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生物質能源

2010-07-30 08:22:11 新浪

傳統生物質能源利用古來有之,我們的先輩利用薪柴取暖,驅趕野獸,蒸煮食品,冶煉工具。在化石能源未被大量使用之前,可以毫不夸張的說,生物質能源伴隨著人類一路走來,在人類文明發展中有著不可替代的重要作用。

自從發現化石能源——煤炭和石油后,傳統生物質能源逐漸被化石能源所取代,從而人們開始告別燃燒“零排放”的、香味四溢的生物質,轉而大量使用高度污染、摻雜著濃烈臭味且排放有毒氣體的化石能源,最終引起了全球變暖,環境惡化。這時候人們明白了上天并不只是提供給人類黑色的能源寶藏,同時也給人類設置了難以彌補的黑暗陷阱。

跌入黑暗陷阱中的人們開始四處摸索,期待能找到新出路,重現光明。人們拿著鐵鍬,在陷阱四壁挖掘,有人挖通了路,有人卻越陷越深,有人勇往直前,有人看到“此路不通”的指示牌,毫不猶豫就重新開路。然而,路往往就是眼前最容易獲得的那條。可再生能源的開發,就是人類走向新希望的光明大道。可再生能源由于其可再生性、清潔性及遍布范圍廣,越來越得到人們的重視。

地球上現有能源大部分來自太陽,因此,可再生能源的利用可分為太陽能直接利用,例如光熱、光伏利用等;太陽能間接利用,例如風能、生物質能、海洋波浪能利用等。其中,生物質能源是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式,是以生物質為載體的能量。生物質能有著其他類型能源無可比擬的優勢,它是唯一一種能被存儲的、可再生的碳源;含有較低的硫和氮,對環境污染不大;是目前技術較成熟且可制成交通液體燃料的優良替代能源;分布范圍廣,儲量巨大等。地球上每年產生的生物質總量(干量)約1400~1800億噸,相當于每年世界耗能量的10倍,是繼煤、石油、天然氣后的第四位能源,約占世界一次能源消費的14%,在不發達地區占60%以上,提供全世界約25億人生活能源的90%以上。

傳統的生物質能源利用,由于其能效低、產生較多的污染物,在發達地區已經不再提倡使用。現在,如何高效利用生物質能源、現代生物質能源利用技術如何與產業緊密結合,實現產業化發展,已經成為當代生物質能研究的熱門話題。現代生物質能源開發利用指的是借助熱化學、生物化學等手段,通過一系列先進的轉換技術,生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,進而為人類生產、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃氣等終端能源產品。

產業化較為成熟的現代生物質能源技術主要包括燃料乙醇技術、生物柴油技術以及沼氣技術等。以下分別從發展的角度為您介紹這些技術的發展現狀與趨勢。

一 、燃料乙醇技術與產業化發展

1998年我國開始推廣乙醇汽油,當時由于糧食庫存積壓,儲藏這些陳化糧食使國家財政不堪重負,因此我國政府開始考慮用小麥和玉米等陳化糧生產燃料乙醇。這樣不斷可以消化陳化糧,而且又解決了能源緊缺問題。

2005年,我國生產了102萬噸燃料乙醇,僅次于巴西、美國,我國已成為世界上繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產國和使用國。2006年,我國燃料乙醇的生產達到144萬噸,按照1:3.3比例計算,大概消耗玉米475萬噸。目前除了河南、安徽、吉林和黑龍江等農業大省是生物燃料乙醇的主要種植基地外,新疆、山東等地也在謀劃建設燃料乙醇原料作物種植基地。

由于我國玉米生產比較穩定,總產量在1.4-1.45億噸,但隨著燃料乙醇需求量的增加以及糧食深加工業需求穩定增長,所以玉米價格日趨增長,在很大程度上限制了燃料乙醇的發展。另外,考慮到糧食安全的問題,在我國這樣一個人口大國不合適發展糧食乙醇,因此2007年9月,國家發改委發布《關于促進玉米深加工業健康發展的指導意見》。《意見》指出,“十一五”期間我國原則上不再核準新建玉米深加工項目,要求各地立即停止備案玉米深加工項目,而且對在建、擬建項目進行全面清理,對已備案尚未建的項目全面叫停,并大力鼓勵發展非糧食作物為原料開發燃料乙醇。

最近幾年國家出臺了一系列政策,強調發展燃料乙醇應堅持“非糧”原則,嚴格控制玉米工業產品深加工的盲目發展。相關政策的出臺對燃料乙醇的生產提出了更高的要求,即由糧食乙醇轉向非糧乙醇,由國家政策扶持糧食燃料乙醇項目向扶持非糧乙醇項目轉變。在發展非糧乙醇方面,廣西已成為我國第一個非糧燃料乙醇(木薯燃料乙醇)試點省份,非糧燃料乙醇的開發對保障國家糧食安全,改善大氣環境等方面,具有重要的意義。目前,中糧集團在河北、廣西、內蒙古三地已有共計80萬噸乙醇項目進入前期準備階段,這些項目都將避免直接以玉米、小麥等糧食為原料,為我國非糧乙醇奠定良好的基礎。

目前可用作制取非糧乙醇原料的能源作物包括木薯、甘薯和甜高粱等,而纖維素制乙醇在技術上也有相應的進步,是未來生物質能源技術與產業化利用的發展方向。

二 、生物柴油技術與產業化發展

生物柴油是生物質能的一種形式,其主要成份是動植物油脂轉化而來的高級脂肪酸的低碳烷基酯混合物,其物化性能與石化柴油相近,可以直接代替石化柴油或與普通石化柴油以一定比例互溶代替石化柴油使用而得名。生物柴油是典型“綠色能源”,近幾年由于全球油價飆升而得到了快速發展。

在2006年之前,我國大型的石油行業(中石化、中石油、中海油)中只有中石化在研究生物柴油生產技術,調研生物柴油原料。從2007年開始,中石化、中石油、中海油都積極的進入了生物柴油行列中,中石化開發的生物柴油生產技術在石家莊完成中試,并即將工業應用;中石油在南充建立研發基地,大力研究生物柴油,并將建立中試裝置;中海油也在積極運作,與各方聯系、合作。

原料上,中石化、中石油、中海油開始爭搶國內外的木本油脂:棕櫚樹和麻瘋樹。中石化準備在印尼投資數十億美圓種植棕櫚樹,并計劃在貴州、云南等種植麻瘋樹。中石油和國家林業局簽訂協議,從2007年開始,在四川、云南建設第一批林業生物質能源基地,面積60多萬畝,可實現6萬多噸生物柴油原料供應能力,并先后與四川省、云南省及山東省政府訂立戰略合作發展生物質能源的協議。中海油準備在海南興建一座首期規模為年產5萬噸生物柴油的煉油裝置,所需原料初期從東南亞進口櫚欖油。同時,中海油還在海南種植了數十萬畝的麻瘋樹(又名小桐子),待原料基地建成和形成規模后,煉油廠原料可轉為麻瘋樹。中糧集團與國家林業局合作發展林業生物質能源,雙方確定全面加強林業生物質能源合作,重點建設一批能源林基地,開發利用林業生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大產品。從2008年起,雙方將在貴州等省建設年產不小于2-3萬噸的生物液體燃料的原料林示范基地。[page]2007年世界糧食和食用油價格都大幅上漲,其中的一個最主要原因就是生物燃料的發展。2007年以來,我國菜籽油、豆油及棕櫚油價格上漲幅度均超過50%。在植物油價格整體上漲的情況下,國內菜籽、大豆、花生等油籽價格也明顯上漲。顯然,采用糧食作物生產生物柴油,將可能會影響糧食安全,更重要的是影響我國的繁榮和穩定。因此,國家從政策層面上已經考慮限制“油菜等可食用油脂轉化生物柴油”。針對我國的國情,非糧生物柴油將是大勢所趨。“非糧原料”來自“邊際性土地種植的能源植物”,比如種植麻瘋樹、黃連木等用作生物柴油原料。從近期看,我國生物柴油原料主要是廢棄油脂或非食用油脂為主,比如地溝油、酸化油、動物脂肪等,從長期發展來看,我國生物柴油原料將為木本植物油,甚至以藻類等為主。

三 、沼氣技術與產業化發展

沼氣是有機物質在厭氧環境中,在一定的溫度、濕度和酸堿度的條件下,通過微生物發酵作用產生的一種可燃性氣體。由于這種氣體最初是在沼澤、湖泊或池塘中發現的,所以稱為沼氣。

經過多年的研究開發。目前,我國的農村戶用沼氣技術逐步成熟。在建池方面,目前廣泛采用混凝土現澆施工工藝,組裝式沼氣池正在發展,而且通過專業化施工,由經過專門培訓的技術人員和施工隊建池,保證沼氣池使用壽命達到20年以上。在池型方面,已經研究出適應不同原料、不同氣候、不同使用條件的標準化系列池型。在使用管理方面,開發出了各種方便實用的進出料裝置和工具,由大進料大出料發展到隨時進料自動或半自動出料,使沼氣池的使用管理變得簡單易行。在綜合利用方面,優化和完善了我國南方“豬沼果”、北方“四位一體”、西北“五配套”等能源生態模式。沼氣產業規模發展不斷擴大。目前秸稈沼氣集中供氣技術已在全國100多個村進行示范推廣,效果較好。

目前,國家充分利用沼氣技術,提高農村地區生活用能中的燃氣比例。國家計劃在“十一五”期間,農村地區推廣戶用沼氣,全國新建農村戶用沼氣2200萬戶,到2010年,全國戶用沼氣總數達到4000萬戶,年產沼氣總計約150億立方米。為了完成目標,我國結合水體污染控制和治理,重點安排在東部沿海發達地區和內陸大中城市郊區,“三湖三河一庫一線(太湖、巢湖、滇池,淮河、海河、遼河,長江三峽庫區,南水北調工程沿線)”等重點水域周邊地區以及“菜籃子”基地進行大型沼氣工程建設,處理工農業有機廢水,并獲得優質氣體燃料。

四、關注2008生物質能源技術與產業化進展

對于能源行業來說,2008年是特殊的一年。在這一年中,國際原油價格從谷底一路爬升至峰頂,而后又從高處一直下滑,頗有探底之勢。油價短期雖然降價,但這種短期經濟行為不能阻止化石能源總量減少,更無法阻止環境惡化狀況加劇。對化石能源枯竭及生存環境的擔憂促使我們關注清潔替代能源的發展。中國政府通過出臺政策法規鼓勵技術研發,支持產業發展,加強合作交流,引進吸收先進技術成果,促進技術與產業的發展融合,以實際行動表示對此方面的重視。在生物質能源方面,針對目前產業化與技術發展需要,國家發改委、科技部和農業部大力支持預備12月份在國際大都市——廣州召開的“2008生物質能源技術國際會議暨展覽會”,希望通過引進國外新技術和先進的產業發展模式,探索出我國未來生物質能發展模式,結合我國國情,為我國技術的發展方向和產業化發展提供有力的幫助。

本次大會是生物質能這個大家庭的一次盛會,得到了廣大專家、企業和參展商的大力支持,是難得的融資洽談機會。一方面,國外先進技術的專家和國內專家走在了一起,相互磋商生物質能源發展中的難點和重點;另一方面,企業單位可了解到未來中國生物質能源的發展方向,國內外生物質能源行業高層人士可相互交流,促進行業產業鏈的形成;再者,大會將吸引風險投資商、銀行、基金公司等金融機構,他們將會比較選擇后挑選出具有投資價值的技術或項目。

在“2008生物質能源技術國際會議暨展覽會”熱烈的參會報名過程中,筆者有幸聯系到國內生物質能源專家和企業的參會代表,與我們一起關注2008生物質能源技術與產業化進展。

在談到大家普遍關心的國際油價漲跌和生物質能源產業發展的問題時,廣東海洋大學農業生物技術研究所所長何覺民教授表示:油價下跌是暫時的,進一步漲價是遲早的事情。油價下跌不會對生物質能源產業化造成太大影響。

鄭州大學鄭冀魯教授支持何覺民教授的觀點。他認為,雖然最近國際原油價格一路走跌,但由于原油、煤和天然氣屬于不可再生能源,從長遠看,這些能源的價格會不斷上漲,也許這些資源在上漲過程中會有價格下降的波動,但它們保持上漲的總趨勢是必然的,國際原油價格不會對生物能源產業造成很大影響。各國政府與各種風險資金都會持續不斷地投入生物能源產業,原因是大家在心理上普遍認為化石能源不可再生,其價格的總趨勢是上漲。

北京泛歐瑞得科技有限公司的郭東升總經理也表示,原油價格的上漲對發展生物質能源是利好消息,目前石油價格的下跌是暫時現象,長期來看,價格仍會走高,價格的下跌將會對發展生物質能源造成一定影響,但總體趨勢不會改變。

 

 

 




責任編輯: 中國能源網

標簽:生物質 能源