2.5 生物质能的发展对策分析
2.5.1 中国生物质能的发展重点
2009年10月17日,国家能源专家咨询委员会在北京召开了生物质能源座谈会。本次会议研究提出了我国生物质能发展的五大方向,即重点支持沼气、秸秆热裂解制气、秸秆固化型、燃料乙醇和生物柴油。国家能源专家咨询委员会副主任、可再生能源专家委员会主任路明进一步指出:“我国是温室气体排放大国,在应对温室气体排放的谈判中,面临着巨大压力,如何做好可再生能源特别是生物质能源开发,具有重要的意义。”
大力普及农村沼气。2010年全国农村户用沼气达到4000万户,适宜农户普及率达到28.4%,计划到2020年力争使适宜农户普及率达到70%,基本普及农村沼气。2010年新建大中型畜禽养殖场沼气工程4000万处。
积极推广农作物秸秆生物气化和固体成型燃料。有条件的地区要继续发展秸秆生物气化技术,为农户提供清洁能源。秸秆固体成型近期要以农户居民炊事和取暖为重点,加快试点示范,逐步解决农村基本能源需要,改变农村用能方式,提高资源转换效率。
试点发展生物液体燃料。根据我国土地资源、农业生产特点,利用荒山、荒坡及盐碱地等资源,稳步发展甜高粱、甘蔗和木薯等非粮食作物,建设能源基地,生产燃料乙醇。
稳步推进秸秆发电。借鉴欧洲等发达国家的做法,深入调研和总结国内各地的经验,在满足农民燃料、肥料和牲畜饲料的前提下,统筹兼顾秸秆的各种利用方式,秸秆资源分布、电力能源市场需求特征,开展适度规模的秸秆发电。
开发生物能源发展生物柴油。我国适宜发展的生物质能源有五大战略产品:即燃料乙醇、成型燃料、工业沼气、生物塑料和生物柴油。生物燃料乙醇的主要原料是玉米。“目前玉米为原料的乙醇加工业比重约占80%,在东北地区几乎清一色是玉米乙醇。”(中国玉米网研发部经理温娜说)据悉,2002年6月起,车用乙醇汽油试点工作在郑州、哈尔滨等五城市展开。截止目前,试点已扩大到黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北、江苏四省的27个城市。
2.5.2 发展生物质能源的关键措施
国外发展生物质能源政策对中国的启示:目前世界不少国家都在大力发展生物质能源,主要采取的政策措施有配额制度、固定电价、税收优惠、财政补贴、重视研发等,相比之下,我国发展生物质能源的政策措施尚不健全,有待借鉴国外的成功经验和先进做法完善相关政策措施,为我国生物质能源的发展提供有力保障。
(1)配额制度。配额制度是指随着电力市场改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度,主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有一定比例的电量来自可再生生物能源发电,并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。目前,欧盟的许多国家都在推行可再生能源配额制度。
(2)固定电价。固定电价是根据各种可再生能源的技术特点,制定合理的可再生能源上网电价,通过立法的方式要求电网企业按确定的电价全额收购。按照不同的电价水平进行收购,从而保证各种可再生能源技术都能获得比较合理的投资收益,为可再生能源的发展创造更加优越的政策环境。欧盟通过立法方式,规定电网企业必须高价收购可再生能源发电,特别是生物质发电。
(3)税收优惠。税收优惠也是各国促进生物质能发展的重要鼓励政策。从1982年至今,巴西对酒精汽车减征5%的产品税。2002年,美国参议院提出了包括生物柴油在内的能源减税计划,生物柴油享受与乙醇燃料同样的减税政策。德国对可再生能源实施低税率的优惠政策,如对乙醇、植物油燃料免税,对生物柴油每升仅征收9欧分税费。
(4)财政补贴。由于生物质能产业市场尚未成熟,企业投入大,所以需要政府强有力的支持。对此各国纷纷出台补贴政策以推动生物质能产业的发展。如瑞典从1975年开始每年从政府预算中支出1300万欧元,用于生物质燃烧和转换技术研发及商业化前期技术的示范项目补贴。丹麦从1981年起制订出每年给生物质生产企业400万欧元的补贴计划。
(5)重视研发。生物质能源技术研发的巨大投入促进了各国生物质能源的发展。英国环境食品和事务部在“生物能源作物研发项目”投资90万英镑,用于能源作物的基因改良和农场环境保护。巴西经过30多年对酒精燃料的研发和推广培养了一大批高技术人才,掌握了成熟的酒精生产和提炼技术,以及酒精汽车制造技术,建立了强劲的酒精动力机械体系和完善酒精运输、分销。
中国发展生物质能源的形式与策略:发展生物质能源,既要为国家经济社会提供一定的能源,又要加快农业和农场经济发展,确保国家粮食安全和主要农产品有效供应。把发展生物质能源作为加快现代农业建设、发展农业和农村循环经济的重大举措。
对生物质资源开发利用采取多种形式:一是开发和利用农业生物质资源生产燃气和发电,以生物质能源替代常规能源。二是开发利用农副产品及粪便、垃圾、柴草,以发展农村沼气替代煤炭等能源。三是开发利用能源作物,从能源作物中提取乙醇燃料,加工生产生物柴油等液体燃料。
(1)发展生物质颗粒燃料。生物质颗粒燃料实质上是生物质能的直接燃烧利用,是对生物质的加工利用。在中国,目前生物质颗粒燃料是大力推广的技术。燃料技术可以处理的生物质原料包括农作物秸秆、林木加工废弃物等,其中秸秆占主要部分。生物质颗粒燃料用途非常广泛,不仅用于居民家庭炊事、取暖,也可作为工业锅炉和电厂的燃料,替代煤、天然气、燃料油等化石能源。
(2)发展农作物秸秆气化。秸秆气化也是对秸秆进行深加工的一种应用。秸秆气化又称生物质气化,是指对生物质经过技术加工,使生物质生成高品位、易运输、利用效率高的气体燃料。生物质经气化转化为可以直接利用的可燃气体。我国每年可产生生物质约12亿t,其中农作物秸秆7亿t。因此,农作物秸秆是开发生物质气化燃料的重要原料。
(3)秸秆经燃烧和气化后产生的能量有多种用途,应大力推进利用作物秸秆发电。利用作物秸秆在锅炉中直接燃烧发电,也可以秸秆与煤混合燃烧发电和秸秆气化发电。与单纯电相比,生物质电连供的能源利用效率高,酒精效益好。因此,欧洲生物质发电多采用热电联供模式,即不仅发电上网,而且为附近的居民提供热水或其他热力服务。秸秆发电在中国极具推广潜力。
(4)发展农村沼气。沼气是经过微生物发酵而产生的以甲烷为主要成分的可燃性气体,是一种重要的清洁能源。沼液、沼渣均可作优质肥料。生产沼气的设备简单、方法工艺简易,适宜在农村推广应用,目前已有许多农村和养殖场使用了沼气,如宁夏隆德县已建有户用沼气池15000口,养殖场沼气工程8处,沼气使用率80%。推广应用沼气有利于节约资源、保护环境、提高农民生活质量。
(5)发展乙醇燃料。乙醇燃料是目前世界上生产规模最大的生物质能源。我国的乙醇燃料生产已初步形成规模。但从我国国情出发,考虑到口粮需求刚性增长,饲料需求不断增加,目前还尚不具备以玉米为主要原料生产乙醇燃料的条件。巴西生产乙醇燃料主要原料是甘蔗;美国则以玉米作为生产乙醇燃料的主要原料。由于我国人均粮食年占有量不足400kg,因此,需要开发利用其他原料如甜高粱、薯类、秸秆等生产乙醇燃料。以维护国家粮食安全和实现可持续发展的目标。
(6)发展生物柴油。生物柴油是利用生物质能源生产的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保。世界生物柴油总量已达300多万t。欧洲已专门种植原料作物来生产生物柴油,形成一定规模。据悉欧盟2004年以低芥酸油菜为原料制取生物柴油约160万t,占欧盟同期柴油生产量的80%。美国也有生物柴油的小规模生产。我国已有5家企业生产生物柴油,年生产量达5万t左右。
立足国情发展生物质能源:发展生物质能源,既是农业功能的拓展,又是农业资源的有效配置和利用,面临许多新情况新问题。从我国国情出发,统筹兼顾,合理规划,立足现有资源和科技进步,完善各项政策措施,促进生物质能源产业持续健康发展。
(1)发展生物质能源要确保国家粮食安全。在保证国家粮食安全的前提下,充分利用荒山、荒丘、废弃地,种植生物能源材料。用于生物质能源开发的生物质材料主要有两大来源:一是农业生产的副产品、剩余物、废弃物;二是有目的生产生物质能含量高的生物质能源作物。
(2)发展生物质能源要综合利用现有生物质能源。转变观念,充分认识能源生物质资源的重要价值。把农业生物质资源作为重要的能源资源加以收集利用。改变传统的处理生物质资源的做法,变废为宝,既要种植和开发能源作物,又要立足于利用现有农副产品、剩余物、废弃物,提高现有资源利用率,以满足发展生物质能源的基本需要。
(3)发展生物质能源要大力应用转基因生物技术。发展生物质能源,关键是要提供足够的生物质资源以保证能源加工。应用生物技术,培育和发展生物质能源作物,提高能源作物产量。国外转基因方法获得油菜柴油新品种,用转基因技术获得分解秸秆纤维生产酒精的工程菌。转基因技术应用于生物质能源作物种植生产,不像食物那样要受基因标识和消费者选择的限制,也不会担心影响人类的健康。因此,应大力应用转基因技术,促进生物质能源发展。转基因技术的研究和应用,在生物质能源作物和能源微生物发展领域大有可为。
(4)发展生物质能源要统筹规划因地制宜稳步实施。我国地域辽阔,水资源和光热等农业生产环境因素差异大。北方地区光热资源极其丰富,在确保国家粮食安全的前提下,可以在荒山、荒丘和荒坡地种植生物质能源作物。因此,发展生物质能源,必须从实际出发,因地制宜,不可一哄而上。要依据不同地区能源发展水平和条件,科学规划出生物质能源发展区域,制定切实可行的规划,稳步推进生物质能源的发展。
(5)发展生物质能源要加大技术研究和开发力度。生物质能源发展必须与一定的加工技术相结合。生物质能源材料并不能直接利用,要在一定的技术和加工条件下,才能转化为人们可利用的能源。生物质能源能否有效利用,取决于其加工设备和工艺水平。要加强这一领域技术装备和工艺的基础应用研究,加大生物质能源的技术研究和开发力度,制定生物质能源发展的技术路线,提高生物质能源的利用效率。
(6)发展生物质能源要建立生物质能源管理制度。我国目前生物质能源产业最大的障碍是生物质能源收集难,农林生物质能源分散浪费,生物质能源利用工程规模小,设备利用效率低,转化效率低,缺乏市场竞争能力,影响新技术开发利用。因此,要建立健全农业剩余物、废弃物及能源作物管理制度,使生物质原料正常进入市场流通。加强生物质原料质量价格管理,兼顾企业和农民利益。秸秆发电企业布局要与农业区域布局相结合,以利企业和农业种植业协调发展。
2.5.3 生物质产业化发展途径
充分认识发展生物质能源的战略意义。进入21世纪,随着化石能源资源迅速消耗,生态环境不断恶化,保障能源安全,应对气候变化已成为全球的焦点问题,世界各国都加速发展可再生能源,特别是生物质能源。
生物质是生物体经光合作用合成的有机物,是可以直接生产气体、液体、固体能源的可再生能源。生物质的资源量十分巨大,生物质燃料是可以大规模替代柴油的可再生能源,也是替代石油化工产品的重要渠道,当前,大力发展生物质产业对我国具有重要的战略意义。
(1)维护国家安全,保护可持续发展。我国自1993年开始已成为石油进口国,2008年中国石油进口依存度接近52%。预计到2020年,中国石油消费量将达4.5亿~6.1亿t,而国内的供应量只有1.8亿~2亿t,缺口达2.5亿~4.3亿t,对外依存度将达76.9%。因此,开发清洁的可再生能源与资源已成为我国实现可持续发展的重大选择。
(2)减少温室气体排放和环境污染,实现低碳发展。我国二氧化碳排放量仅次于美国,居世界第二位。国际能源机构此前预计,中国将在2009年超过美国成为世界第一大温室气体排放国。据统计,从2000年到2020年,我国二氧化碳排放量将净增1.5亿~3亿t。同时,我国汽车保有量不断攀升,汽车尾气造成的环境污染日益严重。国际社会对我国施加压力,要求我们尽快寻求缓解途径,对二氧化碳等温室气体进行减排。同时,不可降解的以石油为原料的化学合成塑料造成的白色污染,促使来源于可再生能源的、可持续发展的生物材料加快市场化步伐。
(3)高效利用可再生能源,改善农村环境,促进农村经济发展。我国农村农林业生产每年产生大量有机废弃物,其中秸秆年产量约6亿t,畜禽粪便约25亿t,林业生产和林业加工业废弃物约3亿t,这些农林废弃物价格低廉、供应充足,尚未得到妥善处理和利用。另外还有约1.6km2的边际土地(荒地、荒漠)可种植能源植物,产生大量的生物质能源。发挥农村优势,将农村地区的生物质资源转化为能源,使其成为农村特色产业,可有效延长农业产业链,提高农业效率,增加农民收入,改善农村环境,促进农村经济和社会的可持续发展。
(4)提升科技创新能力,应对全球竞争。生物质能源产业是全球性的一次材料经济转型,世界各国起步时间不长,中国与发达国家处在相近的起跑线上。与生物质能源相关的高效、大规模、低成本清洁转化技术已成为全球必争的战略技术领域,面对这一日益激烈的竞争,我国需要具有将生物质资源优势转化为能源优势的能力,尤其是一些在生物质能源转化方面领先的科技成果。在国内大规模开发利用生物质类可再生资源是我国践行科学发展观的一条重要途径,战略意义十分重要。
2.5.4 发展生物质能源需协调多种关系
发展生物质能源,在我国时机逐步成熟,国内企业和地方发展热情高涨,这是件好事。然而出现大干快上、不分析资源现状、不分析技术经济可行性、不考虑市场风险的现象。所以,生物质能源要发展,必须按照经济规律办事,要统筹考虑各种因素,正确处理好以下五个方面的关系:
一是协调处理好确保粮食安全与发展能源作物的关系。必须采取措施,处理好粮食生产与发展能源作物的关系,真正做到二者“双赢” 。包括:①坚持保护基本农田制度,这是一条“红线”不能动摇,不能因为开发种植能源作物,破坏或减少基本农田。②大力引导在荒山、荒地、废弃地开发种植木薯、甜高粱、木本油料植物等,坚持不与粮争地。③充分发挥发展农村农林废弃物的利用潜力,变废为宝。采取以上措施发展能源作物,促进农民增收,更能提高农民对农业生产的投入能力,增加粮食生产。
二是处理好稳定传统能源与积极发展生物质能源的关系。当前首先要做好传统能源开发利用工作,同时积极发展生物质能源,尽可能做到传统能源与生物质能源相互配合,共同保障国家石油安全。尤其是传统能源长期享受国家政策倾斜,在生产、销售等环节占据优势,为生物质能源发展提供便利条件。
三是协调处理好立足市场与政府支持的关系。要严格市场准入制度,提供市场进入的技术、资金门槛,确保产品质量与生产过程环保达标,杜绝生产环节环境污染。另外,按照鼓励先进的原则,在以上市场准入企业中,实行招标制度,谁的效率高、补贴低,政府就支持谁。生物质能源产业发展成熟,具备竞争能力的时候,政府再退出来,不再给予直接财政支持,相关企业按市场规律独立运行。
四是协调处理好全面推动因地制宜的关系。发展生物质能源作为实施石油替代的一项战略举措,需要创造有利条件,全面推动。然而不可不顾资源条件限制,盲目开发,全面开发,造成资源的无限开发与巨大浪费。从技术经济角度看,生物质能源资源采集及运输成本高。运距合理,经济可行性是前提,因此,确定单个项目生产能力时不能盲目求大。
五是协调好发展与对外合作关系。目前国外一些生物柴油公司已进入中国市场,目的主要是利用我国的资源,从长远看,还将会抢占我国市场。对此,我们既要加强与外合作,学习外国的技术,更要坚持自主发展,抓住难得的机遇,掌握核心技术,培育壮大我国的生物质能产业。
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