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【关键词】生物质;发电;前期工作;影响因素;建议
中图分类号:TM6文献标识码: A
一、前言
生物质发电在我国的发展相对较晚,但是发展速度很快。特别是《可再生能源发展“十二五”规划》的出台,更加促进了生物质发电项目的快速发展,在未来的十年之内,我国将迎来生物质发电的。
二、我国生物质发电的发展历程
早在20世纪80年代,我国开始尝试利用生物质发电,如黑龙江、四川等地的糖厂利用制糖产生的甜菜渣或蔗渣发电;2005年,江苏丰县的一些小热电机组开始掺烧麦秆等生物质燃料进行发电。2005年是我国生物质发电的重要节点。为进一步促进生物质资源的利用,2005年国家发改委批复了山东单县、江苏如东、河北晋州这3个地区若干生物质发电示范工程。之后的几年里,江苏海安、黑龙江庆安等地的一大批生物质发电项目获得批准。2006年中期,根据我国生物质发电快速发展的态势,国家发改委召开了全国生物质能开发利用工作会议,在政策、技术等领域为我国生物质能利用明确了方向。
2006年下半年开始,随着国家对节能减排力度的加大,生物质发电产业受到了研究机构以及投资者的更大关注;2006年12月,山东单县生物质发电厂顺利建成投产,成为我国生物质发电建设的典型企业,我国生物质发电迎来了一个快速发展的阶段。截至2007年年底,我国陆续有近15个纯燃生物质的电站投产;到2010年年中,我国陆续投产纯燃生物质的电站30个,总装机容量约750MW。国家发改委的《可再生能源中长期发展规划》明确,到2020年,农林生物质发电总装机容量达到2400MW。在宜林荒山、荒地、沙地开展能源林木基地建设,为农林生物质发电提供燃料,以进一步促进可再生能源的利用。
三、项目前期工作主要任务和内容
生物质发电项目前期工作是指从项目策划到项目核准的技术管理工作,主要目的是为了完成项目核准建设工作,推进项目顺利开工,使投资企业创造出更好的经济效益。生物质发电项目前期工作的主要内容包括签订投资框架协议、立项申请书编制、获取“路条”、注册项目公司、可行性研究报告编制及评估、技术专题论证报告编制及评估、项目申请报告编制及评估等。其核准流程与火力发电厂基本一致,不同之处主要有以下几点。
1、生物质发电项目必须符合地方能源发展规划,以及生物质项目建设布局规划。
2、必须落实生物质资源条件和保障措施。项目投资企业必须委托相关有资质的咨询单位,编制性物质燃料调查与评价报告,全面掌握各类生物质资源的分布和特点,并建立切实可行的生物质资源收集、运输、储存体系。
3、核准的机构为各省(或自治区)级发改委;技术专题报告的批复单位为相应各厅级政府主管部门机构。
4、一般不需要编制初步可行性研究报告。
四、技术管理工作
1、签订投资框架协议
投资企业最终确定投资开发具体某个或多个生物质发电项目后,一般需先取得项目所在地投资主管部门的同意,并与当地政府签订项目投资框架协议。在签订投资框架协议前,需与项目所在地国土局、规划局核实拟建项目用地的土地性质(一般要求为非基本农田)。
2、立项申请书编制及获取“路条”
立项申请书一般由投资企业向项目所在地投资主管部门提交申请。对生物质发电项目而言,“路条”是省级发改委办公厅同意开展工程前期工作的批文,一般形式为省级发改委下发的关于同意xx工程开展前期工作的批复。一般由投资企业依据立项申请书,向项目所在地县发改局提交项目开展前期工作的申请报告,然后依次由县发改局向市级发改委,市级发改委再向省级发改委提交申请,最后由省级发改委批复意见。投资企业拿到“路条”后,即可委托具有相应资质的单位开展可行性研究报告以及相关技术专题报告编制工作。
3、技术专题论证报告编制
目前国家主管部门已将可行性研究报告和项目技术专题论证报告列入基建程序,在项目申报和核准时,都必须有专题报告的审查和批复意见。生物质发电项目技术专题论证报告书主要包括生物质燃料资源调查与评价报告、节能评估报告、环境影响评价报告、水资源论证报告、水土保持论证报告、接入系统报告、地质灾害论证报告、地震安全性评价报告、土地预审报告等内容,一般由投资企业委托有相关资质的单位进行编制,并且由各对应的政府主管部门(一般为厅级)组织审查及批复意见。
五、影响我国生物质发电发展的几个重要因素
目前影响生物质发电发展的重要因素还有不少,本文主要在科学规划、资源调查、掺烧方式、上网电价这4个重要因素方面做简要分析与讨论。
1、科学规划
资源的相对有限性是我国生物质发电的最主要特点。我国尚不具备长距离运输生物质资源的条件,一个生物质电厂能燃用的生物质资源受运距、秸秆类型、秸秆资源等限制。因此,生物质电厂规模主要受其可获得资源量限制,并且在同一个地区不能同时建设多个生物质电厂,否则将导致资源获取困难、盈利空间缩小、燃料价格快速上涨等诸多问题。因此,目前国家产业政策规定各地必须首先编制生物质发电规划并以规划指导电站建设实践的要求是非常正确的。不过,建议政府相关部门还需要加大规划力度,通过政府主导,制订科学的有指导性的生物质资源利用规划,并强化规划的刚性,避免“一哄而上”的局面,这是保证生物质发电产业健康规范发展的大前提。
2、资源调查
地区生物质发电规划和生物质电厂建设的关键因素是可利用资源量,因此应将资源调查置于最为重要的位置。在资源调查中,首先要根据不同农作物类型,统计并确定合理的谷草比。以棉花秸秆为例,我国新疆地区与其他地区的谷草比是有较大区别的,不能按一个固定的比率类推;江浙地区路网较为发达,水路运输便利,运费较低,秸秆资源运输半径相对大些;华中、华南大部分地区丘陵、河道较多,运费较高,大面积采用农业机械化收割的自然条件稍差,电厂燃料的运输半径较短。在进行燃料调查时,要综合考虑各种影响因素,努力做到客观翔实,为生物质电站规划和机组、锅炉等设备的选型提供翔实资料。另外,并非运输半径范围内的生物质资源总量都是可被电厂应用的,还涉及实际可收集量,即要考虑可收集系数问题,例如青储饲料消耗,造纸厂和建材企业的工业消耗,等等。还有,由于农作物种植的多样性,一个地区的生物质资源可能包括很多种,但是,对于一个生物质电厂而言,一般都燃烧同一类物理特性的生物质燃料,或以草本秸秆为主,或以木本生物质资源为主,不可能将所有资源都列入电厂可以焚烧的范围,否则将会低估电厂未来收集资源的难度。目前我国已建成生物质电厂无法正常运行的例子很多,大多与生物质燃料资源供应无保障有关,因此需要不断总结经验,高度重视资源调查和评估问题。
3、掺烧方式
掺烧生物质资源一直是生物质发电的重要方式之一。我国部分燃煤电厂和生物质电厂也曾进行了积极的尝试。此种发电方式可充分实现“因地制宜利用生物质能”的发展思路,并可以通过生物质资源(例如秸秆)与化石燃料的相互替代,用掺烧的方式来有效平抑燃料价格。但是,由于我国在核证掺烧份额上存在管理和操作上的困难,无法使掺烧生物质生产的电量获得可再生能源发电补贴,因此此种燃烧方式在目前盈利能力尚低的情况下无法推广普及。但是,基于此种利用方式的灵活性,应该是生物质资源利用的重要方式之一。因此,研究制订切实能够鼓励生物质发电发展的管理方式,将是目前生物质利用政策研究中应重点关注的问题。
六、问题与建议
近年来,我国生物质发电虽然得到了一定的发展,但是由于部分项目投资企业对生物质发电缺乏认识和运营经验,没有达到预期的投资目的,影响了生物质发电的推广。为促进生物质发电的健康发展,以及投资企业实现良好效益,笔者提出以下几点意见和建议:
1、落实生物质资源条件和保障措施
项目投资企业必须把落实生物质资源作为生物质电站建设的前提条件。项目前期应开展详细的资源分析评价,全面掌握各类生物质资源的分布和特点,并建立切实可行的生物质资源收集、运输、储存体系和制定相关的管理制度。
2、严格生物质发电项目的核准管理
政府必须加强生物质发电项目的核准管理工作,制定严格的项目核准条件,防止盲目建设,对未纳入地方生物质发电项目规划、未落实生物质资源的项目,不予核准。
3、加强组织引导,有序推进项目
政府应加强规范指导,切实落实国家规定的价格、税收、强制市场配额和并网方面的鼓励政策,引导商业性机构加大对项目建设方的信贷支持力度,并鼓励大型国有企业、省级能源投资企业和实力型民营企业等多元投资主体参与生物质项目的开发。
七、结束语
综上所述,有效保证生物质发电项目的发展,必须要重视生物质发电项目的前期工作,更快完成项目核准,保证项目顺利开工,为企业创造更大的经济效益。
参考文献
生物燃料现在变得越来越流行。在美国,明尼苏达州颁布了一项法令:即所有该州内销售的柴油中要含有2%的生物燃料,其中的大部分来自于该州种植的大豆。飞机引擎制造商也在尝试将生物燃料混合到航空燃料中作为飞机的动力燃料。由于生物柴油的原料都是来自于植物,而植物本身就会转化为二氧化碳,所以这样的话使用生物燃料的碳排放相对来讲比使用化学燃料的碳排放要小。
咖啡也是一种植物作物。但是通常,当咖啡豆被磨成粉末然后做成饮料之后,咖啡的残渣往往被扔掉或者被扔在花园中做了肥料。内华达大学的教授发现,咖啡渣可以比较容易地被转化为自身重量10%-15%的生物燃料。除此之外,当咖啡渣生产出的燃料在引擎内燃烧后不会产生刺激性的气味――仅仅有一点咖啡的味道。在燃料油被萃取出来之后,剩下的咖啡渣仍然可以用来作为肥料。
这些研究人员从2年前就开始着手这项工作了。他们发现,咖啡渣为原料生产的燃料,品质和市场上最好的生物燃料品质一样优良。但是不像大豆或者其他的植物燃料,生产咖啡燃料不会占用本来应该用作食物的作物和土地。
未经处理的纯植物油通常都有很高的黏性,使用这样的燃料需要将引擎进行一些改造。对咖啡燃料的萃取工作和对其他植物油的萃取差不多。它需要进行一个被称作“酯交换”的过程,就是在催化剂的作用下,将咖啡渣与乙醇进行反应。
尽管有些人想在家里使用食物残渣和回收的烹饪油来自制燃料,然而咖啡燃料看起来更适合被大规模的生产。莫汉蒂(Manoranjan Misra)教授说:“生产1升的生物燃料需要5-7公斤的咖啡残渣,视不同咖啡的含油量不同而有差别。”
如果有某个机构能够从咖啡生产线和餐厅收购大量咖啡渣的话,进行商业化的咖啡燃料制造是可行的。这个行业的前景是广阔的:美国农业部的一份报告表示,每年全世界要消费超过700万吨咖啡,这意味着这些咖啡的残渣可以生产3.4亿加仑生物柴油。也许有一天,来一杯咖啡,也可以给你的车子加满油。
一、奖补原则
按照“企业为主,政府补助”的原则,市财政对高污染燃料锅炉整治项目给予适当奖励补助。
二、奖补范围
1.高污染燃料锅炉关闭项目。高污染燃料是指原(散)煤、洗选煤、蜂窝煤、焦炭、木炭、煤矸石、煤泥、煤焦油、重油、渣油等燃料,各种可燃废物,以及污染物含量超过国家规定限值的柴油、煤油、人工煤气等,直接燃用的生物质燃料等。
高污染燃料锅炉关闭项目是指高污染燃料锅炉停用拆除,并办理锅炉注销证明的项目。
2.高污染燃料锅炉清洁能源、可再生能源替代项目。
(1)原有燃烧高污染燃料锅炉,更新、改造为使用电、天然气、液化石油气、生物质成型燃料等清洁能源、可再生能源锅炉的(更新、改造后的锅炉需为有资质单位生产或改造,更新后原锅炉必须拆除并办理注销证明),且更新、改造后污染物排放浓度能达到国家及地方锅炉标准要求的,在本次奖补范围内。
(2)锅炉从直接燃烧生物质改为生物质成型燃料,或是锅炉从燃烧污染物含量超过国家规定限值的柴油、煤油、人工煤气等改为燃烧达到国家规定限值的柴油、煤油、人工煤气等的,不在本次补助范围内。
(3)对改造为生物质成型燃料锅炉的单位,环保部门一经发现其锅炉使用的燃料不符合生物质成型燃料要求的,即取消对该单位的奖补。
(4)燃烧高污染燃料锅炉关闭后,改用清洁能源、可再生能源锅炉的,按高污染燃料锅炉清洁能源、可再生能源替代项目进行奖补。
3.高污染燃料锅炉提标改造项目。除尘、脱硫、脱硝设施任一项或多项进行提标改造,且改造后所有污染物排放浓度均能达到国家及地方锅炉标准要求的,在本次奖补范围内。
三、奖补对象
财政资金补助范围为2014年1月1日~2016年12月31日期间进行高污染燃料锅炉整治的项目;新建锅炉不在奖补范围。
四、奖补标准
1.2014年完成的项目,高污染燃料锅(窑)炉关闭或改为清洁能源、可再生能源的,0.1蒸吨(含0.1蒸吨)以上的按每0.1蒸吨0.2万元标准补助;0.1蒸吨以下的统一按0.2万元的标准实施定额补助。
2.2015年完成的项目,高污染燃料锅(窑)炉关闭或改为清洁能源、可再生能源的,0.1蒸吨(含0.1蒸吨)以上的按每0.1蒸吨0.15万元标准补助;0.1蒸吨以下的统一按0.15万元的标准实施定额补助。
3.2016年完成的项目,高污染燃料锅(窑)炉关闭或改为清洁能源、可再生能源的,0.1蒸吨(含0.1蒸吨)以上的按每0.1蒸吨0.1万元标准补助;0.1蒸吨以下的统一按0.1万元的标准实施定额补助。
4.高污染燃料锅(窑)炉进行提标改造的,10蒸吨以上或额定功率7MW以上的燃煤锅炉及燃煤窑炉,每台按5万元标准补助,20蒸吨(含20蒸吨)以上或额定功率14MW(含14MW)以上的燃煤锅炉及燃煤窑炉,每台按10万元标准补助;电力(热电)行业65蒸吨以上锅炉提标改造项目按《市“十二五”污染减排奖励办法》执行。
5.使用生物质成型燃料的锅炉进行提标改造的,1蒸吨以下的每台按0.5万元标准补助;1蒸吨(含1蒸吨)以上6蒸吨以下的每台按1万元标准补助;6蒸吨(含6蒸吨)以上10蒸吨以下每台按2万元标准补助;10蒸吨(含10蒸吨)以上20蒸吨以下每台按5万元标准补助;20蒸吨(含20蒸吨)以上每台按10万元标准补助。
6.导热油炉按每60万大卡为1蒸吨折算;燃煤窑炉按实际耗煤量折算。
五、申报材料要求
1.奖补申请表;
2.市级财政资金申请使用全过程承诺责任书;
3.关闭项目提供拆除照片、锅炉注销证明等材料;
4.能源替代项目提供替代锅炉购置发票(或改造合同)复印件、现场照片、原锅炉注销证明、监测报告等材料;
5.提标改造项目提供施工合同复印件、现场照片、监测报告等材料;
6.上述材料一式二份(市财政局、市环保局各一份);
7.材料不齐全或签字盖章存在任何缺失的项目,不予受理。
六、资金申报和拨付程序
1.各板块组织项目申报,并对项目完成情况和申报材料进行初审;
2.对通过初审的项目,由各板块分别于每年3月底、8月底和11月底前向市财政局和环保局报送申报材料;
3.市财政局、环保局组织对申报项目进行现场验收核实,并将验收材料、申报材料进行备案;
4.对通过审核或复核的项目,由市财政局、环保局统一安排,将市级财政资金拨付至各锅炉使用单位;
根据国家有关规划和有关部门的科技项目安排,结合粮食行业实际情况,我局现开始组织申报*6年国家高技术产业化项目。现将有关事项通知如下:
一、项目申报主要范围
(一)生物能源。开展燃料乙醇、生物柴油、生物质成型燃料、工业化沼气等在内的生物能源产品的产业化项目。主要包括以木薯、甜高粱、秸秆等非粮食原料生产的燃料乙醇,以棉籽、油菜籽、废弃油及其他木本油料植物为原料生产的生物柴油,以秸秆、农林业废弃物等为原料压缩成型生产的生物质成型燃料,以及利用有机废弃物开展大型工业化沼气生产和利用。
(二)生物材料。开展以生物质为原料生产可生物降解高分子材料和替代石油基产品的基础化工材料的产业化。主要包括可生物降解的生物质塑料,淀粉与可生物降解高分子材料共混得到的环境友好高分子材料单体及聚合物,生物合成高分子材料,新型炭吸附材料等。
(三)生物质原料的高效生产。重点支持边际性土地(如沙荒地、盐碱地、山坡地等)高产作物、植物的育种及新品种产业化,基因工程高产淀粉质、纤维质、油料作物等的品种改造与新品种产业化等。
二、高技术产业化项目的实施原则
为确保高技术产业化项目能够取得应有的效果,在项目实施过程要把握好以下几项原则:
(一)注重自主创新和集成创新、技术开发和技术引进相结合,以提高产品的经济性和形成成套工业化生产技术为核心,促进重点技术和产品的新突破。
(二)促进产学研联合,重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作重大项目的实施。
(三)充分利用市场机制,发挥国家投资引导的作用,促进企业和社会投资发展高技术产业,培育具有较强开发能力和市场竞争力的企业。
(四)重视项目的产业化基础和申报单位的建设条件。申报单位应具备较强的经营、管理筹资等方面的能力。
三、项目进度安排和相关要求
请各省粮食局积极推荐符合高技术产业化项目申报条件的企业,我局将结合粮食行业实际情况,积极组织推荐申报工作,并组织指导有关企业编写资金申请报告。
各企业请于3月5日前,将资金申请报告和有关附件等材料一式五份报送我局,同时提供电子文本。
特此通知。
附件:
国家高技术产业化项目资金申请报告编制要点
一、项目意义和必要性。国内外现状和技术发展趋势,对产业发展的作用与影响,产业关联度分析,市场分析,与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况。
二、项目技术基础。成果来源及知识产权情况,已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限,技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势,该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用。
三、项目建设方案。项目的产能规模、建设的主要内容、采用的工艺技术路线与技术特点、设备选型及主要技术经济指标、建设地点、建设工期和进度安排、建设期管理等。
四、项目投资。项目总投资规模,投资使用方案、资金筹措方案以及贷款偿还计划。
五、环境保护、资源综合利用、节能与原材料供应及外部配套条件落实情况等。
六、项目法人基本情况。项目法人的所有制性质,主营业务,近三年来的销售收入、利润、税金、固定资产、资产负债率、银行信用等级,项目负责人基本情况及主要股东的概况等。
七、项目财务分析、经济分析及主要指标。内部收益率、投资利润率、投资回收期、贷款偿还期等指标的计算和评估,项目风险分析,经济效益和社会效益分析。
八、资金申请报告报告附件:
1、银行承贷证明(省分行以上)文件;
2、项目法人近三年的经营状况(包括损益表、资产负债表、现金流量表)和项目法人自筹资金保证落实文件;
3、地方、部门配套资金及其它资金来源证明文件;
4、前期科研成果证明材料(需经权威机构认证或出具技术检测报告、专利证书等);前期科研成果的成熟度,应能够满足产业化试验或产业化示范的要求;
5、相应的环境保护主管部门意见;
6、有关部门出具的产品生产、经营许可文件(医药、生物、农药、信息安全产品等);
《财经文摘》:埃森哲认为新能源交通会有较大发展,是基于什么判断?
杨葳:2009年,埃森哲在全球范围内研究突破通新能源,这个研究项目名为“科技发展拭目以待”。在研究报告中,埃森哲是把全球交通新能源的十二项技术分成了三大类。第一类称之为进化性技术,致力于将下一代汽车发动机改造得更省油;第二类称为革命性技术,包含合成生物技术,丁醇、生物原油、藻类生物能、航空生物燃料,等等,这些技术突破了一些传统手段,在节能上有更大的进展;第三类是突破性技术,包含混合动力汽车,纯电动车以及电池研发、电动汽车入网等技术。
我们考量这十二项技术,一是看技术上是否成熟,估算其从实验室到大规模生产还要多久,五年、十年还是五十年。二是从技术标准和应用规模性上看,例如替代传统碳氢化合物的比例能有多少,1%,20%或是更多。再比如对于温室气体的排放,是不是能够减少30%以上,还得看成本是不是有优势,成本与原油相比,是更经济了还是高出了太多,还有市场化时间的长短。第三是技术类型上,也就是上述的三种类别。从这三个方面进行评判,我们发现这些技术的发展比我们想象得要快得多。
全世界不同国家,根据自己的地缘优势、自然资源储备,在不同领域上的投入不一样。比如中国侧重发展第二代生物能源,纤维素生物燃料以及电动汽车。在新能源技术研发上,中国是世界上仅次于美国第二活跃的国家。目前,中国的乙醇燃料、电动汽车、混合动力车发展得比较快。其他方面,例如发动机的节油改造,每个汽车厂商都在做,但是节能方面的发展会比较有限。中国未来还是会在乙醇和新能源车两个方面比较活跃。
《财经文摘》:新能源汽车推广的困难是什么?
杨葳:在这十二项技术中,有一些相对成熟,有一些不确定性更大。但这些技术都不能在未来完全替代传统能源。技术不够成熟和市场推广困难都是无法回避的原因。例如新能源车生产成本还很高,纯电动汽车还要看充电装置普及的情况,需要观望等待。从我们的研究来说,从国家层面引导推动新的技术向前走,包含研发鼓励、消费者激励、基础设施的投入等,比较有效。国家层面的规划,比如中国要根据总体的资源背景、中国在低碳经济中扮演的角色等确定方向和预期,可以更好地帮助高能耗制造业转向低能耗高产业方向。
《财经文摘》:中国在其他新能源领域做得怎么样?
杨葳:新能源定义广泛。埃森哲研究的十二项技术中还包括了纤维素乙醇,丁醇,藻类能,都是新能源。中国的企业里,中石化、中粮在开发纤维素乙醇技术和第二代生物燃料技术,主要是通过秸秆、木头碎屑、纤维素等东西炼制成可以用在交通上的燃料,中国秸秆、废弃木屑很多,潜力很大,前景不错。不过这项技术离成熟还很远,首先秸秆的转化率比较低,目前成本很高。
《财经文摘》:中国技术上活跃却不领先的原因在哪?
杨葳:这么多技术,不知道哪天哪项技术会有重大突破,可以被广泛运用,这种不确定性很大,客观上使得中国投入活跃,可能性无限。
中国难以领先,是因为除了生物能源和新能源源车,其他技术受企业关注也少,政府的资金投资也少,很难前进。
美国企业在生物燃料上的研究投入,这几年翻了好几倍。因为美国有确定的回报政策,吸引利润导向的企业和私人资金,推动技术产业化发展。中国的新能源政策不清晰,企业赢利风险大,多维投资不到位。
《财经文摘》:今年国家能源局在新能源发展排序上,将生物质能排到太阳能等之后,为什么您还看好它?怎么看待中国三大油企共同开发藻类能源?
杨葳:新能源的概念极容易有偏差的。比如生物能源,第一代是使用粮食作物,主要是用玉米等淀粉类制成乙醇。中国是人口大国,用粮食制燃料不切实际。第一代生物能源在巴西、美国发展得比较好。而现在是第二代技术,使用农业废料,和第一代完全不一样。另外藻类也属于革命性新技术,全球在藻类上的投入比较大。
从2012年开始,澳洲航空(Qantas)就在澳大利亚国内航班上使用由荷兰SkyNRG公司生产的生物燃料与普通燃料50:50的混合燃料作为动力。这些使用了混合燃料的A330飞机往返于悉尼和阿德莱德之间。它的子公司捷星航空(Jetstar),则成为世界上第一个以生物燃料飞行的低成本航空公司,在墨尔本到霍巴特的A320飞机上,它使用了与澳航航班相同的混合燃料。
而根据2012年年底澳洲航空的财报显示,生物混合燃料的使用让这家公司的燃油经济性提高了一至两个百分点,并且相比传统燃料也减少了60%的碳排放量。
对于澳洲航空公司来说,生物燃料的成本远远高于普通燃料,最主要的原因是它需要从国外进口—加上运输的费用后其成本是普通燃油的四倍。
但澳航表示,现在非常有必要开始探索生物燃料更多的可能性了,并且将在澳大利亚本土开始进行有关生物燃料的研究。借助澳大利亚联邦政府给予的50万澳元的可再生能源项目补助金,澳洲航空公司在澳洲范围内,以这一行动率先开始了对航空燃料可持续的研究。
澳航首席执行官艾伦·乔伊斯(Alan·Joyce)说:“我们需要为不基于传统喷气燃料的未来做好准备。不然,坦率地说,仅仅依赖于传统喷气燃料,我们在未来将无法生存。”
当然,几乎所有的航空公司都在遭受高燃油成本和碳价格效应的双重影响。
燃油费用是这家澳大利亚航空公司最大的运营成本。在2012年2月,在遭遇了83%的净利润下滑后,澳航宣布,将至少削减500个职位,并寻求其他途径从而降低成本。而在2012年3月中旬,澳航在两个月内第二次上调了燃油附加费,并声明其燃油成本预计将在未来6个月内增加3亿美元达到创纪录的22.5亿美元,这当然不是一个好消息。
而且,还不只是航油的价格,澳洲航空同样面对着碳排放的价格问题。“澳洲航空是世界上唯一面临3个司法管辖区的航空公司,所以我们的忧患意识是有道理的。”乔伊斯说,“欧洲已经规定了备受争议的碳排放税,而新西兰也对航空公司有一套独特的碳排放税,澳大利亚的碳排放税也不停地在变动。”
燃油费用的飙升和碳排放费用的一再调整促使澳航这样的航空公司们不得不开始考虑降低燃料成本的新方法,比如采购可再生原料,或者探求使用生物燃料的可能。
而其中,生物燃料是一个非常容易想到的选择。生物燃料的来源多种多样,它可以从微生物,譬如海藻,或它们排放的废物中提取的物质中取得,也可以来自各种有机纤维材料,甚至是经过回收的食用油。而为澳洲航空和捷星航空提供生物燃料的荷兰SkyNRG公司,同时也为荷兰航空公司、智利航空公司、阿联酋航空提供其生产的产品。
而在澳洲,澳航并不是唯一一家开始探索生物能源的航空公司,它的竞争对手也早已经开始行动。
维珍澳洲航空公司计划到2020年其5%的燃油消耗由可再生能源提供。这家公司与新南威尔士州的Licella公司合作,采用一种新型的技术,从农业废弃物中提炼出高品质的生物质原油。
此外,维珍航空还计划于2015年推出一个年产能5万桶的可持续生物燃料工厂,以松木屑、甘蔗废物以及其他干作物等作为燃料。
维珍航空业务发展经理史蒂夫·罗杰斯(Steve·Rogers)表示,公司希望在发展生物燃料时避免陷入生物燃料与粮食之间的矛盾。他说:“我们花费了数千万美元来开发这项技术,在未来几年我们还要增加1000万澳元的投入,而完全使其商业化将需要高达上亿美元的投资。但是我们依然需要进行持续的投资,因为我们正在创建一个全新的行业,而这将是一个漫长的旅程。”
生物燃料的本地化,则是澳洲航空降低成本的关键。负责这一项目的澳大利亚科学家们正在试验使用一种混合了林业废弃物、碎秸、蔗渣、植物油、海藻和桉树等材料混合的原料制取燃料,他们认为,如果投入大规模的商业化,这组原料配方最终每年可以产生超过一亿加仑的新式燃料。
而另一种生物燃料的候选者—也是空中客车公司一直致力于研究的—是遍布澳大利亚的桉树,一种油籽作物。研究者在充分调研了维多利亚州一块面积约为1.47万公顷的土地后发现,预计这片区域的桉树可以产生15万吨干燥的生物质,可以生产出8.5万吨生物油,也就是12万至18万立方米的喷气燃料。
2011年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织对生物燃料的前景曾做出一个乐观的预测:到2020年,澳大利亚和新西兰两国超过46%的航空燃料可以从非粮食作物、植物、藻类以及其他有机物质中提取的燃料供应,而到2050年则能达到100%。
澳大利亚可持续航空燃料创新组织的主席、悉尼大学美国研究中心兼职教授苏珊·庞德(Susan Pond)表示:“目前,澳大利亚的发展势头实际上就是在努力实现这些目标。不过,由于澳大利亚在生物燃料方面的发展落后于美国,我们的目标应该是在五年内使生物燃料的价格能够与传统燃料平等竞争。”
澳大利亚政府表示愿意对航空公司生物能源的开发给予政策和资金上的支持。
与所有追逐可再生能源的地区相比,澳大利亚可以说已经走上正轨,但问题也赫然显现。
就目前而言,开发生物燃料会遇到的两大瓶颈是原料和金融—或者说,负担得起的原料和负担得起的融资。联邦能源部长马丁·弗格森说:“在澳大利亚,澳航将探讨可持续航空燃料的生产和商业上的可行性,有两个关键的目标,首先,是原料途径,其次是如何供应链的途径。”
澳洲航空环境项目负责人约翰·瓦拉斯托(John·Valastro)表示,虽然生物燃料在技术上已可以使用,但由于缺乏一定规模,当地的生物燃料供应成本约为常规燃料的三到五倍。
而昆士兰州大学的丹尼尔·克莱恩教授的一份报告中预测,如果短期大量开发,生物燃料原料中的水黄皮的成本将由每桶250美元升至600美元,甘蔗将由200美元升至650美元,而藻类原料将最终升至每桶1300美元。
虽然这些预测的数字引起了广泛的争议,但它足以表明,对于航空生物燃料来说,最关键的是原料价格。如果可以稳定这部分成本,那么这条供应链的其余部分可能会很容易地实现整体费用的降低。而需要注意的是,这只是一种“可能”,因为原料只在初期起决定性的作用。其次,是提炼和分销能力,“作为一个国家,可以利用现有的炼油厂和燃料分销基础设施”,弗格森说。
而在原料和基础设施之外,真正需要的是资金。很多大航空公司都认为,政府应该提高对航空公司们在炼油厂生产生物燃料的补助。
而在融资方面,由于新能源开发需要庞大的资金投入,这其中的关键是要有利可图,或者更深入一步说,这需要一个公平的竞争环境。维珍航空的一位员工透露,约有38%本应用于生物柴油研发的资金奖励总会被“误颁”给更重视喷气燃料的生产商。他警告说,如果生物燃料得不到开发,“我们在20年后会后悔的,我敢肯定。”澳洲航空对生物燃料的大规模投入基于各种考虑:除了可以为澳大利亚减少17%的航空业温室气体排放之外;还能为澳大利亚及新西兰地区的航空业带来每年超过两亿澳元的经济价值;减少澳大利亚对进口燃料的依赖,并创建一个新的清洁能源产业,产生更多的就业岗位。
而现在,生物混合燃料的商业化推广是航空公司最重要的任务,这需要所有利益相关者,包括政府和金融部门的支持。
在澳洲之外,世界范围内的航空公司也都开始重视新能源的问题。德国的汉莎航空在2011年夏季就开始在法兰克福至汉堡之间的航班中开始使用掺入生物燃料的混合燃料,以“绿色蓝天”的品牌形象,一度成为公共关系上的赢家。
[关键词] 生物质电厂;燃料;皇竹草;组织模式
[作者简介] 刘毅,中国能源建设集团广东省电力设计研究院工程师,研究方向:热能与动力,广东 广州,510663
[中图分类号] S216 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2013)06-0019-0003
生物质发电主要利用在农林业生产中产生的废弃物作为发电燃料,是一项具有广阔发展前景的可再生能源产业。根据2005年国家颁布实施的《中华人民共和国可再生能源法》,可再生能源被列为能源发展的优先领域,是国家大力推动的能源产业。同时,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》中,生物质发电也被列为能源领域中重点开发利用的技术,并作为国家能源战略的重要组成部分。随着石油、煤、天然气等资源日益枯竭,生物质发电将越来越受到重视,在未来的应用将越来越广泛。
从目前国内已建成的生物质电厂运行情况来看,多数电厂在燃料的收集、运输和储存过程中均存在难题。特别是50MW的大型机组,燃料组织环节的问题已成为制约电厂生存与发展的关键因素。针对这种情况,本文提出一种新型的燃料组织模式:种植皇竹草作为原料。通过对这种新型燃料组织模式的探讨,笔者希望能为以后的生物质电厂燃料系统的设计提供一种新思路。
一、传统的燃料组织模式
生物质电厂的燃料一般采用在农林业生产中产生的废弃物,如秸秆、锯末等。这些燃料具有密度小、热值低、分布范围广等特点,且具有季节性。一个容量为2×50MW的生物质电厂每年所需燃料量大约为60×104t,燃料收集半径大约为30~60km,根据各地资源分布情况不同而有所差异。
目前最常见的燃料组织模式大致分为以下几个步骤:a)从农户处收集燃料;b)在厂外收储站对收集到的燃料进行切碎、打包等再处理;c)将处理好的燃料运输至场内储料场储存。
而为了降低电厂的初始投资及管理难度,减少电厂的人员,并兼顾燃料供应安全性,降低风险,大多数电厂的燃料组织都是采用电厂自主组织完成和由当地的农户或经纪人组织完成相结合的方式,只是在各自完成的比例上有所差异。
二、燃料组织过程中的常见问题
(一)燃料收集困难
首先,农林业生产具有很强的季节性,在农林作物未收获的时段,将会产生燃料供应不足的问题。其次,生产过程中产生的废弃物的所有权分属千家万户,在收集过程中电厂要与收集半径内的多个农户个体或经纪人打交道,工作量非常大。再次,电厂作为需方,缺乏对供方的约束力,有时甚至还会出现农户单方面涨价或突然停止提供燃料的情况。最后,农户对燃料的收集主要是以人力为主,效率低下,导致其积极性不高。上述因素都会导致燃料收集困难。
(二)燃料运输成本高
我国农村地区实行土地承包责任制,少有机械化集中生产,人均耕地面积少,导致燃料分布零散,运输工作量大,成本高。无论是电厂挨家挨户去收取,还是由农户各自送货上门,运输成本最终都会反映到燃料成本上。即使设置厂外收储站,也只能使运输成本高的问题有所缓解,而无法得到根本改观。
(三)燃料质量难以保证
目前生物质电厂普遍采用炉排炉和循环流化床锅炉。锅炉对燃料含水率的设计值一般在20~30%。但农户均采用自然风干的办法对燃料进行处理,最终含水率一般在30%以上。有时由于风干时间不够长,含水率甚至会远超30%。同时,在燃料收集过程中,由于不可能做到每户每次都详细检测,农户往燃料中掺水掺石块的事情时有发生。
含水率过高会导致燃料在储存时易发酵、自燃,从而产生安全隐患,而且在进入炉膛燃烧时会增加锅炉排烟损失,使锅炉效率下降。往燃料中掺石块则可能会损坏解包机、给料机等上料设备。
(四)燃料供应的安全性难以保证
生物质燃料具有密度小、体积大的特点,因此储存设施占地大,储量却很少。而出于成本控制方面考虑,储存设施的容积也会受到一定的限制。
但是在燃料的组织过程中,存在诸多经常遇到且难以回避的困难。例如,燃料供应的季节性影响、燃料收购的价格上涨、电厂与农户之间产生纠纷、恶劣的气候因素影响等。当这些因素的影响超过厂内和厂外储存设施的缓冲承受能力时,电厂将不可避免地遭遇“无米下锅”的尴尬情景。
据笔者了解,国内的生物质电厂曾出现过多例因燃料供应紧张,燃料收购价格在短时内大幅上涨的事件,甚至还曾有电厂因为缺少燃料而被迫停机。
三、新型燃料组织模式
为了电厂长期安全稳定运行,避免出现以上问题,国内某生物质电厂工程正在尝试采用一种新型的燃料组织模式。该电厂主要采用在电厂周边50km范围内种植的皇竹草作为燃料,同时也可以收集该半径内的各类农林业废弃物作为燃料。
电厂规模为2×50MW机组,年利用小时按6000h计,年消耗燃料量折合成含水率10%的皇竹草约为48×104t。
(一)皇竹草的特性
皇竹草是我国从南美洲哥伦比亚引进的高产量优质牧草,其植株高大,根系发达,为多年生植物,主要繁殖方式为无性繁殖,适宜种值于各种类型的土壤,并具有很强的耐酸性和抗干旱能力。皇竹草性状介于荻苇与高粱之间,其外形和生长形态类似甘蔗,但中空,节间较脆嫩,属于软质秸秆。
皇竹草最适宜在热带和亚热带气候条件下生长,而且对气温条件的适应性较强,在靠近北方的地区也可以种植,但是温度较低会抑制其生长。在我国南方地区种植皇竹草生长周期短,收获期长,春季栽植后2~3个月即可收割,每年可收割4~6次,栽植一次可连续收割6~7年,每亩每年可产鲜草达25t。
皇竹草鲜草含水量为75%左右,除去水分,主要成分为纤维素、木质素和半纤维素,占固体物料总重量的80%以上。除此之外,还含有蛋白质、脂类、灰分、果胶、低分子的碳水化合物等。对含水率10%的皇竹草进行元素分析,结果表明,在同等含水率基础上,其热值低于树枝、锯末的热值,而与水稻、玉米秸秆等大多数生物质的热值相当。
(二)种植模式及规模
该电厂所在地区为经济欠发达的山区,有大量山坡地可用来种植皇竹草。项目公司计划利用山坡荒地共约15×104亩,由当地政府引导农户种植,项目公司负责技术支持和技术服务,并回购收获的皇竹草作为电厂的燃料。
依靠种植,这些荒地年产皇竹草鲜草最高可达375×104t,折合含水率10%的干草约为105×104t,作为电厂的主要燃料。同时在周边地区收集当地的农林废弃物,每年约26×104t,可作为补充,满足电厂需要。
(三)燃料组织模式
该电厂的燃料组织模式策划为:项目公司+政府+燃料公司+经纪人+农户。首先,项目公司和当地政府签订项目合作协议书,政府在政策上给予大力支持,对当地农户的种植予以科学引导。然后,由项目公司组建燃料公司,同时发动并培育一批当地的经纪人,并在每一个种植乡镇为电厂配套建设燃料收储站(约20个)。
农户种植皇竹草可以采用两种模式,一种是自己承包土地种植,将收获的产品卖给燃料公司;另一种则由经纪人承包土地,农户受其雇佣进行种植。
皇竹草收获后,就地进行晾晒,然后由农户自行送至电厂或厂外收储站,或者由燃料公司或经纪人上门收取。收集到燃料后,合格的直接入库储存,需要再处理的则经过切碎、脱水等处理之后再入库储存。
电厂设置20个厂外收储站和1个厂内储料场,共可满足2台机组65天的燃料量。
(四)优点及缺点
这种新型的燃料组织模式有自己独特的优点:a)农户或经纪人可以承包大面积的土地进行种植,燃料的分布变得比较集中,收集工作比较容易;b)燃料产地集中,使运输工作量和成本大大降低;c)电厂收购燃料需面对的对象较少,可以建立起规模较大的长期、稳定的合作关系,而且可以在收购时进行抽检,都有助于保证燃料的质量;d)皇竹草的种植有当地政府和项目公司组织和引导,有利于维持燃料市场的稳定、有序。皇竹草的生长受季节的影响要比其它农作物小得多,通过合理调配收割时间,燃料供应可以做到全年无间断。这些都是电厂燃料供应安全性的有力保障。
以上是新型燃料组织模式的优点,但任何事物都具有两面性,这种模式也有一些缺点:a)皇竹草的种植需要大面积的土地,同时农户的利益也需要担保,这些都需要政府部门的积极参与和大力支持,而且项目实施的初始阶段难度较大;b)该模式具有一定的地域性限制,较适合在南方地区进行。因为皇竹草虽然对气温条件的适应性较强,但是越靠近北方其产量越低,该模式的经济性越差;c)该模式尚未经过工程实际检验,拟采用该模式的生物质电厂尚处于可行性研究报告审查通过的阶段,在以后的项目实施阶段是否会遇到新的困难尚未可知。
四、结 语
因为篇幅的关系,本文仅在技术层面对新型燃料组织模式和传统燃料组织模式进行对比分析,未再在经济性方面进行探讨。
本文提出的这种新型的生物质电厂燃料组织模式从技术上来说完全可行,而且可以明显改善甚至解决一些在传统的燃料组织过程中无法回避的难题。但是它也有自己不可忽视的缺点,希望能有后来者继续这个课题,找到能够改善的办法。
[参考文献]
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[4]陆涛. 生物质电站收储运系统在农垦环境下的应用[J].可再生能源, 2011,29(5).
关键词 新能源汽车;锂离子电池;燃料电池;生物燃料
中图分类号 F4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)172-0194-02
当下,我国汽车保有量增长快速,一方面导致对石油的需求量大幅增长,自上世纪以来我国石油进口依存度迅速上升,1993年尚处于原油净出口国,1995年石油进口依存度则变为5.3%,2007年达到49%[ 1 ],2015年我国石油进口量超越美国,达到740万桶/日,成为世界上最大的石油进口国[ 2 ]。另一方面汽车在生产和使用的过程中加重了环境污染,危及了人类的日常生活。2013年我国只有约1%的城市空气质量符合世界卫生组织的标准,2014年国家减灾办、民政部于正式将雾霾天气列为自然灾情,2015年我国东北部、华北中南部、黄淮及陕西北部等地陆续出现重度污染天气。因此迫于资源、环境的双重压力,开发节能环保的新能源汽车已成为我国汽车产业的必然选择。按照动力提供方式的不同,新能源汽车主要可分为充电式电动汽车、燃料电池汽车、燃气汽车、生物燃料汽车等类别分述如下。
1 新能源汽车的分类
1.1 充电式电动汽车
充电式电动汽车以蓄电池为动力源,通过电机驱动,提供动力。这种汽车具有结构简单、噪声小、排放少、能量转换效率高、适用范围广等等优点。但其缺点也较多,比如过分依赖充电设施,充电时间长,续驶里程短,电池寿命短、制造成本较高等,因而在商业化的过程中困难重重。目前,研制经济的、持久的、高效的电池是充电式电动汽车发展的关键性问题,经过20多年的研究发展,目前已开发出多种适用性较强的蓄电池,如早期的铅酸电池、在混动汽车中采用的镍氢电池以及在当前及以后有着极大发展空间的锂离子电池等等。锂的原子序数为3,是最轻的碱金属元素,其化学特性十分活泼,易形成电荷密度很大的氦型离子结构。锂离子电池的储能能力是在电动自行车上广为应用的铅酸电池的3倍,其在地壳中的蕴藏量第27位,可利用资源较丰富,因此有很大的发展前景。
以目前应用最为广泛的磷酸铁锂电池为例,锂离子电池的工作原理如下:整个电池以含锂的磷酸铁锂作为正极材料,负极为碳素材料(常用石墨)。两极之间为聚合物隔膜,一方面可分隔正负极,另一方面也是锂离子在正负极往返的通道所在。当对电池充电时,正极发生脱嵌,形成的锂离子在电解液的帮助下,通过隔膜,进入负极碳层的微孔中,同时正极产生的电子也会通过外电路向负极迁移。放电时,锂离子从负极碳层中脱嵌,又嵌回正极。
目前,欧洲、美国、日本等主要发达国家均斥巨资进行锂电池技术的研发,在中国由于国家新能源产业政策的推动锂离子电池制造业也得到了篷勃发展,各种锂离子电池技术不断涌现,生产商业化电动汽车用锂离子电池的企业更是达到300家之多,但是锂离子电池的核心材料比如正负极材料、电池隔膜以及电解液却“技不如人”,过度依赖进口,因而生产成本难以下降,目前其价格3倍于铅酸电池,因此,产品难以规模化生产。近几年来,我国锂离子电池核心技术取得巨大突破,所有关键性材料均初步实现了自动生产,生产成本降幅较大,不少产品价格仅为刚面市的1/3左右,这与铅酸电池相比,已形成明显的性价比优势。锂离子电池成本的下降,使得充电式电动汽车的商业化规模化生产不再是一句空话。
1.2 燃料电池汽车
在诸多的新能源汽车中,燃料电池汽车目前被公认为是21世纪最核心的技术之一,可以说它对汽车工业发展的重要性,不亚于微处理器之于计算机业。燃料电池汽车直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,不受卡诺循环的限制,能量利用率高达45%~70%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%;燃料电池汽车最终排放物为H2O,几乎不排放氮氧化物和硫化物,CO2排放量远低于汽油的排放量(约其1/6)。
整车的核心部件燃料电池并不需要充放电的操作,在一定程度上它很类似于汽油汽车,直接将燃料(常用H2、甲醇等等小分子燃料)注入贮存箱,即可获得动力。根据所用电解质类型的不同分为五个大类,分别为熔融碳酸盐燃料电池、聚合物电解质燃料电池、碱性燃料电池、磷酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。目前在汽车工业中应用的多为聚合物电解质燃料电池,它以荷电的薄膜状高分子聚合物作为电解质,以离子交换的形式选择性地传导离子(H+,OH-),达到导电的目的[3]。工作时与直流电源相当,阳极作为电池负极,燃料在阳极发生氧化反应;阴极作为电池正极,氧化剂在阴极发生还原反应;反应生成的离子通过隔膜在电池内迁移,而电子则通过外电路对外做功输出电能,整个体系形成回路。
燃料电池但其在商业化的过程中仍存在着一些困难与瓶颈急需解决,比如由于采用贵金属催化剂铂及造价高昂的全氟磺酸膜,因此生产成本极高;再如由于工作环境多为酸碱性较强的溶液,对部分元件具有一定的腐蚀性,因而耐久性较差。目前随着非铂催化剂及无氟耐久性膜材料研发的成功,生产成本呈下降趋势,燃料电池汽车的市场普及率逐年上升。虽然以家用小汽车的形式进入普通家庭尚有一段时间,但燃料电池大巴已经完全可以产业化。目前,国外生产一辆燃料电池大巴造价约在400万元左右,若引入其核心部件及技术,采用国内人工生产,采用国内辅件及包装,可将其成本降至100万元左右,这一价格已与传统大巴接近,如果我国能抢占先机,与行业内先进的外企紧密合作,加快研发核心技术,假以时日,燃料电池大巴完全可能成为我国经济绿色增长的支柱产业。
1.3 燃气汽车
燃气汽车是以液化石油气、压缩天然气及氢气为燃料的气体燃料汽车。目前市场供应以天然气为主要燃料。与常规燃油汽车相比,燃气汽车的排放污染很小,铅,CO排放量减少90%左右,碳氢化合物排放减少60%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,且尾气中无硫化物和铅,因此它是一种较为实用的低排放汽车。此外这种汽车能大幅度降低使用成本,一方面由于目前天然气的价格低于汽油及柴油,营运过程中能使燃料费用下降50%左右;另一方面由于发动机采用天然气做功,运行平稳、无积碳,发动机寿命长、也无需频繁更换火花塞及机油,维修费用亦可下降50%以上。但它也有不少缺点,比如由于存有大量高压系统使用的零部件,安全系数及密封性要求高;天然气汽车动力性比常规燃油下降约5%~15%;受到能源不可再生的约束限制;燃气缸占地面积大等。
天然气汽车工作时,高压天然气经过减压调节器减压后送到混合器中,与净化后的空气混合后,利用传感器、动力阀和计算机调节混合气的空燃比,以使燃烧更加充分,再经化油器通道进入发动机气缸燃烧做功。我国于1988年正式推行燃气汽车,多采用气/油混动改装的形式,并于同年建造了第一座加气站。发展迄今,我国已经加气站近千座,改造汽车数十万辆。中国从对燃气汽车的推广力度仍逐年上升,各大城市均有部署,可见目前以气代油,是最切实可行的一条新能源汽车之路。
1.4 生物燃料汽车
生物燃料汽车的创新之处在于从农林产品、工业废弃物和生活垃圾中提取燃料,比如从玉米出发制备的汽车用乙醇燃料,利用回收食用油为源料获得的生物柴油等等。生物燃料与传统的石油燃料不同,它是一种可再生能源。近年来,生物燃料汽车得到了迅速发展,美国认为生物燃替代汽油切实可行并将其列为国家重点发展项目,目前使用生物柴油燃料的汽车己经累计运行1 600万km;欧盟于2005年也推行法规,要求成员国2010年生物柴油消费量从占交通运输油料总消费量的2%提高到5.75%,2020年进一步提高到占20%。生物燃料汽车降低了对石油的需求,且其运行中的排放污染也大大降低,以常规燃油汽车相关数据为分母,生物燃料汽车尾气中有毒物含量仅为10%,颗粒物约20%以下,CO和CO2排放量仅为10%,硫化物和铅含量为0,同时,燃料燃烧较为彻底,对发动机的维护保养要求低[4]。
尽管生物燃料有较多的优点,但其发展遇到难以克服的瓶颈。第一,产能有限。在生物燃料汽车推行力度最大的美国,据有关资料显示,即便将所有玉米和大豆都拿来制造生物燃料,也仅能满足国家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是粮食产品,只能将其少量产品用于生产生物燃料。在我国,若能将农业副产品秸杆加以利用,则将对生物燃料汽车的推广有很大的促进。第二,耗水量太大。生物燃料主要来源于农业,每年农业消耗掉的水资源高达70%,若将其产品大量用于制造燃料,往往是得不偿失的。而我国是人均水资源拥有量位于世界后列,用大量的水换回少量燃料,只能说看上去很美,实际操作性较低。第三,存在与粮争地的问题,生物燃料的推广已经造成美国和墨西哥玉米价格上涨,并可能导致发展中国家粮食短缺,因此有业内人士指出使用粮食生产生物燃料是“反人类的罪行”。
2 结论
当下,我国新能源汽车产业迎来了篷勃发展的大好机遇。但由于多数新能源汽车造价过高,许多关键技术还未完全攻克,而且配套基建设施远不足以支撑行业的发展,这些因素严重阻碣了新能源汽车行业的良性发展。从我国新能源汽车近几年发展的态势来看,目前还难以实现大规模的量产。从价格方面来看,新能源汽车的造价普遍高于传统汽车,如果国家不提高购车补助,很难提高民众对新能源汽车的购买热情。从技术角度来看,我国的电池、燃料等相关技术的研发才刚刚起步,远远落后欧美等发达国家。从配套设施角度来看,我国目前的配套设施基本处于空白状态,比如很多城市未建设电动车充电站,如果不能及时充电,电动车无法前行,这给使用带来不便。虽然在当今中国新能源汽车的推广困难重重,但从国家对汽车工业的发展部署来看,发展新能源汽车己经被确定为汽车工业未来的发展方向。因此,我国汽车企业和相关科研机构必须抓住机遇,在提高自身实力的同时,推动我国新能源汽车产业的迅速发展。
参考文献
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[2]中国石油新闻中心.“中国成为最大石油进口国”意味着什么[EB/OL].[2015-05-19(7):59].http://pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.
2014年,国务院了《能源发展战略行动计划2014―2020》,其中提到了发展生物质能,提到了发展新一代非粮燃料乙醇和生物柴油,因地制宜发展农村可再生能源。生物质能是重要的可再生能源,我觉得现在重视不够。
“优化新能源布局,促进清洁能源健康发展”,我理解这个布局包括了空间布局、时间布局和产业布局。就产业布局而言,其中生物质能是唯一可以直接生产气液固燃料,唯一能够代替成品油、天然气的可再生能源。我国有丰富的生物自然资源和可利用资源,除了种植物和陆海野生植物以外还有大量的废弃资源,据统计,我国可以利用的生物质能源资源量折标准煤4.6亿吨,现在只用了2200万吨,只约5%。
那么如何合理利用,变废为宝?目前有秸秆发电、成型燃料、制气、制油,当然可以做饲料、肥料等。其中生物质发电电网容量达到了6000万千瓦。这里只谈生物发酵制沼气、非粮作物制液体燃料,以及废油、种植油制成品油等。
要支持发展生物工业天然气。目前我国农村的小沼气已遍地开花,经过多年发展目前可年产约130亿立方米沼气。工业沼气虽然还没有形成规模,年产量只有10亿立方米,但已经有不少地方性示范工厂。德国大力发展工业生物沼气,目前已形成天然气的多元供给。参考德国的经验,甄别问题和我们的差距,中国石油大学(北京)专门就此做过调研,提了四条建议,一是尽快制定工业沼气前补变后补;二是支持工业沼气技术服务平台,提供技术开发、诊断和人才培养。中国石油大学已经在昌平成立了这样一个技术服务平台;三是抓好正在建设或者拟建的示范工程;四是制定并实施生物天然气的规划。专家估计,利用我国秸秆和禽畜养殖业排泄物这两种资源每年可生产生物天然气2300亿立方米。经过努力,到2030年,全国生物天然气有可能达到1000亿立方米。
生物质液体燃料潜力巨大,但是需要支持工业化、商业化。我国用陈年玉米做原料制乙醇,已有若干示范工厂。中石油、中石化分别在吉林、安徽、河南建了三个厂,当时是用三年陈化粮生产乙醇,这在高油价下是可行的,近几年,正在向非粮作物原料改进。据统计,目前全国有180万吨的生产能力。美国汽油消费量自1998年以后的下降,全面使用乙醇汽油是主要因素之一。巴西以甘蔗为原料生产乙醇汽油,也已占以汽油消费量的一半。我国武汉阳光凯迪新能源集团在武汉建成了一个非粮生物做原料,制液体燃料的示范项目,并在2014年年初生产出合格的高清洁柴油,据报告已经达到了欧五标准,而且生产规模可以扩到到年产30万吨。生物质制成品油工业化、商业化可以得到推广,但需要政府相关部门牵头,研究、规划、攻关,特别是给予财税政策、产业政策的全面支持。