湾自产的生物柴油的价格偏高,没有市场竞争优势。
生物燃料乙醇的成本分析。据“台经院”对能源作物种植成本所做的分析,在不考虑任何补贴及利润情况下,以甘蔗作为原料,采用糖类及淀粉来提取生物燃料乙醇的最整理低成本约26元/公升,其次为甜高粱与玉米分别为26.45元/公升与27.7元/公升,加上甘蔗提取的乙醇因干燥费用较高,使得成本最终达到35.05元/升,较传统汽油23元/公升高,也较从巴西进口生物燃料乙醇28.47元/公升高。因此台湾自产生物燃料乙醇的价格仍偏高。物柴油。截至2009年,“绿色公车计划”累计使用生物柴油5500万公升,相应减少了同等的传统柴油使用量,并减少约18万吨二氧化碳排放量。
第四阶段,自2010年6月15日起,将所有出售柴油中生物柴油的添加比例提高至2%(B2)。依据台湾车用柴油的使用量估算,随着2011年台湾全面实施B2生物柴油之后,台湾生物柴油年使用量可望达1亿公升。
据“台经院”估算,若不考虑成本因素,台湾推动生物柴油将带来可观的社会经济效益:一是能源替代效益,台湾现在每年使用约1亿公升生物柴油,相当于每年减少250万桶原油的进口;二是环境效益,使用生物柴油,每年可减少二氧化碳等温室气体排放约33万吨;用废弃食用油生产生物柴油,不仅不会对粮食作物的生产及供应造成影响,反而具有回收废食用油的环境效益,变废为宝;三是产业效益,目前台湾合格的生产生物柴油的企业约10家,累计带动产业投资约10亿元,全面添加2%生物柴油后,估算年产值约30亿元,已形成一定的规模。
3、生物燃料乙醇的提取与应用
台湾的生物燃料乙醇产业起步较晚,目前尚处于发展初期。生物乙醇的提取主要有两种类型,一种是以糖类及淀粉为原料,如甘蔗、薯类、甜菜、甜高粱等,经发酵、蒸馏、脱水而制成燃料乙醇,这种生产技术已相对成熟。另一种是以木质纤维为原料,如蔗渣、玉米秆、稻草及稻壳、农业生产残留物、木屑等非粮食作物作为原料,这种被称为纤维素乙醇,纤维素乙醇是未来生物乙醇工业的发展方向。目前台湾提取生物乙醇主要以前一种方法为主,依靠糖类和淀粉类农作物作为原料。
台湾生物乙醇所需原料主要来自岛内22万公顷休耕地,台“农委会”对休耕地转种能源作物的给予每公顷4.5万元的补贴。除了传统的甘蔗种植之外,为降低成本,台“农委会农业试验所”正在研究培植甜高粱用于生产生物燃料乙醇。甜高粱栽培容易、产量高、需水量少、生长期短、适于机械播种及采收,是生产生物燃料乙醇最具潜力的农作物,其茎秆及叶片产量可达每公顷60吨以上,糖汁的固形物含量可达16%以上,每公顷可转换生物燃料乙醇2000公升,另外高粱残渣每公顷有16吨,若采用纤维乙醇生产技术,还可转换4500公升的纤维素乙醇。若将休耕地用于种植甜高粱之类的能源作物,可大大降低生物乙醇的成本。
受原料的影响,台湾制造生物乙醇的厂商大多由原来的食品企业转型而来,例如台糖、味王、味丹、台荣等。其中,台糖是生产生物乙醇的主要厂商,台糖曾有42座糖厂,糖业自由化之后,仅剩3座糖厂在运作。在生物能源推广示范期内,台湾相关部门给予补贴,将一部分糖厂转型为生物乙醇制造工厂,2009年台糖利用甘蔗为原料生产生物乙醇15万公升。台湾另一食品公司味王,早在2004年就在泰国设立木薯燃料乙醇工厂,以进口木薯糖蜜作为原料提取生物乙醇,所提取的生物乙醇最后交由“中油”公司进行脱水处理,按相应比例添加进传统汽油中。
2、自主研发能力弱,部分技术和设备依赖进口
台湾生物质能的开发利用仍处于产业化发展初期,除了上游的原料供应不足及成本偏高之外,台湾生物质能产业链中最为薄弱的环节是中游的生物质能生产和下游的供应体系。台湾生物质能生产缺乏具有自主知识产权的核心技术,相关的技术和设备仍掌握在巴西、欧美的主要厂商手中,尤其是生物燃料乙醇的生产技术和设备仍仰赖进口,甚至油品的供应设备也是以进口为主。因此,台湾要发展生物质能产业,不仅需要在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育,还要在关键技术、配套工艺及相关供应设备等方面加强研发与应用技术的转化。
3、扶持政策尚不完善
台湾虽已制定了“再生能源发展条例”与“永续发展行动计划”,但还不完善。尤其是在科技研发、金融扶持、市场开放等方面缺乏合理有效的激励机制。首先,台湾生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素,尚未形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。其次,台湾虽已强制添加生物燃料,但也需扶持汽车制造商配合改造汽车动力系统,以适应混入规定比例的生物燃料。最关键的是对原料的生产补贴严重不足,依“台经院”的测算,如果台湾需要推广使用B2生物柴油1亿公升,至少需要将现有的22万公顷的休耕地全部种植能源作物,若农民在休耕地种植大豆作为能源作物出售,且获得“农委会”每期每公顷4.5万元的能源作物补贴,其净收益约为2.7万元/公顷,还不及休耕的3.8万元/公顷的补贴,显然农民并没有生产能源作物的积极性。因此,台湾在生物质能发展的上、中、下游的政策配套及相关法规仍不完善,这制约了岛内生物质能产业的发展。只有尽快制订明确的生物质能相关的推动政策及辅导补助或奖励措施,提高农民整理收益,降低企业风险,才能促进台湾生物质能产业的发展,提高竞争优势。
四、台湾生物质能产业的发展前景
台湾生物质能产业发展还处于起步阶段,以生物质能替代传统能源还面临诸多挑战,但发展生物质能是大势所趋,若台湾能进一步提升相关技术,再配以完善的政策,适合的发展模式,发展生物质能产业对台湾的能源、环保、农业都将产生积极的综合效应。