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生物质颗粒会被禁吗?
浏览: 发布日期:2020-12-25
生物质颗粒会被禁吗?
 
党的十八届五中全会提出“加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能,安全高效发展核电”。其中,生物质能是以农林等有机废弃物和种植在边缘土地上的能源植物为原料生产的绿色能源。生物质能源资源丰富、可再生、清洁环保、低碳排放、储运方便,与农业、农村和农民关系密切。在我国,大力发展生物质能源意义重大。
 
第一,生物质能具有优异的环境和经济效益。
 
露天焚烧秸秆屡禁不止,成为当今雾霾的主要季节性来源之一;畜禽粪便的过量排放已成为水和大气的重要污染源;大量的森林采伐、制材、加工剩余物堆积,成为森林火灾和病虫害的隐患??生物质产业可以在无害化和资源化利用的过程中,将这些有机“废物”和“污染源”转化为高端绿色能源和材料,为现代农业开辟新天地,增加农民收入。
 
今天的环保重点是减排和消除霾。与燃煤发电相比,生物质发电具有明显的优势。生物质固体燃料灰分和硫分低,氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳和烟尘颗粒的排放量远低于燃煤发电。据统计,截至2013年底,全国已有28个省、市、自治区开发了生物质发电项目,累计核准装机容量12000兆瓦,并网发电356亿千瓦时。生物质发电集中在我国农业和经济发达的东部地区,江苏、山东、广东、浙江等省的上网电量占全国的48%。
 
我国20吨以下的中小型燃煤锅炉50多万台,减排和控制霾的难度很大。它们难以清洁和燃烧,高度分散在城镇,体积小而大,消耗2.7亿吨标准煤,排放烟尘60万吨,二氧化硫226万吨,氮氧化物100万吨。煤改气当然好,但是气源极其稀缺,成本高。如果把这些锅炉改装成使用生物质成型燃料,那就会呈现出另一种景象。生物质成型燃料加热排放的烟尘、二氧化硫和氮氧化物与天然气排放标准基本相同。虽然取暖费比现在的煤略高,但也只是天然气的60%,重油的70%。同时,使用成型燃料取暖也可以消耗一千万吨农作物秸秆,创造许多就业机会,增加农民收入。
 
高含水量的有机污染源,如畜禽粪便、有机废水、加工业废渣等是环境保护的重点,最好的办法是通过沼气将污染转化为能源。沼气在厌氧条件下被微生物无害化,产生的沼气含有约60%的甲烷,也可净化成甲烷含量高达80%或更高、质量与普通天然气相同的生物天然气(BNG)。
 
生物天然气可以纳入普通天然气管网,也可以产生压缩汽车燃料。根据相关数据,每立方米生物天然气可以比1升汽油多开15%的里程,价格仅为汽油的85%-90%;尾气中有害气体的排放量仅为汽油的10%-50%。2012年,欧洲有13,800多家沼气厂,生产约140亿立方米的沼气。从1999年到2009年的十年间,德国沼气厂的数量从850个增加到4,780个,装机容量从49兆瓦增加到1,600兆瓦,超过了水力发电。
 
我国一直非常重视发展农村户用沼气,近几年才开始推进沼气产业化。2011年3月,以淀粉厂高浓度有机废水为原料,在广西完成了国内首个日产万立方米以上的沼气生产。北京的德清源和山东的民和两个大农场,每天分别生产2万立方米和3万立方米的沼气。河南天冠酒精厂日产沼气30万立方米,主要用于农村取暖。2015年,环境保护部和国家能源局联合开展内蒙古生物天然气示范区建设。中国生物天然气迎来了发展的春天。
 
根据中国工程院2014年的数据,2009年我国规模化畜禽养殖排放的粪便总量约为8.37亿吨,沼气生产潜力为470亿立方米。如果秸秆等有机废弃物按1:2的比例添加,每年将有超过1000亿立方米的生物天然气生产潜力,相当于2018年从俄罗斯进口天然气量的三倍。
 
此外,生物质能源品种的生产和消费过程是低碳的,沼气和生物天然气的生产过程是负碳的,可以最大限度地使植物养分回归土壤,变废为宝,同时解决农民能源消耗和收入增加的问题。
 
第二,技术突破推动生物质能重获活力。
 
水能、风能、太阳能甚至核能只能产生电和热产品,而生物质不仅产生电和热,还具有固体、气体和液体三态绿色能源、绿色材料和有机化工产品。大多数石化产品可以被生物基原料所替代。在化石能源的替代中,液体清洁燃料仍然占主导地位。20世纪70年代全球石油危机期间,美国、欧洲和巴西为了寻找替代能源,率先开发了以玉米和甘蔗为原料的燃料乙醇,现在全球年产量达到8000万吨。然而,随着生产规模的扩大,生产规模与粮食供给之间的矛盾加深,这在2008年全球粮食危机中受到质疑。
 
随后,美国、欧洲等国家开始研究用酶法由生物质纤维素生产纤维素乙醇,但生产成本达不到商业化要求。近年来,热化学方法取得了重要进展,即以木质纤维素为原料合成高质量的烃产品,如生物燃料、航空煤油和润滑油以及天然气。该方法极大地拓展了生物质能源的原料来源,降低了原料成本,避免了原料限制和燃料乙醇混合比小(10%)的限制,是生物质科技史上的里程碑式革命。令人兴奋的是,我们现有的企业在这项技术创新的制高点上走在了世界的前列。
 
武汉阳光凯蒂新能源集团有限公司是一条以木质纤维素为原料的高端生物燃料示范生产线,已连续运行三年,另有两座年产30万吨的生产工厂正在建设中,技术水平居世界前列。此外,内蒙古金角集团成功将木质纤维素转化为乙酰丙酸等重要平台化合物中间体,可用于衍生生物柴油、汽油、航空煤油等高端生物液体燃料,并联产多种生物基精细化工产品。2009年和2012年,分别建成年产10万吨和8万吨的两座生产工厂。该项目投资少,加工工序简单,绿色生产工艺,在国内属首创。
 
随着上述两项技术的突破,非粮木质纤维素可以替代淀粉和石油作为原料生产高端生物液体燃料,从而使我国大片没有经济产出的边际土地成为生物质油气田。根据国土资源部2014年县级土地调查数据,我国有1.6553亿公顷适宜林草的边缘土地。换句话说,这是一个取之不尽、用之不竭的绿色油气田,比中国的耕地总面积还大。
 
这两项技术突破的环保意义在于热化学方法合成的生物燃料具有突出的减排和抑制霾功能。美国学者于20世纪80年代开始研究柴油增氧添加剂,并证明在普通柴油中添加15%-20%的乙酰丙酸酯可以减少尾气中50%-60%的烟粒。但由于乙酰丙酸酯主要由葡萄糖或石油基产品生产,量少价高,至今未得到广泛应用。目前,我国在这项技术上取得了突破性进展,已经能够大批量、低价地与普通柴油进行任意比例的混合。这一成果在北京柴油车试验中对改善排气污染有很好的效果,应得到广泛应用。
 
根据国际能源组织2012年报告,生物质能是全球第四大能源,占全球可再生能源消耗的78%;为了实现到2020年大气温升控制在2℃的目标,生物燃料的产量要增加1倍以上,先进的生物燃料要达到目前产量的6倍。在我国推进绿色发展的背景下,生物质能的开发利用可以说是大有可为!所以生物质颗粒不仅不会被禁止,还会被大力推广应用。