整合行业优质资源迎接生物质能源发展的春天
作为战略新兴产业的清洁和可再生的生物质能源,虽有替代化石能源、保护环境、促进现代农业和农民增收等社会需求和有助于《可再生能源法案》、《可再生能源发展规划》等法规条例的推动,但发展一直不尽如人意。近年雾霾加剧和国家采取的紧急行动,对我国生物质能源的发展将会起到更大的推动作用。生物质能源行业要抓住机遇,展示实力,多作贡献。
国务院2013年9月发布的《大气污染防治行动计划》包括淘汰落后与过剩产能、黄标车;严控“两高”行业、煤炭消费量、中小燃煤锅炉、机动车保有量和提高油品质量;严管节能环保准入及指标约束、完善环境经济政策、健全法律法规体系;发展环保产业和循环经济、推进技术创新和煤炭清洁燃烧;加快清洁能源对煤炭和化石燃油的替代等,内容全面而具体,指导性和操作性很强。我们认为。其中的治本措施在于可再生清洁燃料对煤炭与化石燃油的替代。
以生物质为原料生成的非常规天然气叫生物天然气,与化石天然气的组分和性能无异。生物天然气在欧洲已实现商业化多年,我国近年也已开始商业化生产。我国生产生物天然气的资源具有年产2330亿立方米的可实现潜力,因此,我国以生物天然气替代煤炭与化石燃油具有巨大的潜力。
同时,我国目前有50余万台20吨位以下的中小燃煤锅炉,年消耗标煤2.7亿吨,排放烟尘60万吨、二氧化硫226万吨和氮氧化物100万吨,由于量大分散,多为城市和乡镇民用,难以清洁燃烧,是整治中的重点和难点。中小燃煤锅炉能“煤改气”和“煤改电”虽好,但“大材小用”,价格高昂,恐只能用于少数条件较好的地方,对多数而言,生物质成型燃料就是选择。可就近取材、资源量足、便宜效优,何乐不为。
再有,机动车尾气是产生雾霾和导致二次污染的重要来源,特别是柴油汽车。而生物合成汽油和柴油的温室气体排放量可分别较化石能源汽柴油降低104%和108%,是治理城市大气污染的车用新能源。固体成型燃料、生物天然气和液体生物燃料等生物质能源都是替代煤炭和化石燃油,减少进口压力,治理大气污染的有力武器,且我国原料资源丰富和已具大规模生产能力,政府与业界不能再等闲视之了。
最近,在河北曲周县王庄村做了一个“原料-加工-自用-销售”一体化的村镇型商业模式小试验。将小麦、玉米、棉花等作物秸秆的生产与收集纳入当地农作制,按可能源用的原料量建了一个年产1500吨的成型燃料块生产厂,产品一半自用,一半销售到附近乡镇和县城。这种成型块上火快、火劲大、无熏烟、无煤气中毒、节能环保,比煤便宜二到三成。该厂的设备投资33万元,年产1500吨,净利润12万至15万元。这种模式的优点是原料供应稳定、收集储运成本低、原料-市场距离短、可扶持村镇企业,增加农民收入和就业岗位、可提高农村能源消费质量和为城镇化发展就近提供清洁燃料。存在的问题是高度分散,技术与产品质量不易控制,以及缺乏资金与金融支持。
生物质固体成型燃料在我国的广泛应用
利用固化成型技术开发生物质能源的前景十分广阔，不但可缓解能源短缺，改善生态环境，还能为其他的生物质能综合利用技术提供原料供给，符合国际生物质能利用发展总趋势和我国国情，与其他技术相比，成本低、易于实施。据预测，到2050年，生物质能用量将占全球燃料直接用量的38%，发电量占全球总电量的17%。我国己将新能源、可再生能源的开发利用列入“十一五”规划和农业发展纲要中，国务院批准在农业部设立农业跨越计划项目，加速农业科技成果的转化，引导和推动农业科技成果尽快转变为现实生产力。根据我国《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到2020年，全国生物质发电装机容量达到3000万kW。
成型后的生物质成品有如下特点：①与普通薪柴燃料相比，它具有密度高、形状和性质均一的特点，便于运输、装卸、储存。生物质原料经挤压成型后，密度可达1.8～1.4t/m3，含水率在20%以下。②热效率提高、燃烧性能好。生物质成型燃料热值高，热值可达3400kcal/kg以上，能源密度相当于中质褐煤，在专用炉具中燃烧热效率可达50%以上，而我国农村每年消耗的21339Mt柴草，在传统的旧式炉灶直接燃烧后热效率只有5%～10%。③与传统的化石燃料相比是清洁的可再生能源，它使用方便、燃烧完全，含挥发物高（70%以上），灰分低（一般＜5%），燃烧过程实现“零排放”，即无烟尘、无二氧化硫等有害气体，不污染环境。④成型燃料取用方便且损失少，是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。⑤成型饲料经过由生变熟、淀粉糊化、消毒灭菌、粗纤维降解等过程，使水溶性糖类增加，粗蛋白含量提高到6%～8%，有机物消化吸收率可提高20%，达到65%以上。⑥用途广泛，可用于常规层燃炉排工业锅炉、水冷振动炉排锅炉、流化床锅炉进行直燃发电、供热，也可与垃圾、煤混烧发电、供热；还可作为生物质气化、液化利用的原料。生物质成型燃料已成为清洁环保、燃烧效率高、能部分替代煤炭等化石燃料的新型生物质燃料。既可作为农村居民的炊事和取暖燃料，又可作为发电、供热等工业化燃料。表1是生物质成型燃料可达技术指标。
我国成型燃料的应用主要在生活用能和工农业用能2个方面。生活用能主要是取暖和炊事，目前，各种成型燃料的配套炉具都已问世，有炊事炉具、采暖壁炉，也有炊事采暖两用炉。工农业用能目前主要应用在设施农业生产供热、利用生物质锅炉对办公区域供热和工业发电。我国的生物质燃料发电已经具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800MW，云南也有一些甘蔗渣电厂。我国首批农作物秸秆燃烧发电厂在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12和2×25MW，发电量分别为1.2亿和1.56亿kW·h，年消耗秸秆20万t。
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