正文 第五章(2 / 3)

這樣一件多方受益的大好事,但要做好卻並不容易。業內公認有兩道繞不過去的坎:①生物質發電成本高,缺乏上網競價能力;②所需燃料遍布千家萬戶,收儲運頭緒繁雜、難度極大。如今,這後一道坎,憑靠收購站這一毫不起眼的傳統做法,再形成網絡,輕輕鬆鬆就邁了過去。

至於讓人棘手的價格問題,作為關係國民經濟命脈的重要能源供應企業,國網公司對所有清潔能源,一律確保其發電量全額上網。落實《可再生能源法》及相關條例,積極為生物質能發電項目提供電網接入服務,並開展生物質能電廠接入電網的有關標準、規程研究,製定符合電網安全穩定運行要求的接入標準,確保電網安全。在確保全額上網的硬性前提下,對於電價差價部分,則積極爭取政策支持,為生物質能發電營造良好發展環境;同時要加強研究,促進有利於提高生物質能發電競爭力的政策措施盡快出台。

除此之外,生物質發電複雜的燃料供應係統和鍋爐燃燒技術,完全不同於常規火電機組,在技術層麵上也是一道很高的門檻。但隨著國家一係列利好政策的出台,目前已有不少投資主體進入了生物發電行業,觸發了對相關技術裝備的需求,由此帶動了國內在引進消化基礎上的研發和製造。

從2005年開始,生物質發電主設備——鍋爐本體及其他輔機均實現了國產化,整個產業已經不存在難以逾越的技術瓶頸。目前仍需引進的關鍵部件,還有鍋爐部分的振動爐排、輸料部分的螺旋輸料機以及除塵控製裝置。相信隨著國內需求的快速增長,國內廠商完全具備自主研製能力已經為時不遠了。

4.秸稈“燒與禁”的矛盾持續多年

農作物秸稈本身是可以利用的資源,上千年來,它被農民當做燃料、材料等,是舍不得一把火將其燒在田間的。近十多年,農民生活富裕之後,越來越多的農戶做飯用上了煤和氣,而生產的秸稈又無處堆放,這才出現了大量秸稈被焚燒這一新問題。所以燒不燒秸稈並不是農民的覺悟問題,而是秸稈能不能利用、如何利用的問題。

目前在多數地區,秸稈綜合利用沒有得到政府的足夠重視,秸稈回收、加工、銷售的產業鏈還沒有形成。因此近年來農忙時節,急於整地、播種的農民,寧願把“雞肋”般的秸稈一把火燒掉。每當此時,一些地方政府隻好使出嚴防死守、嚴查重防等應急手段,但收效甚微。

在北方糧食產區,秸稈“燒與禁”的矛盾持續多年,夏收、秋收時節,像河北麥區一樣,廢棄秸稈付之一炬的現象仍很普遍。

5.可再生能源生產過程運營成本

從一些發電企業了解到,目前對投資可再生能源技術應用項目感到困難重重。其中,最突出的困難是可再生能源的技術應用在初期運營成本高、風險大,導致價格高昂。例如,可再生能源中的生物質能生產使用成本比石油高2倍。

從可再生能源中采集電是很不容易的。例如把風轉換為電,成本是煤電的1.7倍,而且成本需要10年才能收回。此外,轉換成本也很高。利用風力等再生能源發電並將其轉換為民用電,其電力容易出現不穩定的問題。要解決這個問題,就得經過成本高昂的技術處理。多數可再生能源技術發電成本過高和市場容量相對狹小。

目前除了小水電外,中國可再生能源發電成本遠高於常規能源發電成本。例如,小水電發電成本約為煤電的1.2倍,生物質發電(沼氣發電)為煤電的1.5倍,光伏發電為煤電的11~18倍。高成本將抑製可再生能源市場。反之,市場狹小又會給可再生能源的成本降低造成障礙,形成惡性循環。

要解決可再生能源技術運營成本高的難題,專家建議從兩個方麵入手。首先,政府給予政策支持。企業在先期啟動可再生能源技術應用項目時,政府應給予鼓勵,如給予貸款作為啟動資金等。當這項技術的應用形成良性循環後,再由企業自己投資。德國在利用風能轉換為電能的過程中,政府就采取了鼓勵的做法,給予政策支持或者直接給貸款。其次,電纜的使用要市場化,各公司可共享一個電纜,不能壟斷。在市場化的過程中,客戶肯定會對風電、火電、水電、太陽能等做出購買選擇,而像風電等清潔能源的電價應更便宜,這樣清潔能源通過薄利多銷才可快速回收成本甚至贏利。

人類對可再生能源尤其是風能、太陽能、水能等的認識不斷深化。這些能源資源分布廣、開發潛力大、環境影響小,可以永續利用,有利於促進經濟社會的可持續發展。盡管麵臨著諸多困難,人們還在不斷探索再生能源的開發和利用。20世紀70年代以來,可再生能源的開發利用日益受到重視,產業規模持續擴大,技術水平逐步提高,成為世界能源領域的一大亮點,呈現出良好的發展前景。

第七節 生物質在我國未來能源結構中將占什麼樣的地位

我國生物質資源豐富,每年產生的生物質總量有50多億噸(幹重),相當於20多億噸油當量,約為我國目前一次能源總消耗量的3倍。然而,目前我國商品化的生物質能源僅占一次能源消費的0.5%左右。生物質能在我國未來能源結構中占有重要的地位,表現在以下幾方麵。

(1)我國是能源消耗大國。2000年一次能源消費量為7.5億噸油當量,僅次於美國成為世界第二大能源消費國,到21世紀中葉我國全麵達到小康水平時,一次能源的消費量將達到30多億噸油當量。然而,目前我國人均一次能源的消費量不到美國的1/18,僅為世界平均水平的1/3,人均能源資源嚴重不足。預計到2010年,我國石油供需缺口將為1億t。因此,開發生物質液體燃料代替石油是關係到國家能源安全的緊迫課題。

(2)我國正麵臨著巨大的能源與環境壓力。礦物能源的大量使用,引起了日益嚴重的環境問題,對國家的社會、經濟、環境和生態等都造成了嚴重的不良影響。所以,如果能利用能源作物作為原料製取高品位的清潔燃料,不但可以彌補化石燃料的不足,保護生態環境,而且可以使農村在保護生態的同時獲得經濟效益,達到合理利用土地,提高國家可持續發展能力。

(3)截止到2003年,在國家對生物質開發重視的情況下,我國能源機構取得了比較好的成績。例如,廣州能源研究所長期從事生物質氣化與液化技術的研究,承擔了國家科委的“六五”、“七五”、“八五”科技攻關項目,國家“九五”攻關項目,在這方麵有著較為豐富的理論基礎和實踐經驗,取得了大量研究和工業化應用成果。其中,生物質循環流化床氣化爐獲得了中國科學院科技進步二等獎、國家科技進步三等獎。生物質氣化實際應用已推廣到二十幾個工廠,取得了顯著的經濟效益。生物質氣化發電技術已經在中國、泰國、老撾等國建成1MW的小規模生物質電站。在中科院的支持下正開展生物質催化氣化合成液體燃料的基礎研究,並取得了顯著的成果。同時在“863”項目的支持下,已經開展了生物質催化製氫的實驗室研究。生物柴油的研究與開發方麵,雖起步較晚,但發展速度很快,得到國家攻關及“863”項目的支持,一部分科研成果已達到國際先進水平。研究內容涉及到油脂植物的分布、選擇、培育、遺傳改良等及其加工工藝和設備。目前各方麵的研究都取得了階段性成果,這無疑將有助於我國生物柴油的進一步研究與開發。

基於我國有著豐富的生物質能源,以及從經濟、環境、能源供應安全等方麵來說,發展生物質能具有比較大的潛力。其發展趨勢主要有大規模的生物質氣化發電一般采用的IGCC技術,它適合於大規模開發利用生物質資源,發電效率也比較高,是今後生物質工業化應用的主要方式。生物質IGCC及生產液體發動機燃料技術的商業化開發將是戰略發展方向。近期目標是提高生物質氣化效率及降低過程的汙染,提高合成液體燃料的品位。隨著氫能利用技術的發展,生物質製氫技術也更有發展前途,但其發展速度主要取決於氫能技術的發展情況。生物質製液體燃料的研究,生物質發電技術大規模推廣商業化及生物質製油的技術等都將是未來的發展方向。

第八節 什麼是植物油能源利用技術

我國係統研究始於中國科學院的“八五”重點科研項目:“燃料油植物的研究與應用技術”,至今已完成了金沙江流域燃料油植物資源的調查及栽培技術研究,建立了30hm2的小桐子栽培示範片。自20世紀90年代初開始,長沙市新技術研究所與湖南省林業科學院對能源植物和生物柴油進行了長達10年的合作研究,“八五”期間完成了光皮樹油製取甲脂燃料油的工藝及其燃燒特性的研究;“九五”期間完成了國家重點科研攻關項目“植物油能源利用技術”。

1999~2002年,湖南省林業科學院承擔並主持了國家林業局引進國外先進林業技術(“948”項目)——《能源樹種綠玉樹及其利用技術的引進》,從南非、美國和巴西引進了能源樹種綠玉樹優良無性係;研製完成了綠玉樹乳汁榨取設備;進行了綠玉樹乳汁成分和燃料特性的研究;綠玉樹乳汁催化裂解研究有階段性成果。

據專家估算,我國的甜高粱、木薯、甘蔗等可滿足年產3000萬噸生物燃料乙醇的原料需要,麻楓樹、黃連木等油料植物可滿足年產上千萬噸生物柴油的原料需要,廢棄動植物油回收可年產約500萬噸生物柴油。如果農林廢棄物纖維素製取燃料乙醇或合成柴油的技術實現突破,生物燃料年產量可達到上億噸。

第九節 植物油也能作為汽車燃料嗎

早在1900年巴黎博覽會上,一位德國工程師就曾提出使用花生油作為發動機燃料;20世紀70年代末,石油製造商將汽油與發酵玉米胚芽中的乙醇混合,生產出清潔的混合燃料,這種燃料至今還在使用;80年代以來,全世界眾多科技工作者在各方麵深入進行植物油直接或深加工後作為內燃機用燃料的研究,對產油植物的種類和分布以及所產油的性質進行了分析,研究植物油作為燃料的技術可行性,特別是作柴油機燃料的可行性,揭示了某些植物油是柴油的理想替代燃料。

植物廣泛分布在世界的各個角落,同樣產油植物也分布廣泛,種類多達千種。產油植物主要包括大戟科、蔓摩科、夾竹桃科、桑科、菊科、桃金娘科和豆科等植物。有的產油量大,所產油在燃料性能方麵接近普通柴油,如油桐、小桐子、光皮樹、油楠樹等;有的繁殖能力強,生長周期短,生長量大,對環境的適應性強,如續隨子、藿藿巴樹、蒲公英、油莎草等,這些都是有前途的產燃料油植物。

植物油因種類、生長地區的不同存在著一些差別。從總體上看,植物油的主要化學成分是脂肪酸甘油酯以及少量非酯物質,含有碳原子、氫原子與氧原子,脂肪酸有飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸。普通柴油由不同結構的烴分子構成,這些分子隻含碳原子和氫原子,分子呈長鏈狀、枝狀或環狀。油分子的特性直接影響燃燒的方式。

植物油能否用於內燃機取決於其理化性能,尤其是熱值、黏度、揮發性、著火性等指標。植物油具有比較高的熱值,一般比柴油稍低,從熱值上看植物油可以替代柴油作燃料;在常溫下,植物油的黏度都比較大,這是植物油直接用作燃油的一個最不利因素,但可以增加溫度使植物油黏度迅速降低,也可采取摻入柴油的方式來降低植物油黏度;植物油不易揮發,其著火點比柴油高,出現點火困難的現象,但運輸、貯存更為安全。

第十節 植物油作為汽車燃料有哪些優勢

植物油除了可直接用作內燃機燃料或與柴油適量混合使用外,還可以進一步將植物油轉化為甲酯或乙酯類物質。燃用植物油,柴油機不需做任何改進,不需添加防爆劑等,動力性能良好,超負荷性能好,熱效率高,但由於植物油具有黏度大、著火點高、揮發性差、濁點和渾濁度高、含磷等不利因素,柴油機會出現活塞環黏結、輸油管或濾清器阻塞、冷啟動難、霧化不良、燃燒不完全、耗油量大等現象,長期使用將造成積炭嚴重等問題。將植物油與適量柴油混合使用,著火點迅速下降,積炭量減少,能改善燃料性能,但替代程度不高,最高隻能替代50%。用酯化工藝把植物油轉變為甲酯或乙酯類物質,其理化性質與燃燒性能大為改善,黏度降低,揮發性增大,常溫下啟動性能良好,運轉平穩,燃燒狀況良好、積炭減少、熱效率高、高負荷時還稍高於柴油,略增加油量就可達到額定功率,發動機零部件磨損與柴油類似,排熱、排煙降低,各種性能均優於直接燃用植物油,接近柴油,部分指標還優於柴油,是較為理想的柴油機代用燃料。

植物油能用於現有的發動機,它比其他石油替代品更具優勢,如天然氣等的燃燒性能與柴油差距很大,不能直接用於傳統發動機。同石油產品比較,用植物油對環境的汙染更少,燃燒時產生的懸浮粒子、揮發性有機化合物、聚芳香烴和二氧化碳等汙染物的數量比普通柴油少,但產生的氮氧化物數量高於柴油。在標準化試驗中,70%~80%的植物油生物降解為小有機分子、二氧化碳和水,而傳統的潤滑油,隻有20%~40%被生物降解。另外植物油不含硫,較少造成酸雨。同時植物油是可再生能源,有利於緩解大氣的溫室效應,一方麵產油植物的生長固定了太陽能,吸收了大氣中的二氧化碳,當植物生長總量與植物油總消耗量相等時,大氣中的二氧化碳量不會因燃用植物油而增加,當生長量大於消耗量時,大氣中的二氧化碳量會因此降低;另一方麵各種產油植物的栽種與繁殖有利於水土保持。

第十一節 什麼是乙醇汽油

乙醇,俗稱酒精,乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成替代能源。按照我國的國家標準,乙醇汽油是用900k的普通汽油與100k的燃料乙醇調和而成。它可以有效改善油品的性能和質量:降低一氧化碳、碳氫化合物等主要汙染物的排放。它不影響汽車的行駛性能,還可減少有害氣體的排放量。

乙醇汽油作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發展重點,在我國完全可以適用;符合我國能源替代戰略和可再生能源發展方向,改善了油品的性能和質量,技術上成熟安全可靠;環保效益顯著,主要汙染物(一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、酮類、苯係物等)排放濃度明顯減少;成為解決“三農”問題的新的增長點,促進了農業生產與消費的良性循環;實現農副產品的增值與轉化;具有較好的經濟效益和社會效益,是體現循環經濟思路的新型產業。

第十二節 乙醇汽油應用前景如何

在國外,車用乙醇汽油的生產和使用技術已經十分成熟。美國和巴西是目前世界上最大的車用乙醇汽油生產和消費國。美國推廣使用車用乙醇汽油已經有多年的曆史。美國製訂了聯邦政府的“乙醇發展計劃”,開始大力推廣使用含乙醇的混合燃料。

目前美國已經有很多個州在推廣使用車用乙醇汽油,乙醇汽油的消費量已經超過全部汽油消費量,全美的玉米產量用來生產燃料乙醇。推廣乙醇汽油實行區域封閉銷售,例如芝加哥地區就全部使用車用乙醇汽油。政府采取補貼生產企業的方式推動車用乙醇汽油的推廣。巴西是石油資源貧乏的國家之一,政府禁止消費不含乙醇的汽油。巴西市麵銷售的車用汽油均為乙醇汽油,巴西是世界上唯一不使用純汽油作汽車燃料的國家。

第十三節 使用乙醇汽油有哪些注意事項

車用乙醇汽油中的乙醇是一種性能優良的有機溶劑,具有較強的溶解清洗特性。有經驗的駕駛員及維修人員常用乙醇來清洗化油器。用這種方法清洗出來的化油器幹淨、徹底。同樣道理,車用乙醇汽油也可以清洗油路、保持油路暢通。但是車輛在首次使用乙醇汽油時,特別是在使用1~2箱油後,在乙醇汽油的清洗作用下,會將油箱或油路中沉澱、積存的各類雜質,如鐵鏽、汙垢、膠質顆粒等軟化溶解下來,混入油中。而且時間越長、雜質積累越多,特別是鐵製油箱,這些雜質可能會造成油路不暢。建議車輛在首次使用車用乙醇汽油時,最好對車輛的油箱及油路的主要部件,如燃油濾清器、化油器等進行清潔檢查或清洗,以保證燃油係統各部件的清潔。