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【關(guān)鍵詞】生物質(zhì);發(fā)電;前期工作;影響因素;建議
中圖分類號:TM6文獻標識碼: A
一、前言
生物質(zhì)發(fā)電在我國的發(fā)展相對較晚,但是發(fā)展速度很快。特別是《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的出臺,更加促進了生物質(zhì)發(fā)電項目的快速發(fā)展,在未來的十年之內(nèi),我國將迎來生物質(zhì)發(fā)電的。
二、我國生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展歷程
早在20世紀80年代,我國開始嘗試利用生物質(zhì)發(fā)電,如黑龍江、四川等地的糖廠利用制糖產(chǎn)生的甜菜渣或蔗渣發(fā)電;2005年,江蘇豐縣的一些小熱電機組開始摻燒麥稈等生物質(zhì)燃料進行發(fā)電。2005年是我國生物質(zhì)發(fā)電的重要節(jié)點。為進一步促進生物質(zhì)資源的利用,2005年國家發(fā)改委批復(fù)了山東單縣、江蘇如東、河北晉州這3個地區(qū)若干生物質(zhì)發(fā)電示范工程。之后的幾年里,江蘇海安、黑龍江慶安等地的一大批生物質(zhì)發(fā)電項目獲得批準。2006年中期,根據(jù)我國生物質(zhì)發(fā)電快速發(fā)展的態(tài)勢,國家發(fā)改委召開了全國生物質(zhì)能開發(fā)利用工作會議,在政策、技術(shù)等領(lǐng)域為我國生物質(zhì)能利用明確了方向。
2006年下半年開始,隨著國家對節(jié)能減排力度的加大,生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)受到了研究機構(gòu)以及投資者的更大關(guān)注;2006年12月,山東單縣生物質(zhì)發(fā)電廠順利建成投產(chǎn),成為我國生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)的典型企業(yè),我國生物質(zhì)發(fā)電迎來了一個快速發(fā)展的階段。截至2007年年底,我國陸續(xù)有近15個純?nèi)忌镔|(zhì)的電站投產(chǎn);到2010年年中,我國陸續(xù)投產(chǎn)純?nèi)忌镔|(zhì)的電站30個,總裝機容量約750MW。國家發(fā)改委的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》明確,到2020年,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量達到2400MW。在宜林荒山、荒地、沙地開展能源林木基地建設(shè),為農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電提供燃料,以進一步促進可再生能源的利用。
三、項目前期工作主要任務(wù)和內(nèi)容
生物質(zhì)發(fā)電項目前期工作是指從項目策劃到項目核準的技術(shù)管理工作,主要目的是為了完成項目核準建設(shè)工作,推進項目順利開工,使投資企業(yè)創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟效益。生物質(zhì)發(fā)電項目前期工作的主要內(nèi)容包括簽訂投資框架協(xié)議、立項申請書編制、獲取“路條”、注冊項目公司、可行性研究報告編制及評估、技術(shù)專題論證報告編制及評估、項目申請報告編制及評估等。其核準流程與火力發(fā)電廠基本一致,不同之處主要有以下幾點。
1、生物質(zhì)發(fā)電項目必須符合地方能源發(fā)展規(guī)劃,以及生物質(zhì)項目建設(shè)布局規(guī)劃。
2、必須落實生物質(zhì)資源條件和保障措施。項目投資企業(yè)必須委托相關(guān)有資質(zhì)的咨詢單位,編制性物質(zhì)燃料調(diào)查與評價報告,全面掌握各類生物質(zhì)資源的分布和特點,并建立切實可行的生物質(zhì)資源收集、運輸、儲存體系。
3、核準的機構(gòu)為各省(或自治區(qū))級發(fā)改委;技術(shù)專題報告的批復(fù)單位為相應(yīng)各廳級政府主管部門機構(gòu)。
4、一般不需要編制初步可行性研究報告。
四、技術(shù)管理工作
1、簽訂投資框架協(xié)議
投資企業(yè)最終確定投資開發(fā)具體某個或多個生物質(zhì)發(fā)電項目后,一般需先取得項目所在地投資主管部門的同意,并與當?shù)卣炗嗧椖客顿Y框架協(xié)議。在簽訂投資框架協(xié)議前,需與項目所在地國土局、規(guī)劃局核實擬建項目用地的土地性質(zhì)(一般要求為非基本農(nóng)田)。
2、立項申請書編制及獲取“路條”
立項申請書一般由投資企業(yè)向項目所在地投資主管部門提交申請。對生物質(zhì)發(fā)電項目而言,“路條”是省級發(fā)改委辦公廳同意開展工程前期工作的批文,一般形式為省級發(fā)改委下發(fā)的關(guān)于同意xx工程開展前期工作的批復(fù)。一般由投資企業(yè)依據(jù)立項申請書,向項目所在地縣發(fā)改局提交項目開展前期工作的申請報告,然后依次由縣發(fā)改局向市級發(fā)改委,市級發(fā)改委再向省級發(fā)改委提交申請,最后由省級發(fā)改委批復(fù)意見。投資企業(yè)拿到“路條”后,即可委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位開展可行性研究報告以及相關(guān)技術(shù)專題報告編制工作。
3、技術(shù)專題論證報告編制
目前國家主管部門已將可行性研究報告和項目技術(shù)專題論證報告列入基建程序,在項目申報和核準時,都必須有專題報告的審查和批復(fù)意見。生物質(zhì)發(fā)電項目技術(shù)專題論證報告書主要包括生物質(zhì)燃料資源調(diào)查與評價報告、節(jié)能評估報告、環(huán)境影響評價報告、水資源論證報告、水土保持論證報告、接入系統(tǒng)報告、地質(zhì)災(zāi)害論證報告、地震安全性評價報告、土地預(yù)審報告等內(nèi)容,一般由投資企業(yè)委托有相關(guān)資質(zhì)的單位進行編制,并且由各對應(yīng)的政府主管部門(一般為廳級)組織審查及批復(fù)意見。
五、影響我國生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展的幾個重要因素
目前影響生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展的重要因素還有不少,本文主要在科學規(guī)劃、資源調(diào)查、摻燒方式、上網(wǎng)電價這4個重要因素方面做簡要分析與討論。
1、科學規(guī)劃
資源的相對有限性是我國生物質(zhì)發(fā)電的最主要特點。我國尚不具備長距離運輸生物質(zhì)資源的條件,一個生物質(zhì)電廠能燃用的生物質(zhì)資源受運距、秸稈類型、秸稈資源等限制。因此,生物質(zhì)電廠規(guī)模主要受其可獲得資源量限制,并且在同一個地區(qū)不能同時建設(shè)多個生物質(zhì)電廠,否則將導(dǎo)致資源獲取困難、盈利空間縮小、燃料價格快速上漲等諸多問題。因此,目前國家產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定各地必須首先編制生物質(zhì)發(fā)電規(guī)劃并以規(guī)劃指導(dǎo)電站建設(shè)實踐的要求是非常正確的。不過,建議政府相關(guān)部門還需要加大規(guī)劃力度,通過政府主導(dǎo),制訂科學的有指導(dǎo)性的生物質(zhì)資源利用規(guī)劃,并強化規(guī)劃的剛性,避免“一哄而上”的局面,這是保證生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康規(guī)范發(fā)展的大前提。
2、資源調(diào)查
地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電規(guī)劃和生物質(zhì)電廠建設(shè)的關(guān)鍵因素是可利用資源量,因此應(yīng)將資源調(diào)查置于最為重要的位置。在資源調(diào)查中,首先要根據(jù)不同農(nóng)作物類型,統(tǒng)計并確定合理的谷草比。以棉花秸稈為例,我國新疆地區(qū)與其他地區(qū)的谷草比是有較大區(qū)別的,不能按一個固定的比率類推;江浙地區(qū)路網(wǎng)較為發(fā)達,水路運輸便利,運費較低,秸稈資源運輸半徑相對大些;華中、華南大部分地區(qū)丘陵、河道較多,運費較高,大面積采用農(nóng)業(yè)機械化收割的自然條件稍差,電廠燃料的運輸半徑較短。在進行燃料調(diào)查時,要綜合考慮各種影響因素,努力做到客觀翔實,為生物質(zhì)電站規(guī)劃和機組、鍋爐等設(shè)備的選型提供翔實資料。另外,并非運輸半徑范圍內(nèi)的生物質(zhì)資源總量都是可被電廠應(yīng)用的,還涉及實際可收集量,即要考慮可收集系數(shù)問題,例如青儲飼料消耗,造紙廠和建材企業(yè)的工業(yè)消耗,等等。還有,由于農(nóng)作物種植的多樣性,一個地區(qū)的生物質(zhì)資源可能包括很多種,但是,對于一個生物質(zhì)電廠而言,一般都燃燒同一類物理特性的生物質(zhì)燃料,或以草本秸稈為主,或以木本生物質(zhì)資源為主,不可能將所有資源都列入電廠可以焚燒的范圍,否則將會低估電廠未來收集資源的難度。目前我國已建成生物質(zhì)電廠無法正常運行的例子很多,大多與生物質(zhì)燃料資源供應(yīng)無保障有關(guān),因此需要不斷總結(jié)經(jīng)驗,高度重視資源調(diào)查和評估問題。
3、摻燒方式
摻燒生物質(zhì)資源一直是生物質(zhì)發(fā)電的重要方式之一。我國部分燃煤電廠和生物質(zhì)電廠也曾進行了積極的嘗試。此種發(fā)電方式可充分實現(xiàn)“因地制宜利用生物質(zhì)能”的發(fā)展思路,并可以通過生物質(zhì)資源(例如秸稈)與化石燃料的相互替代,用摻燒的方式來有效平抑燃料價格。但是,由于我國在核證摻燒份額上存在管理和操作上的困難,無法使摻燒生物質(zhì)生產(chǎn)的電量獲得可再生能源發(fā)電補貼,因此此種燃燒方式在目前盈利能力尚低的情況下無法推廣普及。但是,基于此種利用方式的靈活性,應(yīng)該是生物質(zhì)資源利用的重要方式之一。因此,研究制訂切實能夠鼓勵生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展的管理方式,將是目前生物質(zhì)利用政策研究中應(yīng)重點關(guān)注的問題。
六、問題與建議
近年來,我國生物質(zhì)發(fā)電雖然得到了一定的發(fā)展,但是由于部分項目投資企業(yè)對生物質(zhì)發(fā)電缺乏認識和運營經(jīng)驗,沒有達到預(yù)期的投資目的,影響了生物質(zhì)發(fā)電的推廣。為促進生物質(zhì)發(fā)電的健康發(fā)展,以及投資企業(yè)實現(xiàn)良好效益,筆者提出以下幾點意見和建議:
1、落實生物質(zhì)資源條件和保障措施
項目投資企業(yè)必須把落實生物質(zhì)資源作為生物質(zhì)電站建設(shè)的前提條件。項目前期應(yīng)開展詳細的資源分析評價,全面掌握各類生物質(zhì)資源的分布和特點,并建立切實可行的生物質(zhì)資源收集、運輸、儲存體系和制定相關(guān)的管理制度。
2、嚴格生物質(zhì)發(fā)電項目的核準管理
政府必須加強生物質(zhì)發(fā)電項目的核準管理工作,制定嚴格的項目核準條件,防止盲目建設(shè),對未納入地方生物質(zhì)發(fā)電項目規(guī)劃、未落實生物質(zhì)資源的項目,不予核準。
3、加強組織引導(dǎo),有序推進項目
政府應(yīng)加強規(guī)范指導(dǎo),切實落實國家規(guī)定的價格、稅收、強制市場配額和并網(wǎng)方面的鼓勵政策,引導(dǎo)商業(yè)性機構(gòu)加大對項目建設(shè)方的信貸支持力度,并鼓勵大型國有企業(yè)、省級能源投資企業(yè)和實力型民營企業(yè)等多元投資主體參與生物質(zhì)項目的開發(fā)。
七、結(jié)束語
綜上所述,有效保證生物質(zhì)發(fā)電項目的發(fā)展,必須要重視生物質(zhì)發(fā)電項目的前期工作,更快完成項目核準,保證項目順利開工,為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。
參考文獻
生物燃料現(xiàn)在變得越來越流行。在美國,明尼蘇達州頒布了一項法令:即所有該州內(nèi)銷售的柴油中要含有2%的生物燃料,其中的大部分來自于該州種植的大豆。飛機引擎制造商也在嘗試將生物燃料混合到航空燃料中作為飛機的動力燃料。由于生物柴油的原料都是來自于植物,而植物本身就會轉(zhuǎn)化為二氧化碳,所以這樣的話使用生物燃料的碳排放相對來講比使用化學燃料的碳排放要小。
咖啡也是一種植物作物。但是通常,當咖啡豆被磨成粉末然后做成飲料之后,咖啡的殘渣往往被扔掉或者被扔在花園中做了肥料。內(nèi)華達大學的教授發(fā)現(xiàn),咖啡渣可以比較容易地被轉(zhuǎn)化為自身重量10%-15%的生物燃料。除此之外,當咖啡渣生產(chǎn)出的燃料在引擎內(nèi)燃燒后不會產(chǎn)生刺激性的氣味――僅僅有一點咖啡的味道。在燃料油被萃取出來之后,剩下的咖啡渣仍然可以用來作為肥料。
這些研究人員從2年前就開始著手這項工作了。他們發(fā)現(xiàn),咖啡渣為原料生產(chǎn)的燃料,品質(zhì)和市場上最好的生物燃料品質(zhì)一樣優(yōu)良。但是不像大豆或者其他的植物燃料,生產(chǎn)咖啡燃料不會占用本來應(yīng)該用作食物的作物和土地。
未經(jīng)處理的純植物油通常都有很高的黏性,使用這樣的燃料需要將引擎進行一些改造。對咖啡燃料的萃取工作和對其他植物油的萃取差不多。它需要進行一個被稱作“酯交換”的過程,就是在催化劑的作用下,將咖啡渣與乙醇進行反應(yīng)。
盡管有些人想在家里使用食物殘渣和回收的烹飪油來自制燃料,然而咖啡燃料看起來更適合被大規(guī)模的生產(chǎn)。莫漢蒂(Manoranjan Misra)教授說:“生產(chǎn)1升的生物燃料需要5-7公斤的咖啡殘渣,視不同咖啡的含油量不同而有差別。”
如果有某個機構(gòu)能夠從咖啡生產(chǎn)線和餐廳收購大量咖啡渣的話,進行商業(yè)化的咖啡燃料制造是可行的。這個行業(yè)的前景是廣闊的:美國農(nóng)業(yè)部的一份報告表示,每年全世界要消費超過700萬噸咖啡,這意味著這些咖啡的殘渣可以生產(chǎn)3.4億加侖生物柴油。也許有一天,來一杯咖啡,也可以給你的車子加滿油。
一、獎補原則
按照“企業(yè)為主,政府補助”的原則,市財政對高污染燃料鍋爐整治項目給予適當獎勵補助。
二、獎補范圍
1.高污染燃料鍋爐關(guān)閉項目。高污染燃料是指原(散)煤、洗選煤、蜂窩煤、焦炭、木炭、煤矸石、煤泥、煤焦油、重油、渣油等燃料,各種可燃廢物,以及污染物含量超過國家規(guī)定限值的柴油、煤油、人工煤氣等,直接燃用的生物質(zhì)燃料等。
高污染燃料鍋爐關(guān)閉項目是指高污染燃料鍋爐停用拆除,并辦理鍋爐注銷證明的項目。
2.高污染燃料鍋爐清潔能源、可再生能源替代項目。
(1)原有燃燒高污染燃料鍋爐,更新、改造為使用電、天然氣、液化石油氣、生物質(zhì)成型燃料等清潔能源、可再生能源鍋爐的(更新、改造后的鍋爐需為有資質(zhì)單位生產(chǎn)或改造,更新后原鍋爐必須拆除并辦理注銷證明),且更新、改造后污染物排放濃度能達到國家及地方鍋爐標準要求的,在本次獎補范圍內(nèi)。
(2)鍋爐從直接燃燒生物質(zhì)改為生物質(zhì)成型燃料,或是鍋爐從燃燒污染物含量超過國家規(guī)定限值的柴油、煤油、人工煤氣等改為燃燒達到國家規(guī)定限值的柴油、煤油、人工煤氣等的,不在本次補助范圍內(nèi)。
(3)對改造為生物質(zhì)成型燃料鍋爐的單位,環(huán)保部門一經(jīng)發(fā)現(xiàn)其鍋爐使用的燃料不符合生物質(zhì)成型燃料要求的,即取消對該單位的獎補。
(4)燃燒高污染燃料鍋爐關(guān)閉后,改用清潔能源、可再生能源鍋爐的,按高污染燃料鍋爐清潔能源、可再生能源替代項目進行獎補。
3.高污染燃料鍋爐提標改造項目。除塵、脫硫、脫硝設(shè)施任一項或多項進行提標改造,且改造后所有污染物排放濃度均能達到國家及地方鍋爐標準要求的,在本次獎補范圍內(nèi)。
三、獎補對象
財政資金補助范圍為2014年1月1日~2016年12月31日期間進行高污染燃料鍋爐整治的項目;新建鍋爐不在獎補范圍。
四、獎補標準
1.2014年完成的項目,高污染燃料鍋(窯)爐關(guān)閉或改為清潔能源、可再生能源的,0.1蒸噸(含0.1蒸噸)以上的按每0.1蒸噸0.2萬元標準補助;0.1蒸噸以下的統(tǒng)一按0.2萬元的標準實施定額補助。
2.2015年完成的項目,高污染燃料鍋(窯)爐關(guān)閉或改為清潔能源、可再生能源的,0.1蒸噸(含0.1蒸噸)以上的按每0.1蒸噸0.15萬元標準補助;0.1蒸噸以下的統(tǒng)一按0.15萬元的標準實施定額補助。
3.2016年完成的項目,高污染燃料鍋(窯)爐關(guān)閉或改為清潔能源、可再生能源的,0.1蒸噸(含0.1蒸噸)以上的按每0.1蒸噸0.1萬元標準補助;0.1蒸噸以下的統(tǒng)一按0.1萬元的標準實施定額補助。
4.高污染燃料鍋(窯)爐進行提標改造的,10蒸噸以上或額定功率7MW以上的燃煤鍋爐及燃煤窯爐,每臺按5萬元標準補助,20蒸噸(含20蒸噸)以上或額定功率14MW(含14MW)以上的燃煤鍋爐及燃煤窯爐,每臺按10萬元標準補助;電力(熱電)行業(yè)65蒸噸以上鍋爐提標改造項目按《市“十二五”污染減排獎勵辦法》執(zhí)行。
5.使用生物質(zhì)成型燃料的鍋爐進行提標改造的,1蒸噸以下的每臺按0.5萬元標準補助;1蒸噸(含1蒸噸)以上6蒸噸以下的每臺按1萬元標準補助;6蒸噸(含6蒸噸)以上10蒸噸以下每臺按2萬元標準補助;10蒸噸(含10蒸噸)以上20蒸噸以下每臺按5萬元標準補助;20蒸噸(含20蒸噸)以上每臺按10萬元標準補助。
6.導(dǎo)熱油爐按每60萬大卡為1蒸噸折算;燃煤窯爐按實際耗煤量折算。
五、申報材料要求
1.獎補申請表;
2.市級財政資金申請使用全過程承諾責任書;
3.關(guān)閉項目提供拆除照片、鍋爐注銷證明等材料;
4.能源替代項目提供替代鍋爐購置發(fā)票(或改造合同)復(fù)印件、現(xiàn)場照片、原鍋爐注銷證明、監(jiān)測報告等材料;
5.提標改造項目提供施工合同復(fù)印件、現(xiàn)場照片、監(jiān)測報告等材料;
6.上述材料一式二份(市財政局、市環(huán)保局各一份);
7.材料不齊全或簽字蓋章存在任何缺失的項目,不予受理。
六、資金申報和撥付程序
1.各板塊組織項目申報,并對項目完成情況和申報材料進行初審;
2.對通過初審的項目,由各板塊分別于每年3月底、8月底和11月底前向市財政局和環(huán)保局報送申報材料;
3.市財政局、環(huán)保局組織對申報項目進行現(xiàn)場驗收核實,并將驗收材料、申報材料進行備案;
4.對通過審核或復(fù)核的項目,由市財政局、環(huán)保局統(tǒng)一安排,將市級財政資金撥付至各鍋爐使用單位;
根據(jù)國家有關(guān)規(guī)劃和有關(guān)部門的科技項目安排,結(jié)合糧食行業(yè)實際情況,我局現(xiàn)開始組織申報*6年國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目?,F(xiàn)將有關(guān)事項通知如下:
一、項目申報主要范圍
(一)生物能源。開展燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)成型燃料、工業(yè)化沼氣等在內(nèi)的生物能源產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化項目。主要包括以木薯、甜高粱、秸稈等非糧食原料生產(chǎn)的燃料乙醇,以棉籽、油菜籽、廢棄油及其他木本油料植物為原料生產(chǎn)的生物柴油,以秸稈、農(nóng)林業(yè)廢棄物等為原料壓縮成型生產(chǎn)的生物質(zhì)成型燃料,以及利用有機廢棄物開展大型工業(yè)化沼氣生產(chǎn)和利用。
(二)生物材料。開展以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)可生物降解高分子材料和替代石油基產(chǎn)品的基礎(chǔ)化工材料的產(chǎn)業(yè)化。主要包括可生物降解的生物質(zhì)塑料,淀粉與可生物降解高分子材料共混得到的環(huán)境友好高分子材料單體及聚合物,生物合成高分子材料,新型炭吸附材料等。
(三)生物質(zhì)原料的高效生產(chǎn)。重點支持邊際性土地(如沙荒地、鹽堿地、山坡地等)高產(chǎn)作物、植物的育種及新品種產(chǎn)業(yè)化,基因工程高產(chǎn)淀粉質(zhì)、纖維質(zhì)、油料作物等的品種改造與新品種產(chǎn)業(yè)化等。
二、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目的實施原則
為確保高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目能夠取得應(yīng)有的效果,在項目實施過程要把握好以下幾項原則:
(一)注重自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新、技術(shù)開發(fā)和技術(shù)引進相結(jié)合,以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟性和形成成套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)為核心,促進重點技術(shù)和產(chǎn)品的新突破。
(二)促進產(chǎn)學研聯(lián)合,重點扶持合作關(guān)系清晰、合作實體明確、合作任務(wù)落實的產(chǎn)學研合作重大項目的實施。
(三)充分利用市場機制,發(fā)揮國家投資引導(dǎo)的作用,促進企業(yè)和社會投資發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè),培育具有較強開發(fā)能力和市場競爭力的企業(yè)。
(四)重視項目的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和申報單位的建設(shè)條件。申報單位應(yīng)具備較強的經(jīng)營、管理籌資等方面的能力。
三、項目進度安排和相關(guān)要求
請各省糧食局積極推薦符合高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目申報條件的企業(yè),我局將結(jié)合糧食行業(yè)實際情況,積極組織推薦申報工作,并組織指導(dǎo)有關(guān)企業(yè)編寫資金申請報告。
各企業(yè)請于3月5日前,將資金申請報告和有關(guān)附件等材料一式五份報送我局,同時提供電子文本。
特此通知。
附件:
國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目資金申請報告編制要點
一、項目意義和必要性。國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響,產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析,市場分析,與國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項總體思路、原則、目標等關(guān)聯(lián)情況。
二、項目技術(shù)基礎(chǔ)。成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況,已完成的研究開發(fā)工作及中試情況和鑒定年限,技術(shù)或工藝特點以及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所具有的優(yōu)勢,該重大關(guān)鍵技術(shù)的突破對行業(yè)技術(shù)進步的重要意義和作用。
三、項目建設(shè)方案。項目的產(chǎn)能規(guī)模、建設(shè)的主要內(nèi)容、采用的工藝技術(shù)路線與技術(shù)特點、設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟指標、建設(shè)地點、建設(shè)工期和進度安排、建設(shè)期管理等。
四、項目投資。項目總投資規(guī)模,投資使用方案、資金籌措方案以及貸款償還計劃。
五、環(huán)境保護、資源綜合利用、節(jié)能與原材料供應(yīng)及外部配套條件落實情況等。
六、項目法人基本情況。項目法人的所有制性質(zhì),主營業(yè)務(wù),近三年來的銷售收入、利潤、稅金、固定資產(chǎn)、資產(chǎn)負債率、銀行信用等級,項目負責人基本情況及主要股東的概況等。
七、項目財務(wù)分析、經(jīng)濟分析及主要指標。內(nèi)部收益率、投資利潤率、投資回收期、貸款償還期等指標的計算和評估,項目風險分析,經(jīng)濟效益和社會效益分析。
八、資金申請報告報告附件:
1、銀行承貸證明(省分行以上)文件;
2、項目法人近三年的經(jīng)營狀況(包括損益表、資產(chǎn)負債表、現(xiàn)金流量表)和項目法人自籌資金保證落實文件;
3、地方、部門配套資金及其它資金來源證明文件;
4、前期科研成果證明材料(需經(jīng)權(quán)威機構(gòu)認證或出具技術(shù)檢測報告、專利證書等);前期科研成果的成熟度,應(yīng)能夠滿足產(chǎn)業(yè)化試驗或產(chǎn)業(yè)化示范的要求;
5、相應(yīng)的環(huán)境保護主管部門意見;
6、有關(guān)部門出具的產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)營許可文件(醫(yī)藥、生物、農(nóng)藥、信息安全產(chǎn)品等);
《財經(jīng)文摘》:埃森哲認為新能源交通會有較大發(fā)展,是基于什么判斷?
楊葳:2009年,埃森哲在全球范圍內(nèi)研究突破通新能源,這個研究項目名為“科技發(fā)展拭目以待”。在研究報告中,埃森哲是把全球交通新能源的十二項技術(shù)分成了三大類。第一類稱之為進化性技術(shù),致力于將下一代汽車發(fā)動機改造得更省油;第二類稱為革命性技術(shù),包含合成生物技術(shù),丁醇、生物原油、藻類生物能、航空生物燃料,等等,這些技術(shù)突破了一些傳統(tǒng)手段,在節(jié)能上有更大的進展;第三類是突破性技術(shù),包含混合動力汽車,純電動車以及電池研發(fā)、電動汽車入網(wǎng)等技術(shù)。
我們考量這十二項技術(shù),一是看技術(shù)上是否成熟,估算其從實驗室到大規(guī)模生產(chǎn)還要多久,五年、十年還是五十年。二是從技術(shù)標準和應(yīng)用規(guī)模性上看,例如替代傳統(tǒng)碳氫化合物的比例能有多少,1%,20%或是更多。再比如對于溫室氣體的排放,是不是能夠減少30%以上,還得看成本是不是有優(yōu)勢,成本與原油相比,是更經(jīng)濟了還是高出了太多,還有市場化時間的長短。第三是技術(shù)類型上,也就是上述的三種類別。從這三個方面進行評判,我們發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)的發(fā)展比我們想象得要快得多。
全世界不同國家,根據(jù)自己的地緣優(yōu)勢、自然資源儲備,在不同領(lǐng)域上的投入不一樣。比如中國側(cè)重發(fā)展第二代生物能源,纖維素生物燃料以及電動汽車。在新能源技術(shù)研發(fā)上,中國是世界上僅次于美國第二活躍的國家。目前,中國的乙醇燃料、電動汽車、混合動力車發(fā)展得比較快。其他方面,例如發(fā)動機的節(jié)油改造,每個汽車廠商都在做,但是節(jié)能方面的發(fā)展會比較有限。中國未來還是會在乙醇和新能源車兩個方面比較活躍。
《財經(jīng)文摘》:新能源汽車推廣的困難是什么?
楊葳:在這十二項技術(shù)中,有一些相對成熟,有一些不確定性更大。但這些技術(shù)都不能在未來完全替代傳統(tǒng)能源。技術(shù)不夠成熟和市場推廣困難都是無法回避的原因。例如新能源車生產(chǎn)成本還很高,純電動汽車還要看充電裝置普及的情況,需要觀望等待。從我們的研究來說,從國家層面引導(dǎo)推動新的技術(shù)向前走,包含研發(fā)鼓勵、消費者激勵、基礎(chǔ)設(shè)施的投入等,比較有效。國家層面的規(guī)劃,比如中國要根據(jù)總體的資源背景、中國在低碳經(jīng)濟中扮演的角色等確定方向和預(yù)期,可以更好地幫助高能耗制造業(yè)轉(zhuǎn)向低能耗高產(chǎn)業(yè)方向。
《財經(jīng)文摘》:中國在其他新能源領(lǐng)域做得怎么樣?
楊葳:新能源定義廣泛。埃森哲研究的十二項技術(shù)中還包括了纖維素乙醇,丁醇,藻類能,都是新能源。中國的企業(yè)里,中石化、中糧在開發(fā)纖維素乙醇技術(shù)和第二代生物燃料技術(shù),主要是通過秸稈、木頭碎屑、纖維素等東西煉制成可以用在交通上的燃料,中國秸稈、廢棄木屑很多,潛力很大,前景不錯。不過這項技術(shù)離成熟還很遠,首先秸稈的轉(zhuǎn)化率比較低,目前成本很高。
《財經(jīng)文摘》:中國技術(shù)上活躍卻不領(lǐng)先的原因在哪?
楊葳:這么多技術(shù),不知道哪天哪項技術(shù)會有重大突破,可以被廣泛運用,這種不確定性很大,客觀上使得中國投入活躍,可能性無限。
中國難以領(lǐng)先,是因為除了生物能源和新能源源車,其他技術(shù)受企業(yè)關(guān)注也少,政府的資金投資也少,很難前進。
美國企業(yè)在生物燃料上的研究投入,這幾年翻了好幾倍。因為美國有確定的回報政策,吸引利潤導(dǎo)向的企業(yè)和私人資金,推動技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。中國的新能源政策不清晰,企業(yè)贏利風險大,多維投資不到位。
《財經(jīng)文摘》:今年國家能源局在新能源發(fā)展排序上,將生物質(zhì)能排到太陽能等之后,為什么您還看好它?怎么看待中國三大油企共同開發(fā)藻類能源?
楊葳:新能源的概念極容易有偏差的。比如生物能源,第一代是使用糧食作物,主要是用玉米等淀粉類制成乙醇。中國是人口大國,用糧食制燃料不切實際。第一代生物能源在巴西、美國發(fā)展得比較好。而現(xiàn)在是第二代技術(shù),使用農(nóng)業(yè)廢料,和第一代完全不一樣。另外藻類也屬于革命性新技術(shù),全球在藻類上的投入比較大。
從2012年開始,澳洲航空(Qantas)就在澳大利亞國內(nèi)航班上使用由荷蘭SkyNRG公司生產(chǎn)的生物燃料與普通燃料50:50的混合燃料作為動力。這些使用了混合燃料的A330飛機往返于悉尼和阿德萊德之間。它的子公司捷星航空(Jetstar),則成為世界上第一個以生物燃料飛行的低成本航空公司,在墨爾本到霍巴特的A320飛機上,它使用了與澳航航班相同的混合燃料。
而根據(jù)2012年年底澳洲航空的財報顯示,生物混合燃料的使用讓這家公司的燃油經(jīng)濟性提高了一至兩個百分點,并且相比傳統(tǒng)燃料也減少了60%的碳排放量。
對于澳洲航空公司來說,生物燃料的成本遠遠高于普通燃料,最主要的原因是它需要從國外進口—加上運輸?shù)馁M用后其成本是普通燃油的四倍。
但澳航表示,現(xiàn)在非常有必要開始探索生物燃料更多的可能性了,并且將在澳大利亞本土開始進行有關(guān)生物燃料的研究。借助澳大利亞聯(lián)邦政府給予的50萬澳元的可再生能源項目補助金,澳洲航空公司在澳洲范圍內(nèi),以這一行動率先開始了對航空燃料可持續(xù)的研究。
澳航首席執(zhí)行官艾倫·喬伊斯(Alan·Joyce)說:“我們需要為不基于傳統(tǒng)噴氣燃料的未來做好準備。不然,坦率地說,僅僅依賴于傳統(tǒng)噴氣燃料,我們在未來將無法生存?!?/p>
當然,幾乎所有的航空公司都在遭受高燃油成本和碳價格效應(yīng)的雙重影響。
燃油費用是這家澳大利亞航空公司最大的運營成本。在2012年2月,在遭遇了83%的凈利潤下滑后,澳航宣布,將至少削減500個職位,并尋求其他途徑從而降低成本。而在2012年3月中旬,澳航在兩個月內(nèi)第二次上調(diào)了燃油附加費,并聲明其燃油成本預(yù)計將在未來6個月內(nèi)增加3億美元達到創(chuàng)紀錄的22.5億美元,這當然不是一個好消息。
而且,還不只是航油的價格,澳洲航空同樣面對著碳排放的價格問題?!鞍闹藓娇帐鞘澜缟衔ㄒ幻媾R3個司法管轄區(qū)的航空公司,所以我們的憂患意識是有道理的?!眴桃了拐f,“歐洲已經(jīng)規(guī)定了備受爭議的碳排放稅,而新西蘭也對航空公司有一套獨特的碳排放稅,澳大利亞的碳排放稅也不停地在變動。”
燃油費用的飆升和碳排放費用的一再調(diào)整促使澳航這樣的航空公司們不得不開始考慮降低燃料成本的新方法,比如采購可再生原料,或者探求使用生物燃料的可能。
而其中,生物燃料是一個非常容易想到的選擇。生物燃料的來源多種多樣,它可以從微生物,譬如海藻,或它們排放的廢物中提取的物質(zhì)中取得,也可以來自各種有機纖維材料,甚至是經(jīng)過回收的食用油。而為澳洲航空和捷星航空提供生物燃料的荷蘭SkyNRG公司,同時也為荷蘭航空公司、智利航空公司、阿聯(lián)酋航空提供其生產(chǎn)的產(chǎn)品。
而在澳洲,澳航并不是唯一一家開始探索生物能源的航空公司,它的競爭對手也早已經(jīng)開始行動。
維珍澳洲航空公司計劃到2020年其5%的燃油消耗由可再生能源提供。這家公司與新南威爾士州的Licella公司合作,采用一種新型的技術(shù),從農(nóng)業(yè)廢棄物中提煉出高品質(zhì)的生物質(zhì)原油。
此外,維珍航空還計劃于2015年推出一個年產(chǎn)能5萬桶的可持續(xù)生物燃料工廠,以松木屑、甘蔗廢物以及其他干作物等作為燃料。
維珍航空業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理史蒂夫·羅杰斯(Steve·Rogers)表示,公司希望在發(fā)展生物燃料時避免陷入生物燃料與糧食之間的矛盾。他說:“我們花費了數(shù)千萬美元來開發(fā)這項技術(shù),在未來幾年我們還要增加1000萬澳元的投入,而完全使其商業(yè)化將需要高達上億美元的投資。但是我們依然需要進行持續(xù)的投資,因為我們正在創(chuàng)建一個全新的行業(yè),而這將是一個漫長的旅程?!?/p>
生物燃料的本地化,則是澳洲航空降低成本的關(guān)鍵。負責這一項目的澳大利亞科學家們正在試驗使用一種混合了林業(yè)廢棄物、碎秸、蔗渣、植物油、海藻和桉樹等材料混合的原料制取燃料,他們認為,如果投入大規(guī)模的商業(yè)化,這組原料配方最終每年可以產(chǎn)生超過一億加侖的新式燃料。
而另一種生物燃料的候選者—也是空中客車公司一直致力于研究的—是遍布澳大利亞的桉樹,一種油籽作物。研究者在充分調(diào)研了維多利亞州一塊面積約為1.47萬公頃的土地后發(fā)現(xiàn),預(yù)計這片區(qū)域的桉樹可以產(chǎn)生15萬噸干燥的生物質(zhì),可以生產(chǎn)出8.5萬噸生物油,也就是12萬至18萬立方米的噴氣燃料。
2011年,澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織對生物燃料的前景曾做出一個樂觀的預(yù)測:到2020年,澳大利亞和新西蘭兩國超過46%的航空燃料可以從非糧食作物、植物、藻類以及其他有機物質(zhì)中提取的燃料供應(yīng),而到2050年則能達到100%。
澳大利亞可持續(xù)航空燃料創(chuàng)新組織的主席、悉尼大學美國研究中心兼職教授蘇珊·龐德(Susan Pond)表示:“目前,澳大利亞的發(fā)展勢頭實際上就是在努力實現(xiàn)這些目標。不過,由于澳大利亞在生物燃料方面的發(fā)展落后于美國,我們的目標應(yīng)該是在五年內(nèi)使生物燃料的價格能夠與傳統(tǒng)燃料平等競爭?!?/p>
澳大利亞政府表示愿意對航空公司生物能源的開發(fā)給予政策和資金上的支持。
與所有追逐可再生能源的地區(qū)相比,澳大利亞可以說已經(jīng)走上正軌,但問題也赫然顯現(xiàn)。
就目前而言,開發(fā)生物燃料會遇到的兩大瓶頸是原料和金融—或者說,負擔得起的原料和負擔得起的融資。聯(lián)邦能源部長馬丁·弗格森說:“在澳大利亞,澳航將探討可持續(xù)航空燃料的生產(chǎn)和商業(yè)上的可行性,有兩個關(guān)鍵的目標,首先,是原料途徑,其次是如何供應(yīng)鏈的途徑?!?/p>
澳洲航空環(huán)境項目負責人約翰·瓦拉斯托(John·Valastro)表示,雖然生物燃料在技術(shù)上已可以使用,但由于缺乏一定規(guī)模,當?shù)氐纳锶剂瞎?yīng)成本約為常規(guī)燃料的三到五倍。
而昆士蘭州大學的丹尼爾·克萊恩教授的一份報告中預(yù)測,如果短期大量開發(fā),生物燃料原料中的水黃皮的成本將由每桶250美元升至600美元,甘蔗將由200美元升至650美元,而藻類原料將最終升至每桶1300美元。
雖然這些預(yù)測的數(shù)字引起了廣泛的爭議,但它足以表明,對于航空生物燃料來說,最關(guān)鍵的是原料價格。如果可以穩(wěn)定這部分成本,那么這條供應(yīng)鏈的其余部分可能會很容易地實現(xiàn)整體費用的降低。而需要注意的是,這只是一種“可能”,因為原料只在初期起決定性的作用。其次,是提煉和分銷能力,“作為一個國家,可以利用現(xiàn)有的煉油廠和燃料分銷基礎(chǔ)設(shè)施”,弗格森說。
而在原料和基礎(chǔ)設(shè)施之外,真正需要的是資金。很多大航空公司都認為,政府應(yīng)該提高對航空公司們在煉油廠生產(chǎn)生物燃料的補助。
而在融資方面,由于新能源開發(fā)需要龐大的資金投入,這其中的關(guān)鍵是要有利可圖,或者更深入一步說,這需要一個公平的競爭環(huán)境。維珍航空的一位員工透露,約有38%本應(yīng)用于生物柴油研發(fā)的資金獎勵總會被“誤頒”給更重視噴氣燃料的生產(chǎn)商。他警告說,如果生物燃料得不到開發(fā),“我們在20年后會后悔的,我敢肯定?!卑闹藓娇諏ι锶剂系拇笠?guī)模投入基于各種考慮:除了可以為澳大利亞減少17%的航空業(yè)溫室氣體排放之外;還能為澳大利亞及新西蘭地區(qū)的航空業(yè)帶來每年超過兩億澳元的經(jīng)濟價值;減少澳大利亞對進口燃料的依賴,并創(chuàng)建一個新的清潔能源產(chǎn)業(yè),產(chǎn)生更多的就業(yè)崗位。
而現(xiàn)在,生物混合燃料的商業(yè)化推廣是航空公司最重要的任務(wù),這需要所有利益相關(guān)者,包括政府和金融部門的支持。
在澳洲之外,世界范圍內(nèi)的航空公司也都開始重視新能源的問題。德國的漢莎航空在2011年夏季就開始在法蘭克福至漢堡之間的航班中開始使用摻入生物燃料的混合燃料,以“綠色藍天”的品牌形象,一度成為公共關(guān)系上的贏家。
[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì)電廠;燃料;皇竹草;組織模式
[作者簡介] 劉毅,中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院工程師,研究方向:熱能與動力,廣東 廣州,510663
[中圖分類號] S216 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723(2013)06-0019-0003
生物質(zhì)發(fā)電主要利用在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物作為發(fā)電燃料,是一項具有廣闊發(fā)展前景的可再生能源產(chǎn)業(yè)。根據(jù)2005年國家頒布實施的《中華人民共和國可再生能源法》,可再生能源被列為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,是國家大力推動的能源產(chǎn)業(yè)。同時,在《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》中,生物質(zhì)發(fā)電也被列為能源領(lǐng)域中重點開發(fā)利用的技術(shù),并作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著石油、煤、天然氣等資源日益枯竭,生物質(zhì)發(fā)電將越來越受到重視,在未來的應(yīng)用將越來越廣泛。
從目前國內(nèi)已建成的生物質(zhì)電廠運行情況來看,多數(shù)電廠在燃料的收集、運輸和儲存過程中均存在難題。特別是50MW的大型機組,燃料組織環(huán)節(jié)的問題已成為制約電廠生存與發(fā)展的關(guān)鍵因素。針對這種情況,本文提出一種新型的燃料組織模式:種植皇竹草作為原料。通過對這種新型燃料組織模式的探討,筆者希望能為以后的生物質(zhì)電廠燃料系統(tǒng)的設(shè)計提供一種新思路。
一、傳統(tǒng)的燃料組織模式
生物質(zhì)電廠的燃料一般采用在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物,如秸稈、鋸末等。這些燃料具有密度小、熱值低、分布范圍廣等特點,且具有季節(jié)性。一個容量為2×50MW的生物質(zhì)電廠每年所需燃料量大約為60×104t,燃料收集半徑大約為30~60km,根據(jù)各地資源分布情況不同而有所差異。
目前最常見的燃料組織模式大致分為以下幾個步驟:a)從農(nóng)戶處收集燃料;b)在廠外收儲站對收集到的燃料進行切碎、打包等再處理;c)將處理好的燃料運輸至場內(nèi)儲料場儲存。
而為了降低電廠的初始投資及管理難度,減少電廠的人員,并兼顧燃料供應(yīng)安全性,降低風險,大多數(shù)電廠的燃料組織都是采用電廠自主組織完成和由當?shù)氐霓r(nóng)戶或經(jīng)紀人組織完成相結(jié)合的方式,只是在各自完成的比例上有所差異。
二、燃料組織過程中的常見問題
(一)燃料收集困難
首先,農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)具有很強的季節(jié)性,在農(nóng)林作物未收獲的時段,將會產(chǎn)生燃料供應(yīng)不足的問題。其次,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物的所有權(quán)分屬千家萬戶,在收集過程中電廠要與收集半徑內(nèi)的多個農(nóng)戶個體或經(jīng)紀人打交道,工作量非常大。再次,電廠作為需方,缺乏對供方的約束力,有時甚至還會出現(xiàn)農(nóng)戶單方面漲價或突然停止提供燃料的情況。最后,農(nóng)戶對燃料的收集主要是以人力為主,效率低下,導(dǎo)致其積極性不高。上述因素都會導(dǎo)致燃料收集困難。
(二)燃料運輸成本高
我國農(nóng)村地區(qū)實行土地承包責任制,少有機械化集中生產(chǎn),人均耕地面積少,導(dǎo)致燃料分布零散,運輸工作量大,成本高。無論是電廠挨家挨戶去收取,還是由農(nóng)戶各自送貨上門,運輸成本最終都會反映到燃料成本上。即使設(shè)置廠外收儲站,也只能使運輸成本高的問題有所緩解,而無法得到根本改觀。
(三)燃料質(zhì)量難以保證
目前生物質(zhì)電廠普遍采用爐排爐和循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐對燃料含水率的設(shè)計值一般在20~30%。但農(nóng)戶均采用自然風干的辦法對燃料進行處理,最終含水率一般在30%以上。有時由于風干時間不夠長,含水率甚至會遠超30%。同時,在燃料收集過程中,由于不可能做到每戶每次都詳細檢測,農(nóng)戶往燃料中摻水摻石塊的事情時有發(fā)生。
含水率過高會導(dǎo)致燃料在儲存時易發(fā)酵、自燃,從而產(chǎn)生安全隱患,而且在進入爐膛燃燒時會增加鍋爐排煙損失,使鍋爐效率下降。往燃料中摻石塊則可能會損壞解包機、給料機等上料設(shè)備。
(四)燃料供應(yīng)的安全性難以保證
生物質(zhì)燃料具有密度小、體積大的特點,因此儲存設(shè)施占地大,儲量卻很少。而出于成本控制方面考慮,儲存設(shè)施的容積也會受到一定的限制。
但是在燃料的組織過程中,存在諸多經(jīng)常遇到且難以回避的困難。例如,燃料供應(yīng)的季節(jié)性影響、燃料收購的價格上漲、電廠與農(nóng)戶之間產(chǎn)生糾紛、惡劣的氣候因素影響等。當這些因素的影響超過廠內(nèi)和廠外儲存設(shè)施的緩沖承受能力時,電廠將不可避免地遭遇“無米下鍋”的尷尬情景。
據(jù)筆者了解,國內(nèi)的生物質(zhì)電廠曾出現(xiàn)過多例因燃料供應(yīng)緊張,燃料收購價格在短時內(nèi)大幅上漲的事件,甚至還曾有電廠因為缺少燃料而被迫停機。
三、新型燃料組織模式
為了電廠長期安全穩(wěn)定運行,避免出現(xiàn)以上問題,國內(nèi)某生物質(zhì)電廠工程正在嘗試采用一種新型的燃料組織模式。該電廠主要采用在電廠周邊50km范圍內(nèi)種植的皇竹草作為燃料,同時也可以收集該半徑內(nèi)的各類農(nóng)林業(yè)廢棄物作為燃料。
電廠規(guī)模為2×50MW機組,年利用小時按6000h計,年消耗燃料量折合成含水率10%的皇竹草約為48×104t。
(一)皇竹草的特性
皇竹草是我國從南美洲哥倫比亞引進的高產(chǎn)量優(yōu)質(zhì)牧草,其植株高大,根系發(fā)達,為多年生植物,主要繁殖方式為無性繁殖,適宜種值于各種類型的土壤,并具有很強的耐酸性和抗干旱能力?;手癫菪誀罱橛谳度斉c高粱之間,其外形和生長形態(tài)類似甘蔗,但中空,節(jié)間較脆嫩,屬于軟質(zhì)秸稈。
皇竹草最適宜在熱帶和亞熱帶氣候條件下生長,而且對氣溫條件的適應(yīng)性較強,在靠近北方的地區(qū)也可以種植,但是溫度較低會抑制其生長。在我國南方地區(qū)種植皇竹草生長周期短,收獲期長,春季栽植后2~3個月即可收割,每年可收割4~6次,栽植一次可連續(xù)收割6~7年,每畝每年可產(chǎn)鮮草達25t。
皇竹草鮮草含水量為75%左右,除去水分,主要成分為纖維素、木質(zhì)素和半纖維素,占固體物料總重量的80%以上。除此之外,還含有蛋白質(zhì)、脂類、灰分、果膠、低分子的碳水化合物等。對含水率10%的皇竹草進行元素分析,結(jié)果表明,在同等含水率基礎(chǔ)上,其熱值低于樹枝、鋸末的熱值,而與水稻、玉米秸稈等大多數(shù)生物質(zhì)的熱值相當。
(二)種植模式及規(guī)模
該電廠所在地區(qū)為經(jīng)濟欠發(fā)達的山區(qū),有大量山坡地可用來種植皇竹草。項目公司計劃利用山坡荒地共約15×104畝,由當?shù)卣龑?dǎo)農(nóng)戶種植,項目公司負責技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù),并回購收獲的皇竹草作為電廠的燃料。
依靠種植,這些荒地年產(chǎn)皇竹草鮮草最高可達375×104t,折合含水率10%的干草約為105×104t,作為電廠的主要燃料。同時在周邊地區(qū)收集當?shù)氐霓r(nóng)林廢棄物,每年約26×104t,可作為補充,滿足電廠需要。
(三)燃料組織模式
該電廠的燃料組織模式策劃為:項目公司+政府+燃料公司+經(jīng)紀人+農(nóng)戶。首先,項目公司和當?shù)卣炗嗧椖亢献鲄f(xié)議書,政府在政策上給予大力支持,對當?shù)剞r(nóng)戶的種植予以科學引導(dǎo)。然后,由項目公司組建燃料公司,同時發(fā)動并培育一批當?shù)氐慕?jīng)紀人,并在每一個種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)為電廠配套建設(shè)燃料收儲站(約20個)。
農(nóng)戶種植皇竹草可以采用兩種模式,一種是自己承包土地種植,將收獲的產(chǎn)品賣給燃料公司;另一種則由經(jīng)紀人承包土地,農(nóng)戶受其雇傭進行種植。
皇竹草收獲后,就地進行晾曬,然后由農(nóng)戶自行送至電廠或廠外收儲站,或者由燃料公司或經(jīng)紀人上門收取。收集到燃料后,合格的直接入庫儲存,需要再處理的則經(jīng)過切碎、脫水等處理之后再入庫儲存。
電廠設(shè)置20個廠外收儲站和1個廠內(nèi)儲料場,共可滿足2臺機組65天的燃料量。
(四)優(yōu)點及缺點
這種新型的燃料組織模式有自己獨特的優(yōu)點:a)農(nóng)戶或經(jīng)紀人可以承包大面積的土地進行種植,燃料的分布變得比較集中,收集工作比較容易;b)燃料產(chǎn)地集中,使運輸工作量和成本大大降低;c)電廠收購燃料需面對的對象較少,可以建立起規(guī)模較大的長期、穩(wěn)定的合作關(guān)系,而且可以在收購時進行抽檢,都有助于保證燃料的質(zhì)量;d)皇竹草的種植有當?shù)卣晚椖抗窘M織和引導(dǎo),有利于維持燃料市場的穩(wěn)定、有序。皇竹草的生長受季節(jié)的影響要比其它農(nóng)作物小得多,通過合理調(diào)配收割時間,燃料供應(yīng)可以做到全年無間斷。這些都是電廠燃料供應(yīng)安全性的有力保障。
以上是新型燃料組織模式的優(yōu)點,但任何事物都具有兩面性,這種模式也有一些缺點:a)皇竹草的種植需要大面積的土地,同時農(nóng)戶的利益也需要擔保,這些都需要政府部門的積極參與和大力支持,而且項目實施的初始階段難度較大;b)該模式具有一定的地域性限制,較適合在南方地區(qū)進行。因為皇竹草雖然對氣溫條件的適應(yīng)性較強,但是越靠近北方其產(chǎn)量越低,該模式的經(jīng)濟性越差;c)該模式尚未經(jīng)過工程實際檢驗,擬采用該模式的生物質(zhì)電廠尚處于可行性研究報告審查通過的階段,在以后的項目實施階段是否會遇到新的困難尚未可知。
四、結(jié) 語
因為篇幅的關(guān)系,本文僅在技術(shù)層面對新型燃料組織模式和傳統(tǒng)燃料組織模式進行對比分析,未再在經(jīng)濟性方面進行探討。
本文提出的這種新型的生物質(zhì)電廠燃料組織模式從技術(shù)上來說完全可行,而且可以明顯改善甚至解決一些在傳統(tǒng)的燃料組織過程中無法回避的難題。但是它也有自己不可忽視的缺點,希望能有后來者繼續(xù)這個課題,找到能夠改善的辦法。
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關(guān)鍵詞 新能源汽車;鋰離子電池;燃料電池;生物燃料
中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)172-0194-02
當下,我國汽車保有量增長快速,一方面導(dǎo)致對石油的需求量大幅增長,自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升,1993年尚處于原油凈出口國,1995年石油進口依存度則變?yōu)?.3%,2007年達到49%[ 1 ],2015年我國石油進口量超越美國,達到740萬桶/日,成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產(chǎn)和使用的過程中加重了環(huán)境污染,危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質(zhì)量符合世界衛(wèi)生組織的標準,2014年國家減災(zāi)辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災(zāi)情,2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續(xù)出現(xiàn)重度污染天氣。因此迫于資源、環(huán)境的雙重壓力,開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新能源汽車已成為我國汽車產(chǎn)業(yè)的必然選擇。按照動力提供方式的不同,新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。
1 新能源汽車的分類
1.1 充電式電動汽車
充電式電動汽車以蓄電池為動力源,通過電機驅(qū)動,提供動力。這種汽車具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、排放少、能量轉(zhuǎn)換效率高、適用范圍廣等等優(yōu)點。但其缺點也較多,比如過分依賴充電設(shè)施,充電時間長,續(xù)駛里程短,電池壽命短、制造成本較高等,因而在商業(yè)化的過程中困難重重。目前,研制經(jīng)濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵性問題,經(jīng)過20多年的研究發(fā)展,目前已開發(fā)出多種適用性較強的蓄電池,如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發(fā)展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數(shù)為3,是最輕的堿金屬元素,其化學特性十分活潑,易形成電荷密度很大的氦型離子結(jié)構(gòu)。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應(yīng)用的鉛酸電池的3倍,其在地殼中的蘊藏量第27位,可利用資源較豐富,因此有很大的發(fā)展前景。
以目前應(yīng)用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例,鋰離子電池的工作原理如下:整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料,負極為碳素材料(常用石墨)。兩極之間為聚合物隔膜,一方面可分隔正負極,另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時,正極發(fā)生脫嵌,形成的鋰離子在電解液的幫助下,通過隔膜,進入負極碳層的微孔中,同時正極產(chǎn)生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時,鋰離子從負極碳層中脫嵌,又嵌回正極。
目前,歐洲、美國、日本等主要發(fā)達國家均斥巨資進行鋰電池技術(shù)的研發(fā),在中國由于國家新能源產(chǎn)業(yè)政策的推動鋰離子電池制造業(yè)也得到了篷勃發(fā)展,各種鋰離子電池技術(shù)不斷涌現(xiàn),生產(chǎn)商業(yè)化電動汽車用鋰離子電池的企業(yè)更是達到300家之多,但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”,過度依賴進口,因而生產(chǎn)成本難以下降,目前其價格3倍于鉛酸電池,因此,產(chǎn)品難以規(guī)模化生產(chǎn)。近幾年來,我國鋰離子電池核心技術(shù)取得巨大突破,所有關(guān)鍵性材料均初步實現(xiàn)了自動生產(chǎn),生產(chǎn)成本降幅較大,不少產(chǎn)品價格僅為剛面市的1/3左右,這與鉛酸電池相比,已形成明顯的性價比優(yōu)勢。鋰離子電池成本的下降,使得充電式電動汽車的商業(yè)化規(guī)?;a(chǎn)不再是一句空話。
1.2 燃料電池汽車
在諸多的新能源汽車中,燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術(shù)之一,可以說它對汽車工業(yè)發(fā)展的重要性,不亞于微處理器之于計算機業(yè)。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為電能,中間不經(jīng)過燃燒過程,不受卡諾循環(huán)的限制,能量利用率高達45%~70%,而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%~40%;燃料電池汽車最終排放物為H2O,幾乎不排放氮氧化物和硫化物,CO2排放量遠低于汽油的排放量(約其1/6)。
整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作,在一定程度上它很類似于汽油汽車,直接將燃料(常用H2、甲醇等等小分子燃料)注入貯存箱,即可獲得動力。根據(jù)所用電解質(zhì)類型的不同分為五個大類,分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質(zhì)燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業(yè)中應(yīng)用的多為聚合物電解質(zhì)燃料電池,它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質(zhì),以離子交換的形式選擇性地傳導(dǎo)離子(H+,OH-),達到導(dǎo)電的目的[3]。工作時與直流電源相當,陽極作為電池負極,燃料在陽極發(fā)生氧化反應(yīng);陰極作為電池正極,氧化劑在陰極發(fā)生還原反應(yīng);反應(yīng)生成的離子通過隔膜在電池內(nèi)遷移,而電子則通過外電路對外做功輸出電能,整個體系形成回路。
燃料電池但其在商業(yè)化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決,比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜,因此生產(chǎn)成本極高;再如由于工作環(huán)境多為酸堿性較強的溶液,對部分元件具有一定的腐蝕性,因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發(fā)的成功,生產(chǎn)成本呈下降趨勢,燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間,但燃料電池大巴已經(jīng)完全可以產(chǎn)業(yè)化。目前,國外生產(chǎn)一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右,若引入其核心部件及技術(shù),采用國內(nèi)人工生產(chǎn),采用國內(nèi)輔件及包裝,可將其成本降至100萬元左右,這一價格已與傳統(tǒng)大巴接近,如果我國能搶占先機,與行業(yè)內(nèi)先進的外企緊密合作,加快研發(fā)核心技術(shù),假以時日,燃料電池大巴完全可能成為我國經(jīng)濟綠色增長的支柱產(chǎn)業(yè)。
1.3 燃氣汽車
燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應(yīng)以天然氣為主要燃料。與常規(guī)燃油汽車相比,燃氣汽車的排放污染很小,鉛,CO排放量減少90%左右,碳氫化合物排放減少60%以上,氮氧化合物排放減少35%以上,且尾氣中無硫化物和鉛,因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本,一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油,營運過程中能使燃料費用下降50%左右;另一方面由于發(fā)動機采用天然氣做功,運行平穩(wěn)、無積碳,發(fā)動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油,維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點,比如由于存有大量高壓系統(tǒng)使用的零部件,安全系數(shù)及密封性要求高;天然氣汽車動力性比常規(guī)燃油下降約5%~15%;受到能源不可再生的約束限制;燃氣缸占地面積大等。
天然氣汽車工作時,高壓天然氣經(jīng)過減壓調(diào)節(jié)器減壓后送到混合器中,與凈化后的空氣混合后,利用傳感器、動力閥和計算機調(diào)節(jié)混合氣的空燃比,以使燃燒更加充分,再經(jīng)化油器通道進入發(fā)動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車,多采用氣/油混動改裝的形式,并于同年建造了第一座加氣站。發(fā)展迄今,我國已經(jīng)加氣站近千座,改造汽車數(shù)十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升,各大城市均有部署,可見目前以氣代油,是最切實可行的一條新能源汽車之路。
1.4 生物燃料汽車
生物燃料汽車的創(chuàng)新之處在于從農(nóng)林產(chǎn)品、工業(yè)廢棄物和生活垃圾中提取燃料,比如從玉米出發(fā)制備的汽車用乙醇燃料,利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統(tǒng)的石油燃料不同,它是一種可再生能源。近年來,生物燃料汽車得到了迅速發(fā)展,美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發(fā)展項目,目前使用生物柴油燃料的汽車己經(jīng)累計運行1 600萬km;歐盟于2005年也推行法規(guī),要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%,2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求,且其運行中的排放污染也大大降低,以常規(guī)燃油汽車相關(guān)數(shù)據(jù)為分母,生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%,顆粒物約20%以下,CO和CO2排放量僅為10%,硫化物和鉛含量為0,同時,燃料燃燒較為徹底,對發(fā)動機的維護保養(yǎng)要求低[4]。
盡管生物燃料有較多的優(yōu)點,但其發(fā)展遇到難以克服的瓶頸。第一,產(chǎn)能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國,據(jù)有關(guān)資料顯示,即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料,也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產(chǎn)品,只能將其少量產(chǎn)品用于生產(chǎn)生物燃料。在我國,若能將農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品秸桿加以利用,則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二,耗水量太大。生物燃料主要來源于農(nóng)業(yè),每年農(nóng)業(yè)消耗掉的水資源高達70%,若將其產(chǎn)品大量用于制造燃料,往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列,用大量的水換回少量燃料,只能說看上去很美,實際操作性較低。第三,存在與糧爭地的問題,生物燃料的推廣已經(jīng)造成美國和墨西哥玉米價格上漲,并可能導(dǎo)致發(fā)展中國家糧食短缺,因此有業(yè)內(nèi)人士指出使用糧食生產(chǎn)生物燃料是“反人類的罪行”。
2 結(jié)論
當下,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來了篷勃發(fā)展的大好機遇。但由于多數(shù)新能源汽車造價過高,許多關(guān)鍵技術(shù)還未完全攻克,而且配套基建設(shè)施遠不足以支撐行業(yè)的發(fā)展,這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業(yè)的良性發(fā)展。從我國新能源汽車近幾年發(fā)展的態(tài)勢來看,目前還難以實現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)。從價格方面來看,新能源汽車的造價普遍高于傳統(tǒng)汽車,如果國家不提高購車補助,很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術(shù)角度來看,我國的電池、燃料等相關(guān)技術(shù)的研發(fā)才剛剛起步,遠遠落后歐美等發(fā)達國家。從配套設(shè)施角度來看,我國目前的配套設(shè)施基本處于空白狀態(tài),比如很多城市未建設(shè)電動車充電站,如果不能及時充電,電動車無法前行,這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重,但從國家對汽車工業(yè)的發(fā)展部署來看,發(fā)展新能源汽車己經(jīng)被確定為汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向。因此,我國汽車企業(yè)和相關(guān)科研機構(gòu)必須抓住機遇,在提高自身實力的同時,推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。
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2014年,國務(wù)院了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃2014―2020》,其中提到了發(fā)展生物質(zhì)能,提到了發(fā)展新一代非糧燃料乙醇和生物柴油,因地制宜發(fā)展農(nóng)村可再生能源。生物質(zhì)能是重要的可再生能源,我覺得現(xiàn)在重視不夠。
“優(yōu)化新能源布局,促進清潔能源健康發(fā)展”,我理解這個布局包括了空間布局、時間布局和產(chǎn)業(yè)布局。就產(chǎn)業(yè)布局而言,其中生物質(zhì)能是唯一可以直接生產(chǎn)氣液固燃料,唯一能夠代替成品油、天然氣的可再生能源。我國有豐富的生物自然資源和可利用資源,除了種植物和陸海野生植物以外還有大量的廢棄資源,據(jù)統(tǒng)計,我國可以利用的生物質(zhì)能源資源量折標準煤4.6億噸,現(xiàn)在只用了2200萬噸,只約5%。
那么如何合理利用,變廢為寶?目前有秸稈發(fā)電、成型燃料、制氣、制油,當然可以做飼料、肥料等。其中生物質(zhì)發(fā)電電網(wǎng)容量達到了6000萬千瓦。這里只談生物發(fā)酵制沼氣、非糧作物制液體燃料,以及廢油、種植油制成品油等。
要支持發(fā)展生物工業(yè)天然氣。目前我國農(nóng)村的小沼氣已遍地開花,經(jīng)過多年發(fā)展目前可年產(chǎn)約130億立方米沼氣。工業(yè)沼氣雖然還沒有形成規(guī)模,年產(chǎn)量只有10億立方米,但已經(jīng)有不少地方性示范工廠。德國大力發(fā)展工業(yè)生物沼氣,目前已形成天然氣的多元供給。參考德國的經(jīng)驗,甄別問題和我們的差距,中國石油大學(北京)專門就此做過調(diào)研,提了四條建議,一是盡快制定工業(yè)沼氣前補變后補;二是支持工業(yè)沼氣技術(shù)服務(wù)平臺,提供技術(shù)開發(fā)、診斷和人才培養(yǎng)。中國石油大學已經(jīng)在昌平成立了這樣一個技術(shù)服務(wù)平臺;三是抓好正在建設(shè)或者擬建的示范工程;四是制定并實施生物天然氣的規(guī)劃。專家估計,利用我國秸稈和禽畜養(yǎng)殖業(yè)排泄物這兩種資源每年可生產(chǎn)生物天然氣2300億立方米。經(jīng)過努力,到2030年,全國生物天然氣有可能達到1000億立方米。
生物質(zhì)液體燃料潛力巨大,但是需要支持工業(yè)化、商業(yè)化。我國用陳年玉米做原料制乙醇,已有若干示范工廠。中石油、中石化分別在吉林、安徽、河南建了三個廠,當時是用三年陳化糧生產(chǎn)乙醇,這在高油價下是可行的,近幾年,正在向非糧作物原料改進。據(jù)統(tǒng)計,目前全國有180萬噸的生產(chǎn)能力。美國汽油消費量自1998年以后的下降,全面使用乙醇汽油是主要因素之一。巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)乙醇汽油,也已占以汽油消費量的一半。我國武漢陽光凱迪新能源集團在武漢建成了一個非糧生物做原料,制液體燃料的示范項目,并在2014年年初生產(chǎn)出合格的高清潔柴油,據(jù)報告已經(jīng)達到了歐五標準,而且生產(chǎn)規(guī)??梢詳U到到年產(chǎn)30萬噸。生物質(zhì)制成品油工業(yè)化、商業(yè)化可以得到推廣,但需要政府相關(guān)部門牽頭,研究、規(guī)劃、攻關(guān),特別是給予財稅政策、產(chǎn)業(yè)政策的全面支持。