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爲什麽要發展生物質能源?

文章出处:生物质鍋爐廠家責任編輯:自然人鍋爐人氣:-发表时间:2016-03-09 22:10【


      党的十八届五中全会提出,“加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能,安全高效发展核电”。其中,生物质能是以农林等有机废弃物和边际性土地种植的能源植物为原料,四虎影库的绿色能源。生物质能具有资源丰富、可再生、清洁环保、低碳排放、储存和运输便利等特点,并且与“三农”关系紧密。在我国,大力发展生物质能意义重大。


一.、生物質能具有極佳的環境效益與經濟效益

露地焚燒稭稈屢禁不止,成爲當今霧霾的季節性主要來源之一;畜禽糞便濫排,成爲水體與大氣的重要汙染源;林業采伐、造材、加工剩余物大量積存,成爲森林火災與病蟲害之隱患……生物質産業可以使這些有機“廢棄物”和“汙染源”在無害化和資源化過程中,轉化生産出高端綠色能源與材料,爲現代農業和農民增收開辟一片新天地。


當今環保,以減排和克霾爲重。相比燃煤發電,生物質發電優勢明顯。生物質固體燃料低灰低硫,氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及煙塵顆粒的排放遠低于燃煤發電。據統計,截至2013年底,四虎影库已有28個省市自治區開發了生物質發電項目,累計核准容量1.2萬兆瓦,上網電量356億千瓦時。生物質發電集中于我國農業和經濟發達的東部地區,蘇魯粵浙四省上網電量就占到四虎影库的48%.減排克霾的難點是四虎影库50余萬台20噸位以下的中小燃煤鍋爐。它們難以清潔燃燒,高度分散于城鎮,體小量大,年耗標准煤2.7億噸,排放煙塵60萬噸、二氧化硫226萬噸、氮氧化物100萬噸。“煤改氣”當然好,但是“氣”源極缺,成本又高。如果把這些鍋爐改造後使用生物質成型燃料,那就會呈現另一種景象。生物質成型燃料供熱排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物基本同于天然氣排放標准,供熱價格雖稍高于當前煤炭,也僅爲天然氣的60%和重油的70%.同時,采用成型燃料供熱,還可以消耗千萬噸級的作物稭稈,創造衆多工作崗位,增加農民收入。


畜禽糞便、加工業的有機廢水廢渣等高含水量有機汙染源是環保治理的重點,最好的辦法就是沼氣化,轉汙爲能。沼氣化即在厭氧條件下經微生物作用使之無害化,産生含甲烷約60%的沼氣,也可淨化提純爲甲烷含量達80%或95%以上、品質同于普通天然氣的生物天然氣(BNG)。


生物天然氣可並入普通天然氣管網,也可生成壓縮態的車用燃料。據有關資料,每立方米生物天然氣比1升汽油可多驅動汽車行駛15%的裏程,售價僅爲汽油的85%—90%;尾氣中的有害氣體排放量僅爲汽油的10%―50%.2012年,歐洲的沼氣工廠有13800多家,生産生物天然氣約140億立方米。德國自1999年到2009年的10年間,生物燃氣工廠由850個增加到4780個,裝機容量由49兆瓦發展到1600兆瓦,超過了水電。


我國一直重視發展農村戶用沼氣,近年來才開始促進沼氣産業化,2011年3月才在廣西以澱粉廠高濃度有機廢水爲原料完成了國內第一個日産1萬立方米以上的生物天然氣生産。北京德青源和山東民和兩家大型養殖場分別日産2萬和3萬立方米沼氣。河南天冠酒精廠日産沼氣30萬立方米,主要用于農村供熱。2015年環保部和國家能源局聯合開展了內蒙古生物天然氣示範區建設。我國生物天然氣迎來了發展的春天。


據中國工程院2014年資料,2009年我國規模化養殖畜禽糞便排放總量約8.37億噸,具有470億立方米的沼氣生産潛力。如果以1:2的比例配以稭稈等其它有機廢棄物,則具有年産1000億立方米以上的生物天然氣生産潛力,相當于2018年開始由俄羅斯進口天然氣量的3倍。


此外,生物質諸能源品種的生産和消費過程都是低碳的,沼氣與生物天然氣生産過程更是負碳,而且能使植物營養物質最大限度地回歸土壤,在變廢爲寶的同時,還能夠解決農民的用能和增收問題。


二、技術的突破促使生物質能再現生機


水能、風能、太陽能以至核能等只能産生電與熱四虎影库,而生物質既産電與熱,更有固、氣、液三態綠色能源以及綠色材料與有機化工四虎影库,舉凡石化基四虎影库多能以生物基原料替代。在對化石能源的替代中,液態清潔燃料仍占主導地位。20世紀70年代全球石油危機期間,美歐和巴西在尋求替代能源中首先開發了以玉米和甘蔗等爲原料的燃料乙醇,現全球年産達8000萬噸。但隨著生産規模的擴大,與糧食供應之間的矛盾加深,在2008年的全球糧食危機中倍受質疑。


隨後,美歐等國開始研究以生物質的纖維素爲原料,用酶法生産纖維素乙醇,但久攻不克,至今生産成本未能達到商業化要求。近年在熱化學法上,即以木質纖維素爲原料,合成優質生物燃油、航空煤油和潤滑油等烴類四虎影库和天然氣方面取得了重要進展。這種方法大大拓展了生物能源的原料來源,降低了原料成本,也避免了燃料乙醇的原料制約與小摻比(10%)局限性,是生物質科技史上一項裏程碑式的革命。令人興奮的是,我國已有企業在這項技術創新的制高點上走在了世界前列。


武漢一座以木質纖維素爲原料的高端生物燃油示範生産線的公司已連續運行3年,另兩座年産30萬噸規模的生産廠正在建設,其技術水平居世界前列。此外,內蒙古也有公司以木質纖維素爲原料,成功轉化出乙酰丙酸等重要的平台化合物中間體,可衍生出生物柴油、汽油、航空煤油等高端生物液體燃料,以及聯産多種生物基精細化工四虎影库,于2009年和2012年建成兩座年産能分別爲10萬噸和8萬噸的生産廠。這一項目投資額低、加工工序簡捷、生産過程綠色,是我國的一項獨創性成果。


以上兩項技術的突破,使得非糧的木質纖維素可以替代澱粉類和油脂類作爲原料,生産高端的生物液體燃料,從而使我國大片沒有經濟産出的邊際性土地可以成爲生物質油氣田。據2014年國土資源部基于縣級的土地調查資料,我國有宜林宜草的邊際性土地16553萬公頃。也就是說,這是一片比四虎影库總耕地面積還大的、永不枯竭的綠色油氣田。


這兩項技術突破的環保意義在于,熱化學合成的生物燃料具有突出的減排與克霾功能。美國學者在20世紀80年代開始柴油增氧添加劑的研究,證明在普通柴油中添加15%―20%的乙酰丙酸酯可使尾氣煙霧粒子減少50%―60%.但是,由于乙酰丙酸酯主要由葡萄糖或石油基産物轉化生産,量少價高,至今未能廣泛使用。目前我國在這項技術上實現了突破,已經能做到量大價廉以及以任何比例與普通柴油混配。這一成果在北京柴油車試用中對改善尾氣汙染效果很好,應廣而用之。


國際能源組織2012年報告稱,生物質能是世界第四大能源,占世界可再生能源消費量的78%;提出爲實現2020年控制大氣升溫2℃的目標,需提高生物燃料産量1倍以上,其中先進生物燃料要求達到現産量的6倍。在我國推進綠色發展的大背景下,生物質能的開發利用可以說大有可爲!



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