发展生物颗粒燃料 提高资源综合利用价值

2018-04-25 08:49

一、能源问题是我国社会经济发展面临的大问题

我国是能源消费大国,目前的消费总量差不多为欧盟15国的总和,且一次消费能源基本上都是煤炭、石油、天然气等化石能源,其中煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气占2.6%,水电等占7.0%;而一次能源生产总量中,煤炭占75.6%,石油占13.5%,天然气占3.0%,水电等占7.9%。国内除煤炭资源较为丰富外,石油等能源资源匮乏,储量仅占世界总量的2%,消费量却是世界第二,约一半的消费量需要进口。随着经济社会的发展,煤炭、石油、天然气等消费需求正持续高速增长,能源供应紧张状况日益严重,价格不断攀升,现已成为经济社会发展的严重制约因数。同时,我国这种能源生产和消费结构产生大量CO2、SO2、粉尘、灰渣等污染物,加重大气温室效应和环境不可持续性。更为令人担忧是,煤炭、石油、天然气等均为不可再生能源,从国内、外已探明的资源量和目前的消费量看,枯竭之时指日可见,其使用年限分别仅剩220年、40年和60年,如不及时开辟新能源来补充和替代,将直接威胁到人类社会的生存和发展。而开辟新能源一要开发利用可再生能源,二要开发利用清洁环保能源。

二、我国农林生物质资源丰富,可用于部分替代化石能源

生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物可再生的物质。生物质资源主要包括农作物秸杆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废水废渣、城市垃圾、蔗渣、水生生物和油料作物等,而其中农作物秸杆、薪柴和农林加工剩余物等分布较广、资源量大、便于加工利用。据有关统计数据,我国水稻、玉米、小麦和棉花等农作物秸秆年产总量6.04亿吨,其中约有15%即0.91亿吨被用来直接还田造肥,25%即1.51亿吨被作为饲料,9%即0.54亿吨被用做工业原料,除此之外,约51%即3.08亿吨可以作为能源用途,其中已有1.9亿吨被农民在炉灶内直接燃烧用来炊事和采暖,其余约1.18亿吨则被废弃在田间地头或在田间直接焚烧,不仅浪费资源,也污染环境。另外,每年全国薪柴1.6亿吨,林产工业木材剩余物4,000万立方米,造纸业产生的木材剩余物约1万立方米,甘蔗渣4,000万吨,粮谷加工厂谷壳4,000万吨,这些剩余物绝大部分沦为废弃物,成为各行业的环境负担,增加处理成本。另外,我国尚有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷,可人工造林土地有311万公顷,按这些土地20%的利用率计算,每年约可生产10亿吨生物质。可见,我国生物质资源量是何等巨大。

从社会角度看,有关数据表明,我国每100亿元人民币产值的生物质能源工业可提供100多万个就业岗位,同时,我国劳动力成本低,发展生物质能源比发达国家更具竞争力,有利于生物质颗粒燃料产业的出口创汇,可有力促进农村经济和社会发展,有利于建设资源节约、环境友好型社会。

总之,生物质除具有分布广泛、资源丰富、成本低廉等特点外,还兼有可再生和清洁环保双重优势,合理利用可实现资源综合利用和节能减排双重目标。为此,国家制订了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等相关法律、法规,以及相关政策措施,鼓励开发利用生物质能源;中国科学院制定的2050年我国生物质资源科技发展路线图指出,中国要由生物质资源大国向生物质资源及生物经济强国转变,要实现大规模商业化应用生物质能源,以替代30%左右的石油进口,以生物质能源替代部分化石能源。

三、生物质颗粒燃料是农林生物质能源利用的最佳方式

目前利用生物质能源的主要方式有厌氧发酵、气化、液化、制作柴油、蔗渣发电、乙醇代油、直接燃烧、致密成型等。其中厌氧发酵、液化、气化、制作柴油、蔗渣发电、乙醇代油等属热化学或生物化学过程,其热效率要大于直接燃烧、致密成型利用方式,但技术含量较高,不利于大范围、大规模普及应用;直接燃烧则属于最原始的利用方式,其热效率很低,不宜提倡;致密成型方式是将农林生物质资源通过一定设备压制成特定形态,再燃烧生热,获得能量,这种方式既可提高热效率,可适于大范围、大规模利用,值得推广,而生物质颗粒燃料则是致密成型利用的最佳方式。

农林生物质颗粒燃料是将玉米杆、麦草、稻草、花生壳、玉米芯、棉花杆、大豆杆、杂草、树枝、树叶、锯末、树皮等固体废弃物经过粉碎、加压、增密、成型,成为小棒状颗粒型燃料。农林生物质原料密度一般为130kg/m3左右,成型后颗粒的主要性能指标为:热值>4500-4800kcal/kg,长度10~20mm,圆柱型φ6-8mm,密度>1.1-1.3t/m3,水分≤8.0%,灰分≤2%,水分≤8%,燃烧率≥98%,热效率≥81%,排烟黑度(林格曼级)<1,排尘浓度≤80mg/m3。其体积是原料体积的1/30-40,比重是原料的10-15倍(密度为:0.8-1.4),其具有耐燃烧,热值高,燃烧好,成本低,使用方便,清洁卫生等优点,可代替木柴、原煤、燃油、液化气等,能广泛用于取暖、生活炉灶、热水锅炉、工业锅炉、生物质发电厂等,同时还能够用于生产沼气、制作肥料、饲料、人造板、隔热板、餐饮具、育苗钵等。

目前我国生物质颗粒燃料加工设备的主要技术条件已经具备,一些企业正投入生物质颗粒燃料设备的生产,仅辽宁省就有18家之多,设备单台生产能力可从2000吨/年到30000吨/年不等依需要而任意定制,这也就是说,所生产设备可应用到任何地方,只要有生物质资源,就可应用这种设备生产,大到可以建一座大型工厂,小到可以建一个小型加工点,甚至家庭作坊。同时国内专门利用这种颗粒燃料的“生物质能(颗粒)气化燃烧锅炉”也已研发成功,其燃烧效率高、SO2和NOx排放低,锅炉热效率78%以上,排烟黑度小于林格曼1级,排尘浓度小于80mg/m3,SO2排尘浓度小于80mg/m3,达到国家环保一类区Ⅱ时段标准。而且随着我国对能源与环境的综合治理,燃烧生物质颗粒的炉具、灶具也将在中大城市的高档别墅或住宅安装使用,可以预见,在不久的将来,这种方便、节能、无污染的绿色能源将成为紧俏商品出现在各地超市或连锁店中

因此,颗粒燃料不仅改变了燃烧性能,大幅提高了热效率,而且克服了农林生物质原料由于外形体积庞杂而不便于输送、储存的缺陷,使其可以按任何规格加工、包装,极大地方便了运输、储存,节约堆放场地和空间,可远距离甚至可向海外输送、销售,真正实现生物质资源的有效收集、方便运送、高效燃烧和便捷利用,使得在祖国广袤无垠的大地上,任何产生农林业秸秆及其加工剩余物的地方,都可以加工、销售和利用颗粒燃料,实现农林生物质资源最充分、高效、便捷利用。

目前,生物制颗粒燃料市场行情非常好。价格方面:在美国市场上小包装生物质颗粒燃料零售价格为170美元/吨,高时达280美元/吨;在瑞典的交货价格为150美元/吨,高时达250美元。目前国内市场还不完善,广东省木质颗粒批发价750-850元/吨,高时达1100元/吨,大连地区木质颗粒批发价为人民币700-750元/吨,农作物秸秆颗粒批发价为人民币430-600元/吨,北京地区约为人民币650元/吨。需要量方面:国际市场具有广阔的市场空间,亚洲的日本、韩国具有较大市场,特别是欧美市场潜力都非常,年需求生物质颗粒4000万吨;在国内市场由于不可再生能源资源匮乏,急需替代能源,目前年需求生物质颗粒3000万吨。

 

基于生物质颗粒燃料的诸多优点和广阔的市场前景,国家发改委专门制订了《全国生物质能开发利用工作情况及初步安排意见》和《生物质成型燃料发展规划》,近期内,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,开展生物质颗粒燃料应用示范点建设,年消耗颗粒燃料500万吨,代替300万吨煤;到2020年,使生物质颗粒燃料成为普遍使用的一种优质燃料,年消耗颗粒燃料5000万吨,代替3000万吨煤。

四、对大力发展生物质颗粒燃料的建议

由于生物质能源的现代化利用尚处于发展初期,与其他能源建设相比,需要政府给予更多的支持和相应的扶持政策。

第一,国家要完善发展生物能源的相关法规,要在《可再生能源法》,《可再生能源中长期发展规划》和《生物质成型燃料发展规划》的等相关法律、法规基础上进一步制定实施细则,各级政府和部门也应完善鼓励和扶持发展的措施。要建立国家级的质量监督系统,抓好产品的标准化、系列化和通用化。

第二,各级政府和主管部门要提高认识,加强领导,引导广大群众提高对生物质颗粒燃料便捷和高效利用的认识,把推进其开发利用作为一项基本的能源政策,将发展生物制颗粒燃料纳入到国民经济建设总体规划之中。

第三,制定优惠政策,为开发生物质颗粒燃料制定相应的财政、投资、信贷、减免税、价格补贴和奖励等政策。对生产、使用生物质颗粒燃料设备,以及生产、使用生物质颗粒燃料的企业和个人进行投资补偿,对其销售的产品减免税收;对从事生物质颗粒燃料研发的单位给与补偿和奖励。

第四,鼓励企业打破部门、地区界限,实行横向联合,组织专业化生产;要有计划、有步骤地支持一批骨干企业的发展,建立生产能力上有规模、有层次的产业体系,使之不断提高产品质量,降低生产成本,扩大市场销路。

第五,保护国内市场,对国外进口的生物质颗粒燃料征收进口关税,使低廉的生物质颗粒燃料难以进入国内市场;为出口国外的生物质颗粒燃料的企业实施出口退税等政策,加以鼓励。

第六,鼓励国内金融机构为生产生物质颗粒燃料融资,政府可实施贷款贴息等扶持政策。

综上所述,由于生物质颗粒燃料优势多,市场好,加上国家和各级政府环保和节能减排措施的不断加强,料想不要几年,生物质颗粒燃料将带来一次能源革命,那么其加工和生产、运输和销售势必成为又一新兴产业,推动经济和社会的发展。
 

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