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我国当前生物质能发展现状
2013-01-11 08:53:11

我国生物质资源丰富,能源利用潜力很大。在“十一五”时期,我国生物质能产业得到了较快发展,出现了一些专业化的技术装备企业和开发利用企业,部分领域已初步产业化。生物质能开发利用形成了一定规模,在替代化石能源、促进环境保护、带动农民增收等方面发挥了积极作用。

(1)资源潜力

我国生物质能资源广泛,主要有农作物秸秆及农产品加工剩余物、林木采伐及森林抚育剩余物、木材加工剩余物、畜禽养殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工业有机废弃物和高浓度有机废水等。

农作物秸秆及农产品加工剩余物。包括玉米、水稻、小麦、棉花、油料作物秸秆在内的农作物秸秆理论资源量每年8.2亿吨,可收集资源量每年约6.9亿吨,主要分布在华北平原、长江中下游平原、东北平原等13个粮食主产省(区)。目前,作为肥料、饲料、食用菌基料以及造纸等用途共计每年约3.5亿吨,可供能源化利用的秸秆资源量每年约3.4亿吨。另外,稻谷壳、甘蔗渣等农产品加工剩余物每年约1.2亿吨,可供能源化利用的每年约6000万吨。

林业剩余物和能源植物。全国现有林地面积3.04亿公顷,可供能源化利用的主要是薪炭林、林业“三剩物”、木材加工剩余物等,每年约3.5亿吨。适合人工种植的能源作物(植物)有30多种,包括油棕、小桐子、光皮树、文冠果、黄连木、乌桕、甜高粱等,资源潜力可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。

生活垃圾与有机废弃物。目前每年城市生活有机垃圾清运量约1.5亿吨,其中50%可作为焚烧发电的燃料或垃圾填埋气发电的原料,可替代1200万吨标准煤。厨余垃圾还可作为生物柴油的原料,每年可获得量约300万吨。城镇污水处理厂污泥年产生量约3000万吨,其中约50%可能源化利用。酒精、制糖、酿酒等20多个行业每年排放有机废水43.5亿吨、废渣9.5亿吨,可转化为沼气约300亿立方米。规模化畜禽养殖场粪便资源每年约8.4亿吨,生产沼气的潜力约400亿立方米。

我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤,目前已利用量约2200万吨标准煤,还有约4.4亿吨可作为能源利用。随着我国经济社会发展、生态文明建设和农林业的进一步发展,生物质能源利用潜力将进一步增大。

 

专栏1  我国生物质能源利用潜力

资源来源

可利用资源量

已利用资源量

剩余可利用资源量

实物量(万吨)

折合标煤量(万吨)

实物量(万吨)

折合标煤量(万吨)

实物量(万吨)

折合标煤量(万吨)

农作物秸秆

34000

17000

800

400

33200

16600

农产品加工剩余物

6000

3000

200

100

5800

2900

林业木质剩余物

35000

20000

300

170

34700

19830

畜禽粪便

84000

2800

30000

1000

54000

1800

城市生活垃圾

7500

1200

2800

500

4700

700

有机废水

435000

1600

2700

10

432300

1590

有机废渣

95000

400

4800

20

90200

380

合   计

 

46000

 

2200

 

43800

注:加上生产燃料乙醇的陈化粮等,已利用资源量为2400万吨标准煤。

(2)发展现状

在“十一五”时期,我国生物质能多元化利用取得较大进展,生物质发电、液体燃料、燃气、成型燃料等多种利用方式并举,技术不断进步,已呈现出规模化发展的良好势头。2010年,生物质能利用量(不含直接燃烧薪柴等传统利用方式)约2400万吨标准煤。

生物质发电。到2010年底,我国生物质发电装机容量550万千瓦,其中农林生物质发电190万千瓦,垃圾发电170万千瓦,蔗渣发电170万千瓦,沼气等其他生物质发电20万千瓦。生物质发电已形成一定规模,年发电量超过200亿千瓦时,相应年消耗农林剩余物约1000万吨,总计增加农民年收入约30亿元。生物质发电技术和设备制造发展较快,已掌握了高温高压生物质发电技术。

生物液体燃料。到2010年底,以陈化粮和木薯为原料的燃料乙醇年产量超过180万吨,以废弃动植物油脂为原料的生物柴油年产量约50万吨。培育了一批抗逆性强、高产的能源作物新品种,木薯乙醇生产技术基本成熟,甜高粱乙醇技术取得初步突破,纤维素乙醇技术研发取得较大进展,建成了若干小规模试验装置。

生物质燃气。到2010年底,农村户用沼气保有量超过4000万户,年产沼气约130亿立方米。建成畜禽养殖场沼气工程5万多处,年产沼气约10亿立方米。农村沼气技术不断成熟,产业体系逐步健全,许多地方建立了物业化管理沼气服务体系。生物质气化集中供气技术和工艺不断改进,目前已建成使用的生物质集中供气项目约1000个。

生物质成型燃料。2010年,生物质成型燃料产量约300万吨,主要用于农村居民和城镇供热锅炉燃料及生物质木炭原料。成型燃料设备能耗显著降低,易损件寿命和可维护性明显提高,成型燃料已初步具备较大规模产业化发展条件。

 

专栏2  我国各类生物质能利用规模

利用方式

利用规模

年产能量

折标煤

数量

单位

数量

单位

万吨/年

生物质发电

550

万千瓦

330

亿千瓦时

1020

户用沼气

4000

万户

130

亿立方米

930

大型沼气工程

50000

10

亿立方米

70

生物质成型燃料

300

万吨

 

 

150

生物燃料乙醇

180

万吨

 

 

160

生物柴油

50

万吨

 

 

70

总 计

 

 

 

 

2400

(二)发展形势

虽然在“十一五”时期生物质能有了长足发展,但由于生物质资源分散、加工转换技术难度大、市场化发展环境尚未建立,生物质能发展还存在以下主要问题:

一是缺乏准确的资源调查评价。生物质能资源的可持续供给是生物质能规模化发展的基础。我国生物质能源利用潜力较大,但在资源种类、数量、可利用量、潜在资源量及分布等方面,还需系统的调查和评价。

二是原料收集难度大。农林生物质原料具有分散性和季节性特点,目前原料收集主要依靠人工和小型机械,运输主要依靠通用运输工具,缺乏完整的专业化原料收集、运输、储存及供应体系,收储运效率低,难以满足生物质能规模化利用的需要。

三是技术水平有待提高。我国生物质能利用技术和装备处于起步阶段,仍未掌握循环流化床气化及配套内燃发电机组等关键设备技术,非粮燃料乙醇生产技术需要升级,生物降解催化酶等核心技术亟待突破,生物柴油生产技术应用水平还不高,航空生物燃油、生物质气化合成油等技术尚未产业化。生物质能综合利用水平低,转换效率有待提高。生物质热解技术需完善工程设计、设备制造等方面的技术水平。

四是产业化程度低。生物质能项目的专业化市场化建设管理经验不足,产品、设备、工程建设和项目运行等方面的标准不健全,检测认证体系建设滞后,缺乏市场监管和技术监督。成型燃料市场尚未完全开发,农村生物质能项目产业化程度较低,可持续发展能力不足。


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