内蒙古生物质能发展的分析报告
2009-02-01刘淑芬
刘淑芬
生物质能是以生物为载体的一种可再生能源,其原料主要有林业加工采伐剩余物及灌木、农作物秸秆、能源植物、城市和工业有机废弃物、畜禽粪便等五大类。特点是资源储量丰富、可再生性、环保性。利用形式有生物发电、燃料乙醇、生物柴油、沼气等。“十五”以来,自治区科技厅积极组织实施新能源发展规划,生物质能发展较快,有些领域科研技术居全国先进水平。为进一步促进我区生物质能产业发展,提出以下分析报告。
一、发展状况
(一)生物质发电产业初步形成
我区已建成生物发电项目8个,总装机容量23.2万千瓦,分布在赤峰、通辽、巴彦淖尔、鄂尔多斯、兴安盟等地。国能赤峰生物发电是我区第一家生物质发电项目,利用玉米秸秆直燃发电,每年消耗秸秆40多万吨,引进丹麦技术,建设2×12兆瓦发电机组。毛乌素生物质发电厂装机容量为2×15兆瓦,总投资3.2亿元,利用毛乌素沙漠灌木燃烧发电,每年消耗沙柳20万吨,年带动治理荒漠20万亩,奈曼旗林木生物质热电联产项目,是国家级林木质发电示范工程,建设规模50兆瓦的林木质发电,每年消耗100多万吨废弃林木,一期2×12兆瓦工程已完成。阿尔山2×12兆瓦林木质直燃热电联产项目,总投资3亿元,年消耗30万吨含水18%以下的木质燃料,发电进入兴安电网,同时为阿尔山供热。
(二)自主研发的生物燃料制取技术,探索出生物燃料非粮发展的路子
全区在建生物柴油项目6个,已建成5个,生产规模为年产90万吨,占全国产量近1/3。我区在建的生物乙醇项目有6个,大多采用玉米为原料。国家发改委2006年底发文不再批准玉米加工乙醇燃料项目,鼓励发展非粮生物燃料。我区率先在全国探索出一条发展前景广阔的路子。主要有两方面突破:一是化学合成生物柴油。包头金骄特种新材料(集团)有限公司完成的“非粮生物质化学法合成生物柴油项目”,海拉尔农垦集团采纳金骄集团化学合成生物柴油技术,赤峰邦驰生物柴油项目,通辽天宏生物柴油项目均已开工建没,有的已投产。二是以甜高梁秆为原料生产燃料乙醇。莫力达斡尔旗“无水燃料乙醇产业化示范项目”,以甜高粱茎秆为原料,建设规模为每年制取30万吨无水乙醇,已纳入国家甜高粱茎杆制取生物燃料乙醇示范工程,需每年种植甜高粱120万亩原料供应。一期年产10万吨工程基本完工,已种植甜高梁近5万亩,国家级甜高梁生物燃料乙醇原料产业基地正在我区形成。
(三)养殖场沼气发电工程项目示范效应显著
蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程,利用奶牛养殖场粪便污水等发电,年产沼气约400万立方米,沼气用于发电,年发电约800万千瓦时。减排二氧化碳2.5万吨。达拉特旗北疆三和牧场大型沼气发电综合利用工程,年产沼气约80万立方米,沼气用于发电,年发电约160万千瓦时,减排二氧化碳5000吨。这些现代化程度较高的沼气发电工程,当前在我国大型畜禽养殖场属前位,在我区乃至北方地区均有很好的示范效应。
面临的问题:
一是产业体系薄弱。我区生物质能发展势头良好,但运营成本高、资源分散、生产规模小,扶持生物质能的政策经济激励度弱,产业缺乏竞争力。
二是技术服务体系支撑不够,新技术、新成果企业转化能力较弱,小科技企业起步困难。
三是专业技术人才缺乏。生物质能设备使用和维护要求技术含量较高,生产过程中一旦出现问题和故障,必须请专业人员进行检修,企业熟悉和掌握生物质能技术的人才较少。人才培养满足不了产业发展的要求。
四是配套产业发展不协调。与传统能源相比,生物质能产业是典型的“小规模、大燃料”。原料分散在千家万户,秸秆体积大、重量轻、用量大,不适合长距离运输,原料收集、储存、运输、销售上下游配套产业发展不协调,导致管理难度大、成本高。
二、国内外生物质能发展状况及相关政策
在欧美等发达国家,生物质能技术已经成为重要的能源利用形式。年利用生物质能发电约5000万千瓦装机容量(主要集中在北欧、美国),是仅次于水力的第二大再生能源工程。经过30多年的科研探索,生物燃料正成为欧美发达国家替代石油的唯一选择,已开始由玉米乙醇向非粮二代生物燃料过渡。2007年燃料乙醇、生物柴油约4500万吨,2020年前后将发展到2亿吨,约相当于现在世界石油生产量的5%,其替代规模是其它可再生能源不能比拟的。欧盟委员会提出:生物燃料是唯一可以大规模获得的替代运输燃料的能源。生物燃油对石油替代成为一种世界共识和趋势,已驶上快车道。欧洲等地建设了大量的沼气工程和户用沼气池,日本从沼气中提取氢气发电。
近年来,我国生物质能发展迅速。国家电网公司、五大发电集团等大企业纷纷参与生物质发电,民营和外资企业也表现出较大的投资热情。国家“十一五”末将建设生物质发电550万千瓦装机容量,2020年达到3000万千瓦。我国生物燃料乙醇装备技术已接近国际先进水平,成为继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和使用国,年产量达400万吨。国家已将生物柴油确定为新兴产业,年生产能力超过300万吨。沼气产业基本形成,已建设养殖场沼气工程3556处,年产沼气总量2.3亿立方米。
国家对发展生物质能非常重视,制定相关政策促其发展。2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施。2006年9月30日,财政部、国家发改委等联合下发“关于发展生物能源财税扶持政策”。主要有:1,价格和成本补贴:生物质发电补贴0.25元,千瓦时,生物质发电电价优惠、上网电量全额收购和电力调度优先。燃料乙醇、生物柴油每吨成本补贴1600元。2,财税支持:生物质发电、生物柴油等增值税即征即退。国家环保专项资金重点补贴秸秆直燃发电。用甜高梁茎秆制取生物燃料乙醇可获得政府无偿资助和贷款贴息等专项资金重点扶持。
三、我区发展生物质能的比较优势
(一)生物质能资源储量居全国之首
1,森林采伐剩余物、灌木林资源储量大。国家确定“十一五”期间我区采伐限额为848.1万立方米,仅采伐剩余物可获得生物质原料约777.23万吨。全区灌木林总面积为654.33万公顷,灌木林总生物量2558.43万吨。按3年平茬抚育一次计算,年可利用量852万吨。2黠秆资源量大:据2007年数据,玉米、小麦、油料年产量1526.41万吨,测算出秸秆为1831.69万吨,主要分布在通辽、赤峰、兴安盟、巴彦淖尔市等粮食主产区,3,牲畜粪便资源全国第一:我区年度牲畜存栏达到1.10512亿头,牲畜年产粪便约1.17亿吨。4,原料资源种类面积全国第一:用于生产燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等,种类多,面积大。尤
其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱种植,面积全国第一。我区能源农业的原料产业规模开始形成。
(二)一批科研成果居国内领先水平,专利带动能源农业势头强劲
除生物质发电项目的技术设备主要依靠引进外,我区产生了一批生物质能专利技术成果,一项专利就可带动一个产业的快速发展,产业科技发展水平居全国前位。内蒙古农业大学研发“甜高粱秸秆周体生料发酵生产乙醇工艺及其优化”项目,获得秸秆乙醇中试产品,国家受理发明专利申请。现甜高粱种植基地已形成,为该项目产业化提供原料规模储备。中国科学院水生生物研究所研发的微藻制取生物柴油技术,已在我区荒漠试验成功,准备在我区荒漠区建设大规模可再生能源综合利用基地。内蒙古通华蓖麻化工有限责任公司于2006年研究开发出用癸二酸副产品一脂肪酸生产物柴油技术,经检测应用产品技术指标达到国家标准。
我区沼气工程的成套技术已成熟,生物厌氧发酵机理的研究、发酵工艺、产气率等单项技术和指标,已接近国际先进水平,促进了蒙牛、塞飞亚大型沼气工程的建设。结合农牧民冬季取暖和沼气池越冬困难的实际,开发太阳能畜棚暖圈沼气池和太阳能日光温室沼气池,形成在纯牧区、半农半牧区、农业种植区及农业养殖区的草原六结合、农牧六配套、田园五位一体、庭院一池四改、多池联体、三池一体六大农用沼气新模式,总体技术水平达到国内先进水平。2007年底全区沼气用户达14.65万户,大中型沼气工程16处,
生物质固体成形燃料专利技术正在产业化。巴彦淖尔征华机电液压研究所研发9度一20型秸秆压块机,获得国家发明专利,秸秆块代替煤炭,秸秆块发热量可达到4105千卡,公斤。库伦旗六家子林场用林业“三剩物”尝试加工成型燃料,用作林场供暖、炊事燃料。
(三)广阔荒地是潜在优势,农业能源原料可变成“绿色油田”
我区宜农荒地面积约有1500万亩,宜林荒山荒坡面积达到1.7亿亩,可种植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。还有大面积不适宜农业植物的边际土地,可以大量种植能源树种,如盐碱地种植柽柳、沙地栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。荒漠地区土地广阔,适于大规模藻类养殖。微藻是生物柴油的重要原料。这些大量宜林、宜农荒地和荒漠、边际土地资源,我区独一无二,经过开发和改良,可以变成发展生物质能源的“绿色油田”。
四、思路与建议
(一)大力发展能源农业,使之成为促进农村牧区经济发展、农牧民脱贫致富的一把钥匙
据测算,装机容量为2.5万千瓦的生物质发电,产值近亿元,年消耗秸秆20万多吨,增加就业岗位1000多个,增加收入6000万元以上。1公顷甜高粱茎秆可转化燃料乙醇3—5吨,高者可达10吨。一亩藻塘可生产3吨生物柴油。年产5万吨生物柴油,按每吨柴油8000元测算,可实现产值4亿元。在生物质能产业的推动下,盐碱地、沙地、荒漠地等低质土地种植甜高梁、文冠果、养殖藻类,可产生不可估量的经济效益。传统的农业产业链将被延伸。原来废弃的农作物秸秆。经过收集、加工、运输等环节,形成新的产业链,不仅带动农村牧区生产模式转变,而且有效增加农牧民收入。因此,应充分发挥我区已形成的生物质能产业及科研成果优势,进一步扩大示范效应,采取政府扶持、企业投入、科研院所合作的方式,积极扶持生物质能企业在原料基地发展连锁项目。政府应把生物质能开发利用列入经济社会发展规划,以生物质能产业的发展,推进农村牧区的进步。
(二)以生物能源替代煤炭资源,促进可持续发展
农村牧区林区剩余废弃物是重要的可再生能源。我区秸秆年产生量折合1500万吨标准煤,动物粪便年产生量折合5755万吨标准煤,林业剩余物年利用量折合800万吨标准煤,灌木林年利用量折合1000吨标准煤。仅这几项折合标准煤已超亿吨,相当于鄂尔多斯煤炭年产量的1/2。发展生物质能产业,作为一个新兴产业经济增长点,对于调整以煤炭资源开发利用为主的重化产业结构,增强煤炭资源利用的可持续性,有着独特的重要作用,应引起高度重视。
(三)发展低碳经济,促进节能减排
低碳经济是以低能源、低污染、低排放为基础的经济模式,其核心是能源技术和产业模式的重大创新。我区是煤炭资源大区,二氧化硫排放总量的90%是由燃煤造成的。据测算,运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组,与同类火电机组比较,每年可减少二氧化碳排放10万吨,产生8000吨灰粉,可作为高品质的钾肥直接还田,是一个变废为宝的良性循环过程。是发展低碳经济的有效模式。赤峰、通辽、兴安盟等以农为主的地区,应鼓励建设小型秸秆直接燃烧热电联产项目,解决当地秸秆大部分就地焚烧、环境污染严重、用电和集中供热等问题。呼伦贝尔、通辽灌木和林业采伐加工剩余物资源丰富,仅牙克石现有采伐加工制等物2027.2万吨,储量是全区所有林木的2倍以上,可建若干个小型灌林木质发电和热电联产项目。固体成型燃料是一种洁净的可再生能源,我区丰富的林木剩余物、沙生灌木等生物质资源,可以发展固体生物质燃料。生物质能可以带动能源林产业的发展,有助于防止土地沙化和水土流失,促进生态良性循环。
(四)把生物质能开发与区域发展战略结合起来
发展生物质能越来越显示出,它不仅是替代石油的唯一选择,也是解决贫困问题、缩小区域、城乡差别的重要战略举措。国家发改委将我区列为“十一五”生物质能源发展重点省区之一。应从国家战略出发,根据可持续发展的要求,调查研究全区生物质能资源整体情况,围绕产业经济性和目标市场,高起点编制开发利用战略规划。做到因地制宜,多能互补,统筹规划,协调发展。
(五)抓好示范项目。推进产业发展
我区已建成和再建的一些生物质能开发利用项目。要围绕项目建设,下大力气抓好示范作用以点带面,积极推进生物质能产业化进程。生物质能示范项目。不仅仅只是企业发展,要形成从原料供应、运输、加工、市场开拓和相关服务体系完整的产业链,涉及到政府多个部门和行业,要加强协作。共同推进。
(六)积极支持技术研发,加大政策扶持力度
在生物质能发展中,要进一步推动产学研结合,整合现有技术资源,加大生产技术和使用技术研发力度,不断提高生物质能生产和利用水平,促进生物质能技术进步和产业发展完善技术和产业服务体系,加快人才培养,全面提高生物质能开发利用的技术创新能力和服务水平,将生物质能的技术开发和产业化纳入国家科技发展规划。结合我区生物质能产业特点,重点在获得专利的生物质能技术研发上取得成效,突破科研成果转化中的重大关键技术,促进产业发展。改造或新建一批自治区级和国家级生物质能工程实验室、研究中心,提高科研成果的工程化与系统集成能力,建成一批生物技术示范项目。要积极落实国家有关政策,自治区对获国家专利的生物质能项目要加大财政补贴。可考虑建立生物质能研究开发基金,支持科研机构和企业从事项目研究。