河南省生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿澳J秸雇?/h1>
當今化石能源短缺,我國原油進口對外依存度遠超國際警戒線,環(huán)境污染不斷加重,積極尋找并發(fā)展低碳清潔的可再生能源成為社會發(fā)展總趨勢。作為可再生能源體系中第四大能源體的生物質(zhì)能是可再生能源中唯一可直接轉(zhuǎn)化為氣體燃料、液體燃料、固體燃料及化學品的能源,同時可以提供熱量和發(fā)電,其技術(shù)的突破對保障能源安全、減輕環(huán)境污染意義重大。河南省是農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)林剩余物儲量大,生物質(zhì)資源豐富,發(fā)展生物質(zhì)能有很大的潛力和優(yōu)勢。本文分析了河南省生物質(zhì)能源現(xiàn)狀、技術(shù)現(xiàn)狀和政策現(xiàn)狀,闡述了河南省生物質(zhì)能發(fā)展的綜合效益,凝練了河南省生物質(zhì)能源清潔高效發(fā)展模式,可為中部地區(qū)及全國的生物質(zhì)能源高效發(fā)展提供借鑒。
一 河南省生物質(zhì)能源概況
(一)河南省生物質(zhì)資源現(xiàn)狀
河南省是人口大省、農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)剩余物豐富,資源量全國第一,每年秸稈總量為8000多萬噸,約占全國總量的10%,河南省農(nóng)作物秸稈資源總蘊藏量為897億噸,農(nóng)作物秸稈分布不均勻,各地市農(nóng)作物秸稈的能源密度也各不相同,其平均值為130噸/平方千米?!逗幽霞Z食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃》提出到2020年河南糧食產(chǎn)量將達到1300億斤,全省秸稈總量將達到9446萬噸。河南省林業(yè)廢棄物資源量充足,初步測算,河南省每年林業(yè)“三剩物”(采伐剩余物、造材剩余物、木材加工剩余物)總量約為300萬噸。全省能源林基地潛力巨大,荒山、荒坡、灘涂等宜林面積廣闊,總量達到1084萬畝。根據(jù)《河南省林業(yè)生態(tài)省發(fā)展規(guī)劃》和河南省林業(yè)廳能源林建設(shè)規(guī)劃,2020年規(guī)劃建設(shè)能源林780萬畝。全省生物質(zhì)能資源合計約380萬噸標準煤,可充分發(fā)揮河南省農(nóng)作物秸稈資源豐富的優(yōu)勢。
河南省農(nóng)作物秸稈總體上分布不均(見圖1),從地域分布上看,南陽、周口、駐馬店的秸稈生物質(zhì)能蘊藏潛力量較大,三地的總數(shù)占到全省的35.3%,其次是信陽、商丘、新鄉(xiāng)、安陽和開封等地;濟源、三門峽和鶴壁為分布最少的地區(qū)。

圖1 河南省生物質(zhì)資源分布
(二)河南省生物質(zhì)能利用技術(shù)現(xiàn)狀
河南省生物質(zhì)能利用技術(shù)及規(guī)模水平方面基本走在了全國的前列,河南省建立發(fā)展了一批在生物質(zhì)能源研發(fā)方面具有較強實力的科研機構(gòu)和高校,從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的企業(yè)上百家,生物質(zhì)能產(chǎn)品總產(chǎn)值超過100億元,折合標煤達420多萬噸。目前,生物質(zhì)能利用技術(shù)及規(guī)模水平方面達到國內(nèi)先進水平,其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國內(nèi)領(lǐng)先地位,為河南生物質(zhì)能源規(guī)模化利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及河南生態(tài)文明建設(shè)提供了重要的技術(shù)支撐。
固體成型燃料技術(shù):秸稈等松散的農(nóng)林廢棄物在一定的溫度、濕度和壓力條件下,擠壓出具有一定形狀、較大密度的成型燃料,一般分為顆粒狀、塊狀和棒狀三類。固體成型燃料具有成本低、燃燒性能好、能效高、便于儲存和運輸?shù)葍?yōu)點,可用于冬季供熱采暖,替代燃煤燃油燃氣工業(yè)鍋爐,采用固體成型燃料替代煤炭,能夠減少污染,降低企業(yè)生產(chǎn)成本。近年來,以河南省生物質(zhì)能源重點實驗室為依托發(fā)展的生物質(zhì)固體成型燃料的發(fā)展起到很好的推動作用,目前該實驗室在生物質(zhì)致密成型燃料技術(shù)方面,深入研究了生物質(zhì)成型壓縮過程中的機理,為降低能耗和提升效率尋找進一步的突破。
生物質(zhì)液體燃料技術(shù):生物質(zhì)通過熱解、裂解、液化、水(醇)解、發(fā)酵等技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為液體燃料生物油,生物油經(jīng)進一步的加氫脫氧提質(zhì)可以制備生物柴油,可以替代由化石能源制取的汽柴油,是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。近年來,河南省在生物質(zhì)液體燃料發(fā)展上取得了可喜的成績,以河南省生物質(zhì)能源重點實驗室為依托發(fā)展了生物質(zhì)水解制備液體燃料技術(shù),已形成示范技術(shù),為河南省大力發(fā)展液體燃料技術(shù)提供了技術(shù)支撐。此外,南陽天冠30萬噸燃料乙醇生產(chǎn)線,為我國化石能源的替代做出突出貢獻,也可提供穩(wěn)定的燃料乙醇的供應(yīng),從而有力地保障車用乙醇汽油試點工作。
生物質(zhì)氣化技術(shù):生物質(zhì)氣化技術(shù)包括生物沼氣、生物質(zhì)氣化制氣、生物質(zhì)粗合成氣重整、生物質(zhì)合成氣以及生物質(zhì)合成氣制備低碳醇醚等技術(shù),其中鄭州大學、河南農(nóng)業(yè)大學等高校在生物質(zhì)氣化技術(shù)研發(fā)方面不斷研究,取得了一定的突破,為河南省大力發(fā)展生物質(zhì)氣化技術(shù)打下了堅實的基礎(chǔ)。
(三)河南省生物質(zhì)能源政策現(xiàn)狀
河南省政府一直將生物質(zhì)能作為全省能源戰(zhàn)略的一個重要組成部分,農(nóng)村能源政策不僅可以改善農(nóng)村環(huán)境,提高農(nóng)民的生活質(zhì)量,有效緩解能源供應(yīng)壓力,優(yōu)化全省能源結(jié)構(gòu),也為生態(tài)文明建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。2010年4月1日實施的修正后的《中華人民共和國可再生能源法》對保障性收購、資金支持等可再生能源發(fā)展中的熱點問題作出了明確規(guī)定,有利于沼氣和秸稈發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模推廣。在《中華人民共和國可再生能源法》的框架下,河南省發(fā)展和改革委員會等有關(guān)部門相繼制定了《生物質(zhì)能的中長期發(fā)展的總量目標》,并為貫徹2015年2月16日發(fā)布的《河南省2015年度藍天工程實施方案》,改善大氣環(huán)境質(zhì)量,推進生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用,省財政廳通過各級財政部門在生物質(zhì)能領(lǐng)域開展清潔發(fā)展委托貸款業(yè)務(wù)。生物質(zhì)液體燃料和生物質(zhì)發(fā)電等生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)可以提供一般不超過3年的貸款支持,但有些項目,如投資回收期長或公益性項目,貸款期限可適當延長到5年,且貸款利率下浮15%。將配額制政策引入生物質(zhì)液體燃料和發(fā)電項目中,逐步實施政府管制下的市場機制,增加石油企業(yè)和電力企業(yè)中生物質(zhì)能源的供應(yīng),為生物質(zhì)能源的大規(guī)模利用創(chuàng)造條件。
二 河南省生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿Ψ治?/p>
河南省生物質(zhì)資源豐富,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿?,尤其是在企業(yè)增效、農(nóng)民創(chuàng)收、節(jié)能減排、散煤替代、就業(yè)拉動、生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護方面意義重大。本部分從案例出發(fā),重點對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生產(chǎn)效益潛力、燃料利用潛力和綜合效率潛力進行剖析。
(一)生產(chǎn)效益潛力
以生物質(zhì)固體成型燃料為例,生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)企業(yè),在企業(yè)創(chuàng)收、拉動附近農(nóng)民就業(yè)、散煤替代和溫室氣體減排等方面意義重大。例如,河南汝州建立了年產(chǎn)量達5萬噸生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)基地,每年為企業(yè)增加凈收入達400多萬元,年替代標煤2.5萬噸,減少溫室氣體排放5.5萬噸、二氧化硫排放500噸;同時,消耗的秸稈每年為當?shù)剞r(nóng)民增收1000多萬元,解決勞動就業(yè)300多人。該基地促進了秸稈等生物質(zhì)能源的規(guī)?;?,對促進生態(tài)文明建設(shè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、建設(shè)美麗鄉(xiāng)村具有重要的意義,社會、生態(tài)效益巨大(見圖2)。

圖2 河南汝州生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)基地
(二)燃料利用潛力
生物質(zhì)制備液體燃料發(fā)展空間大,尤其是我國E10乙醇汽油到2020年全覆蓋目標的提出,對乙醇等液體燃料的需求增大。發(fā)展非糧乙醇(如秸稈乙醇),一方面可有效解決秸稈露天焚燒帶來的環(huán)境污染難題,另一方面可以有效緩解糧食乙醇與人爭糧的困境。以河南天冠為例,河南天冠建成了國內(nèi)首個15萬噸秸稈乙醇示范區(qū),建成了國內(nèi)首個纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)示范生產(chǎn)線,成功構(gòu)建了纖維素乙醇原料保障體系,填補了我國纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化工藝與設(shè)備的研發(fā)空白,創(chuàng)建了基于纖維素乙醇的生物質(zhì)能源與農(nóng)業(yè)融合新模式,實現(xiàn)了秸稈發(fā)電、秸稈沼氣、秸稈乙醇和秸稈還田的綜合效益,極大地促進了“三化”的協(xié)調(diào)科學發(fā)展,也為我國的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和新農(nóng)村建設(shè)提供了一個優(yōu)秀模式。目前,纖維素乙醇整體技術(shù)水平國際先進,經(jīng)濟成本基本與糧食乙醇持平,即將在全省推廣,進而輻射全國。
纖維素乙醇技術(shù)的突破及其產(chǎn)業(yè)化運行,彌補了利用非糧原料制取液體燃料的空白,可以有效替代化石能源,且生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能、減排等綜合效應(yīng)顯著。
(三)綜合效益潛力
每年如果把河南省的2000萬噸秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物用作生物質(zhì)能源,可為當?shù)剞r(nóng)民增收40億元,覆蓋農(nóng)民1000多萬人,人均增收約400元,可滿足5萬~10萬人就業(yè),對農(nóng)業(yè)大省經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變起到積極的作用。生物質(zhì)的能源規(guī)?;茫哂须p向清潔作用,以秸稈為例,如果不被利用就難免被就地焚燒,隨意焚燒時會釋放大量的二氧化碳,導致大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物3項污染指數(shù)明顯升高,還會引起非常明顯的霧霾現(xiàn)象,危害人體健康,影響航空、高速等的正常運營,2000萬噸的秸稈可替代標準煤約1000萬噸,減排二氧化碳2600萬噸,減排二氧化硫20萬噸。這些農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源,一方面大大緩解了農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)隨意焚燒帶來的空氣污染,另一方面替代了化石能源,起到節(jié)能減排的作用。農(nóng)業(yè)廢物資源的能源化利用促進其規(guī)?;?,對促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義(見表1)。

表1 河南省生物質(zhì)能源發(fā)展綜合效益分析
三 河南省生物質(zhì)能源清潔高效發(fā)展模式
(一)“秸-收-儲-運”全產(chǎn)業(yè)鏈模式
農(nóng)業(yè)廢棄物是木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)最重要的組成部分,河南省農(nóng)業(yè)廢棄物資源量豐富,是一筆巨大的可再生資源,把大量的農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為液體燃料及高值化學品是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的核心技術(shù),也是河南能源革命和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵因素。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與農(nóng)村經(jīng)濟和億萬農(nóng)民密切相連,該產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ?,為實現(xiàn)精準脫貧、保障河南省尤其是農(nóng)村經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的任務(wù)提供了有效途徑。
農(nóng)村廢棄物的典型特征是分布廣而散,能源密度低,收獲季節(jié)性強,故收集困難,且運輸和儲存成本高,難以實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用,且由于生物質(zhì)種類不同、液體燃料轉(zhuǎn)化技術(shù)及利用方式不同,有必要建立一套完善的秸稈類農(nóng)業(yè)廢棄物從原料的生產(chǎn)到收集-運輸,再到轉(zhuǎn)化利用的全鏈條技術(shù),實現(xiàn)秸稈的清潔高效利用。

圖3 秸稈綜合化利用整體路線
建立“種子-幼苗-果實-秸稈-收集-儲存-運輸-轉(zhuǎn)化-利用”的全生命周期分析和綜合利用系統(tǒng),其整體工藝如圖3所示。在此環(huán)節(jié),建立以秸稈經(jīng)紀人為主體的秸稈收儲運模式,秸稈經(jīng)紀人將分散在農(nóng)戶地里的秸稈收集加工后再運往生物質(zhì)能源利用企業(yè)。預處理后的農(nóng)業(yè)廢棄物在生物質(zhì)能源利用企業(yè)經(jīng)水解、醇解、熱解、酶解、發(fā)酵、氣化再間接液化等技術(shù)制備液體燃料,粗合成的液體燃料經(jīng)萃取、蒸餾、分離提純制備生物油、生物柴油、醇類燃料、乙酰丙酸等液體燃料,其中乙酰丙酸可進一步經(jīng)過酯化反應(yīng)和加氫反應(yīng)制備乙酰丙酸酯類燃料及高值化學品戊內(nèi)酯等,用作交通燃料及供熱發(fā)電。
(二)“秸-氣-醇”能源化模式
國家發(fā)改委、國家能源局、財政部等15個部委于2017年9月聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于擴大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》,該實施方案指出,到2020年全國范圍將推廣使用車用乙醇汽油,基本實現(xiàn)全覆蓋。推廣E10乙醇汽油有助于減緩對石油資源的依賴,促進農(nóng)業(yè)發(fā)展,在二氧化碳減排、降霾及大氣污染治理中發(fā)揮重要作用。
生物燃料乙醇生產(chǎn)的三大類原料為以薯類和谷類為主的淀粉質(zhì)原料,以甘蔗、甜高粱為主的糖質(zhì)原料和以秸稈、籽殼為主的纖維類原料。在可持續(xù)發(fā)展和“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則下,E10乙醇汽油戰(zhàn)略的提出為秸稈類非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇的大規(guī)模生產(chǎn)迎來了契機,同時也提出了挑戰(zhàn)。
木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能利用目前仍存在以下技術(shù)瓶頸:①缺乏對生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的機理機制過程清晰的認識;②缺失生物質(zhì)組分清潔高效分離技術(shù);③生物質(zhì)能源利用離工程化利用還有很大差距,處于起步階段。所以,以木質(zhì)纖維素為原料的生物質(zhì)液體燃料開發(fā)還有很多技術(shù)難題需要攻克,也是全球研發(fā)的難點和熱點問題(見圖4)。

圖4 生物質(zhì)醇類燃料能源化利用路線
因此,需建立以纖維素類生物質(zhì)為原料的高效熱解氣化制備高值燃氣,生物質(zhì)燃氣間接液化合成低碳混合醇,混合醇與汽柴油復配的關(guān)鍵技術(shù)與整體工藝產(chǎn)業(yè)鏈。建立生物質(zhì)氣化燃料的高效成型預處理技術(shù)及裝備,生物質(zhì)成型燃料高效熱解氣化、燃氣高效凈化脫除焦油技術(shù)及設(shè)備,生物質(zhì)合成氣催化重整工藝體系及合成氣的成分的有效調(diào)整及控制技術(shù),低碳混合醇高效制備清潔分離系統(tǒng)及汽柴油復配技術(shù)。建立一定規(guī)模的纖維素類生物質(zhì)醇類燃料示范工程,實現(xiàn)農(nóng)林廢棄物的能源化利用。
(三)“秸-油-化學品”資源化模式
“秸稈-生物油-化學品”資源化利用不僅有利于緩解環(huán)境污染現(xiàn)狀,有效替代化石能源,更是循環(huán)經(jīng)濟、農(nóng)村能源革命及生態(tài)文明建設(shè)要求下的必然產(chǎn)物。
以生物質(zhì)資源為原料定向液化制備生物汽油、生物柴油和生物航油等清潔液體燃料并聯(lián)產(chǎn)高附加值化學品。建立以生物質(zhì)資源為基礎(chǔ)到生物液體燃料再到高值化學品的關(guān)鍵技術(shù)和整體工藝裝備產(chǎn)業(yè)鏈,涉及生物質(zhì)原料的清潔預處理技術(shù)及裝備,生物質(zhì)液體燃料高效催化轉(zhuǎn)化技術(shù)及裝備,液體燃料低能耗分離系統(tǒng),高值化學品的催化合成關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備,高效催化劑的制備等技術(shù)(見圖5)。

圖5 生物質(zhì)高值化學品資源化利用路線
建立以生物質(zhì)資源為基礎(chǔ)定向液化制備生物液體燃料(生物汽油、生物柴油、生物航油)并聯(lián)產(chǎn)高附加值化學品的關(guān)鍵技術(shù)和整體工藝產(chǎn)業(yè)鏈,可逐漸替代對化石能源的需求,減輕對環(huán)境的壓力。
(四)“秸-熱電聯(lián)共”產(chǎn)業(yè)化模式
隨著散煤的替代和低碳能源政策的落實,生物質(zhì)熱電聯(lián)供技術(shù)將成為主要的利用形式之一,有很大的發(fā)展前景。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是國際上生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快也是最成熟的技術(shù)之一,更是最有可能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的生物質(zhì)利用形式。在生物質(zhì)發(fā)電方面,與國外技術(shù)相比,國內(nèi)缺乏先進燃燒技術(shù)優(yōu)化設(shè)計軟件,集成控制系統(tǒng)特別是智能化操作系統(tǒng)及相關(guān)的過程感知、評判、預警、調(diào)控等應(yīng)用配件主要依賴進口,發(fā)電效率存在較大差距,混燃發(fā)電由于缺乏政策和監(jiān)測技術(shù)而發(fā)展極其遲緩(見圖6)。

圖6 生物質(zhì)熱電產(chǎn)業(yè)化利用路線
因此,需要建立以生物質(zhì)成型燃料為原料高效燃燒后的蒸氣進行熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系,并建立一定規(guī)模的生物質(zhì)成型燃料智能化供熱系統(tǒng),生物質(zhì)成型燃料混燃發(fā)電系統(tǒng)及在混燃發(fā)電系統(tǒng)中的生物質(zhì)燃燒量計量檢測和監(jiān)控技術(shù)。實現(xiàn)生物質(zhì)能源的清潔供暖和高效供電,加快農(nóng)林廢棄物的可持續(xù)利用步伐。
(五)“畜禽糞污-沼氣工程”綜合化模式
河南省是全國的畜牧業(yè)大省,畜禽糞污一直是河南農(nóng)村面臨的比較頭疼的難題,處理不當不但污染環(huán)境,還影響了鄉(xiāng)村容貌。迫于建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的內(nèi)在要求和“三農(nóng)問題”的解決,迫切需要建立“畜禽糞污-沼氣工程”綜合化利用生態(tài)模式。
該模式屬于分散收集+集中處理,摒棄傳統(tǒng)的一家一戶小單位沼氣的原料不穩(wěn)、技術(shù)粗放的做法,建立了適宜規(guī)模的沼氣工程點,回收最佳經(jīng)濟半徑內(nèi)的畜禽糞污進行集中無害化處理及有機肥的生產(chǎn),再將產(chǎn)出的沼氣集中供應(yīng)給農(nóng)戶,實行沼氣利用,沼渣沼液還田(見圖7)。此模式不僅解決了畜禽糞污的污染問題,又給農(nóng)民提供了便宜清潔的能源,還為農(nóng)田提供有機肥料,可謂一舉多得。該模式將粉碎的畜禽糞污集中收集起來,在第三方沼氣工廠統(tǒng)一進行無害化處理及再加工,構(gòu)成了完整的畜禽糞污收儲運和再資源化利用的技術(shù)服務(wù)體系。

圖7 生物質(zhì)沼氣工程綜合化利用路線
四 2019年河南省生物質(zhì)能源行業(yè)發(fā)展形勢展望
(一)燃料乙醇商業(yè)化
《關(guān)于擴大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》要求到2020年全國范圍內(nèi)基本實現(xiàn)E10乙醇汽油全覆蓋,2025年力爭實現(xiàn)纖維素乙醇規(guī)?;a(chǎn),形成較為完善的市場化運行機制,使得燃料乙醇的行業(yè)需求和市場潛力增大。河南天冠集團的年產(chǎn)30萬噸燃料乙醇生產(chǎn)線是國內(nèi)最大級別的燃料乙醇示范工程,也是河南省工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的標志性成果,為河南省的能源替代戰(zhàn)略做出突出貢獻,還可作為河南省生物質(zhì)能源利用的示范樣板工程在全省進行推廣,為燃料乙醇向商業(yè)化邁進保駕護航。燃料乙醇的市場需求必將推動河南省生物質(zhì)能源技術(shù)的變革,未來燃料乙醇將走向商業(yè)化。
(二)微藻柴油規(guī)?;?/p>
隨著環(huán)境污染的加重和對生物質(zhì)能源研究的深入,微藻柴油作為新型的能源燃料具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ译S著石油價格的提升,該產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。與農(nóng)作物相比,微藻能源燃料生產(chǎn)過程占地少,產(chǎn)油量是傳統(tǒng)生物燃料的10~100倍,其生產(chǎn)和降解過程可以實現(xiàn)二氧化碳的零排放,在環(huán)保方面意義重大。產(chǎn)油微藻的高效篩選和培育及油脂的高度純化技術(shù)的攻克,可實現(xiàn)微藻柴油技術(shù)的規(guī)模化生產(chǎn)。但是,河南省微藻柴油技術(shù)起步較晚,目前仍處于實驗室研究開發(fā)階段,在未來河南省生物質(zhì)能源發(fā)展中,微藻能源將成為生物柴油燃料的重要組成部分。
(三)生物航煤領(lǐng)跑化
隨著生物航空燃料在商業(yè)客機上試驗成功,為生物質(zhì)向高品位航空燃料的轉(zhuǎn)化指明了方向,也標志著我國在生物航空液體燃料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面取得了重大突破。生物航煤的原料很豐富,如餐飲廢油、微藻油、動物脂肪、棕櫚油和麻風子油等植物性油脂。與石化基航空煤油相比,生物航煤在全生命周期中碳減排可減少50%以上。作為動植物油脂等廢物資源豐富的河南省應(yīng)加大生物航煤的研發(fā)和技術(shù)推廣力度,繼續(xù)保持國際領(lǐng)先地位,占領(lǐng)國際制高點,同時需降低纖維素類制取生物航油成本,建立示范裝置,促進產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。
(四)生物燃氣產(chǎn)業(yè)化
生物質(zhì)燃氣作為一種綠色低碳能源,具有彌補天然氣缺口的優(yōu)勢,還具有處理有機廢棄物、生產(chǎn)清潔能源、保護環(huán)境的技術(shù)優(yōu)勢,是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、實現(xiàn)農(nóng)村能源革命、建設(shè)生態(tài)文明的重要和必不可少的戰(zhàn)略抓手。目前,生物質(zhì)燃氣技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化是生物質(zhì)能源領(lǐng)域發(fā)展最好、最成熟的方向。發(fā)展生物質(zhì)燃氣的基礎(chǔ)在農(nóng)村,而河南農(nóng)村秸稈基數(shù)大,集中發(fā)展生物沼氣工程及凈化提純技術(shù),開放高效發(fā)酵菌種和酶產(chǎn)品,提高設(shè)備運行的可靠性為河南省農(nóng)村秸稈發(fā)展的總趨勢。中小型的生物沼氣普遍存在效率低等問題,未來河南生物燃氣工程大型化轉(zhuǎn)型勢在必行。
(五)生物發(fā)電市場化
西方國家都在大力發(fā)展秸稈等生物質(zhì)發(fā)電技術(shù),對于生物質(zhì)資源豐富的河南省來說,發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景廣闊,同時可以彌補風力發(fā)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定等缺點,形成多能互補協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢。發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電,實施散煤替代,可顯著減少碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物的排放,減輕環(huán)境污染。因此,未來河南省生物質(zhì)發(fā)電占可再生能源的結(jié)構(gòu)將會不斷上升,生物質(zhì)發(fā)電裝機容量占可再生能源發(fā)電裝機容量比重也會增大,分布式熱電聯(lián)產(chǎn)將成為主要方向。目前,常規(guī)的生物質(zhì)發(fā)電形式有三種,分別為直接燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、混燃發(fā)電,未來混燃發(fā)電將是生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的主流方向,隨著生物質(zhì)混燃發(fā)電中生物質(zhì)燃燒量計量檢測和監(jiān)控技術(shù)的攻克,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)將步入市場化的軌道。
五 河南省生物質(zhì)能源行業(yè)發(fā)展建議
(一)制定生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,推動能源優(yōu)化升級
為了生物質(zhì)能源穩(wěn)步有序發(fā)展,建議制定詳細的生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和具體的指標要求,促進生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。對生物質(zhì)資源分布進行詳細評估和調(diào)研,確定生物質(zhì)能源在可再生能源乃至整個能源體系中的地位和作用。確定生物質(zhì)能源技術(shù)利用專項課題,促進生物質(zhì)能源利用技術(shù)的攻克,為社會各方提供能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“路線圖”。
(二)加大生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研發(fā)力度,突破技術(shù)瓶頸
加強生物質(zhì)能源技術(shù)的原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新,建立以生物質(zhì)資源為基礎(chǔ)的定向液化制備清潔液體燃料并聯(lián)產(chǎn)高附加值化學品的關(guān)鍵技術(shù)和整體工藝開發(fā)。建立生物質(zhì)成型燃料定向氣化制備高值燃氣,高值燃料間接液化合成低碳混合醇及低碳混合醇與成品油復配關(guān)鍵技術(shù)與整體工藝開發(fā)。建立生物質(zhì)成型燃料高效燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)生物質(zhì)能的清潔供暖和高效供電,突破生物質(zhì)能氣、液、固、電轉(zhuǎn)化效率及分離等技術(shù)瓶頸,推進生物質(zhì)秸稈清潔能源利用示范縣“集中布局-整縣推進”模式的建立,加快生物質(zhì)能分布式利用及產(chǎn)業(yè)向著集約化綜合高效方向發(fā)展,把技術(shù)創(chuàng)新作為提升產(chǎn)業(yè)綜合競爭力的重要手段,積極提升河南生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平。
(三)建立分布式能源低碳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),提升綜合利用水平
發(fā)展生物質(zhì)能源要重視整體利用和分散利用相結(jié)合,因地制宜,多途徑多角度提升生物質(zhì)能源的綜合利用程度。河南生物質(zhì)能源的發(fā)展離不開當?shù)氐木唧w條件,而河南省人口多,各地區(qū)的自然資源、社會經(jīng)濟發(fā)展水平差異大,生物質(zhì)能源發(fā)展需結(jié)合各地區(qū)生物質(zhì)資源的區(qū)域特征,因地制宜,構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),倡導多能互補協(xié)同發(fā)展。
(四)構(gòu)建生物質(zhì)能行業(yè)準入標準,建立產(chǎn)品質(zhì)量體系
對從事生物質(zhì)能源利用的企業(yè)在生物質(zhì)制備燃料及化學品的生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)制定詳細的標準,促進生物質(zhì)能源利用企業(yè)提高生產(chǎn)效率,提升企業(yè)的發(fā)展空間。積極支持生物質(zhì)能源利用企業(yè)并購重組,提升經(jīng)營規(guī)模,提高能效。建立生物質(zhì)能源燃料及化學品的檢驗中心,對生物質(zhì)資源制備的多形態(tài)燃料及化學品進行合理分析與檢測,給出質(zhì)量檢驗報告,促進生物質(zhì)能源利用企業(yè)的良性發(fā)展。
(五)推動生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)市場化,加大人才培養(yǎng)力度
充分發(fā)揮具有生物質(zhì)能研發(fā)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)推廣的科研院所、高校及企業(yè)在技術(shù)領(lǐng)域的互促互進作用,不斷推動生物質(zhì)能技術(shù)的推廣和研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化、市場化。高度重視對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人才的培養(yǎng),并建立專門的團隊和平臺。鼓勵生物質(zhì)能源企業(yè)培訓與高校教育相結(jié)合,以科研院所與企業(yè)合作的形式培養(yǎng)生物質(zhì)能源專業(yè)人才,在高校設(shè)立與生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的專業(yè),培養(yǎng)生物質(zhì)能源方面專業(yè)人才。對于生物質(zhì)能源領(lǐng)域的研究人員、掌握技術(shù)或工藝流程的工人及企業(yè)有經(jīng)驗的管理人員,應(yīng)給予高度重視,重點培養(yǎng),使之成為滿足河南省生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要人才。
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