發展綠色能源,造福人類社會

生物質能發展“十二五”規劃之二


作者:宇龍機械      時間:2013-1-17

一、規劃基礎和背景  

(一)發展基礎

1、國外生物質能發展狀況

近年來,為應對國際能源供需矛盾、球氣候變化等挑 戰,越來越多的國將發展生物質能作為替代化石能源、保 障能源安的重要戰略措施,積推進生物質能開發利用, 生物質能在許多國能源供應中的作用正在不斷增強。

(1)發展現狀

目前,世界上技術較為成熟、實現規模化開發利用的生 物質能利用方式主要包括生物質發電、生物液體燃料、沼氣 和生物質成型燃料等。

生物質發電。歐美國主要利用農林剩余物、養殖場剩 余物生產沼氣,以及利用城市生活垃圾發電。到2010 年底, 球生物質發電裝機容量超過 6000 萬千瓦。歐洲的生物質 熱電聯產已很普遍,能源利用效率高,生物質與煤混燃發電 較多,秸稈直接燃燒發電技術、生物質流化床鍋爐發電技術 已十分成熟。

生物液體燃料。隨著國際石油市場供應緊張和價格上漲, 發展生物燃料乙醇和生物柴油等生物液體燃料已成為替代 石油燃料的重要方向。目前,以甘蔗、玉米和薯類作物為原 料的燃料乙醇和以植物油脂為原料的生物柴油已實現較大規模應用。2010 年球生物液體燃料使用量約8000 萬噸, 其中,燃料乙醇 6800 多萬噸,乙醇汽油在巴西、美國已大 規模使用,生物柴油在歐洲實現了較大規模的利用。

生物質燃氣和成型燃料。生物質燃氣主要包括沼氣和采 用熱解技術以生物質為原料生產的燃氣。近年來,歐洲沼氣 產業發展迅速,沼氣經提純壓縮后可進入天然氣管道,也可 作為車用燃料。到2010 年底,德國已建成大型沼氣工程6000 多處,在瑞典沼氣作為車用燃料已形成規模。2010 年, 世界生物質成型燃料產量超過 1500 萬噸,規模化利用主 要集中在歐洲和北美地區,主要用途是作為供熱燃料。在瑞 典的供熱能源中,生物質成型燃料占70%左右。

(2)發展趨勢

從目前生物質能資源狀況和技術發展水平看,生物質成 型燃料的技術已基本成熟,作為供熱燃料將繼續保持較快發 展勢頭。大型沼氣發電技術成熟,替代天然氣和車用燃料也 成為新的使用方式。生物質熱電聯產,以及生物質與煤混燃 發電仍是今后一段時期生物質能規模化利用的主要方式。低 成本纖維素乙醇、生物柴油等非糧生物液體燃料的技術 進步,為生物液體燃料更大規模發展造了條件,以替代石 油為目標的生物質能梯綜合利用將是主要發展方向。生物 質能及相關資源化利用的資源將繼續增多,油脂類、淀粉類、 糖類、纖維素類和微藻,以及能源作物(植物)種植等各種-生物質 是生物質能利用的潛在資源。

(3)發展經驗

目標引導。歐美發達國提出生物質能發展階段性目標, 一些國提出了中長期發展目標,美國提出到 2020 年生物 燃料占交通燃料的 20%,歐盟提出到2020 年生物燃料占交 通燃料的10%。瑞典的目標是到2020 年交通實現基本不再 使用石油燃料。

財政支持。歐美國主要采取財政補貼、稅收惠等措 施支持生物質能發展。德國對沼氣發電給予電價補貼。瑞典 對使用生物質成型燃料采暖的用戶提供資金補貼,美國等國 對燃料乙醇和生物柴油實行減稅政策。一些國制定車用 燃料中生物燃料含量的強制性標準,推動生物液體燃料在交 通域的使用。

研發支持。歐美國將現代生物質能技術作為重要的新 能源技術,支持科研機構和企業開展生物質能基礎研究、技 術開發和產業服務體系建設,特別是在新技術試驗、示范和 推廣方面的支持力度很大。

2、我國生物質能發展現狀

我國生物質資源豐富,能源利用潛力很大。在“十一五” 時期,我國生物質能產業得到了較快發展,出現了一些專業 化的技術裝備企業和開發利用企業,部分域已初步產業化。生物質能開發利用形成了規模,在替代化石能源、 促進環境保護、帶動農民增收等方面發揮了積作用。

(1)資源潛力

我國生物質能資源廣泛,主要有農作物秸稈及農產品加 工剩余物、林木采伐及森林撫育剩余物、木材加工剩余物、 畜禽養殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工業有機廢棄 物和高濃度有機廢水等。

農作物秸稈及農產品加工剩余物。包括玉米、水稻、小 麥、棉花、油料作物秸稈在內的農作物秸稈理論資源量每年 8.2 億噸,可收集資源量每年約 6.9 億噸,主要分布在華北 平原、長江中下游平原、東北平原等13 個糧食主產省(區)。  目前,作為肥料、飼料、食用菌基料以及造紙等用途共計每 年約3.5 億噸,可供能源化利用的秸稈資源量每年約3.4 億 噸。另外,稻谷殼、甘蔗渣等農產品加工剩余物每年約 1.2 億噸,可供能源化利用的每年約6000 萬噸。

林業剩余物和能源植物。國現有林地面積 3.04 億公 頃,可供能源化利用的主要是薪炭林、林業“三剩物”、木 材加工剩余物等,每年約3.5 億噸。適合人工種植的能源作 物(植物)有 30 多種,包括油棕、小桐子、光皮樹、文冠 果、黃連木、烏桕、甜高粱等,資源潛力可滿足年產 5000 萬噸生物液體燃料的原料需求。

生活垃圾與有機廢棄物。目前每年城市生活有機垃圾清運量約 1.5 億噸,其中 50%可作為焚燒發電的燃料或垃圾填  埋氣發電的原料,可替代 1200 萬噸標準煤。廚余垃圾還可  作為生物柴油的原料,每年可獲得量約300 萬噸。城鎮污水  處理廠污泥年產生量約3000 萬噸,其中約50%可能源化利  用。酒、制糖、釀酒等20 多個行業每年排放有機廢水43.5  億噸、廢渣9.5 億噸,可轉化為沼氣約300 億立方米。規模  化畜禽養殖場糞便資源每年約8.4 億噸,生產沼氣的潛力約  400 億立方米。

我國可作為能源利用的生物質資源總量每年約4.6 億噸  標準煤,目前已利用量約2200 萬噸標準煤,還有約4.4 億  噸可作為能源利用。隨著我國經濟社會發展、生態文明建設  和農林業的進一步發展,生物質能源利用潛力將進一步增大。
 

(2)發展現狀

在“十一五”時期,我國生物質能多元化利用取得較大 進展,生物質發電、液體燃料、燃氣、成型燃料等多種利用 方式并舉,技術不斷進步,已呈現出規模化發展的良好勢頭。 2010 年,生物質能利用量 (不含直接燃燒薪柴等傳統利用方 式)約2400 萬噸標準煤。

生物質發電。到 2010 年底,我國生物質發電裝機容量 550 萬千瓦,其中農林生物質發電190 萬千瓦,垃圾發電170 萬千瓦,蔗渣發電 170 萬千瓦,沼氣等其他生物質發電 20 萬千瓦。生物質發電已形成規模,年發電量超過200 億 千瓦時,相應年消耗農林剩余物約 1000 萬噸,總計增加農 民年收入約30 億元。生物質發電技術和設備制造發展較快, 已掌握了高溫高壓生物質發電技術。

生物液體燃料。到2010 年底,以陳化糧和木薯為原料的 燃料乙醇年產量超過180 萬噸,以廢棄動植物油脂為原料的 生物柴油年產量約 50 萬噸。培育了一批抗逆性強、高產的 能源作物新品種,木薯乙醇生產技術基本成熟,甜高粱乙醇 技術取得初步突破,纖維素乙醇技術研發取得較大進展,建 成了若干小規模試驗裝置。

生物質燃氣。到 2010 年底,農村戶用沼氣保有量超過 4000 萬戶,年產沼氣約130 億立方米。建成畜禽養殖場沼氣 工程 5 萬多處,年產沼氣約 10 億立方米。農村沼氣技術不斷成熟,產業體系逐步健,許多地方建立了物業化管理沼 氣服務體系。生物質氣化集中供氣技術和工藝不斷改進,目 前已建成使用的生物質集中供氣項目約1000 個。

生物質成型燃料。2010 年,生物質成型燃料產量約 300 萬噸,主要用于農村居民和城鎮供熱鍋爐燃料及生物質木炭 原料。成型燃料設備能耗顯著降低,易損件壽命和可維護性 明顯提高,成型燃料已初步具備較大規模產業化發展條件。


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