導語：如何才能寫好一篇生物燃料發(fā)展，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

環(huán)境委員會表示作出這一決定基于幾方面的考慮，一是生物燃油的過多使用將可能導致食品價格的上漲；二是使用生物燃油的環(huán)境收益并達不到當初的設計水平，砍伐大面積的森林種植用于生產(chǎn)燃油的物種，反而有可能增加二氧化碳的排放量；三是借此激勵各國投入研究更加高級的生物燃油，如采用非食物植物或者廢物作為原料等。

目前，法國、德國、西班牙等國在交通運輸部門使用的生物燃油均超過5%，各國生物燃油制造商表示，歐盟政策的反復不利于其投入高級生物燃油的研發(fā)，反而會刺激消費者選擇更多的石化燃油。環(huán)境委員會的提案將由歐洲議會最終投票表決，然后交由歐洲理事會決定。

同時歐盟能源委員會和環(huán)境委員會日前聯(lián)合制定了一項關于燃料和可再生能源的歐盟法律修正案。根據(jù)該修正案，歐盟在大力發(fā)展“次生”生物燃料的同時，將控制使用糧農(nóng)型生物燃料，保護農(nóng)田土壤不受生物燃料發(fā)展的負面影響。

歐盟能源委員會和環(huán)境委員會指出，“次生”生物燃料使用生活垃圾、餐廚廢油、苔藻及其他不與糧食、飼料作物直接競爭的生物原料生產(chǎn)，既有利于大幅減少溫室氣體排放，又能避免增加農(nóng)田土壤荷載壓力，有利于保持農(nóng)田土壤質量、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

修正案鼓勵生產(chǎn)“次生”生物燃料，并在交通運輸部門設立了階段性發(fā)展目標：2016年“次生”生物燃料占交通運輸燃料消費總量的0.5%，2020年達2.5%，2025年達4%。

篇2

一、國內生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要制約因素

（一）國內生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、燃料乙醇開始規(guī)?；瘧?/p>

“十五”期間，我國在黑龍江、吉林、河南、安徽4省，分別依托吉林燃料乙醇有限責任公司、河南天冠集團、安徽豐原生化股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司四家企業(yè)建成了四個燃料乙醇生產(chǎn)試點項目進行定點生產(chǎn)，初步形成了現(xiàn)有國內燃料乙醇市場格局。到2007年，我國燃料乙醇產(chǎn)能達160萬噸，四家定點企業(yè)產(chǎn)能達144萬噸。值得注意的是，為不影響糧食安全并改善能源環(huán)境效益，我國已確定不擴大現(xiàn)有陳化糧玉米乙醇生產(chǎn)能力的政策，轉向以木薯和甜高粱等非糧作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇，并開始商業(yè)化生產(chǎn)。目前，廣西木薯乙醇項目的生產(chǎn)能力超過20萬噸，2008年全國燃料乙醇總產(chǎn)量達172萬噸。此外，生物液體燃料也已開始在道路交通部門中初步得到規(guī)?；瘧?，我國燃料乙醇的消費量已占汽油消費量的20%左右，在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北、河北、山東、江蘇部分地區(qū)已基本實現(xiàn)車用乙醇汽油替代普通無鉛汽油。

2、生物柴油步入快速發(fā)展軌道

自2002年經(jīng)國務院批示，國家發(fā)改委開始推進生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展以來，生物柴油年產(chǎn)量由最初的1萬噸發(fā)展到現(xiàn)在的近20萬噸，總設計產(chǎn)能約200萬噸/年，生物柴油被納入《中華人民共和國可再生能源法》的管理范疇。2008年，為鼓勵和規(guī)范生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展，防止重復建設和投資浪費，根據(jù)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體思路和基本原則，結合國家有關政策要求及產(chǎn)業(yè)化工作部署與安排，國家發(fā)改委批準了中石油南充煉油化工總廠6萬噸/年、中石化貴州分公司5萬噸/年和中海油海南6萬噸/年3個小油桐生物柴油產(chǎn)業(yè)化示范項目。截止目前，我國生物柴油產(chǎn)業(yè)已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源發(fā)展公司等民營公司、外資公司以及中糧集團、航天科工集團和三大石油集團共同參與的格局。

（二）生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展需突破的主要制約因素

目前，我國生物燃料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展還面臨許到原料資源供應、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸、商業(yè)化應用市場和政策、市場環(huán)境不完善等制約因素。

1、原料資源供應嚴重不足

無論是燃料乙醇還是生物柴油都面臨著“無米下鍋”。

從燃料乙醇看，如果完全用玉米來生產(chǎn)，按照1∶3.3 比例計算，2020 年將達4950 萬噸，加上其他工業(yè)消費對玉米需求的增長，未來我國玉米生產(chǎn)將難以滿足燃料乙醇生產(chǎn)的工業(yè)化需求，而且隨著陳化糧食逐步消耗殆盡和玉米價格的不斷上漲，玉米燃料乙醇的發(fā)展可能威脅到我國糧食安全，因此完全使用玉米生產(chǎn)燃料乙醇在我國并不現(xiàn)實。

從生物柴油看，國內僅有的幾個項目都是以地溝油、植物油腳等廢棄油脂做原料，而全國一年的廢棄油脂也只有600―700萬噸，其中相當比例還要用于化工生產(chǎn)，每年可供生物柴油企業(yè)利用的廢棄油脂不足50 萬噸。按照1.2 噸廢棄油脂生產(chǎn)1 噸生物柴油計算，40 多萬噸廢棄油脂能滿足的產(chǎn)能只有30 多萬噸。目前，我國很多企業(yè)處于部分停產(chǎn)或完全停產(chǎn)狀態(tài)，行業(yè)發(fā)展陷入了困境。

2、產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的技術、標準瓶頸制約

目前，我國生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于起步階段，產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的生產(chǎn)技術、產(chǎn)品標準、生產(chǎn)設備等問題已成為阻礙生物燃料產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的重要問題之一。

從燃料乙醇的發(fā)展看，一方面，我國的自主研發(fā)能力還比較弱，缺乏具有自主知識產(chǎn)權的核心技術。目前國內以玉米、木薯等淀粉類為原料的生產(chǎn)技術已經(jīng)進入商業(yè)化初期階段，以甜高粱、甘蔗等糖質類為原料基礎的燃料乙醇生產(chǎn)技術大多處于試驗示范階段，還需在優(yōu)良品種選育、適應性種植、發(fā)酵菌種培育、關鍵工藝和配套設備優(yōu)化、廢渣廢水回收利用等方面作進一步研究。而國外以淀粉、糖質類為原料的燃料乙醇生產(chǎn)技術已經(jīng)十分成熟，并進入大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)階段。此外，我國的纖維素乙醇還處在試驗階段，技術還有待完善，尤其是如何降低纖維預處理和纖維酶的成本，高效率的發(fā)酵技術等方面，總體而言與國外發(fā)達國家相比差距較大。另一方面，國內還缺乏以不同生物質為原料的燃料乙醇相關產(chǎn)品和技術標準。盡管我國于2001年頒布了變性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和車用乙醇汽油（GB18351－2001）兩項強制性國家標準，在技術內容上等效采用了美國試驗與材料協(xié)會標準（ASTM）；但上述標準主要是基于淀粉類原料而制定的，而制備燃料乙醇的原料種類較多且生產(chǎn)工藝也大不相同，在某些技術指標上也會有所差異，單一基于淀粉類原料制定的標準在一定程度上制約了我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

從生物柴油的發(fā)展看，我國主要采用化學酯化法生產(chǎn)生物柴油，已形成較完備的技術體系和方法，但由于酯化過程要進行水洗、除渣、酯化、分離、蒸餾、洗滌、干燥、脫色等一系列過程，因此，轉化率低，成本較高，而且產(chǎn)品質量難以保障。此外，雖然我國在2007年頒布了《柴油機燃料調和用生物柴油（BD100）國家標準》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、殘?zhí)烤哂谑皖惒裼?，常會以B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用。而我國至今沒有B5或B20標準，更沒有對生物柴油企業(yè)的生產(chǎn)設計和運行進行技術規(guī)范，生物柴油質量難以保證，導致難以進入中石油、中石化的銷售終端，大量生物柴油賣給企業(yè)用作燒鍋爐等用途，極大地制約了我國生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。

3、生產(chǎn)成本過高，商業(yè)化應用缺乏市場前景

從燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)的燃料乙醇成本可以與汽油相競爭外，其他國家燃料乙醇的成本都比較高，而我國燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、轉化率低等因素影響，燃料乙醇的生產(chǎn)成本更高；從生物柴油看，在原料價格高峰時，生物柴油的生產(chǎn)成本是每噸接近7000元，而售價是6000元左右。因此，不依靠政府補貼，大規(guī)模的商業(yè)化應用缺乏市場前景。

4、政策法規(guī)和市場環(huán)境尚需改進

雖然我國在2005年2月28日通過了《可再生能源法》，并于2007年8月出臺了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，但主要是以利用再生能源發(fā)電作為目標和重點的，缺乏對包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料開發(fā)利用的明確性規(guī)定。另外，在生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面缺乏利用稅收減免、投資補貼、價格補貼、政府收購等市場經(jīng)濟杠桿和行政手段促進發(fā)展的政策性法規(guī)；而且，部分出臺的優(yōu)惠政策行業(yè)內企業(yè)很難享受。此外，我國生物燃料產(chǎn)業(yè)的市場化競爭和運作環(huán)境也有待進一步完善。

二、我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路線圖

（一）發(fā)展目標

按照因地制宜、綜合利用、清潔高效的原則，合理開發(fā)生物質資源，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動技術創(chuàng)新，通過加強生物質的資源評價和規(guī)劃，健全生物燃料產(chǎn)業(yè)的服務體系，包括完善科技支撐體系，加強標準化和人才培養(yǎng)體系建設，完善信息管理體系等途徑促進生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展從追趕型到領先型的轉變。到2020年，燃料乙醇年利用量達1000萬噸，生物柴油年利用量達200萬噸，年替代化石燃料1億噸標準煤。

（二）發(fā)展路線

近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，應維持玉米乙醇、小麥乙醇的現(xiàn)有發(fā)展規(guī)模，繼續(xù)提高玉米乙醇、小麥乙醇項目的生產(chǎn)效率；重點發(fā)展木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧淀粉類燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧燃料乙醇的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)經(jīng)濟性；進行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖類原料的直接發(fā)酵技術的示范；同時，加大纖維素遺傳技術研發(fā)力度，爭取在纖維素酶水解技術上有所突破；開展抗逆性能源植物的種植示范。在生物柴油方面，仍將維持以廢棄油脂為主，以林木油果等為輔的原料供給結構；開展高產(chǎn)木本油料種植技術研究；開展先進酯化技術示范；制定生物柴油技術規(guī)范和B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用的產(chǎn)品標準，并建立國家級的質量監(jiān)測系統(tǒng)。

中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖類作物為原料的燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化利用，應用耐高溫、高乙醇濃度、高滲透性微生物發(fā)酵技術，采用非相變分離乙醇技術；戊糖、己糖共發(fā)酵生產(chǎn)乙醇技術實現(xiàn)突破，纖維素乙醇進入生產(chǎn)領域；耐貧瘠能源作物在鹽堿地、沙荒地大面積種植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技術成功，燃料乙醇在運輸燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力開發(fā)以黃連木、麻風樹等木本油料植物果實作為生物柴油主要原料的生物柴油，高產(chǎn)、耐風沙、干旱的灌木與草類規(guī)?；N植技術取得突破；高壓醇解、酶催化、固體催化等生物柴油技術廣泛應用。

遠期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高熱值產(chǎn)品（如丁醇等）；植物代謝技術取得突破，減少木質素含量提高纖維素含量，大規(guī)模生產(chǎn)木質纖維類生物質燃料乙醇的工業(yè)技術開發(fā)成功并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在生物柴油方面，以黃連木、麻風樹等木本油料植物果實作為生物柴油主要原料的生物柴油的生產(chǎn)工藝不斷成熟且生產(chǎn)經(jīng)濟性不斷提高，規(guī)模不斷擴張；工程微藻法技術逐步完善并走向成熟且實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

三、促進我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障措施

（一）統(tǒng)一思想，合理規(guī)劃，有序推進

向全社會廣泛宣傳發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)的重要意義，切實提高對發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)重要性的認識，把生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提高到國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略高度予以考慮。同時，要借鑒先發(fā)國家在生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)驗和教訓，仔細分析生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中可能會出現(xiàn)的問題。此外，各地區(qū)也要按照因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、突出重點的原則，做好生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃工作，根據(jù)生物質資源狀況、技術特點、市場需求等條件，研究制定本地區(qū)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出切實可行的發(fā)展目標和要求，充分發(fā)揮好資源優(yōu)勢，實現(xiàn)生物質能的合理有序開發(fā)，走出一條具有中國特色的生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

（二）開展資源評價，發(fā)展能源作物

必須通過生物質資源的調查和評價工作，搞清各種生物質資源總量、用途及其分布，為發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)奠定良好基礎。一是開展調查研究，做好資源評價。二是在生物質資源普查與科學評價基礎上，制定切實可行的能源作物發(fā)展規(guī)劃，以確定在什么地方具有大規(guī)模種植何類能源作物的條件。在不毀壞林地、植被和濕地，不與糧爭地，不與民爭糧的原則下，調整種植業(yè)比例，優(yōu)化種植結構，根據(jù)主要能源作物品種的性能、適宜的邊際性土地等資源數(shù)量、區(qū)域分布現(xiàn)狀，科學制訂能源作物的種植規(guī)劃。在種植基礎好、資源潛力大的地區(qū)，規(guī)劃建設一批能源作物種植基地，為生物燃料示范建設和規(guī)?；l(fā)展提供可靠的原料供應基礎。

（三）加大生物燃料產(chǎn)業(yè)前沿技術研究和產(chǎn)業(yè)化示范工作

必須要堅持點面結合、整體推進的原則，將近、中遠期目標相結合，并結合我國生物質資源特點，加大對生物燃料產(chǎn)業(yè)前沿技術和技術產(chǎn)業(yè)化研究的支持力度。一是制定生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術路線圖，通過政府、企業(yè)和研究機構的共同工作，提出中長期需要的技術發(fā)展戰(zhàn)略，有利于幫助企業(yè)或研發(fā)機構識別、選擇和開發(fā)正確的技術，并幫助引導投資和配置資源。二是加強生物燃料產(chǎn)業(yè)技術的試點和產(chǎn)業(yè)化示范工作，設立生物燃料產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展專項資金，增加研究開發(fā)投入，加大生物燃料產(chǎn)業(yè)技術的研發(fā)力度，加快推進生物燃料產(chǎn)業(yè)技術的科技進步與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。三是重視生物燃料產(chǎn)業(yè)技術和產(chǎn)品的標準體系建設，制定生物燃料產(chǎn)業(yè)技術和產(chǎn)品標準，發(fā)揮標準的技術基礎、技術準則、技術指南和技術保障作用，并建立國家級的質量監(jiān)測系統(tǒng)加強市場監(jiān)督工作，促進生物燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

（四）加強財政、稅收和金融政策的引導和扶持

一是可以給予適當?shù)呢斦顿Y或補貼，包括建立風險基金制度實施彈性虧損補貼、對原料基地給予補助、具有重大意義的技術產(chǎn)業(yè)化示范補助和加大面對生產(chǎn)生物燃料產(chǎn)品企業(yè)的政府采購等措施，以保證投資主體合理的經(jīng)濟利益，使投資主體具有發(fā)展生物燃料項目的動力。二是加大對投資生物燃料項目的稅收優(yōu)惠，包括對投資生物燃料項目的企業(yè)實行投資抵免和再投資退稅政策，對生產(chǎn)生物燃料產(chǎn)品的企業(yè)固定資產(chǎn)允許加速折舊，對科研單位和企業(yè)研制開發(fā)出的生物燃料新技術、新成果及新產(chǎn)品的轉讓銷售在一定時期可以給予減免營業(yè)稅和所得稅等措施，以鼓勵和引導更多的企業(yè)重視、參與生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三是積極引導金融資本投向生物燃料產(chǎn)業(yè)，包括對生物燃料龍頭企業(yè)實施貸款貼息，支持有條件的生物燃料企業(yè)發(fā)行企業(yè)債券和可轉換債券，支持符合條件的生物燃料企業(yè)以現(xiàn)有資產(chǎn)做抵押到境外融資以獲得國際商業(yè)貸款和銀團貸款，鼓勵和引導創(chuàng)業(yè)投資增加對生物燃料企業(yè)的投資等措施，鼓勵以社會資本為主體按市場化運作方式建立面向生物燃料產(chǎn)業(yè)的融資擔保機構，以降低生物燃料企業(yè)的融資成本，擴充和疏通生物燃料企業(yè)的融資渠道。

（五）加強部門間合作，建立產(chǎn)業(yè)服務配套體系，完善市場體系建設

一是建設和完善服務保障體系。整合資源，建立和完善產(chǎn)業(yè)服務配套體系，針對生物質資源分布廣、收集運輸難等問題，建立生物質資源收集配送等產(chǎn)業(yè)服務體系；積極引導農(nóng)民發(fā)展能源作物種植、農(nóng)作物秸稈收集與預處理等專業(yè)合作組織，建立生物質原料生產(chǎn)與物流體系；盡快建立完善生物燃料產(chǎn)業(yè)技術的推廣服務體系、行業(yè)質量標準和產(chǎn)品檢測中心等配套服務體系，加強生物燃料產(chǎn)業(yè)技術、管理人才隊伍的建設。二是必須盡快開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的生物燃料產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)設備，重點開發(fā)有利于生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的裝備設計與制造技術，包括大型專用成套設備和成熟的生產(chǎn)工藝路線。三是完善市場體系建設。要通過市場帶動，積極發(fā)展上下游企業(yè)和相關配套產(chǎn)業(yè)，整合資源，優(yōu)化結構，建立完善的市場體系。

篇3

【關鍵詞】 生物燃料 全球變化 多邊 治理框架

各國政府均認同生物燃料是一種有潛力的化石燃料替代選擇，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展與減緩氣候變化、繁榮農(nóng)村經(jīng)濟、緩解全球和國家能源安全的聯(lián)系已促動了主要國家在領域紛紛展開行動。但是，產(chǎn)量和貿(mào)易的迅速膨脹引起了許多環(huán)境和社會經(jīng)濟問題的爭論。因此，檢討生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質，探尋治理途徑時不待我。

1. 生物燃料產(chǎn)業(yè)擴張：一種新的全球性變化

全球生物燃料生產(chǎn)從2000年到2009年已經(jīng)翻了20倍，生產(chǎn)國從巴西一枝獨秀擴展至美國、歐盟、中國等主要農(nóng)業(yè)國，儼然成為了新能源產(chǎn)業(yè)中最具潛力、最重要的化石能源替代產(chǎn)品。盡管這番蓬勃景象一方面歸功于生產(chǎn)效率的提高，原料作物種植擴張也“功不可沒”，有越來越多的作物用于該產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)。產(chǎn)業(yè)擴張帶來了以下巨大影響：

1.1由生物燃料產(chǎn)業(yè)擴張引起的生態(tài)變化

對環(huán)境的影響是復雜的：生物燃料替代化石燃料、減少溫室氣體排放是快速擴張的根本動力。但是，仍要對生物燃料整個生命周期排放做出全面評估。比如，原料作物的生產(chǎn)使用化肥、殺蟲劑，最后就在減少溫室氣體排放的同時消耗化石燃料。機器化大生產(chǎn)帶來更多甲烷氣體，而甲烷對全球變暖的作用遠遠大于二氧化碳。另外，土地使用目的的轉變可能導致大量的溫室氣體排放。因此，關于排放平衡必須考慮整個生命周期。

單一種植原料作物帶來生物多樣性喪失、土壤質量下降、給水資源質量帶來沖擊，即使大多數(shù)作物可依靠降雨生長，但是當提高生產(chǎn)率成為優(yōu)先選擇的話，灌溉則會成為首選。最后，生物燃料生產(chǎn)有外來物種侵害原有生態(tài)的風險。

1.2由生物燃料產(chǎn)業(yè)擴張引起的社會經(jīng)濟變化

對農(nóng)村經(jīng)濟的影響體現(xiàn)在包括國家、區(qū)域和全球的各個層面：

國家對該產(chǎn)業(yè)利潤的保證使大量投資涌入種植業(yè)，尤其是以農(nóng)業(yè)為主要支撐的發(fā)展中國家。這就促使農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)工人，喪失對土地的傳統(tǒng)控制權。雖然產(chǎn)業(yè)擴張確實增加了農(nóng)村人口就業(yè)機會，但是勞動條件卻不盡人意，勞動安全難以保證。

除了對農(nóng)村本地的影響，生物燃料生產(chǎn)也打亂了糧食生產(chǎn)和供應。因為主要糧食作物既可以供人食用也可成為生產(chǎn)原料，因此全球糧食價格隨需求大增而屢創(chuàng)新高。生產(chǎn)者雖可從中獲利，但那些農(nóng)村和城市的低收入者無法負擔充足食物費用，惡化了全球糧食安全狀態(tài)。

1.3由生物燃料產(chǎn)業(yè)擴張引起的南北關系變化

發(fā)展中國家相對發(fā)達國家可獲土地數(shù)量較高、原料價格較低、勞動力成本低廉，被認為是最有潛力生產(chǎn)生物燃料。主要消費者卻是發(fā)達國家，即便全球產(chǎn)量不斷提高也無法滿足發(fā)達國家的消費目標，進口需求便產(chǎn)生了。于是發(fā)達國家和發(fā)展中國家簽訂了許多相關貿(mào)易協(xié)定。這種供求關系的發(fā)生本應帶來全球雙贏局面，但是發(fā)展中國家生產(chǎn)大規(guī)模擴張卻給自身帶來了巨大挑戰(zhàn)，包括森林退化、土地沖突、傳統(tǒng)耕種方式的遺失等等。

發(fā)展中國家是該產(chǎn)業(yè)發(fā)展負面影響的主要承受者，但卻沒有充分機會參與全球治理議程。即使參與，也只是該國的大企業(yè)，而不是那些受實際影響的大多數(shù)人，這無疑增加了北方對南方國家的控制力。

2. 生物燃料治理框架現(xiàn)狀與評價

2.1生物燃料治理現(xiàn)狀

國家、區(qū)域、國際已出現(xiàn)了應對生物燃料影響并促進其可持續(xù)發(fā)展的政策和治理結構。

2.1.1國家生物燃料治理議程：以主要生產(chǎn)國為例

隨著氣候變化成為全球議程中的重大問題，許多國家構建了可再生能源戰(zhàn)略，其中就包括生物燃料。使用生物燃料不僅能替代化石燃料和提高能源安全，更重要的是還可以擴大農(nóng)產(chǎn)品的出路和收益。在此促動下，各國普遍采用的政策是頒布燃料混合國家命令、稅收豁免、對農(nóng)民或生產(chǎn)者直接支付、對進口產(chǎn)品適用關稅壁壘。除此之外，主要生產(chǎn)國美國和巴西面對負面影響，也采取了有限的政策調整。

美國玉米業(yè)已飽受詬病，尤其是玉米乙醇生產(chǎn)：減排水平低；超大型農(nóng)業(yè)公司的控制使小生產(chǎn)經(jīng)營者無利可圖；由于美國是世界玉米的主要供應者，對生物燃料的加大投入引起全球大宗食品的價格動蕩。即便是這樣，美國仍然一再提高燃料使用比例，要求到2017年生物燃料替代汽油消費達到20%，對加工商提供每加侖0.51美元的補貼，對進口燃料乙醇適用每加侖0.54美元的進口關稅。雖然，新能源計劃提倡木質纖維素乙醇技術的發(fā)展，但是美國近期對生物燃料的需求增長仍不可避免從傳統(tǒng)生產(chǎn)中獲得。

巴西是世界第二大生物燃料生產(chǎn)國。甘蔗乙醇轉化率比玉米乙醇高。但種植園的迅猛擴張對亞馬遜森林造成了負面影響；甘蔗乙醇的生產(chǎn)對水需求量較大；單一種植擴張也帶來了嚴重的土地沖突。但巴西政府仍決定每年新建25個甘蔗乙醇生產(chǎn)廠。盡管計劃逐年有所微調，但傳統(tǒng)大型甘蔗生產(chǎn)仍然占據(jù)主要地位。

由此可見，可持續(xù)關注在美巴兩國并不是最優(yōu)先考慮事項。但是生物燃料凈進口國和地區(qū)卻對生產(chǎn)的可持續(xù)性進行了更為積極的應對，主要體現(xiàn)在歐盟及成員國。

2.1.2區(qū)域生物燃料治理議程

歐盟生物燃料治理分為成員國個別要求和歐盟共同要求。就成員國而言，英國和荷蘭生物燃料標準最為典型，因此將從英、荷、歐三個方面分析區(qū)域治理工具。

生物燃料可持續(xù)性爭議包括減緩氣候變化，生物多樣性保護，水、土壤、空氣保護，土地所有權保護，勞工標準，社會經(jīng)濟發(fā)展和糧食安全7個方面。

關于減緩氣候變化，三者要求類似：首先都禁止將高碳封存土地用于原料作物的種植。英國要求溫室氣體減排至少為40%，每年增加5%，但性質是建議式的；荷蘭規(guī)定了最低30%的強制減排，到2017年逐步增加到80%-90%；歐盟強制性要求將最低減排量提高到35%。

關于生物多樣性，荷蘭和歐盟都禁止將具有高生物多樣性區(qū)域用于生物燃料生產(chǎn)；英國禁止生產(chǎn)毀損以上區(qū)域即允許合法生產(chǎn)。荷蘭要求要遠離高生物多樣性區(qū)域5公里以上。

關于水、土壤和空氣保護，三者具有區(qū)別。英國要求沒有土壤退化、污染或水資源耗盡或空氣污染。荷蘭要求實行最佳保護實踐；遵守《斯德哥爾摩農(nóng)藥使用公約》或國內法；禁止生產(chǎn)焚燒。歐盟除了就國家保護措施進行年度報告外，無具體要求。

關于土地所有權，英國要求對土地權和當?shù)厣鐣P系沒有負面影響。荷蘭要求在土地原始使用者同意下謹慎使用土地；尊重原主人傳統(tǒng)制度。歐盟僅要求進行年度報告。

關于勞工標準，英國要求對勞工權利和工作關系沒有負面影響。荷蘭要求遵守《普遍人權宣言》和關于跨國公司及社會政策的國際勞工原則。歐盟除了就《國際勞工公約》的國家授權和執(zhí)行進行年度報告外，沒有具體的要求。

關于社會經(jīng)濟發(fā)展，英國和歐盟僅要求就此履行年度報告義務。荷蘭要求生物燃料生產(chǎn)必須利于當?shù)胤睒s；要求就生產(chǎn)影響當?shù)厝丝诤屠诋數(shù)亟?jīng)濟發(fā)展進行報告。

關于糧食安全，英國僅要求檢測對糧食價格的間接影響。荷蘭和歐盟除了就土地使用改變形式、土地和糧食價格影響進行報告外沒有具體要求。

只有滿足上述標準的產(chǎn)品才能計入歐盟2020年運輸領域可再生能源10%的強制性目標，進而才會獲得市場準入好處和稅收豁免、直接支付等利益。歐盟在證明產(chǎn)品是否符合標準的問題上采取靈活做法，即權力下放到歐委會認可的自愿性生物燃料認證制度，認可時效為五年?？梢?，就世界最大的生物燃料進口市場的準入而言，得到具有資格的認證制度的認證是關鍵。截止2011年7月，有2BSvs、Bonsucro、Greenergy、ISCC、RBSA、RSB、RTRS七個生物燃料認證制度得到了歐委會的認可，此外還有18個認證機會等待歐委會的批準。

2.1.3國際生物燃料治理議程

和生物燃料多少相關的國際協(xié)定在各個領域早已出現(xiàn)，例如氣候、能源領域。目前雖沒有針對全球生物燃料挑戰(zhàn)專門國際協(xié)定，但國際社會已開始以以下形式展開努力：

首先，聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、聯(lián)合國能源機制（UN-Energy interagency），在其報告和研究中均已提出生物燃料問題。但是，他們的行動大多僅局限于分析和建議，并沒有就其各自的領域達成國際協(xié)定。國際能源署（IEA）以及經(jīng)合組織（OECD）發(fā)揮了更為積極的作用，通過IEA生物能源部的第40工作組為生物燃料貿(mào)易認證構建了可持續(xù)性標準。

其次，新近建立的論壇和伙伴關系開始在生物燃料全球可持續(xù)發(fā)展嶄露頭角。最為典型的就是2005年發(fā)起的全球可再生能源伙伴關系。該制度目的是促進可再生能源的繼續(xù)發(fā)展和商業(yè)化，支持更廣泛的、符合成本效益的生物質和生物能源發(fā)展尤其是發(fā)展中國家。生物燃料國際貿(mào)易大幅增加，2007年巴西、美國、中國、歐委會等建立了國際生物燃料論壇。

最后就是專門針對生物燃料可持續(xù)性問題成立的、新的國際倡議，采取的形式是多利益攸關方組成的圓桌會議，討論和構建可持續(xù)性環(huán)境和社會經(jīng)濟標準。但覆蓋產(chǎn)品范圍各有不同，例如責任大豆圓桌會議以及意圖進行普遍適用的可持續(xù)生物燃料圓桌會議（RSB）。

2.2對目前治理框架的評價

隨著全球生物燃料貿(mào)易的提高，作為主要進口者的歐盟國家生物燃料治理議程對市場準入和不同可持續(xù)性產(chǎn)品的競爭力影響在逐步提高，甚至成為了全球治理生物燃料的風向標。但是，從歐盟和成員的可持續(xù)性標準來看，主要局限于對生態(tài)環(huán)境的要求；像是當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展、公平正義以及糧食安全等與發(fā)展中國家緊密相關的社會經(jīng)濟問題關注不夠。而間接土地使用轉化問題也被忽略掉，甚至都不存在報告制度。值得注意的是這些標準既適用于外國生產(chǎn)者也適用于歐盟國家，但制定決策時卻沒有主要供應國——發(fā)展中國家的參與，也就是發(fā)展中國家的觀點和他們的關注沒有得到體現(xiàn)。

似乎國際治理議程給參與性帶來了一些新的變化，但也有自身弱點：

首先，不同國際生物燃料治理議程仍局限在自己業(yè)務范圍內處理環(huán)境和社會經(jīng)濟影響。國家合作多集中于研究和技術發(fā)展，而不是應對擴張帶來的更為嚴重的糧食安全影響。

其次，通過給當?shù)靥峁┠茉瓷a(chǎn)和供給的方式來促進當?shù)匕l(fā)展，這種生物燃料發(fā)展的替代模式幾乎被這些治理議程所忽略，即他們主要以生物燃料貿(mào)易為預設前提而展開談判。

第三，有些國際議程如IEA、OECD具有明顯的發(fā)達國家傾向，當然會以它們的能源需求為優(yōu)先考慮，因而主要關注發(fā)展中國家的出口為導向的生產(chǎn)，而不是發(fā)展中國家的當?shù)匦枨?。而全球生物能源伙伴關系也代表主要國家團體利益。甚至像RSB由多利益有關方組成的圓桌會議也不對稱地給來自工業(yè)部門和發(fā)達國家的參與者更多的關注和投票權。21位RSB發(fā)起委員中僅有5位來自發(fā)展中國家，而這5位代表中有3位代表了像巴西的甘蔗聯(lián)盟這樣的工業(yè)團體利益。很明顯利益受到主要影響的大多數(shù)人并沒有能充分表達意見。

最后，現(xiàn)有的國際行動沒有形成多層次、協(xié)調統(tǒng)一、相互支持、相互影響的治理方式。許多國際倡議或國際行動雖然博興，但十分分散，關注自己覆蓋的爭議領域，并在其框架下的國家行動仍被符合本國利益的議程所主導。這種情形實際導致生物燃料問題仍然是“無治理領域”，試想有各自利益的國家和企業(yè)一旦發(fā)生紛爭，將如何公正、合理的解決爭議？

3. 新多邊生物燃料治理框架愿景

3.1建立新多邊生物燃料治理框架的原因

目前生物燃料治理制度無論從國內還是從國際層面都無法滿足治理需求，建立新多邊治理框架的迫切需求和原因有以下幾點：

第一，該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動力均具有重要的全球要素和關聯(lián)。可再生能源替代化石燃料就是由《聯(lián)合國氣候變化框架公約》促動的?；剂系目捎媒咝允且粋€全球難題，而動蕩的國際關系又是國家追求能源安全的巨大障礙。生物燃料農(nóng)業(yè)尤其在發(fā)展中國家又是由發(fā)達國家的消費目標促發(fā)的出口繁榮所驅動的。以上每個環(huán)節(jié)都具有“全球烙印”。

第二，生物燃料生產(chǎn)帶來的環(huán)境影響是無法依靠個別國家得以解決的。該產(chǎn)業(yè)對氣候變化、對水等自然資源的需求以及對土地使用改變的累積作用都具有明顯的全球關聯(lián)。

第三，個別國家解決生物燃料擴張帶來的社會經(jīng)濟影響能力有限，比如對農(nóng)產(chǎn)品市場和全球糧食安全的影響。

第四，生物燃料的爭論從一開始出現(xiàn)就具有南北關系的特性，是以一方的主要社會、政治和環(huán)境利益為代價而使另一方獲利的問題。

第五，關于生物燃料生產(chǎn)存在許多相互沖突的觀點和看法，因此不僅需要有效的治理框架，更需要體現(xiàn)公平、合法性、責任性、代表性的統(tǒng)一治理制度。

以上各個方面均體現(xiàn)了建立全球生物燃料治理框架的必要性，但這里的全球性并不意味著所有國家都就此進行談判，但至少是一個與現(xiàn)有治理框架不同且能夠反映生物燃料產(chǎn)業(yè)核問題的不同視角，能通過多邊平臺包括國家和非國家參與者構建的負責而合法的方式進行治理和調控。那么，這種新多邊治理框架究竟應該具備怎樣的條件和內核呢？

3.2新多邊生物燃料治理框架的建構

3.2.1多邊生物燃料治理框架應具備的基本特征：多部門、多層次和多參與者治理

生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不僅是一種能源戰(zhàn)略，它和糧食、農(nóng)業(yè)、貿(mào)易、氣候和生態(tài)保護等多方面都具有重大關聯(lián)，而這些領域都有各自的政策制度。因此氣候談判、可再生能源議程、全球貿(mào)易和農(nóng)業(yè)發(fā)展、保護生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)戰(zhàn)略均涉及到了生物燃料問題。以上不同領域的各自政策必須避免沖突、尋求協(xié)調，這就需要多部門協(xié)調來應對生物燃料治理。

其次，生物燃料治理需要多層次協(xié)調。如果沒有國家、當?shù)卣约爱數(shù)厣a(chǎn)者的協(xié)助多邊框架很難成功，這也是目前國際相關治理制度的欠缺。這種協(xié)調既要體現(xiàn)在國際政策的成功執(zhí)行上，比如認證計劃的實施，也要體現(xiàn)在不同層面的規(guī)制活動上。

第三，不同參與者和平行決策體系間的協(xié)調也是必要的。這會減少重復勞動、避免政策沖突，比如生物燃料治理政策和WTO規(guī)則之間的沖突，多參與者治理意味著允許各種主體使用有效參與資源。

3.2.2新多邊生物燃料治理框架的制度設計：趨利避害

雖然需要進一步協(xié)調不同產(chǎn)業(yè)部門、參與者和治理層次，但是何種制度設計才能最好發(fā)揮功能卻是一個大問題。從實現(xiàn)的可能性出發(fā)，有兩種路徑可以選擇：

第一種，在某一類寬泛的領域建設治理制度，能源和農(nóng)業(yè)領域可供選擇。

在能源領域探討生物燃料治理制度的優(yōu)勢是能夠很容易地將該問題并入可再生能源政策；能夠讓業(yè)界對照其他生物能源對液態(tài)生物燃料做出評估。弱點是由于目前與能源相關的、行之有效的政策制度本身就十分分散，加之聯(lián)合國相關機制治理權力也十分有限，新建立的國際可再生能源機構（IRENA）固然令人欣慰，但是像巴西、中國等這些主要生產(chǎn)國尚未加入，因此治理很難從全球能源制度中獲得有益的制度支持；加之，如果國家將生物燃料單純看作是國家能源安全問題，由于敏感性，將會使多邊談判變得異常艱難；最后由于生物燃料是由許多作物提煉而來，因此對農(nóng)業(yè)部門的影響也舉足輕重，將其作為能源問題處理自然會導致對糧食安全、農(nóng)村地區(qū)和土地政策的影響關注不夠。

在農(nóng)業(yè)領域處理生物燃料問題最大的優(yōu)勢是可以借助FAO現(xiàn)有的各種制度；可使業(yè)界更加關注糧食和農(nóng)村發(fā)展問題；也會從國際農(nóng)業(yè)協(xié)定中最終獲利。但是國際農(nóng)業(yè)貿(mào)易談判頻頻陷入僵局，這必將阻礙該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；也會割裂生物燃料與可再生能源政策的聯(lián)系。

第二種不同的制度設計路徑就是將生物燃料作為獨立的焦點問題進行制度設計，而此種方式根據(jù)所設計的制度框架以生物燃料問題的一個方面還是多個方面為治理對象分為單一框架和復合并行框架。不論是單一政策框架還是符合政策框架同樣各具優(yōu)、缺點：

在有效性方面，復合型平行框架更有利于不同政策工具的創(chuàng)新、彼此競爭和實踐檢驗；在公平性和權力分配方面，復合平行框架更易于禁止權力集中，并且在一定程度上會增加發(fā)展中國家在決策中的影響力。缺點就是遵守和執(zhí)行成本較高。

而單一框架由于設定的制度具有很強的針對性和局限性，因此遵守和執(zhí)行成本較低；所設定的單一規(guī)則更容易和像WTO這樣的現(xiàn)有國際規(guī)則協(xié)調一致；也更易于吸收多參與者的集中關注并利用他們可提供的資源。缺點是過分支持某類參與者的風險過高；靈活性和調節(jié)性較差；由于會吸引更多的參與者，因此達成一致意見就更為困難。

綜上，新多邊生物燃料治理框架是一個開放性議題，只有把握住合理合法內核，比較各種選擇路徑的優(yōu)缺點，在實踐中逐步探索。

參考文獻：

[1] Patrick Lamers. International Bioenergy

Trade-A Review of Past Developments in the Liquid Biofuel Market[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2011（11）：2655-2676.

[2] Thomas Vogelpohl. The Institutional sus-

tainability of Public-private Governance Arrangements-the Case of EU Biofuels Sustainability Regulation[C].The Lund Conference on Earth System Governance， Berlin 2012.

篇4

第二代生物燃料指的是以麥稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料,使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉化為生物乙醇或生物柴油的模式。第二代生物燃料與第一代最重要的區(qū)別在于其不再以糧食作物為原料,從而最大限度地降低了對食品供應的威脅。第二代生物燃料不僅有助于減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴,也能減少溫室氣體的排放,對實現(xiàn)全球可持續(xù)性發(fā)展具有重要作用。許多國家都制定了或是正在執(zhí)行相關計劃,大力發(fā)展第二代生物燃料。

Frost & Sullivan預計2011年將是第二代生物燃料技術大規(guī)模工業(yè)化的一年,市場規(guī)模將以每年200,000噸的速度擴大。在2017年前后,第二代生物燃料有望成為能源的重要組成部分。

技術分析

第二代生物燃料的發(fā)展離不開技術,唯有其技術的不斷更新,方能使其發(fā)揮優(yōu)勢,不斷開拓市場。目前生物燃料生產(chǎn)技術的主要技術方法主要有水解發(fā)酵、氣化發(fā)酵、氣化催化合成和熱解。雖然這些技術現(xiàn)在都還處在實驗階段,但是近年來各國及各大企業(yè)都投入巨資研發(fā),成果不斷。

我國擁有豐富的纖維素資源。據(jù)估算,我國每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈、谷糠和餅粕的總產(chǎn)量高達7.8 億噸以上,其中玉米秸稈占3.3億噸(占總量的42.4%)、小麥秸稈占1.5億噸(占19.7%),而稻草秸稈占1.2億噸(占15.3%),此三類纖維素占全國總纖維素產(chǎn)量的77.4%以上。不過,目前大量的秸稈主要被用于生物質直燃發(fā)電,燃燒轉換效率并不高。由于缺乏成熟的秸稈制備燃料乙醇技術,纖維素制備乙醇的轉化成本偏高。一旦該項技術取得重大突破,無論從單位秸稈生產(chǎn)出產(chǎn)品的熱值還是產(chǎn)品的價值計算,都將構成生物質直燃發(fā)電的有力競爭對手。

纖維素乙醇所應用的技術主要是水解發(fā)酵技術,該技術首先采用弱酸、弱堿或者酶水解原材料,破壞纖維素和半纖維素,使其轉化成為C5、C6糖類。這些糖類再進一步發(fā)酵成為酒精。

纖維素乙醇技術的優(yōu)點是以熱水和酶作為基礎,流程簡單,碳排放明顯低于其他生物燃料技術。全程不需要高溫高壓。纖維素預處理階段基本就能將纖維素全部水解,而不能處理的木質素也可以通過分離燃燒產(chǎn)生能源。當然它也有其缺點,比如預處理成本比較高、產(chǎn)率較低等等?，F(xiàn)在各主要公司的研究團隊和相關科研機構都加大了對預處理過程及新型水解酶和酵母的研發(fā)力度,使該技術的發(fā)展充滿機會。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研發(fā)出新型的酵母技術,據(jù)稱能將水解和發(fā)酵效率提高一倍。

市場分析

第二代生物燃料目前正處于起步階段,在國內還沒有形成大規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)在國內主要的生物燃料公司,包括吉林燃料乙醇有限責任公司、河南天冠集團、安徽豐原生物化學股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司,都屬于第一代生物燃料企業(yè)。但是隨著近年來糧食價格不斷攀升以及中國政府引導發(fā)展非糧生物燃料政策的出臺,這些企業(yè)在積極研發(fā)下一代生物燃料技術。08年以來,重點發(fā)展的非糧燃料企業(yè)多采用1.5代生物燃料技術,原料主要采用木薯(華南)、甘薯(華中、西南)與甜高粱(華北、華東)等作物。隨著近年來薯類成本上升較多,薯類制備生物乙醇能否維持盈利也是該產(chǎn)業(yè)的一大疑問。

中國參與第二代生物燃料技術研發(fā)的只有河南天冠集團等少數(shù)幾家企業(yè),但運營規(guī)模還非常小,諾維信公司已經(jīng)同中糧集團和中石化開展合作,研究纖維素乙醇。2008年,美國纖維素乙醇的成本為約2到4美元每加侖(3.6-7.2人民幣/升)。第一代乙醇工廠以玉米為原料生產(chǎn)乙醇的成本約為每加侖1.5美元(2.7人民幣/升),但加上稅收和分銷支出,其價格比燃氣價格更高。纖維乙醇的價格必須通過可行的技術達到降低目的。

技術發(fā)展及市場競爭

由于整個行業(yè)還處于剛剛起步階段,市場規(guī)模偏小,因而沒有激烈的市場競爭。先期進入的企業(yè)一旦確立了技術優(yōu)勢,就能在市場競爭中處于有利地位。隨著政策扶持力度加大和新進入企業(yè)增多,預計未來技術進步的步伐會越來越快。

替代品的威脅

作為傳統(tǒng)化石能源的替代品,生物燃料的重要性會隨著石油、煤炭等能源的儲量減少和價格攀升逐步增強。然而,由于目前生產(chǎn)成本相對較高、技術尚不成熟,生物燃料也受到包括生物質直燃發(fā)電、太陽能、風能、水電在內的其他可再生能源的威脅。不過,在可預計的未來,生物燃料有望憑借其能夠兼容現(xiàn)有汽油機、柴油機、能與汽油、柴油摻雜使用而且能量密度高、蓄能方便等優(yōu)勢占有越來越重要的地位。

穩(wěn)定的銷售模式

在中國,生物燃料包括生物乙醇和生物柴油兩個組成部分。生物乙醇市場的主要銷售渠道是中石油、中石化加油站。而生物柴油市場因為規(guī)模小,目前的主流渠道是廠家直供輔以民營加油站。由于生物乙醇的售價是與成品油聯(lián)動的,收購價格也按發(fā)改委相關文件執(zhí)行,因此受渠道議價能力影響不大。但生物柴油市場由于沒有相關文件指導,生產(chǎn)、供應量偏小,客戶分散,市場渠道尚不穩(wěn)定。有待政府更進一步的指導和扶持來實現(xiàn)常規(guī)化和穩(wěn)定化。

原料供應分散且不足

足量、穩(wěn)定的原料供應才能支持生物燃料的快速發(fā)展。以中國纖維素乙醇為例。纖維素乙醇主要以農(nóng)林廢料為原料。據(jù)中國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計,全國每年秸稈等農(nóng)業(yè)廢料產(chǎn)量在7億噸以上,但去除農(nóng)民焚燒填埋和生物質直燃消耗等去處,僅剩余3億噸以上。目前中國國內沒有統(tǒng)一的秸稈供應商,主要依賴于生物燃料企業(yè)自己從農(nóng)民和大型農(nóng)場所在地收購,這也增加了秸稈收購和儲運成本。

市場進入門檻高

篇5

隨著全球石油、煤炭的大量開采，能源日益枯竭庫，存量不斷減少，能源短缺和隨之而來的環(huán)境污染日漸引起人們的關注，并已成為制約我國經(jīng)濟社會又快又好發(fā)展的瓶頸。改善能源結構，利用現(xiàn)代科技開發(fā)生物質能源來緩解能源動力，減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視，已將“大力發(fā)展生物質能”列入國家“十二五”規(guī)劃。

2、我國生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

現(xiàn)階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用，生物質直燃發(fā)電，工業(yè)替代燃料和交通運輸燃料這四方面。

2.1　沼氣利用

近年來沼氣利用在中國發(fā)展迅速，在中央投資的帶動下，各地也加大投入，形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發(fā)展的新格局。沼氣開發(fā)利用現(xiàn)在不僅能解決農(nóng)民的燒柴問題，更重要的是我國的沼氣發(fā)展正從分散式農(nóng)戶經(jīng)營向產(chǎn)業(yè)化方向轉變。2008年山東民和牧業(yè)建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣工程；2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作，以養(yǎng)殖場，公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產(chǎn)400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看，通過生物發(fā)酵產(chǎn)沼氣的技術相當成熟，但是現(xiàn)階段還存在沼氣工程總體規(guī)模較小效益不高，產(chǎn)氣不是很穩(wěn)定，特別是在北方冬季產(chǎn)氣明顯不足，和沼氣副產(chǎn)品市場需求不足等因素約束。

2.2　生物質直燃發(fā)電

生物質直燃發(fā)電是最早采用的一種生物質開發(fā)利用方式，也是消耗量最大、最直接、最容易規(guī)?；凸I(yè)化的能源利用方式。早在2004年，山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發(fā)電的試點示范，而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，年投資額增長率都在30％以上，到2010年我國生物質直燃發(fā)電量已達到550萬千瓦。其中，我國生物質最大的企業(yè)國能生物發(fā)電集團有限公司在2010年投入運營和在建生物質發(fā)電項目近40個，總裝機容量100萬千瓦。到2013年，該公司規(guī)劃生物質發(fā)電裝機數(shù)量達到100臺，裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時，年消耗農(nóng)林剩余物可達3000萬噸，每年可為農(nóng)民增收約80億元，每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。

生物質直燃發(fā)電技術比較成熟，而且它是增加農(nóng)民收入、促進農(nóng)民增收的直接載體，是實現(xiàn)工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、加快農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發(fā)電還存在項目投資和運營成本較高，原料供應季節(jié)性強，需要政府補貼，受國家政策影響風險大等問題。

2.3　工業(yè)替代燃料

生物質作為工業(yè)替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。

生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農(nóng)業(yè)生物質廢棄物為原料，用作工業(yè)鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發(fā)始于20世紀80年代，早期主要集中在螺旋擠壓成型機上，但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重，壽命較短，電耗大等缺點，導致綜合成本較高，發(fā)展停滯不前。進入2000年以來，生物質成型技術得到明顯的進展，成型設備的生產(chǎn)與應用已初步形成了一定規(guī)模。國家發(fā)改委規(guī)劃到2010年，生物質成型燃料生產(chǎn)量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業(yè)蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業(yè)蒸汽鍋爐方面。其中，珠海紅塔仁恒紙業(yè)有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節(jié)能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節(jié)能減排項目，該項目2011年投入運行，以兩臺40t／h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐，代替現(xiàn)有的六臺燃油鍋爐。

生物質可燃氣較早使用在氣化發(fā)電方面，一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發(fā)電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發(fā)電。生物質氣化發(fā)電廠的規(guī)模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦，與生物質直燃發(fā)電相比，它的規(guī)模較小，但它發(fā)電效率較高，投資成本較少，對原料的來源限制也較少。除了氣化發(fā)電，生物質可燃氣也越來越多地應用在工業(yè)替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業(yè)，它將原燃燒重油的兩段式連續(xù)推鋼加熱爐改燒生物燃氣，該項目在2009年初立項，并2010年5月正式投產(chǎn)至今運行正常，這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業(yè)生物燃氣項目。

生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發(fā)性氣體，再經(jīng)冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16～18MJ／kg，產(chǎn)油率可達70％，它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料，也可進一步加工轉換成化工產(chǎn)品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚，但近年來發(fā)展較快。浙江大學，中國科技大學，山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優(yōu)化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作，也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業(yè)化應用過程中，2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發(fā)區(qū)成功建設了一套年產(chǎn)3000噸的生物油工業(yè)實驗裝置并一直連續(xù)運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業(yè)應用的新階段，從2007年在安徽合肥建立起第一套年產(chǎn)萬噸的生物油裝置以來，其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業(yè)園分別投產(chǎn)了第兩套和第三套的年產(chǎn)萬噸的生物油裝置，這也標志著生物質裂解油的產(chǎn)業(yè)化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產(chǎn)成本較低，但是它熱值較低，又具有一定的酸性，需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外，還可以進一步通過精煉工藝生產(chǎn)多種化學品，開發(fā)利用的市場潛力巨大，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

2.4　交通運輸燃料

生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末，利用糧食相對過剩的條件，我國開始發(fā)展生物燃料乙醇。從目前的情況看，玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經(jīng)濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟，但基于對國家糧食安全的擔心，和發(fā)展經(jīng)濟類作物會發(fā)生品種單一，種性退化較嚴重等問題，國家一直有意保持國內燃料乙醇的產(chǎn)量在一定的限制水平。

玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下，我國的企業(yè)和科研院校正加大力度地投入研發(fā)纖維素等新的燃料乙醇的生產(chǎn)。據(jù)了解，中國擁有發(fā)展纖維素乙醇的原料優(yōu)勢。纖維素廣泛分布于農(nóng)作物秸稈、皮殼當中，資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產(chǎn)3000t和一套年產(chǎn)5000t燃料乙醇工業(yè)化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯(lián)手建造的中國規(guī)模最大的年產(chǎn)萬噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產(chǎn)代表了中國未來燃料乙醇的主流方向，目前需要做的是加快研發(fā)力度，突破技術瓶徑，降低生產(chǎn)成本，加快商業(yè)化生產(chǎn)的速度。

生物柴油主要應用于運輸業(yè)和海運業(yè)，是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發(fā)展狀況與燃料乙醇相似，用油類植物生產(chǎn)生物柴油的技術比較成熟，但是它受原料的制約嚴重。要發(fā)展大力生物柴油產(chǎn)業(yè)，必須要有穩(wěn)定的原料來源。據(jù)了解，歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產(chǎn)生物柴油，但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產(chǎn)業(yè)不宜以食用油為原料，只能大力發(fā)展丘陵鹽堿等非糧用地發(fā)展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬t生物柴油項目正式投產(chǎn)運行，其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產(chǎn)工藝的裝置，產(chǎn)品已在海南島內的柴油零售批發(fā)網(wǎng)點推廣使用，這是我國首個麻風樹生物柴油產(chǎn)業(yè)化的示范項目。

近年來，利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注，因為微藻繁衍能力高，生長周期短，可大量培養(yǎng)而不占用耕地，能有效解決原料來源不穩(wěn)定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”，其宗旨就是向藻類要能源，目標是到2010年每天產(chǎn)出百萬桶生物燃油，實現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目，投入的2600~-英鎊將用于發(fā)展相關技術和基礎設施，該項目預計到2020年實現(xiàn)商業(yè)化。我國的科研人員也在政府和企業(yè)的大力支持下加緊研發(fā)這項新技術，希望能早日實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。雖然現(xiàn)在較高的生產(chǎn)成本制約著微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但通過今后技術的不斷改進，相信微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)的前景是十分廣闊的。

篇6

在上周末進行的巴西正式訪問之行中，美國總統(tǒng)奧巴馬和巴西總統(tǒng)迪爾瑪－羅塞夫，同意展開戰(zhàn)略能源對話，將重點放在一套范圍廣泛的能源有關問題上，包括在生物燃料和其他可再生能源的合作，確保能效、民用核能源、巴西的深海石油和天然氣資源的安全和可持續(xù)發(fā)展。

奧巴馬和迪爾瑪先生希望他們之間的能源合作伙伴關系能為兩國創(chuàng)造就業(yè)機會，使能源供應更加安全，并幫助解決氣候變化的挑戰(zhàn)。

與此相關的是擴大兩國之間現(xiàn)有的，于2007年簽署的諒解備忘錄，推及合作至生物燃料，包括發(fā)展航空生物燃料的新伙伴關系。

“解決全球對化石燃料依賴的唯一長期解決方案是清潔能源技術，這是為什么美國和巴西不斷深化在生物燃料上的合作，建立綠色經(jīng)濟伙伴關系的原因。我們知道，發(fā)展清潔能源是在我們兩個國家創(chuàng)造新的就業(yè)機會和行業(yè)發(fā)展的最好途徑?！眾W巴馬說。

“目前，巴西一半的車輛利用生物燃料。美國近80％的電力來自水力發(fā)電。在美國，我們已經(jīng)率先發(fā)展清潔能源行業(yè)，而我們很快就會有生產(chǎn)40％世界上先進電池的能力?！眾W巴馬說。

“如果我們能開始分享這些新技術，并帶動私人領域的投資，通過在世界各地制造、使用、交易和銷售清潔能源產(chǎn)品，可以發(fā)展經(jīng)濟并清潔環(huán)境。這對兩國來說是一個雙贏局面。”

主要目標

在協(xié)議中的主要目標包括雙邊研究和開發(fā)的協(xié)調，建立共同的標準和規(guī)范，促進商業(yè)化和擴大航空生物燃料，以及加強私營部門的伙伴關系。

巴西甘蔗行業(yè)協(xié)會總聯(lián)合會(Unica)對克服和發(fā)展生物燃料?易的國際障礙特別感興趣，由于巴西公司如噴氣制造商巴西航空工業(yè)公司(Embraer)，發(fā)動機制造商通用電氣和美國加州生物技術公司Amyris正在開發(fā)以甘蔗為基礎的生物燃料。

2012年，該三巨頭打算推出首架使用甘蔗生物燃料的飛機。飛機由巴西阿祖爾航空公司所擁有，由巴西航空工業(yè)公司生產(chǎn)，配備了通用電氣公司的發(fā)動機。

“最近的事態(tài)發(fā)展，加重了我們最近幾個月在美國已經(jīng)目睹到的跡象，這便是需要在發(fā)展清潔能源解決方案上一超合作，減少對貿(mào)易和發(fā)展的障礙?！盪nica主席兼行政總裁馬科斯一簡克說。

“曾經(jīng)反對巴西乙醇進入美國市場競爭，要求采取大量補貼和高額關稅的狂熱支持者，現(xiàn)在也在公開討論接下來會發(fā)生什么，無論是在技術或是在政策方面?！彼a充說。

篇7

關鍵詞：生物質；燃料；液化；進展；

中圖分類號：TK6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-02

液體燃料的不足已嚴重威脅到我國的能源與經(jīng)濟安全。我國一次能源消費量僅次于美國成為世界第二大能源消費國， 2006年進口原油已達5000萬t，占總量40%。因此，國家提出了大力開發(fā)新能源和可再生能源，優(yōu)化能源結構的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃[1-2]。生物質燃料是惟一可以轉化為液體燃料的可再生能源，將生物質轉化為液體燃料不僅能夠彌補化石燃料的不足，而且有助于保護生態(tài)環(huán)境。生物質燃料包括各種農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物以及各種有機垃圾等。我國生物質資源豐富，理論年產(chǎn)量為50億t左右，發(fā)展生物質液化替代化石燃料有巨大的資源潛力。

目前生物質液化還處于研究、開發(fā)及示范階段。從工藝上，生物質液化又可分為生化法和熱化學法。生化法主要是指采用水解、發(fā)酵等手段將生物質轉化為燃料乙醇。熱化學法主要包括快速熱解液化和加壓催化液化等[3-8] 。本文主要介紹生物質燃料液化制取液體燃料的技術與研究進展。

一、生化法生產(chǎn)燃料乙醇

生物質生產(chǎn)燃料乙醇的原料主要有能源農(nóng)作物、剩余糧食和農(nóng)作物秸稈等。美國和巴西分別用本國生產(chǎn)的玉米和甘蔗大量生產(chǎn)乙醇作為車用燃料。從1975年以來，巴西為擺脫對石油的依賴，開展了世界最大規(guī)模的燃料乙醇開發(fā)計劃，到1991年燃料乙醇產(chǎn)量已達130億L。美國自1991年以來，為維持每年50億L的玉米制乙醇產(chǎn)量，政府每年要付出7億美元的巨額補貼[2，3，8]。利用糧食等淀粉質原料生產(chǎn)乙醇是工藝很成熟的傳統(tǒng)技術。用糧食生產(chǎn)燃料乙醇雖然成本高，價格上對石油燃料沒有競爭力。雖然我國政府于2002年制定了以陳化糧生產(chǎn)燃料乙醇的政策，將燃料乙醇按一定比例加到汽油中作為汽車燃料，已在河南和吉林兩省示范。然而我國剩余糧食即使按大豐收時的3000萬t全部轉化為乙醇來算，可生產(chǎn)1000萬t乙醇，也只有2000年原油缺口的1/10；而且隨著中國人口的持續(xù)增長，糧食很難出現(xiàn)大量剩余。2007年以來，糧食價格高漲，給國家的安定帶來威脅，因此，在我國非糧生物質燃料才是唯一可靠的生物質能源。

從原料供給及社會經(jīng)濟環(huán)境效益來看，用含纖維素較高的農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)乙醇是比較理想的工藝路線。生物質制燃料乙醇即把木質纖維素水解制取葡萄糖，然后將葡萄糖發(fā)酵生成燃料乙醇的技術。我國在這方面開展了許多研究工作，比如武漢理工大學開展了農(nóng)林廢棄物真菌分解-堿溶熱解-厭氧發(fā)酵工藝的研究，轉化率在70%以上[9]。中國科學院過程工程研究所在國家攻關項目的支持下，開展了纖維素生物酶分解固態(tài)發(fā)酵糖化乙醇的研究，為纖維素乙醇技術的開發(fā)奠定了基礎[10]。以美國國家可再生能源實驗室（NREL）為代表的研究者，近年來也進行了大量的研究工作，如通過轉基因技術得到了能發(fā)酵五碳糖的酵母菌種，開發(fā)了同時糖化發(fā)酵工藝，并建成了幾個具有一定規(guī)模的中試工廠，但由于關鍵技術未有突破，生產(chǎn)成本一直居高不下[11-13]。纖維素制乙醇技術如果能夠取得技術突破，在未來幾十年將有很好的發(fā)展前景。

二、生物質燃料熱化學法生產(chǎn)生物質油

生物質燃料熱化學法生產(chǎn)生物質油技術根據(jù)其原理主要可分為加壓液化和快速熱解液化。

（一）生物質燃料快速熱解液化

生物質燃料快速熱解液化是在傳統(tǒng)裂解基礎上發(fā)展起來的一種技術，相對與傳統(tǒng)裂解，它采用超高加熱速率（102-104K/s），超短產(chǎn)物停留時間（0.2-3s）及適中的裂解溫度，使生物質中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子，使焦炭和產(chǎn)物氣降到最低限度，從而最大限度獲得液體產(chǎn)品。這種液體產(chǎn)品被稱為生物質油（bio-oil），為棕黑色黏性液體，熱值達20-22MJ/kg，可直接作為燃料使用，也可經(jīng)精制成為化石燃料的替代物。因此，隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質快速熱解液化的研究在國際上引起了廣泛的興趣。自1980年以來，生物質快速熱解技術取得了很大進展，成為最有開發(fā)潛力的生物質液化技術之一。國際能源署組織了美國、加拿大、芬蘭、意大利、瑞典、英國等國的10多個研究小組進行了10余年的研究與開發(fā)工作，重點對該過程的發(fā)展?jié)摿Α⒓夹g經(jīng)濟可行性以及參與國之間的技術交流進行了調研，認為生物質快速熱解技術比其他技術可獲得更多的能源和更大的效益[14]。

世界各國通過反應器的設計、制造及工藝條件的控制，開發(fā)了各種類型的快速熱解工藝。幾種有代表性的工藝、各裝置的規(guī)模、液體產(chǎn)率等參數(shù)見文獻 [14]。

（1）旋轉錐式反應工藝（Twente rotating cone process），荷蘭Twente大學開發(fā)。生物質顆粒與惰性熱載體一起加入旋轉錐底部，沿著錐壁螺旋上升過程中發(fā)生快速熱解反應，但其最大的缺點是生產(chǎn)規(guī)模小，能耗較高。以德國松木粉為原料，反應溫度600℃，進料速率34.8kg/h的條件下，液體產(chǎn)率為58.6%。

（2）攜帶床反應器（Entrained flow reactor），美國Georgia 工學院（GIT）開發(fā)。以丙烷和空氣按照化學計量比引入反應管下部的燃燒區(qū)，高溫燃燒氣將生物質快速加熱分解，當進料量為15kg/h，反應溫度745℃時，可得到58%的液體產(chǎn)物，但需要大量高溫燃燒氣并產(chǎn)生大量低熱值的不凝氣是該裝置的缺點。

（3）循環(huán)流化床工藝（Circulating fluid bed reactor），加拿大Ensyn工程師協(xié)會開發(fā)研制。在意大利的Bastardo建成了650kg/h規(guī)模的示范裝置，在反應溫度550℃時，以楊木粉作為原料可產(chǎn)生65%的液體產(chǎn)品。該裝置的優(yōu)點是設備小巧，氣相停留時間短，防止熱解蒸汽的二次裂解，從而獲得較高的液體產(chǎn)率。但其主要缺點是需要載氣對設備內的熱載體及生物質進行流化，最高液體產(chǎn)率可達75%。

（4）渦旋反應器（Vortex reactor），美國國家可再生能源實驗室（NREL）開發(fā)。反應管長0.7m，管徑0.13 m，生物質顆粒由氮氣加速到1 200m/s，由切線進入反應管，在管壁產(chǎn)生一層生物油并被迅速蒸發(fā)。目前建成的最大規(guī)模的裝置為20kg/h，在管壁溫度625℃時，液體產(chǎn)率可達55%。

總之，生物質快速裂解技術具有很高的加熱和傳熱速率，且處理量可以達到較高的規(guī)模，目前來看，該工藝取得的液體產(chǎn)率最高。熱等離子體快速熱解液化是最近出現(xiàn)的生物質液化新方法，它采用熱等離子體加熱生物質顆粒，使其快速升溫，然后迅速分離、冷凝，得到液體產(chǎn)物，我國的開展了這方面的試驗研究。

（二）加壓液化

生物質加壓液化是在較高壓力下的熱轉化過程，溫度一般低于快速熱解。最著名是PERC法。該法始于20世紀60年代，當時美國的Appell等人將木片、木屑放入Na2CO3溶液中，用CO加壓至28MPa，使原料在350℃下反應，結果得到40%-50%的液體產(chǎn)物。近年來，人們不斷嘗試采用H2加壓，使用溶劑及催化劑（如Co-Mo、Ni-Mo系加氫催化劑）等手段，使液體產(chǎn)率大幅度提高，甚至可以達80%以上，液體產(chǎn)物的高位熱值可達25-30MJ/kg，明顯高于快速熱解液化。超臨界液化是利用超臨界流體良好的滲透能力、溶解能力和傳遞特性而進行的生物質液化，最近歐美等國正積極開展這方面的研究工作[15-17]。和快速熱解液化相比，目前加壓液化還處在實驗室階段，但由于其反應條件相對溫和，對設備要求不很苛刻，在規(guī)模化開發(fā)上有很大潛力。

生物質燃料轉化為液體后，能量密度大大提高，可直接作為燃料用于內燃機，熱效率是直接燃燒的4倍以上。但是，由于生物油含氧量高（約35wt%），精煉成本較高，因而降低了生物質裂解油與化石燃料的競爭力。這也是長期以來沒有很好解決的技術難題。

三、結論與建議

隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質燃料液化技術的研究在國際上引起了廣泛的興趣。經(jīng)過近30年的研究與開發(fā)，車用燃料乙醇的生產(chǎn)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，快速熱解液化已達到工業(yè)示范階段，加壓液化還處于實驗研究階段。我國生物質資源豐富，每年可利用的資源量達50億t，僅農(nóng)作物秸稈就有7億t，但目前大部分作為廢棄物沒有合理利用，造成資源浪費和環(huán)境污染。如果將其中的50%采用生物質液化技術轉化為燃料乙醇和生物質油，可以得到5億-10億t油當量的液體燃料，基本能夠滿足我國的能源需求。因此，發(fā)展生物質液化在我國有著廣闊的前景。

我國在生物質快速熱解液化及加壓液化方面的研究工作還很少，與國際先進水平有較大差距，需要加強此項研究。開發(fā)生物質油精制與品位提升新工藝，降低生產(chǎn)成本是生物質熱化學法液化進一步發(fā)展，提高與化石燃料競爭力的關鍵。

參考文獻：

[1]倪維斗，靳輝，李政. 中國液體燃料的短缺及其替代問題[J]. 科技導報，2001， （12）：9-12.

[2]閻長樂. 中國能源發(fā)展報告2001[M]. 北京：中國計量出版社，2001.15-35.

[3]何方，王華，金會心. 生物質液化制取液體燃料和化學品[J]. 能源工程，1999， （5）：14-17.

[4]袁振宏，李學鳳，藺國芬. 我國生物質能技術產(chǎn)業(yè)化基礎的研究 [A].吳創(chuàng)之，袁振宏.2002中國生物質能技術研討會論文集[C]. 南京：太陽能學會生物質能專業(yè)委員會， 2002. 1-18.

[5]李文. 生物質的熱解與液體產(chǎn)物的精制[J]. 新能源，1997， 19（10）： 22-28.

[6]Kloprise B， Hodek W， Bandermann F. Catalytic hydroliquefaction of biomass with mud and CoO-MoO3 catalyst[J]. Fuel， 1990，69（4）： 448-455.

[7]Amen-Chen C， Parkdel H， Roy C. Production of monomeric phenols by thermochemical conversion of biomass： a review [J]. Bioresource Technology， 2001，79： 277-299.

[8]Chornet E， Overent R P. Biomass liquefaction： an overview [A]. In： Overrnd R P. Fundamentals of thermochemical biomass conversion [M]. Essex： Elsevier，1985.967-1002.

[9]楊穎.生物質載體生物膜堿溶熱解厭氧發(fā)酵的試驗研究[學位論文].武漢理工大學，2006

[10]陳洪章，李佐虎. 汽爆纖維素固態(tài)同步糖化發(fā)酵乙醇[J]. 無錫輕工業(yè)大學學報，1999，18（5）：78-81.

[11]Cook J， Beyea J. Bioenergy in the United States：progress and possibilities [J]. Biomass and Bioenergy，2000，18：441-455.

[12]McKendry P. Energy production from biomass （part2）： conversion technologies[J]. Bioresource Technology，2002，83：47-54.

[13]Mielenz J R. Feasibility studies for biomass to ethanol production facilities in Florida and Hawaii [J].Renewable Energy， 1997，10（2-3）：279-284.

[14]郭艷，王，魏飛，等. 生物質快速裂解液化技術的研究進展[J]. 化工進展，2001，20（8）：13-17.

[15]Demirbas A. Yields of oil products from thermochemical biomass conversion processes[J]. Energy Conversion & Management， 1998， 39（7）：685-690.

篇8

關鍵詞：生物質發(fā)電；生物質燃料；燃料輸送系統(tǒng)；適應性

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.160

1 概述

生物質發(fā)電技術是上世紀七十年代以來，為了應對國際石油危機逐步發(fā)展起來的，能夠將大自然廣泛存在的可再生生物質能源轉化為電能的一種新型技術，主要采用農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物作為發(fā)電燃料。到了21世紀，隨著化石燃料的進一步緊張，生物質能源利用也越發(fā)的重要起來，利用生物質能源能夠有效地節(jié)約煤、石油、天然氣等一次不可再生能源，是目前國際國內研究的前沿課題。

目前，世界各國尤其是發(fā)達國家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質能利用技術，以達到保護礦產(chǎn)資源、保障國家能源安全、實現(xiàn)CO2減排、保持國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的目的。但是由于國內生物質直燃發(fā)電起步晚，沒有成熟的經(jīng)驗，設備制造水平低，而且我國的農(nóng)作物品種繁多，種植方式多樣，導致電廠燃料組成復雜，項目當?shù)丶扔杏衩?、小麥秸稈等堆積比重較低的燃料，又有樹皮枝椏、木材下腳料、棉花秸稈等堆積比重較高的燃料，不同的燃料熱值、規(guī)格不一致，這就導致常規(guī)的燃料輸送系統(tǒng)難以適應國內多種類生物質燃料的輸送要求，為了將不同種類的燃料安全可靠的輸運至爐前料倉，迫切需要開發(fā)適合于中國國情的燃料輸送系統(tǒng)。

2 輸送方式簡介

生物質燃料的物理特性與煤炭不同，因此燃料的輸送方案也有很大區(qū)別。通常情況下，從生物質燃料性質上來劃分有“黃色燃料”和“灰色燃料”兩種?！包S色燃料”主要是指玉米、小麥、水稻等輕質秸稈燃料；“灰色燃料”又稱硬質燃料，主要是指棉花秸稈、樹皮枝椏、荊條等木質燃料。由于“黃色秸稈”與“灰色秸稈”的物理特性、燃燒特性不同，因此兩種燃料的輸送系統(tǒng)也有非常大的區(qū)別。

2.1 黃色燃料輸送系統(tǒng)

黃色燃料普遍密度較小，為了使收集和運輸經(jīng)濟合理，所以在收集輸送中一般采用打包壓縮增加單位體積重量的方式，以減少運輸成本。所以在國內黃色燃料輸送系統(tǒng)設計時一般考慮燃料采用打包形式進行輸送。近年來黃色燃料輸送系統(tǒng)主要采用了秸稈捆抓斗起重機加鏈式輸送機和解包機上料的方案，但是在什么地方進行解包，現(xiàn)在常用的有兩種方案，一是將大包在上料系統(tǒng)中解包然后以散狀物料型式輸送至爐前，二是以包料型式輸送至爐前，在爐前解包方案。方案一的核心技術是大包在上料系統(tǒng)中解包，即設置新型大包解包機。方案二在爐前解包，需要在鍋爐爐前配有立式螺旋解包機，依靠不等徑螺旋葉片旋轉實現(xiàn)對料包的破碎。

經(jīng)過對運行的電廠調研發(fā)現(xiàn)，單一的黃色燃料輸送系統(tǒng)存在一些問題：首先，由于解包機對料包加工尺寸及工藝要求都比較嚴格，但是在技術、成本等因素影響下，國內燃料的包型尺寸或者密度上，大都不太合乎要求，所以經(jīng)常造成秸稈燃料在輸送中頻繁堵料或者掉包，導致電廠不得不在廠內再利用打包機進行二次打包，提高了電廠的運行成本。其次大包上料系統(tǒng)在運行時經(jīng)常會發(fā)生秸稈捆抓斗起重機抓取包料時，會發(fā)生掉包現(xiàn)象，了解后發(fā)現(xiàn)可能是因為打包不規(guī)格或者司機操作不熟練所致，在輸送大包時，鏈條輸送機上會發(fā)生卡包的現(xiàn)象，需要運行人員進行人工調整。

綜上所述，單一的黃色燃料輸送系統(tǒng)不僅存在以上難以解決的問題，而且由于這種輸送系統(tǒng)只能夠輸送大包黃色秸稈燃料，一旦黃色燃料收購出現(xiàn)困難，難以利用其它燃料進行代替，適應性較差。

2.2 灰色燃料輸送系統(tǒng)

由于灰色燃料粉碎后其物理特性與煤炭有些類似，可以部分參考燃煤電廠的輸送方案，但是又有所區(qū)別，生物質電廠灰色燃料由于種類比較復雜，既有堆積比重較輕的樹皮等纖維燃料，也有板材下腳料、樹根等堆積比重較大的木質燃料，既有有木片、樹皮及枝丫柴以切碎后的成品燃料進廠，也有樹根、板材下腳料等大塊的燃料進廠。灰色燃料的輸送常采用兩種布置方案：裝載機或者其他上料設備和地下料斗配合上料方案，橋式抓斗起重機和地下料斗上料方案。

經(jīng)過對電廠的調研發(fā)現(xiàn)，單一的灰色燃料輸送系統(tǒng)同樣會存在一些問題：在輸送燃料的過程中容易出現(xiàn)篷料、灑料問題，而且由于輸送系統(tǒng)只能輸送散狀物料，如果在灰色燃料短缺時候使用黃色燃料，就需要對黃色大包秸稈燃料進行人工或者利用其它設備解包，造成了運行的不方便，對各種燃料的輸送適應性一般。

2.3 黃色和灰色燃料輸送系統(tǒng)

我國國土面積遼闊，生物質資源種類繁多，當一個地區(qū)同時有黃色燃料和灰色燃料時，考慮到單一的一套黃色或者灰色燃料輸送系統(tǒng)無法滿足電廠燃料的輸送要求，這就極大的制約了電廠的燃料收購，造成了電廠只能收購有限的幾種燃料，提高了發(fā)電成本，也是對其它生物質資源的一種浪費。為了解決上料線功能單一的問題和適應多樣的生物質來源，需要將黃色包狀燃料輸送和灰色散狀燃料輸送結合起來，不能簡單設為兩套系統(tǒng)的疊加。根據(jù)現(xiàn)有電廠運行經(jīng)驗和兩種燃料的混合地點來看，現(xiàn)在大致有兩種布置方案：系統(tǒng)在爐前料倉處進行混合，也可以在系統(tǒng)中部進行混合。

兩種方案均能實現(xiàn)散狀灰色燃料和包狀黃色燃料的輸送，其中方案一為單獨設置的兩套輸送系統(tǒng)，由于爐前料倉位置較高，受皮帶機傾角的限制，散料輸送系統(tǒng)帶式輸送機的長度較長，初始投資較高。方案二散料輸送系統(tǒng)通過轉運站與包狀燃料輸送系統(tǒng)融合，散料輸送系統(tǒng)帶式輸送機長度短，初始投資相對較省。

方案二燃料輸送系統(tǒng)由大包線、散料線組成，大包線、散料線任意一條單獨運行時均能能夠滿足機組滿負荷的需要。散料線皮帶輸送機尾部設置有一臺雙螺旋給料機（小解包機）和輔料螺旋料斗，與大包系統(tǒng)配合，使整套上料系統(tǒng)既能滿足上大包的需要，而且能夠上小包和散狀燃料，對燃料供應形式的適應性強。

3 總結

生物質發(fā)電工程與燃煤、油、氣發(fā)電工程從原理上講所使用的技術是基本相同的，最大的不同點是燃料不一樣，生物質發(fā)電工程的燃料是生物質，其燃料流動性差、比重輕、體積大、顆粒不規(guī)則、熱值低、熱值波動大、化學成分變化大、自熱霉變快，降解快、易燃，在生物質電廠中，從而導致燃料輸送系統(tǒng)設計較為復雜，然而燃料輸送系統(tǒng)在生物質電廠中又是一個極其重要的環(huán)節(jié)，針對各種

燃料的輸送適應性，系統(tǒng)設計及設備選型均沒有成熟經(jīng)驗可以借鑒，黃色、灰色兩種燃料共同輸送成功突破了國內單一物料輸送的局限性，無論大小包、整散料、灰色還是黃色燃料，都能實現(xiàn)順利輸送，為生物質電廠不受農(nóng)作物種類、大小等因素的限制，在全國大范圍的推廣奠定了基礎，解決了黃色包狀燃料和灰色散狀燃料的混和輸送問題，增加了可供鍋爐燃燒的燃料種類，確保了電廠燃料來源的可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]吳偉.單縣生物發(fā)電示范項目燃料輸送系統(tǒng)設計研究[J].電力建設，2006（12）：64-67.

[2]謝忠泉.生物發(fā)電黃色秸稈輸送系統(tǒng)的研究[J].起重運輸機械，2009（12）：5-7.

[3]張建安，劉德華.生物質能源利用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009（01）：1-3.

篇9

關鍵詞:生物質,成型燃料,熱水鍋爐,節(jié)能研究,經(jīng)濟評價

概述

能源是推動經(jīng)濟增長的基本動力[1],能源節(jié)約則是促進能源發(fā)展的重點。生物質能源具有來源廣泛,成本低廉、用能清潔等特點,特別適合于擁有豐富生物質資源的中國,通過發(fā)展生物質能源打造節(jié)能新亮點前景可觀。

我國從20世紀80年代引進螺旋推進式秸稈成型機以后[2],生物質壓縮成型技術已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,但是,相應的專用生物質成型燃料燃燒設備的發(fā)展相對滯后。為燃用生物質成型燃料,出現(xiàn)盲目將原有的燃煤燃燒設備改為生物質成型燃料燃燒設備的現(xiàn)象,致使鍋爐燃燒效率及熱效率較低,污染物排放超標。燃燒設備成為生物質能源發(fā)展鏈的薄弱環(huán)節(jié)。因此,根據(jù)生物質成型燃料燃燒特性設計合理的生物質成型燃料燃燒專用設備,對能源節(jié)約有著重要的意義。

生物質成型燃料熱水鍋爐作為燃用生物質燃料的主要設備之一,直接燃燒固體生物質顆粒燃料,主要用于家庭、賓館、酒店、學校、醫(yī)院等場所的熱水、洗浴和取暖。由于燃料為生物質燃料且結構合理,此類鍋爐基本達到無煙化完全燃燒的效果,排放達到環(huán)保要求,具有較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

1、生物質成型燃料

1.1生物質成型燃料的元素特性

生物質成型燃料是指通過生物質壓縮成型技術將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等農(nóng)作物廢棄物加工成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。

生物質原料經(jīng)擠壓成型后,密度可達1.1~1.4噸/立方米,能量密度與中質煤相當,而且便于運輸和貯存。在壓縮過程中以物理變化為主,其元素組成及微觀結構與原生物質基本相同。各種生物質成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氫含量較低,為3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度極低。生物質成型燃料的揮發(fā)分均在60% ～70%,因此在設計燃燒設備時應重點考慮揮發(fā)分的問題[3]。

1.2生物質成型燃料的燃燒特性

生物質成型燃料經(jīng)高壓形成后,密度遠大于原生物質,燃燒相對穩(wěn)定。雖然點火溫度有所升高,點火性能變差,但比煤的點火性能好。由于生物質成型燃料是經(jīng)過高壓而形成的塊狀燃料,其結構與組織特征就決定了揮發(fā)分的逸出速度與傳熱速度都大大降低,但與煤相比顯得更為容易[4,5]。因此,生物質成型燃料的揮發(fā)分特性指數(shù)大于煤的,其燃燒特性指數(shù)較煤的大。燃燒速度適中,能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低;同時揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界擴散的氧很好的匹配,燃燒波浪較小,減少了固體與排煙熱損失[6]。

2、生物質成型燃料熱水爐

2.1 生物質成型燃料熱水爐的結構

目前我國擁有多種型號生物質成型燃料熱水鍋爐,按燃料品種可分為木質顆粒鍋爐和秸稈顆粒鍋爐,按應用場合可分為家用型和商用型。下吸式固定雙層爐排熱水爐是應用較廣的一種結構形式,其充分考慮生物質燃料燃燒特性,由爐門、爐排、爐膛、受熱面、風室、降塵室、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等主要部分組成,結構布置如圖1所示[7]。

1.水冷爐排 2.上爐門 3.出灰口 4.爐膛 5.風室 6.高溫氣流出口 7.降塵室 8.后置鍋筒

9.排污口10.進水口 11.引風機 12.煙囪13.排氣管14.對流受熱面15.出水口

圖1下吸式固定雙層爐排熱水爐示意圖

2.2 生物質成型燃料熱水爐的工作過程

一定粒徑生物質成型燃料經(jīng)上爐門加在爐排上,根據(jù)生物質容易著火的燃料特性,片刻就會燃燒起來,在引風機引導下進行下吸式燃燒;上爐排漏下的燃料屑和灰渣到下爐膛底部繼續(xù)燃燒并燃燼,然后經(jīng)出灰口排出;燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃氣體透過燃料層、灰渣層進入下爐膛繼續(xù)燃燒,并與下爐排上燃料產(chǎn)生的煙氣一起經(jīng)出高溫氣流出口流向后面的降塵室和對流受熱面,在充分熱交換后進入煙囪排向外界。

3、節(jié)能原理

由有關燃燒理論可知,保持燃料充分燃燒的必要條件為保持足夠的爐膛溫度,合適的空氣量及與燃料良好的混合、足夠的燃燒時間和空間。因此,本文將依據(jù)生物質成型燃料本身的特性,結合燃燒理論,針對鍋爐結構進行節(jié)能分析。

3.1 爐排及爐膛

生物質成型燃料熱水鍋爐采用雙層爐排結構,即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排,其成彎管直接插入上方鍋筒中,這種設計一方面增大了水冷爐排吸熱面積,另一方面加快了爐排與鍋筒內回水的熱傳遞。

燃料燃燒采用下吸式燃燒方式。成型燃料由上爐門加在上爐排上進行預熱、燃燒,由于風機的引導,新燃料不會直接遇到高溫過熱煙氣,延緩了揮發(fā)分的集中析出,從而避免了爐膛溫度的波動,使燃燒趨于穩(wěn)定;同時,揮發(fā)分必須通過高溫氧化層,與空氣充分混合,在焦炭顆粒間隙中進行著火燃燒;在完成一段燃燒過程后,上爐排形成的燃料屑和灰渣漏至下爐膛并繼續(xù)燃燒,直到燃燼。

采用雙層爐排,實現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒,緩解秸稈燃燒速度,達到燃燒需氧與供氧的匹配,使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒,在提高燃料利用率的同時起到了消煙除塵作用。

3.2 輻射受熱面

早期的部分生物質成型燃料熱水鍋爐設計布置不夠合理,水冷爐排直接與水箱相連,使得爐膛溫度過高,特別是上爐膛,致使上爐門附近爐墻墻體過熱,增加了鍋爐的散熱損失。在不斷優(yōu)化設計中,水箱被上下兩個鍋筒所代替,上鍋筒部分置于上爐膛上方,利用鍋筒里的水吸收燃料燃燒在上爐膛的熱量,從而增加輻射受熱面積,起到降低上爐膛溫度的目的,從而減少鍋爐的散熱損失,提高熱效率。

3.3 對流受熱面

生物質成型燃料熱水鍋爐的對流受熱面分為兩個部分:降塵對流受熱面和降溫受熱面。對流受熱面極易發(fā)生以下現(xiàn)象:高溫煙氣與鍋筒中的水換熱不均,從而引起熱水部分出現(xiàn)沸騰,增加鍋爐運行的不穩(wěn)定因素;受整體外形約束,煙道長度設計偏短,導致煙氣與鍋筒里的水換熱不夠充分,使得排煙溫度過高,增加了鍋爐的排煙熱損失。為避免上述問題出現(xiàn),降溫對流受熱面與降塵對流受熱面常常采取分開布置;降溫換熱面置于上鍋筒內,采用煙管并聯(lián)設計,增加煙氣與鍋筒中水的熱交換,降低排煙溫度,提高燃燒效率;降塵則利用鍋爐后部的下鍋筒及管路引起的煙氣通道面積的變化達到效果。

3.4 爐門設計

目前應用較多的爐門設計為雙爐門。上爐門常開,作為投燃料與供應空氣之用;下爐門用于清除灰渣及供給少量空氣,正常運行時微開,在清渣時打開;一方面保證了燃燒所需條件,另一方面減少了由于爐門多而造成的散熱損失。

4、技術經(jīng)濟評價

4.1 技術評價

研究對象為生物質成型燃料熱水鍋爐,本文采用與目前應用最廣的燃煤鍋爐相比較的方法,來分析它們各自的優(yōu)劣。評價針對鍋爐的節(jié)能環(huán)保性能,主要指標有熱效率、燃燒效率、出水量和污染物的排放量(主要是排煙處的NOx、CO、SO2和灰塵的含量),并與國家相關標準比較。

生物質成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐的性能指標比較如表1所示[8,9]。

從表1中的數(shù)據(jù)對比可知,生物質成型燃料熱水鍋爐在性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、S O2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合使用清潔能源的要求。

4.2 經(jīng)濟評價

經(jīng)濟性評價以設備運行費用為指標,將生物質成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天燃氣鍋爐、電鍋爐、空氣源熱水器進行比較。各熱水設備的效率及相應熱源(燃料)熱值、單價詳見表2。

運行費用計算公式如下:

(1)

以加熱1t水為基準,溫度從20℃升至90℃(溫升70℃),此時需要熱量70000kcal。根據(jù)式(1)求得各設備在此負荷下的運行費用列于表2,可知生物質成型燃料熱水鍋爐在運行費用上相對較低,但是就目前而言,其固定資產(chǎn)投入費較同類型的其它鍋爐設備要高。不過隨著化石能源價格的上漲和國家對環(huán)保的要求的提高,生物質成型燃料熱水鍋爐在經(jīng)濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

通過技術經(jīng)濟評價,生物質成型燃料熱水鍋爐在技術上是可行的,經(jīng)濟上是合理的。該鍋爐用生物質成型塊做燃料,一方面為生物質廢料找到了有效的利用途徑,節(jié)約化石能源,另一方面染物排放量低于同類型的燃煤鍋爐,因此該鍋爐具有良好的社會和環(huán)保效益。

5、結論

(1)生物質成型燃料熱水鍋爐依據(jù)生物質成型燃料本身的特性,結合燃燒理論,在爐排及爐膛、輻射與對流受熱面、爐門等結構設計上充分挖掘節(jié)能潛力。鍋爐燃燒效率可達94.84%,熱效率為78.2%~81.25%。

(2)生物質成型燃料熱水鍋爐在技術性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、SO2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合清潔能源的要求。

(3)生物質成型燃料熱水鍋爐在運行費用上較其它類型設備要低,盡管目前其固定資產(chǎn)投入費相對較高。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高,此類鍋爐在經(jīng)濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

參考文獻:

[1]V.斯密爾,W.E.諾蘭德. 發(fā)展中國家的能源問題[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1983

[2] 劉勝勇,趙迎芳,張百良. 生物質成型燃料燃燒理論分析[J]. 能源研究與利用,2002(6):26-28

[3]陰秀麗,吳創(chuàng)之,娥等. 生物質氣化對減少CO2排放的作用[J]. 太陽能學報,2000,21(1):40-44

[4]馬孝琴. 生物質(秸稈)成型燃料燃燒動力特性及液壓秸稈成型及改進設計研究[D]. 鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學,2002

[5] 馬孝琴. 秸稈著火及燃燒特性的實驗研究[J]. 河南職業(yè)技術師范學院學報,2002,16(2):69-73

[6]孫學信. 燃煤鍋爐燃燒試驗技術與方法[M]. 北京:中國電力出版社,2002

[7]劉勝勇. 生物質(秸稈)成型燃料燃燒設備研制及實驗研究[D]. 鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學,2003:94-99

篇10

一、臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策目標

1997年臺灣為加強環(huán)境保護、促進經(jīng)濟發(fā)展，設立了“永續(xù)發(fā)展委員會”。2000年該會以“永續(xù)環(huán)境、永續(xù)社會、永續(xù)經(jīng)濟”為發(fā)展愿景，擬定了“二十一世紀議程一臺灣永續(xù)發(fā)展策略綱領”和“永續(xù)發(fā)展行動計劃”，確立了臺灣發(fā)展可再生能源的政策，其中對生物質能的發(fā)展制定了具體的執(zhí)行目標和計劃。

首先是生物柴油的開發(fā)應用。臺灣使用的生物柴油主要是從廢棄的食用油中提取，它與傳統(tǒng)柴油的性質相似，所提供的能量與傳統(tǒng)柴油相當，安全性、性較傳統(tǒng)柴油好，而且生物柴油燃燒后排放的污染物較傳統(tǒng)柴油少，有利于改善空氣質量和減少溫室效應。將生物柴油按一定比例添加進傳統(tǒng)柴油中可相應減少柴油使用量。2004年臺灣開始在部分車輛中使用添加比例為1％(E1)的生物柴油；直到2010年，臺灣相關部門才規(guī)定所有出售的傳統(tǒng)柴油中必須添加2％(E2)的生物柴油，數(shù)量為l億升；并計劃在2011年至2015年間將這一比例提高至5％(E5)，達3億公升；2016年至2025年再提高到20％(E20)，達到12億公升。

其次是生物燃料乙醇的推廣應用。生物燃料乙醇是指以生物質為原料，通過發(fā)酵、蒸餾及脫水等工藝而制成的乙醇，俗稱酒精。將這種生物燃料乙醇按一定比例添加到傳統(tǒng)的汽油中，可以逐步減少對傳統(tǒng)汽油的依賴，以及二氧化碳的排放。臺灣生物燃料乙醇的發(fā)展較晚，直到2007年才開始量產(chǎn)，2010年至2011年按3％(E3)的比例在傳統(tǒng)汽油中添加生物燃料乙醇1億公升，2011年到2015間計劃使用添加比例為5％(E5)的生物燃料乙醇5億升，2016至2025年達到添加20％(E20)的目標，共計20億公升。

再次是生物質能發(fā)電。生物質直接燃燒產(chǎn)生的能量可用來發(fā)電，臺灣目前有多座垃圾發(fā)電廠采用直接燃燒發(fā)電，但這種方法燃燒效率低。臺灣“能源局”規(guī)劃在2011到2015年將燃煤發(fā)電廠的煤與生物質燃料混合燃燒，既能提高發(fā)電量，又能充分利用農(nóng)工廢棄物，并逐漸擴大混燒比例，發(fā)電量達到85萬千瓦；2016至2025年，計劃采用垃圾氣化發(fā)電技術，將垃圾轉化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發(fā)電機進行發(fā)電，發(fā)電量達140萬千瓦。

二、臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

臺灣生物質能的推廣應用主要是由臺灣“能源局”、“農(nóng)委會”與“環(huán)保署”合作進行，目前臺灣對生物質能的推廣應用主要是以廢棄物焚化發(fā)電、生物柴油和生物燃料乙醇的生產(chǎn)為主。無論是在生物質能的開發(fā)還是在推廣應用方面，臺灣尚處于起步階段。

1、廢棄物焚化發(fā)電

臺灣早期利用生物質能主要是以垃圾焚化發(fā)電為主，但規(guī)模較小。目前臺灣約有24座垃圾焚化發(fā)電廠，發(fā)電的裝機容量累計為56萬千瓦，其中大型垃圾焚化發(fā)電廠21座，總裝機容量約47.3萬千瓦。近年臺灣“能源局”開始在全島推廣實行“垃圾全分類、零廢棄”計劃，在澎湖、花蓮、南投興建了“全分類、零廢棄”的資源回收廠，將收集到的垃圾加工成型，再進行焚化發(fā)電。為提高燃料效率，臺灣相關部門在花蓮縣豐濱鄉(xiāng)配套興建了島內第一座廢棄物固態(tài)衍生燃料(RDF-5)示范廠，每小時可處理1噸垃圾。臺灣利用生物質燃燒發(fā)電技術，在燃料成型、燃燒設備以及燃燒工藝方面都較為落后，燃燒熱效率低，發(fā)電量較小，無法形成規(guī)模效益。

另外臺灣還有小規(guī)模的沼氣發(fā)電。沼氣來源主要是以廢棄物為主，包括畜牧廢水、家庭污水、城鎮(zhèn)垃圾及各行業(yè)廢水廢物等四大類，其中畜牧廢水主要來自養(yǎng)豬廠；家庭污水來自城市污水處理場；城鎮(zhèn)垃圾主要以垃圾掩埋場為主；其他各行業(yè)廢水廢物則包括食品業(yè)、紡織業(yè)、橡膠業(yè)以及紙業(yè)產(chǎn)生的廢棄物，利用燃煤混燒技術發(fā)電，總設計容量約6.53萬千瓦，規(guī)模較小。

2、生物柴油生產(chǎn)和推廣

臺灣的生物質能產(chǎn)業(yè)中，生物柴油的生產(chǎn)與推廣應用已初具規(guī)模。2001年臺“經(jīng)濟部”頒布了關于生物柴油產(chǎn)銷管理辦法，委托“工研院”進行技術研發(fā)，鼓勵民間投資設廠。在生物質原料選取方面，臺灣“農(nóng)委會”選擇了大豆、向日葵、油菜等作為能源作物，同時在云林、嘉義及臺南等地實施“能源作物試種推廣計劃”，協(xié)助農(nóng)民與生產(chǎn)商進行合作，提供給農(nóng)民每公頃4.5萬元(新臺幣，下同)的環(huán)境補助及1.5萬元的材料費補助，將休耕地轉為種植大豆、向日葵和油菜。但是，由于臺灣地處亞熱帶，這些溫帶作物的收成并不理想，隨即就停止了能源作物的環(huán)境補助，能源作物的種植計劃中止。之后，臺灣“能源局”在嘉義大林試種白油桐樹作為生物柴油的原料，但尚未大面積推廣。因此目前臺灣生物柴油的原料較為單一，以廢棄食用油為主，不足部分使用進口棕櫚油進行摻配。

2004年臺灣“工研院”與臺灣新日化公司進行技術合作，在嘉義興建首座以廢食用油為原料的生物柴油示范工廠制造生物柴油，產(chǎn)能為每年3000噸，并于2007年建成投產(chǎn)。目前臺灣生產(chǎn)生物柴油的廠家已有新日化、積勝、承德油脂、玉弘等10家，合計生物柴油裝置產(chǎn)能已達每年20萬噸。依據(jù)臺灣黃豆協(xié)會的統(tǒng)計，臺灣每年消耗的動植物油脂約為77萬噸，可產(chǎn)生15－20萬噸的廢食用油，將這些廢食用油轉化為生物柴油，每年可生產(chǎn)約15萬噸的生物柴油，達到替代傳統(tǒng)柴油使用量的3％，既解決了廢食用油的回收問題，又產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

生物柴油屬于新能源，發(fā)展初期價格勢必無法與傳統(tǒng)石化柴油競爭，為促進生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鼓勵生物柴油的使用，臺灣采用的是低比例，循序漸進的添加方式，分四個階段進行推廣：

第一階段，從2004年至2007年，實行為期三年、每年1億元的“生物柴油道路試行計劃”，補貼所有生產(chǎn)及購買生物柴油的廠商，鼓勵公共交通運輸車輛添加使用l％的臺灣自產(chǎn)生物柴油。

第二階段，2007年7月至2008年6月。一方面推行“綠色城鄉(xiāng)計劃”，補助石油煉制企業(yè)與加油站在出售的柴油中添加1％的臺灣自產(chǎn)生物柴油B1；另一方面，推行“綠色公車計劃”，將生物柴油B1供應給臺灣13個縣市的加油站，主要提供給垃圾車以及部分柴油客運車輛使用。

第三階段，從2008年7月至2009年12月，強制要求出售的柴油中必須添加1％的生

物柴油。截至2009年，“綠色公車計劃”累計使用生物柴油5500萬公升，相應減少了同等的傳統(tǒng)柴油使用量，并減少約18萬噸二氧化碳排放量。

第四階段，自2010年6月15日起，將所有出售柴油中生物柴油的添加比例提高至2％(B2)。依據(jù)臺灣車用柴油的使用量估算，隨著2011年臺灣全面實施B2生物柴油之后，臺灣生物柴油年使用量可望達1億公升。

據(jù)“臺經(jīng)院”估算，若不考慮成本因素，臺灣推動生物柴油將帶來可觀的社會經(jīng)濟效益：一是能源替代效益，臺灣現(xiàn)在每年使用約1億公升生物柴油，相當于每年減少250萬桶原油的進口；二是環(huán)境效益，使用生物柴油，每年可減少二氧化碳等溫室氣體排放約33萬噸；用廢棄食用油生產(chǎn)生物柴油，不僅不會對糧食作物的生產(chǎn)及供應造成影響，反而具有回收廢食用油的環(huán)境效益，變廢為寶；三是產(chǎn)業(yè)效益，目前臺灣合格的生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)約10家，累計帶動產(chǎn)業(yè)投資約10億元，全面添加2％生物柴油后，估算年產(chǎn)值約30億元，已形成一定的規(guī)模。

3、生物燃料乙醇的提取與應用

臺灣的生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前尚處于發(fā)展初期。生物乙醇的提取主要有兩種類型，一種是以糖類及淀粉為原料，如甘蔗、薯類、甜菜、甜高粱等，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、脫水而制成燃料乙醇，這種生產(chǎn)技術已相對成熟。另一種是以木質纖維為原料，如蔗渣、玉米稈、稻草及稻殼、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殘留物、木屑等非糧食作物作為原料，這種被稱為纖維素乙醇，纖維素乙醇是未來生物乙醇工業(yè)的發(fā)展方向。目前臺灣提取生物乙醇主要以前一種方法為主，依靠糖類和淀粉類農(nóng)作物作為原料。

臺灣生物乙醇所需原料主要來自島內22萬公頃休耕地，臺“農(nóng)委會”對休耕地轉種能源作物的給予每公頃4.5萬元的補貼。除了傳統(tǒng)的甘蔗種植之外，為降低成本，臺“農(nóng)委會農(nóng)業(yè)試驗所”正在研究培植甜高粱用于生產(chǎn)生物燃料乙醇。甜高粱栽培容易、產(chǎn)量高、需水量少、生長期短、適于機械播種及采收，是生產(chǎn)生物燃料乙醇最具潛力的農(nóng)作物，其莖稈及葉片產(chǎn)量可達每公頃60噸以上，糖汁的固形物含量可達16％以上，每公頃可轉換生物燃料乙醇2000公升，另外高粱殘渣每公頃有16噸，若采用纖維乙醇生產(chǎn)技術，還可轉換4500公升的纖維素乙醇。若將休耕地用于種植甜高粱之類的能源作物，可大大降低生物乙醇的成本。

受原料的影響，臺灣制造生物乙醇的廠商大多由原來的食品企業(yè)轉型而來，例如臺糖、味王、味丹、臺榮等。其中，臺糖是生產(chǎn)生物乙醇的主要廠商，臺糖曾有42座糖廠，糖業(yè)自由化之后，僅剩3座糖廠在運作。在生物能源推廣示范期內，臺灣相關部門給予補貼，將一部分糖廠轉型為生物乙醇制造工廠，2009年臺糖利用甘蔗為原料生產(chǎn)生物乙醇15萬公升。臺灣另一食品公司味王，早在2004年就在泰國設立木薯燃料乙醇工廠，以進口木薯糖蜜作為原料提取生物乙醇，所提取的生物乙醇最后交由“中油”公司進行脫水處理，按相應比例添加進傳統(tǒng)汽油中。

臺灣生物燃料乙醇的推廣分為三個階段進行：

第一階段，2007年9月至2008年12月，在臺北市范圍內施行“綠色公務車先行計劃”，設置了8座加油站供應添加3％(E3)生物燃料乙醇的汽油，由臺北市各公務機關的車輛率先添加，并提供1元／公升的優(yōu)惠，同時供應民眾自愿添加使用。在第一階段的推廣計劃中累計使用車次已達2萬5千次以上，推廣量為77萬公升。

第二階段，2009年1月至2010年12月，實行“都會區(qū)E3乙醇汽油計劃”，補助臺北、高雄兩市加油站全面供應E3生物燃料乙醇汽油，2009年高雄已有五百多輛公共汽車開始使用E3汽油，這一階段生物燃料乙醇推廣量為1200萬公升。

第三階段，從2011年開始，在臺灣島內全面供應E3乙醇汽油，所有出售的汽油中必須添加3％的生物燃料乙醇，推廣量為每年1億公升，到2017年將達到添加20％的目標。

臺灣生物乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展才剛起步，據(jù)估算，合理利用生物乙醇將對臺灣的能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生綜合效益。以甘蔗為例，若臺灣以自產(chǎn)甘蔗為原料生產(chǎn)30億升甘蔗乙醇，即可創(chuàng)造1.1萬農(nóng)業(yè)人口就業(yè)。若依臺灣現(xiàn)有的規(guī)劃，于2020年推廣使用EIO(添加10％)生物燃料乙醇汽油，且全部使用臺灣自產(chǎn)原料建置乙醇產(chǎn)業(yè)鏈，從能源投入的角度來看，將可替代原油進口1.16％；就環(huán)境保護的角度而言，可減少196萬噸二氧化碳排放；在經(jīng)濟發(fā)展效益上，推動生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)累計將可創(chuàng)造345億元投資，新增農(nóng)業(yè)就業(yè)人口3.6萬人。因此，生物質能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將對臺灣農(nóng)業(yè)、能源和環(huán)境產(chǎn)生積極的影響。

三、臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的限制因素

1、比較成本偏高

在不考慮傳統(tǒng)能源對生態(tài)、環(huán)境造成負面影響的情況下，目前大多數(shù)生物質能產(chǎn)品的成本仍高于傳統(tǒng)能源產(chǎn)品，臺灣也不例外。

一方面，臺灣土地面積狹小，且只能在休耕地上種植能源作物，土地較為分散，無法實現(xiàn)大面積栽種和集約經(jīng)營，導致能源作物的生產(chǎn)成本和運輸成本偏高。另一方面，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性和分散性與農(nóng)業(yè)生物質能生產(chǎn)的連續(xù)性和集中性之間存在矛盾，原料供應受到季節(jié)和地域的限制，影響了產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化經(jīng)營。因此，以臺灣現(xiàn)有的生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的條件及環(huán)境來看，原料制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此臺灣的生物質能無法達到規(guī)模效應以降低成本。

生物柴油的成本分析。2005年臺灣“農(nóng)委會”選定向日葵、大豆、油豆等三種能源作物作為生物柴油原料。2006年開始引導農(nóng)民將休耕地轉種這些能源作物，并建立生產(chǎn)體系加以評估，由企業(yè)收購油料種子，再交由廠商加工生產(chǎn)生物柴油。經(jīng)“臺經(jīng)院”的評估，臺灣種植大豆和向日葵每公斤的生產(chǎn)成本分別為9.6元及21.3元，在沒有補貼的情況下，用最便宜的大豆生產(chǎn)生物柴油的成本已達49.06元／公升，與進口棕櫚油加工生產(chǎn)成本相當，遠高于傳統(tǒng)柴油每升27.5元的價格。若以廢食用油為原料生產(chǎn)生物柴油，廢食用油收購價約為23－25元／公升，再加上生產(chǎn)成本、運輸成本及廠商利潤等約為10元／公升，那么最終生物柴油的售價約為33－35元／公升，也高于傳統(tǒng)柴油價格。因此臺灣自產(chǎn)的生物柴油的價格偏高，沒有市場競爭優(yōu)勢。

生物燃料乙醇的成本分析。據(jù)“臺經(jīng)院”對能源作物種植成本所做的分析，在不考慮任何補貼及利潤情況下，以甘蔗作為原料，采用糖類及淀粉來提取生物燃料乙醇的最低成本約26元／公升，其次為甜高粱與玉米分別為26.45元／公升與27.7元／公升，加上甘蔗提取的乙醇因干燥費用較高，使得成本最終達到35.05元／升，較傳統(tǒng)汽油23元／公升高，也較從巴西進口生物燃料乙醇28.47元／公升高。因此臺灣自產(chǎn)生物燃料乙醇的價格仍偏高。

2、自主研發(fā)能力弱，部分技術和設備依

賴進口

臺灣生物質能的開發(fā)利用仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，除了上游的原料供應不足及成本偏高之外，臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)鏈中最為薄弱的環(huán)節(jié)是中游的生物質能生產(chǎn)和下游的供應體系。臺灣生物質能生產(chǎn)缺乏具有自主知識產(chǎn)權的核心技術，相關的技術和設備仍掌握在巴西、歐美的主要廠商手中，尤其是生物燃料乙醇的生產(chǎn)技術和設備仍仰賴進口，甚至油品的供應設備也是以進口為主。因此，臺灣要發(fā)展生物質能產(chǎn)業(yè)，不僅需要在優(yōu)良品種選育、適應性種植、發(fā)酵菌種培育，還要在關鍵技術、配套工藝及相關供應設備等方面加強研發(fā)與應用技術的轉化。

3、扶持政策尚不完善

臺灣雖已制定了“再生能源發(fā)展條例”與“永續(xù)發(fā)展行動計劃”，但還不完善。尤其是在科技研發(fā)、金融扶持、市場開放等方面缺乏合理有效的激勵機制。首先，臺灣生物質能的定價機制還沒有體現(xiàn)出環(huán)境效益的因素，尚未形成支持農(nóng)業(yè)生物質能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的長效機制。其次，臺灣雖已強制添加生物燃料，但也需扶持汽車制造商配合改造汽車動力系統(tǒng)，以適應混入規(guī)定比例的生物燃料。最關鍵的是對原料的生產(chǎn)補貼嚴重不足，依“臺經(jīng)院”的測算，如果臺灣需要推廣使用B2生物柴油1億公升，至少需要將現(xiàn)有的22萬公頃的休耕地全部種植能源作物，若農(nóng)民在休耕地種植大豆作為能源作物出售，且獲得“農(nóng)委會”每期每公頃4.5萬元的能源作物補貼，其凈收益約為2.7萬元/公頃，還不及休耕的3.8萬元/公頃的補貼，顯然農(nóng)民并沒有生產(chǎn)能源作物的積極性。因此，臺灣在生物質能發(fā)展的上、中、下游的政策配套及相關法規(guī)仍不完善，這制約了島內生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有盡快制訂明確的生物質能相關的推動政策及輔導補助或獎勵措施，提高農(nóng)民收益，降低企業(yè)風險，才能促進臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高競爭優(yōu)勢。

四、臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景

臺灣生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于起步階段，以生物質能替代傳統(tǒng)能源還面臨諸多挑戰(zhàn)，但發(fā)展生物質能是大勢所趨，若臺灣能進一步提升相關技術，再配以完善的政策，適合的發(fā)展模式，發(fā)展生物質能產(chǎn)業(yè)對臺灣的能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)都將產(chǎn)生積極的綜合效應。