第一篇:生物质能论文
摘要
如今, 节能减排越来越多地和新能源共同出现。上世纪 70 年代以来, 新能源开发利用受到世界各国的普遍重视, 许多国家都将开发利用新能源作为提高能源安全、应对气候变化和实施可持续发展战略的重要途径。近几年, 随着国际石油价格不断攀升, 电力供应日趋紧张, 能源问题已成为制约经济社会可持续发展的瓶颈。石油、煤炭等传统能源大量消耗及其造成的环境污染, 对能源枯竭的担心和对气候变化的忧虑, 促使人们不仅致力于开发传统化石能源的替代品———新能源, 而且更多地注重提高能源使用效率和关注能源的环境效益。因此, 生物质能、太阳能、风能、水能、核能、地热、天然气等新型清洁能源的开发愈加成为国际新能源发展领域的热点。为了优化能源结构, 保障能源安全, 保护环境和可持续发展, 能源多样化已成为我国能源战略的核心目标之一。开发新型能源与高效节能技术成为我国的当务之急。我国农村节能减排有着巨大的市场和潜力。在农村开发利用可再生的生物质能源, 既能发展节约型农业, 推动经济增长方式转变, 又能实现农业废弃物的二次利用, 搞好农村环境污染防治, 推进农村节能环保工作。
关键字:新能源、生物质能、可持续发展
第一章我国农村环境现状和生物质资源情况
1.1 我国农村环境现状
近年来, 我国农村环境问题日益突出, 农村生产和生活中存在的环境问题, 已成为农村经济社会可持续发展的制约因素。随着我国农业生产能力大幅度提高, 畜禽养殖业污水、粪便、农作物秸秆以及残留农膜等农业生产过程中的废弃物大量增加, 面源污染问题突出。全国因固体废弃物堆存而占用和毁损的农田面积已超过 13.33 万 hm2, 3 亿多农村人口面临饮水不安全问题。一些地区由于环境污染引发的各类疾病明显上升, 还有一些地区农田污水灌溉、过量施用化肥和农药, 导致农作物品质下降、减产甚至绝收。
1.2 我国农村生物质资源情况
我国有丰富的生物质能资源, 开发程度还很低,开发利用有巨大潜力。据测算, 目前我国农村每年产生生活污水约 80 亿 t, 生活垃圾约 1.2 亿 t, 畜禽粪便排放总量达 25 亿 t, 农作物秸秆 6 亿多 t, 农产品加工业废弃物(稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棕榈壳等)超过 1 亿 t。这些农业生产废弃物、污染物等生物质资源的资源化综合利用率很低, 大部分没有得到有效利用。此外, 有不少荒山、荒坡、盐碱地等边际性土地待开发, 可种植甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯等非粮能源作物。
第二章生物质、生物质能的概念和生物质资源类型
2.1 生物质和生物质能的概念
生物质是指通过光合作用形成的各种有机体, 包括所有的动物、植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量。从广义上讲, 生物质能是以生物质为载体的太阳能, 它直接或间接来源于绿色植物的光合作用, 一般是指能作为燃料的这部分生物质。地球上的生物质能极为丰富。陆地上的树木、草类、农作物秸秆、江河湖海中的藻类等水生植物、动物的粪便、生活垃圾、某些工业生产中的废液和有机废物等, 都是可以利用的生物能源。2.2 生物质资源类型
生物质资源一般分为 4 大类: 固体生物质、液体生物燃料、沼气和垃圾。固体生物质包括农业废弃物、林业废弃物等, 农业废弃物主要指农业生产和加工过程中形成的废弃物, 如农作物秸秆、稻壳等;林业废弃物主要指林木生产、采用和加工过程中形成的废弃物。液体生物燃料主要指以非粮食能源作物、树生能源油料等为原料生产的生物柴油、生物乙醇等。通过生物质资源利用所获取的能源即生物质能,其表现形式有热能、电能、沼气以及各种生物燃料。
第三章 生物质和生物质能的主要利用方式
3.1 农作物秸秆的综合利用
我国广大农村具有丰富的农作物秸秆资源, 有效利用率还很低。每年夏收、秋收期间, 各地政府通过疏堵结合, 加强农作物秸秆禁烧工作。但是, 仍有许多农作物秸秆白白烧掉, 或者作为烧柴直接燃烧, 一方面造成了环境污染, 另一方面也造成资源的极大浪费。若将这些秸秆资源多渠道、多途径利用就能实现废物的二次利用, 大大提高其利用率, 不仅节约农业资源,增加农民收入, 还能起到节能环保的作用。农作物秸秆综合利用工作, 各地多是以机械化秸秆还田作肥料作为主渠道, 秸秆堆沤还田技术、秸秆压块饲料技术、秸秆青贮饲料技术、利用秸秆作基料种植食用菌技术等循环农业技术不同程度地得到推广应用。比如秸秆还田, 不仅可以保墒节水, 增强土壤肥力, 防止土壤的板结、退化、沙化, 还可以抑制杂草的生长, 免打除草剂, 省时省力, 节约开支。随着我国节能环保技术的进步和创新, 农作物秸秆成为清洁、环保、可再生的生物质能的重要来源, 可将生物质能转化成高能效的液体或气体燃料, 而且秸秆成本低, 污染少, 效益高。秸秆气化站建设、秸秆沼气项目、秸秆发电项目、秸秆固化成型燃料项目、秸秆生产乙醇项目等的新能源开发, 正在各地不断出现。但这些技术在我国刚刚起步, 比如秸秆发电项目也仅限于个别地区, 秸秆回收辐射范围不大, 回收利用量都还有限。以河北省为例, 晋州、威县、成安生物质发电示范项目建成后, 涿鹿、赤诚生质能发电(秸秆发电)项目今年也被核准。
3.2 液体生物燃料的开发利用
巴西是全球生产生物乙醇最多的国家, 以甘蔗为主要原料生产乙醇燃料, 2005 年的产量达到 1 300 万t, 占世界生物乙醇总产量的 48%。美国主要以玉米为原料生产乙醇燃料, 2005—2006 年用于生产乙醇燃料的玉米达到 4 200 万 t, 占国内总消耗量的 24%。荷兰等欧洲国家主要以从东南亚、印尼、马来西亚等进口的棕榈油为主要原料生产液体燃料, 导致一些发展中国家为了增加生物燃料的出口, 甚至大片砍伐热带雨林, 从而引发森林、湿地等自然保护区的流失, 其环境破坏作用甚至可能超过生物燃料所带来的好处。发展生物燃料成为应对全球能源危机和气候变化的有效途径之一, 但必须注重生物燃料的可持续发展, 不能以牺牲环境为代价, 顾此失彼。
2006 年我国燃料乙醇产能已达 132 万 t, 成为继巴西和美国之后的第三大燃料乙醇生产国。“十一五”末期, 我国生物燃料乙醇生产能力计划达到522 万 t·a-1, 到 2020 年发展燃料乙醇至 1 500 万 t。然而, 随着建设燃料乙醇项目的热情高涨, 其主要原料玉米的价格上升明显。且生产 1 t 燃料乙醇平均需要消耗 3.3 t玉米, “人车争粮”趋势凸显。以粮食生产燃料乙醇的能源转换方式, 逐渐被证实不符合我国国情, 2006 年底被国家发改委叫停。
我国以非粮作物为原料的生物能源产业正处于一个关键发展时期, 当前制约其发展的主要瓶颈是原料短缺。我国液体生物燃料的发展定位必须正确, 要坚持不与人争粮、不与粮争地、不破坏生态环境的原则, 要坚持走原料多元化的道路。我国有大量盐碱地、荒山、荒地等未利用土地资源, 可规模化开发利用的能源作物较多, 可因地制宜的开发用于燃料乙醇的甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等和用于生物柴油的棉花(籽)、蓖麻等能源作物。我国自主选育的甜高粱系列品种已经在黑龙江、内蒙古、山东、河北、新疆等地大面积种植, 并开展了以甜高粱为原料的燃料乙醇生 产试点。而甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等非粮作物制取燃料乙醇尚处于起步阶段, 今后这些资源的开发利用将会加大。
为满足国家对液体生物燃料的原料需要, 国家林业局宣布 0.133 亿 hm2林地将用于生物质能源开发。今年首批在云南、四川启动 4 万多 hm2。树生能源油料是生物柴油、发电所需的原料, 有些树种的果实含油量高达 50%。“十一五”期间, 中国将通过培育生物质能源林满足 600 万 t 生物柴油的供应和 1 500 万kW 机组发电所需原料。林业生物质能源是一种可再生能源, 通过发展生物质能源林基地建设, 实现林油一体化, 解决能源的可替代问题, 也解决了生态问题。这些树木在提供生物质能源的同时, 发挥着巨大的生态效益, 还可以解决农民的致富问题。此外, 国内首条利用秸秆生产燃料乙醇的生产线在山东省东平县正式投产, 国内首家 10 万 t 生物酶法生产生物柴油项目(通过生物作用将废弃的动、植物油脂转化为生物柴油)在河北省秦皇岛市正式启动。开展生物柴油、生物乙醇等的研发和产业化示范, 成为当前我国生物能源产业发展迫切需要解决的重大问题。
3.3 垃圾无害化处理和资源化利用
我国农村生活垃圾只有小部分进行了简易填埋,绝大部分则是倾倒于渠道、江河、田地、村头、路边等,成为污染环境的公害。即使简易填埋, 不仅占用土地,也往往会污染地下水和土壤。垃圾也是可以利用的生物质资源, 可以结合农村环境污染防治, 将其变废为宝, 为广大农村生产生活中的垃圾找到出路, 解决好农村的节能环保问题。浙江省诸暨市利用福建丰泉环保集团研发的 LHC 中型生活垃圾热解焚烧系统, “火攻”农村垃圾的做法值得推广。这种专门针对我国县城、乡镇农村开发的中型垃圾焚烧炉, 整套造价(3 000 万元)相当于建一个卫生填埋厂, 运行费用大约每吨 50~60 元, 也相当于卫生填埋的费用。这种新工艺焚烧炉破解了农村生活垃圾焚烧成本高(热值低、灰分高、渣土多)、环保难达标(往往造成空气污染, 产生大量二恶英等强致癌物质)的难题, 环保部门对其检测的结果表明各种排放指标远远低于国家标准。垃圾经高温焚烧后形成的炉渣,可以用作生产建材产品的原料———砖;焚烧产生的高温烟气, 通过余热锅炉转换为热水, 可以用于集中供暖和供热水;大中城市城乡结合部、县城、城镇等还可以利用产生的热水、蒸汽, 开办大众浴池、温室游泳馆、温室植物园、社区活动中心等, 发展循环经济, 实现环境保护和经济发展的双赢。
3.4 畜禽粪便无害化处理和资源化利用
我国每年产生的 25 亿多 t 畜禽粪便, 若能有效地利用, 可以产生数量巨大的沼气, 成为农村高效清洁的优质燃料。同时, 可以解决大量畜禽粪便对环境污染的问题, 尤其是减少地表水和地下水源的污染。
3.4.1 户用沼气池建设
农村沼气池建设, 即“畜禽养殖—沼气—果(菜)种植”三位一体的生态农业体系、循环经济模式, 一般是建于农家庭院, 作为一项“生态家园富民工程”。各地农村沼气池建设方兴未艾, 把沼气池建设与改水、改厕、改圈、改灶联系起来, 与文明生态村创建、乡村清洁工程相结合, 使人畜禽粪便直接放入沼气池中发酵, 产生高效清洁的优质燃料———沼气。沼气用于农户做饭、烧水、照明, 解决了用沼气农户 70%以上的生活用能, 产生的沼液、沼渣作为优质有机肥料, 并促生庭院经济如养猪业、蔬菜林果业、日光大棚等的发展,为农民增收节支;沼气的使用, 能够节约大量的煤、电、薪柴, 保护森林资源, 减少排放大量的 CO2、SO2等有害气体;能够美化清洁农家庭院, 解决农村脏乱差的现象, 提高农村生活质量, 产生的经济效益、生态效益和社会效益都非常显著。近年来, 我国农村沼气建设卓有成效, 经验之一就是国家和各级地方政府的支持引导。仅 2003—2006 年, 国家共安排 55 亿元国债
资金在 4.8 万个村建设沼气。目前, 我国已经推广农村户用沼气池 1 800 多万户, 沼气普及率 11%, 适宜农户沼气普及率达到 18.74%。
3.4.2 大中型沼气池建设
在畜禽养殖业发达的乡镇、城郊及大中型养殖场, 建设大中型沼气池, 实现沼气集中供气。根据养殖场所在地的经济发展水平、养殖业和种植业布局等具体情况, 因地制宜地选择生产沼气、堆肥、各类环境工程等技术模式, 切实解决农村畜禽养殖污染问题, 实现畜禽养殖污染物的资源化综合利用, 使污染物达标排放。据国家环境保护总局 2006 年发布的《国家农村小康环保行动计划》, 到 2010 年, 完成 500 个规模化畜禽养殖污染防治示范工程建设, 其中东、中、西部分别完成 200 个、180 个、120 个示范工程建设。在重点流域、区域和规模化畜禽养殖污染物排放量较高的地区, 优先建设规模化畜禽养殖污染防治示范工程。
农业部发布的 《农业生物质能产业发展规划(2007—2015 年)》提出: 到 2010 年全国农村户用沼气总数要达到 4 000 万户, 占适宜农户的 30%左右, 年生产沼气 155 亿 m3;新建规模化畜禽养殖场、养殖小区沼气工程 4 000 处, 年新增沼气 3.36 亿 m3。到 2015年, 全国农村户用沼气总数要达到 6 000 万户, 年生产沼气 233 亿 m3, 并逐步推进沼气产业化发展;建成规模化畜禽养殖场、养殖小区沼气工程 8 000 处, 年产沼气 6.7 亿 m3。
结语
目前, 世界各国都在致力于开发高效、无污染的生物质能源利用技术, 预计到 2020 年, 全球总能耗将有 40%以上来自生物质能源。我国已颁布《可再生能源法》, 生物质能源是其中最重要的可再生能源之一。面对日益严峻的能源资源和环境问题, 在农村大力实施新能源建设, 势在必行。开发利用丰富的、可再生的生物质能, 对于促进新农村建设, 实现可持续发展, 替代传统能源, 确保能源安全, 改善城乡环境, 发展循环经济等均有重要意义。
目前农村大力实施新能源建设还存在一些亟待解决的问题, 比如缺少激励性政策机制, 专项资金、贴息贷款、补贴等方式的激励性政策还不多;对农村能源建设资金投入不足, 技术推广经费少, 技术推广上有不少难题, 有些技术还不够完善;机构不健全, 技术队伍薄弱, 维修、后期服务跟不上;宣传力度不够, 认识不到位, 没有认识到其综合效益。要把农村巨大的生物质资源利用好, 需要花大力气去解决这些问题。首先, 要制定新农村能源建设的总体规划, 把农村能源建设与农民生活、农业生产、生态环境建设结合起来, 推进新农村能源建设的规范化、法制化进程。其次, 国家、省、市应设立农村能源建设专项资金, 形成相对稳定的资金投入机制, 并制定相应的配套措施。第三, 出台优惠政策, 加大扶持力度。建议国家尽快制定对农村新能源产业在财政补贴、低息贷款等方面的优惠政策, 对产业基地建设、节能环保技术进步等给予重点支持, 组织实施若干重点科研课题, 对生产工艺装备技术、生物能源选种育种等进行重点研究, 推进生物质能源的科研和产业化。第四, 大力开展技术指导和服务, 进一步充实完善技术服务体系。近年来,我国已探索出不少好技术, 要大力普及农村沼气, 推广应用秸秆气化、秸秆固化等农村新型能源。第五, 因地制宜, 合理布局。根据农村生物质资源、种植业和养殖业布局结构、畜禽养殖污染等具体情况, 建设大型秸秆发电项目、秸秆生产乙醇项目、沼气集中供气项目等, 抓好一批示范工程和试点。以农业废弃物资源化利用为重点, 加快实施乡村清洁工程, 推进农村作物秸秆、生活垃圾、污水、粪便的无害化处理和资源化利用。在适宜地区发展能源作物和建设能源林基地,积极开发生物质能源
第二篇:生物质能的利用_论文
生物质能的利用
班级:XXX 姓名:XXX 学号:XXX
一、引言:
1、研究背景:当前,高碳的化石能源主导了能源消耗的主体。以煤、石油、天然气为主的化石能源在燃烧过程中,释放出了大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害气体,严重污染了大气环境,化石能源的燃烧也是造成温室效应、导致全球气候变暖的最直接原因。基于此背景下,如何发展一种环保型的低碳能源已成为必然,在大力发展低碳经济的背景下,我国正发展生物质能产业来满足低碳的要求,生物质能不仅低碳而且环保,因此生物质能产业作为一种新兴的环保产业成为今后重点发展的产业。发展生物质能不仅满足了低碳经济的要求,更是实现生物资源合理有效利用的途径。
2、研究目的:研究生物质能的原理及转化方法,了解生物质能的应用领域及国内外现状,充分掌握生物质能的应用前景及产业优势及其存在的现状,并且初步了解技术特点。
3、研究意义:生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。因此可见,地球上生物质能的储备是十分丰富的,研究生物质能的利用,有利于改善我国乃至世界目前的能源结构,实现能源利用的多样化与可持续化,并且减少温室气体的排放,有利于发展低碳及循环经济。
4、重要性:生物质能作为一种低碳能源,其开发与利用对于解决农村贫困问题、农村环境问题和农村能源问题有至关重要的意义。生物质能作为一种经济的可再生能源,既是缓解我国资源瓶颈,保证能源可持续利用以及实现能源安全的保障,也是减少环境污染、改善生态环境、实现《京都议定书》节能减排目标的重要途径,更是我国促进农村经济发展,解决三农问题,建立和谐社会的重要物质载体。如果政府及其相关部门能够在政策和资金方面给予支持,生物质能与其他能源相比将具有很大的优势。发展生物质能对于农村来说至关重要,主要体现在:供给农村能源需求、有效保护农村环境、促进农村经济发展。
二、国外研究:
1、历史:自20实际70年代以来为了应对日益突出的能源危机和气候变化,世界各国开始高度重视生物质能的开发和利用。20世纪90年代以来,美欧等能源消费大国和巴西等农产品贸易大国开始大力发展新型可再生能源——生物质能。
2、现状:目前,生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一,受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等,其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。目前,国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度,实现了规模化产业经营,以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。在美国,生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦,单机容量达10~25兆瓦;美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,回收沼气,用于发电,同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50%以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,建立了1兆瓦的稻壳发电示范工程,年产酒精2500吨。
3.技术水平:
美国:2005年,美国替代巴西跃升为世界头号燃料乙醇生产国,为美国经济带来了丰厚利益。从2001——2006年,美国燃料乙醇产业为联邦政府和地方州政府分别增加税收19亿美元和16亿美元。
巴西:巴西是第二大燃料乙醇生产国。与美国主要采用玉米不同,巴西主要利用甘蔗发酵生产燃料乙醇。通过原料的综合利用,巴西显著降低了燃料乙醇的成本,是世界上燃料乙醇生产成本最低的国家。
欧盟:欧盟是世界上最主要的生物柴油生产地,生产原料主要是菜籽油。欧盟提出,到2020年生物柴油的使用量将占所有交通燃料的10%。为此,欧洲议会免除生物柴油90%的税收,欧洲国家对替代燃料的立法支持、差别税收以及油菜生产的补贴,共同促进了生物柴油产业的快速发展。
三、国内研究:
1、历史:我国生物质能的发展同世界众多国家同时起步,约已有40年历史,且生物质能用于发电的技术也得到了迅速的发展。
2、现状:2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处,年产沼气约90亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处,年生产生物质燃气2,000万立方米。
可见我国的生物质能利用在不断扩大,并且处于世界领先水平。但同美国,巴西等国仍存在不小差距,生物质能的利用也存在不少问题。
3、技术水平:我国生产燃料乙醇的原料丰富多样,如甘蔗、木薯、玉米等。近年来,在全国各地试种杂交甜高粱,获得了高糖高产品种,其每亩茎秆产量4吨以上。
生物柴油作为一种优质的生物液体燃料,是我国生物质能产业的一个发展方向,目提高转化率是生物柴油市场化的关键,我国应重点研究以可再生含油植物为原料制备生物柴油。
此外,生物质致密成型、生物质裂解与干馏技术也取得了进展。
目前,可以采用如下方法利用生物质能:一是热化学转换技术,获得木炭焦油和可燃气体等品位高的能源产品,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;二是生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;三是利用油料植物所产生的生物油;四是直接燃烧技术,包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。从技术成熟性上看,目前我国生物质气化发电技术处于国际先进水平,而生物燃油特别是生物乙醇的研发、示范也取得了相当的经验。
4、存在问题: 第一,在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竞争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资秋极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。第二,技术标准未规范,市场管理混乱。第三,目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。第四,民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。第五,政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
四、专题技术研究:
生物质能的含义比较广泛,技术实现途径主要有能源植物、燃料乙醇、生物柴油、生物质发电和供热、生物质致密成型燃料这五种途径:
1.能源植物。充分利用荒草地、盐碱地等,以提高单产和淀粉含量、降低原料成本为目标,培育木薯、甘薯、甜高粱、菊芋等能源专用作物新品种。以黄连木、麻疯树、油桐、文冠果、光皮树、乌桕等主要木本燃料油植物为对象,选育一批新品种,促进良种化进程;积极培育与选育高热值、高产、速生的乔木和灌木树种,以及高含油率、高产的油脂植物新品种(系),建立原料林基地;改进沙柳、柠条等沙生灌木资源培育建设模式,提高灌木资源利用率,建立沙生灌木资源培育示范区。积极研制一批基因工程油用植物新品种。
2.燃料乙醇。支持以甜高梁、木薯和菊芋等非粮原料生产燃料乙醇,加快以农作物秸秆和木质素为原料生产乙醇技术研发和产业化示范,实现原料供应的多元化;优化燃料乙醇生产工艺,降低水耗、能耗和污染,降低生产成本,提高综合效益;逐步扩大燃料乙醇的生产规模和乙醇汽油的推广范围。
3.生物柴油。支持以农林油料植物为原料生产生物柴油,加强清洁生产工艺开发,提高转化效率,建立示范企业,提高产业化规模。开发餐饮业油脂等废油利用的新技术、新工艺。加快制定生物柴油技术标准,加快我国生物柴油产业产量化进程。
4.生物质发电和供热。加快研制大型高效生物质连续气化装置,开发生物质燃气高效净化技术,积极开展秸秆、木屑等农林废弃物直燃和气化发电示范工程,大力支持以灌木林和柳树等燃值高的速生能源植物为原料的生物质直燃发电技术示范;加大规模化沼气技术开发力度,大力发展集约化专业养殖场沼气工程、利用有机废弃物的大型工业沼气工程,建设一批高技术、高水平的沼气发电供热供气示范工程。加强户用沼气池、特别是秸秆为原料的沼气池的技术开发,大力普及农村沼气。
5.生物质致密成型燃料。积极发展生物质致密成型燃料技术,鼓励利用农作物秸秆、林木剩余物,加工致密成型燃料,为农村、林区提供使用方便、清洁环保、燃烧效率高的能源,减少农村燃料消耗对林木等植被的破坏。
五、研究总结:
通过对生物质能的利用进行研究,我知道了生物质能燃料有可再生性、低污染性、广泛分布性、丰富性这些特点,而且作为新兴的能源结构,它的确有很大的发展及技术应用潜力。如果生物质能燃料得到广泛应用,确实可以缓解我国以煤炭、石油、天然气为主的能源紧迫局面,而且生物质能这种清洁的可再生能源是以生物化学能形式存储太阳能,因此对于地球生态环境也有极大的改善。无论从能源结构或者能源效益来看,生物质能都具有着独特的优势,因此,生物质能的利用值得推广。
此外,除了对于生物质能本身的了解加深外,通过此次研究,我了解了学术研究的一般方法,亲身经历了科研的整个流程以及论文撰写,也为自己今后的科研发展积累了不少经验。只有用心去寻找资料,充分利用网络资源,仔细思考,才能获得更多信息以及创新的见解,这是我最大的感悟。
六、参考文献:
1.《生物质能——能源的新出路》山东大学威海分校 张英珊(《资源•发展》2006.2 总第12期);
2.《低碳经济背景下我国农村生物质能产业发展对策研究》齐齐哈尔大学 王鸿(《哈尔滨商业大学学报》(社会科学版)2011年第六期 总第121期);
3.《生物质能产业现状及发展前景》袁振宏,罗 文,吕鹏梅,王忠铭,李惠文(中国科学院广州能源研究所,可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东广州 510640)(《化工进展》2009 年第28 卷第10 期)
4.《世界生物质能源发展现状及方向》车长波 袁际华 国土资源部油气资源战略研究中心(《新能源》第31卷第1期)
第三篇:新农村建设与生物质能(新能源概论论文)
新农村建设与生物质能(新能源概论论文)
摘 要:本文通过讲述新能源-生物质能,在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:新农村建设,生物质能,秸秆
市政与环境工程系、建筑新能源、1101 新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。2006年,北京市政府确立了让农村“亮起来、暖起来、循环起来”的建设目标,把新能源的开发利用作为新农村建设的一个重点发展方向,在农村推广应用先进、适用的生物质能和太阳能利用技术,并制定标准,规范其发展与应用,不断改善农村生态环境、提升农民生活质量,促进了郊区循环经济发展。目前,在政府的大力支持和农民的积极响应下,北京地区农村应用生物质能和太阳能的技术得到了长足发展,提高了新能源的利用水平,缓解了农村能源供应和环境保护的压力。新能源技术的开发利用为弥补传统能源的不足、缓解能源紧张局面、改善广大农村的生产生活状况起到了重要作用,产生了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。生物质能在新农村建设中的应用意义 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。据了解,原州区北部川区是经济作物葵花和玉米的主要种植区,加之周边地区种植面积,每年可产生秸秆约为30万吨。该地方的居民李俊林算了笔账:两吨秸秆原料可产生1吨秸秆煤,1吨秸秆煤可产生经济效益180元,30万吨秸秆将可产生2700万元财富。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。经过多年的研究、开发与应用,我国以生物质能源的开发利用为纽带,大力推广各类适宜的能源生态模式,取得了较大成效, 开展了一定规模的区域栽培试验和中试转化试点工作。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题;另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。总结
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。
总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。[参考文献] [1] 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.[2] 闫廷满.生物质能: 秸秆;发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4 [3] 田永淑.新型秸秆气化炉及净化工艺.河北唐山,可再生能源 2003.4 [4] 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期
第四篇:农业生物质能产业发展规划
附件:
农业生物质能产业发展规划
(2007~2015年)
农业部 二〇〇七年五月
目 录
前 言..................................................................................................1
一、我国发展农业生物质能产业的必要性....................................2
(一)有利于拓展农业功能,促进区域经济发展和农民增收.2
(二)有利于发挥农业对能源的支持作用,缓解能源供应紧张局面............................................2
(三)有利于保护和改善生态环境,促进可持续发展....3
(四)有利于改善农民生产生活条件,扎实推进社会主义新农村建设..........................................3
二、我国农业生物质能资源潜力和发展现状................................4
(一)资源潜力....................................4
(二)开发利用现状...............................10
(三)存在的主要问题.............................13
三、发展思路、基本原则和战略目标..........................................15
(一)发展思路...................................15
(二)基本原则...................................16
(三)战略目标...................................17
四、发展重点和产业布局..............................................................18
(一)发展重点...................................19 1.农村沼气......................................19 2.农作物秸秆能源化利用..........................20(1)秸秆固化成型燃料............................20(2)秸秆气化燃料................................20 3.能源作物......................................20
(二)产业布局...................................21 1.农村沼气......................................21 2.农作物秸秆能源化利用..........................23 3.能源作物......................................23
五、重大工程..................................................................................25
(一)农村沼气工程...............................26
(二)生物质能科技支撑工程.......................26
(三)农作物秸秆能源化利用示范基地建设工程.......27
(四)能源作物品种选育和种植示范基地建设工程.....27
六、保障措施..................................................................................28
(一)加强领导,精心组织.........................28
(二)开展调查研究,做好资源评价.................29
(三)健全促进农业生物质能发展的法规政策体系.....29
(四)建立稳定的投入机制,引导多种经济主体的参与.30
(五)加速生物质能转化利用技术开发、示范和推广应用 30
(六)建设和完善服务保障体系.....................31
(七)开展教育、宣传和培训工作...................31
前 言
能源是人类赖以生存的物质基础,是国民经济的基本支撑。我国是能源消费大国,能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源,而化石能源资源的有限性及其开发利用过程对环境生态造成的巨大压力,严重制约着经济社会的可持续发展。在这种形势下,开发清洁的可再生能源已成为我国能源领域的一个紧迫课题。
胡锦涛总书记指出:“加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。”《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出,要“加快开发生物质能”。《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》提出,“以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业,是拓展农业功能、促进资源利用的朝阳产业”,“启动农作物秸秆固化成型燃料试点项目”,“鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源,发展生物质原料作物种植”。为积极贯彻落实党中央、国务院一系列有关发展农业生物质能的指示精神,依据《可再生能源法》,制定本规划。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,它以生物质为载体,直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,替代煤炭,石油和天然气等化石燃料,可永续利用,具有环境友好和可再生双重属性,发展潜力巨大。
一、我国发展农业生物质能产业的必要性
(一)有利于拓展农业功能,促进区域经济发展和农民增收
发展农业生物质能产业,突破传统农业的局限,利用农产品及其废弃物生产新型能源,拓展了农产品的原料用途和加工途径,为农业提供了一个产品附加值高和市场潜力无限的平台,有利于转变农业增长方式,发展循环经济,延伸农业产业链条,提高农业效益,拓展农村剩余劳动力转移空间,在促进区域经济发展、增加农民收入等方面大有可为。据专家测算,若充分利用我国现有生物质能资源,可以新增约3万亿元产值,提供约6000万个就业岗位。
(二)有利于发挥农业对能源的支持作用,缓解能源供应紧张局面
我国能源资源总量较为丰富,但人均占有量低,人均煤炭、石油和天然气储量仅为世界平均水平的56.3%、7.7%和7.1%。近年来,随着我国经济社会的快速发展,能源需求持续增长,供求矛盾日益突出,2005年一次能源生产总量为20.6亿吨标准煤,能源消费总量达到22.3亿吨标准煤;石油净进口量1.4亿吨,对外依存度超过40%。有关专家测算,如果充分利用我国目前的农业生物质能资源,可新增5亿吨左右标准煤,约占全国一次能源生产总量的24%。积极发展农业生物质能产业,对缓解化石能源供应紧张局面,优化能源结构,保障国家能源安全,建立稳定的能源供应体系具有重大意义。
(三)有利于保护和改善生态环境,促进可持续发展 我国是世界上第二大能源生产和消费国,化石能源造成的环境污染相当严重。如煤炭占能源消费总量的比例高达69%,煤烟型污染程度一直较高。同时,部分农村地区大量使用薪柴等作为生活燃料,森林植被破坏严重;大量畜禽粪便得不到及时有效处理,面源污染日益加剧。积极发展生物质能产业,可以有效替代高污染、高排放的化石能源,降低薪柴使用量,资源化利用畜禽粪便等农业废弃物,是推动节能减排的战略举措,是保护生态环境的重要途径,有利于建立资源节约型和环境友好型社会,促进人与自然和谐发展与经济社会的可持续发展。
(四)有利于改善农民生产生活条件,扎实推进社会主义新农村建设
我国农村经济社会发展水平较低,基础设施落后,环境卫生条件差,50%以上农户生活用能主要采用直接燃烧秸秆、薪柴等落后方式,同时大量人畜粪便得不到及时有效处理,导致了疾病的发生和疫病的传播,影响了广大农民群众的生活质量和身体健康。积极发展生物质能产业,增加农村清洁能源供应,可以逐步改变农村几千年来烟熏火燎的用能方式,提高农村能源利用效率,改善农村卫生状况和农民生产生活条件,是提高农民生活质量、降低生活成本、改变农村落后面貌、建设社会主义新农村的有力抓手。
二、我国农业生物质能资源潜力和发展现状
(一)资源潜力
我国农业生物质能资源主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品和能源作物等,发展潜力巨大,空间广阔。
1.农作物秸秆
我国的农作物秸秆主要分布在河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、河南、山东、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等粮食主产区,单位国土面积秸秆资源量高的省份依次为山东、河南、江苏、安徽、河北、上海、吉林、湖北等省(见图1)。
2005年,全国主要农作物产量约为5.1亿吨,按草谷比计算秸秆产量约6亿吨,除用于肥料、饲料、基料以及造纸等工业原料外,约有3亿吨农作物秸秆可作为能源使用,折合1.5亿吨标准煤。依据《全国农业和农村经济发展第十一个五年规划》提出的主要农产品发展目标测算,预计到2010
年我国主要农作物秸秆产量将达到7.8亿吨,其中约4亿吨可作为农业生物质能的原料。以“十一五”期间的发展速度测算,预计到2015年我国主要农作物秸秆产量将达到9亿吨左右,其中约一半可作为农业生物质能的原料。
图1 2005年我国单位国土面积的秸秆资源量
资料来源:根据中国农业年鉴整理计算
2.能源作物
能源作物是指经专门种植用以提供能源原料的草本和木本植物。我国有大量不适于粮食生产但可种植高抗逆性能源作物的荒山、荒坡和盐碱地等边际性土地,选择适合不同生长条件的品种进行培育和繁殖,可获得高产能源作物,并大规模转化为燃料乙醇和生物柴油等液体燃料。我国可转换为能源用途的作物和植物品种有200多种,目前适宜开发用于生产燃料乙醇的农作物主要有甘蔗、甜高粱、木薯、甘薯等
(玉米、马铃薯可用于生产燃料乙醇,但易影响国家粮食安全,不宜作为主要品种开发),用于生产生物柴油的农作物主要有油菜等。
(1)甘蔗属于多年生热带和亚热带草本作物,以南、北回归线之间为最适宜生长区,可用于制糖和生产燃料乙醇。今后利用甘蔗发展燃料乙醇的潜力主要来自三个方面:一是甘蔗糖料生产过程中产生的副产品糖蜜。2005年至2006制糖期,我国甘蔗种植面积约2000万亩,产量约8600万吨,产糖1000万吨左右,副产糖蜜约340万吨,可以生产燃料乙醇80万吨左右,折合标准煤110万吨左右。二是走以糖为主、糖能互动发展之路。目前,我国甘蔗亩产仅为4.3吨左右,单产提升空间较大,有关科研单位已经选育出亩产6~7.5吨的糖能兼用品种,若大面积种植,将大幅度提高甘蔗产量,不仅可以进一步保障食糖原料供应,还为生产燃料乙醇提供更多保障条件,实现糖能互动联产。三是适当开发南方宜蔗土地新增的甘蔗。我国广西、广东、海南、云南等省区尚有0.1亿亩的宜蔗土地,若其中一半土地种植糖能兼用甘蔗,按亩产6吨计算,可生产3000万吨左右的甘蔗,可产出200万吨以上燃料乙醇,折合285万吨标准煤。
(2)甜高粱具有耐干旱、耐水涝、抗盐碱等多重抗逆性,素有“高能作物”之称,亩产300~400公斤粮食以及4吨以上茎秆,茎秆汁液含糖量16%~20%左右,每16~18吨茎秆可
生产1吨燃料乙醇。目前在我国种植规模不大,且比较分散,北京、天津、河北、内蒙古、河南、山东、辽宁、吉林、黑龙江、陕西、新疆等省份都有种植。若开发我国现有1.5亿亩盐碱地的1/5用于种植甜高粱,按一般农田产量的50%计,收获甜高粱茎秆6000万吨,可生产350万吨左右燃料乙醇,折合标准煤500万吨左右。
(3)木薯具有易栽、耐旱、耐涝、高产等特点,适合在热带、亚热带地区种植,主要分布在广西、广东、海南、福建、云南、湖南、四川、贵州、江西等九省(区)。鲜木薯的淀粉含量在30%~35%左右,约7吨鲜薯可生产1吨燃料乙醇。2005年全国种植面积约650万亩,总产量约730万吨,亩产仅为1.1吨,如采用优质木薯品种,并加强田间管理和水肥到位,亩产可达3~5吨。目前,广西、广东、海南、福建、云南等省份仍有荒地、裸土地及后备宜林、宜农、宜牧荒山等未利用土地约2亿亩,若开发1/5用于种植木薯,按亩产2吨计算,可收获8000万吨,生产燃料乙醇约1000万吨,折合1430万吨标准煤。
(4)甘薯具有耐旱、抗风、病虫害少等特性,能适应贫瘠土地。我国是世界上最大的甘薯生产国,2005年种植面积约7500万亩,总产量超过1亿吨。鲜甘薯淀粉含量在18%~30%之间,约8吨甘薯可生产1吨燃料乙醇,但因回收季节在秋冬季,易冻伤和腐烂,目前约有20%左右的甘薯在
储存过程中损耗,若及时加工,可生产燃料乙醇250万吨左右,折合357万吨左右标准煤。
(5)油菜是主要油料作物之一,适应范围广,发展潜力大。我国长江流域、黄淮地区、西北和东北地区都适宜油菜生长,适宜区域的耕地面积在15亿亩以上。2005年我国油菜籽种植面积1.1亿亩,年产量约1300万吨。目前,我国南方水田区有冬闲田约0.6亿亩,南方丘陵耕地、北方灌区、北方旱作耕地也存在不同类型的季节性闲地约0.8亿亩。油菜亩产菜籽120公斤,平均产油率30%。如利用上述土地的50%种植油菜,菜籽产量可达到840万吨,可生产生物柴油约250万吨,折合标准煤350万吨左右。
3.畜禽粪便
目前我国畜禽养殖业每年产生约30亿吨粪便,主要来源于农村家庭散养和规模化养殖。全国现有生猪分散养殖户0.9亿户,奶牛、肉牛养殖户0.157亿户,蛋肉鸡养殖户0.85亿户,羊养殖户0.26亿户。综合考虑混合养殖、气候和社会经济等因素对利用畜禽粪便生产沼气的影响,约有1.48亿农户适宜发展沼气。考虑到城镇化和养殖业变化,预计到2010年和2015年我国适宜发展沼气农户分别为1.39亿户和1.30亿户,沼气产量分别可达到539亿立方米和502亿立方米,分别相当于替代8460万吨和7880万吨标准煤。
全国现有猪、牛、鸡三大类畜禽规模化养殖场约391万
处,其中,各类畜禽规模化养殖小区已达4万多个。存栏量约5.7亿头猪单位(30只蛋鸡折算成1头猪,60只肉鸡折算成1头猪,1头奶牛折算成10头猪,1头肉牛折算成5头猪),畜禽粪便资源的实物量为11.2亿吨,理论上可生产670亿立方米的沼气。其中,大中型(养殖出栏3000头猪单位以上)约11952处,养殖量约7528万头猪单位,畜禽粪便资源的实物量为1.42亿吨。根据全国畜牧业发展第十一个五年规划测算,预计到2010年和2015年,我国规模化养殖场畜禽粪便资源的实物量将分别达到25亿吨和32.5亿吨,约可产出沼气1500亿立方米和1950亿立方米,分别相当于替代标准煤2.4亿吨和3.1亿吨。
4.农产品加工业副产品
农产品加工业副产品主要包括稻壳、玉米芯、甘蔗渣等,多来源于粮食加工厂、食品加工厂、制糖厂和酿酒厂等,数量巨大,产地相对集中,易于收集处理。其中,稻壳是稻谷加工的主要剩余物之一,占稻谷重量的20%,主要产于东北地区和湖南、四川、江苏、湖北等省;玉米芯是玉米穗脱粒后的穗轴,约占穗重的20%,主要产于东北地区和河北、河南、山东、四川等省;甘蔗渣是蔗糖加工业的主要副产品,蔗糖与蔗渣各占50%,主要产于广东、广西、福建、云南、四川等省区(见图2)。稻壳和玉米芯可通过固化成型、甘蔗渣可通过发电等方式提高利用效率。2005年上述副产品的总
量超过1亿吨,经充分利用可生产0.31亿~0.67亿吨标准煤的能源。此外,我国作为世界最大的棉花生产国,每年棉籽产量1300万吨,可产棉籽油200万吨左右,由于近年来我国豆油产量迅猛增长,棉籽油消费量萎缩,大量的棉籽没有充分利用,为生物柴油提供了一条重要的原料来源。
图2 我国主要农产品加工业副产品的主要产地
资料来源:根据中国农业年鉴整理计算
(二)开发利用现状
近年来,国家高度重视生物质能的开发和利用,颁布了《可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》和《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》等法规和配套办法和规章,制定了20多项农村沼气、秸
秆综合利用、燃料乙醇等国家和行业标准。在国家的政策扶持和引导下,中央和各地不断加大资金投入力度,加强科研开发与技术攻关,开展不同形式的试点示范与建设,有力地促进了农业生物质能产业的发展。
1.沼气产业快速发展
经过多年的研究开发,我国户用沼气技术居国际领先水平,发展规模居世界前列。沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用,并与养殖业、种植业广泛结合,在农村生产和生活中发挥了重要作用。北方“四位一体”、南方“猪沼果”、西北“五配套”等能源生态模式逐步优化完善。大中型沼气工程技术日趋成熟,初步具备产业化条件。“十五”期间,中央投资34亿元专项支持沼气建设,直接受益农户达374万户。目前,全国农村户用沼气已累计发展到2200万户左右,年产沼气约90亿立方米;建成养殖场沼气3800处,年产沼气约2.5亿立方米。同时,通过沼气建设,初步形成了一支农业生物质能产业发展队伍。到2005年,我国农村能源的管理机构接近4000个,人员近1.5万,农业生物质能产业发展的研究、生产、营销队伍等不断扩大。
2.农作物秸秆能源化利用初见成效
秸秆的主要能源化利用方式为直接燃烧、气化和固化成型等。截至2005年底,我国农村地区已累计推广省柴节煤炉
灶1.89亿户,普及率达70%以上;全国已建设了秸秆集中供气站539处;生物质燃烧发电也具有了一定的规模,到2005年底,全国生物质发电装机容量约为200万千瓦,其中甘蔗渣发电约170万千瓦。目前,由国家核准生物质规模化发电项目近50处,总装机1500兆瓦,其中单县和宿迁两处秸秆直燃发电示范项目已经竣工投产;我国生物质固化成型燃料技术的研究、生产和开发也呈现出良好的发展势头,并已开展小规模试点。
3.生物液体燃料初具规模
当前,我国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程年生产能力达102万吨,利用玉米生产燃料乙醇的加工能力不断扩大。通过试点,消费群体初步接受,生产成本不断降低。据测算,我国现行的燃料乙醇生产价格成本约为3500元吨,技术水平较高的企业可降到3000元以下,为我国石油替代产业书写了良好开篇。在非粮食能源作物方面,我国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种,并建成了产业化示范基地;培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种;育成了一批能源甘蔗新品系和糖能兼用甘蔗品种,建成了高新技术产业化示范基地,而且筛选出适合甘蔗清汁发酵的菌株和活性干酵母菌株。
我国已具备利用菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力。近年来,在双低油菜与杂种优势利用的结合上达到国际领先水平,在油菜、油葵等主要作物上已开发出高含油量种质,含油量高达51.6%。此外,为了不与食用油和工业用油争原料,还开发了麻疯树果实、黄连木籽以及利用季节性闲地种植油菜等生产生物柴油技术,初步具备了产业化发展的条件。
(三)存在的主要问题
一是开发思路不够明确。中央各有关部门及社会各界高度重视农业生物质能产业发展,采取了一系列措施和行动,取得了积极进展。但总体看,对于如何更好地结合中国实际推进生物质能产业化开发,思路还不够清晰,认识还不够成熟;对于生物质能资源的区域分布、发展潜力等基础情况,掌握得还不够清楚,分析得还不够深入。部分地区对生物质能产业发展还缺乏通盘考虑和科学谋划,特别是利用玉米生产燃料乙醇的加工企业存在盲目发展的倾向。
二是自主研发能力弱。除沼气技术较为成熟外,其余技术仍处于产业化发展初期,特别是缺乏具有自主知识产权的核心技术。例如,以甜高粱、木薯、甘蔗等原料生产燃料乙醇技术还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究;我国秸秆固化成型燃料技术存在着成型机模具磨损严重、运行稳定性差且使用寿命较短,能耗较高,配套炉具亟待完善,秸秆的收集储运和预处理技术不完善,机械化水
平低,相关标准缺乏等问题,而秸秆气化燃料也存在焦油含量高等方面的问题,而国外先进国家如瑞典、丹麦、奥地利生物质颗粒成型技术和设备已非常成熟,仅瑞典就有大型生物质颗粒加工厂10多家,单个企业的年生产能力达到20多万吨。
三是比较成本高。在不考虑化石能源对生态、环境造成的负面影响的情况下,目前大多数生物质能产品的成品仍高于化石能源产品的成本。例如,除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外,其他国家生物燃料的成本都比较高,我国以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇每吨成本约为4000元,而目前等效热值的汽油成本仅为3300元左右。
四是扶持政策尚不完善。国家虽已颁布了《可再生能源法》,但法律体系还不完善,在财政、金融、市场开放等方面缺乏合理有效的激励政策,例如,以非粮食作物为原料的生物液体燃料还无法进入市场和享受政府补贴,生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素;相关政策之间也存在着协调性差,政策难以落实等问题,还没有形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。
五是投入严重不足。生物质能属于高新技术和新兴产业,其技术研发和市场培育需要大量资金投入,但目前投融资渠道较为单一,除农村户用沼气等部分领域外,国家及地方政
府财政投入严重不足,部分领域研发能力弱,技术水平较低,制约了技术创新和产业化发展。
六是生产运行机制仍需探索。农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾。目前,部分企业按照工业化方式考虑生产规模,而对探索原料收集形式、收集半径考虑不足,造成原料供应困难,影响了生产合理运行。
三、发展思路、基本原则和战略目标
(一)发展思路
按照积极发展现代农业、扎实推进社会主义新农村建设的总体要求,今后一个时期,农业生物质能产业发展要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,以科学发展观为统领,在保障国家粮食安全的前提下,围绕拓展农业功能、发展循环农业、促进农民增收,充分发挥资源和技术优势,以充分利用农业废弃物,大力加强沼气建设,积极推广秸秆气化和固化成型燃料为重点,适度发展能源作物,通过加强科技创新、加大政策扶持、强化体系建设,引导、整合和利用社会力量广泛参与,推进农业生物质能产业健康有序发展,提高农业资源利用效率,降低能源消耗,优化能源结构,减少污染排放,走中国特色的农业生物质能产业发展道路,为建设社会主义新农村、保障国家能源安全、保护生态环境作出积极贡献。
(二)基本原则
1.坚持循环农业理念,推动农业废弃物能源化利用 立足我国农作物剩余秸秆、畜禽粪便和农产品加工副产品等农业废弃物量大面广、利用率不高、环境污染严重的现实,坚持以解决农村生活能源为重点,按照“资源化、减量化、再利用”的理念,把农业废弃物的能源化利用作为今后农业生物质能产业发展的主攻方向,大力发展农村沼气,加快发展农作物秸秆固化成型和气化燃料,促进农村用能结构、乡村面貌和生态环境的同步改善,推动循环农业大发展,参与国家能源大循环。
2.坚持不与人争粮,不与粮争地
正确处理生物质能产业发展和保障国家粮食安全的关系。在适度发展玉米燃料乙醇的基础上,稳步开发以非粮作物为主的能源作物,避免出现能源生产与人争粮的情况。始终把保障国家粮食安全作为农业发展的第一任务,开发能源作物应以不占用粮食、棉花等战略物资生产用地,不开垦草原为前提,充分利用荒地、盐碱地和冬闲田等不适宜种粮或未充分利用的土地资源,避免能源作物与粮棉作物争地。
3.坚持技术可行,强化自主创新
以技术可行为基础,始终把科研攻关、示范推广和技术服务作为主要环节,努力掌握拥有自主知识产权的核心技术和关键技术,不断突破秸秆固化、气化利用等技术瓶颈,着
力提高技术转化应用能力,积极探索发展农业生物质能的多种有效途径,加快发展步伐,提升发展质量,引领我国生物质能产业的持续健康发展。
4.坚持因地制宜和产业协调推进
以原料的可获得性为出发点,以经济合理性为前提,以产业为纽带,注重分散与集中的有机结合,合理确定生产规模和发展模式,充分发挥各参与主体的积极性,积极构建原料供应、生产加工、产品利用以及维修服务等完整的产业链条,不断扩大产业规模,提升产业层次,强化产业间的有效对接,促进农业生物质能产业和相关产业协调发展。
(三)战略目标
到2010年,建成一批农业生物质能示范基地,部分领域关键技术达到国际先进水平,产业化程度明显提升,农业废弃物利用范围和规模明显扩大,农村生活用能结构明显优化,农民从农业生物质能产业中获得的收益不断提高,农业生物质能在国家能源消费中的比例和地位不断上升。
到2015年,建成一批农业生物质能基地,技术创新和产业发展体系基本建成,开发利用成本大幅度降低,初步实现农业生物质能产业的市场化。生物质能产业成为农业发展的重要领域,对促进农民增收、改善农村生活条件,建设社会主义新农村作用日趋明显,成为保障国家能源安全、保护生态环境的重要力量。
1.农村沼气
到2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户(新建1800万户),占适宜农户的30%左右,年生产沼气155亿立方米;到2015年,农村户用沼气总数达到6000万户左右,年生产沼气233亿立方米左右,并逐步推进沼气产业化发展。
到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程4000处,年新增沼气3.36亿立方米;到2015年,建成规模化养殖场、养殖小区沼气工程8000处,年产沼气6.7亿立方米。
2.农作物秸秆能源化利用
到2010年,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,全国建成400个左右秸秆固化成型燃料应用示范点,秸秆固化成型燃料年利用量达到100万吨左右;建成1000处左右秸秆气化集中供气站,年产秸秆燃气3.65亿立方米。到2015年,秸秆固化成型燃料年利用量达到2000万吨左右,建成2000处左右秸秆气化集中供气站,年产秸秆燃气7.3亿立方米。
3.能源作物
适度发展能源作物种植,满足国家对生物液体燃料的原料需要。
四、发展重点和产业布局
根据上述发展思路和基本原则,今后一个时期,我国农业生物质能产业要按照大力发展农村沼气,积极发展农作物
秸秆固化成型和气化燃料,适度发展能源作物的发展战略,因地制宜地确定发展重点和产业布局,力争走出一条中国特色的发展道路。
(一)发展重点 1.农村沼气
——农村户用沼气的基本建设单元为“一池三改”,包括户用沼气池和改圈、改厕、改厨。“一池三改”同步规划,同步施工。沼气池的建设容积为6~10立方米,重点发展“常规水压”、“曲流布料”、“强回流”、“旋流布料”等国家标准规定的池型,每种池型均要实现自动进料,并应配备自动或半自动的出料装臵。改造的厕所与圈舍一体建设,地面硬化,与沼气池相连。北方地区建设太阳能暖圈等保温设施。厨房内安装沼气灶具、沼气调控净化器、输气管道等,实现灶台和地面硬化。同时,根据不同地区的自然、经济条件和农业产业结构,将农村户用沼气建设与农业生产发展有机结合,因地制宜推广“四位一体”和“猪沼果”等能源生态模式。
——规模化养殖场、养殖小区沼气工程按照发展循环农业的理念,将养殖业、沼气工程和周边的农田、鱼塘等统一筹划,在为畜禽场或周围居民提供清洁燃料的同时,开展沼液、沼渣综合利用,发展生态农业,带动无公害农产品生产,实现畜禽粪便的资源化利用和环境治理双重目标。对一些周边既无一定规模的农田,又无闲暇空地可供建造鱼塘和水生
植物塘的畜禽养殖场,畜禽废水在经厌氧消化处理后,再经过适当的好氧处理,如曝气、生化处理等,实现达标排放。
2.农作物秸秆能源化利用(1)秸秆固化成型燃料
秸秆固化成型燃料既可作为农村居民的炊事和取暖燃料,也可作为城市分散供热的燃料。近期重点:一是加大科研开发力度,尽快突破成型机具、炉具等方面的技术瓶颈。二是积极开展试点示范,合理确定生产半径,探索秸秆收集、储运和预处理模式,着力解决秸秆的分散性、周期性供应与生产的集中性、周年性之间的矛盾,取得经验后在全国逐步推广。
(2)秸秆气化燃料
秸秆气化集中供气站以村为单元,系统规模为数十户至数百户,设臵气化站,敷设管网,通过管网输送和分配生物质燃气到农户家中。近期重点:一是继续扩大秸秆气化示范范围,完善秸秆生产沼气技术。二是加强和规范秸秆气化站的运行管理。三是解决秸秆气化燃料焦油含量高的问题,提高系统运行的稳定性。
3.能源作物
根据国内现有土地资源和农业生产的特点,结合生态建设和农业结构调整,合理利用盐碱地、荒地和冬闲田等未利用或利用不充分的土地资源,适度种植甘蔗、甜高粱、薯类、油菜等能源作物。近期重点:一是科学制定单品种发展规划,建设能源作物专用良种的引进、选育基地,加大关键技术研发力度,加强主导品种和主推技术的集成创新。二是积极推进标准化示范基地建设,不断提高基础设施保障能力,大力发展收获机械化作业,加强病虫害防控,推进标准化生产。三是开展燃料乙醇综合产加销一体化示范,积极探索“公司+协会”、“公司+基地+农户”等多种形式的产业化生产模式,延长产业链条,提高综合利用水平。
(二)产业布局 1.农村沼气(1)户用沼气
按照重点安排适宜发展沼气的退耕还林还草地区、粮食主产区、水库库区,同时兼顾畜牧业主产区、南水北调沿线等重点水源保护区、革命老区、少数民族地区以及血吸虫病、地氟病疫区的原则,把全国划分为东部、中部和东北、西部三个大区。到2010年,新增农村户用沼气1800万户,总量达到4000万户左右。
——东部地区包括北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东等8个省(市)1。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到389万户,占总农户数的5.91%,占适宜 1考虑到河北、辽宁属于国家粮食主产区,农民收入水平、农业生产条件与中部地区各省有较强的区域一致性,故本规划中把其并入中部地区;海南省农村经济条件及发展水平与湖南、湖北等省相当,沼气发展的自然适宜性也与其基本一致,故此把海南省归入中部地区。
农户的15.85%。
——中部和东北地区包括河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、海南等11个省。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到1590万户,占总农户16.82%,占适宜农户27.17%。
——西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等12个省(区、市)和“三州八县”(湖北省恩施州、湖南省湘西州、吉林省延边州和原海南黎族苗族州的8个县)。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到2021万户,占总农户数的26.71%,占适宜农户的36.12%。
(2)规模化养殖场、养殖小区沼气工程
以东部沿海发达地区和内陆大中城市郊区为发展重点,优先发展“菜篮子”基地,太湖、巢湖、滇池,淮河、海河、辽河,长江三峡库区,南水北调工程沿线 “三湖三河一库一线”等重点水域周边地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程4000处。
——东部地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程2050处。
——中部和东北地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程1560处。
——西部地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小
区沼气工程390处。
2.农作物秸秆能源化利用
近期重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区开展试点示范,到2010年,建立400处秸秆固化成型燃料示范点和1000处秸秆集中供气站。
(1)东北粮食主产区
主要包括黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区的东四盟。该区域地势平坦,土壤肥沃,雨热同季,是我国重要的粮食生产基地,主要粮食作物为玉米、水稻、豆类、高粱、谷子等,农作物秸秆产量约占全国的1/6左右。
本区域重点开展以玉米秸秆和玉米芯等农产品加工业副产品为主要原料的村镇级固化成型燃料试点示范和秸秆集中供气站,同时,积极开发炊事灶具和取暖等配套设备,到2010年建立示范点150处,年产固化成型燃料45万吨,建成秸秆集中供气站300处,年产秸秆气1.1亿立方米。
(2)黄淮海粮食主产区
主要包括河北、河南、山东三省和安徽、江苏二省的淮河流域部分。该区域地势平坦,多为平原,土层深厚、土壤肥力较高,加之光热资源充足,雨热同季,光热水土资源匹配较好,主要粮食作物为小麦,其次是玉米和稻谷,农作物秸秆产量约占全国的1/3左右。
本区域重点建设以小麦、玉米秸秆和玉米芯、稻壳等农
产品加工业副产品为主要原料的村镇级固化成型燃料技术示范点和秸秆集中供气站,配套开发炊事灶具和取暖设备,到2010年建立示范点150处,年产固化成型燃料约45万吨,建成秸秆集中供气站300处,年产秸秆气1.1万立方米。
(3)长江中下游粮食主产区
主要包括湖南、湖北、江西三省和江苏、安徽两省的长江流域部分。该区域地势低平,土地肥沃,气候温暖湿润,雨量丰富,历来是我国主要的商品粮产销基地,主要粮食作物为稻谷,农作物秸秆产量约占全国的35%。
本区域重点建设以稻谷秸秆和稻壳等农产品加工业副产品为燃料的村镇级固化成型燃料示范点和秸秆集中供气站,配套开发炊事灶具,到2010年建立示范点100处,年产固化成型燃料约10万吨,建成秸秆集中供气站400处,年产秸秆气1.45万立方米。
3.能源作物
按照各类能源作物的生物特性,结合各地发展空间,提出甘蔗、甜高梁、木薯、甘薯、油菜等能源作物的发展布局。
(1)甘蔗
“十一五”期间,重点在广西、广东、云南、海南、福建等南方5省区的宜蔗地区加大糖能兼用甘蔗良种的推广应用力度,加强产业化生产基地建设,走能糖联产的道路,在不影响糖产量的前提下为燃料乙醇提供必需的原料。
(2)甜高粱
“十一五”期间,重点在黑龙江、山东、内蒙古、新疆、河北等地利用盐碱地等边际土地,开发推广甜高粱系列品种和先进适用栽培技术。
(3)木薯
“十一五”期间,重点在广西、广东、海南、福建、云南等5省区抓紧引进培育适宜加工乙醇的优质良种,改进栽培技术,将单位亩产量由现有的1.3吨左右提高到3~4吨。
(4)甘薯
“十一五”期间,重点在广西、重庆、四川等地扩大甘薯种植面积,不断拉长企业加工转化期。
(5)油菜
“十一五”期间,重点在长江流域的四川、贵州、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、浙江、江苏等地利用冬闲地,适当扩大油菜种植面积,同时发展高蓄能油菜品种,提高单位面积产量。
五、重大工程
围绕农业生物质能产业发展重点,认真落实公共财政覆盖农村的各项政策,强化政府对公共产品的供给与服务,组织实施好一批重大工程,建设我国农业生物质能产业发展平台。
(一)农村沼气工程 1.农村户用沼气工程
以农户为基本单元,到2010年,全国新建农村户用沼气1800万户,户用沼气总数达到4000万户。
2.规模化养殖场、养殖小区大中型沼气工程
以“一池三建”为基本建设单元,建设沼气发酵池、原料预处理、沼气利用和沼肥利用设施。到2010年,新建大中型沼气工程4000处,使全国规模化养殖场、养殖小区大中型沼气工程总数达到4700处。
(二)生物质能科技支撑工程 1.农业生物质工程中心建设
依托农业部规划设计研究院,承担农业生物质工程技术研发、中试、集成等任务,重点建设功能实验室、中试转化基地等,搭建产业化促进平台,推进农业生物质能重大科技成果工程化、集成化和产业化。
2.区域技术创新中心建设
以科研教学单位为依托,加强能源作物的品种选育,以秸秆固化成型和沼气开发利用技术为重点,建设一批生物能源区域技术创新中心,提高自主创新能力,为区域生物质能产业发展提供技术支撑。
3.技术推广服务体系建设
以现有基层技术推广与服务体系为载体,加强服务设施
与手段建设,完善服务体系,提升服务能力。
(三)农作物秸秆能源化利用示范基地建设工程 重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区建设村镇级秸秆固化成型燃料示范点400处和秸秆集中供气站1000处,加强分散的秸秆资源收集机械化和预处理工程技术、装备及机械化工艺体系的研究和开发工作,推广普及适合大田农作物秸秆收集和预处理要求的机械化工艺和设备,建立健全原料储运系统、销售与配送系统等,完善加工设备与设施,同步开发推广配套炉具,为农户提供炊事燃料及取暖用能,提高资源转换效率。
(四)能源作物品种选育和种植示范基地建设工程 1.能源作物品种选育基地
重点在海南、广西、广东、河北和湖北等省区,依托现有科研机构,结合发展能源作物产业化,建设一批能源作物良种选育基地。根据不同区域土地资源、气候和病虫害等特点,对农作物原原种、原种进行研究开发,引进优良品种,运用现代生物工程和基因技术,进行品种试验及良种选育,培育高产优质能源作物新品种。此外,开展新型能源作物的筛选工作。
2.能源作物种植示范基地
在能源作物优势区域,按照不与粮争地的原则,利用盐碱地等未利用土地和冬闲田,发展机械化作业,建设一批甜
高梁、薯类、甘蔗、油菜等液体燃料原料基地,主要进行土壤改良,水利、田间道路等设施建设,开展能源作物高效栽培种植示范,并通过“公司+基地”等形式促进基地的标准化、规模化生产。
3.能源作物生产加工一体化示范项目
依托新疆、黑龙江、广东、广西和海南等垦区,利用甜高粱、木薯或甘蔗等非粮能源作物,建设能源作物生产加工一体化示范项目;在能够提供生物柴油原料的地区建设一批能源作物生产加工一体化示范项目。能源作物生产加工一体化示范项目,主要包括能源作物种植基地、原料收集和储运体系建设,生产设备和设施完善等内容。
六、保障措施
(一)加强领导,精心组织
成立由农业部领导为组长的农业部生物质能产业发展领导小组,成员由农业部内有关司局领导和专家组成,负责统筹规划,研究制定产业发展重大政策,审议重大行动方案,加强宏观指导。明确各成员单位职责,形成分工合理、密切配合、整体推进的工作格局。创新工作机制,整合现有资金、技术和人才等各种要素和资源,充分调动科研院所、地方政府、广大农民群众、社会企业等方面的积极性,共同推进生物质能产业的发展。
(二)开展调查研究,做好资源评价
摸清资源状况是发展农业生物质能产业的前提条件。尽快制定农业生物质能资源评价技术规范,提出农业生物质能资源评价方法和指标体系。深入开展能源作物普查工作,摸清主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状,科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区,规划建设一批能源作物种植基地,为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。在摸清全国畜禽养殖数量、分布和发展趋势的基础上,对畜禽粪便的可获得性及未来供应潜力等进行评价。同时,指导各地编制完成农业生物质能资源评价报告,并组织完成全国农业生物质能资源评价报告。
(三)健全促进农业生物质能发展的法规政策体系 根据《可再生能源法》,研究制定支持农业生物质能发展的配套法规和政策措施,出台财政补贴、投资政策、税收优惠、用户补助等经济激励政策。加大对农业生物质能产业的补贴力度,对从事生物质能技术研发和设备制造等企业给与所得税优惠。对使用生物质固化成型燃料炉具的农户给予一次性补贴。加大对种植能源作物土地开发和整理的投入力度,对开发低质土地种植能源作物的农户给予补贴。建立健全产品收购流通体系和市场准入制度,将以甜高粱为原料的燃料乙醇纳入现有的油品销售体系。此外,尽快完善农业生物质
能标准体系,并组织做好标准宣贯工作。
(四)建立稳定的投入机制,引导多种经济主体的参与 探索构建政府引导、企业带动、社会参与、多方投入的农业生物质能产业建设机制,拓宽农业生物质能开发利用的融资渠道。设立农业生物质能发展专项资金,用于支持技术进步、人才培养、产业体系建设和新技术示范项目的建设。各级地方政府要按照《可再生能源法》和有关政策的要求,结合本地区实际,安排必要的财政资金支持农业生物质能发展。充分发挥政府投资的引导作用,调动企业自筹资金投入农业生物质能建设的主动性。创造良好的投资环境,积极争取金融部门、国际组织等的资金支持,广泛吸引社会、个人和外资的投入。
(五)加速生物质能转化利用技术开发、示范和推广应用 加大对生物质能基础性研究的支持力度,加快具有自主知识产权的新能源技术开发步伐,改变部分生物质能转换技术落后的现状,力争在未来全球性生物质能多项技术竞争中占领制高点。重点是针对秸秆固化模具磨损快、气化焦油含量高,以及能源作物优良品种繁育、产品储存和运输等方面的问题,积极引进国外先进技术和经验,加强科技攻关,在农作物秸秆高能效低能耗转化、纤维素生产燃料乙醇、转基因技术提供生物质原料等方面开展研究,争取在新品种、新原料、新工艺、新设备等方面取得突破,逐步形成产学研相
结合的技术研发、示范推广和产业服务体系。同时,加快成果转化,作好试点示范工作,争取在资源优势明显、基础条件较好的地区,先期启动一批生物质固化成型和气化燃料、能源作物品种选育和栽培种植、规模化养殖场大中型沼气工程示范基地建设项目,并在此基础上,总结经验,稳步推进农业生物质能产业的健康发展。
(六)建设和完善服务保障体系
整合资源,完善技术和产业服务体系,全面提升农业生物质能技术创新能力和产业服务水平。积极探索沼气技术推广服务机制,争取国家资金倾斜,引导形成县、乡、村三级服务网络,在农户建设、管理和使用过程中提供全面的服务,确保农村沼气事业的持续健康发展。针对农作物秸秆分布广、收集运输难等问题,建立农作物秸秆收集配送等产业服务体系。积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织,建立生物质原料生产与物流体系。
(七)开展教育、宣传和培训工作
充分利用网络、电视、报纸、杂志等多种媒体,采取多种形式,广泛宣传加快农业生物质能开发利用的重要意义,宣传先进典型和成功经验,形成全社会关心、支持农业生物质能开发利用的良好氛围。重点抓好技术培训和职业技能鉴定工作,建立生物质能技术培训基地,在全国范围内组织开展不同形式、不同层次、不同内容的技术培训,对从事农业
生物质能利用的技术工种实行职业准入和持证上岗制度,并引导各地全面开展农业生物质能技术培训和职业技能鉴定工作。
第五篇:农业生物质能产业发展规划(全文)
农业生物质能产业发展规划(全文)《农业生物质能产业发展规划(2007~2015年)》
前言
能源是人类赖以生存的物质基础,是国民经济的基本支撑。我国是能源消费大国,能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源,而化石能源资源的有限性及其开发利用过程对环境生态造成的巨大压力,严重制约着经济社会的可持续发展。在这种形势下,开发清洁的可再生能源已成为我国能源领域的一个紧迫课题。
胡锦涛总书记指出:“加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。”《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出,要“加快开发生物质能”。《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》提出,“以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业,是拓展农业功能、促进资源利用的朝阳产业”,“启动农作物秸秆固化成型燃料试点项目”,“鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源,发展生物质原料作物种植”。为积极贯彻落实党中央、国务院一系列有关发展农业生物质能的指示精神,依据《可再生能源法》,制定本规划。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,它以生物质为载体,直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,替代煤炭,石油和天然气等化石燃料,可永续利用,具有环境友好和可再生双重属性,发展潜力巨大。
一、我国发展农业生物质能产业的必要性
(一)有利于拓展农业功能,促进区域经济发展和农民增收
发展农业生物质能产业,突破传统农业的局限,利用农产品及其废弃物生产新型能源,拓展了农产品的原料用途和加工途径,为农业提供了一个产品附加值高和市场潜力无限的平台,有利于转变农业增长方式,发展循环经济,延伸农业产业链条,提高农业效益,拓展农村剩余劳动力转移空间,在促进区域经济发展、增加农民收入等方面大有可为。据专家测算,若充分利用我国现有生物质能资源,可以新增约3万亿元产值,提供约6000万个就业岗位。
(二)有利于发挥农业对能源的支持作用,缓解能源供应紧张局面
我国能源资源总量较为丰富,但人均占有量低,人均煤炭、石油和天然气储量仅为世界平均水平的56.3%、7.7%和7.1%。近年来,随着我国经济社会的快速发展,能源需求持续增长,供求矛盾日益突出,2005年一次能源生产总量为20.6亿吨标准煤,能源消费总量达到22.3亿吨标准煤;石油净进口量1.4亿吨,对外依存度超过40%。有关专家测算,如果充分利用我国目前的农业生物质能资源,可新增5亿吨左右标准煤,约占全国一次能源生产总量的24%。积极发展农业生物质能产业,对缓解化石能源供应紧张局面,优化能源结构,保障国家能源安全,建立稳定的能源供应体系具有重大意义。
(三)有利于保护和改善生态环境,促进可持续发展
我国是世界上第二大能源生产和消费国,化石能源造成的环境污染相当严重。如煤炭占能源消费总量的比例高达69%,煤烟型污染程度一直较高。同时,部分农村地区大量使用薪柴等作为生活燃料,森林植被破坏严重;大量畜禽粪便得不到及时有效处理,面源污染日益加剧。积极发展生物质能产业,可以有效替代高污染、高排放的化石能源,降低薪柴使用量,资源化利用畜禽粪便等农业废弃物,是推动节能减排的战略举措,是保护生态环境的重要途径,有利于建立资源节约型和环境友好型社会,促进人与自然和谐发展与经济社会的可持续发展。
(四)有利于改善农民生产生活条件,扎实推进社会主义新农村建设
我国农村经济社会发展水平较低,基础设施落后,环境卫生条件差,50%以上农户生活用能主要采用直接燃烧秸秆、薪柴等落后方式,同时大量人畜粪便得不到及时有效处理,导致了疾病的发生和疫病的传播,影响了广大农民群众的生活质量和身体健康。积极发展生物质能产业,增加农村清洁能源供应,可以逐步改变农村几千年来烟熏火燎的用能方式,提高农村能源利用效率,改善农村卫生状况和农民生产生活条件,是提高农民生活质量、降低生活成本、改变农村落后面貌、建设社会主义新农村的有力抓手。
二、我国农业生物质能资源潜力和发展现状
(一)资源潜力
我国农业生物质能资源主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品和能源作物等,发展潜力巨大,空间广阔。
1.农作物秸秆
我国的农作物秸秆主要分布在河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、河南、山东、湖北、湖南、江西、安徽、四川、云南等粮食主产区,单位国土面积秸秆资源量高的省份依次为山东、河南、江苏、安徽、河北、上海、吉林、湖北等省(见图1)。
2005年,全国主要农作物产量约为5.1亿吨,按草谷比计算秸秆产量约6亿吨,除用于肥料、饲料、基料以及造纸等工业原料外,约有3亿吨农作物秸秆可作为能源使用,折合1.5亿吨标准煤。依据《全国农业和农村经济发展第十一个五年规划》提出的主要农产品发展目标测算,预计到2010年我国主要农作物秸秆产量将达到7.8亿吨,其中约4亿吨可作为农业生物质能的原料。以“十一五”期间的发展速度测算,预计到2015年我国主要农作物秸秆产量将达到9亿吨左右,其中约一半可作为农业生物质能的原料。
图12005年我国单位国土面积的秸秆资源量
资料来源:根据中国农业年鉴整理计算
2.能源作物
能源作物是指经专门种植用以提供能源原料的草本和木本植物。我国有大量不适于粮食生产但可种植高抗逆性能源作物的荒山、荒坡和盐碱地等边际性土地,选择适合不同生长条件的品种进行培育和繁殖,可获得高产能源作物,并大规模转化为燃料乙醇和生物柴油等液体燃料。我国可转换为能源用途的作物和植物品种有200多种,目前适宜开发用于生产燃料乙醇的农作物主要有甘蔗、甜高粱、木薯、甘薯等(玉米、马铃薯可用于生产燃料乙醇,但易影响国家粮食安全,不宜作为主要品种开发),用于生产生物柴油的农作物主要有油菜等。
(1)甘蔗属于多年生热带和亚热带草本作物,以南、北回归线之间为最适宜生长区,可用于制糖和生产燃料乙醇。今后利用甘蔗发展燃料乙醇的潜力主要来自三个方面:一是甘蔗糖料生产过程中产生的副产品糖蜜。2005年至2006制糖期,我国甘蔗种植面积约2000万亩,产量约8600万吨,产糖1000万吨左右,副产糖蜜约340万吨,可以生产燃料乙醇80万吨左右,折合标准煤110万吨左右。二是走以糖为主、糖能互动发展之路。目前,我国甘蔗亩产仅为4.3吨左右,单产提升空间较大,有关科研单位已经选育出亩产6~7.5吨的糖能兼用品种,若大面积种植,将大幅度提高甘蔗产量,不仅可以进一步保障食糖原料供应,还为生产燃料乙醇提供更多保障条件,实现糖能互动联产。三是适当开发南方宜蔗土地新增的甘蔗。我国广西、广东、海南、云南等省区尚有0.1亿亩的宜蔗土地,若其中一半土地种植糖能兼用甘蔗,按亩产6吨计算,可生产3000万吨左右的甘蔗,可产出200万吨以上燃料乙醇,折合285万吨标准煤。
(2)甜高粱具有耐干旱、耐水涝、抗盐碱等多重抗逆性,素有“高能作物”之称,亩产300~400公斤粮食以及4吨以上茎秆,茎秆汁液含糖量16%~20%左右,每16~18吨茎秆可生产1吨燃料乙醇。目前在我国种植规模不大,且比较分散,北京、天津、河北、内蒙古、河南、山东、辽宁、吉林、黑龙江、陕西、新疆等省份都有种植。若开发我国现有1.5亿亩盐碱地的1/5用于种植甜高粱,按一般农田产量的50%计,收获甜高粱茎秆6000万吨,可生产350万吨左右燃料乙醇,折合标准煤500万吨左右。
(3)木薯具有易栽、耐旱、耐涝、高产等特点,适合在热带、亚热带地区种植,主要分布在广西、广东、海南、福建、云南、湖南、四川、贵州、江西等九省(区)。鲜木薯的淀粉含量在30%~35%左右,约7吨鲜薯可生产1吨燃料乙醇。2005年全国种植面积约650万亩,总产量约730万吨,亩产仅为1.1吨,如采用优质木薯品种,并加强田间管理和水肥到位,亩产可达3~5吨。目前,广西、广东、海南、福建、云南等省份仍有荒地、裸土地及后备宜林、宜农、宜牧荒山等未利用土地约2亿亩,若开发1/5用于种植木薯,按亩产2吨计算,可收获8000万吨,生产燃料乙醇约1000万吨,折合1430万吨标准煤。
(4)甘薯具有耐旱、抗风、病虫害少等特性,能适应贫瘠土地。我国是世界上最大的甘薯生产国,2005年种植面积约7500万亩,总产量超过1亿吨。鲜甘薯淀粉含量在18%~30%之间,约8吨甘薯可生产1吨燃料乙醇,但因回收季节在秋冬季,易冻伤和腐烂,目前约有20%左右的甘薯在储存过程中损耗,若及时加工,可生产燃料乙醇250万吨左右,折合357万吨左右标准煤。
(5)油菜是主要油料作物之一,适应范围广,发展潜力大。我国长江流域、黄淮地区、西北和东北地区都适宜油菜生长,适宜区域的耕地面积在15亿亩以上。2005年我国油菜籽种植面积1.1亿亩,年产量约1300万吨。目前,我国南方水田区有冬闲田约0.6亿亩,南方丘陵耕地、北方灌区、北方旱作耕地也存在不同类型的季节性闲地约0.8亿亩。油菜亩产菜籽120公斤,平均产油率30%。如利用上述土地的50%种植油菜,菜籽产量可达到840万吨,可生产生物柴油约250万吨,折合标准煤350万吨左右。
3.畜禽粪便
目前我国畜禽养殖业每年产生约30亿吨粪便,主要来源于农村家庭散养和规模化养殖。全国现有生猪分散养殖户0.9亿户,奶牛、肉牛养殖户0.157亿户,蛋肉鸡养殖户0.85亿户,羊养殖户0.26亿户。综合考虑混合养殖、气候和社会经济等因素对利用畜禽粪便生产沼气的影响,约有1.48亿农户适宜发展沼气。考虑到城镇化和养殖业变化,预计到2010年和2015年我国适宜发展沼气农户分别为1.39亿户和1.30亿户,沼气产量分别可达到539亿立方米和502亿立方米,分别相当于替代8460万吨和7880万吨标准煤。
全国现有猪、牛、鸡三大类畜禽规模化养殖场约391万处,其中,各类畜禽规模化养殖小区已达4万多个。存栏量约5.7亿头猪单位(30只蛋鸡折算成1头猪,60只肉鸡折算成1头猪,1头奶牛折算成10头猪,1头肉牛折算成5头猪),畜禽粪便资源的实物量为11.2亿吨,理论上可生产670亿立方米的沼气。其中,大中型(养殖出栏3000头猪单位以上)约11952处,养殖量约7528万头猪单位,畜禽粪便资源的实物量为1.42亿吨。根据全国畜牧业发展第十一个五年规划测算,预计到2010年和2015年,我国规模化养殖场畜禽粪便资源的实物量将分别达到25亿吨和32.5亿吨,约可产出沼气1500亿立方米和1950亿立方米,分别相当于替代标准煤2.4亿吨和3.1亿吨。
4.农产品加工业副产品
农产品加工业副产品主要包括稻壳、玉米芯、甘蔗渣等,多来源于粮食加工厂、食品加工厂、制糖厂和酿酒厂等,数量巨大,产地相对集中,易于收集处理。其中,稻壳是稻谷加工的主要剩余物之一,占稻谷重量的20%,主要产于东北地区和湖南、四川、江苏、湖北等省;玉米芯是玉米穗脱粒后的穗轴,约占穗重的20%,主要产于东北地区和河北、河南、山东、四川等省;甘蔗渣是蔗糖加工业的主要副产品,蔗糖与蔗渣各占50%,主要产于广东、广西、福建、云南、四川等省区(见图2)。稻壳和玉米芯可通过固化成型、甘蔗渣可通过发电等方式提高利用效率。2005年上述副产品的总量超过1亿吨,经充分利用可生产0.31亿~0.67亿吨标准煤的能源。此外,我国作为世界最大的棉花生产国,每年棉籽产量1300万吨,可产棉籽油200万吨左右,由于近年来我国豆油产量迅猛增长,棉籽油消费量萎缩,大量的棉籽没有充分利用,为生物柴油提供了一条重要的原料来源。
(二)开发利用现状
近年来,国家高度重视生物质能的开发和利用,颁布了《可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》和《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》等法规和配套办法和规章,制定了20多项农村沼气、秸秆综合利用、燃料乙醇等国家和行业标准。在国家的政策扶持和引导下,中央和各地不断加大资金投入力度,加强科研开发与技术攻关,开展不同形式的试点示范与建设,有力地促进了农业生物质能产业的发展。
1.沼气产业快速发展
经过多年的研究开发,我国户用沼气技术居国际领先水平,发展规模居世界前列。沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用,并与养殖业、种植业广泛结合,在农村生产和生活中发挥了重要作用。北方“四位一体”、南方“猪沼果”、西北“五配套”等能源生态模式逐步优化完善。大中型沼气工程技术日趋成熟,初步具备产业化条件。“十五”期间,中央投资34亿元专项支持沼气建设,直接受益农户达374万户。目前,全国农村户用沼气已累计发展到2200万户左右,年产沼气约90亿立方米;建成养殖场沼气3800处,年产沼气约2.5亿立方米。同时,通过沼气建设,初步形成了一支农业生物质能产业发展队伍。到2005年,我国农村能源的管理机构接近4000个,人员近1.5万,农业生物质能产业发展的研究、生产、营销队伍等不断扩大。
2.农作物秸秆能源化利用初见成效
秸秆的主要能源化利用方式为直接燃烧、气化和固化成型等。截至2005年底,我国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户,普及率达70%以上;全国已建设了秸秆集中供气站539处;生物质燃烧发电也具有了一定的规模,到2005年底,全国生物质发电装机容量约为200万千瓦,其中甘蔗渣发电约170万千瓦。目前,由国家核准生物质规模化发电项目近50处,总装机1500兆瓦,其中单县和宿迁两处秸秆直燃发电示范项目已经竣工投产;我国生物质固化成型燃料技术的研究、生产和开发也呈现出良好的发展势头,并已开展小规模试点。
3.生物液体燃料初具规模
当前,我国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程年生产能力达102万吨,利用玉米生产燃料乙醇的加工能力不断扩大。通过试点,消费群体初步接受,生产成本不断降低。据测算,我国现行的燃料乙醇生产价格成本约为3500元吨,技术水平较高的企业可降到3000元以下,为我国石油替代产业书写了良好开篇。在非粮食能源作物方面,我国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种,并建成了产业化示范基地;培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种;育成了一批能源甘蔗新品系和糖能兼用甘蔗品种,建成了高新技术产业化示范基地,而且筛选出适合甘蔗清汁发酵的菌株和活性干酵母菌株。
我国已具备利用菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力。近年来,在双低油菜与杂种优势利用的结合上达到国际领先水平,在油菜、油葵等主要作物上已开发出高含油量种质,含油量高达51.6%。此外,为了不与食用油和工业用油争原料,还开发了麻疯树果实、黄连木籽以及利用季节性闲地种植油菜等生产生物柴油技术,初步具备了产业化发展的条件。
(三)存在的主要问题
一是开发思路不够明确。中央各有关部门及社会各界高度重视农业生物质能产业发展,采取了一系列措施和行动,取得了积极进展。但总体看,对于如何更好地结合中国实际推进生物质能产业化开发,思路还不够清晰,认识还不够成熟;对于生物质能资源的区域分布、发展潜力等基础情况,掌握得还不够清楚,分析得还不够深入。部分地区对生物质能产业发展还缺乏通盘考虑和科学谋划,特别是利用玉米生产燃料乙醇的加工企业存在盲目发展的倾向。
二是自主研发能力弱。除沼气技术较为成熟外,其余技术仍处于产业化发展初期,特别是缺乏具有自主知识产权的核心技术。例如,以甜高粱、木薯、甘蔗等原料生产燃料乙醇技术还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究;我国秸秆固化成型燃料技术存在着成型机模具磨损严重、运行稳定性差且使用寿命较短,能耗较高,配套炉具亟待完善,秸秆的收集储运和预处理技术不完善,机械化水平低,相关标准缺乏等问题,而秸秆气化燃料也存在焦油含量高等方面的问题,而国外先进国家如瑞典、丹麦、奥地利生物质颗粒成型技术和设备已非常成熟,仅瑞典就有大型生物质颗粒加工厂10多家,单个企业的年生产能力达到20多万吨。
三是比较成本高。在不考虑化石能源对生态、环境造成的负面影响的情况下,目前大多数生物质能产品的成品仍高于化石能源产品的成本。例如,除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外,其他国家生物燃料的成本都比较高,我国以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇每吨成本约为4000元,而目前等效热值的汽油成本仅为3300元左右。
四是扶持政策尚不完善。国家虽已颁布了《可再生能源法》,但法律体系还不完善,在财政、金融、市场开放等方面缺乏合理有效的激励政策,例如,以非粮食作物为原料的生物液体燃料还无法进入市场和享受政府补贴,生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素;相关政策之间也存在着协调性差,政策难以落实等问题,还没有形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。
五是投入严重不足。生物质能属于高新技术和新兴产业,其技术研发和市场培育需要大量资金投入,但目前投融资渠道较为单一,除农村户用沼气等部分领域外,国家及地方政府财政投入严重不足,部分领域研发能力弱,技术水平较低,制约了技术创新和产业化发展。
六是生产运行机制仍需探索。农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾。目前,部分企业按照工业化方式考虑生产规模,而对探索原料收集形式、收集半径考虑不足,造成原料供应困难,影响了生产合理运行。
三、发展思路、基本原则和战略目标
(一)发展思路
按照积极发展现代农业、扎实推进社会主义新农村建设的总体要求,今后一个时期,农业生物质能产业发展要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,以科学发展观为统领,在保障国家粮食安全的前提下,围绕拓展农业功能、发展循环农业、促进农民增收,充分发挥资源和技术优势,以充分利用农业废弃物,大力加强沼气建设,积极推广秸秆气化和固化成型燃料为重点,适度发展能源作物,通过加强科技创新、加大政策扶持、强化体系建设,引导、整合和利用社会力量广泛参与,推进农业生物质能产业健康有序发展,提高农业资源利用效率,降低能源消耗,优化能源结构,减少污染排放,走中国特色的农业生物质能产业发展道路,为建设社会主义新农村、保障国家能源安全、保护生态环境作出积极贡献。
(二)基本原则
1.坚持循环农业理念,推动农业废弃物能源化利用
立足我国农作物剩余秸秆、畜禽粪便和农产品加工副产品等农业废弃物量大面广、利用率不高、环境污染严重的现实,坚持以解决农村生活能源为重点,按照“资源化、减量化、再利用”的理念,把农业废弃物的能源化利用作为今后农业生物质能产业发展的主攻方向,大力发展农村沼气,加快发展农作物秸秆固化成型和气化燃料,促进农村用能结构、乡村面貌和生态环境的同步改善,推动循环农业大发展,参与国家能源大循环。
2.坚持不与人争粮,不与粮争地
正确处理生物质能产业发展和保障国家粮食安全的关系。在适度发展玉米燃料乙醇的基础上,稳步开发以非粮作物为主的能源作物,避免出现能源生产与人争粮的情况。始终把保障国家粮食安全作为农业发展的第一任务,开发能源作物应以不占用粮食、棉花等战略物资生产用地,不开垦草原为前提,充分利用荒地、盐碱地和冬闲田等不适宜种粮或未充分利用的土地资源,避免能源作物与粮棉作物争地。
3.坚持技术可行,强化自主创新
以技术可行为基础,始终把科研攻关、示范推广和技术服务作为主要环节,努力掌握拥有自主知识产权的核心技术和关键技术,不断突破秸秆固化、气化利用等技术瓶颈,着力提高技术转化应用能力,积极探索发展农业生物质能的多种有效途径,加快发展步伐,提升发展质量,引领我国生物质能产业的持续健康发展。
4.坚持因地制宜和产业协调推进
以原料的可获得性为出发点,以经济合理性为前提,以产业为纽带,注重分散与集中的有机结合,合理确定生产规模和发展模式,充分发挥各参与主体的积极性,积极构建原料供应、生产加工、产品利用以及维修服务等完整的产业链条,不断扩大产业规模,提升产业层次,强化产业间的有效对接,促进农业生物质能产业和相关产业协调发展。
(三)战略目标
到2010年,建成一批农业生物质能示范基地,部分领域关键技术达到国际先进水平,产业化程度明显提升,农业废弃物利用范围和规模明显扩大,农村生活用能结构明显优化,农民从农业生物质能产业中获得的收益不断提高,农业生物质能在国家能源消费中的比例和地位不断上升。
到2015年,建成一批农业生物质能基地,技术创新和产业发展体系基本建成,开发利用成本大幅度降低,初步实现农业生物质能产业的市场化。生物质能产业成为农业发展的重要领域,对促进农民增收、改善农村生活条件,建设社会主义新农村作用日趋明显,成为保障国家能源安全、保护生态环境的重要力量。
1.农村沼气
到2010年,全国农村户用沼气总数达到4000万户(新建1800万户),占适宜农户的30%左右,年生产沼气155亿立方米;到2015年,农村户用沼气总数达到6000万户左右,年生产沼气233亿立方米左右,并逐步推进沼气产业化发展。
到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程4000处,年新增沼气3.36亿立方米;到2015年,建成规模化养殖场、养殖小区沼气工程8000处,年产沼气6.7亿立方米。
2.农作物秸秆能源化利用
到2010年,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,全国建成400个左右秸秆固化成型燃料应用示范点,秸秆固化成型燃料年利用量达到100万吨左右;建成1000处左右秸秆气化集中供气站,年产秸秆燃气3.65亿立方米。到2015年,秸秆固化成型燃料年利用量达到2000万吨左右,建成2000处左右秸秆气化集中供气站,年产秸秆燃气7.3亿立方米。
3.能源作物
适度发展能源作物种植,满足国家对生物液体燃料的原料需要。
四、发展重点和产业布局
根据上述发展思路和基本原则,今后一个时期,我国农业生物质能产业要按照大力发展农村沼气,积极发展农作物秸秆固化成型和气化燃料,适度发展能源作物的发展战略,因地制宜地确定发展重点和产业布局,力争走出一条中国特色的发展道路。
(一)发展重点
1.农村沼气
——农村户用沼气的基本建设单元为“一池三改”,包括户用沼气池和改圈、改厕、改厨。“一池三改”同步规划,同步施工。沼气池的建设容积为6~10立方米,重点发展“常规水压”、“曲流布料”、“强回流”、“旋流布料”等国家标准规定的池型,每种池型均要实现自动进料,并应配备自动或半自动的出料装置。改造的厕所与圈舍一体建设,地面硬化,与沼气池相连。北方地区建设太阳能暖圈等保温设施。厨房内安装沼气灶具、沼气调控净化器、输气管道等,实现灶台和地面硬化。同时,根据不同地区的自然、经济条件和农业产业结构,将农村户用沼气建设与农业生产发展有机结合,因地制宜推广“四位一体”和“猪沼果”等能源生态模式。
——规模化养殖场、养殖小区沼气工程按照发展循环农业的理念,将养殖业、沼气工程和周边的农田、鱼塘等统一筹划,在为畜禽场或周围居民提供清洁燃料的同时,开展沼液、沼渣综合利用,发展生态农业,带动无公害农产品生产,实现畜禽粪便的资源化利用和环境治理双重目标。对一些周边既无一定规模的农田,又无闲暇空地可供建造鱼塘和水生植物塘的畜禽养殖场,畜禽废水在经厌氧消化处理后,再经过适当的好氧处理,如曝气、生化处理等,实现达标排放。
2.农作物秸秆能源化利用
(1)秸秆固化成型燃料
秸秆固化成型燃料既可作为农村居民的炊事和取暖燃料,也可作为城市分散供热的燃料。近期重点:一是加大科研开发力度,尽快突破成型机具、炉具等方面的技术瓶颈。二是积极开展试点示范,合理确定生产半径,探索秸秆收集、储运和预处理模式,着力解决秸秆的分散性、周期性供应与生产的集中性、周年性之间的矛盾,取得经验后在全国逐步推广。
(2)秸秆气化燃料
秸秆气化集中供气站以村为单元,系统规模为数十户至数百户,设置气化站,敷设管网,通过管网输送和分配生物质燃气到农户家中。近期重点:一是继续扩大秸秆气化示范范围,完善秸秆生产沼气技术。二是加强和规范秸秆气化站的运行管理。三是解决秸秆气化燃料焦油含量高的问题,提高系统运行的稳定性。
3.能源作物
根据国内现有土地资源和农业生产的特点,结合生态建设和农业结构调整,合理利用盐碱地、荒地和冬闲田等未利用或利用不充分的土地资源,适度种植甘蔗、甜高粱、薯类、油菜等能源作物。近期重点:一是科学制定单品种发展规划,建设能源作物专用良种的引进、选育基地,加大关键技术研发力度,加强主导品种和主推技术的集成创新。二是积极推进标准化示范基地建设,不断提高基础设施保障能力,大力发展收获机械化作业,加强病虫害防控,推进标准化生产。三是开展燃料乙醇综合产加销一体化示范,积极探索“公司+协会”、“公司+基地+农户”等多种形式的产业化生产模式,延长产业链条,提高综合利用水平。
(二)产业布局
1.农村沼气
(1)户用沼气
按照重点安排适宜发展沼气的退耕还林还草地区、粮食主产区、水库库区,同时兼顾畜牧业主产区、南水北调沿线等重点水源保护区、革命老区、少数民族地区以及血吸虫病、地氟病疫区的原则,把全国划分为东部、中部和东北、西部三个大区。到2010年,新增农村户用沼气1800万户,总量达到4000万户左右。
——东部地区包括北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东等8个省(市)[1]。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到389万户,占总农户数的5.91%,占适宜农户的15.85%。
——中部和东北地区包括河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、海南等11个省。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到1590万户,占总农户16.82%,占适宜农户27.17%。
——西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等12个省(区、市)和“三州八县”(湖北省恩施州、湖南省湘西州、吉林省延边州和原海南黎族苗族州的8个县)。到2010年底该区域农村户用沼气总量达到2021万户,占总农户数的26.71%,占适宜农户的36.12%。
(2)规模化养殖场、养殖小区沼气工程
以东部沿海发达地区和内陆大中城市郊区为发展重点,优先发展“菜篮子”基地,太湖、巢湖、滇池,淮河、海河、辽河,长江三峡库区,南水北调工程沿线“三湖三河一库一线”等重点水域周边地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程4000处。
——东部地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程2050处。
——中部和东北地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程1560处。
——西部地区。到2010年,新建规模化养殖场、养殖小区沼气工程390处。
2.农作物秸秆能源化利用
近期重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区开展试点示范,到2010年,建立400处秸秆固化成型燃料示范点和1000处秸秆集中供气站。
(1)东北粮食主产区
主要包括黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区的东四盟。该区域地势平坦,土壤肥沃,雨热同季,是我国重要的粮食生产基地,主要粮食作物为玉米、水稻、豆类、高粱、谷子等,农作物秸秆产量约占全国的1/6左右。
本区域重点开展以玉米秸秆和玉米芯等农产品加工业副产品为主要原料的村镇级固化成型燃料试点示范和秸秆集中供气站,同时,积极开发炊事灶具和取暖等配套设备,到2010年建立示范点150处,年产固化成型燃料45万吨,建成秸秆集中供气站300处,年产秸秆气1.1亿立方米。
(2)黄淮海粮食主产区
主要包括河北、河南、山东三省和安徽、江苏二省的淮河流域部分。该区域地势平坦,多为平原,土层深厚、土壤肥力较高,加之光热资源充足,雨热同季,光热水土资源匹配较好,主要粮食作物为小麦,其次是玉米和稻谷,农作物秸秆产量约占全国的1/3左右。
本区域重点建设以小麦、玉米秸秆和玉米芯、稻壳等农产品加工业副产品为主要原料的村镇级固化成型燃料技术示范点和秸秆集中供气站,配套开发炊事灶具和取暖设备,到2010年建立示范点150处,年产固化成型燃料约45万吨,建成秸秆集中供气站300处,年产秸秆气1.1万立方米。
(3)长江中下游粮食主产区
主要包括湖南、湖北、江西三省和江苏、安徽两省的长江流域部分。该区域地势低平,土地肥沃,气候温暖湿润,雨量丰富,历来是我国主要的商品粮产销基地,主要粮食作物为稻谷,农作物秸秆产量约占全国的35%。
本区域重点建设以稻谷秸秆和稻壳等农产品加工业副产品为燃料的村镇级固化成型燃料示范点和秸秆集中供气站,配套开发炊事灶具,到2010年建立示范点100处,年产固化成型燃料约10万吨,建成秸秆集中供气站400处,年产秸秆气1.45万立方米。
3.能源作物
按照各类能源作物的生物特性,结合各地发展空间,提出甘蔗、甜高梁、木薯、甘薯、油菜等能源作物的发展布局。
(1)甘蔗
“十一五”期间,重点在广西、广东、云南、海南、福建等南方5省区的宜蔗地区加大糖能兼用甘蔗良种的推广应用力度,加强产业化生产基地建设,走能糖联产的道路,在不影响糖产量的前提下为燃料乙醇提供必需的原料。
(2)甜高粱
“十一五”期间,重点在黑龙江、山东、内蒙古、新疆、河北等地利用盐碱地等边际土地,开发推广甜高粱系列品种和先进适用栽培技术。
(3)木薯
“十一五”期间,重点在广西、广东、海南、福建、云南等5省区抓紧引进培育适宜加工乙醇的优质良种,改进栽培技术,将单位亩产量由现有的1.3吨左右提高到3~4吨。
(4)甘薯
“十一五”期间,重点在广西、重庆、四川等地扩大甘薯种植面积,不断拉长企业加工转化期。
(5)油菜
万拴“十一五”期间,重点在长江流域的四川、贵州、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、浙江、江苏等地利用冬闲地,适当扩大油菜种植面积,同时发展高蓄能油菜品种,提高单位面积产量。
五、重大工程
围绕农业生物质能产业发展重点,认真落实公共财政覆盖农村的各项政策,强化政府对公共产品的供给与服务,组织实施好一批重大工程,建设我国农业生物质能产业发展平台。
(一)农村沼气工程
1.农村户用沼气工程
以农户为基本单元,到2010年,全国新建农村户用沼气1800万户,户用沼气总数达到4000万户。
2.规模化养殖场、养殖小区大中型沼气工程
以“一池三建”为基本建设单元,建设沼气发酵池、原料预处理、沼气利用和沼肥利用设施。到2010年,新建大中型沼气工程4000处,使全国规模化养殖场、养殖小区大中型沼气工程总数达到4700处。
(二)生物质能科技支撑工程
1.农业生物质工程中心建设
依托农业部规划设计研究院,承担农业生物质工程技术研发、中试、集成等任务,重点建设功能实验室、中试转化基地等,搭建产业化促进平台,推进农业生物质能重大科技成果工程化、集成化和产业化。
2.区域技术创新中心建设
以科研教学单位为依托,加强能源作物的品种选育,以秸秆固化成型和沼气开发利用技术为重点,建设一批生物能源区域技术创新中心,提高自主创新能力,为区域生物质能产业发展提供技术支撑。
3.技术推广服务体系建设
以现有基层技术推广与服务体系为载体,加强服务设施与手段建设,完善服务体系,提升服务能力。
(三)农作物秸秆能源化利用示范基地建设工程
重点在东北粮食主产区、黄淮海粮食主产区和长江中下游粮食主产区建设村镇级秸秆固化成型燃料示范点400处和秸秆集中供气站1000处,加强分散的秸秆资源收集机械化和预处理工程技术、装备及机械化工艺体系的研究和开发工作,推广普及适合大田农作物秸秆收集和预处理要求的机械化工艺和设备,建立健全原料储运系统、销售与配送系统等,完善加工设备与设施,同步开发推广配套炉具,为农户提供炊事燃料及取暖用能,提高资源转换效率。
(四)能源作物品种选育和种植示范基地建设工程
1.能源作物品种选育基地
重点在海南、广西、广东、河北和湖北等省区,依托现有科研机构,结合发展能源作物产业化,建设一批能源作物良种选育基地。根据不同区域土地资源、气候和病虫害等特点,对农作物原原种、原种进行研究开发,引进优良品种,运用现代生物工程和基因技术,进行品种试验及良种选育,培育高产优质能源作物新品种。此外,开展新型能源作物的筛选工作。
2.能源作物种植示范基地
在能源作物优势区域,按照不与粮争地的原则,利用盐碱地等未利用土地和冬闲田,发展机械化作业,建设一批甜高梁、薯类、甘蔗、油菜等液体燃料原料基地,主要进行土壤改良,水利、田间道路等设施建设,开展能源作物高效栽培种植示范,并通过“公司+基地”等形式促进基地的标准化、规模化生产。
3.能源作物生产加工一体化示范项目
依托新疆、黑龙江、广东、广西和海南等垦区,利用甜高粱、木薯或甘蔗等非粮能源作物,建设能源作物生产加工一体化示范项目;在能够提供生物柴油原料的地区建设一批能源作物生产加工一体化示范项目。能源作物生产加工一体化示范项目,主要包括能源作物种植基地、原料收集和储运体系建设,生产设备和设施完善等内容。
六、保障措施
(一)加强领导,精心组织
成立由农业部领导为组长的农业部生物质能产业发展领导小组,成员由农业部内有关司局领导和专家组成,负责统筹规划,研究制定产业发展重大政策,审议重大行动方案,加强宏观指导。明确各成员单位职责,形成分工合理、密切配合、整体推进的工作格局。创新工作机制,整合现有资金、技术和人才等各种要素和资源,充分调动科研院所、地方政府、广大农民群众、社会企业等方面的积极性,共同推进生物质能产业的发展。
(二)开展调查研究,做好资源评价
摸清资源状况是发展农业生物质能产业的前提条件。尽快制定农业生物质能资源评价技术规范,提出农业生物质能资源评价方法和指标体系。深入开展能源作物普查工作,摸清主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状,科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区,规划建设一批能源作物种植基地,为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。在摸清全国畜禽养殖数量、分布和发展趋势的基础上,对畜禽粪便的可获得性及未来供应潜力等进行评价。同时,指导各地编制完成农业生物质能资源评价报告,并组织完成全国农业生物质能资源评价报告。
(三)健全促进农业生物质能发展的法规政策体系
根据《可再生能源法》,研究制定支持农业生物质能发展的配套法规和政策措施,出台财政补贴、投资政策、税收优惠、用户补助等经济激励政策。加大对农业生物质能产业的补贴力度,对从事生物质能技术研发和设备制造等企业给与所得税优惠。对使用生物质固化成型燃料炉具的农户给予一次性补贴。加大对种植能源作物土地开发和整理的投入力度,对开发低质土地种植能源作物的农户给予补贴。建立健全产品收购流通体系和市场准入制度,将以甜高粱为原料的燃料乙醇纳入现有的油品销售体系。此外,尽快完善农业生物质能标准体系,并组织做好标准宣贯工作。
(四)建立稳定的投入机制,引导多种经济主体的参与
探索构建政府引导、企业带动、社会参与、多方投入的农业生物质能产业建设机制,拓宽农业生物质能开发利用的融资渠道。设立农业生物质能发展专项资金,用于支持技术进步、人才培养、产业体系建设和新技术示范项目的建设。各级地方政府要按照《可再生能源法》和有关政策的要求,结合本地区实际,安排必要的财政资金支持农业生物质能发展。充分发挥政府投资的引导作用,调动企业自筹资金投入农业生物质能建设的主动性。创造良好的投资环境,积极争取金融部门、国际组织等的资金支持,广泛吸引社会、个人和外资的投入。
(五)加速生物质能转化利用技术开发、示范和推广应用
加大对生物质能基础性研究的支持力度,加快具有自主知识产权的新能源技术开发步伐,改变部分生物质能转换技术落后的现状,力争在未来全球性生物质能多项技术竞争中占领制高点。重点是针对秸秆固化模具磨损快、气化焦油含量高,以及能源作物优良品种繁育、产品储存和运输等方面的问题,积极引进国外先进技术和经验,加强科技攻关,在农作物秸秆高能效低能耗转化、纤维素生产燃料乙醇、转基因技术提供生物质原料等方面开展研究,争取在新品种、新原料、新工艺、新设备等方面取得突破,逐步形成产学研相结合的技术研发、示范推广和产业服务体系。同时,加快成果转化,作好试点示范工作,争取在资源优势明显、基础条件较好的地区,先期启动一批生物质固化成型和气化燃料、能源作物品种选育和栽培种植、规模化养殖场大中型沼气工程示范基地建设项目,并在此基础上,总结经验,稳步推进农业生物质能产业的健康发展。
(六)建设和完善服务保障体系
整合资源,完善技术和产业服务体系,全面提升农业生物质能技术创新能力和产业服务水平。积极探索沼气技术推广服务机制,争取国家资金倾斜,引导形成县、乡、村三级服务网络,在农户建设、管理和使用过程中提供全面的服务,确保农村沼气事业的持续健康发展。针对农作物秸秆分布广、收集运输难等问题,建立农作物秸秆收集配送等产业服务体系。积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织,建立生物质原料生产与物流体系。
(七)开展教育、宣传和培训工作
充分利用网络、电视、报纸、杂志等多种媒体,采取多种形式,广泛宣传加快农业生物质能开发利用的重要意义,宣传先进典型和成功经验,形成全社会关心、支持农业生物质能开发利用的良好氛围。重点抓好技术培训和职业技能鉴定工作,建立生物质能技术培训基地,在全国范围内组织开展不同形式、不同层次、不同内容的技术培训,对从事农业生物质能利用的技术工种实行职业准入和持证上岗制度,并引导各地全面开展农业生物质能技术培训和职业技能鉴定工作。
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[1]考虑到河北、辽宁属于国家粮食主产区,农民收入水平、农业生产条件与中部地区各省有较强的区域一致性,故本规划中把其并入中部地区;海南省农村经济条件及发展水平与湖南、湖北等省相当,沼气发展的自然适宜性也与其基本一致,故此把海南省归入中部地区。