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生物质燃料的用途范文1
中图分类号：TK6
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2009)03-0157-02
以秸秆、稻壳等为主的生物质作燃料代替煤炭燃料的发电厂，是我国调整能源结构、解决矿物质能源危机、治理环境污染、减排温室气体和未来电力能源供应的重要途径，也是未来5～10年世界新能源的重点发展方向。目前，我国在建的生物质发电示范项目规模一般为2×12MW，采用直接燃烧供热发电技术，在运行中对生物质需求量相当大，年需耗用生物质20～30万吨，每天耗用1000吨左右。因此，合理地进行生物质能发电厂原料的收集，是保证生物质能发电厂维持商业化运行的关键。
一、生物质收集中存在的主要问题
我国农村地域辽阔，人多地少，自然村分散；农作物品种繁多，种植区域复杂，主要产粮区换种期短；农作物生物质质地松散，水份含量较大，发热量低，资源分散，不易储存和运输；农村大部分地区的农业机械化水平较低，生物质从收获到制成燃料还没有一条龙机械设备，大量生物质的收集、储存成为生物质能发电厂燃料加工生产过程中的“瓶颈”，制约着生物质的大范围大规模收集利用。其主要表现为：
(一)收集困难
1．收集量大。以玉米秸秆为例，一般每亩只可收集到风干秸秆0.5吨，一个2×12MW生物质能发电厂年需生物质20～30万吨，需在40～60万亩的玉米地收集，而目前玉米秸秆约有1/3直接还田，1/3用作饲料等其他用途，实际能收集到的仅为1/3。这就需要在150万亩左右耕地上来完成收集任务。
2．收集时间存在的矛盾难以解决。一是农业生产季节性强，换种期短，为了腾地换种，甚至要求生物质在10天左右时间完成收集和储存。二是各类农作物生物质收获时的含水量不一，收获后一般需要原地摊开晾晒1～3天才能进行捆扎码垛储存，码垛储存时生物质含水量原则上不能超过50％。
3．生物质资源难以控制。一些地区分散的自然村和分散性的经营模式，制约了生物质资源的收集力度。近年来大力推广保护性耕作、生物质还田技术，农民已习惯现有耕作方式，加大了收集难度。生物质的加工饲料等其他用途和生物质能其他利用方式的兴起，给生物质能发电厂原料资源的收集增加了难度。
4．生物质收集的机械化程度低，生物质成型燃料加工设备还不尽完善。国产高秆作物的收获机械尚处在中试阶段，生物质成型燃料加工设备与生物质收获机械同机作业更是处在研究阶段，很难解决生物质的收集和储存这一生物质利用的“瓶颈”问题。
5．目前生物质还不是真正的商品，没有稳定的价格体系，不定因素较多。生物质收购价格低于成本，生物质收集经纪人很难培育起来，也难以调动农民的积极性。生物质收购价格过高又会影响生物质燃料成本，造成发电成本提高。随着生物质的大规模使用，生物质的价格呈上升趋势。
(二)储存运输困难
1．生物质风干处理占地面积大，风干储存时间长，风险大。生物质收获后码垛储存时的含水量仍很高，为了能迅速散发水分，垛高一般不超过3米，那么每亩土地储存的新鲜生物质仅能得到风干生物质40吨，集中收集到的20万吨生物质就需要占用5000亩土地进行风干处理。生物质码垛存放1～3个月生物质含水量才可降至20％左右。一旦存储不当，会发生腐烂发霉现象，降低热能量，甚至会发生自燃现象，造成损失。存储期间还需要防雨、防水和防火。
2．如果对生物质进行人工干燥或烘干处理，虽然可以迅速脱水干燥，但需要使用相应的机械或添置各种干燥设备，并使用能源，增加了生物质原料的成本。
3．随着燃油价格的不断攀升，运输成本呈上升趋势。
二、生物质能发电厂原料收集相应对策
为保证生物质能发电厂燃料持续、稳定和充足的供应量，实现生物质能发电厂商业化运营，针对目前生物质收集、储运存在的问题，提出生物质能发电厂燃料的收集相应对策：
1．分散建设生物质燃料加工基地。生物质燃料加工基地是生物质能发电厂燃料收集、储运和预处理中心，应当采取以电厂为轴心分布式多点布局设置，每个加工基地应设在生物质资源密集区域内，考虑到运输成本，其收集辐射半径在5公里以内为宜，厂区面积应不低于10亩，可充分利用荒地或空闲地。基地以简易建筑为主，厂房可采用三面墙或一面墙建设。燃料加工基地就像燃煤电厂的煤矿一样为生物质能发电厂供应燃料，生物质能发电厂可以投资方式参与其中，以便控制生物质燃料的收集处理。
2．生物质燃料加工基地应从小规模的关键设备入手，逐步向大规模最大化机械生产发展。为有利于大规模收集利用燃料，加工基地应尽可能地使用机械作业，配备基本的机械设备和运输工具。有关单位应进一步研究改进生物质收集和预处理等机械设备，尽快研制出生物质收获与预处理同机作业机械，解决生物质收集的“瓶颈”问题，以适应生物质能发电厂大规模利用生物质的需要。
3．降低生物质能发电厂原料收集、储运成本。生物质燃料到厂价与生物质收集、储运成本相关，控制各个环节成本，降低生物质燃料到厂价是保证生物质能发电厂商业化运营的关键。
生物质燃料的用途范文2
高峰竹柳造林的最佳土地条件是低洼湿滩地，这些土地不能种植庄稼，只能短期种植，属于低效益的荒废湿滩地，我国大约有9000万公顷这样的荒滩湿地，这些低洼地大多数都位于江河湖泊的边缘地带，另外还有1.3亿公顷盐碱地，因此在这些地方种植速生竹柳具有变废为宝、生产能源等多种优势。
万里常青公司在湖北搞的烂泥经济试验，一年前还是无人问津的烂泥地，一年后就成了一座一眼望不到边的绿色海洋！ 4000亩高峰竹柳种苗现已在这些烂泥地扎根生长。据统计，每亩湖地里的树木每年都能产生效益15600多元，六年以后这片湖地将为社会直接创造财富2个亿以上。每一个到过这里的人，面对这样的场景都忍不住地感叹，万里常青公司为林业界创造了一个奇迹！
一、高峰竹柳与木塑聚合材料
目前，万里常青公司正在进行第三代木塑分子聚合材料生产试验，这是一项造福人类社会的最新技术成果。第三代木塑分子聚合材料是利用聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等与木粉，经分子层次聚合生成，采用挤出、模压、注射成型等常规塑料加工工艺，生产出各种板材、型材和产品。这种新型板材不吸水、不变型、不褪色、不老化、不腐蚀、不霉烂、不虫蛀，节能环保效果好。
生产木塑分子聚合材料的主要成份是木粉，该木粉则是由“高峰竹柳”造林中幼林抚育大树修剪产生的枝条或竹柳大树成材加工剩余的枝叉加工而成，也可以高密度种植高峰竹柳，以小径材制成所需的木粉材料供聚合之用。为此开辟了一条竹柳木材加工新途径。
和普通木材相比，木塑分子聚合材料还具有以下优点：首先，生产木塑分子聚合材料可以节约资源、保护环境，做到废物利用。因为木塑分子聚合材料全部使用竹柳小径材、树木枝条、加工剩余物、废弃物，节约竹柳成材和优质木材，将竹柳木材的木素、半纤维素、纤维素都聚合进了新材料中。使用和损坏后的木塑聚合材料，可以全部再生利用，是一个全回收、全循环、全利用、全环保的项目。
其次，生产木塑分子聚合材料具有低投入、低消耗、高产出、高回报的优势。木塑分子聚合材料用0.6吨竹柳木粉和0.4吨废旧塑料，就可以生产出一吨产品，目前国际市场价格最高达28000元/吨。一个年产10万吨木塑材料的企业，可利用竹柳6万吨，利用废旧塑料4万吨，相当于从垃圾中捡回25万立方米木材、相当于节省水泥、钢材分别为40万吨、替代塑料和铝材分别是8万吨，这是木塑产业发展对循环经济的贡献。
再次，生产木塑分子聚合材料能促进产业结构调整，加快社会经济发展。木塑分子聚合材料改变了商品林的生产方式，由长时间周期性生产向短期林业种植业转变，可实现竹柳当年种植当年受益。有利于调动农民的种植积极性，开展竹柳规模种植。把林业、木材加工业、废旧塑料回收业也聚合到了一起，形成了一个污染治理、环境保护、资源节约的社会系统工程。
最后，木塑分子聚合材料用途广泛，现已被应用于包装运输领域、车辆船舶领域、建筑材料领域、室内装潢领域、军事领域等，它将在众多领域和范围内取代木材、钢材、水泥、塑料等常规材料。
二、高峰竹柳与生物质能源
当前，世界经济的快速发展引发了世界范围内的能源危机，大力发展可再生能源、逐步替代化石能源是克服能源危机的主要出路。据预测，到2020年，在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%，而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。
所谓生物质能源也就是利用生物体，通过光合作用把吸收的太阳能转化为常规燃料能源。有机物中所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
柳树是林业能源林的主要树种，“高峰竹柳”则是多基因组合杂交的柳树新品种，具有速生、高产、抗逆等优点。作为能源树种每亩可密植1万株，每亩每年生物产量鲜重可达8至10吨，是普通柳树的十倍。在国外，柳树生物质转化为能源的主要途径是发电，柳树生物质具有较高的燃烧值，发达国家用柳树生物质发电已经有20年以上的历史。将柳树粉碎后制作成生物质能源颗粒和煤炭混合发电，可以大大提高热效率，降低污染50%以上。
生物质颗粒燃料是最具大规模产业化开发前景的新型生物质能源，用途主要包括三个方面：一是取暖和生活用能，生物质燃料利用率高，便于贮存，无污染。二是生物质工业锅炉，用生物质能替代燃煤，解决环境污染。三是发电，可作为火力发电的燃料。据统计，2008年全球生物质颗粒燃料销售量达1.8亿吨，市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下，生物质颗粒燃料产业以年均18%的速度高速成长，已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。
竹柳是生产生物质颗粒燃料最好的原料。生物质颗粒需求之大，竹柳作为原料种植前景更为广阔。
生物质颗粒燃料发展在我国处于起步阶段，但透过国外的发展我们可以看到，“高峰竹柳”将在生物质能源中发挥重要作用。高峰老人发起的1000万亩竹柳大造林，将可每年产生物质颗粒3.25亿吨，相当于年发电量9000亿KWH以上。
三、高峰竹柳是最好的纸浆来源
随着现代经济的快速发展，我国已成为世界上仅次于美国的第二大纸品消费国，各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14%；同时我国又是森林资源匮乏的国家。在各大纸浆生产国中，中国的净进口量最大，但仍有很大的市场缺口，大量造纸原料斋要进口。
要解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾，缓解周际进口纸浆价格暴涨的压力。建立纸浆原料林基地，逐步减少对国外进口资源的依赖，就显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“高峰竹柳”则是最好的选择之一。
中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”，检测分析结果表明：高峰竹柳材质色浅且密度适中，木粉自然白度比杨树高，竹柳木材的纤维质量较好，纤维长宽适中且柔软，符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析，该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。
中国作为发展中国家，对纸张、架材、板材等木材的需求与日俱增，特别是当前很多工业企业都呈现出掠夺式的发展，因此大力开展高峰竹柳造林是对我国的能源资源的有效补充和储备，是改善生态缓解能源紧张的务实之举！
中国高峰竹柳产业集团有限公司
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生物质燃料的用途范文3
1 我国能源生物质供应体系及物流管理存在的问题
基于相关科研基金的支持，我们(课题组)自 2007 以来，针对国内的能源生物质供应物流管理问题，进行了较为深入的调研。所涉及的企业(样本企业)分布全国各地，包括广东、福建、江西、河南、湖北、黑龙江、吉林、四川、重庆、青海、内蒙古、新疆等省区。生物质能类型的样本涉及：沼气综合工程(银鹭集团、江西国鸿集团、福建银翔集团等)，生物质制沼气发电(蒙牛乳业、内蒙古赛飞亚、四川菊乐、佳宝乳业等)，甘蔗渣发电(广东金岭、丰收、华海等糖业)，稻壳发电(北大荒米业、金佳谷物等)，鸡粪直燃发电(圣农集团等)，燃料乙醇(华润酒精、广东中能酒精、吉林燃料乙醇等)，生物质成型燃料(宜宾烟草)，生物柴油(新赛油脂、金娇集团、重庆顺顺达石油等)。综合实地调研和文献研究，当前我国的能源生物质供应体系及物流管理存在着四个层面的问题：①战略与决策层面存在的问题：企业目标扭曲，动机不纯；在一些重大问题上静态机械的预测；前期调研中忽视人均指标；过于乐观的估计；对黑色化涉农(食品)供应链的威胁性认识不足。②物流运作与竞争层面存在的问题：实际运作中企业缺乏对生物质物流的战略性考虑；生物质原料替代用途广泛，供应稳定性差；物流成本失控，严重侵蚀利润；生物质收购和供应管理整体上较为粗放。③物流环境与体制方面存在的问题：国家生物质物流政策的缺失；生物质物流装备问题；社会物流不发达，生物质供应物流运筹的空间有限；政府审批不合理导致的设施布置失控及风险。④供应链协同方面存在的问题：供应链源头创新不足；产业链不成熟，供应链整合度低。显然，需要从宏观政策和微观企业管理两大方面实施并行的改善和优化，以解决这些突出的问题。
2 生物质能的审批机制、产业政策及配套措施的完善
生物质能产业是一种具有环境效益的弱势产业。目前，其技术、标准及行业运营经验等均不成熟，对供应体系的稳健性和效率也高度敏感和依赖（考虑到生物质补贴政策的调整的刚性）。生物质能产业的健康发展和供应体系的完善，需要综合多方的资源和支持，而政府行为则是这一幼稚产业发育初期的原始动力。
2.1 监管者(审批者)自律，促进适度的排他性，避免供应体系的恶性竞争
这一策略要求项目审批要以公平合理的竞标机制(竞标获取资格)的运行，来避免生物质原料供应体系的恶性竞争。策略的焦点是约束各级监管者，使其自律，以促进适度的排他性原则的树立。从宏观上看，制定合理的生物质发电厂布点规划是保证生物质发电厂燃料有序供应的基础。从国内发展生物质发电产业较早的省份情况看，一个突出的问题是生物质发电厂布点过于集中。燃料收购区域重叠造成电厂在燃料收购上无序的竞争，导致燃料供应量不足和燃料价格飙升，影响电厂的正常运行和收益。这是一个需要引起国家及省市主管部门高度重视的问题。我们建议：对生物质能项目的审批与规划，在地区一级或省级政府应先有一个整体布局指导，然后县一级政府采用公开招标的方式来引进投资。2010 年 7 月 23 日，国家发改委《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》，将全国农林生物质发电执行的上网电价，全国统一调高为 0.75 元 /kWh (含税)。但是，即使如此，也仅仅使一部分企业变得“微利”而已。在国家发改委2010 年 8 月下发 《关于生物质发电项目建设管理的通知》的政策指引性文件之前，重复建设、争夺燃料的问题已相当严重，但我们认为，后果并非不可逆转。为保障这个“幼稚”行业的健康发展，建议政府考虑关停一部分不合理的、不具实力的在建项目作为重要的调控选择。这是一种补救之策，否则在现有的原料价格、电价和补贴格局下，布点集中区的生物质发电企业，极可能陷入不死不活的尴尬境地。而且，考虑到生物质能发电今后的长远发展，必须将生物质能发电项目在空间布局上安排得更疏(注：现时规定150km范围内只应布局一个规模不超过30MW的生物质能发电厂)，以形成原料充分供给的局面，抑制原料价格剧烈上涨。2010 年 10 月，国电集团与黑龙江桦南县政府，就拟投资2.95亿元合作开发生物质热电联产项目（2台15MW机组）签订框架协议。国电集团要求桦南县政府承诺保证在项目建设所在地45km半径内不再引进第三方上相同或类似项目，这是一个可喜的改善。但此类做法需要以更制度化、正式化和契约化的形式小心进行，以避免“政府换届而继任班子不认账”等风险情况的出现。
2.2 尽快出台生物质与化石能源混燃的政策
生物质发电主要有直燃、气化发电、与煤混燃等类型。采用“纯”生物质能模式，一度广受认可。而我们的案例研究显示，国内近4 年间投产的生物质发电项目中，以生物质与煤混燃的项目总体表现最佳，运营稳定、效益较好。但是，国家对生物质掺混比例有限制。建议尽快出台生物质与化石能源混燃的明细政策。再就是混燃比例的监督、计量及确认问题。这也需细化，以防止变相恢复“脏、乱、差”的小火电。
2.3 行政力量、舆论造势、农户觉醒与市场机制的四轮驱动
保障生物质原料的可供性，需要吸纳各方力量，通过综合治理和管理来达成。目前国内已投运生物质发电厂，其所在地的政府大多制定了禁止露天焚烧生物质秸秆的政策。但是，仅靠行政命令，堵而不疏，并非长久之计。要真正地解决此问题，必须是“政府助力、舆论塑造、农户觉醒与经济利益”的四轮驱动、协调互动，才能在社会理性的角度达到经济效益和社会效益的帕累托最优。以农作物秸秆发电为例。首先，政府应在秸秆转化利用上应发挥先导性作用，将其纳入发展循环经济和可持续发展的大局中全盘考虑，给予相应的资金补助，并给相关企业相应的政策支持和引导。其次，生物质发电企业自身也应大力进行宣传，提高广大农户的环保意识，并充分考虑农户的合理利益，引导和鼓励农户自觉地将秸秆出售，真正做到企业（电厂）、农户、政府和社会各方获利。总之，各个企业和各种经济组织是这项工作的主体，这个问题的解决最终依赖于市场机制的发挥，而只有能获得实际的效益，他们才有动力。
2.4 资金流融通与生物质绿色通道政策
目前各省与生物质发电相关的用于运输和储存生物质农业机械并未被列入农机补贴；此外，以能源林、沙生灌木等林业剩余物为燃料的生物质电厂，难以按照目前的“秸秆综合利用项目”获得退税补贴。从资金流的角度看，目前，一方面要切实落实国家规定的有关生物质能的税收、信贷、市场准入等方面的政策措施；另一方面，应该因地制宜，由各部门协调出台旨在鼓励多方合作的政府补贴、税收减免、减息或无息贷款、专项发展基金等区域支持政策。王雅鹏等研究认为[2]，不仅要给予生物柴油和燃料乙醇加工企业一定的政策补贴和税收优惠，更重要的是要给种植能源作物的农民以适当的补贴。同时，大力引导各种投资主体参与生物质能产业发展，发展资本构成多元化的生物质能创业投资。最终，减少生物质能的资本瓶颈和价格劣势，增强其长期竞争力。鉴于生物质大多分布于地域广大，或边远和经济落后的农牧业和中西部地区，其物流基础设施相对薄弱；可考虑将目前政府实施的针对农产品龙头企业的优惠政策，包括农产品“绿色通道”政策，运用于生物质收集储运环节；或者出台政策，补贴和奖励秸秆收购组织，以降低全社会的生物质物流成本。
3生物质能企业供应物流管理优化的策略与途径
3.1加强组织的战略视野和物流敏感度
生物质能企业要在日益不确定和动态的环境中求得成功，需要加强组织的战略视野，并能系统的考虑影响其供应稳定性的因素。
（1）战略监视功能。即监视区域内能源价格长期变动趋势和特点。在产品端，生物质能作为一种新能源，长期要与常规能源及其他可再生能源进行竞争。虽然常规能源价格不断上涨，但是与生物质能相比，仍具有低价竞争优势。在市场上的仍占有相当的地位，对生物质能的发展构成很大的冲击和威胁。而生物质能源技术还处在小规模生产阶段，产品成本要较矿物质煤的成本高，市场竞争力差。
（2）物流敏感性。对生物质原料的刚性的、均匀的需求与其季节性供给之间存在着矛盾。鉴于生物质原料除了能源用途以外的竞争性用途，生物质能企业需要对生物质市场(虽然是一个幼稚的不成熟的市场)保持高度的物流敏感性，密切监测和评估原料市场变化对供应数量、时间、质量及长期稳定性的影响，并采取竞争性应对措施。
（3）生物质能企业在前期要做好生物质资源的调查和评估工作，科学编制项目规划。既要认真分析在不同的收购价格、运输成本和储存成本等条件约束下，生物质原料的可供性；还应重视对社会资本(人伦资本)等软性优势的利用，以配合和促进生物质原料的供应管理。加拿大英属哥伦比亚大学（University of British Columbia, Canada） 的 James D.Stephen,Warren E.Mabee 等（2010）的研究显示，通过良好的物流运筹，可以输送数量充足的林基木质纤维素 (Lignocellulosic) 生物质，从而使第二代生物燃料设施显著地比第一代设施更大。
（4）大力推进农业产业化经营。现代生物技术首次将能源业与农业联系在一起。美国加州大学柏克莱分校(Berkeley)的生物能源分析专家 Heather Youngs 和 Caroline Taylor(2011)指出，如果不考虑能源农业这一角色，那就无法准确地反映农业的未来[3]。今后，对于燃料乙醇和生物柴油等类型的规模化和产业化而言，更主要的是采取能源农业的形式来满足原料供应。实践中，特别对于那些由在位能源企业(石化、发电、电网企业)前向一体化发起，而形成的生物基型涉农供应链，企业不可避免的进入(或涉及)到一个原先陌生的领域———农业。鉴于我国国情，生物质能企业仍需要以农业产业化经营方式来维持和提升其能源农业的绩效。
3.2 基于关系管理的可动态重组的经纪人队伍的构建
在我国，土地租赁规模及其他条件的限制多，也很复杂。我国大部分地区是以农户为农业生产单位，户均耕地面积很小，因而户均秸秆可获量仅为2～3t。据此推算，以一个2.5万kw 的秸秆发电厂每年消耗秸秆 20 万 t 为例，需要从近 10 万农户中收购秸秆[4]。并且，在我国大部分地区农作物还分两季种植，这就意味着每年需要完成近20万笔秸秆收购交易，无论对收购组织还是收购成本控制都是大考验。由于生物质(特别是农林秸秆等)的种植区域分布广泛，其所有权分属千家万户，由企业直接向各农户采购需要投入大量的人力物力，且效率很难得到保证。根据国内已投运生物质发电厂的经验，在农作物秸秆燃料的收集方式上，较为有效的办法是采取燃料收购经纪人代购的方式：即由企业与相关企业或个人签订燃料代购协议，燃料代购企业或个人按照协议的约定，保质保量地按时向电厂提供燃料。这就要求加强供应商的培育，加强经纪人的筛选及关系管理，促进经纪人队伍的形成和结构的动态重组。当然，为规避原料收购的风险，在条件合适的地方，生物质发电企业可考虑采用第三方物流． 第三方物流是由物流劳务的供方与需方以外的第三方通过整合物流提供商的各种已有的资源为物流需求方提供物流运作、管理、咨询策划等活动，从而达到降低物流成本、提高物流效率的目的。
3.3 提前参与，并行操作与窗口期突击
在生物质能行业目前一般的运营理念中，生物质通常被看作成某一主产品系统的某种既定的、历史性的输出(产物)。这一理念加重了生物质管理的滞后性和被动性。而“提前参与”策略，意味着可以用主产品管理的视角，来看待生物质的生产，并从全生命周期的角度去理解和把握生物质的生成过程和结构，从而施加提前/ 早期干预，以提高生物质物流管理体系的效率。跟这一策略相关联的另一策略是“并行操作”，也即将主产品的收获(处理)与生物质的收集(或处理)并行进行。本项目组在广东调研发现，一些制糖企业实施生物质发电项目时，利用甘蔗叶的收购与甘蔗榨季周期的同步性，将燃料的收集与甘蔗砍运同步处理。利用已较为成熟的甘蔗收购系统来完成生物质的收购，这是一个重要的经验———特别对农业产业化龙头企业而言。对于生物质收获“窗口期”，可以界定为：在同一地域上前一批次主产品收获(或农事)与下一批次农作物播种(或农事)之间的时间间隔。理论上，在“这一时段”内随着主产品的收获，生物质的收集和处理可随之展开。实践中，不同的生物质，不同的生物质利用方式，所面临的“窗口期”是不同的，可谓长短不一。在我国大部分地区种植业是一年两季，在两季之间往往要进行抢收等工作。如在我国某些地区，小麦、油菜收获后，接下来就要栽种水稻，如果对麦秆等生物质采用机械耕翻，需增加成本，而人工收集的时间长，鉴于农事不等人，许多农户觉得不如一把火烧掉来得省事。而在另一些地区，收集时间存在的矛盾更难以解决：农业生产季节性、周期性强，换种期短，换季时茬口很紧；如果不把上一季的秸秆处理掉，就会误了下一季茬口；为了腾地换种，甚至要求生物质在 10 天左右时间完成收集和储存。较早前，有诸多学者曾考虑过现场/ 就地(On- field)储存生物质的方法[5]。表面上，这一方法有其低成本的优势。但是，生物质损失较大，水气和湿度难以控制和削减到一个期望的水平，并导致生物质电厂工艺装置潜在的损坏。此外，还存在健康和安全问题(孢子、真菌和自燃)[6]。最后，农民基于为下一轮作物种植而平整土地的考虑，可能并不允许这种储存方式[7]。综合起来看，On- field方法现实实用性的局限，更加凸显窗口期突击的紧迫性。从经济意义上，窗口期意味着最大的时长和约束；也意味着在这一时段内，如果生物质不能及时有效的收集，那么它将面临转移、灭失和价值减损、管理困难等后果。“窗口期突击”策略，意味着一种均衡考虑后的“并行”处理，还意味着劳动力和设备等收储资源的集中调度使用。就常态而言，需要企业的生物质原料管理组织在平常保持适量的人手和资源，而在旺季时却具有广泛的动员能力。
3.4消减信息不对称性的契约追加与契约绑定
在同一涉农供应链的多种业务中，如果主产品与生物质具有技术上和物质上的特定联系，也具有管理上的相关性，那么可以考虑实施契约追加与契约绑定策略。所谓契约追加，是指形式上，在签订完主产品契约的基础上，进一步追加签订生物质契约。所谓契约绑定，是指在内容上确定两类契约相互依存和制约关系。这一策略虽然有降低交易费用的功能，但其实质目的是通过双重契约来降低交易中的信息不对称性，并促进和保障契约的实施。这一策略有特定的适用范围，即那些由某些类型的涉农龙头企业发起和导入的生物质项目中，涉农龙头企业可以将两类业务所涉及的合同统一管理。通常，农业产业化涉农龙头企业的农产品供应管理中(特别是在“公司 + 农户”模式)，会对供应链上游的农牧生产和种养情况、往年历史资料、农业结构等诸多问题进行认真的调研、核实和监控。而生物质能业务，建厂最大的风险在于燃料供应的稳定性；因而资源调查核实也是选厂最重要的条件之一。综合起来看，两类资源的管理间存在的密切联系，是实施这一策略的重要前提。
3.5 生产系统面向供应物流体系适应性的改造
Mitchell 等(2010)研究指出，在一个特定的区域，某一单一类型生物质原料在数量和供应可靠性通常不足以支撑生物质能企业经济地运行，因此，使用多种类型的原料就显得很必要了[8]。就中国的现实状况来看，那些在原先的规划中，仅侧重单一或少数几类生物质资源的生产系统，运营绩效大都很差。实际投产后，这些企业不仅大大突破了通常认可的最佳(经济合理)的收购半径，而且饥不择食的争夺各类生物质；但是，这种物流策略的被迫改变，在缓解/ 改善生物质原料供应稳定性和持续性的同时，却不可避免地损害了生产系统的稳定和效率，因为生产系统原先是对应单一生物质资源而设计的。在当前生物质收集复杂困难、价格波动极大的局面下，考虑到这种系统性的影响和联系，生物质能企业必须实施面向供应物流体系适应性的改造。
生物质燃料的用途范文4
[关键词]生物质能源开发；存在的问题；商业模式创新
对策与建议
开发利用生物质能源是人类社会发展的必然，是缓解我国能源矛盾，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、发展循环经济必将发挥重要作用，发展生物质能源前景广阔，方兴未艾。然而，发展生物质能源的道路是不平坦的，存在着许多制约因素。就开发湘西州永顺县生物质能源，笔者认为，必须破解难题，创新生物质能源开发商业模式。
一、当前生物质能源开发存在的问题
生物质能具有产量大、可再生、可储存、碳中和等优点。理论上生物质是可行的替代能源，但实际应用并不尽如人意。
(一)原料成本之困――原料涨价
一是能量密度低，原始成本高。与其他非水能的可再生能源相类似，生物质的能量密度低，需要大量的土地。在倡导种植非粮作物和利用边际性土地的“非粮”、“非耕地”路线下，产量和能量密度都低于普通粮食，原料成本还是很高。不管是否与民争粮还是与粮争地，目前的生物燃料的原料成本都很难控制，无法摆脱对补贴的依赖。
二是物流不经济，中间成本高。此外，生物质物流也很不经济，需要耗费大量的人力、物力进行收集、储存、运输，在生产出洁净能源的同时也要消耗大量的能源，甚至污染环境，很难形成闭合的能量循环系统。
(二)技术瓶颈之困――第二代技术仍存在不确定性
生物质能源开发技术发展水平参差不齐，转化成本高、效率低。液体生物燃料存在关键转化技术不成熟、生产成本过高等问题，离产业化尚有一定差距；固体成型燃料加工设备的能耗较大，约在90-100千瓦小时／吨，原材料收购价格波动大，季节性因素导致收储难；生物质气化集中供气存在无成熟的生物质类洗焦废水净化技术，燃气热值低，气化机组运行连续性差，自动化水平低等问题；关键设备依赖进口，我国大中型沼气、固体成型燃料以及生物质直燃锅炉设备的核心技术与国外先进水平还有很大差距。现有项目多停留在中试阶段，且短期内很难有大的突破。
(三)政策支持乏力――政策反复裹足不前
生物质能源产业化发展受原料高成本的影响，大部分生产企业需要额外的补贴、税收优惠才能赢利或生存。但目前政策补贴不够完善。生物质能源扶持政策缺乏系统性和配套性，在多种能源产品和规模上未给予明确的支持和指引。有些政策补贴起点过高，如财政部《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》(财建[2008]735号)仅支持注册资本金1000万元以上、年消耗秸秆量1万吨以上的大中型企业，导致多数企业无法得到补贴；有些政策设计不完整，补贴仅针对直接生产环节，对消费能源产品的终端用户则没有补贴。
(四)商业环境不成熟――销售不畅、融资困难
一是缺乏系统的产业链。生物质能的开发还需要高效率的商业生态链条。首先种植环节就是一个复杂的系统工程，之后还需在收购、调配、销售、技术服务等方面进一步整合。生物柴油的原料问题突出，废弃油脂的收集、运输等环节缺乏有效的组织，“地沟油”等废弃油资源的利用率仍然较低。培育高含油量和高生态适应性品种是生物柴油的关键。遗憾的是，中国的生物柴油产业在初期没有打好基础，各地盲目种植油料树木，品种单一，形成“南方只有麻风树、北方只有黄连木”的局面。而大面积单一树种增加了虫害等问题，造成产业环境恶劣；而且，按照现有的信贷标准，树木种植不能抵押，难以获得银行贷款。而木本植物种植周期长，投入大，若没有商业银行贷款支持，企业很难独立承担，造成融资困难。
二是商业模式难建立。生物质能源产业发展模式缺乏市场竞争力。目前，技术略为成熟的主要是糖淀粉制燃料乙醇、植物油或地沟油制生物柴油、农林废弃物制固体颗粒燃料、沼气利用等，但其中真正具备市场竞争力(成本优势)的并不多。
二、创新永顺县凯迪阳光生物质能源开发商业模式的建议
要解决生物质能源开发存在的问题，就湘西州永顺县而言，要在湘西州永顺县农业专业合作社发展的基础上有继承、有发展、有创新，巩固成效，解决问题，消除制约因素，创新生物质能源开发的商业模式，把生物质能源开发做大做强。
(一)以价值理念模式创新，实现企业、农民、政府多方共赢
一是要树立民生理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目用凯迪独有的“不与人争粮，不与粮争地，不与民争利”的发展理念，用“规划一个片区，培植一个产业，改善一片生态，致富一方民众，发展一地经济”的系统工程，用“两个农业项目支持三个工业项目”的完美组合，用循环经济的发展模式，创造“地方有税收，部门有作为，农民有收入，员工有回报，企业有发展”的多赢商业模式。增加农村就业机会，增加农民收入，促进农村社会的和谐稳定，加快新农村建设的步伐。
二是要树立共赢多赢理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目以市场经济为导向，以现代林业理论为指导，以林权制度改革为契机，以公司的高新技术、雄厚资本和当地资源条件为基础，以坚持有利于“增量、增收、增效”为原则，以实现互利双赢、共同发展为目的，在平等合作、资源共享、优势互补的基础上，建立以节能、降耗、减排为主的绿色能源环保型企业，实现生物质能源的综合利用，改善生态环境，促进农民增收，推动永顺经济社会和谐社会的全面发展。将凯迪阳光生物质能源项目建设为互利多赢、协调一致、可持续滚动发展的有机统一体。
三是要树立“两型”企业理念。湘西州永顺县凯迪阳光生物质能源建设项目以科学发展观和建设资源节约型、环境友好型企业为目标，以现有的薪炭林、农林废弃物等资源为切入点，以宜林荒山荒坡及现有灌木林、低效林等林地资源为发展平台，进行资源整合以及高效开发，以示范基地建设联动农民参与，以工业反哺农业实现初级产品利润回归农民，促进工业原料保障以及农民增收协调发展，实现生态、经济、社会持续发展，企业、农民、政府、国家多方共赢。
(二)以发展模式创新，解决商业环境之困
湘西州永顺县凯迪电力的“低碳及循环经济+创新的经营模式+高技术壁垒”发展模式，与传统试点生物质能电厂项目相比，凯迪生物质发电具有更强的盈利能力，因为公司拥有较强的技术壁垒，采用全球领先的、具有自主知识产权的“高超高压循环流化床锅炉燃烧技术”，而使用该技术达到超高压等级的企业全球仅有三家，因此凯迪电力是当之无愧的国内生物质发电的领跑者。
能否稳定成本，是生物发电的关键，也是市场对公司最大，忧虑。凯迪生物质电厂采用创新商业模式即“‘循环经济+低碳经济’的模式实现了‘能源植物和农林废弃物一电能和燃料一灰渣一有机肥一有机农林产品’的完整的闭环流动循环经济体，公司不但符合目前国际 国内低碳、环保、节能的趋势，而且生物电厂盈利能力较高，内部收益率达8％-12％。”“三级燃料保障体系”商业模式，能够对燃料供应量、价格有较好控制力”。
(三)以技术模式创新，解决技术瓶颈之困
湘西州永顺县觊迪公司在广泛消化吸收国内外先进结晶煤燃烧技术的基础上，进行了大量的循环流化床技术开发和研制工作，形成了一大批具有自主知识产权的核心专利技术和专有技术，其中以循环流化床燃烧技术和防止设备碱金属腐蚀技术为重点。技术的不断成熟、拥有自主知识产权的核心技术和设备制造、适合中国资源状况的技术经验积累，为生物质能源产业的发展提供了保证。
要加强与科研院所的合作。重点加强与中南林业科技大学、湖南省林科院的合作，加快生物能源良种及新技术的推广速度，配合开展高产、稳产、多抗优良新品种的选有，以及生产栽培技术的集成创新，大力推广优良品种和新技术，依托林业科技推广网络，推广生物能源优良品种，建立丰产栽培示范基地。加大科技支撑力度，突破关键技术装备和核心装备的制约，加强产学研组合，组织联合攻关。
(四)以经营机制模式创新，解决政策扶持之困
一是构建管理机制。要实行科学规划，稳步实施，采用核心基地和周边面上分散基地相结合，以万坪镇为中心，向周围乡镇辐射，以能源林基地为中心的“一体化”模式，坚持政府推动、企业主导、农户自愿、乡村牵头的原则；坚持规模化、基地化、集约化、高产化的原则；坚持统筹规划、相对集中、用途不变、依法有偿、互利双赢的原则，全面推进我湘西州永顺生物质能源产业发展，实现经济、生态和社会效益同步增长。
二是构建政策资金投入机制。政策投入机制方面，要进一步完善财政补贴政策，逐步从建设投资补贴为主转向原料补贴、产品补贴、消费补贴和投资补贴四管齐下。一要加大生物质资源开发补贴力度。二要完善生物质能源产品的市场准入、监督和价格补贴。三要制定生物质能源产业专项税收优惠政策。鼓励社会资本进入生物质能源行业，扶持生物质能源产业发展。
三是构建持续发展机制。坚持“不与农争地，不与民争粮”的原则，分阶段稳步推进生物质能源产业发展，探索适应湘西州永顺县县情的发展模式。前期，优先利用有机废弃物等生物质资源，推进生物质燃气、生物质发电技术的发展。中后期，合理开发边际土地资源，积极稳妥发展能源农业和能源林业，扩大生物质能资源基础；推进纤维素液体燃料产业发展，显著增加生物质能在清洁能源和交通燃料供应中的比例。选择适合湘西州永顺县县情的产业化道路。一要支持和鼓励企业努力创造出适合湘西永顺县县情的、符合市场规律的商业模式，使生物质能源企业能够不依靠政府补贴而依靠自身的赢利能力发展壮大起来。二要根据湘西州永顺县不同地理环境、资源禀赋、能源需求等特征，择优、择需、有重点地扶持和推广相应的产业化工程，形成合理的生物质能源发展布局。三要完善支持企业发展多层次金融体系，引导更多的金融资本投入生物质能源的科技创新与产业化发展，激励企业发挥创新积极性。四要全面推进集体林权制度改革。进一步明晰产权，引导林地使用权合理流转，在维护生态效益的前提下，充分发挥其经济效益。积极探索一条适合永顺实际的生物质能源林基地建设商业模式，即农户+合作社+公司。从而确保基地的稳定、健康、可持续发展。
生物质燃料的用途范文5
Abstract: The combustion experiments of cornstalk were conducted under different heating rates using the thermogravimetric analyzer. Combustion characteristic curves and combustion characteristic parameters were acquired. The research results showed that the combustion process of cornstalk can be broadly separated into three stages: evaporation of water, release and combustion of volatile, combustion of fixed carbon.The cornstalk has a advantage of low ignition, better burnout as well as high combustion rate.It was observed that the delayed temperature of ignition and burnout and raised reaction rate can be achieved with the addition of heating rate. The result showed feasibility of using first order reaction model to solve the kinetic parameters of cornstalk combustion.
关键词：玉米秸秆；热重分析；燃烧特性；动力学参数；反应性
Key words: cornstalk；thermogravimetric analysis；combustion characteristics；kinetic parameter；reactivity
中图分类号：TK227.1文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）23-0031-02
0引言
生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物可再生的物质。生物质是地球上存在最广泛的物质，地球上每年生长的生物质能总量相当于目前世界总能耗的10倍，而作为能源用途的生物质仅占总产量的1%左右，开发应用潜力十分巨大[1]。我国生物质年产量巨大，农业生物质中秸秆类粮食产量2005年约为5亿吨，经计算秸秆产量约6亿吨，这些农作物秸秆中的40%左右用于饲料、肥料和工业原料，尚有60%左右可用于能源用途。因此，在我国合理利用生物质资源具有重要的意义，以目前我国的基本国情和生物质开发利用水平，直接燃烧及与其它燃料混烧是一种简单可行的高效利用生物质资源的方式之一[2]。燃烧生物质相对于烧煤来说具有低污染性，其硫、氮含量低，燃烧过程中的SOx、NOx排放较少，另外对大气的二氧化碳排放量近似等于零，可有效地减轻温室效应。
许多学者在生物质燃烧方面做了相关的研究。西安交通大学的梁爱云等[3 ]在热重分析仪上对木屑、麦秆、玉米秆和玉米芯4种生物质的燃烧特性进行了研究，提出生物质具有着火温度低、燃尽温度低、燃尽率高等优点，并通过求解表明生物质具有较低的活化能。华北电力大学的田松峰等[4]研究了玉米秸秆的燃烧特性及动力学，提出玉米秸秆的挥发分燃烧区的表观活化能和频率因子小于固定碳燃烧阶段。本文将对玉米秸秆的燃烧特性、燃烧动力学进行研究。
1实验
1.1 实验样品实验所用玉米秸秆取自当地。按照GB474-2008制取粒径小于0.2 mm的分析试样，其工业分析和元素分析见表1。
1.2 实验设备与实验方法实验所用热天平为美国Perkin Elmer公司生产的Pyris1 TGA热重分析仪，取样品5-7mg，在模拟空气气氛（O2：N2=1:4）下按设定的升温速率从室温升至850℃，气体流量为50 ml/min。玉米秸秆样品进行升温速率为10、20、50℃・min-1的燃烧实验。
2实验结果与分析
2.1 燃烧过程的分析图1给出了玉米秸秆在升温速率20℃・min-1条件下燃烧的TG、DTG曲线。表2给出了生物质燃烧热重曲线的各特征参数。其中着火温度Ti采用常用的TG-DTG外推法确定。最大燃烧速度（dW/dt）imax为DTG曲线第i阶段的最大失重峰值，其所对应的温度为Timax。燃尽温度Th定义为TG曲线不再有重量变化的起始温度。
由图1可以看出，玉米秸秆的燃烧分为三个明显的阶段，第一阶段（大致为初始温度-150℃）为水分的蒸发，第二阶段（大致为150-400℃）主要是挥发分的析出燃烧，第三阶段（大致为400-600℃）是固定碳的燃烧。生物质燃烧的DTG曲线有两个易燃峰，第一个峰值较大，这是由于生物质的挥发分较多，且具有多孔性和碳结构无序性等特点[3]，因此可燃物质主要集中在这一阶段燃烧。本文求得生物质的燃烧特性参数与文献[5]相比知，玉米秸秆较煤具有较低的着火和燃尽温度，着火温度为261℃，燃尽温度为535℃，且玉米秸秆具有较高的反应速率。
2.2 升温速率对玉米秸秆燃烧的影响图2和图3给出了玉米秸秆在不同升温速率下的TG和DTG曲线。表3给出了玉米秸秆在不同升温速率下的燃烧热重曲线的各特征参数。从图2、图3和表3可以看到，随升温速率的增大，玉米秸秆的着火温度和燃尽温度呈升高趋势，说明升温速率的增大不利于玉米秸秆的着火和燃尽，这是因为升温速率越大，试样颗粒的内外温度梯度越大，不利于挥发分的析出，从而被灰分包裹的碳也不容易与氧气接触[6]，因此不利于燃尽，同时升温速率越大，燃烧时间越短，对燃尽也有不利的影响。随升温速率的增大，试样燃烧第一阶段和第二阶段的最大燃烧速率均显著增加，且两阶段的峰值温度也呈升高趋势。这是由于在燃烧过程中，升温速率越大，试样在短时间内获得较强的热冲击，加快了试样与氧气的反应速度；同时升温速率越大，试样颗粒内外温度梯度越大，造成了反应的热滞后现象[7]，使得最大燃烧速率对应的温度向高温区移动。
其中W0、WT、Wf分别表示样品的初始质量、温度为T时的质量、反应终止时的质量。玉米秸秆燃烧过程的反应速率可用如下的
玉米秸秆的燃烧不考虑水分分为两个阶段，我们在挥发分析出燃烧阶段和固定碳燃烧阶段分别求取动力学参数。
表4为按照各试样不同阶段的关系图通过线形回归计算得到的动力学参数。本试验的动力学参数具有较高的相关系数，说明一级反应动力学模型是可行的。玉米秸秆的活化能相对较低，在挥发分析出与燃烧阶段活化能大致为60～68kJ/mol，在固定碳燃烧与燃尽阶段活化能要高一些，为120～129kJ/mol。而玉米秸秆的频率因子在挥发分析出燃烧阶段大致为5.82×104～8.72×105，在固定碳燃烧与燃尽阶段大致为1.45×108～2.92×108。并且活化能和频率因子都随着升温速率的升高而变大。
3结论
3.1 玉米秸秆的燃烧分为三个阶段：水分蒸发、挥发分析出燃烧、固定碳燃烧，其燃烧主要发生在挥发分析出燃烧阶段。玉米秸秆的挥发分含量大，灰分含量较低，易于着火和燃尽。
3.2 随着升温速率的增大，玉米秸秆的着火温度、燃尽温度和最大燃烧速率对应温度变大，即反应向高温区移动。但是玉米秸秆的最大燃烧速率随升温速率的升高显著增加。
3.3 采用Coats-Redfern 方程和一级反应模型求取了玉米秸秆燃烧反应的活化能和频率因子。结果表明一级反应动力学模型是可行的。
参考文献:
[1]曾凡阳，刘朝，王文钊等．生物质热重实验及动力学分析．工业加热，2008，37（3）：6-8.
[2]赖艳华，吕明新，马春元等．程序升温下秸秆类生物质燃料热解规律．燃烧科学与技术，2001，7（3）：245-248.
[3]梁爱云，惠世恩，徐通模等．几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究．可再生能源，2008，26（4）：56-61.
[4]田松峰，薛海亮，付小倩等．玉米秸秆燃烧特性的实验分析．电站系统工程，2008，24（1）：21-23.
[5]张海清，程世庆，尚琳琳等．生物质与煤共燃的燃烧特性研究．能源研究与利用，2007，（2）：13-16.
生物质燃料的用途范文6
调查显示,每百万人口的县市每年消耗柴油为8000吨、液化气6000吨,为了缓解柴油供应紧张和环境污染等问题,2007年10月由能源部、环境总局联合下发文件,未来几年将全面禁止柴油进入厨房,目前已有部分城市实现。同时还禁止许多城市中小餐馆烧煤。国家环保政策的大力支持,燃油供应的紧张局势加上庞大的市场需求,为投资清洁燃料项目提供了一个千载难逢的商机。
生物醇油是一种无毒、无残液、无积碳,安全又经济的新型燃料。国家农业部环保能源司、国家计委交通能源司、国家经贸委资源节约综合利用司联合发文(环保管[1997]30号文)要求各地推广使用。
由西安老科协自主开发的生物醇油现已大量投放市场,建立了大型生产基地,具备批量生产能力;并在市场竞争中取得了很好的经济效益。生物醇油可替代柴油、液化气用于宾馆、酒店、大排档、学校、工厂等企事业单位的食堂,还可用于其他工业用途,如部分工业窑炉或锅炉等。
西安老科协还成功开发出生物醇油酒店大灶、中小餐厅猛火灶、家用气化灶、火锅灶等系列产品。最新开发的醇煤气化炉,可以适用于烧煤的小餐馆及广泛使用蜂窝煤的家庭,其火力强劲,节能效果显著,无需风机,使用方便,可以替代石油液化气用于千家万户。
生物醇油燃烧值与液化气相当,是石油液化气及燃料柴油的首要替代燃料,属国家鼓励发展的生物质清洁能源。成本目前仅为石油液化气或柴油批发价格的三分之一左右,利润空间巨大,具备极高的投资价值。
西安老科协开发的生物醇油具备其它同类产品所不具备的优势:①技术系列化,可以适应不同市场条件的需求;②独创核心乳化剂配方解决了传统醇基燃料热值低,耗量大易挥发、不安全的问题;③工艺简单,投资更省。
西安老科协开发的生物醇油、甲醇柴油、车用甲醇汽油,现已全面上市,开创了可再生能源的新纪元!
最新开发的柴草气化炉系列专利产品,技术全面升级,无焦油无风机准气化可烧大料湿料。克服了原气化炉对燃料要求苛刻、焦油含量大、烟气排放超标、需使用风机等缺点。操作简单,热效率高达50%以上,火力超强相当于3000瓦电炉,可适用于炊事沐浴和取暖。
西安老科协专利技术开发中心
网址:西安市雁塔路99号北四楼(省科技大院)
电话:029-85525023 85538190
