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[關鍵詞] 生物質能;法律制度;中美對比;借鑒
【中圖分類號】 D92 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2014)07-001-2
當前,隨著化石能源的弊端不斷顯現,能源發展戰略調整在世界范圍內展開,新能源和可再生能源展示出巨大發展潛力。生物質能源因其便于儲存、運輸,具有雙向清潔作用,得到廣泛關注。發展生物質能產業,推動能源產業結構調整成為我國能源發展的重要戰略目標。然而我國生物質能企業發展并不樂觀,與之相關的政策、法律問題日漸引起重視。
中美兩國生物質能產業存在諸多相似之處:地域遼闊,生物質資源豐富;均為能源消費大國,生物質能源市場前景廣闊;政府均非常重視生物質能產業發展;生物質能資源均分布分散、主要集中在農村。這些相似之處,為中國借鑒美國經驗,完善生物質能產業法律制度提供了必要性和可行性。
一、美國生物質能法律制度
美國生物質能法律制度由以下四方面組成:
(一)生物質能源管理體制
美國生物質能源管理體制以“政府―社會中間層―市場”為框架體系。政府成立專門機構負責生物質能源開發和統籌工作,并充分發揮社會中間層主體作用。
政府機構職責包括:①生物質研發委員會負責美國生物質項目具體實施和計劃修訂,生物質能研究開發技術顧問委員會負責制定生物質能發展計劃和目標;②國家生物能源中心(NBC)負責生物質能全國性推廣和應用,解決技術研發和推廣、政府職能部門協調等方面問題;③生物質能項目管理辦公室(BPMO)負責具體措施實施;④聯邦能源監管委員會(FERC)負責制定和執行能源行業監管政策、相關價格監督和能源行業準入審批。
社會中間層機構職責包括:①具有行業協會性質的國家生物柴油委員會(NBB)負責協調生物柴油產業界、學界和政府之間關系,整合產業鏈上下游,推動產學研深度結合,推動法律政策實施。②生物質技術咨詢委員會(由產業界、學術界、環保團體和國家或職能部門委任成員代表組成)主要負責生物質能技術及企業發展策略制定,形成會議決策,供能源部和農業部參考并提交國會。③生物燃料生產商協調委員會(BPCC)。由以先進生物燃料協會為代表的行業組織成立,負責生物燃料生產商間協調事宜。
(二)經濟激勵制度
1.稅收激勵制度:①生產稅抵免:使用生物質能發電可獲得聯邦所得稅收抵免;小型生產商生產生物柴油和生物乙醇可獲得稅收抵免10美分/每加侖。②投資稅收抵免:對生物質能設備采購予以投資稅抵免,最高額度可達30%。③消費稅抵免:對不同原料生產的生物質柴油給以不同抵免額度。
2.政府補貼制度:①技術領域補貼:涵蓋原料、產品、生物質燃料開發分析以及林業生物質能開發利用等各個技術開發領域。②生產領域補貼:生產虧損補貼、基礎設施建設補貼、項目示范推廣補貼、能源轉化補貼、生物質作物生產補貼等。
3.債券和貸款擔保機制:①利用清潔可再生能源債券機制,為涉及公益的生物質能項目融資。②政府提供擔保:由能源部和農業部為私人企業生物質能項目提供貸款擔保。
4.直接投資制度:政府對生物質能項目實施直接投資,并明確規定投資數額。如撥款1億美元促進纖維素技術在生物質燃料乙醇開發領域運用;用于扶持生物質能發展的資金不少于8億美元。
5.其他資金制度:①設立審計轉款制度,對資金流向監督。②加速折舊優惠,促進投資人回收資本。
(三)總量目標量化和技術標準化制度
1.對總量目標設置明確量化標準:《2009美國能源展望及2030規劃》規定,生物質燃料日產量到2030年要增加到2.3萬桶,乙醇汽油增長到1.1萬桶。同時,為實現生物質目標,設立《生物質技術路線圖》。
2.技術標準嚴格:嚴格制定生物質燃料生產標準、生物基產品質量標準、生物燃料使用標準等。
(四)配額制與綠色證書交易制度結合
在規定聯邦政府購買可再生能源產品的配額、企業生物質能發電目標和達標標準以及處罰措施規定的同時,允許綠色發電企業通過買賣綠色證書方法達標。
二、中國生物質能法律制度
中國無專門生物質能法律,現行制度以《可再生能源法》為基本框架,其他相關法律法規為補充。
(一)生物質能源管理體制
我國整體上處于“政府―市場”模式。法律沒有規定專門管理機關,國家能源委作為最高指導機關,科技部、農業部、工信部和財政部為輔助部門。非糧生物質原料標準化技術委員會(NEA/TC24),負責制定和實施我國相關標準。
(二)經濟激勵制度
1.專項資金制度:對《可再生能源發展指導目錄》中符合條件的生物乙醇燃料、生物柴油等項目給予專項資金進行重點扶持。
2.優惠貸款制度:對符合《可再生能源發展指導目錄》的項目貸款,政府給以貼息。
3.稅收優惠制度:對小水電、風力發電和沼氣給予增值稅稅率優惠。
4.財政補貼制度:①補貼形式:“一貼兩助”(原料基地補助、示范補助和彈性虧損補貼)。②對生物質能發電項目予以電價補貼。
(三)總量目標制度
1.國務院制定全國性生物質能源開發利用中長期目標。
2.國家能源委、科技部、農業部等有關部門和各省級政府制定具體開發利用規劃。
(四)技術標準制度
1.制定與生物質能源發電項目相關國家標準、行業標準。
2.建立燃料乙醇的技術標準。
三、中美生物質能政策法律制度對比
(一)美國生物質能法律制度特點分析
1.法律規范上,呈現制度體系化、內容量化、標準化和具備時代性、發展性特征。首先,生物質能源法律制度涵蓋從生產到銷售終端全部過程,構成對整個生物質能產業鏈全方位引導和管理。不僅有專門性法律如《生物質研發法》、《生物質技術路線圖》等,也有一般性法律如《能源安全法案》。其次,法律制度內容上,涉及數字往往十分具體,甚至精確到小數點后幾位。最后,法律緊隨生物質能產業發展快速更新。從2000年到2010年十年內,先后通過近十部法律規范(包括《生物質研發法》、《美國農業法令》、《生物質技術路線圖》、《2004年聯邦公司稅負法案》、《2005年能源安全法案》、《2007年能源獨立與安全法案》、《2008年糧食、環境保護與能源法》、《2009年美國復蘇和再投資法案》等。)推動生物質能產業迅速發展。
2.管理體制上,美國以“政府―社會中間層―市場”為框架體系。政府干預適度有限,采取強制性規定與自愿性選擇相結合原則。首先,在宏觀把握和公共利益問題上,采取明確、強行規定,在具體實施上則給予企業靈活空間,發揮市場調節作用。其次,利用社會中間層力量和修正政府干預措施,順應市場變化,解決實際問題,給企業以引導。市場將法律政策適用后果和企業訴求通過社會中間層反饋給政府,推動法律政策修定。
3.發展策略上,根據不同時期的發展狀況,制定具體而周詳的生物質能技術發展路線圖。注重對中小企業經濟激勵。不僅稅收優惠種類全、范圍廣,財政補貼也涵蓋技術和生產兩個方面。多渠道融資,吸收社會資金,重投入、重管理、重監督,保證投入資金使用效率。
(二)中國生物質能法律制度特點分析
1.法律規范上,法律制度零散、雜亂,涉及領域較窄、不成系統,發展滯后。首先,我國尚無生物質能專門法律,多以概括性、指導性意見為主,具體規定往往以“另行規定”形式下放給國務院,散見于各實施條例、辦法、意見、通知及文件之中。其次,調節對象以生物質發電和沼氣為主,調整領域以生產和研發領域為主,對生物質能源產業鏈條中原料、流通和消費等領域涉及較少。最后,各規章條例多為因需而立、因時而設,缺乏穩定性和持續性。現實中,重前期投入輕后期監管、重生產投入輕銷售反饋、重研究開發輕成果轉化等問題普遍存在。
2.管理機制上,我國屬于“政府―市場”模式,缺乏中間組織。政出多門,配套規章缺乏協調性無法充分發揮作用。新成立的非糧生物質原料標準化技術委員會雖帶有一定社會中介性,但因成立時間短、職能范圍僅局限于生物質能原料領域,影響不大。
3.發展策略上,經濟激勵上以政策性、原則性規定為主,具體法律規定不多。補貼形式少且多數局限于生產領域,稅收優惠和項目撥款覆蓋范圍小,受惠企業少,且普遍存在重大企輕小企,重國企輕私企的情況,中小企業生存艱難。
四、借鑒和啟示
筆者認為,吸取美國發展經驗,完善我國生物質能源法律與政策應從以下幾方面著手:
第一,借鑒美國規制生物質能法律制度方式,建構連續、無縫的產業鏈式法律體系。遵循生物質能產業發展市場規律,從產業各環節入手,從生產起點到消費終端將法律規定連成一體,改變當前僅局限于研發和生產的現狀,建構統籌原料、生產、流通和消費各個領域的法律體系。
第二,充分發揮行業協會和其他社會中介組織力量,構建“政府―社會中介―市場”框架體系。改變現有“政府―市場”模式,通過社會中間力量上下疏導,加強行業監管,減少政府對市場的直接干預,促進法律、政策與市場銜接。
第三,因地制宜,制定我國“生物質能技術發展路線圖”。從國情出發,通過分析我國生物質能產業發展潛力和困難集中點制定經濟政策和構建法律制度。根據不同地域的不同現狀制定各自具體發展目標和發展規劃。將當地科研力量與生物質產業發展結合起來,提高對中小企業的經濟激勵力度,密切高校、科研院所、企業和政府之間聯系,形成網狀技術研發系統,促進產學研結合和大中小企業互補,加快科技成果轉化。
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作者簡介:董娟(1964-),女,天津大學文法學院教授、碩士研究生導師,研究方向:經濟法。
關鍵詞:林業生物質能源;開發利用;發展前景;利用對策
中圖分類號:TK6
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)10016002
1 林業生物質能源的含義及優點
1.1 林業生物質能源
林業生物質能由太陽能轉化而成,貯藏于林業生物質中,一般通過直接燃燒、熱化學轉換、生物轉換、液化等技術加以利用,主要用于氣化發電、燃料、供熱等[1]。林業生物質是指以木本、草本植物為主的生物質,主要包括林木、林業、林副產品及廢棄物、木制品廢棄物等[2]。
1.2 林業生物質能源的優點
林業生物質能源在生物質能源中占據主體地位,和石油、煤炭、天然氣等化石能源相比,主要有以下幾點突出的優勢。
1.2.1 清潔能源
傳統化石能源在燃燒過程中釋放大量溫室氣體,使大氣中溫室氣體濃度增加,90%以上的人為排放的溫室氣體都由化石能源燃燒產生,大量的溫室氣體以及有害氣體的排放無疑加重了環境的負擔,使環境逐漸惡化。林業生物質能源是一N清潔能源,能有效降低CO2的排放量,并能提高能源的燃燒效率[2]。生物質能源的利用方式與轉化途徑多樣,可通過生物轉化、熱化學轉化以及液化轉化為柴油、乙醇等燃料。
1.2.2 可持續、可再生能源
據測算,世界上煤、石油、天然氣分別可開采220年、40年和60年[3],如果不開發可再生能源,人類的能源將面臨枯竭。林業生物質能源可再生,能滿足人類對能源日益增長的需求。
2 國內外林業生物質能源的應用現狀
2.1 國外林業生物質能源應用現狀
美國、芬蘭、瑞典和奧地利等國家將生物質能轉化為高品位能源利用已具有可觀的規模,依次占該國一次能源消耗量的4%、18%、16%和10%[4],走在世界前列。
2.2 國內林業生物質能源應用現狀
20世紀80年代以來,生物質能源應用技術一直受到政府和科技人員的重視。國家從“六五”計劃就開始設立重點攻關項目,主要在氣化、固化、熱解和液化等方面展開研究工作[5~10],雖然取得了很大進步,但與國外差距還較大。隨著高新技術的飛速發展,林業生物質能源工程朝著以綠色化學潔凈轉化為高效率、高附加值、精深加工、定向轉化、功能化、環境友好化等方向發展[4]。
3 林業生物質能源的發展優勢及瓶頸
3.1 林業生物質能源的發展優勢
3.1.1 資源優勢
我國幅員遼闊,有大面積尚未利用的適合造林的荒地。我國未利用土地現有2.45億hm2,其中不適宜耕種的宜林荒地占23%,按利用其中20%種植高能源植物計算,每年產生的生物質量可替代1億t標準煤[11]。而且我國林下資源也非常豐富,資源上的優勢為我國大力發展林業生物質能源提供了物質保障。
3.1.2 技術日趨成熟
我國在能源林樹種選擇和造林模式等方面已有較為豐富的技術儲備。且在轉化工藝上也有突破,隨著現代科技的不斷發展,開發林業生物質能源的方式逐步多樣化,林業生物質能源通過物理轉化可得到固體成型燃料;通過化學轉化可得到高壓蒸汽、燃料油等;通過生物轉化可得甲烷氣。
3.2 林業生物質能源的發展瓶頸
3.2.1 林業生產自動化程度低
我國目前大部分地區林業生產自動化程度較低,林木采集基本依靠人工,而大多數造林地環境惡劣,加大了采集、運輸難度,從而提高了成本。
3.2.2 轉化成本高,轉化效率低
雖然目前轉化技術手段日趨成熟,但依舊面臨成本偏高,投入與產出不成正比的問題,因此難以形成規模化產業,不利于林業生物質能源應用的普及。
4 林業生物質能源的利用對策和措施
結合我國具體的國情林情,針對目前我國生物質能源利用的情況,為推動林業生物質能源的大力發展,應從以下方面入手。
4.1 加大財政投入,加強政策傾斜
林業生物質能源作為能源開發的一個新興領域,需要國家財政的大力扶持。政策引導和資金扶持是使林業生物質能源應用逐步壯大的必要條件。
4.2 充分利用企業資源,拓寬生物質資源開發的途徑
利用生物質能源的開發與利用是一項高投入的工程,要實現長遠的發展,除了國家的大力扶持外,還需要社會各界的支持。吸引企業資源,動員社會力量,充分發揮民間資本的力量意義重大。
4.3 加大創新力度,提高轉化效率
目前由于設備以及轉化方式的局限性,使得生物質能源的開發與轉化成本偏高,相對來說產出較低,而技術上的創新能有效降低成本,提高轉化效率。
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關鍵詞:黑龍江省;發展;生物質能源;策略
中圖分類號:F062.1 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2008)03-0114-04
一、生物質能源的認識
(一)生物質能源的含義
提到能源,人們通常會想到煤炭、石油、天然氣,抑或是風能、水能和核能。可是,在人類所面臨的能源危機日益嚴峻之際,一種人們司空見慣卻并未過多留意的能源――生物質能源,正悄然興起。生物質能源是植物通過光合作用而固定于地球上的太陽能,通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,生產各種清潔燃料來替代礦物燃料,以減少人類對礦物能源的依賴,保護國家能源資源,減輕能源消費對環境造成的污染。例如:用玉米、甘蔗、甜高粱、木薯生產燃料乙醇,用甜高粱、麻風樹生產生物柴油。
(二)生物質能源的特性
1、可再生性。生物質能源是以農林等有機廢棄物和利用邊際性土地種植能源植物為原料,以及以農作物淀粉油脂作為調劑,生產的可再生清潔能源及相關化工產品。是一種對環境友好,可再生的能源,如多種燃料乙醇、生物柴油和沼氣等。
2、環保性。生物質能源是以農林產品及其加工生產的有機廢氣物、畜禽糞便、生活垃圾等為原料,通過有機酶轉換技術生產的,可以使有機廢氣物和污染物無害化和資源化,從而有利于環保和資源的循環利用,可以顯著改善農村能源的消費水平和質量,凈化農村生產和生活環境。
3、高科技性。生物質能源在轉化的過程中,都要使用新技術,不論在玉米變燃料乙醇,還是沼氣的生產等生物質能源的生產過程中,都要經過現代的酶裂變工程或現代的發酵工程,具有較高的技術要求。
(三)生物質能源的作用
1、緩解能源短缺。隨著中國經濟社會的快速發展,能源供求矛盾將長期存在,特別是油氣供求矛盾十分突出。據測算,2010年前我國擬開工建設的煤礦項目缺精查儲量500多億噸,2011~2020年缺1200多億噸。在考慮大力節能降耗、調整經濟結構和發展可替代品等因素下,2020年石油缺口仍將達2.5億噸。雖然我國物產豐富,但由于人口眾多,盡管能源資源總量比較大,但人均擁有量遠遠低于世界平均水平。煤炭、石油、天然氣人均剩余可采儲量分別只有世界平均水平的58.6%、7.69%和7.05%。能源需求的巨大缺口已成為中國乃至亞洲經濟社會可持續發展的“瓶頸”。在眾多的可再生能源和新能源中,生物質能源的可再生性和生產原料的豐富性使其易于規模化生產,那么,加快生物質能源發展,可最大地緩解資源與環境的壓力。
2、促進區域經濟發展。各國經驗表明,發展清潔可再生的生物質能源在經濟上,可以擴大就業,增加收入,縮小區域間的收入差距。在社會發展上,可以扶持社會弱勢階層,提高低收入者收入水平。在環境上,通過使用生物柴油,減少廢氣和空氣污染,可以降低社會的醫療成本。在發展戰略上,可以減少對進口能源的依賴,降低國家能源安全風險。縱觀國際國內,已經進入生物質能源發展的時代,在強勁有力的政府支持下將給生物質能行業帶來廣闊的市場發展機遇。
3、發揮農業物質功能多樣性。多功能是農業的客觀屬性,在現代社會中農業一直以來發揮著食品安全、原料供給、市場、就業增收、勞動力輸出等多種功能。隨著社會的進步,環境的變化,科學技術的提高,農業新的功能被不斷的開發和認識,生物質能源就是賦予農業的一個新的功能。
二、生物質能源的發展狀況
(一)國外生物質能源發展情況
現代工業的迅速發展,大規模開發利用作為清潔能源的可再生資源顯得日益重要,可再生能源進入能源市場,已成為世界各國能源戰略的重要組成部分。生物質能源的開發利用早已引起世界各國政府和科學家的關注。有許多國家都制定了相應的開發研究計劃,在日本有陽光計劃、印度有綠色能源工程、美國有能源農場和巴西的酒精能源計劃等發展計劃。其他諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國,多年來一直在進行各自的研究與開發,并形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系,擁有各自的技術優勢。按照歐盟規定,其成員國的可再生能源在一次能源中的比例將于2010年達到12%,2020年達到20%。美國提出,到2020年生物燃料在交通燃料中的比例達到20%;瑞典提出,2020年之后利用纖維素生產的燃料乙醇全部替代石油燃料,徹底擺脫對石油的依賴。
(二)我國生物質能源發展規劃
為降低能源供求矛盾,健康發展生物質能源,我國于2006年先后頒布了《中華人民共和國可再生能源法》、《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》和《關于發展生物質能源和生物華工財稅扶持政策的實施意見》,國務院于2007年6月7日通過了《可再生能源中長期發展規劃》,確定了生物質能源發展目標。
1、生物質能源產業發展總體思路。今后15年,中國在生物質能方面將重點發展農林生物質發電、生物液體燃料、沼氣及沼氣發電、生物固體成型燃料技術四大領域,開拓農村發展新型產業,為農村提供高效清潔的生活燃料,并為替代石油開辟新的渠道。
2、生物質能源產業發展目標。到2010年,生物質發電將達到550萬千瓦,生物液體燃料達到200萬噸,沼氣年利用達到190億立方米,生物固體成型燃料達到100萬噸,生物質能年利用量占到一次能源消費量的10%(現為7.5%);到2020年,達到16%,生物質能發電裝機達到3000萬千瓦,生物液體燃料達到1000萬噸,沼氣年利用達到400億立方米,生物固體成型燃料達到5000萬噸,生物質能年利用量占到一次能源消費量的4%。
我國國家發改委也就我國生物燃料產業發展作出三個階段的統籌安排:“十一五”實現技術產業化,“十二五”實現產業規模化,2015年以后實現大發展。預計到2020年,我國生物燃料消費量將占到全部交通燃料的15%左右,建立起具有國際競爭力的生物燃料產業。
三、黑龍江省發展生物質能源的優勢分析
縱觀國際國內,已經進入生物質能源發展的時代,在強勁有力的政府支持下將給生物質能行業帶來廣闊的市場發展機遇。作為物產豐富的農業大省黑龍江來說有著極其豐富的生物質能源的生產資料和基礎設施建設,具有良好的發展基礎,在發展生物質能源上有著別人無法比擬的優勢。一定要抓住這個契機另辟蹊徑,以農業為基礎,科學規劃在不與
人爭糧不與糧爭地的條件下,大力發展生物質能源,振興我省經濟,為我國減少對進口能源的依賴,降低國家能源安全風險作出貢獻。
(一)糧食產量和農業廢棄物豐富
黑龍江省耕地面積、林地面積和石油儲量居全國首位,糧食綜合生產能力600億公斤左右,商品率60%以上,是我國重要的商品糧生產基地。目前,可以作為能源利用的生物質主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據調查,我省年產農作物秸稈5600萬噸,約2800萬噸標準煤,除約933萬噸作為飼料、生活用能源、造紙、紡織和建材等用途外其余4667萬噸可作為能源用途;薪柴的來源主要為林業采伐、育林修剪和薪炭林,我省年均薪柴產量約為900萬噸,折合標準煤525萬噸;畜禽排泄物3億噸,在加上大量的野生灌木、枝丫和枯草,在生物總量和人均占有量上其他省區是不可比的,可提供豐富的生物質能源生產資料(農林廢氣物轉換能源量是根據占國家的比例計算得出)。若建設一處300戶規模的秸稈氣化集中供氣工程,每年可節約秸稈燃料800噸,相當于保護林地400多畝。而目前我省農村直接用作燃料的秸稈消耗量每年在3000萬噸以上,約占秸稈總量的60%,直接用于燃料的薪柴294萬噸,如此多的生物質資源直接作為初級生活燃料消耗,其利用價值被大大降低,形成了“資源消耗-生態破壞-能源更加短缺”的惡性循環。
(二)多個先進基礎設施即將建成
近幾年,我省雖然出臺了一些發展新能源的政策法規,但沒有明確提出生物質能源的概念,而國家2007年6月7日通過的《可再生能源中長期發展規劃》中明確提出生物質能源的概念。我省對生物質能源的概念還很模糊,但也取得了一些進展,投入了大量的資金建設了生物質能源的生產基地。“十五”期間建設了以陳化糧為原料的燃料乙醇生產廠和已建立了甜高粱種植、甜高粱稈制取乙醇的基地。并有在建的技術比較先進的以木制纖維素為生產原料的生物質能源項目。例如,有獲國家發改委立項批復,預計2008年10月投產由黑龍江帥億集團公司投資建設的年產15萬噸秸稈燃料乙醇、20萬噸生物油項目,2007年6月在肇源縣大慶新肇糧食產業園區奠基,該項目采用國際先進的酶裂解和微波技術,以玉米、高粱等農作物秸稈為原料,加工生產乙醇燃料、生物油及其他副產品,是目前為止黑龍江省首個產業化生物能源項目。作為非糧食生物能源的開發,具有明顯的先進性,它不但具有巨大的市場價值,而且提升了農產品的附加值,將增加周邊農民收入。虎林清河泉米業有限責任公司生物質熱電聯廠,是利用稻殼發電,余熱供暖的可再生能源利用的CDM項目[即清潔發展機制,是141個國家簽字同意的于2005年2月16日生效,世界上第一個帶有法律約束力的國際環保協議《聯合國氣候變化框架公約京都議定書》簡稱《京都議定書》第12條確定的一個基于市場的靈活機制,其核心內容是允許附件一締約方(即發達國家)與非附件一國家(即發展中國家)合作,在發展中國家實施溫室氣體減排項目]。目前,該項目已經完成前期投資8 000萬元,2007年10月份竣工后將年發電8000萬度,可支持供熱面積100萬平方米。利用稻殼作為生產資料不僅可以解決環境衛生,更有利于環保。CDM項目的潛力大,是新型科技環保項目,具有很好的市場前景。
(三)具有生物質能源發展的政策基礎
幾年來,黑龍江省相繼出臺了一些政策法規鼓勵生物質能源的發展。制定了《黑龍江省“十一五”資源綜合利用專項規劃》,規劃年限為2006-2010年,展望到2020年。發展目標:到2010年,力爭實現全省資源綜合利用產值100億元,其中:農林廢棄資源26億元,城市垃圾資源2億元,農村畜禽糞便資源3.1億元;工業廢渣綜合利用率達到90%,其中:林區三剩物綜合利用率55%,秸稈和殼皮綜合利用率54%,畜禽糞便資源利用率達到2.3%,主要城市生活垃圾綜合利用率達到10%。到2020年,預計全省資源綜合利用實現產值380億元,其中,農林廢棄資源100億元,城市垃圾資源10億元。林區三剩物綜合利用率85%,秸稈和殼皮綜合利用率達到50%。發展技術:重點發展農林廢棄物綜合利用技術、農村糞便處理及綜合利用技術、城市生活垃圾綜合利用技術等。要求重點發展機械化秸稈還田、秸稈生物快速腐熟、秸稈微貯和氨化、秸稈飼料、秸稈供熱、秸稈氣化、秸稈固化、秸稈和殼皮發電、秸稈包裝裝飾、秸稈造紙、草磚草板新型建材、林業“三剩”物系列應用等深加工綜合利用技術。重點發展農村戶用沼氣技術和集約化養殖場糞便資源化利用技術,引導農民和養殖企業利用厭氧發酵技術處理畜禽糞便。重點發展推廣垃圾綜合利用(發電、堆肥等)系列技術。引導企業按照市場化運營的方式,開發具有自主知識產權、國產化的垃圾處理技術、裝備,逐步實現垃圾處理的資源化、無害化和減量化。重大示范工程:鼓勵以企業為主體,優選先進適用技術,建設一批在全省有較大帶動作用,在全國居領先水平的資源綜合利用示范項目,包括農村秸稈、殼皮綜合利用示范工程、林業“三剩”物綜合利用示范工程、農村糞便資源化利用示范工程。建設秸稈飼料加工、秸稈氣(固)化、秸稈(殼皮)發電、秸稈包裝裝飾、秸稈造紙等深精加工綜合利用項目,在秸稈綜合利用重點地區建立比較健全的管理和服務體系,加快秸稈綜合利用產業化建設步伐。在林區和木材加工集中區建立林業“三剩”物綜合利用示范工程。加快推廣農村戶用沼氣技術和建設集約化養殖場大中型沼氣工程,積極開展沼氣綜合利用技術示范項目,推動農牧生產清潔化、能源利用優質化進程。
(四)科技力量較強
黑龍江省現有數十家包括農學院、農科院、農業生物技術職業學院等農業科技院所,有著較強的科研實力。在生物質轉化與利用方面,已建設有高水平的生物質能源實驗室、綜合生化分析實驗室。具有承擔國家級大型項目、接納國內外學者開展科學研究的能力。并取得了解決農業廢棄物在轉化過程中的某些關鍵問題的成果,可降低生物質能源轉化過程中的生產成本,提供實用化生產技術和設備,這對推動我國生物質能利用技術的發展及其產業化進程具有十分重要的意義。在沼氣生產工業化和沼氣商品化,利用厭氧發酵的原理有效地處理畜牧場廢棄物、生活垃圾以及農業廢棄物研究方面也建有高水平的實驗室并有先進的成果。例如:農學院完成的利用厭氧發酵技術研究開發高效全天候生物質燃料的工業化生產系統,適用于高寒地區對各種有機廢棄物處理,解決了高寒地區冬季沼氣周年生產的問題。“十一五”期間將在厭氧條件下的微生物篩選和優良菌種培育;農業秸稈、生活垃圾、牲畜糞便混合物的同時粉碎、篩選分離;高濃度酸化裝置中的料液分離和酸化液的輸送方法,微生物高密度保持反應器;太陽能和沼氣聯合加熱保溫系統調控技術;沼液沼渣快速好氧制肥技術等方面取得突破進展。
四、黑龍江省生物質能源發展的限制因素
(一)不能與食用糧爭地限制生物質能源的發展
我省糧食產量雖然居全國首位,玉米產量也在全國居前,種植面積也在逐年增加,預計2007年比上年增加700萬畝達5000多萬畝。但我省是重要的商品糧基地,到2010年,我省除每年自用40億公斤粳稻外,每年向國家提供粳稻商品糧156.3億公斤,承擔著國家糧食安全的重任。因此,不可能拿出太多的土地來種植玉米等可轉化為生物質能源的作物,這樣在原料的供給上不能最大地滿足生物質能源的大規模生產。
(二)資金短缺,生產水平低
雖然我省建立了一批生物質能源建設基地,但多數是以糧食為原料的燃料乙醇的生產,以農林廢棄物作為原料生產生物質能源的技術和產業相對落后,不能實現規模生產。就糧食轉乙醇還存在技術水平落后,生產成本高,市場競爭力弱的問題。目前較成熟的燃料乙醇的生物轉化方法是以玉米為原料,但其原料成本高達總成本的70%~80%,生產成本每噸3500元左右,而巴西以甘蔗生產燃料乙醇的成本1998年就降到300美元以下。在現有的技術和市場條件下,要擴大以農林廢棄物為原料的生物質能源的生產規模需要大量的資金投入,對于經濟相對落后的黑龍江省來說難度比較大。因此,生物質能源的生產成本和技術水平制約著我省生物質能源產業的發展。
(三)政策法規不完善,操做性差
在國家能源政策調控下,雖然出臺了包括黑龍江省實施國務院《節約能源管理暫行條例》細則及農村能源管理辦法等一些發展新能源的法規,但沒有我省自己的可再生能源管理細則,也沒有明確提出生物質能源的概念,而國家2007年6月7日通過的《可再生能源中長期發展規劃》中明確提出生物質能源的概念,我省對生物質能源的概念還處于模糊狀態,不能在政策上指導生物質能源的發展。另外,國家對燃料乙醇的生產和銷售仍采取嚴格的管制,雖有許多企業和個人試圖生產或銷售燃料乙醇,但由于受到現行政策的限制,不能普遍享受到財政補貼,也難以進入汽油現有的銷售渠道。對于生物柴油的生產,國家還沒有制定相關的政策,特別是還沒有生物柴油的國際標準,更沒有生物柴油的正常的銷售渠道。
五、黑龍江省發展生物質能源的對策建議
1、確立發展生物質能源的戰略目標。要提高對發展生物質能源重要性的認識,制定生物質能源發展目標。我省在制定振興東北工業基地方案時確定的是能源工業基地,但仍然是以提高原煤和原油開采量為目標,不利于保護資源和環境,不符合可持續發展的要求,也不能從根本上改變能源危機,也不能達到長期的經濟發展。我省應抓住綠色能源時代的契機,發揮農林作物豐富地域遼闊的優勢,建立以農業為基礎,以發展生物質能源為目標的生物質能源工業基地的振興計劃,促進龍江經濟的騰飛。
2、積極進行技術創新,實現規模化生產。用糧食生產乙醇燃料,不但成本高,而且存在與食用糧爭地的風險,應鼓勵以木質纖維素為原料的生物質能源生產工藝的研究并擴大其生產規模。豐富而廉價的木質纖維素是地球上最豐富的可再生資源,主要來源于農業廢棄物,如麥草、玉米秸稈、玉米芯、大豆渣、甘蔗渣等;工業廢棄物,如制漿和造紙廠的纖維渣、鋸末等;林業廢棄物和城市廢棄物,如廢紙、包裝紙等。改變沼氣一戶一建的模式,實現規模化生產的方式,可用于供熱發電、(經存化壓縮)車用燃料或罐裝管輸。
3、結合區域特征,合理規劃布局。在發展生物質能源的產業建設中,要搞好調研,結合省內區域間糧食及農林廢氣物產量的分布科學規劃。對于正處于轉型期的資源城市,可在荒地及塌陷地等不適宜糧食生產的地帶,種植秸桿等可用于生產乙醇燃料等生物質能源的植物,對現有的能源加工企業進行改造,使其成為可生產生物質能源型企業,安置下崗人員,提高收入。
一、中國生物質能法律制度
中國無專門生物質能法律,現行制度以《可再生能源法》為基本框架,其他相關法律法規為補充。
(一)生物質能源管理體制我國整體上處于“政府—市場”模式。法律沒有規定專門管理機關,國家能源委作為最高指導機關,科技部、農業部、工信部和財政部為輔助部門。非糧生物質原料標準化技術委員會(NEA/TC24),負責制定和實施我國相關標準。
(二)經濟激勵制度1.專項資金制度:對《可再生能源發展指導目錄》中符合條件的生物乙醇燃料、生物柴油等項目給予專項資金進行重點扶持。2.優惠貸款制度:對符合《可再生能源發展指導目錄》的項目貸款,政府給以貼息。3.稅收優惠制度:對小水電、風力發電和沼氣給予增值稅稅率優惠。4.財政補貼制度:①補貼形式:“一貼兩助”(原料基地補助、示范補助和彈性虧損補貼)。②對生物質能發電項目予以電價補貼。
(三)總量目標制度1.國務院制定全國性生物質能源開發利用中長期目標。2.國家能源委、科技部、農業部等有關部門和各省級政府制定具體開發利用規劃。
(四)技術標準制度1.制定與生物質能源發電項目相關國家標準、行業標準。2.建立燃料乙醇的技術標準。
二、中美生物質能政策法律制度對比
(一)美國生物質能法律制度特點分析1.法律規范上,呈現制度體系化、內容量化、標準化和具備時代性、發展性特征。首先,生物質能源法律制度涵蓋從生產到銷售終端全部過程,構成對整個生物質能產業鏈全方位引導和管理。不僅有專門性法律如《生物質研發法》、《生物質技術路線圖》等,也有一般性法律如《能源安全法案》。其次,法律制度內容上,涉及數字往往十分具體,甚至精確到小數點后幾位。最后,法律緊隨生物質能產業發展快速更新。從2000年到2010年十年內,先后通過近十部法律規范(包括《生物質研發法》、《美國農業法令》、《生物質技術路線圖》、《2004年聯邦公司稅負法案》、《2005年能源安全法案》、《2007年能源獨立與安全法案》、《2008年糧食、環境保護與能源法》、《2009年美國復蘇和再投資法案》等。)推動生物質能產業迅速發展。2.管理體制上,美國以“政府—社會中間層—市場”為框架體系。政府干預適度有限,采取強制性規定與自愿性選擇相結合原則。首先,在宏觀把握和公共利益問題上,采取明確、強行規定,在具體實施上則給予企業靈活空間,發揮市場調節作用。其次,利用社會中間層力量和修正政府干預措施,順應市場變化,解決實際問題,給企業以引導。市場將法律政策適用后果和企業訴求通過社會中間層反饋給政府,推動法律政策修定。3.發展策略上,根據不同時期的發展狀況,制定具體而周詳的生物質能技術發展路線圖。注重對中小企業經濟激勵。不僅稅收優惠種類全、范圍廣,財政補貼也涵蓋技術和生產兩個方面。多渠道融資,吸收社會資金,重投入、重管理、重監督,保證投入資金使用效率。
(二)中國生物質能法律制度特點分析1.法律規范上,法律制度零散、雜亂,涉及領域較窄、不成系統,發展滯后。首先,我國尚無生物質能專門法律,多以概括性、指導性意見為主,具體規定往往以“另行規定”形式下放給國務院,散見于各實施條例、辦法、意見、通知及文件之中。其次,調節對象以生物質發電和沼氣為主,調整領域以生產和研發領域為主,對生物質能源產業鏈條中原料、流通和消費等領域涉及較少。最后,各規章條例多為因需而立、因時而設,缺乏穩定性和持續性。現實中,重前期投入輕后期監管、重生產投入輕銷售反饋、重研究開發輕成果轉化等問題普遍存在。2.管理機制上,我國屬于“政府—市場”模式,缺乏中間組織。政出多門,配套規章缺乏協調性無法充分發揮作用。新成立的非糧生物質原料標準化技術委員會雖帶有一定社會中介性,但因成立時間短、職能范圍僅局限于生物質能原料領域,影響不大。3.發展策略上,經濟激勵上以政策性、原則性規定為主,具體法律規定不多。補貼形式少且多數局限于生產領域,稅收優惠和項目撥款覆蓋范圍小,受惠企業少,且普遍存在重大企輕小企,重國企輕私企的情況,中小企業生存艱難。
三、借鑒和啟示
【關鍵詞】生物質能源;發展問題;農村;政策建議
能源是社會發展和經濟增長的最基本驅動力,是人類賴以生存的物質基礎。隨著我國經濟的快速發展,對能源的需求和消耗也在與日俱增,而傳統化石能源的過度開采和使用引發了一系列嚴峻的社會和環境問題,嚴重制約了我國經濟的可持續發展。
化石能源的過度使用產生了大量的溫室氣體,是導致全球氣候變暖的主要因素。2002-2007年間,我國二氧化碳排放量翻了一番,2008年二氧化碳排放量超過美國,成為全球最大的二氧化碳排放國,這使我國面臨巨大的國際壓力和生態壓力,如何減少碳排放量成為我國發展經濟發展過程中急需解決的問題。同時,我國的傳統能源正在逐漸枯竭,譬如煤炭人均擁有量只相當于世界平均水平的50%,石油、天然氣人均資源量僅為世界平均水平的1/15左右,均屬于世界較低水平。這造成了我國對能源進口的依存度較高,能源安全問題逐漸突顯。
對能源結構進行科學調整,開發利用新型能源是我國解決這些問題的最有效途徑。然而,原本作為我國重點開發的新型能源之一的核能,由于日本的核泄漏事件,其安全問題再一次引起了爭議。太陽能、水能、地熱能等新型能源由于其不穩定性和地域局限性,在發展上也受到了限制。因此,選擇符合我國客觀條件、適應發展需要的新型能源,成為了我國能源戰略中的關鍵步驟,也是我國未來能源戰略的發展方向。
在國家制定的戰略性新興產業發展規劃中,把新能源產業列為了現階段的七大戰略性新興產業之一,而生物質能源更是被作為其中的重點來進行發展。生物質能源因其具備其它新型能源所不具備的分布廣泛性、易獲得性和使用安全性等優點,而成為了最佳替代能源。積極推進生物質能源產業的發展,將有效緩解我國的能源短缺的局面,對保障國家能源安全,改善生態環境,優化農業結構,加速經濟發展具有重要意義。
一、我國生物質能源發展的現狀
我國是農業大國,生物質資源極為豐富,品種多樣,分布廣泛。據農業部測算,全國每年產生的農作物秸稈約有7億多噸,農產品加工業廢棄物(包括稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等)超過1億噸,畜禽糞便以及農產品加工業有機廢水超過30億噸,用于生產燃料乙醇的糧食超過了500萬噸。另外,我國目前有759.6萬hm2的土地可用于能源農業,有6753萬hm2土地可用于能源林業,有333.33萬hm2可利用的海岸灘涂和大量的內陸水域,可用來培植油藻來制取生物柴油。由此可見,我國具有發展生物質能源產業的良好資源優勢,而隨著國家對生物質能源開發的重視,我國生物質能源產業得到了迅速發展,進展十分顯著。
(一)沼氣產業初具規模
我國政府十分重視沼氣產業的發展,對沼氣產業的投入力度正在不斷加大,截止到2010年,僅中央對農村沼氣建設的投入資金已經高達242億元。據農業部統計,全國已建設大中型沼氣工程2.26萬處、養殖小區和聯戶沼氣工程1.99萬處、秸稈沼氣示范工程47處,沼氣產業已初具規模。目前,國家有關部門已安排專項資金用于沼氣的產業化發展,努力推進“戶用沼氣”向“產業沼氣”的發展,重點扶持特大型沼氣工程或者大中型沼氣工程的建設,并選用先進技術進行應用試驗,對沼氣產業化發展中的關鍵技術進行進一步開發。
(二)生物乙醇產業發展較快
我國在2000年啟動了燃料乙醇項目,并作為“十五”期間的重點發展項目進行規劃。中央總共投入4.8億元人民幣在河南、安徽、吉林、黑龍江先后建立了四家糧食轉燃料乙醇生產企業,到2007年四家企業總計產量超過了145萬噸。2007年底,在廣西北海合浦投資建立的以木薯為原料的燃料乙醇生產企業正式投入生產,年產燃料乙醇20萬噸。這是我國正式投產的第一家以非糧作物為原料的乙醇生產企業,標志著我國正式步入了燃料乙醇生產的“非糧化”。至2008年,我國已經在全國十個省份推廣使用了乙醇汽油,極大地促進了我國燃料乙醇產業的發展。2010年,我國燃料乙醇產量已經超過了200萬噸,繼美國、巴西之后,位居世界第三。到2020年,預計將超過1000萬噸,這將使我國的石油進口量降低10%。
(三)生物柴油發展亟待加強
我國早在十多年前就開始了生物柴油的研究和推廣,以應對日益嚴重的柴油緊缺問題,但是由于生物柴油的生產成本較高,對技術的要求也比較苛刻,而且我國用于生產生物柴油的原材料供應嚴重不足,這些外部條件成為了制約發展的重要因素。而且沒有國家的財政補貼,也在很大程度上影響了企業的生產積極性,目前國內每年150萬噸生物柴油的產能,實際上只有30-40萬噸的產量,大部分處于閑置狀態。生物柴油作為我國能源替代戰略的重要組成部分,直接關系到未來的社會經濟發展,就目前的狀況而言,亟待政府的大力扶持。
二、國外生物質能源發展戰略
為了更好地推動生物質能源產業的發展,許多國家出臺了相應的發展戰略和發展規劃,設立專門的科研機構和管理部門,并制定了相關的法律法規、財稅政策和扶持辦法,取得了較好的成果,這些經驗是十分值得我們學習和借鑒的。
(一)制定國家發展戰略
2002年,美國能源部和農業部聯合提出了《生物質技術路線圖》,對生物質能源和生物質產品做出了長遠規劃,計劃到2020年使生物質能源和生物質產品較2000年增加10倍,達到能源總消耗量的25%。上世紀九十年代初,歐盟委員會通過決議決定發展生物質能源,并鼓勵生產和使用燃料乙醇,計劃到2020年運輸燃料的20%將用燃料乙醇等生物燃料進行替代。巴西政府在1975年制定了全國性的生物質能源發展戰略,提出要重點發展以甘蔗為原材料的燃料乙醇產業和乙醇汽油的推廣。政府先后投入數十億美元的資金用于該產業的發展,并制定了相關的法律法規和優惠政策,目前巴西已經成為世界最大的燃料乙醇生產國。(二)設立專門的科研機構和管理機構
德國政府為更好地發展生物質能源產業,在1993年專門成立了生物質原材料和生物質能源研究中心,該研究中心專門負責全國生物質能源作物的研究和開發,以及新技術、新工藝的推廣等。2002年,美國政府組建了“生物質項目辦公室”,成立了專門的生物質技術咨詢委員會,主要為生物質能源產業制定發展規劃和技術路線。
(三)政策扶持
歐美國家采用政府行為來為生物質能源的發展提供支持,通過增加研發投入,提出補貼,實施政府采購,制定優惠稅收政策和對生物質能源的流通環節給予補貼等手段來扶持生物質能源產業的發展,特別是通過產業化支持來加速生物質能源的技術革新和規模擴大,這些措施都有效促進了本國的生物質能源產業的快速、高效發展。
三、促進我國生物質能源發展的政策意見
我國生物質能源發展已被列為國家發展戰略,是未來社會進步和經濟發展的重要保障。生物質能源產業的發展離不開政府的大力扶持,行政手段不但可以為產業發展注入動力,也可以為產業發展創造有利的外部環境。
(一)整體發展,進行產業鏈整合
生物質能源的生產過程是由許多環節組成的,包括前期的技術研發,原料生產,中期的能源轉換,后期的銷售、使用,所有這些環節形成了一條完整的產業鏈。通過對整條產業鏈上各參與單位的組合、協調和整體化布局,既可以提高整條產業鏈的生產效率,也可以使整個產業的效益達到最大化。各地方政府應該根據本地資源優勢,結合實際情況,對生物質能源產業進行橫向和縱向整合。橫向整合是指通過提高生物質能源產業鏈上同類型企業的集中度,采用打造生物質能源產業園區和生物質原料生產基地的方式,來擴大產業規模。通過集群優勢來降低成本,獲得價格優勢,從而擴大市場占有率,達到產業效益的最大化。縱向整合是指對生物質能源產業鏈上下游的所有參與單位進行縱向約束,使它們產生互相聯動,從產品研發、原料生產、能源轉換到銷售都根據所制訂的標準進行一體化生產,通過對生產技術、產品質量、生產規模和產品定價的控制,實現產業縱向利潤最大化。通過產業鏈整合不僅可以壯大產業規模,還可以培植本地龍頭企業和名優產品,增加企業利潤,加快生物質能源產業的健康、快速發展,促進本地區經濟水平的提高。
(二)創造有利條件,鼓勵民營企業參與
在我國的民營企業中有很大一部分具有鄉鎮企業背景,它們對農村的社會環境和經濟環境有比較深入的了解,有一定的群眾基礎和信息優勢。同時,民營企業具有靈活的經營體制和快速的市場反映能力,在新興產業中具有更強的適應性。在生物質能源產業的開發過程中,民營企業具有無可比擬的優勢,所以應該借助廣大民營企業的力量來開發這一產業。但是民營企業多為中小型企業,資金投入和風險控制的能力不強,這極大限制了民營企業參與生物質能源開發的熱情。這就需要政府加大扶持力度,創造有利條件,鼓勵民營企業參與到開發、生產生物質能源的產業中來。主要可以通過制定優惠的財稅政策,如財政資助、稅收減免、加速折舊和提供獎勵等措施對參與開發的民營企業進行財稅上的扶持。同時,通過建立有利的投融資機制,采用投資補貼、提供無息或貼息貸款、排污權交易與市場配額等手段,幫助民營企業獲得資金支持。我國還應盡快建立起扶持生物質能源產業開發的公益基金,通過政府性資金的投資杠桿作用,給予民營企業以資金支持,降低投資風險。
(三)加大財政投入,支持技術研發
政府設立專項資金,用于投資支持公共研發部門對關鍵技術的研發,盡量降低企業在技術研發上的風險。通過財政撥款加大對生物質能源技術開發的資金投入,同時也可采用經濟和政策手段鼓勵企業進行技術創新。統籌協調科研機構和生產企業之間的聯動關系,加強公共研究機構和企業間的合作,鼓勵“技術和利益共享”,加速關鍵技術的成果轉換和產業化進程。對具有較強創新能力的企業,進行重點扶持,樹立行業“標桿”,從而達到“以點帶面”的發展效果。同時,還需建立人才資源庫和合理的人才培養體系,對高校開設的生物質能源有關專業進行財政扶持,為生物質能源產業提供所需人才。
(四)完善服務體系,深化市場功能
生物質能源作為一個新興產業,其市場體制還不夠完善。我國目前只對個別生物質產品制定了行業標準,這導致了原料和產品的質量參差不齊,出現了市場混亂,甚至有很多生物質能源產品不能入市交易,這極大地限制了我國生物質能源產業的發展。有關部門應制定相應的法律、法規來規范生物質能源市場,特別是要對生物質能源產品制定詳細的行業標準,嚴格控制產品質量。同時要充分發揮政府的監督職能,設立特別部門,專門對市場中存在的違規現象進行監管和懲處。政府還要充分發揮自身的服務職能,為市場參與者提供咨詢、調解和法律支持,以及提供信息服務,避免由市場信息不對稱而造成的不公平競爭。通過建立規范、公平的市場環境來充分發揮其高效的資源配置、優勝劣汰和信息反饋功能,更好地為消費者和生產企業提供幫助,從而進一步促進生物質能源產業的健康發展,最終達到“企業—市場”互相促進,共同發展的良性循環。
參考文獻
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關鍵詞 生物質能源;烤煙;烘烤;應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately,relieving the status of rising costs and curing pollution,this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality,debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette,biomass gasification,biomass briquette and so on,different applied forms showed positive effect,which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy;flue-cured tobacco;curing;application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程,目前烤煙生產上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱,熱利用率低,煤耗量高,通常1 kg干煙葉煤耗量1.5~2.5 kg標煤,而理論上的耗煤量為0.8 kg,也有研究分析指出,在密集烘烤中,火爐的熱效率為64.95%,烤房熱效率僅為36.08%,總的熱損失達63.92%,能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格,使得生產烤煙的成本不斷增加,使烤煙生產的可持續發展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節能技術,提高能源利用效率,尋找烤煙烘烤能源替代途徑,降低烤煙生產成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前,此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發等方面,其中新型能源烘烤燃料中的生物質能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點,有望成為烤煙烘烤傳統能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質能源概述
生物質能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質總量達1 730億t,蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10~20倍[6]。據報道,生物質能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源,占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統直接燃燒方式相比,現代生物質能源的利用更多的是借助熱化學、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,為人類生產、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產品[8]。在生態環境保護方面的研究發現,提供相同能量,煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍,用1萬t秸稈替代煤炭能量,煙塵排放將減少100 t[9]。生物質能源作為一種可再生的低碳能源,具有巨大的發展潛力,它的開發利用對于建立可持續能源系統、促進國民經濟發展、保護生態環境具有重大意義。
2 生物質能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質能源產量,年產農作物秸稈、谷殼等總量約14億t,如開發用于燃燒,可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例,每年農作物秸稈總產量5 000萬t左右,如果能開發利用其中的1/3轉化為燃料,即可消耗秸稈1 700萬t,約相當于建立2座年產500萬t的大型煤礦[11]。目前,烤煙烘烤上研究應用的生物質多為農作物秸稈,應用方式主要有生物質型煤、生物質氣化、生物質壓塊等,應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質型煤。生物質型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產品。其充分利用煤和生物質各自的優勢,具有節煤和生物質代煤的雙重作用,與原煤燃燒相比,生物質型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一,目前已進入商業化生產階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質型煤。其在使用過程中容易實現配風的精準控制,進而實現與密集烤房控制系統的配套,且生物質型煤在燃燒過程中著火大小容易控制,生火及升降溫速率均較快,能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用,結果發現80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料,沒有煤的加入,以青蒿、煙、玉米等農作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料,不需粉碎,在厭氧條件下碳化6~8 h,利用秸稈自然進行分解形成生物質碳,再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發現各種秸稈碳化率平均約為50%,而通過加配方后,常規秸稈等材料2 t可生產2 t秸稈煤,其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術研究結果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味,滿足烤煙工藝要求,其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的,可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質氣化。生物質氣化是采用生物質氣化發生裝置將生物質原料在厭氧狀態下燃燒轉化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多,生物質氣化烤煙系統開發設計相對成熟。楊世關等[16]研究設計了一套新型烤煙設備,主要是以生物質燃氣為能源,將間接換熱與直接換熱緊密結合,該系統的能源利用率及煙葉品質都較傳統間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農作物秸稈為原料采用生物質氣化發生裝置通過燃氣發生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體,經管網送往各烤房實現自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質壓塊。在壓強為50~200 Mpa、溫度為150~300 ℃、或不加熱或不加黏結劑的條件下,先將木材加工剩余物及各種農作物秸稈等粉碎成一定粒度,再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18],故又稱為生物質固體成型燃料。目前,此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質量感官以及經濟效益的影響,其中生物質燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本,提高烘烤效益,替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗,將其放在AH密集烤房進行燃燒,能降低烤煙生產成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內在品質。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質壓塊為供試燃料,研發了配套的生物質壓塊燃燒爐,研究生物質能源在烤煙烘烤中的應用效果,生物質壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤,而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質量。倪克平等[21]研究生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果,其中生物質壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料,添加輔助化工原料后,用攪拌機攪拌成均勻的混合原料,將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅,配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐,研究結果表明:生物質壓塊用于煙葉烘烤可以充分調控烤煙烘烤工藝,降低烘烤成本,節能減耗,提高烤后煙葉品質。譚方利等[22]關于生物質壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質壓塊用于烤煙烘烤是可行的,但對于燃料添加技術要求較高。
2.2 應用效果
生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好,節能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質量。與原煤相比使用生物質型煤烘烤煙葉,生產1 kg干煙可節約用煤約0.15 kg,每爐煙葉可節約用煤50 kg以上,節能效果顯著,而且生物質型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內在化學成分無不良影響,而且能夠降低上部葉煙堿含量,提高上部煙葉還原糖含量,氮堿比更加協調,香氣量充足,香氣質好,余味明顯改善,雜氣減輕,刺激性減少,評吸結果較好,有利于提高煙葉內在品質[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質氣化烘烤與傳統的燃煤烘烤相比,煙葉的內在品質得到一定的改善。感官評吸結果表現為生物質氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質、干凈度均優于煤炭燃料烘烤的煙葉,而且回味、勁頭、濕潤上也表現出一定的優勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤,能降低煙葉中含氮化合物含量,提高煙葉中總糖、還原糖,有利于改善煙葉化學成分的協調性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點,青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質原料主要是廢棄的秸稈,來源廣泛、價格低廉,因此利用生物質能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本,比同等發熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用,按當地生產水平以及市場煤炭價格計算,烘烤煙葉1 875 kg/hm2,使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2,以此測算,若在該縣進行推廣應用,每年可節約煤炭1.8萬t,全縣煙農增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質烘烤煙葉的研究中采用的生物質氣化發生裝置上料系統、流量控制系統、除渣系統均為自動化系統,烤房數量增加到100炕也只需要2人控制,自動化程度高,在大規模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例,生產干煙葉2 062.5 kg/hm2(1 875~2 250 kg/hm2),需煤炭275 kg(以500元/t計),計2 062.5元/hm2;需秸稈壓塊206.25 kg(以400元/t計),計1 237.5元/hm2,降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低,傳統燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環境污染的同時,由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料,而且具有清潔、能提高烤煙品質、降低烘烤成本的優點。生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質,秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜,而生物質氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等,與烤房配合烘烤專用設備復雜,建成后更適合大規模烘烤。其中生物質壓塊研究相對較多,工藝較成熟簡便。生物質壓塊加工生產線及配套設備的開發研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質壓塊過程中存在的系統配合協調能力差以及生產率低等問題研發設計了有強制喂料系統的成型機以及配套設備,可實現自動化大規模的生物質壓塊生產。生物質壓塊方式制成的生物質原料可以直接應用于烤煙烘烤,基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造,應用方便。生物質能源的利用形式中生物質發電是我國目前對生物質能源應用最為廣泛和普通的方式,但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少,是以后生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明,烤煙烘烤中的傳統燃料煤炭可以用生物質壓塊代替,應用效果較好且成本低,可以在烤煙生產上進行示范推廣。
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近期,筆者跟隨調研組對某市水煤漿試點和生物質能顆粒燃料開展了調研工作,了解了上述清潔能源的生產、銷售、使用情況,采集了有關數據資料,分析了相關問題,形成了推行清潔能源,淘汰落后鍋爐,從源頭上控制污染物排放,提高空氣質量,改善大氣環境的一些建議。
一、水煤漿的特點、優勢,以及推廣應用存在的問題
(一)水煤漿的特點
水煤漿是一種相對經濟、潔凈、可替代石油和天然氣的煤基液體燃料,它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有象石油一樣的流動性和穩定性,在運輸、儲存、泵送、燃燒等方面都與石油相近。
(二)水煤漿的優勢
1、在節能方面的優勢
水煤漿鍋爐比普通的燃煤鍋爐燃燒效率高,可從80%左右提高到95%以上,熱效率也可從65%提高到85%以上。水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐相比,綜合節能率約15%。
2、在環保方面的優勢
一是制作優質水煤漿必須選用較好的煤,在原產地經過精洗剔除雜質后運出,原料煤的含硫率和灰份低,可以從源頭上減少SO2等污染物的排放。二是水煤漿鍋爐采用噴射燃燒等先進工藝,煤漿燃燒較充分,煙氣排放能夠達到或優于國家規定的二類地區第二時段排放標準。與燒煤和重油相比,各種污染物排放濃度有較大幅度的降低。如果企業采用國家Ⅰ級標準的水煤漿,可不安裝脫硫設施就能保證SO2的達標排放。三是相對燃煤而言,可以大大減少倉儲、運輸和燃燒過程中的揚塵,凈化周邊環境,減少堆煤場,節約用地。
3、在經濟效益方面的優勢
水煤漿鍋爐與重油或柴油鍋爐相比,燃料成本可節約30~50%。
(三)推廣應用水煤漿存在的問題
1、水煤漿鍋爐的建設成本較高。例如,我市上xxx印刷有限公司1臺2噸的水煤漿鍋爐,建設費用約100萬,而普通的2噸燃煤或燃油鍋爐建設費用約30~40萬,包括安裝環保設施。企業原有的燃煤或燃油鍋爐不能直接改造成水煤漿鍋爐,必須拆除原鍋爐后重新建設,所以初期投資成本較高。
2、與燃煤鍋爐相比,水煤漿鍋爐燃料成本提高15~20%。
3、與傳統鍋爐相比,水煤漿鍋爐燃燒技術相對復雜,維護要求較高。水煤漿鍋爐的噴孔、點火電極、磁棒、爐膛等部位需要經常清洗、除灰。
4、某些試點單位鍋爐排放的污染物濃度仍然偏高。最近采集的監測數據顯示,某試點企業20噸鍋爐SO2的排放濃度平均約500 mg/m3,而按照總量減排的要求,須達到350 mg/m3以下。所以20噸以上鍋爐還須上脫硫設施,企業可能難以接受,推廣較困難。
二、生物質能顆粒燃料的特點、優勢,以及推廣應用存在的問題
(一)生物質能顆粒燃料的特點
生物質能顆粒燃料是在燃燒應用上的一項科研成果。它是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、苜蓿草、樹皮等廢棄的農作物和工業廢物,經粉碎―混合―擠壓―烘干等工藝,最后制成顆粒狀燃料,生產過程不需添加助燃物質。
(二)生物質能顆粒燃料的優勢
生物質能顆粒燃料是潔凈燃燒技術發展的一次突破,其原料本身含硫量極低。它采用先進的氣化燃燒方式,具有高效的燃燒效率,能將不完全燃燒熱損失和化學未完全燃燒熱損失降到較低,并且無需處理就可實現煙氣、氮氧化物、二氧化硫等污染物的達標排放。據測算,每燃燒1萬噸生物質能顆粒燃料可替代燃煤0.8萬噸,減少SO2排放150噸,煙塵排放80噸。生物質能鍋爐是替代燃油、燃煤鍋爐的選擇之一,運行成本也比燃油、燃氣鍋爐低。
調研組也對部分試點企業的0.7噸生物質能鍋爐進行了考察和監測,監測結果初步表明,這種鍋爐在無須另行治理的情況下,煙氣排放達標,煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放濃度明顯較低。
(三)推廣應用生物質能顆粒燃料存在的問題
1、對生物質能顆粒燃料認識不足。由于生物質能顆粒燃料在我市是一個新興的清潔燃料行業,大多數人對生物質能顆粒產品具有高能、環保、使用方便的特性認識不夠,許多用能單位根本就不知道有生物質能顆粒產品。
2、原材料供應尚未普及。生產生物質能燃料的原材料主要是秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼等廢棄的農作物和工業廢物。珠三角地區廢棄的農作物比我國北方少,木屑、鋸末等工業廢物的產生量雖然不少,但絕大部分已被利用為生產鋸末板或刨花板等家具板材。
3、成本價格偏高。生物質能顆粒燃料成本約1000元/噸,市場價格約1200元/噸,比優質煤高出30%以上。
三、結論和建議
推廣應用水煤漿和生物質能顆粒燃料能夠優化我市的能源結構,可從燃料源頭確保鍋爐煙氣達標排放,是整治黑煙囪的有效手段之一,是替代煤、油等燃料的較佳選擇。
建議:1、環保監管部門對新、改、擴建鍋爐在環評審批時強制使用水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔能源鍋爐,其中2噸以上的推薦使用水煤漿鍋爐,2噸以下的推薦使用生物質能顆粒燃料鍋爐;2、對高速公路和主干道路兩旁的燃煤燃油鍋爐以行政手段推行改造,用水煤漿或生物質能顆粒燃料鍋爐逐步替代現有鍋爐。
四、措施
綜合分析調研情況,調研組提出以下保障措施,以確保水煤漿和生物質能顆粒燃料有序推廣應用。
(一)質監、工商等部門加強監管,確保水煤漿生產、銷售企業給用戶穩定提供優質的水煤漿,水煤漿的標準必須符合《水煤漿技術條件國家標準》中的Ⅰ級標準。
(二)由政府培育幾家水煤漿生產企業和生物質能顆粒燃料生產經銷企業,形成規范有序的市場競爭環境,減輕市場壟斷程度,保障燃料的充足供應。
(三)綜合運用經濟手段、法律手段和行政手段推廣應用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔燃料。一是落實已制定的財政資金補助措施,并增加對生物質能鍋爐和其它清潔能源鍋爐的改造補貼;二是對現有冒黑煙企業限期治理,治理措施推薦使用水煤漿或其它清潔能源鍋爐;三是以實施《珠江三角清潔空氣行動計劃》為契機,由政府相關部門聯手,出臺相關政策文件,用行政手段強制推行使用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等多樣性清潔燃料,從根本上減少大氣污染物排,改善城市空氣質量。
(四)組織有關部門對水煤漿用煤產地和生物質能顆粒燃料鍋爐生產企業進一步考察,掌握水煤漿和生物質能顆粒燃料的原料來源、生產、供應、環境與經濟效益等情況。
一、發展狀況
(一)生物質發電產業初步形成
我區已建成生物發電項目8個,總裝機容量23.2萬千瓦,分布在赤峰、通遼、巴彥淖爾、鄂爾多斯、興安盟等地。國能赤峰生物發電是我區第一家生物質發電項目,利用玉米秸稈直燃發電,每年消耗秸稈40多萬噸,引進丹麥技術,建設2×12兆瓦發電機組。毛烏素生物質發電廠裝機容量為2×15兆瓦,總投資3.2億元,利用毛烏素沙漠灌木燃燒發電,每年消耗沙柳20萬噸,年帶動治理荒漠20萬畝,奈曼旗林木生物質熱電聯產項目,是國家級林木質發電示范工程,建設規模50兆瓦的林木質發電,每年消耗100多萬噸廢棄林木,一期2×12兆瓦工程已完成。阿爾山2×12兆瓦林木質直燃熱電聯產項目,總投資3億元,年消耗30萬噸含水18%以下的木質燃料,發電進入興安電網,同時為阿爾山供熱。
(二)自主研發的生物燃料制取技術,探索出生物燃料非糧發展的路子
全區在建生物柴油項目6個,已建成5個,生產規模為年產90萬噸,占全國產量近1/3。我區在建的生物乙醇項目有6個,大多采用玉米為原料。國家發改委2006年底發文不再批準玉米加工乙醇燃料項目,鼓勵發展非糧生物燃料。我區率先在全國探索出一條發展前景廣闊的路子。主要有兩方面突破:一是化學合成生物柴油。包頭金驕特種新材料(集團)有限公司完成的“非糧生物質化學法合成生物柴油項目”,海拉爾農墾集團采納金驕集團化學合成生物柴油技術,赤峰邦馳生物柴油項目,通遼天宏生物柴油項目均已開工建沒,有的已投產。二是以甜高梁稈為原料生產燃料乙醇。莫力達斡爾旗“無水燃料乙醇產業化示范項目”,以甜高粱莖稈為原料,建設規模為每年制取30萬噸無水乙醇,已納入國家甜高粱莖桿制取生物燃料乙醇示范工程,需每年種植甜高粱120萬畝原料供應。一期年產10萬噸工程基本完工,已種植甜高梁近5萬畝,國家級甜高梁生物燃料乙醇原料產業基地正在我區形成。
(三)養殖場沼氣發電工程項目示范效應顯著
蒙牛澳亞示范牧場大型沼氣發電綜合利用工程,利用奶牛養殖場糞便污水等發電,年產沼氣約400萬立方米,沼氣用于發電,年發電約800萬千瓦時。減排二氧化碳2.5萬噸。達拉特旗北疆三和牧場大型沼氣發電綜合利用工程,年產沼氣約80萬立方米,沼氣用于發電,年發電約160萬千瓦時,減排二氧化碳5000噸。這些現代化程度較高的沼氣發電工程,當前在我國大型畜禽養殖場屬前位,在我區乃至北方地區均有很好的示范效應。
面臨的問題:
一是產業體系薄弱。我區生物質能發展勢頭良好,但運營成本高、資源分散、生產規模小,扶持生物質能的政策經濟激勵度弱,產業缺乏競爭力。
二是技術服務體系支撐不夠,新技術、新成果企業轉化能力較弱,小科技企業起步困難。
三是專業技術人才缺乏。生物質能設備使用和維護要求技術含量較高,生產過程中一旦出現問題和故障,必須請專業人員進行檢修,企業熟悉和掌握生物質能技術的人才較少。人才培養滿足不了產業發展的要求。
四是配套產業發展不協調。與傳統能源相比,生物質能產業是典型的“小規模、大燃料”。原料分散在千家萬戶,秸稈體積大、重量輕、用量大,不適合長距離運輸,原料收集、儲存、運輸、銷售上下游配套產業發展不協調,導致管理難度大、成本高。
二、國內外生物質能發展狀況及相關政策
在歐美等發達國家,生物質能技術已經成為重要的能源利用形式。年利用生物質能發電約5000萬千瓦裝機容量(主要集中在北歐、美國),是僅次于水力的第二大再生能源工程。經過30多年的科研探索,生物燃料正成為歐美發達國家替代石油的唯一選擇,已開始由玉米乙醇向非糧二代生物燃料過渡。2007年燃料乙醇、生物柴油約4500萬噸,2020年前后將發展到2億噸,約相當于現在世界石油生產量的5%,其替代規模是其它可再生能源不能比擬的。歐盟委員會提出:生物燃料是唯一可以大規模獲得的替代運輸燃料的能源。生物燃油對石油替代成為一種世界共識和趨勢,已駛上快車道。歐洲等地建設了大量的沼氣工程和戶用沼氣池,日本從沼氣中提取氫氣發電。
近年來,我國生物質能發展迅速。國家電網公司、五大發電集團等大企業紛紛參與生物質發電,民營和外資企業也表現出較大的投資熱情。國家“十一五”末將建設生物質發電550萬千瓦裝機容量,2020年達到3000萬千瓦。我國生物燃料乙醇裝備技術已接近國際先進水平,成為繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產國和使用國,年產量達400萬噸。國家已將生物柴油確定為新興產業,年生產能力超過300萬噸。沼氣產業基本形成,已建設養殖場沼氣工程3556處,年產沼氣總量2.3億立方米。
國家對發展生物質能非常重視,制定相關政策促其發展。2006年1月1日《中華人民共和國可再生能源法》正式實施。2006年9月30日,財政部、國家發改委等聯合下發“關于發展生物能源財稅扶持政策”。主要有:1,價格和成本補貼:生物質發電補貼0.25元,千瓦時,生物質發電電價優惠、上網電量全額收購和電力調度優先。燃料乙醇、生物柴油每噸成本補貼1600元。2,財稅支持:生物質發電、生物柴油等增值稅即征即退。國家環保專項資金重點補貼秸稈直燃發電。用甜高梁莖稈制取生物燃料乙醇可獲得政府無償資助和貸款貼息等專項資金重點扶持。
三、我區發展生物質能的比較優勢
(一)生物質能資源儲量居全國之首
1,森林采伐剩余物、灌木林資源儲量大。國家確定“十一五”期間我區采伐限額為848.1萬立方米,僅采伐剩余物可獲得生物質原料約777.23萬噸。全區灌木林總面積為654.33萬公頃,灌木林總生物量2558.43萬噸。按3年平茬撫育一次計算,年可利用量852萬噸。2黠稈資源量大:據2007年數據,玉米、小麥、油料年產量1526.41萬噸,測算出秸稈為1831.69萬噸,主要分布在通遼、赤峰、興安盟、巴彥淖爾市等糧食主產區,3,牲畜糞便資源全國第一:我區年度牲畜存欄達到1.10512億頭,牲畜年產糞便約1.17億噸。4,原料資源種類面積全國第一:用于生產燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等,種類多,面積大。尤
其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱種植,面積全國第一。我區能源農業的原料產業規模開始形成。
(二)一批科研成果居國內領先水平,專利帶動能源農業勢頭強勁
除生物質發電項目的技術設備主要依靠引進外,我區產生了一批生物質能專利技術成果,一項專利就可帶動一個產業的快速發展,產業科技發展水平居全國前位。內蒙古農業大學研發“甜高粱秸稈周體生料發酵生產乙醇工藝及其優化”項目,獲得秸稈乙醇中試產品,國家受理發明專利申請。現甜高粱種植基地已形成,為該項目產業化提供原料規模儲備。中國科學院水生生物研究所研發的微藻制取生物柴油技術,已在我區荒漠試驗成功,準備在我區荒漠區建設大規模可再生能源綜合利用基地。內蒙古通華蓖麻化工有限責任公司于2006年研究開發出用癸二酸副產品一脂肪酸生產物柴油技術,經檢測應用產品技術指標達到國家標準。
我區沼氣工程的成套技術已成熟,生物厭氧發酵機理的研究、發酵工藝、產氣率等單項技術和指標,已接近國際先進水平,促進了蒙牛、塞飛亞大型沼氣工程的建設。結合農牧民冬季取暖和沼氣池越冬困難的實際,開發太陽能畜棚暖圈沼氣池和太陽能日光溫室沼氣池,形成在純牧區、半農半牧區、農業種植區及農業養殖區的草原六結合、農牧六配套、田園五位一體、庭院一池四改、多池聯體、三池一體六大農用沼氣新模式,總體技術水平達到國內先進水平。2007年底全區沼氣用戶達14.65萬戶,大中型沼氣工程16處,
生物質固體成形燃料專利技術正在產業化。巴彥淖爾征華機電液壓研究所研發9度一20型秸稈壓塊機,獲得國家發明專利,秸稈塊代替煤炭,秸稈塊發熱量可達到4105千卡,公斤。庫倫旗六家子林場用林業“三剩物”嘗試加工成型燃料,用作林場供暖、炊事燃料。
(三)廣闊荒地是潛在優勢,農業能源原料可變成“綠色油田”
我區宜農荒地面積約有1500萬畝,宜林荒山荒坡面積達到1.7億畝,可種植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。還有大面積不適宜農業植物的邊際土地,可以大量種植能源樹種,如鹽堿地種植檉柳、沙地栽植能多次平茬利用的檸條、沙柳等灌木。荒漠地區土地廣闊,適于大規模藻類養殖。微藻是生物柴油的重要原料。這些大量宜林、宜農荒地和荒漠、邊際土地資源,我區獨一無二,經過開發和改良,可以變成發展生物質能源的“綠色油田”。
四、思路與建議
(一)大力發展能源農業,使之成為促進農村牧區經濟發展、農牧民脫貧致富的一把鑰匙
據測算,裝機容量為2.5萬千瓦的生物質發電,產值近億元,年消耗秸稈20萬多噸,增加就業崗位1000多個,增加收入6000萬元以上。1公頃甜高粱莖稈可轉化燃料乙醇3―5噸,高者可達10噸。一畝藻塘可生產3噸生物柴油。年產5萬噸生物柴油,按每噸柴油8000元測算,可實現產值4億元。在生物質能產業的推動下,鹽堿地、沙地、荒漠地等低質土地種植甜高梁、文冠果、養殖藻類,可產生不可估量的經濟效益。傳統的農業產業鏈將被延伸。原來廢棄的農作物秸稈。經過收集、加工、運輸等環節,形成新的產業鏈,不僅帶動農村牧區生產模式轉變,而且有效增加農牧民收入。因此,應充分發揮我區已形成的生物質能產業及科研成果優勢,進一步擴大示范效應,采取政府扶持、企業投入、科研院所合作的方式,積極扶持生物質能企業在原料基地發展連鎖項目。政府應把生物質能開發利用列入經濟社會發展規劃,以生物質能產業的發展,推進農村牧區的進步。
(二)以生物能源替代煤炭資源,促進可持續發展
農村牧區林區剩余廢棄物是重要的可再生能源。我區秸稈年產生量折合1500萬噸標準煤,動物糞便年產生量折合5755萬噸標準煤,林業剩余物年利用量折合800萬噸標準煤,灌木林年利用量折合1000噸標準煤。僅這幾項折合標準煤已超億噸,相當于鄂爾多斯煤炭年產量的1/2。發展生物質能產業,作為一個新興產業經濟增長點,對于調整以煤炭資源開發利用為主的重化產業結構,增強煤炭資源利用的可持續性,有著獨特的重要作用,應引起高度重視。
(三)發展低碳經濟,促進節能減排
低碳經濟是以低能源、低污染、低排放為基礎的經濟模式,其核心是能源技術和產業模式的重大創新。我區是煤炭資源大區,二氧化硫排放總量的90%是由燃煤造成的。據測算,運營一臺2.5萬千瓦的生物質發電機組,與同類火電機組比較,每年可減少二氧化碳排放10萬噸,產生8000噸灰粉,可作為高品質的鉀肥直接還田,是一個變廢為寶的良性循環過程。是發展低碳經濟的有效模式。赤峰、通遼、興安盟等以農為主的地區,應鼓勵建設小型秸稈直接燃燒熱電聯產項目,解決當地秸稈大部分就地焚燒、環境污染嚴重、用電和集中供熱等問題。呼倫貝爾、通遼灌木和林業采伐加工剩余物資源豐富,僅牙克石現有采伐加工制等物2027.2萬噸,儲量是全區所有林木的2倍以上,可建若干個小型灌林木質發電和熱電聯產項目。固體成型燃料是一種潔凈的可再生能源,我區豐富的林木剩余物、沙生灌木等生物質資源,可以發展固體生物質燃料。生物質能可以帶動能源林產業的發展,有助于防止土地沙化和水土流失,促進生態良性循環。
(四)把生物質能開發與區域發展戰略結合起來
發展生物質能越來越顯示出,它不僅是替代石油的唯一選擇,也是解決貧困問題、縮小區域、城鄉差別的重要戰略舉措。國家發改委將我區列為“十一五”生物質能源發展重點省區之一。應從國家戰略出發,根據可持續發展的要求,調查研究全區生物質能資源整體情況,圍繞產業經濟性和目標市場,高起點編制開發利用戰略規劃。做到因地制宜,多能互補,統籌規劃,協調發展。
(五)抓好示范項目。推進產業發展
我區已建成和再建的一些生物質能開發利用項目。要圍繞項目建設,下大力氣抓好示范作用以點帶面,積極推進生物質能產業化進程。生物質能示范項目。不僅僅只是企業發展,要形成從原料供應、運輸、加工、市場開拓和相關服務體系完整的產業鏈,涉及到政府多個部門和行業,要加強協作。共同推進。
【關鍵詞】可再生能源 生物質能 產業發展 小油桐
相對其他再生資源而言,生物質能具有廣闊的開發前景,而其中又以小油桐生物柴油為典型。小油桐生物柴油是一種更值得推廣利用并能持續發展的一種清潔能源,同石化柴油相比,小油桐生物柴油是一種可再生、環保型燃料,是典型的綠色柴油。
貴州小油桐生物質能的發展現狀
貴州生物柴油的發展才剛剛起步,主要是利用適合在貴州生長的小油桐生產生物柴油。小油桐生長快、投產早,無需擠占耕地,是優質的木本油料樹種,種仁含油率達51%以上,是提煉生物環保清潔汽、柴油的主要原料樹種。
貴州在發展小油桐生物柴油產業方面已經走在全國前列。目前已經種植了20萬畝“小油桐油田”,自主創新的技術已有成果,加工示范生產線已經調試待發。貴州是典型的喀斯特地貌山區,由于地質原因,農作物的生長受到制約,但適宜種植小油桐。所種植的小油桐果實的品質和產量都優于其他地區。貴州天然(野生)小油桐植物資源主要分布在沿紅水河兩岸、西南、東南地區。貴州適宜種植小油桐的區域主要分布在南、北盤江和紅水河流域海拔高度1000米以下的區域。有很多縣的種植面積可達20萬公頃。種植此面積的小油桐可用以生產30萬噸生物柴油,并能形成小油桐產業鏈,年綜合產值在20億元以上,可在貴州干熱河谷地區形成新的支柱產業。
小油桐生物質能發展的外部環境
國家和各級政府高度重視,產業政策優惠,市場前景廣闊。為了促進可再生能源的開發利用,增加能源供應,改善能源結構,保障能源安全,保護環境,實現經濟社會的可持續發展,2009年12月26日通過的《中華人民共和國可再生能源法》明確規定,國家將可再生能源的開發確定為優先發展的領域,將采取開發利用總量目標和相應措施,推動和確保可再生能源市場的建立和發展,并對可再生能源的開發利用實施統一管理。
當地政府提供了良好的政策環境。《貴州省國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》把“以培育及引進龍頭企業、發展中介組織和建設原料基地為基本途徑,積極發展農業產業化經營,推動農業向市場化、產業化和現代化轉變”作為解決“三農”問題,千方百計增加農民收入的重要舉措,為小油桐基地建設及產業化發展提供了優惠的政策環境。
當地群眾對小油桐基地建設及產業化發展迫切期待。貴州適合種植小油桐的縣(市),除了興義市外均為貧困縣,貧困面大、貧困程度深,當地群眾脫貧致富的愿望強烈。“八七扶貧攻堅計劃”實施以來,國家林業局在荔波等縣積極開展林業扶貧開發,為當地的經濟發展作出積極的貢獻,也探索出一條以發展林業作為扶貧開發主導產業的山區扶貧模式,當地群眾在參與扶貧的過程中得到了較大實惠。
貴州小油桐生物質能發展的效益分析
根據貴州省發改委編著的《貴州省小油桐基地建設及產業發展規劃(2006~2020)》,貴州省將規劃投資310309.31元用于小油桐生物質能源建設,預期將獲得較大的經濟效益、生態效益及社會效益。
經濟效益:制取生物柴油與精致甘油工藝聯產,將能取得較為理想的經濟效益。若能建年產10萬噸具有一定工業化生產規模的生物柴油裝置,其經濟效益更為可觀。目前貴州已經種植了約25萬畝“小油桐油田”,按平均每畝產桐籽550千克,生物柴油167千克,每年可產約14萬噸小油桐桐籽,加工生物柴油34285噸。
生態效益:小油桐在干熱河谷或干暖河谷氣候條件生長良好,能適應干旱瘠薄的土壤,在石質山地也聲場良好,是這些地區植被恢復和土地治理的優良樹種,因此種植小油桐將成為規劃區石漠化土地生態重建的重要途徑,可在遏止石漠化的演化趨勢、減少山洪泥石流等自然災害方面發揮重要作用。根據貴州地區蓄水保土定額,小油桐原料林基地全面建成后,每年規劃區內蓄水量將約增加1.2億立方米,同時保土200萬噸。小油桐固碳效果明顯,據有關專家預測,每公頃小油桐每年可吸收固定10噸二氧化碳,原料林基地建成后,每年可吸收400萬噸二氧化碳,生物柴油污染低,無二氧化硫、顆粒物質排放,一氧化碳、二氧化碳的排放僅為普通柴油的10%~20%,使用生物柴油將會顯著降低汽車的尾氣排放。
社會效益:第一,提供社會就業機會,增加農民收入,促進農民群眾脫貧致富。根據《貴州省小油桐基地建設及產業發展規劃(2006-2020)》,小油桐原料林基地建設及產業化發展約需要5000萬個工人從事造林撫育、管護、建設廠房等,每年大約可提供1萬個勞動力就業崗位,可解決部分農村剩余勞動力的就地轉移,為規劃區農村剩余勞動力尤其是農村婦女提供更多就業機會,有利于民族團結和社會安定。第二,逐步優化土地利用結構,提高土地利用率。小油桐適應性強,可以在困難的條件下生長,可以結合退耕還林、防護林建設等工程的實施種植小油桐,利用較貧瘠的土地發展小油桐,有利于提高土地利用效率,實現生態與經濟協調發展。第三,促進各項社會事業穩步發展。小油桐產業化發展將拉動地方經濟發展,提高生活條件與醫療水平,減少疾病發生和傳染病的蔓延,改善文化教育條件,促進社會進步和農村兩個文明建設,積極推動和諧社會和社會主義新農村的建設。
推進貴州生物質能產業發展的路徑
解決能源緊缺問題刻不容緩。貴州農業農田資源較少,為了發展生物質能,種植麻風樹必須要注意不能與糧食土地資源產生競爭,在利用有限的資源發展生物質能源的同時,必須要注意利用生態恢復困難的荒山荒地種植麻風樹是較好的途徑,不能搶占糧食作物的土地資源。當然,應研究開發新技術如單項分離技術,進行集成組裝,形成綜合配套技術,包括規模化種植的病蟲害防治技術。為此,根據麻風樹生物柴油原料林發展過程中急需解決的問題,提出如下對策建議:
重視優質油種資源的收集保存和鑒定評價。通過多渠道良種選育、雜交育種、誘變育種以及基因工程,加快良種培育,培育優質高產、適應廣泛的優良品種。同時開展良種繁育與示范,研究開發優良種苗快繁技術,為規模化種植提供優良種苗和技術支撐;在不同生態區,對篩選出的優良品種進行試驗示范。主要包括種質資源收集、種質資源圃、種質資源測定與評價研究、優異種源篩選與優良品系培育、優質高產高抗新品種聚合選育;麻風樹擴繁技術研究、優異種源的穩定和種苗工廠化繁育技術體系的建立、麻風樹優良種苗擴繁,良種區域試驗和良種核心示范區建設。
加強生物質能源技術研發。為保證生物柴油產業技術進步和產業發展,從現有生物柴油技術角度出發,整合生物柴油技術資源,全面提升生物柴油技術,以更好的為生物柴油產業服務。同時,加強生物柴油創新能力和服務水平,將生物柴油技術的研究開發及生物柴油產業納入貴州省各類科技發展規劃中,通過高新技術和重大項目的扶持,有力地支持貴州省各類研究機構和企業對生物質能源技術創新能力的提高,在引進國外先進技術,不斷吸收先進技術的同時,盡快形成自主創新能力。此外,對廢棄油脂進行有效回收并加以再次利用,建立一套有效的處理和管理程序。
建立健全生物質能源產業相關政策體系。國內外成功經驗告訴我們,貴州省要大力發展生物質能源產業,必須建立健全相關政策體系,一是從政策上引導相關企業進行技術研發;二是積極鼓勵和扶持生物質能源產業積極穩妥的發展,從而培育和發展貴州的生物質能源產業,推進貴州再生能源產業的發展。
加大對生物質能源產業的資金扶持力度。設置小油桐生物質能開發研究專項基金,主要用于小油桐生物柴油的規劃、科研開發、原料基地建設、品種選育、技術創新、人才培養等方面。
加強綜合利用開發。麻風樹除種仁榨出的油經加工可制成生物柴油外,其種子、樹皮、葉、根和乳汁含有多種成分為生物藥源,可提取制成生物醫藥或生物農藥;種子榨油后的油餅含有較高的蛋白質,可作生物肥料,或經脫毒后制成生物飼料,提高其經濟價值。