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河南省生物質(zhì)能源發(fā)展潛力及模式展望

時(shí)間:2020-04-04 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 瀏覽:

當今化石能源短缺,我國原油進(jìn)口對外依存度遠超國際警戒線(xiàn),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(huì )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化為氣體燃料、液體燃料、固體燃料及化學(xué)品的能源,同時(shí)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。河南省是農業(yè)大省,農林剩余物儲量大,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)能源現狀、技術(shù)現狀和政策現狀,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)資源現狀

河南省是人口大省、農業(yè)大省,農業(yè)剩余物豐富,資源量全國第一,每年秸稈總量為8000多萬(wàn)噸,約占全國總量的10%,河南省農作物秸稈資源總蘊藏量為897億噸,農作物秸稈分布不均勻,各地市農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)核心區建設規劃》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(wàn)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(wàn)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(wàn)畝。根據《河南省林業(yè)生態(tài)省發(fā)展規劃》和河南省林業(yè)廳能源林建設規劃,2020年規劃建設能源林780萬(wàn)畝。全省生物質(zhì)能資源合計約380萬(wàn)噸標準煤,可充分發(fā)揮河南省農作物秸稈資源豐富的優(yōu)勢。

河南省農作物秸稈總體上分布不均(見(jiàn)圖1),從地域分布上看,南陽(yáng)、周口、駐馬店的秸稈生物質(zhì)能蘊藏潛力量較大,三地的總數占到全省的35.3%,其次是信陽(yáng)、商丘、新鄉、安陽(yáng)和開(kāi)封等地;濟源、三門(mén)峽和鶴壁為分布最少的地區。

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)現狀

河南省生物質(zhì)能利用技術(shù)及規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(shí)力的科研機構和高校,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(guò)100億元,折合標煤達420多萬(wàn)噸。目前,生物質(zhì)能利用技術(shù)及規模水平方面達到國內先進(jìn)水平,其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國內領(lǐng)先地位,為河南生物質(zhì)能源規?;煤彤a(chǎn)業(yè)發(fā)展以及河南生態(tài)文明建設提供了重要的技術(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(lèi)。固體成型燃料具有成本低、燃燒性能好、能效高、便于儲存和運輸等優(yōu)點(diǎn),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(lái),以河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)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(dòng)作用,目前該實(shí)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(guò)程中的機理,為降低能耗和提升效率尋找進(jìn)一步的突破。

生物質(zhì)液體燃料技術(shù):生物質(zhì)通過(guò)熱解、裂解、液化、水(醇)解、發(fā)酵等技術(shù)可以轉化為液體燃料生物油,生物油經(jīng)進(jìn)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(kāi)發(fā)利用的重要方向。近年來(lái),河南省在生物質(zhì)液體燃料發(fā)展上取得了可喜的成績(jì),以河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)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(yáng)天冠30萬(wàn)噸燃料乙醇生產(chǎn)線(xiàn),為我國化石能源的替代做出突出貢獻,也可提供穩定的燃料乙醇的供應,從而有力地保障車(chē)用乙醇汽油試點(diǎn)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(xué)、河南農業(yè)大學(xué)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(shí)的基礎。

(三)河南省生物質(zhì)能源政策現狀

河南省政府一直將生物質(zhì)能作為全省能源戰略的一個(gè)重要組成部分,農村能源政策不僅可以改善農村環(huán)境,提高農民的生活質(zhì)量,有效緩解能源供應壓力,優(yōu)化全省能源結構,也為生態(tài)文明建設打下了堅實(shí)的基礎。2010年4月1日實(shí)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(diǎn)問(wèn)題作出了明確規定,有利于沼氣和秸稈發(fā)電技術(shù)的大規模推廣。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(huì )等有關(guān)部門(mén)相繼制定了《生物質(zhì)能的中長(cháng)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(shí)施方案》,改善大氣環(huán)境質(zhì)量,推進(jìn)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用,省財政廳通過(guò)各級財政部門(mén)在生物質(zhì)能領(lǐng)域開(kāi)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(guò)3年的貸款支持,但有些項目,如投資回收期長(cháng)或公益性項目,貸款期限可適當延長(cháng)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(shí)施政府管制下的市場(chǎng)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,為生物質(zhì)能源的大規模利用創(chuàng )造條件。

二 河南省生物質(zhì)能源發(fā)展潛力分析

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)展潛力,尤其是在企業(yè)增效、農民創(chuàng )收、節能減排、散煤替代、就業(yè)拉動(dòng)、生態(tài)文明建設和環(huán)境保護方面意義重大。本部分從案例出發(fā),重點(diǎn)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(jìn)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(dòng)附近農民就業(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(wàn)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(wàn)元,年替代標煤2.5萬(wàn)噸,減少溫室氣體排放5.5萬(wàn)噸、二氧化硫排放500噸;同時(shí),消耗的秸稈每年為當地農民增收1000多萬(wàn)元,解決勞動(dòng)就業(yè)300多人。該基地促進(jìn)了秸稈等生物質(zhì)能源的規?;?,對促進(jìn)生態(tài)文明建設、農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、建設美麗鄉村具有重要的意義,社會(huì )、生態(tài)效益巨大(見(jiàn)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(lái)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首個(gè)15萬(wàn)噸秸稈乙醇示范區,建成了國內首個(gè)纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)示范生產(chǎn)線(xiàn),成功構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)能源與農業(yè)融合新模式,實(shí)現了秸稈發(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(jìn)了“三化”的協(xié)調科學(xué)發(fā)展,也為我國的能源結構調整和新農村建設提供了一個(gè)優(yōu)秀模式。目前,纖維素乙醇整體技術(shù)水平國際先進(jìn),經(jīng)濟成本基本與糧食乙醇持平,即將在全省推廣,進(jìn)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、節能、減排等綜合效應顯著(zhù)。

(三)綜合效益潛力

每年如果把河南省的2000萬(wàn)噸秸稈等農業(yè)廢棄物用作生物質(zhì)能源,可為當地農民增收40億元,覆蓋農民1000多萬(wàn)人,人均增收約400元,可滿(mǎn)足5萬(wàn)~10萬(wàn)人就業(yè),對農業(yè)大省經(jīng)濟發(fā)展方式的轉變起到積極的作用。生物質(zhì)的能源規?;?,具有雙向清潔作用,以秸稈為例,如果不被利用就難免被就地焚燒,隨意焚燒時(shí)會(huì )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項污染指數明顯升高,還會(huì )引起非常明顯的霧霾現象,危害人體健康,影響航空、高速等的正常運營(yíng),2000萬(wàn)噸的秸稈可替代標準煤約1000萬(wàn)噸,減排二氧化碳2600萬(wàn)噸,減排二氧化硫20萬(wàn)噸。這些農業(yè)廢棄物轉化為生物質(zhì)能源,一方面大大緩解了農作物秸稈等生物質(zhì)隨意焚燒帶來(lái)的空氣污染,另一方面替代了化石能源,起到節能減排的作用。農業(yè)廢物資源的能源化利用促進(jìn)其規?;?,對促進(jìn)農業(yè)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義(見(jiàn)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

農業(yè)廢棄物是木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)最重要的組成部分,河南省農業(yè)廢棄物資源量豐富,是一筆巨大的可再生資源,把大量的農業(yè)廢棄物轉化為液體燃料及高值化學(xué)品是生物質(zhì)能轉化的核心技術(shù),也是河南能源革命和生態(tài)文明建設的關(guān)鍵因素。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與農村經(jīng)濟和億萬(wàn)農民密切相連,該產(chǎn)業(yè)發(fā)展潛力大,為實(shí)現精準脫貧、保障河南省尤其是農村經(jīng)濟社會(huì )持續發(fā)展的任務(wù)提供了有效途徑。

農村廢棄物的典型特征是分布廣而散,能源密度低,收獲季節性強,故收集困難,且運輸和儲存成本高,難以實(shí)現大規模的推廣應用,且由于生物質(zhì)種類(lèi)不同、液體燃料轉化技術(shù)及利用方式不同,有必要建立一套完善的秸稈類(lèi)農業(yè)廢棄物從原料的生產(chǎn)到收集-運輸,再到轉化利用的全鏈條技術(shù),實(shí)現秸稈的清潔高效利用。

圖3 秸稈綜合化利用整體路線(xiàn)

建立“種子-幼苗-果實(shí)-秸稈-收集-儲存-運輸-轉化-利用”的全生命周期分析和綜合利用系統,其整體工藝如圖3所示。在此環(huán)節,建立以秸稈經(jīng)紀人為主體的秸稈收儲運模式,秸稈經(jīng)紀人將分散在農戶(hù)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(lèi)燃料、乙酰丙酸等液體燃料,其中乙酰丙酸可進(jìn)一步經(jīng)過(guò)酯化反應和加氫反應制備乙酰丙酸酯類(lèi)燃料及高值化學(xué)品戊內酯等,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(gè)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(chē)用乙醇汽油的實(shí)施方案》,該實(shí)施方案指出,到2020年全國范圍將推廣使用車(chē)用乙醇汽油,基本實(shí)現全覆蓋。推廣E10乙醇汽油有助于減緩對石油資源的依賴(lài),促進(jìn)農業(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(lèi)原料為以薯類(lèi)和谷類(lèi)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(lèi)原料。在可持續發(fā)展和“不與人爭糧,不與糧爭地”的原則下,E10乙醇汽油戰略的提出為秸稈類(lèi)非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇的大規模生產(chǎn)迎來(lái)了契機,同時(shí)也提出了挑戰。

木質(zhì)纖維素類(lèi)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)能轉化技術(shù)的機理機制過(guò)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(kāi)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(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題(見(jiàn)圖4)。

圖4 生物質(zhì)醇類(lèi)燃料能源化利用路線(xiàn)

因此,需建立以纖維素類(lèi)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整及控制技術(shù),低碳混合醇高效制備清潔分離系統及汽柴油復配技術(shù)。建立一定規模的纖維素類(lèi)生物質(zhì)醇類(lèi)燃料示范工程,實(shí)現農林廢棄物的能源化利用。

(三)“秸-油-化學(xué)品”資源化模式

“秸稈-生物油-化學(xué)品”資源化利用不僅有利于緩解環(huán)境污染現狀,有效替代化石能源,更是循環(huán)經(jīng)濟、農村能源革命及生態(tài)文明建設要求下的必然產(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(xué)品。建立以生物質(zhì)資源為基礎到生物液體燃料再到高值化學(xué)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化技術(shù)及裝備,液體燃料低能耗分離系統,高值化學(xué)品的催化合成關(guān)鍵技術(shù)及設備,高效催化劑的制備等技術(shù)(見(jiàn)圖5)。

圖5 生物質(zhì)高值化學(xué)品資源化利用路線(xiàn)

建立以生物質(zhì)資源為基礎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(xué)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(zhù)散煤的替代和低碳能源政策的落實(shí),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(shí)現產(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,國內缺乏先進(jìn)燃燒技術(shù)優(yōu)化設計軟件,集成控制系統特別是智能化操作系統及相關(guān)的過(guò)程感知、評判、預警、調控等應用配件主要依賴(lài)進(jìn)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測技術(shù)而發(fā)展極其遲緩(見(jiàn)圖6)。

圖6 生物質(zhì)熱電產(chǎn)業(yè)化利用路線(xiàn)

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(jìn)行熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)體系,并建立一定規模的生物質(zhì)成型燃料智能化供熱系統,生物質(zhì)成型燃料混燃發(fā)電系統及在混燃發(fā)電系統中的生物質(zhì)燃燒量計量檢測和監控技術(shù)。實(shí)現生物質(zhì)能源的清潔供暖和高效供電,加快農林廢棄物的可持續利用步伐。

(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,還影響了鄉村容貌。迫于建設美麗鄉村的內在要求和“三農問(wèn)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,摒棄傳統的一家一戶(hù)小單位沼氣的原料不穩、技術(shù)粗放的做法,建立了適宜規模的沼氣工程點(diǎn),回收最佳經(jīng)濟半徑內的畜禽糞污進(jìn)行集中無(wú)害化處理及有機肥的生產(chǎn),再將產(chǎn)出的沼氣集中供應給農戶(hù),實(shí)行沼氣利用,沼渣沼液還田(見(jiàn)圖7)。此模式不僅解決了畜禽糞污的污染問(wèn)題,又給農民提供了便宜清潔的能源,還為農田提供有機肥料,可謂一舉多得。該模式將粉碎的畜禽糞污集中收集起來(lái),在第三方沼氣工廠(chǎng)統一進(jìn)行無(wú)害化處理及再加工,構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(xiàn)

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(chē)用乙醇汽油的實(shí)施方案》要求到2020年全國范圍內基本實(shí)現E10乙醇汽油全覆蓋,2025年力爭實(shí)現纖維素乙醇規?;a(chǎn),形成較為完善的市場(chǎng)化運行機制,使得燃料乙醇的行業(yè)需求和市場(chǎng)潛力增大。河南天冠集團的年產(chǎn)30萬(wàn)噸燃料乙醇生產(chǎn)線(xiàn)是國內最大級別的燃料乙醇示范工程,也是河南省工業(yè)結構調整的標志性成果,為河南省的能源替代戰略做出突出貢獻,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(jìn)行推廣,為燃料乙醇向商業(yè)化邁進(jìn)保駕護航。燃料乙醇的市場(chǎng)需求必將推動(dòng)河南省生物質(zhì)能源技術(shù)的變革,未來(lái)燃料乙醇將走向商業(yè)化。

(二)微藻柴油規?;?/p>

隨著(zhù)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)展潛力,且隨著(zhù)石油價(jià)格的提升,該產(chǎn)業(yè)有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。與農作物相比,微藻能源燃料生產(chǎn)過(guò)程占地少,產(chǎn)油量是傳統生物燃料的10~100倍,其生產(chǎn)和降解過(guò)程可以實(shí)現二氧化碳的零排放,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(shí)現微藻柴油技術(shù)的規?;a(chǎn)。但是,河南省微藻柴油技術(shù)起步較晚,目前仍處于實(shí)驗室研究開(kāi)發(fā)階段,在未來(lái)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(zhù)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化指明了方向,也標志著(zhù)我國在生物航空液體燃料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應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(dòng)物脂肪、棕櫚油和麻風(fēng)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(dòng)植物油脂等廢物資源豐富的河南省應加大生物航煤的研發(fā)和技術(shù)推廣力度,繼續保持國際領(lǐng)先地位,占領(lǐng)國際制高點(diǎn),同時(shí)需降低纖維素類(lèi)制取生物航油成本,建立示范裝置,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化推廣應用。

(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(shí)施鄉村振興戰略、實(shí)現農村能源革命、建設生態(tài)文明的重要和必不可少的戰略抓手。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)燃氣的基礎在農村,而河南農村秸稈基數大,集中發(fā)展生物沼氣工程及凈化提純技術(shù),開(kāi)放高效發(fā)酵菌種和酶產(chǎn)品,提高設備運行的可靠性為河南省農村秸稈發(fā)展的總趨勢。中小型的生物沼氣普遍存在效率低等問(wèn)題,未來(lái)河南生物燃氣工程大型化轉型勢在必行。

(五)生物發(fā)電市場(chǎng)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(lái)說(shuō),發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景廣闊,同時(shí)可以彌補風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電不穩定等缺點(diǎn),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(shí)施散煤替代,可顯著(zhù)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(lái)河南省生物質(zhì)發(fā)電占可再生能源的結構將會(huì )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(huì )增大,分布式熱電聯(lián)產(chǎn)將成為主要方向。目前,常規的生物質(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(lái)混燃發(fā)電將是生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的主流方向,隨著(zhù)生物質(zhì)混燃發(fā)電中生物質(zhì)燃燒量計量檢測和監控技術(shù)的攻克,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)將步入市場(chǎng)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)展戰略規劃,推動(dòng)能源優(yōu)化升級

為了生物質(zhì)能源穩步有序發(fā)展,建議制定詳細的生物質(zhì)能源發(fā)展戰略規劃和具體的指標要求,促進(jìn)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(jìn)行詳細評估和調研,確定生物質(zhì)能源在可再生能源乃至整個(gè)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(zhuān)項課題,促進(jìn)生物質(zhì)能源利用技術(shù)的攻克,為社會(huì )各方提供能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“路線(xiàn)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)資源為基礎的定向液化制備清潔液體燃料并聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品的關(guān)鍵技術(shù)和整體工藝開(kāi)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(kāi)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(shí)現生物質(zhì)能的清潔供暖和高效供電,突破生物質(zhì)能氣、液、固、電轉化效率及分離等技術(shù)瓶頸,推進(jìn)生物質(zhì)秸稈清潔能源利用示范縣“集中布局-整縣推進(jìn)”模式的建立,加快生物質(zhì)能分布式利用及產(chǎn)業(yè)向著(zhù)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,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(kāi)當地的具體條件,而河南省人口多,各地區的自然資源、社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展水平差異大,生物質(zhì)能源發(fā)展需結合各地區生物質(zhì)資源的區域特征,因地制宜,構建可持續發(fā)展的分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò )系統,倡導多能互補協(xié)同發(fā)展。

(四)構建生物質(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(xué)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售環(huán)節制定詳細的標準,促進(jìn)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(yíng)規模,提高能效。建立生物質(zhì)能源燃料及化學(xué)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(xué)品進(jìn)行合理分析與檢測,給出質(zhì)量檢驗報告,促進(jìn)生物質(zhì)能源利用企業(yè)的良性發(fā)展。

(五)推動(dòng)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化,加大人才培養力度

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(jìn)作用,不斷推動(dòng)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(chǎng)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,并建立專(zhuān)門(mén)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合,以科研院所與企業(yè)合作的形式培養生物質(zhì)能源專(zhuān)業(yè)人才,在高校設立與生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的專(zhuān)業(yè),培養生物質(zhì)能源方面專(zhuān)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,應給予高度重視,重點(diǎn)培養,使之成為滿(mǎn)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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