生物质能发展现状与前景
生物质发电作为重要的可再生能源,具有高效、环保、节能、惠农、二氧化碳减排等优点,是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源。生物质具有取之不尽、用之不竭的特点。同时生物质能技术成熟、应用广泛、污染小、安全性高,对于应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境、惠及民生等方面发挥重要的作用,是能源转型的重要力量。根据国家能源局数据显示,截至2019年底,我国生物质发电装机容量达到2254万千瓦,同比增长26.6%2019年生物质发电量为1111亿千瓦时,同比增长20.4%。
从各省的生物质发电产业发展情况来看,东部沿海和广东地区装机容量处于领先地位。截至2019年底,山东省生物质发电装机容量达到324.3万千瓦,安徽省和江苏省分别为195.4万千瓦和203.1万千瓦,广东省装机容量达到239.4万千瓦。截至2019年底,全国25个省(区、市)农林生物质发电累计装机容量973万千瓦,较2018年增长21%,2019年新增装机容量170万千瓦。截至2019年底,农林生物质发电累计装机容量排名前五的省份分别是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省和江苏省,五省份合计装机容量占全国累计装机容量的54.3%。
目前我国生物质能源的总体利用局势是多集中在东部沿海地区,中部西部的比例较低目前总装机量较低但环比增长较高。根据最新国家发改委的文件,未来国家会加大对生物质能源发电的补贴力度,进一步落实全面禁煤的政策,生物质能源在未来仍有巨大的市场潜力并会逐渐发展为成熟的产业。
我国高度重视生物质能的开发利用,已连续在四个国家五年计划中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。国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》,提出了生物质能发展的目标任务,明确了相关扶持政策。科技部将生物柴油技术列入“十一五”国家863计划和国际科技合作计划。根据国家生物产业发展规划,到2010年生物产业增加值达到5000亿元以上,2020年突破2万亿元,成为高技术领域的支柱产业和国民经济的主导产业。到2010年,全国生物发电总装机容量将达到550万千瓦,生物液体燃料达到200万吨,生物质年利用量占到一次能源消费量的1%。到2020年,生物质能发电装机达到3000万千瓦,生物液体燃料生产规模达到2000万吨,其中燃料乙醇年生产能力达到1500万吨,生物柴油年生产能力达到500万吨,生物质年利用量占到一次能源消费量的4%。
近年来,我国生物质能产业发展取得了可喜的成绩。
(一)生物液体燃料产业开始起步
1.生物燃料乙醇
“十五”期间,我国建设了以陈化粮为原料的四家燃料乙醇生产厂,年产能达102万吨。其中黑龙江华润酒精有限公司10万吨/年、吉林燃料乙醇有限公司30万吨/年、河南天冠燃料乙醇有限公司30万吨/年、安徽丰原生化股份有限公司32万吨/年。2007年,产量约18.7亿升,位居世界第三,仅次于美国和巴西。已有9个省27个地市开展车用乙醇汽油销售。随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格节节攀升,考虑到玉米乙醇的发展对国家粮食安全的影响,国家2006年起停止新批玉米燃料乙醇企业,并大力鼓励发展非粮食作物为原料开发燃料乙醇。中粮集团投资的国内第一个非粮燃料乙醇项目用木薯生产、年产20万吨燃料乙醇项目2006年10月在广西开工,今年正式投产,成为我国迄今为止唯一投入生产的非粮燃料乙醇项目。
在发展传统乙醇产业的同时,我国目前正在积极支持纤维乙醇的开发和产业化工作。“十五”期间,通过国家863计划的支持,已开发出利用甜高粱茎秆汁液、玉米秸秆类纤维素废弃物等制取乙醇的技术。目前国内第一条年产3000吨的纤维乙醇产业化中试线将在河南天冠集团建成。中粮集团黑龙江年产500吨纤维素乙醇试验装置也投料试车成功,这是世界上首次将连续汽爆技术用于纤维素制乙醇的装置。吉林燃料乙醇有限公司正在建设年产3000吨纤维素乙醇生产装置。新疆三台酒业(集团)公司开工建设的利用农作物秸秆制取燃料乙醇的工程,年产乙醇10万吨,总投资2.8亿元,计划2009年完工。新疆南部莎车县与浙江浩淇生物质可再生能源科技有限公司共同投资12.6亿元,开发甜高粱秸秆制取燃料乙醇项目,计划年产乙醇30万吨。
2.生物柴油
2001年9月海南正和生物能源有限公司在河北邯郸建成年产1万吨生物柴油试验工厂,标志着我国生物柴油产业的诞生。到去年底,年生产能力约为300万吨,年产量仅为30万吨。全国现有生物柴油产能万吨以上生产企业26家,其中产能小于5万吨的有13家,5—10万吨的有7家,产能达到和超过10万吨的有6家。以每吨生物柴油7000元计算,产值10亿元以上的仅一家。
表7:2007年中国产能万吨以上生物柴油企业产值分布
产值
企业数量(个)
10亿元以上
1
5亿元以上10亿元以下
5
3亿元以上5亿元以下
7
3亿元以下
13
在市场主体方面。我国的生物柴油行业现已形成民营企业、大型国企、外资企业共同参与的格局。其中,民营企业是我国生物柴油行业的主力军,而大型国企和外资企业则起步较晚,目前多处于原料林基地或者工厂的建设期,真正运营投产的项目较少。
原料危机促使民营生物柴油企业开始两极分化。其中,一部分技术实力较强的企业通过应用更先进的生产技术来降低成本,如湖南海纳百川生物工程有限公司等;一部分产能较大的企业通过规模经济来降低成本,2006年福建卓越新能源公司在英国伦敦上市,成为世界上首家利用废弃油脂商业化生产生物柴油的上市企业,2007年四川古杉油脂化工公司在纽交所上市。还有一部分资金实力较强的企业转向以麻疯树果实等为原料进行生产,并斥巨资培育生物柴油原料林基地,如柳州明惠生物燃料有限公司等。而其他大部分资金和技术实力有限的民营企业则因原料问题而陷入停产或亏损的境地。
进入生物柴油行业大型国企主要是中石油、中石化和中海油。由于进入行业的时间较晚,目前尚无大规模的生物柴油产能。而鉴于民营生物柴油企业生产经营过程中暴露出来的原料供给瓶颈问题,目前,这三大能源巨头正全力推进生物柴油原料林基地的建设工作。2006年,中石油在四川南充炼油化工总厂规划设计了6万吨/年的生物柴油项目,首期1万吨生物柴油项目正在建设中;为保障原材料的充足供应,中石油还在云南元阳县和四川攀枝花市分别筹建40万亩和180万亩的麻疯树原料林基地。2006年7月,中石化在四川攀枝花市建设一座年产10万吨的生物柴油炼油厂,配套的麻疯林基地为40万—50万亩;2007年10月,中石化又与贵州省发改委合作开发5万吨/年的麻疯树生物柴油项目。2006年9月,中海油也与攀枝花市签订攀西地区麻疯树生物柴油产业发展项目,拟投资23.47亿元,到2010年建成50万亩小桐子树种植基地和一个年产10万吨的生物柴油炼油基地;此外,中海油还计划在海南东方市兴建一座首期规模为年产6万吨生物柴油的炼油装置,并在海南种植面积达数十万亩的麻疯树。可以预测,这些资金实力雄厚,且拥有大规模原料林基地和加油站渠道优势的“巨无霸”,未来将是我国生物柴油行业中不容忽视的重要组成部分。
值得关注的是,美国、英国、奥地利等国的能源巨头都在积极开拓中国生物柴油市场。这些外资企业资金实力雄厚、生产技术和管理水平先进,未来将是本土生物柴油企业的有力竞争对手。其中,美国企业是我国生物柴油行业中外资企业的主力军。美国易力集团、美国博龙集团、美国蓝海控股集团、美国联美实业集团等都正在我国建设较大规模的生物柴油项目。美国贝克(BECOO)公司更是打算在未来10年内,陆续投入16亿到20亿美元在攀枝花建设生物柴油原料林基地。英国能源巨头—英国阳光科技集团、英国中天明生物能源有限公司等也已进军我国生物柴油行业。其中,英国阳光科技集团正在云南、重庆等地建设规模庞大的生物柴油原料林基地。而英国中天明生物能源有限公司投资的河北中天明生物燃油有限公司首期3万吨生物柴油项目已经投产,后期7万吨生物柴油项目正在筹建中。奥地利碧路集团是最早进入中国生物柴油行业的外资企业。碧路集团曾在山东威海筹建以油菜籽为原料的25万吨/年的生物柴油厂,后因原料不符合我国规定而搁浅。随后,奥地利碧路集团和中海油在南通合资建立了海油碧路(南通)生物能源蛋白饲料有限公司,该公司以棉籽为原料、年产26.9万吨的生物柴油项目正在建设中。
在产业链方面。生物柴油产业链主要由上游的原料和技术、设备供应商,中游的生物柴油生产企业,下游的加油站、发电厂、炼油厂、运输公司、化工企业等客户组成。其中,油脂厂、地沟油回收企业、油品经销商等是生物柴油行业的主要原材料供应商。设备供应商则既包括德国Westfalia食品技术公司、意大利梅洛尼集团、美国鲁齐公司、奥地利Energea生物柴油技术公司等国际知名技术设备供应商,也包括国内一些专业油脂设备生产商,如河南修武永乐粮机集团、武汉理科鑫谷科技有限公司、无锡市瑞之源生物燃料设备制造有限公司、上海中器环保科技有限公司等。一般而言,进口设备质量较好,但价格昂贵,对原料要求也比较苛刻,适用生产规模较大的企业;而国产设备质量相对逊色,但价格低,对原料的适应性也强,适合于中小型企业。
表8:
3.发展生物液体燃料面临的主要问题
一是原料的多元化亟待取得突破。随着今年粮价上涨,全球对生物燃料的争论此起彼伏。特别是世界银行、联合国粮农组织等认为,生物燃料的发展在农产品价格上涨中起到了40%的作用,加剧了粮食危机,呼吁降低生物燃料的发展速度,缓解人车争油的矛盾。我国生物燃料原料结构存在很大局限性,燃料乙醇以玉米等陈化粮为主,占总原料的70%,木薯、甜高梁为原料的非粮乙醇产业规模化有待时日,特别是纤维素乙醇才刚刚起步;生物柴油主要来自于废弃油脂,油料植物的大面积推广种植进展不快。据统计,我国每年约有500万吨的废弃油脂分散各地,搜集和运输成本高昂,厂家一般只能就地取材,导致很多企业出现了严重的原料短缺现象。此外,由于我国对地沟油的回收管理不善,每年可供生物柴油企业利用的废弃油脂不足50万吨。按照1.2吨废弃油脂生产1吨生物柴油计算,40多万吨废弃油脂能满足的产能只有30多万吨,供不应求导致近年来废弃油脂的价格也在快速上涨。据统计,地沟油价格已经由2006年的2000元/吨上涨至目前的5400元/吨;植物油脚价格也从2006年的800元/吨上涨到现在的3500元/吨。原料短缺及价格暴涨导致很多生物柴油企业亏损和停产。
二是市场不规范,销售渠道匮乏。目前生物柴油市场混乱,标准不一,质量参差不齐。特别是民营企业的生物柴油无法进入国有加油站。虽然《可再生能源法》确定了生物柴油的合法地位,生物柴油国家标准的出台也扫清了生物柴油进入国有加油站的障碍,但由于各种原因,民营企业的生物柴油始终无法通过合法渠道顺利进入中石油、中石化的销售网络中,使得大部分生物柴油只能以土炼油的价格出售,由此导致每吨生物柴油售价比普通柴油低600元左右,严重侵蚀了生物柴油企业的利润空间。
三是自主研发能力弱。生物燃料技术仍处于产业化发展初期,特别是缺乏具有自主知识产权的核心技术。以甜高粱、木薯、甘蔗等原料生产燃料乙醇技术还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、节能减排和废渣废水回收利用、生物燃料车试验等方面作进一步研究。
四是投入严重不足。生物燃料的大规模推广使用受原料半径和市场半径的限制。据测算,燃料乙醇的原料半径和市场半径分别在300公里和600公里。这对生物燃料的生产销售是很大挑战。因此产业布局和产业政策有待进一步完善。国家及地方政府财政投入严重不足,部分领域研发能力弱,技术水平较低,制约了技术创新和产业化发展。在成品油价格管制的前提下,缺乏对生物柴油生产企业的扶持政策。一方面,成品油价格管制使得生物柴油生产企业无法通过提价转移成本压力;另一方面,相对于欧盟、美国等国家和地区对生物柴油企业的高额补贴和减免税收等措施而言,我国目前尚无具体、可操作的产业扶持政策和措施出台。
(二)生物质发电产业取得重大进展
1.生物质发电总体情况
我国生物质发电快速发展。国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与我国生物质发电产业的建设运营。
在直燃发电方面,截至2007年底,国家和地方发改委已核准生物质直燃发电项目87个,总装机容量220万千瓦。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个,在建项目30多个。预期到2010年,生物质直燃发电装机容量550万千瓦,到2020年可达2200万千瓦。山东单县生物质发电工程1×2.5千瓦机组于2006年12月1日正式投产,开创了国内生物质直燃发电的先河。该项目设计年发电能力1.6亿千瓦时,2007年发电量达到了2.29亿千瓦时,按2.5万千瓦装机容量计算,全年利用小时数高达9160小时,达到了世界先进水平。江苏、广东、河南、浙江、甘肃等多个省市的生物质发电项目也都有不同程度的发展。
在共燃发电方面,我国目前建设垃圾焚烧发电厂75座,其中建成50座,在建25座,总装机50万千瓦。综合考虑投运、在建和正在进行前期工作3种不同阶段的焚烧发电项目,72%的焚烧厂集中在东部地区。而在投运和在建项目方面,广东、浙江和江苏位居前三名,三地合计占全国总量的51%。预计到2010年,我国的垃圾焚烧发电装机将达80万千瓦,2020年将新增垃圾焚烧发电装机容量330万千瓦左右。如按每千瓦4500元的设备造价计算,2020年我国垃圾发电市场容量将达149亿元。
浙江省和广东省的垃圾发电厂发展较快,装机容量占全国三分之二左右。浙江省投入商业运营的垃圾发电厂12家,总装机容量11.6万千瓦,其中,垃圾焚烧发电厂11座,总装机容量11.4万千瓦,垃圾填埋气发电厂1家,装机容量0.194万千瓦,垃圾发电占垃圾处理量的27%。广东省建成的垃圾发电厂16座,总装机容量约17.2万千瓦,其中,垃圾焚烧发电厂15座,总装机容量11.6万千瓦,垃圾填埋气发电厂1座,装机容量0.2596万千瓦。
表9:我国垃圾焚烧厂炉型分类统计
类 型
数 量
比 例
炉排炉
引进设备焚烧厂
30
45%
引进技术焚烧厂
7
9%
国产炉排焚烧厂
10
10%
流化床
流化床焚烧厂
28
36%
合 计
75
100%
重庆同兴垃圾发电厂是国内第一座引进世界先进技术,然后消化吸收创新并完全实现关键设备国产化的垃圾焚烧发电厂。其业主为重钢集团旗下的重庆三峰环境产业有限公司,是国内唯一有能力生产大型垃圾焚烧发电核心设备的企业。总投资3.15亿元,每年平均发电1亿多度,其中9000万度进入国家电网销售,可满足3万多户居民一年的用电量。目前,重庆市正准备投资5亿元,再建一座日处理垃圾能力2000吨的垃圾发电厂。
宁波市镇海生活垃圾焚烧发电项目是中科院专门针对国内垃圾处理现状开发的一项高新技术。年处理生活垃圾21.9万吨、发电1.5亿度,可满足宁波10万户居民一年生活用电。该项目引用中科院循环流化床垃圾焚烧发电技术和设备,开创性地采用垃圾、燃煤混烧技术和先进的烟气净化设备;还采用了独特的“外置式过热器”技术,成功解决了垃圾焚烧中烟气对过热器腐蚀的世界性难题,先进的垃圾渗滤液回喷技术使得渗滤液对外零排放。
从我国垃圾焚烧技术发展趋势来看,垃圾焚烧处理比例将稳步提高,国产化焚烧设备在部分城市扩大市场,炉排炉和流化床焚烧厂国内细分市场;二次污染特别是尾气净化技术将取得进展,焚烧余热综合利用技术得到提高,焚烧厂向大型化方向发展;采用BOT等方式建设焚烧厂将占据主导,主要在大城市和沿海城市得到应用。
四、我省生物质能产业发展情况
近年来,生物质能产业化正在我省各地蓬勃开展。全省已建在建生物燃料项目近10家,年产能将超过100万吨。已核准秸秆发电项目近10万千瓦,10多个项目正开展前期工作,发电装机共计20多万千瓦。预计到“十一五”末,生物质能产业产值将达到600亿元。
在生物柴油技术不断突破的基础上,无锡华宏生物燃料有限公司、江苏高科石化股份有限公司、江苏永林油脂化工有限公司、南通碧路生物能源蛋白饲料有限公司、南京清江生物能源科技有限公司等,都正在建设年产10万吨级以上的生物柴油及副产品环保燃料油项目。2006年10月,全省规模最大的生物柴油生产基地—奥地利碧路生物柴油能源公司在南通开工兴建,该项目总投资达1.2亿欧元。无锡华宏生物燃料有限公司,今年“消费”掉地沟油近3万吨,约占无锡市全年产生的地沟油一半左右;该公司生产的生物柴油因为符合欧Ⅵ排放标准,不仅在国内十分抢手,还出口到了德国、日本等国家。
江苏国信新能源开发有限公司生物质发电项目2004年9月获得国家发改委核准,是国家第一个生物质发电示范项目,并被确定为江苏省可再生能源规模化发展示范项目,列入江苏省“十一五”科技攻关项目。总投资额2.99亿元,首期规模为2.5万千瓦,年消耗秸秆16万吨,年发电量1.8亿千瓦时,产值可达1.18亿元。由中节能生物质能投资有限公司和中国环境保护公司投资2.48亿元建设的采用循环流化锅炉秸杆直燃发电项目2007年4月在宿迁投入试生产,每年可消化秸秆近20万吨,节约标准煤9.8万吨,外供电力1亿多千瓦时,可使本地农民每年增收5000多万元。扬州市第一个秸秆燃烧发电项目2007年8月在宝应正式投入试运行。该项目3台锅炉每台每年可发电2000亿千瓦时。项目投产后每天可利用秸秆类农田废弃物800吨,每年消耗量30万吨左右,年节约标准煤10—15万吨。
江苏第一座焚烧垃圾的发电厂—无锡益多环保热电有限公司于2005年10月正式并网发电。每天可焚烧生活垃圾1000吨,每小时可以发电2.4万千瓦时。苏州七子山垃圾焚烧发电项目二期扩建工程预计明年6月份建成投运。该项目采用炉排炉技术,配置2台每小时可生产42.3吨的余热锅炉和1台2万千瓦汽轮发电机组,每年可新增上网电量1亿千瓦时。预计日处理城区生活垃圾1000吨以上,加上已投入使用的垃圾发电厂一期日焚烧垃圾1600吨,每天将焚烧城区生活垃圾2600吨左右,占城区每天生活垃圾总量的80%左右。昆山鹿城垃圾发电有限公司日处理生活垃圾1000吨,年焚烧垃圾33.47万吨,年发电8551.61万千瓦时,使昆山市市区生活垃圾全部实现无害化处理。
此外,已建在建的还有如皋垃圾焚烧发电厂、南京溧水秸杆发电厂、徐州沛县坑口热电厂、新沂东区热电厂、江阴垃圾焚烧发电厂、东海秸杆发电厂等项目。
五、加快我市生物质能产业发展的对策建议
随着国家和省鼓励生物质能产业发展政策的相继实施,我市发展生物质能产业具备了一定的基础。最近,市委、市政府提出,要在三到五年时间内打造工业经济千百亿企业,使我市经济再上一个新台阶。我市要抓住机遇,乘势而上,推动我市生物质能产业的快速发展。
一是要注意跟踪产业发展走势,制定产业发展规划。生物质能产业是新兴产业,我市生物质能的发展才刚刚起步。各地和市各有关部门要研究国内外生物质能产业发展动态,根据我市生物质能资源状况、技术特点、市场需求等,研究制定生物质能开发利用规划,提出切实可行的发展目标和要求。比如我市农村秸杆量大,如有效加以利用,不仅能减少环境污染,还能解决农民生活问题。可积极推广使用江苏大学研制开发的家用式秸杆气化炉;或兴建气化机组,经过输配管网,向农户集中供气。充分发挥丘陵山区的优势,加强经济作物和经济林木的研究开发,强化项目招商,大力引进以新型能源作物为原料的生物燃料乙醇和生物柴油项目。
二是要加强产学研结合,促进生物质能技术研究成果应用。我市在生物质能技术研究方面有一定优势。去年,中国国电科环集团与镇江市金正造纸机械有限公司联合研制的全国各类秸秆发电设备配套产品——PSJP秸秆破碎机,在润州区七里甸街道通过了专家组的验收。该产品符合国家产业政策,以及发展清洁生产和循环经济的要求,填补了国内长期以来与秸秆发电设备配套“断档”的空白,具有良好的社会效益和市场价值。PSJP秸秆破碎机,可大批量破碎处理各种农业秸秆、枝丫材、废弃轮胎、废弃包装木材等,并可为发电机组提供从上料、破碎、进料等全过程的全自动服务,减少人工成本,还能满足发电设备的技术要求。镇江海特新能源科技有限公司依靠江苏大学生物与环境学院、能源与动力学院雄厚的科研力量,拥有一系列生物质能利用技术,其研发的具有自主知识产权的生物质气化技术处于国内领先水平,主要包括家用生物质气化炉、工业用生物质气化装置、生物质气化站的建设、秸杆粉碎机、秸杆制煤、秸杆成型设备。丹阳市与加拿大凯瑟琳生物技术有限公司、北京科技大学成功签约,共同谋划筹建生物技术和气体分离这两大高科技技术平台,着力围绕工业废气处理、沼气提取、秸秆气化与液化等诸多研发领域予以拓展。各有关部门要积极搭建产学研合作的平台,推动我市企业与国内相关知名企业、科研院所的联系、合作,加快科研成果转化,积极为国内相关大型生物质能企业提供生产设备,或为国内生物质能生产设备制造企业提供产品配套。
三是要精心培育现有骨干企业。近几年,我市建设了一些生物质能项目。今年6月,由美国易力公司独立投资1.5亿美元、位于镇江市大港国际化学工业园区的江苏恒顺达生物能源基地一期工程投产。主要是以废弃油脂为原料,采用欧美先进的生物技术,研发、生产环保再生型生物柴油及相关绿色再生能源产品,在未来3年内该基地将建成以年产100万吨绿色环保再生型生物柴油为主的综合性再生能源的生产研发基地。位于丹阳的江苏洁美生物能源有限公司采用华东理工大学的关键技术,利用“地沟油”、废弃食用油生产生物柴油。2006年10月投产以来,年产量已达2.3万吨。全面扩建后今年年产将达10万吨,销售5亿元以上,利税可达1亿元。这些企业是生物质能产业的骨干企业,是我市经济发展中新的增长点。市有关部门和当地政府要为现有企业搞好服务,主动解决企业在生产和发展中存在的问题,并引导现有骨干企业,延伸产业、产品链,扩大规模,带动更多的企业涉足生物质能产业。
四是要落实好相关扶持政策。生物质能行业涉及到市各相关职能部门,需要各方面的扶持。各地、各有关部门要认真落实上级相关政策,研究制定本部门为生物质能产业发展的政策措施,为企业发展提供保障。市科技局在今年5月出台的镇江市绿色能源重大科技专项方案中,把生物质能转化等作为绿色能源专项重点支持的方向,提出了今后我市生物质能技术领域的重点,计划到2012年,我市生物质能产业要达到5亿元。其它相关部门也要根据我市生物质能产业发展需要,制定有关政策,在土地、资金等方面给予扶持,通过多种方式,引导企业发展壮大生物质能产业。
追问:
内容比较广泛,不知道是那个市的总结报告,还是希望针对些简洁些
回答:
不好意思啊,我也是在网上找的,最贴近的就是这个了,具体简洁的没看到哦。
国务院相关政策
《中华人民共和国可再生资源法》第十六条规定,国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物。
《中华人民共和国循环经济促进法》第三十四条规定,国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术,对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用,开发利用沼气等生物质能源。
国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》中的基本原则是统筹规划,重点突出因地制宜,分类指导科技支撑,试点示范政策扶持,公众参与。以及大力推进产业化,加大政策扶持力度。
2009年1号文件《中共中央国务院关于2009年促进农业稳定发展农民持续增收的若干意见》中的第7条:加快发展畜牧水产规模化标准化健康养殖。
国家各部委相关政策
国家发改委的“生物质能综合利用示范项目”中示范内容有:生物质成型燃料。以农作物秸秆、林木枝桠材、农林产品加工剩余物等生物质为原料,生产颗粒状、棒状和块状等致密成型燃料,主要用于为农村和小城镇居民提供炊事、取暖等生活燃料,多余产品可向市场出售。通过示范项目建设,完善生物质成型技术,建立生物质成型燃料的商业化经营模式。
农业部的《农业生物质能产业发展规划》:到2010年,重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区建设村镇级秸秆固化成型燃料示范点500处。
财政部的《生物能源和生物化工非粮引导奖励资金管理暂行办法》第二条中央财政安排生物能源和生物化工非粮引导奖励专项资金,用于支持以非粮为原料的生物能源和生物化工放大生产,优化生产工艺,促进生物能源和生物化工产业健康发展,专项资金支持范围:(一)秸秆类木质纤维制乙醇放大生产示范《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》第四条支持对象为从事秸秆成型燃料、秸秆气化、秸秆干馏等秸秆能源化生产的企业。工业和信息化部的《国家长期粮食安全中长期规划纲要(2008~2020年)》中第四点:保障粮食安全的主要任务。(二)利用非粮食资源。加快农区和半农区节粮型畜牧业发展,积极推行秸秆养畜。转变畜禽饲养方式,促进畜牧业规模化、集约化发展,提高饲料转化效率。
科技部的《国家科技支撑计划“十一五”发展纲要》第4点农业中的重大项目(1)农林生物质工程。以充分利用我国农林生物质材料、促进循环农业发展为目标,以农作物秸秆、林业采伐及加工剩余物、畜禽粪便等农林剩余物及能源植物为主要原料,重点研究高活性糖化酶和纤维素酶制造、共代谢基因工程菌构建、非相变产物分离、分子合成、接枝共聚、生物可燃气高效转化、低成本农林生物质集储、专用能源植物培育等共性关键技术,突破农林生物质转化过程中降解与改性、分离与合成、能源和材料转化等环节的技术瓶颈,构建农林生物质转化创新技术平台。
环境保护部《关于公布资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)的通知》中三、再生资源第16项综合利用的资源指:农作物秸秆及壳皮,包括粮食作物秸秆、农业经济作物秸秆、粮食壳皮、玉米芯。生产的产品是代木产品、电力、热力及燃气。技术标准要求产品原料70%以上来自所列资源。
国家税务总局《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》中规定了生物能源与生物化工财税扶持政策的原则是:国家鼓励利用秸秆、树枝等农林废弃物,利用薯类、甜高粱等非粮农作物和小桐子、黄连木等木本油料树种为原料加工生产生物能源,鼓励开发利用盐碱地、荒山和荒地等未利用土地建设生物能源原料基地。今后将具备原料基地作为生物能源行业准入与国家财税政策扶持的必要条件。介绍了秸秆高效生态循环利用技术集成创新工程:秸秆高效生态循环利用工程技术,是以玉米秸秆制取低浓度酒精技术、秸秆固体燃料烘干果蔬技术、秸秆固体燃料烘干粮食技术为核心技术,集成 “玉米秸秆固体燃料成型技术”、“秸秆酒糟饲养牛、羊、鹅、鸭技术”、“畜禽粪污沼气发电技术”、“发酵牛粪养蚯蚓技术”、“蚯蚓养鸡鸭鱼生产绿色食品技术”、“有机肥生产技术”、清洁能源入户工程等技术,形成秸秆处理零排放的生态农业循环经济产业化模式。
文献数据来自:南京格林威尔能源科技。
进入21世纪以来,我国面临的能源安全和环境生态保护问题日趋严峻,可再生能源已经成为能源发展战略的重要组成部分以及能源转型的重要发展方向。根据可再生能源应用的不同领域,电力系统建设正在发生结构性转变,可再生能源发电已开始成为电源建设的主流。生物质发电技术是目前生物质能应用方式中最普遍、最有效的方法之一。
装机容量世界第一
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是能源生产和消费革命的重要内容,是改善环境质量、发展循环经济的重要任务。为推进生物质能分布式开发利用,扩大市场规模,完善产业体系,加快生物质能专业化多元化产业化发展步伐。截至2020年底,全国已经投产生物质发电项目有1353个。
在国家大力鼓励和支持发展可再生能源,以及生物质能发电投资热情高涨,各类生物质发电项目纷纷建设投产等推动下,我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2020年,生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达2952万千瓦。我国生物质发电装机容量已经是连续三年列世界第一。
生物质发电主要包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电。2020在,在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大,达到51.9%其次是农林生物质发电,累计装机容量占比为45.1%沼气发展累计装机容量占比仅为3.0%。
生物质能发电量稳定增长
近年来,我国生物质能发电量保持稳步增长态势。2020年,中国生物质年发电量达到1326亿千瓦时,同比增长19.35%。
从发电量结构来看,垃圾焚烧发电量最大,2020年中国垃圾焚烧发电量为778亿千瓦时,占比为58.6%农林生物质发电量为510亿千瓦时,占比为38.5%2020年沼气发电量为37.8亿千瓦时,占比为2.9%。
随着生物质发电快速发展,生物质发电在我国可再生能源发电中的比重呈逐年稳步上升态势。截至2020年底,我国生物质发电累计装机容量占可再生能源发电装机容量的3.2%总发电量占比上升至6.0%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾焚烧发电量将持续增长
在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大。国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧的需求也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市场从东部地区向中西部地区和乡镇转移,垃圾焚烧发电量将持续增长。
农林生物质发电项目利用小时数从2018年开始逐年走低,主要原因是可再生能源补贴拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019年农林生物质发电利用小时数超过5000h的项目未188个,总装机为526万千瓦。据此判断约50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目运营。2020年农林生物质发电新增装机容量也有所下降,为217万千瓦。
山东生物质发电全国领先
总体上来看,生物质发电整体呈现东强西弱的局面。东部和南部沿海地区发展较好。
2020年,全国生物质发电量排名前五位的省份是山东、广东、江苏、浙江和安徽,发电量分别为365.5万千瓦、282.4万千瓦、242.0万千瓦、240.1万千瓦和213.8万千瓦。
2020年,全国生物质发电新增装机容量排名前五位的省份是广东、山东、江苏、浙江和安徽,分别为67.7万千瓦、64.6万千瓦、41.7万千瓦、38.9万千瓦和36.0万千瓦。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
前景:前途无量。传统化石能源日渐枯竭,新的能源必须开发。核能,太阳能,风能,生物质能都是新的清洁能源,而在这几种清洁能源中生物质能的基元物质的量是最大的。
问题:沼气这种生物质能已经比较成熟;生物乙醇是生物质能非常大的一块儿,其还是有很大的问题要解决:1,淀粉发酵,粮食危机的影响造成粮食发酵酒精不太现实。2,通植物纤维素发酵,副产物的抑菌作用和菌类的转化效率都是要解决的问题。
从各省的生物质发电产业发展情况来看,东部沿海和广东地区装机容量处于领先地位。截至2019年底,山东省生物质发电装机容量达到324.3万千瓦,安徽省和江苏省分别为195.4万千瓦和203.1万千瓦,广东省装机容量达到239.4万千瓦。截至2019年底,全国25个省(区、市)农林生物质发电累计装机容量973万千瓦,较2018年增长21%,2019年新增装机容量170万千瓦。截至2019年底,农林生物质发电累计装机容量排名前五的省份分别是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省和江苏省,五省份合计装机容量占全国累计装机容量的54.3%。
目前我国生物质能源的总体利用局势是多集中在东部沿海地区,中部西部的比例较低目前总装机量较低但环比增长较高。根据最新国家发改委的文件,未来国家会加大对生物质能源发电的补贴力度,进一步落实全面禁煤的政策,生物质能源在未来仍有巨大的市场潜力并会逐渐发展为成熟的产业。
文/段劼 李海英 贾黎明
近期,国家发改委连续发布了《“十四五”生物经济发展规划》(以下简称《生物经济规划》)和《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《可再生能源规划》)。《生物经济规划》是我国首部生物经济五年规划,也是“生物经济”概念的首次提出,聚焦面向人民群众在医疗 健康 、食品消费、绿色低碳、生物安全等领域更高层次需求和大力发展生物经济的目标。生物能源是《生物经济规划》中的战略性新兴产业,与生物医药、生物农业、生物安全一起被列为生物经济的四大重点发展领域。《生物经济规划》中提到,发展生物能源对维护国家能源安全、粮食安全、生态安全,实现乡村振兴与绿色发展具有重要意义。《可再生能源规划》中指出发展生物质能源对于碳达峰和应对气候变化具有重要作用,是保障国家能源安全的重要选择,是我国生态文明建设、可持续清洁能源发展、建设生态宜居美丽乡村的客观要求。林业生物质能源发展正处于大有可为的战略机遇期。
林业生物质能源产业是生物经济与可再生能源的重要组成部分
《生物经济规划》中将生物能源定位为生物经济的支柱产业,目标是推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。《可再生能源规划》明确提出了将推动林业生物质能源多元化开发,包括生物质发电、生物质能清洁供暖、生物天然气和非粮生物质液体燃料四种类型,与《生物经济规划》中提到的生物能源领域产业发展类型一脉相承。此外,《生物经济规划》还明确了林业生物能源领域产业发展可采取的工程路径,包括:定向选育、推广和应用高产、高抗、速生的油料和能源林新品种,因地制宜开展生物能源基地建设,加强热化学技术创新,推动高效低成本生物能源应用在有条件的区域开展纤维素乙醇、生物柴油、生物天然气产业示范,打通生物质原料收集等重要环节,提高生物燃料生产规模建设以生物质热电联产、生物质成型燃料及其他可再生能源为主要能源的产业园区支持有条件的县域开展生物质能清洁供暖替代燃煤,稳步发展城镇生活垃圾热电联产,推进生物质成型燃料、沼气等生物质能清洁取暖在有条件的地区开展生物柴油推广试点,推进生物航空燃料示范应用。
我国国情特殊,富煤贫油少气,当前原油对外依存度超过70%,能源安全问题突出。同时,我国人口基数大,18亿亩耕地的红线不能突破,发展生物质能源不可能像国外一样使用粮食原料,必须以“不与人争粮、不与粮争地”为原则。依托我国46亿亩林地发展林业生物质能源是最佳选择,可以促进对化石能源的加速替代,保障国家能源向低碳、零碳方向发展,同时兼顾生态、粮食、能源和 社会 多重效益。
林业生物质能源具有可再生、储备量大、能值高、绿色低碳、能源转化类型多、安全等特点,是生物经济产业和可再生能源的重要组成部分,是绿色低碳能源银行。林业生物质能源不仅能促进实现碳中和,部分产业还可实现负碳排放。两个《规划》是在我国迈向“双碳”目标和第二个百年目标的背景下提出的,为我国林业生物质能源提供了巨大的发展机遇。
北林能源中心致力林业生物质能源产业发展
自2013年以来,依托于北京林业大学“国家能源非粮生物质原料研发中心”和“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”等科研平台,在国家自然科学基金、 科技 部 科技 基础资源调查专项和国家国际 科技 合作项目等支持下,北林林业生物质能源研发团队经过10年多系统研究,助力“能源林”写入新版《森林法》,牵头编制了《能源林培育技术规程》《油料能源林培育技术规程》和《纤维素乙醇能源林培育技术规程》等3项林业行业标准,协助国家林草局生物质能源办起草发布了刺槐、灌木、文冠果、元宝枫、欧李、山桐子等7项能源原料林可持续培育指南。在高能效先进生物质原料林可持续经营技术和“林油一体化”产业可持续发展模式等方面取得了重要标志性科研成果,为落实两个规划奠定了雄厚的技术基础。
(1)高能效先进生物质原料林可持续经营技术
为解决限制我国林业生物质能源产业发展原料短缺这一瓶颈问题,在 科技 部国家国际 科技 合作项目和教育部重大项目培育项目等的支持下,北林团队以刺槐、柠条、沙棘、沙枣、胡枝子、紫穗槐、三倍体毛白杨B301、欧美107杨、文冠果、无患子、黄连木等11个主要能源原料树种为研究对象,创新形成了高能效先进生物质原料林可持续经营技术。团队基于雄厚的前期研究基础,依托 科技 部“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”,与德国哈尔博格学院、西班牙马德里理工大学等一流高校的相关机构,围绕燃料型、燃油型能源原料林可持续经营技术开展了务实合作,形成了刺槐和杨树能源林高密度超短轮伐培育技术体系,生物质收获量比原有培育模式提高20%以上;形成了立地-树种(品种)适配、合理密度确定、平茬复壮等灌木能源林培育技术体系,生物量提高35%,还可形成能-饲联产产业体系;建立了我国主要燃油树种高含油率、高皂苷含量优良种质资源筛选技术,可实现多目标利用最优种质精确选择,并形成了系列新品种;形成了无患子、文冠果等主要燃油树种种质资源经济性状与立地适配、冠形及花果精准调控等原料林高效标准化培育技术,果实原料产量比现有措施分别提高47.4%和51.0%提出了国际接轨的能源原料林培育经济、环境、能耗可持续评价指标体系和评价技术。以上技术为保障林业生物质能源产业原料稳定供应奠定了坚实基础。
文冠果高产单株
刺槐高密度超短轮伐原料林
杨树高密度超短轮伐原料林
柠条饲能兼用原料林
(2)“林油一体化”产业可持续发展模式
为解决我国林业生物质能源产业原料供应不足、原料林培育技术体系不完善、产品单一、企业投资回报期长等问题,北京林业大学团队牵头,联合我国林业生物质能源龙头企业开展了“林油一体化”产业可持续发展模式及相关因素研究。以无患子、小桐子、光皮树等油料能源树种为研究对象,创新提出了“优良无性系种植园原料林培育模式+多联产产业链可持续发展模式”。研究表明:无患子无性系种植园的果实产量是实生林的2.3倍,经济效益是实生林的3.3倍,林油-皂-碳多联产产业链扭转了仅生产生物柴油的亏损局面1吨无患子干果的净收益可达3.5万元;1吨无患子生物柴油的碳足迹为-11.5t CO2eq,相比石化柴油,温室气体减排量达15.2 t CO2eq/t。除此之外,研究还形成了我国自主创新的“林油一体化”生产工艺及多联产路线图提出了符合我国国情的优先享受营造林普惠财政补贴政策、国家种业和良种优惠政策、财税优惠政策等7条产业可持续发展扶持政策建议。该模式为我国乃至世界林业生物质能源“林油一体化”产业发展提供了一条优化路径,对推进我国林业生物质能源产业高质量发展具有重要现实意义。
林业生物质能源生物产业发展展望
十多年来,北林林业生物质能源研发团队已基本摸清了适合各主要气候区的各类型最优能源原料发展树种,并围绕这些树种构建了原料高产稳产培育技术体系,在各能源林树种主要发展区域建立了优良种质资源收集与种植试验基地,作为技术支撑单位有效带动了一大批坚定开展林业生物质能源相关领域研发与推广应用的企业。同时,在国家林业和草原局的带领下,建立了“无患子产业国家创新联盟”“国家林草刺槐工程技术研究中心”等。这些平台的建立打通了 科技 成果转化通道,形成了林业生物质能源产业的良性合作和推广转化机制,在我国林业生物质能源原料树种良种选育和原料林培育、应用开发、绿色精深加工等方面实现了“政产学研用”的有机结合,为逐步形成有效的林业生物质能源市场化开发机制奠定了重要基础。
两个《规划》的发布为我国林业生物质能源的发展提出了纲领,也为“能源中心”的 科技 创新指明了方向。“十四五”期间,“能源中心”制定了8大专项计划共27条具体措施,将重点在油料能源林、固体燃料能源林及纤维素能源林等方面开展理论和技术突破,并开创淀粉能源林、新型林草生物质能源等新领域,在行业标准化建设方面继续发挥积极作用,扩大在生物质能源领域的国内外影响力,助力我国生物经济与林草生物质能源事业高质量可持续发展,最终为服务国家“双碳”战略和维护我国能源安全发挥重要作用。(作者单位系北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心)
法律分析:未来我国生物质能源利用预计走规模化、产业化发展道路。国家将建立健全的生物质收存体系、开展生物质试点示范、完善激励政策,来推动生物质利用的产业化进程。由国家发改委修订发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中有数项生物质相关产业列入鼓励类目录,涉及生物天然气、生物质能清洁供热、燃煤耦合生物质发电、非粮生物质燃料,以及相关技术开发与设备制造等多个领域。包括《产业结构调整知道目录》在内的各项国家相关政策进一步明确了生物质能的定位——生物质能不仅是能源,在“大气污染防治攻坚战”“蓝天保卫战”以及“乡村振兴”战略的实施中,生物质能利用是关键一环,也为生物质行业发展带来了前所未有的发展机遇。各企业也需大力推动生物质能利用新技术研究和产业化,以及关键设备的自主化,提高利用和转化效率,提高综合效益。积极推动生物质能规模化发展,建立健全专业化建设管理模式,充分发市场机制作用,抢占市场份额,尽快形成具有较大规模和较高技术水平的新型产业。
法律依据:《中华人民共和国循环经济促进法》第三十四条 国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术,对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用,开发利用沼气等生物质能源。
生物质能的主要利用形式包括直接燃烧和发电、生物质裂解与干馏、生物质致密成型、生物质气化及发电、生物质热解液化、燃料乙醇、生物柴油 、能源作物。
1、直接燃烧和发电:直接燃烧大致可分炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧和致密成型燃料燃烧四种情况。我国小型生物质燃烧发电也已商业化,南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东、广西两地共有小型发电机组380台,总装机容量达800兆瓦,云南省也有一些此类电厂。
2、生物柴油:目前我国生物柴油研究开发尚处于起步阶段。先后有上海内燃机研究所和贵州山地农机所、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、河南科学院化学所、华东理工大学、云南师范大学农村能源工程重点实验室等单位都对生物柴油作了不同程度的研究,并取得可喜的成绩。
3、生物质致密成型:致密成型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用,主要优点是将分散和疏松的生物燃料进行集中和加密,以便于储存和运输,使之成为便捷和清洁高效的能源。主要缺点是生产成本偏高。
4、生物质气化及发电:我国已开发出多种固定床和流化床小型气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料生产燃气,热值为4~10兆焦/立方米。
目前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。兆瓦级生物质气化发电系统已推广应用20多套。“十五”期间,按照国家高科技发展计划(863计划)已建成4兆瓦规模生物质气化发电的示范工程。
5、能源作物:能源作物种植是近期发展起来的新型产业,是随着生物质能开发与利用的不断深入和扩大逐步形成的。能源作物是指各种用以提供能源的植物,通常包括速生薪炭林、能榨油或产油的植物、可供厌氧发酵用的藻类和其它植物等。
许多能源作物是自然生长的,收集比较困难。现在人们有意识地培育一些能源作物,经过嫁接、驯化、繁殖,不断提高产量,以满足对能源不断增长的需要。甜高粱就是一种很好的能源作物。
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量,这些植物以生物质作为媒介储存太阳能,属再生能源。据计算,生物质储存的能量比目前世界能源消费总量大2倍。
生物质能从广义层面讲,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
从狭义和法律层面讲,生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。依据来源不同,可将适合于能源利用的生物质分为林业剩余物、农业剩余物、生活污水、工业有机废渣废液、城乡固体废物和畜禽粪便等六大类。
发展生物质能的意义:
目前,生物质能在我国可再生能源消费总量中占比不到10%。当前的“小产业”若政策得当,方向正确,未来则是可再生能源领域的“巨人”。每年若对城乡各类有机废弃物进行无害化、减量化和资源化利用,将对我国环境、能源和粮食安全发挥巨大作用。
随着生物质能产业发展规模不断壮大,将会逐步改变我国农业农村生产生活方式,实现新时代县域经济绿色低碳循环可持续发展新业态,进而推动我国新型城镇化、乡村振兴战略和碳中和目标尽早实现。
以上内容参考:百度百科-生物质能