生物质能资源种类繁多,利用技术多样。生物质能包括农作物秸秆、林业剩余物、油料植物、能源作物、生活垃圾和其他有机废弃物。目前,每年可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿t标准煤,林业剩余物资源量约2亿t标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜子、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积可满足年产5000万t生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和禽畜养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿m3,相当于5700万t标准煤。根据目前我国生物质能利用技术状况,生物质能利用重点将是沼气、生物质发电、生物质液体燃料等[7]。
我国的沼气利用技术基本成熟,尤其是户用沼气,已经有几十年的发展历史。自2003年,农村户用沼气建设被列入国债项目,中央财政资金年投入规模超过25亿元,在政府政策的大力推动下,户用沼气已经形成了规模市场和产业;自2000年,畜禽场、食品加工、酒厂、城市污水处理厂等的大中型沼气工程也开始发展,到2007年底,全国已经建设农村户用沼气池2700万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程达到2700多处,年产沼气约100亿m3,为近8000万农村人口提供了优质的生活燃料。同时,随着沼气技术不断进步和完善,我国的户用沼气系统和零部件基本实现了标准化生产和专业化施工,大部分地区建立了沼气技术服务机构,具备了较强的技术服务能力。大中型沼气工程工艺技术成熟,已形成了专业化的设计和施工队伍,服务体系基本完备,具备了大规模发展的条件。
2007年7月,农业部颁布了《农业生物质能产业发展规划(2007~2015)》,提出了到2010年,建成一批农业生物质能示范基地,部分领域关键技术达到国际先进水平,产业化程度明显提升,农业废弃物利用范围和规模明显扩大,农村生活用能结构明显优化,农民从农业生物质能产业中获得的收益不断提高,农业生物质能在国家能源消费中的比例和地位不断上升。
到2015年,建成一批农业生物质能基地,技术创新和产业发展体系基本建成,开发利用成本大幅度降低,初步实现农业生物质能产业的市场化。生物质能产业成为农业发展的重要领域,对促进农民增收、改善农村生活条件,建设社会主义新农村作用日趋明显,成为保障国家能源安全、保护生态环境的重要力量。到2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户(新建1800万户),占适宜农户的30%左右,年生产沼气155亿m3;到2015年,农村户用沼气总数达到6000万户左右,年生产沼气233亿m3左右,并逐步推进沼气产业化发展。年新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程4000处,年新增沼气3.36亿m3;到2015年,建成规模化养殖场、养殖小区沼气工程8000处,年产沼气6.7亿m3。(https://www.xing528.com)
除沼气外,我国其他生物质能技术的应用仍处于产业化发展初期。在生物质发电方面,已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术,但目前的开发利用规模还有待扩大。到2006年,全国生物质发电装机容量超过220万kW,其中蔗渣发电170万kW,碾米厂稻壳发电5万kW,城市垃圾焚烧发电40万kW,此外还有一些规模不大的生物质气化发电的示范项目。2006年,随着国家对解决“三农”问题政策和生物质发电价格政策等的出台,国内开始掀起秸秆、林木废弃物发电的热潮,中央和地方政府总计核准了39个项目,合计装机容量为128.4万kW,预计投资为100.3亿元,截至2006年底,共投产20多万kW。生物质气化以及垃圾填埋气发电方面,2007年投产10万kW,在建20万kW。目前全国已有10多个生物质直燃发电项目在建,装机规模超过20万kW。混燃项目装机约50万kW。但是,对于达到2010年和2020年生物质发电装机500万kW和3000万kW的发展目标,仍需解决资源分散、原料收集成本高、原料供应的连续性和保证度等问题。
在生物液体燃料方面,为了缓解石油供需矛盾,国家积极推进生物液体燃料技术的研发和试点示范工作。“十五”期间国家批准建设了4个以陈化粮为原料的生物燃料乙醇生产试点项目,形成年生产能力102万t,自2004年,先后在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省及河北、山东、江苏、湖北4个省的27个地市开展车用乙醇汽油试点工作,2006年产量达到了165万t。2007年国家开始限制以粮食为原料的燃料乙醇的生产,燃料乙醇的发展势头变缓。
近期内我国生物液体燃料的重点技术研发方向是利用非粮食原料(主要为甜高粱、木薯以及木质纤维素等)生产燃料乙醇技术,以及以小桐子等油料作物为原料制取生物柴油技术,并建设规模化原料供应基地,建立生物质液体燃料加工企业。目前,以甜高粱、木薯为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料制取生物柴油已开展了小规模试验,为我国大规模开发利用生物液体燃料积累了经验。预计到2010年,燃料乙醇的年生产能力将达到约200万t,生物柴油的年生产能力可达到20万t,总计年替代200万t成品油。与此同时,我国的部分企业正在研究开发以秸秆、木材等非粮食为原料的生物液体燃料技术,并取得了一定的突破,可望在2010年前后形成规模化生产能力。
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