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生物质能源利用现状与发展趋势
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发布时间:2011-08-15 浏览数:4338 新闻来源:中国循环经济

 

生物质能是指蕴藏在生物质中的能量,具有挥发性和炭活性高,N、S含量低,灰分低,燃烧过程二氧化碳零排放的特点。

  

发展非粮生物质能源不仅不影响粮食安全,还能有效利用废弃资源,替代传统化石能源,促进环保和节能减排,目前各国正加紧生物能源特别是先进生物燃料上的开发与投入。

  

非粮生物能源原料主要来自农林有机废弃物,包括秸秆、畜禽粪便、林业剩余物等,以及利用边际性土地种植的能源植物,包括甜高粱、木薯、木本油料植物、灌木林等。在发展可再生能源对化石能源的替代上,以生物质能源担纲主角是世界潮流。

  

根据EL  Insights于2010年9月发布的报告,从2010年到2015年,全球生物制造市场预计将从5  729亿美元增加至6  937亿美元 相当于在此期间的复合年增长率(CAGR)为3.9%。

  

在今后几年,生物质在生物发电、生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长,生物质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到2020年530亿美元。按照生物质发电发电协会(Biomass  Power  Association,BPA)的统计,生物质工业每年产生500万KWh的电力,为美国1.8万人创造了就业机会。

  

据EL  Insights预测,美国对可再生能源运输的研究和开发给予的补贴,到2020年将可大幅降低P进口石油的依赖。欧盟将需要3  000万~4  000万公顷的农作物才能满足对生物燃料的需求,预计发展中国家到2020年主食价格将会上涨15%。同时,植物废弃物和城市生活垃圾转化成生物燃料有望得到更多发展。

  

典型国家生物质能源发展趋势

  

美国国会于2008年5月通过一项包括加速开发生物质能源的法案,要求到2018年后,把从石油中提炼出来的燃油消费量减少20%,代之以生物燃油。据《2010年美国能源展望》,到2035年美国可用生物燃料满<液体燃料总体需求量增长,乙醇占石油消费量的17%,使美国对进口原油的依赖在未来25年内下降至45%。2009~2035年美国非水电可再生能源资源将占发电量增长的41%,其中生物质发电占比最大为49.3%。

  

据欧洲EurObserv公司于2010年12月发布的统计报告,2009年欧洲从固体生物质生产的一次能源又创新高,再次达到7  280万吨油当量,比2008年增长3.6%。统计表明,欧洲成员国2008年从固体生物质生产的一次能源比2007年增长2.3%,即增长达150万吨油当量。这一增长尤其来自生物质发电,比2007年提高10.8%,增长5.6  TWh。来自固体生物质发电的增长尤为稳定,自2001年以来年均增长率为14.7%,从20.8  TWh增长到2009年62.2  TWh。2009年这一生产的大多数即62.5%,来自于联产设施。欧盟生物质基电力生产自2001年以来翻了二番,从2001年20.3  TWh增长到2008年57.4TWh。

  

瑞典是世界上道路交通最不依赖于化石燃料的国家之一,据报道,2009年,瑞典政府批准了一项计划,到2020年将使可再生能源达到该国能源消费总量的50%。此外,该国旨在到2030年使其运输部门完全不依赖于进口化I燃料。根据瑞典生物能源协会(Swedish  Bioenergy  Association)统计,瑞典从生物质产生的总的能源消费在2000~2009年期间已从88  TWh增加至115  TWh。而在此期间内,基于石油产品的使用量已从142  TWh减少至112  TWh。至2009年,生物质已超过石油,成为第一位的能源来源,占瑞典能源消费总量的32%。据预测,生物质能的消费在2011年将继续再  增长10%。

  

在瑞典,生物质供热发电1030亿度,占全国能源消费总量的16.5%,占供热能源消费总量的68.5%。瑞典首都斯德哥尔摩清洁能源轿车约10万辆,包括使用乙醇的车、使用生物燃气车和混合动力车,占轿车总量的11%。瑞典计划到2020年在交通领域全部使用"物燃料,率先进入后石油时代。

  

欧洲委员会于2010年5月表示,已采取积极步骤来改"欧盟的生物废弃物管理,并以此取得大的环境和经济效益。生物可降解花草、厨房和食品废弃物等每年产生的城市生活垃圾为8  800万吨,对环境有可能造成重大的影响。但它也可作为可再生能源和循环再用的材料。来自生物废弃物主要的环境威胁是生成甲烷,它是一种温室气体。如果生物法处理废弃物实现最大化,就可大大地避免温室气体排放,估算到2020年可相当于1  000万吨二氧化碳当量。分析指出,欧盟运输业2020年可再生能源目标约1/3将可望通过使用来自生物废弃物的生物气体来得以满足。

  

英国生物质生产商和出口商公司非洲可再生能源公司(AfriRen)于2010年12月宣布,进军非洲大陆开发生物质能,该公司与非洲领先的农业集团SIFCA旗下的GRE公司签订长期生物质供应合同,GRE公司拥有2.1万人,营业收入为6亿欧元。AfriRen公司与合作伙伴将初期投资1  600万美元,为欧洲生物质购买商创建一个平台。欧洲目前进口的几乎所有生物质都来自于美洲,AfriRen公司将采用最新的技术在非洲开发可再生能源项目IAfriRen公司旨在成为非洲最大的生物质生产商,预计仅从其在加纳的作业,自2011年起每年就可出口12万吨木屑,木屑符合欧洲生物质规格和可持续性标准。这是AfriRen公司第一个项目,该公司已与SIFCA旗下的加纳橡胶Estates公司签约8年合同,从他们在Takoradi附近的橡胶树种植区出口木屑生物质。

  

丹麦正准备在全国前5大城市,逐步减少并淘汰燃煤发电站,要求发稣窘行技术改造,使用生物燃料替代煤和燃油,作为城市生产和生活的主要能源来源。

  

巴西所有汽油中都强制加入了25%的乙醇,2010年起所有普通柴油中生物柴油的比例也达到5%,提前三年进入B5时代。凭借生物能源这张王牌,巴西政府表示有信心实现到2020年减排36%的目标。

  

印度于2004年开始了石油和农业领域的“无声革  命”,制订了2011年全国运输燃料中必须添加10%乙醇的法令。

  

中国生物质能具有突出优势

  

我国拥有丰富的生物质能资源,据测算,我国理论生物质能资源为50亿吨左右标准煤,是目前中国总能耗的4倍左右。在可收集的条件下,中国目前可利用的生物质能资源主要是传统生物质,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾、工业有机废渣与废水等。据1998~2003年的统计数据估算(《中国统计摘要》、《中国农村能源年鉴(1998)-1999版)》,我国的可开发生物质资源总量为7亿吨左右(农作物秸秆约3.5亿吨,占50%上),折合成标煤约为3.5亿吨,全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳,相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。由此可见,生物质能作为唯一可存储的可再生能源,具有分布广、储量大的特点,且为碳中性,加强对生物质能源的开发利用,有助于节能减排,是实现低碳经济的重要途径。

 

国家林业局植树造林司表示,国家正在组织编制《全国林业生物质能源发展规划(2011~2020年)》,规划提出到2020年,我国能源林面积将达到2  000万公顷;每年转化的林业生物质能可替代2  025万吨标煤的石化能源,占可再生能源的比例达到3%。我国现有森林面积1.95亿公顷,林业生物质总量超过180亿吨,其中可作为生物质能源资源的有三类:一是木质燃料资源,包括薪炭林、灌木林和林业“三剩物”等,总量约3亿吨/年;二是木本油料资源,我国种子含油率超过40%以上的植物有154种,麻疯树、油桐、黄连木、文冠果、油茶等树种面积约420万公顷,果实产量约559万吨;三是木本淀粉类资源,我国栎类果实橡子产量约2  000万吨,可生产燃料乙醇近500万吨。

  

今后我国将积极促进出台优惠政策,鼓励群众和社会各界投资发展能源林。同时鼓励林业生物质能源企业,建立一定规模的原料基地。将企业的原料林基地作为原料供应的基本保障,原料林基地供应的原料应占到企业年生产需求的50%。

  

我国还将与法国开发署合作开展“中法生物柴油合作项目”建设。积极推广试点示范企业建设经验,树立典型样板,大力发展林业生物质能源。

  

我国发展林业生物质能源目前还处于起初阶段,发展规模还较小,建设进度慢,在资金投入、鼓励政策措施、生产技术上需要完善。目前,我国共批准生物质发电项目100个左右,建成30多个,年总发电量40P千瓦;而目前美国每年生产成型燃料60万吨左右,日本26万吨左右。我国还没有生产出以林业油料作物为原料的生物柴油;美国和欧盟国家生物柴油年产量超过100万吨和250万吨。

  

新型原料的培育、产品的综合利用、高效低成本的转化技术将成为我国“十二五”时期生物质能技术三大发展趋势。生物质能技术发展的总趋势,一是原料供应从以传统废弃物为主向新型资源选育T规模化培育发展,二是高效、低成本转化技术与生物燃料产品高值利用始终是未来技术发展核心,三是生物质全链条综合利用是实现绿色、高效利用的有效方式。“十二五”时期生物质能科技重点任务包括:微藻、油脂类、淀粉类、糖类、纤维类等能源植物等新型生物质资源的选育与种植T生物燃气高值化制备及综合利用,农业废弃物制备车用生物燃气示范,生物质液体燃料高效制备与生物炼制,规模化生物质热转化生产液体燃料及多联产技术,纤维素基液体燃料高效制备,生物柴油产业化关键技术研究,万吨级的成型燃料生产工艺及国产化装备,生物基材料及化学品的制T炼制技术等。

 

 

 


 
 

 

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