我国的新能源和可再生能源资源储量在世界上处于什么地位?
我国新能源与可再生能源资源丰富,其中水力的可开发装机容量为3.78亿kW,居世界首位;可开发利用的陆地风能资源约2.53亿kW,近海可开发利用的风能储量有7.5亿kW,共计约10亿kW;地热资源的探明储量相当于31.6亿吨煤;太阳能、生物质能、海洋能等储量也都属于世界领先地位。中国已制定出未来30~50年的能源战略规划,鼓励发展新能源和可再生能源。
1.煤炭资源的储量和产量
我国煤炭资源储藏丰富,煤种齐全,分布广。2013年我国煤炭探明储量为1.48×1012t。2014年我国煤炭产量达38.7×108t,接近世界煤产量的一半。我国煤炭储藏和生产主要集中在山西、内蒙古、陕西等省、自治区,与现有区域经济布局呈逆向分布,形成了“北煤南运”和“西煤东调”的局面,长距离运输给煤炭生产和分配带来了很大的压力。
2.石油资源的储量和产量
我国属于石油资源贫乏的国家,石油资源主要分布在东部地区。全国已探明673个油田,2013年,我国石油探明储量为33.7×108t,石油产量为2.1×108t。
3.天然气资源的储量和产量
我国天然气主要集中于西部地区。2013年,天然气探明储量为4.64×1012m3,天然气产量为12.09×1010m3,其中常规天然气产量为11.77×1010m3,煤层气和页岩气产量分别超过30×108m3和2×108m3。
4.铀矿资源的储量和产量
我国是铀矿资源不甚丰富的国家。探明的铀矿资源分布不均衡,主要分布在江西省、湖南省、广东省、广西壮族自治区等地。铀矿探明储量为16.61×104t,居世界第10位,能够满足我国中短期的核电发展需求。
5.水利资源的分布和利用
我国水利资源非常丰富。按经济可开发年发电量重复使用100年计算,水利资源约占我国能源剩余可采总储量的40%,在我国常规能源中仅次于煤炭,居第二位。总体上看,我国水利资源西部多,东部少,相对集中在西南地区,并且主要集中在大江大河的干流。
2013年,全国水电总装机容量达2.8×108kW,占全国总发电装机容量的22.4%,年发电量为8963×108kW·h。
6.风能、太阳能的分布和利用
考虑到实际可利用的土地面积等因素,初步估计:我国可利用的陆上风能储量约8×108kW。陆上风能主要分布在“三北”(华北、东北、西北)地区,风能功率密度在200~300W/m2以上,有可能达到500W/m2以上;近海可利用的风能储量有2×108kW,共计约10×108kW。截至2013年底,我国风电装机容量为3107×104kW。
我国太阳能资源的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35°一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心。太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部。从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部,以及台湾省的西南部等广大地区的太阳年辐射总量很大。截至2013年底,我国光伏发电装机容量达1942×104kW。
7.地热资源
我国多年来地热能直接利用量稳居世界第一位。据估计,在地壳表层10km的范围内,地热资源就达12.6×1023kJ,相当于4.6×1016t标准煤,超过全世界煤经济可采储量热值的7万倍。
8.生物资源
我国是一个农业大国,生物资源丰富。根据《2013中国可再生能源产业发展报告》,我国农作物秸秆理论资源量约为7.2×108t,约折合3.6×108t标准煤,可用作清洁生物质能相当于约2.2×108t标准煤;林业剩余物中的森林采伐及木材加工剩余物的实物量约为7760×104t,折合4400×104t标准煤,薪炭林等所产薪柴的实物量保守估计为4800×104t,折合2700×104t标准煤,两者合计约为1.25×108t,折合7100×104t标准煤,林业剩余物可利用量3600×104t标准煤;禽畜粪便理论资源量约为13.4×108t,约折合5600×104t标准煤,可利用量2800×104t标准煤;工业有机废物可利用量1600×104t标准煤;城市有机生活垃圾可利用量1300×104t标准煤。
1.我国的生物质能资源情况
我国拥有丰富的生物质能资源,据测算,我国理论生物质能资源50×108t左右,是我国目前总能耗的4倍。生物质能资源按原料的化学性质分,主要为糖类、淀粉和木质纤维素类。按原料来源分,则主要包括以下几类:(1)农业生产废弃物,主要为作物秸秆。(2)薪柴、枝丫柴和柴草。(3)农林加工废弃物,木屑、谷壳和果壳。(4)人畜粪便和生活有机垃圾等。(5)工业有机废弃物、有机废水和废渣等。(6)能源植物,包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源等。其中来源最广、储量最大、利用前景最可观的是农业生物质和林业生物质这两大类。
1)农业生物质
农业生物质资源包括农产品加工废弃物和农作物秸秆,如图7.13所示。农产品加工废弃物有花生壳、玉米芯、稻壳和甘蔗渣等;农作物秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆等。据统计,我国各地区主要农业生物质的可利用总量约为5.6×108t,排名前三的地区分别是山东、河南、河北,而秸秆类农业生物质资源利用的主要方向为24%用于饲用,15%用于还田,2.3%用于工业,剩余的约60%用于露地燃烧或薪柴。因此,我国的农业生物质资源的应用潜力非常大。
图7.13 农业生物质
2)林业生物质
我国现有森林面积约1.95×108hm2,林业生物质总量超过180×108t,其中可利用的林业生物质资源有以下三类:一类是木本淀粉类资源,如栎类、果实、橡子等;二类是木本油料资源,如油桐、油茶、黄连木、文冠果、麻疯树等;三类是木质燃料资源,如灌木林、薪炭林、林业“三剩物”等。而且,我国还有近4000×104hm2的宜林荒山、荒地可用于种植能源林,还有近600×104hm2疏林地和5000×104hm2郁闭度(指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度)低于0.4的低产林地可用于改造。
目前世界上已有20多个国家在种植“柴油树”。我国河北省武安市马家庄乡连绵起伏的青山上,满山遍野生长着枝繁叶茂的黄连木树,这种树木的果实可以提炼柴油,当地群众将它称为“柴油树”。现在武安市共有这样的“柴油树”10万亩,年提炼柴油产量可达1000×104kg。据介绍,到2012年,武安市计划将“柴油树”发展到20万亩,年产柴油量达到2000×104kg。
2.生物质能资源的利用
主要应用在生物乙醇、生物柴油、生物质固体成型燃料和生物质能发电行业。
1)生物乙醇的应用
生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。我国生产生物乙醇的原料有甘蔗、甜高粱、木薯等高能品种,并建立了年产能力达5000t的甜高粱茎秆生产乙醇的工业示范装置。因传统粮食生产乙醇价格昂贵,为降低生产成本,我国已转向对微生物混合发酵法的研发。国家发展和改革委员会称,到2020年,我国15%生物质燃料将应用在汽车、轮船等行业。
2)生物柴油的应用
可从动植物油,如大豆、油菜、动物油脂以及餐饮垃圾中提炼生物柴油,因其环保性、润滑性、安全性能良好,可与石化柴油混合作为燃料。2005年6月,我国使用自主研发的生物酶法生产生物柴油,技术指标达到欧美生物柴油标准,标志着我国生物柴油研究取得了突破性进展。2010年生物柴油产能达300×104t/年,主要用于交通运输行业。我国提出了在2020年,生物柴油产能达200×104t的目标,已在海南建立了6×104t/年装置,产量居我国首位。
3)生物质固体成型燃料的应用
生物质固体成型燃料是将城市垃圾或农林废弃物,通过外力作用,压缩成型来增加其密度的可燃物质,具有高效、清洁、无污染等优点。图7.14为生物质捆装压缩示意图。我国的生物质成型燃料生产设备有螺旋挤压式、活塞冲压式、模辊碾压式,燃料形状主要有块状、棒状、颗粒状三种。北京奥科瑞丰公司生物质固体成型燃料年产量为60×104t,居全国首位,主要应用在直接燃烧取暖与工业锅炉等方面。
图7.14 生物质捆装压缩
4)生物质能发电的应用
生物质能发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。为推动生物质能发电技术的发展,2003年以来,国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东三个秸秆发电示范项目,颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,并实施了生物质能发电优惠上网电价等有关配套政策,从而使生物质能发电,特别是秸秆发电迅速发展。
2008年,蒙牛建成全球最大的生物质能沼气发电厂,得到联合国开发计划署环保基金的大力支持。图7.15为蒙牛生物质能沼气发电厂。
图7.15 蒙牛的全球最大生物质能沼气发电厂
3.生物质能开发利用的主要技术
生物质能开发利用在目前阶段的主要技术有三大类:物理转化、化学转化和生物转化。涉及压缩成型、气化、液化、热解、发酵、水解等具体技术,具体情况如图7.16所示。
1)物理转化
生物质的物理转化是将农林废弃物,如秸秆、锯屑、稻壳、蔗渣等,干燥后在一定压力的作用下,压制成棒状、粒状、块状的成型燃料或饲料。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,生物质压缩成型主要是靠木质素的胶结作用。木质素为光合作用形成的天然聚合体,具有复杂的三维结构,是高分子物质,在植物中含量约为15%~30%。当温度达到70~100℃时,木质素开始软化并具有一定的黏度,当温度达到200~300℃时,木质素呈熔融状态,黏度变高,此时施加一定压力就能使木质素与纤维素黏结,使植物体积大量减少,密度显著增加,取消外力后,由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕,其仍能保持给定形状,冷却后强度进一步增加,大大降低农林废弃物的体积,便于运输和储存。
图7.16 生物质能开发利用的主要技术
2)化学转化
生物质的化学转化涉及气化、液化和热解等三个方面。
(1)气化:
生物质气化是指在一定的温度条件下,借助氧气或水蒸气的作用,使高聚合的生物质发生热解、氧化、还原等反应,最终转化为CO,H2和低分子烃类等可燃气体的过程。在我国,应用生物质气化技术最广的领域是生物质气化发电(BGPG)。生物质气化发电的成本约为0.2~0.3元/(kW·h),已经接近或优于常规发电,其单位投资约为3500~4000元/kW,仅为煤电的60%~70%,具备进入市场竞争的条件,发展前景非常广阔。
(2)液化:
生物质液化技术是指在高温高压的条件下,进行生物质热化学转化的过程。通过液化,可将生物质转化成高热值的液体产物,即将固态的大分子有机聚合物转化成液态的小分子有机物,生物柴油就是利用生物质液化技术生产出的可再生燃料。油料作物如大豆、油菜、棕榈等在酸性或碱性催化剂和高温的作用下发生酯交换反应,生产相应脂肪酸甲酯或乙酯,再经过洗涤干燥后得到生物柴油。与传统的石化能源相比,其硫和芳烃含量低,十六烷值高,闪点高,具有良好的润滑性,可添加到化石柴油中。
(3)热解:
生物质热解是指利用热能将生物质的大分子打断,从而转化为含碳原子数目较少的低分子化合物的过程,即生物质在完全缺氧条件下,经加热或不完全燃烧后,最终转化成高能量密度的气体、液体和固体产物的过程,而木炭就是利用生物质热解技术生产出的重要产物。木炭产品包括白炭、黑炭、活性炭、机制炭四大类,其中应用范围最广的是活性炭。活性炭是具有发达孔隙结构、强吸附力、比表面积巨大等一系列优点的木炭。在我国,活性炭广泛应用于葡萄糖、味精和医药等产业的生产。
3)生物转化
生物转化技术是指依靠微生物发酵或者酶法水解作用,对生物质进行生物转化,生产出乙醇、氢、甲烷等液体或气体燃料的技术。生物转化的生物质原料包括淀粉和木质纤维素两大类。玉米、木薯、小麦等淀粉类粮食作物是生物转化的主体,但是以农作物为原料转化的产品成本较高,且易受土地和人口的因素限制,产量无法大幅度增加。因此以廉价的农作物废料等木质纤维素为原料的生物转化技术才是解决能源危机的有效途径。然而,木质纤维素的结构和组分与淀粉类原料有很大的不同,解决高效、低成本降解木质纤维素原料的问题是木质纤维素转化产物取代化石燃料的根本途径。
二、已核准的农林生物质发电项目(招标项目除外),上网电价低于上述标准的,上调至每千瓦时0.75元;高于上述标准的国家核准的生物质发电项目仍执行原电价标准。
三、农林生物质发电上网电价在当地脱硫燃煤机组标杆上网电价以内的部分,由当地省级电网企业负担;高出部分,通过全国征收的可再生能源电价附加分摊解决。脱硫燃煤机组标杆上网电价调整后,农林生物质发电价格中由当地电网企业负担的部分要相应调整。
四、农林生物质发电企业和电网企业要真实、完整地记载和保存项目上网交易电量、价格和补贴金额等资料,接受有关部门监督检查。各级价格主管部门要加强对农林生物质上网电价执行情况和电价附加补贴结算情况的监管,确保电价政策执行到位。
具体价格看各地的政府支持以及扶持力度了。
改革开放以后,中国能源工业无论从数量上还是质量上均取得了空前的进步,进入了世界能源大国的行列。1996年一次能源生产和消费分别达到了13.1亿吨和13.9亿吨标煤,跃居世界第二位。
经过50年的发展,目前中国能源工业已经形成了以煤炭为主、多能互补的能源生产体系,在一次能源生产和消费总量中的比重大约为:煤炭75%,石油17%,天然气2%,一次电力(水电、核电、新能源发电)6%。(见图1-1)
新中国建立以来,中国能源工业在许多领域已接近或赶上世界先进水平,这是值得我们自豪的地方,但是同时我们也应该对中国的资源情况进行客观详实的分析。中国地大物博、资源丰富,自然资源总量排世界第七位,能源资源总量约4万亿吨标准煤,居世界第三位。煤炭保有储量为10024.9亿吨,精查可采储量893亿吨;石油的资源量为930亿吨,天然气的资源量为38万亿立方米,现已探明的石油和天然气储量只占资源量的约20%和约3%;水力的可开发装机容量为3.78亿千瓦,居世界首位;新能源与可再生能源资源丰富,风能资源量约为16亿千瓦,可开发利用的风能资源约2.53亿千瓦,地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤,探明储量为31.6亿吨标准煤,太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位。但因我国人口众多,能源资源相对匮乏。我国人口占世界总人口21%,已探明的煤炭储量占世界储量的11%、原油占2.4%、天然气仅占1.2%。人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅为十分之一。我国1997年一次能源生产量为13.34亿吨标准煤,人均能源消费量仅为1.165吨标准煤,人均电量为893kWh,不足世界人均能源消费水平2.4吨标准煤的一半,居世界第89位。北美人均能源消费量超过10吨标准煤,欧洲及独联体人均能源消费量为5吨标准煤。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,我国年人均能源消费量将逐年增加,到2050年将达到2.38吨标准煤左右,相当于目前世界平均值,远低于发达国家目前的水平。人均能源资源相对不足,是中国经济、社会可持续发展的一个限制因素,这也是发展新能源与可再生能源,开辟新的能源供应渠道的一个重要原因
http://www.ocn.com.cn/reports/2006107shengwuzhineng.htm
地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t,含能量达3×1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍,或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大,但地球上每个国家都有某种形式的生物质,生物质能是热能的来源,为人类提供了基本燃料。
中国拥有丰富的生物质能资源,中国理论生物质能资源50亿吨左右。现阶段可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。
近年来,中国在生物质能利用领域取得了重大进展。
2006年底全国生物质能发电累计装机容量220万kW,其中蔗渣热电联产170万kW;农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万kW。此外,2006年完成生物质气化及垃圾填埋气发电3万kW,在建的还有9万kW。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处,年产沼气约90亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处,年生产生物质燃气2,000万立方米。
中国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视,己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等,取得了多项优秀成果。政策方面,2005年2月28日,第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》,2006年1月1日起已经正式实施,并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位,并在政策上给予了巨大优惠支持,因此,中国生物质能发展前景和投资前景极为广阔。
中投顾问发布的《2008-2010年中国生物质能利用产业分析及投资咨询报告》共十章。首先介绍了生物质能的定义、种类、特性及开发范围等,接着分析了国际国内和中国农村生物质能的开发与利用情况,并对生物质能技术进行了细致分析,然后具体介绍了生物柴油、燃料乙醇和生物质能发电产业的发展。随后,报告对生物质能利用产业做了投资分析,最后分析了生物质能利用产业的未来发展前景。您若想对生物质能产业有个系统的了解或者想投资生物质能相关行业,本报告是您不可或缺的重要工具。