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關鍵詞:生物質能秸稈
中圖分類號: TB857 文獻標識碼: A 文章編號:
1、生物質能概述
生物質是由植物吸收地球上的太陽能后光合作用而產生的,每年經光合作用產生的生物質約1700億噸,其能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%,即每年生物質能的利用量不到17億噸。這些未加以利用的生物質,為完成自然界的碳循環,其絕大部分由自然腐解將能量和碳素釋放,回到自然界中。通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,產生電力,替代煤炭,石油和天然氣等燃料,從而減少對礦物能源的依賴。
2、秸稈發電廠
秸稈發電是響應國家節約能源、利用可再生能源發電的產業政策,充分利用能源資源,節省一次性投資,又能減少環境污染的一種發電技術。是一種高科技、新型、環保、可再生能源方式,是緩解目前能源短缺的重要途徑。建立秸稈發電廠,一方面,將秸稈熱能轉化為電能,可以開發出新的能源利用方式,變廢為寶;另一方面,秸稈充分燃燒利用,可降低有害物質的排放。秸稈發電設有煙氣凈化處理系統和布袋除塵器,使經布袋除塵器處理的煙氣煙塵排放濃度低于25mg/Nm3
,大大低于我國燃煤發電廠的煙氣排放水平,可有效降低污染,保持生態環境。
本文介紹以陜西旭彤生物能源大荔2×12MW秸稈發電工程投標為例。
3、燃料分析、消耗量及鍋爐灰渣量
3.1秸稈成分分析
3.2實際燃料消耗量
3.3鍋爐的灰渣量,見下表
灰渣量表
4、規劃容量及裝機方案
本工程計劃安裝兩臺75t/h燃用棉花秸稈的鍋爐,配2×C12MW中溫中壓單抽汽輪發電機組。
4.1除灰系統的選擇
除灰系統擬采用機械輸灰方案。每臺爐安裝2臺旋風除塵器和6臺布袋除塵器。2臺爐4臺旋風除塵器灰斗下設一臺埋刮板輸送機。每臺爐每3臺布袋除塵器灰斗下設一臺埋刮板輸送機。每臺爐布袋除塵器下共設2臺埋刮板輸送機,2臺爐布袋除塵器下共設4臺埋刮板輸送機。布袋除塵器灰斗的飛灰由埋刮板輸送機輸入旋風除塵器灰斗下埋刮板輸送機內,再通過斗式提升機輸送至灰庫儲存。庫底設有出力為30t/h的濕式攪拌機和出力為30t/h的干灰散裝機各一臺,灰庫下的灰由罐車或自卸汽車運至綜合利用用戶或臨時堆放場地。
除灰系統工藝流程框圖如下:
4.2除渣系統的選擇
除渣系統擬采用干式機械除渣方案。從鍋爐冷渣器排出來的爐底渣進入鏈斗輸送機,將渣輸進渣倉中儲存。通過卸料設備定期裝入自卸汽車或罐車,運至綜合利用用戶或臨時堆放場地。
機械除渣系統工藝流程框圖如下:
5、 秸稈灰渣的綜合利用
秸稈燃燒后所產生的底灰、炭灰具有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等營養元素,是一種優質有機肥料。所以本工程采用干灰干排,為干灰綜合利用創造最佳條件。如有條件可建造復合肥料廠,作為農作物的復合肥原料,對農業增產也是一大貢獻。
6、結束語
關鍵詞:生物質 能源
一、福建生物質能源發展現狀
福建地處亞熱帶,生物質資源非常豐富。目前可作為能源利用的生物質主要有林業生物質、木質油料植物、農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工副產品以及能源作物。在林業生物質方面,福建現有植物種類達5000種以上,其中用材樹種有400余種,為全國6大林區之一。福建省生物質能資源豐富,開發利用具有一定基礎,生物質能的利用方式目前主要集中在以下幾個方面:
1.沼氣。
福建省從20世紀80年代就開始發展沼氣,沼氣的發展近年來越來越受重視,農村戶用沼氣建設工程被列入2006年省委省政府為民辦實事項目。“十五”以來,在農業部沼氣建設項目的帶動下,以“一池三改”為基本建設單元,“豬-沼-果”等生態農業模式得到積極推廣。沼氣建設從70年代能源需求型階段轉化為目前的生態需求型階段。沼氣技術不斷成熟,“常規水壓型”、“曲流布料型”、“強回流型”、“旋流布料型”等池型不斷推廣;“一池三改”(改廁、改圈、改廚)功能效應不斷擴展,以沼氣為紐帶、“畜-沼-果”、“豬-沼-漁”、 “畜-沼-菜”、“庭院生態經濟綜合利用”、“農業廢棄物綜合處理及資源化利用”等生態農業模式不斷創新;沼氣配套管理與服務得到不斷完善,從省到地市、縣、鄉、村都建立了沼氣管理和推廣機構以及服務站。
2.生物燃料乙醇
目前國家發改委批準的燃料乙醇試點項目全部集中在東北和華北地區,東南沿海還沒有一家企業獲準,福建目前也無燃料乙醇生產企業。“十一五”期間,國家將繼續實行生物燃料乙醇“定點生產,定向流通,市場開放,公平競爭”相關政策。總體思路是積極培育石油替代市場,促進產業發展;根據市場發育情況,擴大發展規模;確定合理布局,嚴格市場準入;依托主導力量,提高發展質量;穩定政策支持,加強市場監管。“十一五”期間將是我國燃料乙醇發展的重要時期,據預測,“十一五”末國內乙醇汽油消費量占全國汽油消費量的比例將上升到50%以上。因此,福建省應抓住這個機遇,認真分析論證,盡早立項引進生產線,力爭使福建省燃料乙醇項目走在我國東南沿海前列。
3.生物柴油
福建省生物柴油生產發展較早,主要是民營企業生產,目前已形成產業化發展。福建生物柴油三代技術都有不同程度的發展。目前第一代技術是以動植物廢油脂為原料加工提煉成生物柴油。現已建成具有相當技術裝備水平規模的生物柴油企業11家(其中5萬t級生產能力3家、2萬t級3家、1萬t級6家),境外上市3家,形成年生產能力35萬t左右。第二代技術以木本油料林的油脂為原料加工提煉成生物柴油。在有關部門大力支持下,多家民營、外資企業與科研機構合作,小規模建立示范基地,繁育栽培優良樹種,探索經濟模式,取得了可喜的成果;第三代技術是以海洋藻類和纖維素為原料制取生物柴油,在福建師大、廈門大學開展試驗,也取得了階段性的研究成果。
由于我國一直沒有自己的生物柴油標準,造成民營企業生產的生物柴油無法進入官方銷售渠道,生物柴油的質量處于混亂狀態。雖然卓越企業起步早,發展較快,2006年在倫敦成功上市,但是缺乏共同承認的產品標準,生物柴油沒有通過官方系統銷售到中石油、中石化的銷售網絡中,一定程度上限制了生物柴油的發展。2007年1月國家標準化管理委員會頒布了首個生物柴油國家標準《柴油機燃料調和用生物柴油》,這意味著不久我省生物柴油將進入產業化大發展階段。
4.生物質發電
福建省生物質發電近年發展較快。我國首個雞糞發電廠――亞洲最大的雞糞發電廠,2007年在福建省光澤縣正式動工建設,該項目由福建圣農公司和武漢凱迪發電控制公司共同投資,總投資4.8億元,分兩期進行:首期建設兩臺汽輪發電機組和循環硫化床鍋爐,投資2.8億元,年處理雞糞30萬t以上,于2008年10月建成發電,年發電量達1.68億kwh。該廠利用雞糞與谷殼混合物為原料,通過直接燃燒發電,整個項目建成后,可以滿足1.2億羽肉雞產生廢棄物的資源化處理需求,并為當地農民提供更多就業崗位。
垃圾焚燒發電方面,福建表現也較為突出。垃圾焚燒發電是利用焚燒垃圾的余熱發電,可減少排放垃圾體積85%~95%,避免土地資源浪費,垃圾焚燒產生煙氣中的有害氣體經處理達標后排放,可避免垃圾填埋而產生的二次污染,從而達到城市生活垃圾的減量化、無害化、資源化。福建省是全國第一個對垃圾焚燒發電設施進行規劃的省份。自《福建省城市生活垃圾焚燒發電設施建設規劃》,2007~2010年已建設(包括擴建)20座垃圾焚燒發電廠,總規模為17400 t/d,近期內形成規模為13300t/d;2010年全省城市(含縣城)垃圾無害化處理率達到60%以上、設市城市垃圾無害化處理率達95%以上的目標。其中,焚燒發電處理量占全省生活垃圾無害化處理總量的78.9%。規劃順利實施后,福建省城市垃圾無害化處理水平將處于全國先進行列,福州、廈門、泉州三大中心城市的垃圾無害化處理水平在全國同類城市中也將處于前列。
二、生物質能源發展趨勢
中國良好的宏觀環境與能源政策逐漸形成,為生物質能產業提供了機會。2006 起開始正式實施《可再生能源法》。此后又相繼頒布了《可再生能源發展專項資金管理辦法》、《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》、《全國農村沼氣建設規劃》、《全國生物質能產業發展規劃》、《節能減排綜合性工作方案》、《可再生能源電價補貼和配額交易方案》等一系列的政策措施。這為生物質能的開發利用提供了良好的宏觀環境,通過建立這一系列有效的機制來推進生物質能又好又快的發展。
現代生物質能發展的方向是高效清潔利用,將生物質能轉化為優質能源,包括電力、燃氣和液體燃料等。預計到2015年,我國生物質發電裝機容量達到720萬千瓦,生物質液體燃料達到700萬噸,沼氣年利用量達到240億立方米,生物質固體燃料達到120萬噸。2010年11月,國家質檢總局、國家標準委了生物柴油調和燃料(B5)標準名列,2010年12月26日,國家稅務總局宣布對利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅。這表明,未來針對生物質產業的政策和標準將陸續出臺,相關產業政策缺失的問題將在“十二五”得以解決。
以非糧作物乙醇、纖維素乙醇和生物柴油等為代表的第二代生物燃料已成為許多國家開發生物燃料時的新寵。與第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的優勢。首先,汽車發動機不需要改造就可以直接使用摻入了生物乙醇的汽油或柴油;其次,生產第二代生物乙醇的催化酶技術近兩年成本快速下降,大規模工業生產的可行性非常強;第三,秸稈等纖維素類農業廢棄物大量存在,比如中國每年農業大約產生7億噸秸稈,供給非常充足。而且從長期來看,農業生產廢棄物還可以用來生產生物高分子新材料。對于第二代生物燃料的關鍵技術是催化酶技術,酶是一種生物催化劑,可使生物化學反應在溫和的環境下進行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發酵糖,并進一步轉化為乙醇。就在幾年前,該技術的成本還比較高,這兩年來,隨著生物技術的不斷創新,其成本已經下降數倍,從而使第二代生物燃料越來越具有競爭力。
福建省提出至2015年全省生物質發電裝機容量達40萬千瓦。生物質能發展最有前景的就是垃圾發電和農林能源作物的利用。城市生活垃圾焚燒發電廠中遠期規劃:擴建9座焚燒發電廠,新增建設規模為4100?t/d。建設投資為12.7億元。
三、福建生物質能產業發展中存在的問題
1. 對開發生物質能源戰略意義的認識不足。福建省擁有適合發展的生物質能源產業,特別是生物液體燃料中的燃料乙醇和生物柴油均有較成熟的技術和資源,但開發生物質能源對可持續發展的重要意義尚未引起全社會的重視。因為生物質能源在能源領域里所占的比重較小,有些人認為生物能源成本較高,近期替代常規能源的潛力有限,無足輕重,因此從政策支持、資金扶持、加快發展、檢查落實上都未引起足夠重視。
2. 福建省對生物質能源產業的投入較少。因為對生物質能源的認識不足,所以在生物質能源產業方面投入太少。生物質能源建設項目還沒有規范地納入各級財政預算和計劃,沒有為生物質能源建設項目建立如常規能源建設項目同等待遇的固定資金渠道。
3. 缺乏完整的激勵政策。生物質能源產業在發展初期是弱勢產業,投資高、技術含量高。在發展初期,政府支持和引導十分重要。政府應當把開發可再生能源技術作為一項減少常規能源消費量和改善環境的措施加以扶持,并采取稅收、補助、低息貸款和信貸擔保、建立風險基金、加速折舊、幫助開拓市場等一系列激勵政策.以扶持生物質能源產業的發展。
4. 尚未建立有效的技術支撐體系。作為一個新興產業,目前福建省的大部分相關企業生產規模偏小,集約化程度低,原料來源困難,產品質量不穩定,生產成本高。在不考慮常規能源對生態、環境造成負面影響的情況下,目前一部分生物質能源產品的成本較高,難以適應市場競爭的要求。另外,省內高校和研究機構缺乏這方面專門人才的培養體系,企業缺乏熟悉生產流程和工藝的技術人員和管理人員。
四、福建生物質能產業發展思路
福建省擁有發展生物質能源的優勢和特色,在未來發展福建生物質能源的研發和產業化方面,應重視以下五點:
1. 加強生物質能源產業化技術的研發,發展具有福建特色的生物質能源產業。福建可設立一個生物質能源發展專項基金,重點資助生物質轉化為能源的關鍵技術。比如,生物質預處理,水解,催化熱解,氣化和合成氣催化轉化等。還要依托省內的一些主要高校和研究所,比如廈門大學、福州大學和福建農林大學等進行生物質產業化技術的聯合攻關。注重自主創新、集成創新、技術開發和技術引進消化吸收在創新相結合。重點支持能源作物的品種選育、高效生產燃料乙醇、生物柴油以及生物基材料的成套生產技術,促進重點技術與產業的新突破。促進產學研的聯合,重點扶持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作的示范工程,重點投資應用型或具有較大產業化潛力的研究項目。
2. 加強林業生物質能源產業發展。目前,福建省在能源甘蔗、能源林草、燃料酒精和生物柴油方面已具有一定的優勢。福建省多山的地理條件似乎更適合于發展林業生物質,可以重點在以上領域多投入,以擴大成果,強化優勢。建議在品種選育、科研投入、企業培育、基地建設、技術開發等幾個重要環節,進行全面的規劃布局,投入相應的人力物力,以盡快形成林業生物質能源產業。
3. 解決好投入機制問題。生物質能源產業是個新興產業,技術和工藝的成熟需要一個過程,雛形期經營成本相對較高,需要較大投入。因此,要注意解決投入機制問題。政府應充分利用政策資源,依靠市場機制,培育企業主體,營造投資渠道,鼓勵并支持民營資本進入生物質能源產業領域。充分利用市場機制。發揮國家投資引導作用,鼓勵企業和社會投資,培育具有較強自主創新、技術開發能力和市場競爭力的生物能源企業。
4. 積極建設一批沼氣發電廠、垃圾焚燒發電廠、農林生物質發電廠等。充分利用荒山、鹽堿地積極規劃能源植物的規模化種植,擴大生物質液體燃料的原料來源,發展非糧食生物質液體燃料規模化加工業;支持以餐飲業廢油、油榨廠油渣、油料作物為原料的生物柴油規模化生產,開發替代油源制造生物柴油新技術;鼓勵研發新型催化劑及高效生物轉化酶,提高生物質液體燃料制備轉化率。
參考資料:
[1]劉葉志:福建新能源產業布局的戰略構想《發展研究》2010年12
[2]林孟濤:加快發展福建省新能源產業的對策研究《東南學術》2012 年第3 期
[3]劉運權 王奪 :福建生物質能源產業的發展思路與對策《能源與環境》2011年4期
[4]官巧燕:福建生物質能利用與城市可持續發展《綠色中國》2011年1月5日
生物質能的分類及其發展
生物質包括植物光合作用直接或間接轉化產生的所有產物,從這個概念出發,生物質能就是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質主要有4類:農作物秸稈及其他殘余物、林產品和木材加工殘余物、動物糞便、能源植物。但是,從作為可以產生能源的資源角度看,城市和工業有機廢棄物和有機廢水也是生物質能資源。
生物質能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性等特點。根據技術手段可分為直接燃燒技術、熱化學轉換技術、生物轉換技術、液化技術和有機垃圾處理技術等。依據這些技術手段,生物質能可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。
直接燃燒和發電
直接燃燒發電的過程是:生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒后,得到的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱,產生出的高溫高壓蒸氣在蒸汽輪機中膨脹做功發電。
直接燃燒是使用最廣泛的生物質能源轉化方式,技術成熟。在發達國家,生物質直接燃燒發電站可再生能源發電量的70%。與燃煤發電相比,生物質直接燃燒發電的規模較小,鍋爐負荷大多在20兆瓦~50兆瓦,系統發電效率大多為20%~30%。目前,美國生物質發電裝機容量已達10500兆瓦,70%為生物質一煤混合燃燒工藝,單機容量10兆瓦~30兆瓦,發電成本3~6美分/千瓦時,預計到2015年,裝機容量將達16300兆瓦。
國外生物質直接燃燒發電技術已基本成熟,進入推廣應用階段。該技術規模效率較高,單位投資也較合理,但它要求生物質資源集中,數量巨大,如果考慮生物質大規模收集或運輸的支出,則成本較高,比較適合現代化大農場或大型加工廠的廢物處理等,不適合生物質較分散的發展中國家。我國目前農業現代化程度較低,生物質分布分散,采用大規模直接燃燒發電技術有一定困難。
生物質氣化及發電
生物質氣化的基本原理是在不完全燃燒條件下,將生物質原料加熱,使較高分子量的有機化合物裂解為低分子量的CO、CH4等可燃氣體。轉化過程的氣化劑有空氣、氧氣、水蒸氣等,但以空氣為主。氣化原料是農作物秸稈或林產加工廢棄物。生物質氣化產出氣的熱值根據氣化劑的不同存在很大差異,當以空氣為氣化劑時,產出氣的熱值在4200千焦/立方米~5300千焦/立方米之間,該氣體可以作為農村居民的生活能源,也可以通過內燃機發電機組發電。
生物質氣化發電技術在國際上已受到廣泛重視。國外小型固定床生物質氣化發電已商業化,容量為60千瓦~240千瓦,氣化效率70%,發電效率為20%,以印度農村地區的應用比較成功。發達國家如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等,比較關注的是生物質氣化聯合循環發電技術(BIGCC)。該技術的系統效率可達40%,有可能成為生物質能轉化的主導技術之一。這一技術存在的問題是單位投資額非常高,并且技術穩定性不夠。
我國有著良好的生物質氣化發電基礎,在上世紀60年代就開發了60千瓦的谷殼氣化發電系統。目前已開發出多種固定床和流化床小型氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料,生產燃料氣,主要用于村鎮級集中供氣。
生物質致密(壓縮)成型燃料技術
將生物質粉碎至一定的粒度,不添加粘接劑,在高壓條件下,可以得到具有一定形狀的固體燃料。成型燃料可再進一步炭化制成木炭。根據擠壓過程是否加熱,生物質致密(壓縮)成型燃料有加熱成型和常溫成型兩種;根據最后成型的燃料形狀可以分為棒狀燃料、顆粒燃料和塊狀燃料三種。生物質致密(壓縮)成型技術解決了生物質能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點,提高了使用效率。
成型燃料在國外很受重視,開始研究時的著眼點以代替化石能源為目標。上世紀90年代,歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領域大量應用生物質致密成型燃料。后來,以丹麥為首開展了規模化利用的研究工作。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質致密成型燃料發電廠。隨后,瑞典、德國、奧地利先后開展了利用生物質致密成型燃料發電和作為鍋爐燃料等的研究。美國也已經在25個州興建了樹皮成型燃料加工廠,每天生產的燃料超過300噸。但生物質成型燃料仍以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發展最快。
我國生物質成型燃料技術基礎好,設備水平與世界先進水平差別不很大,不足的是我國成型燃料的應用水平還不高。
沼氣技術
有機物在厭氧及其他適宜條件下,經過微生物分解代謝,產生以甲烷為主要氣體的混合氣體,即沼氣。一般沼氣中甲烷含量為50%~70%,每立方米沼氣的熱值為17900千焦~25100千焦。生產沼氣的原料可以是高濃度的有機廢水,也可以是畜禽糞便、有機垃圾和農作物秸稈等。
在發達國家,主要發展厭氧技術處理畜禽糞便和高濃度有機廢水。目前,日本、丹麥、荷蘭、德國、法國等發達國家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。美國、英國、意大利等發達國家的沼氣技術主要用于處理垃圾。美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元,采用濕法處理垃圾,日產26萬立方米沼氣,用于發電、回收肥料,效益可觀,預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18兆瓦,今后10年內還將投資1.5億英鎊,建造更多的垃圾沼氣發電廠。
在發展中國家,沼氣池技術主要使用農作物秸稈和畜禽糞便生產沼氣作為生活炊事燃料,如印度和中國的家用沼氣池。同時,印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程和處理禽畜糞便的應用示范工程。我國是利用生物質生產沼氣最多的國家。
燃料乙醇
生物質可以通過生物轉化的方法生產乙醇。目前在生物能源產品產業規模方面,發展最快的就是燃料乙醇。生產燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三種,燃料乙醇的消耗量已超過世界乙醇產量的60%以上。
巴西是世界上最早利用甘蔗生產燃料乙醇的國家。以甘蔗為原料,工藝相對簡單,既節能又節省投資,生產成本較低。目前,巴西有520多家燃料乙醇生產廠,年產燃料乙醇1200萬噸,有1550萬輛汽車以乙醇汽油作為燃料。
美國從上世紀70年代末開始用玉米生產燃料乙醇,到2005
年產量已經超過1200萬噸。盡管目前乙醇的生產成本較高,但在美國,玉米燃料乙醇已成為一種成熟的石油替代品。
我國從2002年開始用陳化糧生產燃料乙醇,生產規模達102萬噸,主要以玉米和小麥為原料。其背景是在1996年~1999年連續4年糧食總產量穩定5億噸左右,糧食供過于求,糧食階段性過剩并出現大量積壓的情況下提出的。實踐證明,糧食燃料乙醇生產技術成熟、工藝完善,是目前比較現實的石油替代燃料。
但面對我國人多地少的實際,大規模推廣應用糧食燃料乙醇顯然存在著原料供應的瓶頸問題,長遠來說必須開發非糧食為原料的乙醇燃料。“十五”期間,國家開展了非糧食能源作物――甜高粱培育等關鍵技術的研究與開發,包括利用甜高粱莖稈汁液和纖維素廢棄物等生物質制取乙醇的技術工藝。對第一種技術工藝,我國初步具備了規模化開發的基礎,但纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術還存在技術不成熟、諸多關鍵技術尚未解決等問題。
生物柴油
生物柴油是利用動植物油脂生產的一種脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多,既可以是各種廢棄的動植物,也可以是含油量比較高的油料植物。實踐證明,生物柴油不僅具有良好的燃燒性能,還有良好的理化特性和動力特性。
國外通常采用大豆和油菜籽生產生物柴油,但成本稍高。為降低成本,一些國家開始用廢棄食用油和專門的木本油料植物生產生物柴油。目前,生物柴油在歐盟已經大量使用,進入商業化發展階段。2004年歐盟生物柴油產量為224萬噸,并計劃到2010年達到800萬噸~1000萬噸。
我國人多地少,發展生物柴油只能靠非食用油料資源。因此,我國目前生產生物柴油的原料主要是餐飲廢油、工業廢油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下腳料等。利用這些原料既回收利用了資源,又解決了環境污染問題。我國生物柴油的生產起步晚,但發展較快。目前已有30多家生物柴油生產廠。
除了上述生物質能利用技術外,還有生物制氫技術、熱裂解技術等,基本處于研究階段。
我國發展生物質能的必要性
開發生物質能具有能源與環境雙重效益,有可能成為未來可持續發展能源系統的主要能源之一。因此,許多國家都高度重視生物質能源開發,并制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的乙醇能源發展計劃等。聯合國開發計劃署(UNDP)、歐盟和美國(DOE)的可再生能源開發計劃中也都把生物質能列為重點發展方向。
目前,生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據估算,地球陸地每年生產1000億噸~1250億噸干生物質;海洋年生產500億噸干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當于目前世界總能耗的10倍。
我國的生物質資源也相當豐富。目前我國生物質能年獲得量達到3.14億噸標準煤,到2050年資源潛力可達到9.04億噸標煤且潛力巨大。
根據發達國家的經驗可知,現今正是我國實現工業化的關鍵時期。大部分發達國家在此期間(此時人均GDP在3000美元左右)都經歷了人均能源、資源消費量快速增長和能源、資源結構快速變化的過程。這對能源安全等問題提出了更高的要求。據預測,2020年中國一次能源的需求為25億噸~33億噸標準煤,最少將是2000年的2倍;2050年的一次能源需求估計將在50億噸標準煤左右。根據我國現在的能源需求增長趨勢推算,到2020年,我國僅石油的缺口就將達1.3億噸~1.5億噸。能源供應不足問題已成為我國經濟社會發展的主要矛盾之一。因此,要從根本上解決我國能源供應不足的問題,必須實施多元化能源發展戰略,積極開發生物質能源是出路之一。
從保護環境角度看,我國SO2,排放量已居世界第一位,CO2排放量僅次于美國居第二位。2006年,SO2排放量達2550萬噸,其中約85%是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的1/3。SO2和酸雨造成的經濟損失約占GDP的2%。生物質能屬于清潔能源,生物質中有害物質(硫和灰分等)的含量僅為中質煙煤的1/10左右。同時,生物質二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環,其能源利用可實現二氧化碳零排放,擴大生物質能利用是減排CO2,最重要的途徑。
另外,生物質一直是我國農村的主要能源之一。因地制宜開展生物質能利用技術及產品的研究、推廣和使用,可以把農民從煙熏火燎中徹底解放出來,既節約資源,又可以改善農民的居住環境,減少水土流失,提高其生活水平。
我國發展生物質能存在的問題
關鍵詞:生物質直燃發電 太陽能熱發電 互補 系統集成
1 生物質直燃發電技術
生物質能是僅次于煤、石油和天然氣而居于世界能源總量第四位的能源,生物質發電是利用生物質所具有的生物質能進行的發電,是可再生能源發電的一種,包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋氣發電、沼氣發電[1-2]。目前,我國可開發的生物質能資源總量約相當于5億噸標準煤,可解決目前料,在生物質鍋爐中產生一定參數的蒸汽,輸送至能源消費量的20%以上。同時,每年可減少二氧化碳排放量近3.5億噸,減少二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量近2500萬噸[3]。生物質直接燃燒發電是由生物質鍋爐利用生物質直接燃燒后的熱能產生蒸汽,推動汽輪機發電系統發電。燃燒發電系統主要由煙氣處理系統、熱利用系統、燃燒系統、給料系統、存儲系統、預處理系統和生物質原料收集系統構成。其燃燒發電流程如圖1所示。生物質燃燒電廠的流程及分類:
①流程。每個生物質原料收集點將收集的生物原料送到電站進行預處理,經預處理的生物質通過燃燒油原料輸送裝置輸送至鍋爐內充分燃燒后產生熱能,鍋爐給水經鍋爐換熱轉化成用于汽輪機發電機組發電的蒸汽。
②分類。a層燃方式。燃燒較干燥且裝有空氣預熱器的系統可采用順流燃燒,燃料與煙氣流動同向;燃料含水量較大時可采用逆流燃燒,燃燒與煙氣流動反向。b流化床方式。流化床是一項基于氣固流態化的生物質燃燒技術。它對燃料的要求不高,這項燃燒技術可以降低尾氣中氮與硫的氧化物等有害氣體含量,清潔燃燒。c懸浮燃燒方式。生物質被粉碎至細粉后與空氣混合噴入燃燒室內懸浮燃燒。該燃燒方式對生物質燃料的要求較嚴格,宜采用含水率小于15%、顆粒直徑在2mm以內的生物質燃料。
2 太陽能熱發電
據統計,每年我國陸地接受的太陽能輻射量相當于6萬多個三峽工程的發電量,相當于2.4萬億噸標準煤,開發利用的潛力非常廣闊,根據各地接收太陽輻射總量多少,可將全國劃分為5類地區,如表1所示[4]。
太陽能轉化為電能有兩種主要途徑,一是通過光電裝置將太陽能直接轉化為電能;另一種是收集太陽能輻射能轉化成電能。下面主要介紹太陽能熱發電技術。太陽能熱發電通常叫做聚光式太陽能發電,它們是通過聚集太陽輻射獲得熱能,將熱能轉化成高溫蒸汽驅動蒸汽輪機來發電的。當前太陽能熱發電按照太陽能采集方式可劃分為:
①太陽能槽式發電。②太陽能塔式熱發電。③太陽能碟式熱發電。表2中可以看出:拋物面槽式技術相對成熟、目前應用最廣泛,集熱塔式發電技術的效率提升與成本下降潛力巨大,拋物面碟式發電系統效率最高、便于模塊化部署。
3 生物質直燃與太陽能熱發電互補
生物質直燃技術與太陽能熱發電技術優缺點都很明顯,利用互補性原理,將構建聯合發電系統,使兩種清潔可再生能源發電系統轉化為穩定可靠發電系統。太陽能與生物質直燃集成互補發電系統大體可以分為三個子系統,即汽輪機發電系統、太陽能集熱轉化系統、生物質直燃鍋爐系統。在得不到太陽能輻射或輻射較微弱時,必須將太陽能集熱吸收轉化系統的供水管路切斷,使另外兩個子系統聯合運行。太陽能與生物質直燃集成時,不同方案的選取需要考慮參數匹配,選取合適的機組容量。太陽能集熱系統相當于部分鍋爐受熱面,而且能取代各抽汽加熱循環工質,基于集熱系統不同的引入位置,可以分為以下幾種情況。
3.1 鍋爐受熱面引入 因為集熱器性能限制,太陽能集熱系統可能無法將工質加熱至鍋爐出口過熱蒸汽的參數,此時可以將工質由高加引出一部分加熱至汽包壓力下的飽和蒸汽再引入至汽包,如圖2。由于投入部分太陽能熱量,生物質燃料消耗量減小,煙氣量也會相應減小,煙氣量小于某一值時,會影響鍋爐各受熱面的換熱,出現過熱器吸熱不足現象,因此在設計時要計算太陽能最高能投入的熱量。3.2 加熱器水側引入 循環工質從加熱器入口引出送入集熱系統,吸收太陽能輻射熱量,達到該級加熱器出口溫度后引回至生物質直燃熱力系統,如圖3。3.3 加熱器汽側引入 基于循環工質引出位置的考量,可采用圖4所示的兩種引出方式:①從凝結水泵出口引出;②從給水泵引出。第①中引出方式可取代任意一段抽汽,第②種引出方式必須選用減少1,2段抽汽。
綜合以上幾種選取最恰當的太陽能集熱系統和生物質直燃熱力系統集成方案。
4 未來需要解決問題
①太陽能分布區域較為集中,生物質能源分布相對分散,數據收集與整理耗時較長。②生物質直燃發電系統和太陽能熱發電系統的技術參數有待深入研究,但就現階段的技術水平來說,還沒有聯合循環發電實例電廠正式運營,系統設計有待進一步研究。③生物質的存儲與輸送問題,就現階段的儲運技術設備而言,生物質的存儲與輸送成本較高,壓縮過程能耗大,系統運行成本頗高。
5 結論
生物質直燃發電系統既清潔又高效,太陽能的開發利用也是未來能源領域的新趨勢。雖然在技術、政策和管理方面仍有很多問題有待解決,但它符合可持續發展的要求,對該系統深入研究具有重大意義。
參考文獻:
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楊文海
(南京航空航天大學國際教育學院,南京,210016)
摘要:可再生能源包括水能、生物質能、風能、太陽能、地熱能和海洋能等,資源潛力大,環境污染低,可永續利用,是有利于人
與自然和諧發展的重要能源。本文回顧了德國把發展可再生能源作為確保能源安全、能源多元化供應和替代能源的重要戰略
選擇,介紹了德國節能措施和可再生能源利用動態,期望為我國可再生能源政策制定和戰略實施提供決策參考。
關鍵詞:德國;可再生能源;扶持政策;節能措施
可再生能源的發展既是應對氣候變化、提高能源安全的重要
途徑,也是全球競爭的核心領域。德國不僅把發展可再生能源作
為確保能源安全、能源多元化供應和替代能源的重要戰略選擇,
而且也視之為減少碳排放和節約化石類燃料引起的環境問題的
重要措施。德國在太陽能、風能、生物質能、地熱能、水利發電等開
發利用方面居世界領先水平。經過多年努力,德國已經在可再生
能源領域處于世界領先地位,并極力推動該領域的技術出口。
1 德國能源政策
由于自然資源較為貧乏,德國將節約能源、提高能效奉為一
項長期堅持的基本國策。德國可再生能源位居世界第一,這與德
國政府頒布的德國以《可再生能源法》為核心,形成聯邦促進法規
體系有很大的關聯。德國以《可再生能源優先法》為主導,形成聯
邦促進法規體系。《可再生能源法》主要內容包括:以提升價格為
主,調整可再生能源補貼性價格標準;調低對新項目入網價格每
年遞減速度。新項目入網價格之所以每年遞減,其原因是隨著生
產量增加、技術進步和學習效應取得,可再生能源供應成本會下
降;對供電質量和技術要求規定獎懲機制。德國《可再生能源法》
提供的各種優惠和補貼是促進可再生能源發電量不斷增長的主
要原因。
除《可再生能源法》之外,德國主要促進和規范可再生能源發
展的法規包括:《生物質發電條例》、《能源供應電網接入法》、《能
源行業法》、《促進可再生能源生產令》、《太陽能電池府補貼規則》
等。
自2011 年6 月新的能源方案通過以來,已有約160 項具體
措施開始實施。加速電網擴建、海上風電場的建設和并網、為可再
生能源提供有效與合理的支持、建筑物節能改造以及熱電聯產等
領域都有了重要的法律基礎。政府在立法、融資和扶持等方面,創
造良好政策環境,起到了重要作用。2011 年日本福島核事故后,
德國政府進一步修正《可再生能源法》,提出了一個雄心勃勃的能
源轉型戰略目標,即:到2020 年,35% 以上的電力消費將來自可
再生能源;到2030 年,50% 以上的電力消費將來自可再生能源;
而到2050 年,80% 以上的電力消費將來自可再生能源。
在國家行動方案中,德國聯邦政府根據本國的實際情形,制
訂了一系列相配套的方案,如已經實施的可再生能源法、可再生
能源供熱法、熱電聯產法、投資激勵、電價補貼、節能標準和生物
液體燃料配額等。其中,新的國家方案強化了可再生能源對供熱
和燃料部門的貢獻,其工作重點是:包括鼓勵用戶側的可再生能
源技術,促進生物質能可持續和高能效開發利用,加快開發海上
風電等,加快智能電網建設等。正是有了比較完善的法律法規、深
入人心的環保理念、政府和企業對環保技術研發的持續投入、市
場機制對企業環保行為的調節等因素,德國走上了一條經濟發展
與環境保護和諧共存的正途。
2 德國能源利用技術
經過德國政府多年的政策扶持和企業界的共同努力,2012
年,德國可再生能源行業投資總額達到了266 億歐元。其中,約
200 億歐元, 即75% 投資于包括住宅太陽能光伏安裝項目在內
的小型可再生能源項目。可再生能源的快速發展,對于德國經濟、
產業、社會等都產生了積極而深遠的影響。
得益于能源轉型戰略,德國可再生能源發展迅速步入世界前
列,并取得喜人的成績。據統計,目前德國可再生能源發電比重由
2000 年的不足7% 上升至近25%。可再生能源已經超過核能,成為
該國第2 大電力來源。2004 年以來,德國清潔能源行業的投資
增長了122%,形成的相關產業創造了近38 萬個就業崗位。預計
到2020 年和2030 年,能源轉型計劃將分別創造50 萬和80 萬個
就業崗位。而自1990 年以來,德國溫室氣體排放已降低25.5%,
超出了《京都議定書》規定的到2012 年降低21% 的承諾。
2.1 風能
早在2002 年,德國政府就確立了海上風能利用戰略的目標:
到2030 年,海上風力發電站裝機容量達到2 萬—2.5 萬MW,計劃
在北海和波羅的海建設海上風力發電站。在啟動階段,德國政府
對這些項目的環境和生態影響進行了專門研究:如候鳥和蝙蝠
遷徙情況的調查研究,對生物群數量和鳥類棲息、海洋哺乳生物
分布情況的大面積現狀調研,并根據對幼鯨和海豹聽力的研究成
果確定海上風力發電機的噪聲許可指標。此外,還針對船舶碰撞
和海底電纜通道問題,考慮自然保護和法律方面的因素,進行海
上風力發電平臺類型優化的研究。
當前,德國投入使用的海上風電場共兩個,一個是裝機容量
為6 萬千瓦的阿爾法·文圖斯(Alpha Ventus) 風電場,另一個是
7.5 萬千瓦的巴德1 期海上風電場(BARD Offshore 1),均建在
北海。截止2012 年,德國用可再生能源生產的電力達到國家全部
能源的25% 以上。其中,大部分來自原風力發電,比例達到總能源
產量的9.2%。來自德國風能學會的專家指出,風能應該是最優質
的生態凈化能源,并要求德國各聯邦州政府大力支持風電站的建
設持。
2.2 太陽能
2004 年,總功率為5MW 的世界最大的太陽能發電站在德國
萊比錫建成、耗資2200 萬歐元,整套發電裝置有3.35 萬塊光電
池板組成,占地面積21.6hm2,可以為1800 戶住家提供生活用電。
2011 年德國光伏新增裝機7.5GW,累計裝機達到24.7GW,仍然保
持了高速發展。
在歐洲,太陽能在德國的利用率一直居于首位,太陽能普遍
應用于房頂、路燈、指示燈等設施。德國大多數工程建設單位是自
發建設并不是政府強迫所為,其主要原因除了有政府優惠政策吸
引外,更重要的是投入該項目能高效地改善生態環境,并且可以
快速地收回投資成本,取得很好的投資效益,從而形成有序的、良
性循環的建設模式。
2.3 生物質能
近年來,德國在發展生物能源上加大了力度,利用油菜籽、木
材、植物莖稈等獲取生物柴油,可使德國獲得25% 的電能和100%
的熱能。的國際化在未來逐漸關閉核電站,轉而啟用可再生能源,
主要是生物質能源。作為替代石油的戰略物資,生物質燃料也成
為世界最新關注的熱點。生物質能可直接生產出提供動力的液體
燃料,這對于解決交通能源非常重要。同時,生物質能開發已經成
為德國發展生態農業的有效措施。德國農業的發展呈現集中種植
趨勢,很少使用化肥、農藥,并以生產無公害綠色農產品為主。沼
氣發電,形成種植、養殖利用的良性循環。沼渣、沼液由大型專用
汽車運至農田,沼氣用于發電,所發的電能直接并入電網以優惠
價銷售,農場所用電能再向電力供應公司平價購買,從而在政策
上給電力公司創造了良好的發展空間。
2.4 地熱能
地熱能是來自地球深處的可再生能源,起源于地球的熔漿和
放射性物質的衰變。地熱能的利用可分為地熱發電和直接利用兩
大類。與風能相比,地熱能穩定而且可以人為調節實用。目前,地
熱能的利用在德國已經形成了一定的規模。
德國通過《可再生能源研發計劃》、《未來投資計劃》,對地熱
發電的研發和試點工作給與資助;并通過《可再生能源市場拓展
計劃》和可再生能源法》,對市場開拓予以推進支持。德國于2003
年開始地熱發電,其潛力每年約為3000 億KW·h,相當于當年德
國耗電量的60%。與其他可再生能源發電形式相比,地熱發電潛
力位居榜首。如果能解決當前存在的一些技術問題,地熱發電將
會發展成為未來可再生能源份額逐漸增加的能源系統中的核心
部分。
3 啟示與借鑒
近年來,隨著中國經濟的高速增長,能源及其安全問題已越
來越成為經濟發展無法回避的問題。隨著產業規模的不斷擴大,
我國可再生能源開發面臨的諸多問題和障礙逐漸顯現,成為制約
我國新能源產業規模化的瓶頸。借鑒德國在可再生能源領域的扶
持政策與激烈舉措,圍繞我國能源利用的實際情況,可進行可再
生能源綜合利用的戰略規劃。一要進一步完善相關法律法規與政
策體系;建議在現有《可再生能源法》、《可再生能源中長期發展
規劃》等法律法規的基礎上,盡快出臺《可再生能源法》和《可再生
能源中長期發展規劃》具體實施細則,為風電產業發展營造良好
的環境。
二是建立相對穩定的融資支持機制;德國政府運用多種激
勵措施,引導和扶持民間資本對國家可再生能源基礎設施的投
資、可再生能源技術的應用和開發,極大地促進了國家可再生能
源技術的普及推廣。我國應借鑒德國一系列做法,結合《可再生能
源中長期發展規劃》, 建立相對穩定的融資支持機制,建立相對
穩定的策性融資支持機制。
三要加大可再生能源科技創新和研發支持力度,加大資金投
入,鼓勵高校和科研機構在該領域進行重點研究,不斷提高科技
武漢凱迪電力股份有限公司(000939.SZ,下稱凱迪電力)正在進行的“華麗轉身”,在資本市場上越來越惹人注目。
2月9日,凱迪電力出售武漢東湖高新集團股份有限公司(600133.SH,下稱東湖高新)14%股權的議案在股東大會通過,這是為了剝離非核心業務,“集中精力做好生物質發電主業”。此前,旨在為即將上馬的7個生物質發電廠籌措資金的18億元非公開發行議案亦獲股東大會通過。
“凱迪電力近期的舉措,都在于進軍生物質發電領域,成為這一領域的龍頭企業。”一位電力行業資深分析師告訴《財經國家周刊》。
凱迪的四次“變身”
生物質發電是指用秸稈、林木廢棄物、城市生活垃圾等作為原料的發電方式。
如果近期出臺的增發方案順利進行,凱迪電力將成為迄今唯一以生物質發電為核心業務的上市公司。不過,轉向生物質發電領域并非凱迪電力第一次置換主業。
凱迪電力成立于1993年,核心業務為生產火力發電廠的配套設施。1999年,凱迪電力上市,其主業變更為火電廠環保脫硫工程總包,此外,水處理業務亦在公司業務中占一定比例。這可以說是凱迪電力的第一次“變身”。
從2004年起,凱迪電力開始向電力工程承包以及發電行業轉型,并于2005年3月受讓武漢藍光電力股份有限公司所持有的河南藍光環保發電有限公司55%股權。這被認為是凱迪電力的第二次“變身”。
由于發電行業壟斷性很強,凱迪電力在電力工程承包及發電行業的盈利始終十分有限。2007年3月,凱迪電力公布非公開發行預案,擬受讓股東凱迪控股旗下鄭州煤炭工業(集團)楊河煤業有限公司39.23%的股權,凱迪電力由此進入煤炭采選業,該交易最終于2008年4月完成。凱迪電力實現第三次“變身”。
時隔不過一年有余,凱迪電力再次謀求“變身”。2009年10月,凱迪電力從控股股東凱迪控股手中收購了9家生物質發電廠,其中包括18億元增發預案募集資金將投向的7個電廠。
原料難題未解
原料的成本過高,是該行業最大的瓶頸。
寶應協鑫生物質環保熱電有限公司(下稱寶應協鑫)總經理姜建華說,“原料緊張時,進廠價都超過300元一噸”,同樣的發電量,生物質原料的成本“通常比燒煤高出一倍還多”,“而且還有淡旺季,供應量不穩定”。
如何解決原料成本居高不下的難題,成為欲在該領域大展鴻圖的凱迪電力必須回答的問題。對此,凱迪電力給出的解決方案“看上去很美”。
根據凱迪電力的增發方案,公司將采取“三級燃料保障體系”。一級是培育碳薪林,二、三級是“直接與農林廠等簽訂長協+產業工人”。
根據這個體系,碳薪林將為公司提供林木廢棄物等原料。電廠則選址在具有充足生物質發電原料的林、農、牧廠附近,電廠將與這些林、農、牧廠簽訂長期收購協議,以獲得穩定的原料來源。
此外,電廠將招聘原料工人(即產業工人),把農民轉為合同工,由他們在鄉村里幫助收集農業和林業的廢棄物,每人每年收購200噸,待遇為約3萬元年薪與三險一金的福利保障。
根據長城證券的報告,凱迪電力與全國266個縣簽署了方圓80公里半徑內原料收購的排他性協議,不允許同業入內收購原料。而如果產業工人外運,則運費高昂,對他們來說不經濟,這樣,凱迪電力的收購成本則能夠保證到廠價格低于200 元/噸。
圖景雖然美妙,現實卻顯得更為嚴峻。
“合同工的招募和管理恐怕就是個大問題。”一位著名券商電力行業資深分析師認為,“僅靠合同,很難限制工人,他們還是有可能違約,或者把原料給其它電廠,或者干脆進城務工。”
一位電廠負責人對此方案算了一筆賬:“一個廠一天要將近1000噸原料,一個人一年運200噸,那要招多少人?而且,一個人一年給3萬,不就是每噸原料要付150元勞務費嗎?進廠價要低于每噸200元的話,和周圍的牧場林場簽的收購價就要低于50元一噸,可能嗎?”
上述分析師對長期收購協議的作用也不看好,他認為,“即使剛開始對方愿意接受那么低的價格,第二、第三年對方也有可能要求漲價,原料對電廠來說至關重要,對供應方來說不過就是不太多的額外收入,談判起來弱勢的肯定是電廠”。
排他性收購協議的作用亦受到一些質疑。專門從事生物質能源研究的丹麥創新中心研究員朱斌認為,發電只是生物質能源綜合利用的一種形式,除此之外,生物質還有造紙、做飼料、生產燃料乙醇等多種用途,而焚燒發電,可能是其中成本最高、利用效率最低的方式。對此,河北建投生物的總經理陳國剛也表示認同,“其他綜合利用的方式成熟了,同樣會與電廠爭奪原料,抬高原料價格。”
寄望政策扶持
生物質發電行業目前的盈利狀況普遍堪憂。寶應協鑫總經理姜建華說,“目前江蘇投產的生物質電廠普遍是虧損的,最好的也不過是微利。”
中國資源綜合利用協會可再生能源委員會CDM主管王衛權向《財經國家周刊》表示,生物質發電目前技術比較成熟的只有秸稈焚燒發電,盈利情況尚且不佳,其他的諸如垃圾焚燒發電、廢棄物氣化發電都還在實驗階段,技術上都還未成熟,更不要說盈利了。
“政策扶持是決定因素。”國信證券電力行業資深分析師徐穎真評論說。
生物質發電能夠有效解決如何處理廢棄物及垃圾的問題,對解決三農問題亦頗有助益。根據寶應協鑫總經理姜建華的估算,一個中等規模發電廠能為當地創造廢棄物收集經紀人、加工工人、運輸司機、電廠工人等將近2000個就業崗位。
根據已頒布的國家政策法規,生物質發電企業所獲優惠包括發電量全額上網、0.35元/度的電價補貼以及增值稅即征即退等。地方政府則有“廢棄作物禁燒令”、“以秸稈換液化氣”等舉措鼓勵農民將秸稈等生物質原料運送至電廠。
對于能夠穩定發電的電廠,聯合國清潔能源發展機制(CDM)的碳減排量(CER)補貼也是一筆不菲的收入。
根據CDM,利用清潔能源發電所產生的二氧化碳排放量少于傳統的火力發電,這部分減少的碳排放量可獲得補貼。目前山東單縣、河北晉州與江蘇宿遷三個生物質發電企業已獲得這種補貼,數額在18-120萬歐元不等。
“這么多的補貼和扶持政策,技術成熟、管理水平較好的企業已經開始盈利。”徐穎真認為。
無論是凱迪電力的增發預案,還是長城證券的研究報告,都將國家政策扶持與預期CDM補貼,作為看好生物質發電未來盈利能力的最重要理由。
隨著經濟的發展,各種企業對于能源的需求越來越大,大量的開采不可再生能源造成了全世界性質的能源緊缺,并且大量的燃煤等能源方式造成了嚴重的空氣環境問題,嚴重的影響了人們的正常生活,這種情況下對于低碳環保的理念不斷的宣傳和提高,人類對于能源的探索更多的傾向于可再生綠色能源,更好的保證能源供應和綠色環保,這種形勢下就極大的推動了新能源的發展。除了節能之外,電力應用中新能源的開發和使用也是一個重要的發展方向。
1 電力節能技術的應用
國家出臺相關政策,積極拓展電能替代領域,擴大替代成果,在東北地區率先將熱泵技術應用作為推動社會節能的能效管理重點項目,為項目提供專項扶持基金和優惠電價政策等專項服務。通過特別流轉金和專項補助的形式,鼓勵企業采用先進節能技術,改進生產工藝,提高電力使用效率。 目前我國的電力系統節能已經取得了相當可觀的成果。
1.1 回轉式空氣預熱器柔性密封技術 “回轉式空氣預熱器柔性密封技術”為入選國家發展改革委《國家重點節能技術推廣目錄》的節能技術,其針對于空預器漏風和堵灰兩大難題提出的解決措施,可以有效解決回轉式空預器的運行問題,使空預器長期處于高效穩定的運行狀態,明顯提高機組運行的經濟性和安全性,從而達到節能減排的效果。“徑流式濕式電除塵器技術”與傳統濕式除塵相比除塵效率高達90%以上,運行電耗、水耗及阻力小,節能減排效果顯著。
1.2 壓縮空氣系統節能改造項目 該項目將高載能生產車間原有的壓縮空氣系統加裝了空壓機房節能監控系統,解決了車間末端用氣波動且離心機調節能力弱的難題,實現了動態補償用氣,提高了部分電解車間用氣端的用氣效率,實現了各車間用氣流量的全可控,降低了空壓機群的總能耗。此項改造節能率超過20%,年節電約316萬千瓦時,折合標準煤1137.6噸、減排二氧化碳2980.6噸。
1.3 其他 洛陽隆華傳熱節能股份有限公司“電力尖峰冷卻技術”針對火電尖峰冷卻問題提供專項解決方案。重慶富氧科技股份有限公司“富氧燃燒技術”、普瑞森能源集團公司“電廠凝汽器蒸汽噴射器抽真空系統”、國電科學研究院“低位能分級混合加熱供暖技術”、宜興亨達竹格填料有限公司“火力發電冷卻塔竹制淋水填料技術”等。這些技術及其實際應用案例對于引導用戶采用節能技術、促進火電行業節能減排技術進步具有重要的借鑒意義。
2 電力新能源的現狀及發展
2.1 太陽能 太陽能是目前來說應用最廣泛的新能源,太陽能具有取之不盡和容易收集等特點,只要有足夠的空間和合理的裝置就能夠進行太陽能的應用,目前我國的太陽能熱水器生產應用排行世界第一,已經實現了商業化,對于我國來說更多的需要考慮建筑中太陽能的利用,在建筑設計時充分利用太陽能,從美觀和技術方面綜合考慮,我國對于太陽能的重視會使得太陽能利用在建筑上的應用發展較快,更好的提供能源保障,但是同樣太陽能發電的前期投入較高,推廣普及需要政府的大力支持。我國的太陽能電池板的生產在世界水平上總體較高,隨著太陽能科技利用的不斷發展,硅材料等太陽能利用材料有可能出現降低等現象,光電元件的效率更高,成本越來越低,這就需要我們在太陽能的發展中從技術方面不斷進行突破,保障高效、低價,提高競爭力,保證能源的供應,降低污染問題。
2.2 風能 目前,從可再生能源發電成本來看,風力發電成本在可再生能源中最具性價比。相較于傳統能源發電,目前全球部分地區陸上風電已經具備較好競爭力。對于我國掛檔加速的風電產業,如果要實現2020年,中國非化石能源占一次能源消費比重達到15%的目標,大力發展風電是毫無疑問的。目前就陸上風電開發成本來說,全球陸上風電平均度電成本降至約83美元/兆瓦時。而部分地區煤炭和天然氣發電成本不降反升。隨著風電技術進步和發展規模擴大,以及煤電成本的增加,未來風電競爭力將進一步增加,預計在2020年前后中國陸地風電成本將達到與煤電持平的水平。但在發展中我們要注意的是從風電場選址上需從宏觀和微觀角度著手考慮,做好當地風資源評估等前期工作。其次,在建設階段需考慮如何降低設備采購成本以及接下來運行維護成本。
此外,現在我國風電行業的主力是國企,強調最多的是社會責任,任何企業想要可持續發展必須要有合理利潤,持續降低風電的全生命周期成本是風電產業健康發展且提升競爭力的必由之路。
2.3 核能 目前來說核電常用的為核裂變,雖然核聚變釋放的能量要遠遠大于核裂變,但是技術存在一定的問題還未能真正投入使用,我國的核電經過了一段時間的發展取得了一定成就,但發展速度并不夠快,核電是高新技術,需要高科技和人才的支持,對操作人員的要求較高,所以核電的發展必須從人才的培養方面著手,綜合推進,才能夠保障核電技術的可靠、平穩、快速的發展。
2.4 生物質能 對于生物質能的利用我國進行了深入的研究,由于我國農業的比重,我國的生物質能發展潛力很大,對于生物質能的應用分成了兩派,一派不能接受糧食作為燃料,但是隨著技術的不斷改進,目前采用纖維素制作燃料已經投入了不斷的試驗和發展。但是生物質能的應用仍舊存在一定的問題,例如運輸和收集的成本問題,從各個偏遠地區收集秸稈就造成了更多的人力和機械的投入,收集半徑太大就會對經濟效益造成影響,小規模的收購又很難保證能源的供應,這就對生物質能能源的發展造成了影響。需要我們不斷的采取新的科技手段,更好的利用生物質能。
【關鍵詞】建筑節能;經濟效益;節能
0.引言
目前,資源問題已成為全球性問題。建筑能耗在社會總能耗中比例很大,是解決資源問題的關鍵入口。因此,建筑領域工作者應將建筑節能意識貫穿于建筑工程的所有階段,并在實際的規劃、設計、新建、改建和使用等過程中嚴格執行建筑節能標準,盡量使用新型建筑材料以及建筑節能新技術、新工藝等,以此提升建筑圍護結構的保溫隔熱性能和能耗系統效率,從而真正做到建筑節能與環境保護共存,實現大眾積極參與的“節能行動”氛圍。
1.建筑節能的主要技術措施
1.1改進和探索建筑節能設計方法
(1)建筑體形。在實際建筑設計過程中,要充分結合建筑所在地區的氣候特點和場地條件,綜合考慮建筑體形,以此進行合理設計。設計時,盡量減小建筑形體系數,以更好體現建筑節能效果。
(2)建筑物朝向。建筑朝向對建筑的采光及隔熱效果有直接的影響。通常,將建筑物設計為坐北朝南能夠有效避免太陽地直接照射。在設計時,在加入一定的遮光措施,能夠將建筑物的隔熱效果發揮得淋漓盡致。
(3)建筑平面布置。綜合考慮樓間距和通風條件,合理布置建筑平面,同時要合理考慮建筑房間內的采光和自然通風效果。提高建筑的采光效果及自然通風效果,可減少人工照明以及溫度調節所帶來的電耗。
(4)建筑門窗。建筑門窗容易受外界陽光照射以及溫度侵入。因此,在節能建筑設計時,應著重減少單側墻立面的門窗面積。在充分考慮建筑采光和景觀等要求基礎上,控制門窗面積是實現建筑節能設計重要途徑之一。同時,還需注意門窗氣密性和水密性要求。
(5)建筑墻體。由于建筑墻體體量巨大,因此,其也是建筑節能的重要方面。通常采用空心砌塊磚、夾氣混凝土磚和各種夾芯及復合墻體材料等。
(6)建筑屋頂。建筑屋頂處于建筑物的最高處,直接受陽光照射。因此,在設計時,可選擇隔熱型屋頂材料,還可設計建筑空間,設置隔熱層或設備間等,從而減少房屋傳熱對住宅內部的影響。
1.2重視新能源在設計中的應用
新能源應用于建設節能設計是未來建筑發展的方向,因此在建筑設計時應注意引入新能源,轉變傳統能源的消費習慣。生物質能、太陽能、地熱資源以及風能等均是未來能源應用的發展趨勢。生物質能的利用方式主要是將生物質能轉化為清潔能源,替代傳統的煤和石油等;太陽能應用則需綜合考慮經濟、環境、人文等因素,注重太陽能與建筑設計的一體化;地熱能源是將深層地熱資源和地面的室內溫度通過機組進行交換,因此實現夏季制冷、冬季制熱的效果,這也是未來建筑節能發展的方式;風能取之不盡、用之不竭,對生態環境不存在任何影響。
1.3重視新材料、技術在節能建筑中的應用
(1)發泡水泥。發泡水泥有特殊的內部結構,能夠有效地阻止外部冷空氣進入室內,從而提高了墻體的保溫效果,這種新材料已成為國家大力推廣的新型墻體材料。
(2)墻體復合保溫技術。墻體復合保溫通常是在墻體的內、中、外附加保溫層,以提升墻體的保溫效果。
2.節能建筑經濟效益的實例分析
2.1節能方案
3.結束語
雖然在初期節能型建筑的投資較大,但是從長遠看,其節能經濟效益能夠補償初期的投入,能夠完全達到建筑節能的標注。因此,發展節能建筑而產生的經濟效益是非常誘人的,但是其持續健康發展,還需要政府的大力扶持,制定適當的鼓勵政策,以推動建筑節能事業又好又快地發展。 [科]
【參考文獻】
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[3]孫西京,李妍.推進陜西建筑節能減排,實現經濟社會的可持續性發展[J].陜西建筑,2009(03).
眾所周知,煤炭是全球人類賴以生存的基礎能源之一,對推動社會經濟的發展和生產力的進步作出了不可替代的貢獻,在全球能源結構中占有重要地位。
就我國而言,長期以來,煤炭一直占我國能源生產和消費總量的70%左右。據中國煤炭工業協會統計,2005年全國煤炭消耗量就高達20.44億噸,而且隨著經濟的飛速發展,能源消費也正以每年15%的速度迅速增長。然而人類目前所面臨的一次次的能源危機和環境危機又在不斷的提醒我們,過度開采帶來的不僅僅是資源的減少,而且對人類生存的環境也是巨大的破壞。現實是嚴峻而殘酷的,而更主要的是,天然原煤是不可再生、無法循環的,研發新的可再生能源,從而更加科學合理地利用能源是大自然向人類提出的一項重大課題,并亟待解決……
敢為人先 開發新型能源
我國是世界農業大國,每年大約有7億多噸秸稈,每到夏秋收獲季節,農村的秸稈堆積如山,有的大量被焚燒掉,不僅造成能源浪費,而且還會造成嚴重的空氣污染。那么,如何將這些廢棄的農作物秸稈轉化成方便清潔的新能源呢?
“中國環保產業協會”會員單位―― 河南華冠新能源科技有限公司,成立了以總經理祝曉(市人大代表)為核心的植物速生煤課題研究小組,他們經過了幾年的技術攻關,終于在生物質能源開發領域取得了突破性進展:通過現代工藝,可將玉米秸稈、棉花桿、小麥秸稈和稻殼等秸稈以及薪柴(如樹枝、木材加工后的邊角余料等),在短時間內迅速炭化成植物速生煤――“秸稈煤”。該煤可廣泛適合于民用和工業用煤,并可與優質焦炭相媲美。而且生產成本特別低,每炭化一噸秸稈的成本還不到2元錢,而每噸原料可炭化出炭粉400―500公斤。炭粉可制成木炭、生活用煤等,同時也可制成蜂窩煤(每塊成本在8分錢左右),一塊煤即可保持燃燒90分鐘左右的強勁火焰。
業內專家認為:“這是可再生能源研究開發領域的一項重大突破,無疑是相當于開發了一座取之不盡的可再生循環的綠色煤田。植物速生煤與原煤相比更易于投資辦廠,并可獲得巨大利潤,具有不可估量的市場前景和深遠的社會意義。”
而筆者則要說:“是華冠人敢為人先、誓為人先,用智慧將腐朽化為了神奇,開發出了利國利民的新型能源。華冠公司的這一重大科研成果的成功研發不僅解決了現有農村能源問題,而且使農村資源得到了科學有效的利用,使農村人居環境、村容村貌得到了空前改觀,有力地促進了社會主義新農村建設!”
現在,華冠人可以驕傲地向全世界宣布:“煤炭是可以再生的!”
綠色能源 成就朝陽產業
能源產業歷來是一個國家長期發展戰略的重中之重,而在全球能源需求越來越大的今天,作為新生綠色能源的“生物質能源”,其產業化開發必將成為能源可持續發展的新動力。
面對現實,目前對于我國鄉鎮居民來說,在煤炭及天燃氣、石油等其它能源價格不斷上漲的今天,植物速生煤――“秸稈煤”技術的研制成功無疑是雪中送炭。小的方面講:既可有效利用農村廢棄資源,減少農村環境污染,又可降低農村家庭的燃煤開支,從而增加農民收入;既為長期以來農村廢棄秸稈的歷史遺留問題提供了一條絕佳解決方案,也為廣大鄉鎮居民帶來了巨大的財富商機。大的方面講:在社會主義新農村建設中合理開發利用可再生能源,不僅可以減緩我國當前的能源緊張局面,減輕國家和各級政府對于生態保護和環境污染相應投入的壓力,而且可以大大改善我們人類自己的生存環境,提高生活質量,促進城鄉協調,實現社會經濟的可持續發展。
植物速生煤生產技術在得到了國家各級權威部門的檢測認證后,華冠公司便馬上立項,并以火力強勁的植物速生煤――“秸稈生物質蜂窩煤”為主打產品開始投產。
“秸稈生物質蜂窩煤”從根本上克服了傳統蜂窩煤普遍存在的上火慢,火苗低、燒不透、易滅火、封火時間短、煤氣重、易中毒、費用大等缺點,產品易燃(報紙即可引燃)、無煙、無異味,燃燒充分、火力猛、發熱量大。經對比試驗,同樣大小(120×80mm)的成型蜂窩煤,植物速生蜂窩煤比普通蜂窩煤多燒3kg左右開水,耗時縮短四分之一以上,而其成本則還不到普通蜂窩煤的一半,且燒掉后的殘渣富含鉀、鎂、磷和鈣等物質,可以全部作為肥料還田,來補充土壤養份,一舉多得,真正意義上實現了資源的充分利用。
不言而喻,植物速生煤――“秸稈生物質蜂窩煤”這項新技術在農村有著廣闊的市場。而且近年來,為緩解能源日益短缺我國各級政府也制定了一系列鼓勵資源再利用、支持開發新能源的相關扶植政策。我們相信,在這樣一個十分有利的大的經濟環境的呵護下,植物速生煤這項新生能源產業必將取代原有的能源產業,從而使人類迎來一個嶄新的自給自足型的綠色能源時代!
這也進一步證實了,開發利用新的可再生能源無疑是前景光明的朝陽產業!
后記:
華冠公司作為高新技術企業,始終堅持以保護環境,節約能源,造福人類為己任,在新一輪產業升級、搶占市場商機中,華冠人推出的“秸稈煤”技術無疑是博得了頭籌,并走在了行業前沿。公司總經理祝曉表示:為充分利用農作物秸稈,保護生態環境,促進農民增收,節約農民生活用能支出,我們會加快推廣這一造福于民的好產品使其早日走進千家萬戶,為建設資源節約型、環境友好型的社會主義新農村添熱增光!
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生物質能又稱“綠色能源”,是指通過植物的光合作用而將太陽輻射的能量以一種生物質形式固定下來的能源,是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源。據統計,全世界每年通過光合作用生成的生物質能源約50億噸,相當于世界主要燃料消耗的10倍。
公司可為投資商提供原料配方及全套技術,僅收4800元。同時為保障接產方利益,本技術在各市、縣只轉讓一家。市人大代表總經理祝曉鄭重承諾:該技術包教包會,如技術失真,賠償往返費用。
地址:河南省襄城縣南環路東300米
官方網站:省略