发展绿色能源,造福人类社会

生物质能发展“十二五”规划之二


作者:宇龙机械      时间:2013-1-17

一、规划基础和背景  

(一)发展基础

1、国外生物质能发展状况

近年来,为应对国际能源供需矛盾、球气候变化等挑 战,越来越多的国将发展生物质能作为替代化石能源、保 障能源安的重要战略措施,积推进生物质能开发利用, 生物质能在许多国能源供应中的作用正在不断增强。

(1)发展现状

目前,世界上技术较为成熟、实现规模化开发利用的生 物质能利用方式主要包括生物质发电、生物液体燃料、沼气 和生物质成型燃料等。

生物质发电。欧美国主要利用农林剩余物、养殖场剩 余物生产沼气,以及利用城市生活垃圾发电。到2010 年底, 球生物质发电装机容量超过 6000 万千瓦。欧洲的生物质 热电联产已很普遍,能源利用效率高,生物质与煤混燃发电 较多,秸秆直接燃烧发电技术、生物质流化床锅炉发电技术 已十分成熟。

生物液体燃料。随着国际石油市场供应紧张和价格上涨, 发展生物燃料乙醇和生物柴油等生物液体燃料已成为替代 石油燃料的重要方向。目前,以甘蔗、玉米和薯类作物为原 料的燃料乙醇和以植物油脂为原料的生物柴油已实现较大规模应用。2010 年球生物液体燃料使用量约8000 万吨, 其中,燃料乙醇 6800 多万吨,乙醇汽油在巴西、美国已大 规模使用,生物柴油在欧洲实现了较大规模的利用。

生物质燃气和成型燃料。生物质燃气主要包括沼气和采 用热解技术以生物质为原料生产的燃气。近年来,欧洲沼气 产业发展迅速,沼气经提纯压缩后可进入天然气管道,也可 作为车用燃料。到2010 年底,德国已建成大型沼气工程6000 多处,在瑞典沼气作为车用燃料已形成规模。2010 年, 世界生物质成型燃料产量超过 1500 万吨,规模化利用主 要集中在欧洲和北美地区,主要用途是作为供热燃料。在瑞 典的供热能源中,生物质成型燃料占70%左右。

(2)发展趋势

从目前生物质能资源状况和技术发展水平看,生物质成 型燃料的技术已基本成熟,作为供热燃料将继续保持较快发 展势头。大型沼气发电技术成熟,替代天然气和车用燃料也 成为新的使用方式。生物质热电联产,以及生物质与煤混燃 发电仍是今后一段时期生物质能规模化利用的主要方式。低 成本纤维素乙醇、生物柴油等非粮生物液体燃料的技术 进步,为生物液体燃料更大规模发展造了条件,以替代石 油为目标的生物质能梯综合利用将是主要发展方向。生物 质能及相关资源化利用的资源将继续增多,油脂类、淀粉类、 糖类、纤维素类和微藻,以及能源作物(植物)种植等各种-生物质 是生物质能利用的潜在资源。

(3)发展经验

目标引导。欧美发达国提出生物质能发展阶段性目标, 一些国提出了中长期发展目标,美国提出到 2020 年生物 燃料占交通燃料的 20%,欧盟提出到2020 年生物燃料占交 通燃料的10%。瑞典的目标是到2020 年交通实现基本不再 使用石油燃料。

财政支持。欧美国主要采取财政补贴、税收惠等措 施支持生物质能发展。德国对沼气发电给予电价补贴。瑞典 对使用生物质成型燃料采暖的用户提供资金补贴,美国等国 对燃料乙醇和生物柴油实行减税政策。一些国制定车用 燃料中生物燃料含量的强制性标准,推动生物液体燃料在交 通域的使用。

研发支持。欧美国将现代生物质能技术作为重要的新 能源技术,支持科研机构和企业开展生物质能基础研究、技 术开发和产业服务体系建设,特别是在新技术试验、示范和 推广方面的支持力度很大。

2、我国生物质能发展现状

我国生物质资源丰富,能源利用潜力很大。在“十一五” 时期,我国生物质能产业得到了较快发展,出现了一些专业 化的技术装备企业和开发利用企业,部分域已初步产业化。生物质能开发利用形成了规模,在替代化石能源、 促进环境保护、带动农民增收等方面发挥了积作用。

(1)资源潜力

我国生物质能资源广泛,主要有农作物秸秆及农产品加 工剩余物、林木采伐及森林抚育剩余物、木材加工剩余物、 畜禽养殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工业有机废弃 物和高浓度有机废水等。

农作物秸秆及农产品加工剩余物。包括玉米、水稻、小 麦、棉花、油料作物秸秆在内的农作物秸秆理论资源量每年 8.2 亿吨,可收集资源量每年约 6.9 亿吨,主要分布在华北 平原、长江中下游平原、东北平原等13 个粮食主产省(区)。  目前,作为肥料、饲料、食用菌基料以及造纸等用途共计每 年约3.5 亿吨,可供能源化利用的秸秆资源量每年约3.4 亿 吨。另外,稻谷壳、甘蔗渣等农产品加工剩余物每年约 1.2 亿吨,可供能源化利用的每年约6000 万吨。

林业剩余物和能源植物。国现有林地面积 3.04 亿公 顷,可供能源化利用的主要是薪炭林、林业“三剩物”、木 材加工剩余物等,每年约3.5 亿吨。适合人工种植的能源作 物(植物)有 30 多种,包括油棕、小桐子、光皮树、文冠 果、黄连木、乌桕、甜高粱等,资源潜力可满足年产 5000 万吨生物液体燃料的原料需求。

生活垃圾与有机废弃物。目前每年城市生活有机垃圾清运量约 1.5 亿吨,其中 50%可作为焚烧发电的燃料或垃圾填  埋气发电的原料,可替代 1200 万吨标准煤。厨余垃圾还可  作为生物柴油的原料,每年可获得量约300 万吨。城镇污水  处理厂污泥年产生量约3000 万吨,其中约50%可能源化利  用。酒、制糖、酿酒等20 多个行业每年排放有机废水43.5  亿吨、废渣9.5 亿吨,可转化为沼气约300 亿立方米。规模  化畜禽养殖场粪便资源每年约8.4 亿吨,生产沼气的潜力约  400 亿立方米。

我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6 亿吨  标准煤,目前已利用量约2200 万吨标准煤,还有约4.4 亿  吨可作为能源利用。随着我国经济社会发展、生态文明建设  和农林业的进一步发展,生物质能源利用潜力将进一步增大。
 

(2)发展现状

在“十一五”时期,我国生物质能多元化利用取得较大 进展,生物质发电、液体燃料、燃气、成型燃料等多种利用 方式并举,技术不断进步,已呈现出规模化发展的良好势头。 2010 年,生物质能利用量 (不含直接燃烧薪柴等传统利用方 式)约2400 万吨标准煤。

生物质发电。到 2010 年底,我国生物质发电装机容量 550 万千瓦,其中农林生物质发电190 万千瓦,垃圾发电170 万千瓦,蔗渣发电 170 万千瓦,沼气等其他生物质发电 20 万千瓦。生物质发电已形成规模,年发电量超过200 亿 千瓦时,相应年消耗农林剩余物约 1000 万吨,总计增加农 民年收入约30 亿元。生物质发电技术和设备制造发展较快, 已掌握了高温高压生物质发电技术。

生物液体燃料。到2010 年底,以陈化粮和木薯为原料的 燃料乙醇年产量超过180 万吨,以废弃动植物油脂为原料的 生物柴油年产量约 50 万吨。培育了一批抗逆性强、高产的 能源作物新品种,木薯乙醇生产技术基本成熟,甜高粱乙醇 技术取得初步突破,纤维素乙醇技术研发取得较大进展,建 成了若干小规模试验装置。

生物质燃气。到 2010 年底,农村户用沼气保有量超过 4000 万户,年产沼气约130 亿立方米。建成畜禽养殖场沼气 工程 5 万多处,年产沼气约 10 亿立方米。农村沼气技术不断成熟,产业体系逐步健,许多地方建立了物业化管理沼 气服务体系。生物质气化集中供气技术和工艺不断改进,目 前已建成使用的生物质集中供气项目约1000 个。

生物质成型燃料。2010 年,生物质成型燃料产量约 300 万吨,主要用于农村居民和城镇供热锅炉燃料及生物质木炭 原料。成型燃料设备能耗显著降低,易损件寿命和可维护性 明显提高,成型燃料已初步具备较大规模产业化发展条件。


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