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文章編號(hào)：1005－6629(2008)10－0043－02中圖分類號(hào)：O623.411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：E
生物質(zhì)包括各種速生的能源植物、農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、水生植物以及各種有機(jī)垃圾等[1]。生物質(zhì)能源的開發(fā)利用不受地理?xiàng)l件限制，利用形態(tài)和傳統(tǒng)能源的利用形態(tài)相似，將現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備稍加改造即可使用，推廣價(jià)值巨大。各國對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源有不同的考慮，但能源替代和環(huán)境保護(hù)兩個(gè)主要的原因相同。中國發(fā)展生物質(zhì)能源相對(duì)滯后，但在國家政策的扶持下，大力發(fā)展燃料乙醇及生物柴油等生物質(zhì)能源作為實(shí)施替代能源[2]。特別是2008年奧運(yùn)會(huì)在北京召開，其倡導(dǎo)的“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”的理念將促進(jìn)中國生物質(zhì)能源的全面發(fā)展。
1 生物質(zhì)燃料乙醇的應(yīng)用和效益
生物質(zhì)燃料乙醇是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的生物質(zhì)能源，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織曾在維也納乙醇專題討論會(huì)上提出：“乙醇應(yīng)該被當(dāng)作燃料和化工原料永久的和可供選擇的來源”[3]。據(jù)清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項(xiàng)目咨詢機(jī)構(gòu)測(cè)算，每噸生物燃料乙醇能夠產(chǎn)生2噸的二氧化碳減排量。因此，許多國家將發(fā)展生物燃料乙醇列為實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑。我國已成為僅次于巴西、美國的第三大燃料乙醇生產(chǎn)和使用國。燃料乙醇是通過對(duì)乙醇進(jìn)一步脫水，再加上適量變性劑制成。目前，中國試點(diǎn)推廣的E10乙醇汽油是在汽油中摻入10％純度達(dá)99.9％以上的乙醇制成[4]。乙醇燃燒值僅為汽油的三分之二，但其分子中含氧，抗爆性能好，取代傳統(tǒng)MTBE為汽油抗爆、增氧添加劑，避免了其毒害性(致癌，地下水污染)，具有優(yōu)良能源、環(huán)保效益。如汽油中乙醇添加量≤l5％時(shí)，對(duì)機(jī)動(dòng)車行駛性能無明顯影響而尾氣中溫室氣體的含量可降低30％-50％。添加10％，其辛烷值可提高2-3倍，還可清潔機(jī)動(dòng)車引擎，減少機(jī)油替換并使其動(dòng)力性能增加[3]。
與其他可再生能源和石油替代能源相比，燃料乙醇在中國發(fā)展最早，并經(jīng)過系統(tǒng)有序的試點(diǎn)，市場(chǎng)規(guī)模較大，在政策法規(guī)、組織管理、生產(chǎn)供應(yīng)、市場(chǎng)銷售以及技術(shù)服務(wù)等方面都取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，而且在能源替代、環(huán)境保護(hù)和振興農(nóng)業(yè)三方面都具有突出作用。 既有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，又具有綜合發(fā)展價(jià)值，燃料乙醇得到了國務(wù)院能源領(lǐng)導(dǎo)小組的高度認(rèn)可，并最終確定為中國中長期新能源戰(zhàn)略中的重點(diǎn)發(fā)展方向[5]。根據(jù)我國《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，“十一五”期間，我國將生產(chǎn)600萬噸生物液態(tài)燃料，其中燃料乙醇500萬噸，生物柴油100萬噸；到2020年，生產(chǎn)2000萬噸生物液態(tài)燃料，其中燃料乙醇1500萬噸。
2 生物質(zhì)燃料乙醇的代價(jià)和制約
原料保證是生物質(zhì)燃料乙醇的關(guān)鍵限制，它影響成本和規(guī)模生產(chǎn)的可行性。生產(chǎn)1噸燃料乙醇，耗水30m3左右，耗電200kwh左右，約耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.6噸左右。大約需要3.3噸玉米或7噸木薯、10噸紅薯、15-16噸甜高粱[6]。
中國人均耕地面積已降至1.39畝，不足世界平均水平的40%。糧食安全至關(guān)重要。發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇一定要在確保國家糧食安全基礎(chǔ)上穩(wěn)步推進(jìn)。生物質(zhì)能源的發(fā)展不能依靠對(duì)糧食的占有和生產(chǎn)面積的擠壓來實(shí)現(xiàn)， 也不能以破壞自然生態(tài)環(huán)境為代價(jià)[7]。2007年6月，國家發(fā)改委全面叫停糧食乙醇的開發(fā)，要求今后生物燃料的發(fā)展必須滿足不占用耕地、不消耗糧食和不破壞生態(tài)環(huán)境為前提。中國生物質(zhì)能源的發(fā)展結(jié)束了以玉米等糧食為原料的時(shí)代，開創(chuàng)了以木薯等非糧生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的新時(shí)代，非糧生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。
3 木薯酒精的優(yōu)勢(shì)
實(shí)踐證明我國過去以糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇，不符合國情，利用木薯作為燃料乙醇生產(chǎn)原料，符合國家“非糧替代”的要求。木薯屬非糧食農(nóng)產(chǎn)品，是中國主要的熱帶作物之一，它對(duì)土質(zhì)的要求低，耐旱、耐瘠薄，符合“不爭(zhēng)糧，不爭(zhēng)（食）油，不爭(zhēng)糖，充分利用邊際性土地（指基本不適合種植糧、棉、油等作物的土地）”的國家糧食發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)發(fā)展燃料乙醇也很符合當(dāng)前國家生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略，有利于保障國家糧食安全和能源安全。種植木薯還有利于拉動(dòng)農(nóng)業(yè)，改善農(nóng)村貧困人口的生產(chǎn)生活狀況，可形成農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
根據(jù)全國土地資源調(diào)查辦公室統(tǒng)計(jì)，我國有荒草地7.39億畝、鹽堿地1.53億畝，總量占耕地面積的一半。利用這些土地種植耐干旱、耐貧瘠的薯類、高粱、秸稈作物等，對(duì)發(fā)展非糧燃料的乙醇生產(chǎn)，潛力巨大。木薯是可再生資源，通過推廣良種，木薯產(chǎn)量已由過去的畝產(chǎn)1.3噸提高到現(xiàn)在的畝產(chǎn)2～3噸，最高還可以達(dá)到5～7噸。
4 木薯酒精的生產(chǎn)及前景
到“十一五”末期，乙醇汽油將占我國汽油消費(fèi)量的一半以上，形成以“非糧”原料為主、以技術(shù)進(jìn)步為動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)效益為中心、緩解能源供應(yīng)緊張壓力和保護(hù)環(huán)境為目的的生物液體燃料產(chǎn)業(yè)鏈。 作為我國第一個(gè)非糧燃料乙醇試點(diǎn)項(xiàng)目，廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司年產(chǎn)20萬噸木薯燃料乙醇。主要采取生物法：纖維素、半纖維素，酸解或酶解或發(fā)酵單糖(五碳、六碳糖)， 化學(xué)、 酶催化及微生物發(fā)酵乙醇。生物法具有選擇性高、活性好、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，但原料利用率低、反應(yīng)時(shí)間長、產(chǎn)物濃度低及酶、微生物活性易受影響且纖維素降解和單糖轉(zhuǎn)化所需酶、微生物適于不同反應(yīng)條件，不能很好耦合。其制約因素是成本和尋找高效、廉價(jià)的催化劑、酶和合適微生物的開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)。
隨著大力發(fā)展生物質(zhì)能源，木薯作為燃料乙醇的最佳原料，需求量將會(huì)不斷擴(kuò)大。木薯酒精生產(chǎn)面臨著原料市場(chǎng)不穩(wěn)定的困難，還存在著木薯種植缺乏組織性，種植粗放，且品種單一、單產(chǎn)低等困難。木薯生產(chǎn)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展動(dòng)力在于搞好木薯產(chǎn)業(yè)資源的循環(huán)利用，充分利用厭氧發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路。用鮮木薯生產(chǎn)1噸酒精約生成11m3的酒糟醪液，約含660的COD；經(jīng)厭氧發(fā)酵處理可生成約350m3沼氣；350m3沼氣約等于0.54噸煤。經(jīng)厭氧后的酒糟廢水其COD指標(biāo)可以達(dá)標(biāo)用于直接農(nóng)灌，廢渣可作有機(jī)肥料還田或作食用菌的培養(yǎng)基生產(chǎn)食用菌。合浦當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民用木薯渣與雞糞混合再發(fā)酵后作蛋白合成飼料喂豬，已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
5結(jié)語
燃料乙醇直接打通了第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)。農(nóng)民成了“新能源”提供者，這為幾千年來以農(nóng)為本的中國提供了一個(gè)新能源由夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)的可能。以木薯為原料生產(chǎn)燃料乙醇是一條資源消耗低、綜合利用率高、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好的可持續(xù)健康發(fā)展道路，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展，提高農(nóng)民收入方面具有顯著的社會(huì)效益。
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關(guān)鍵詞 生物質(zhì)固體燃料；煙葉；烘烤；現(xiàn)狀；前景；云南景谷
中圖分類號(hào) S572；S216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）05-0243-02
Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed，and in view of the existing problems，countermeasures were proposed for further development.
Key words biomass solid fuel；tobacco leaf；curing；status；prospect；Jinggu Yunnan
生物質(zhì)固化燃料是將作物秸稈、稻殼、木屑等農(nóng)林廢棄物粉碎后送入成型器械中，在外力作用下壓縮成需要的形狀，然后作為燃料直接燃燒，也可進(jìn)一步加工形成生物炭[1]。生物質(zhì)固體燃料的主要形狀有塊狀、棒狀或者顆粒狀等[2]。生物質(zhì)固體燃料具有體積小、容重大、貯運(yùn)方便，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模使用；熱效率高；使用方便，對(duì)現(xiàn)有燃燒設(shè)備包括鍋爐、爐灶等經(jīng)簡(jiǎn)單改造即可使用；容易點(diǎn)火；燃燒時(shí)無有害氣體，不污染環(huán)境；工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，易于加工和銷售；屬可再生能源，原料取之不盡，用之不竭等特點(diǎn)[1，3]。
1 景谷縣煙葉烘烤燃料使用情況
景谷縣位于云南省普洱市中部偏西，地處東經(jīng)100°02′～101°07′、北緯22°49′～23°52′，總面積7 550 km2，人均占有土地2.67 hm2，人口密度38人/km2。有熱區(qū)面積48.8萬hm2，占總面積的64.6%，北回歸線從縣城附近通過，總地勢(shì)由北向南傾斜，最高海拔2 920 m，最低海拔600 m，典型的南亞熱帶地區(qū)。由于生態(tài)環(huán)境良好、土地資源豐富、光熱水氣條件優(yōu)越，適合烤煙種植，煙葉清香型風(fēng)格特征較明顯，具有香氣綿長、透發(fā)、明快，留香時(shí)間較長，飽滿豐富感較好，煙氣較為柔和等特點(diǎn)，具有較高的使用價(jià)值，深受省內(nèi)外卷煙工業(yè)企業(yè)的喜愛。目前，烤煙已成為景谷縣重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物之一，成為財(cái)政收入的重要來源和煙農(nóng)脫貧致富的重要途徑。2016年景谷縣煙葉種植面積4 546.67 hm2，收購煙葉1.075萬t，全縣煙葉烘烤燃料以煤炭為主，按照1 kg干煙葉耗煤量1.5～2.0 kg[4]計(jì)算，景谷縣2016年的煙葉烘烤用煤達(dá)到16 125～21 500 t，在煙葉烘烤中大量使用燃燒煤炭釋放出的煙塵、SO2、NOX、Hg、F等對(duì)大氣環(huán)境造成污染[5]。
2 生物質(zhì)固體燃料應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 生物質(zhì)固化成型設(shè)備研發(fā)現(xiàn)狀
生物質(zhì)固化成型技術(shù)根據(jù)不同加工工藝可以分為熱成型工藝、常溫成型工藝、碳化成型工藝等幾種類型；根據(jù)成型壓縮機(jī)工作原理不同，可將固化成型技術(shù)分為螺旋擠壓成型、活塞沖壓成型和環(huán)模滾壓技術(shù)[6]。我國在生物質(zhì)固化成型設(shè)備上也進(jìn)行了較多的研究，王青宇等[7]O計(jì)了斜盤柱塞式生物質(zhì)燃料成型機(jī)，可以完成連續(xù)出料，為生物質(zhì)顆粒成型提供了一種新思路。張喜瑞等[8]設(shè)計(jì)了星輪式內(nèi)外錐輥固體燃料平模成型機(jī)，整機(jī)工作過程中噪音低，經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益明顯，為熱帶地區(qū)固體燃料成型機(jī)的發(fā)展與推廣提供了參考。目前，我國生物質(zhì)固體成型設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，可以滿足生物質(zhì)燃料固化成型加工需求。
2.2 生物質(zhì)固體燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代，葉經(jīng)緯等[9]在煙葉烘烤上研制了生物質(zhì)氣化燃燒爐，使用這種生物質(zhì)氣化燃燒爐能源利用率提高了50%以上，同時(shí)優(yōu)質(zhì)煙葉的比例也有所提高。張聰輝等[10]研究表明，使用煙桿壓塊的生物質(zhì)燃料部分代替煤炭，可以滿足煙葉烘烤的需求，并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龍等[11]通過對(duì)比不同能源類型密集烤房在烘烤成本、經(jīng)濟(jì)效益及烤房溫度控制方面的烘烤效果，認(rèn)為使用生物質(zhì)燃料的燃燒機(jī)烤房改造方便、空氣污染小、節(jié)能環(huán)保，是最具推廣價(jià)值的烤房。
3 應(yīng)用前景分析
景谷縣為云南省第二大林業(yè)縣，全縣林地總面積為595 862.4 hm2，活立木蓄積48 324 350.0 m3，每年森林采伐量約1 537 300.0 m3；全縣農(nóng)作物平均種植面積40 385.9 hm2，糧食平均產(chǎn)量為467 425.2 t，具備開發(fā)生物質(zhì)燃料的潛力。路 飛等[12]研究表明，景谷縣生物質(zhì)理論資源量高達(dá)1 355 647.3 t，資源優(yōu)勢(shì)較為明顯，可以加工成生物質(zhì)固體燃料，滿足全縣煙葉烘烤需要。2014年，普洱市申報(bào)的國家綠色經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)示范區(qū)獲得國家發(fā)改委批復(fù)，為普洱市的發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇，目前全市已開展多個(gè)生物質(zhì)能源項(xiàng)目[13]。景谷縣在煙葉烘烤中，創(chuàng)新煙葉烘烤模式，推廣使用生物質(zhì)固體燃料，降低煙葉烘烤能耗，減少主要污染物的排放，改善環(huán)境質(zhì)量，符合普洱“生態(tài)立市，綠色發(fā)展”的發(fā)展需求。
4 存在的問題
4.1 認(rèn)識(shí)不到位
目前，煙葉烘烤主要以燃煤作為原料，烘烤設(shè)備較為成熟且烘烤工藝較為完善；使用生物質(zhì)固體燃料，可降低煙葉烘烤污染、維護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)煙葉烘烤可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)勢(shì)，但尚未引起廣泛關(guān)注。
4.2 配套不完善，投入成本高
開發(fā)生物質(zhì)固體燃料前期投入高，不確定因素較多，風(fēng)險(xiǎn)較大，收益難以控制。目前，景谷縣尚無生物質(zhì)固體燃料加工企業(yè)，生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)業(yè)配套不完善，燃料使用成本高。將傳統(tǒng)烤房改造成生物質(zhì)燃料烤房需對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造更換，短期內(nèi)難以大量推廣。
4.3 缺乏政策支持
生物質(zhì)固體燃料在煙葉烘烤中具有良好的社會(huì)效益，但政府、煙草行業(yè)對(duì)生物質(zhì)固體燃料的生產(chǎn)、傳統(tǒng)烤房的改造等未制定明確的扶持措施和獎(jiǎng)勵(lì)辦法，沒有形成加工使用生物質(zhì)固體燃料的長效機(jī)制。
5 對(duì)策
5.1 加強(qiáng)宣傳力度，樹立可持續(xù)發(fā)展理念
大力宣傳使用生物質(zhì)固體燃料在節(jié)能減排、農(nóng)林廢棄物循環(huán)利用、減工降本、提質(zhì)增效方面的積極作用，讓全社會(huì)都充分認(rèn)識(shí)到使用生物質(zhì)固體燃料所具有的良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，為全面推進(jìn)使用生物質(zhì)固體燃料營造良好的輿論氛圍。
5.2 開發(fā)利用生物質(zhì)固體燃料，提高綠色生態(tài)烘烤能力
景谷縣林產(chǎn)工業(yè)較為發(fā)達(dá)，農(nóng)林廢棄物資源豐富，目前國內(nèi)生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)和設(shè)備已較為成熟，可就地規(guī)劃建設(shè)生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)基地，就地消化農(nóng)林廢棄物，保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生，實(shí)現(xiàn)綠色烘烤。
5.3 加大政策和Y金扶持，調(diào)動(dòng)參與積極性
在生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)、廢棄物回收、烤房設(shè)備改造利用等方面出臺(tái)相應(yīng)的扶持和補(bǔ)貼政策，提高社會(huì)和煙農(nóng)參與使用生物質(zhì)固體燃料的積極性和主動(dòng)性。
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關(guān)鍵詞：生物質(zhì)成型燃料 鍋爐設(shè)計(jì) 雙層爐排 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)
中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（b）-00-01
1 雙層爐排的設(shè)計(jì)依據(jù)
我國在生物質(zhì)成型燃料燃燒上進(jìn)行的理論與應(yīng)用研究較少，然而它的確是能有效解決生物質(zhì)高效、潔凈化利用的一個(gè)有效途徑。目前來說，沒有弄清楚生物質(zhì)成型燃料理論，需要將原有燃煤鍋爐進(jìn)行一定程度的改造升級(jí)，但是爐膛的容積、形狀、過剩空氣系數(shù)等和生物質(zhì)成型燃燒是不匹配的，也因此導(dǎo)致了鍋爐燃燒效率和熱效率很低，污染物排放超標(biāo)。所以，根據(jù)生物質(zhì)成型燃料理論科學(xué)來進(jìn)行設(shè)計(jì)研究專用的鍋爐是目前急需解決的重要問題。
1.1 燃燒特性
以稻草，玉米稈，高粱稈，木屑為例子，對(duì)比它們的工業(yè)分析、元素分析、以及發(fā)熱量的數(shù)值，我們可以得出結(jié)論：生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，熱值比煤要小。（1）原生物質(zhì)燃燒特性，原生物質(zhì)尤其是秸稈類的生物質(zhì)密度較小，體積大，揮發(fā)分在60%～70%之間，易燃。熱分解時(shí)的溫度低，一般來說，350C就能釋放80%的揮發(fā)分，燃燒速度很快。需氧量也遠(yuǎn)大于外界擴(kuò)散所提供的氧量，導(dǎo)致供養(yǎng)不足，從而形成CO等的有害物質(zhì)。（2）生物質(zhì)成型燃料特性，生物質(zhì)成型燃料密度遠(yuǎn)大于原生物質(zhì)，因?yàn)槠浣?jīng)過高壓才能形成，為塊狀物，結(jié)構(gòu)和組織的特征使得其揮發(fā)分逸出速度和傳熱速度大幅度降低，而其點(diǎn)火溫度升高，性能差，但比煤的性能要強(qiáng)。燃燒開始的時(shí)候揮發(fā)分是慢速分解的，在動(dòng)力區(qū)燃燒，速度也中等，逐漸過度到擴(kuò)散區(qū)和過渡區(qū)，讓揮發(fā)分所發(fā)出熱量能及時(shí)到達(dá)受熱面，因而降低了排煙的熱損失。在其揮發(fā)分燃燒后，焦炭骨架結(jié)構(gòu)變得緊密，運(yùn)動(dòng)氣流無法讓其解體懸浮，因而骨架炭能夠保持住它的層狀燃燒，形成燃燒核心。它需要的氧氣和靜態(tài)滲透擴(kuò)散的一樣，燃燒時(shí)候很穩(wěn)定并且溫度很高，也因而降低排煙的熱損失。
所以說，生物質(zhì)成型燃燒相比之下優(yōu)點(diǎn)更明顯，燃燒速度均勻適中，需氧量和擴(kuò)散的氧量能很好匹配，燃燒的波浪比較小，更穩(wěn)定。
1.2 設(shè)計(jì)生物質(zhì)成型燃料鍋爐的主要要求
（1）結(jié)構(gòu)布置，采用了雙層爐排的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是手燒爐排，并且在一定高度加上一道水冷卻的鋼管式爐排。其組成包括了：上爐門、中爐門、下爐門、上爐排、下爐排、輻射受熱面、風(fēng)室、燃燼室、爐膛、爐墻、對(duì)流受熱面、排氣管、煙道和煙囪等。上爐門是常開設(shè)計(jì)的，用作投燃料和供給空氣。中爐門則可以調(diào)整下爐排上燃料的燃燒，并可以清理殘?jiān)?，只打開于點(diǎn)火和清理的時(shí)候。下爐門用來排灰，提供少量空氣，在運(yùn)行時(shí)微微打開，看下爐排上的燃燒情況再?zèng)Q定是否開度。上爐排以上的地方是風(fēng)室，上下爐排間是爐膛，墻上則設(shè)計(jì)有排煙口，不能過高，不然煙氣會(huì)短路。但過低也不行，否則下爐排的灰渣厚度達(dá)不到。設(shè)計(jì)的工作原理，讓一定的粒徑生物質(zhì)成型燃料通過上爐門燃燒，上爐排產(chǎn)生的生物質(zhì)屑和灰渣可以在下爐排繼續(xù)燃燒。經(jīng)過上爐排的燃燒，生成的煙氣與部分可燃?xì)怏w通過燃料層然后是灰渣層而進(jìn)到爐膛內(nèi)，繼續(xù)燃燒，并且和下爐排上燃料所生成的煙氣混合，然后通過出煙口通向燃燼室，再到后面的對(duì)流受熱面。下爐排可以采取低、中、高這樣三個(gè)活動(dòng)爐排，因?yàn)槿剂狭胶蜔嶝?fù)荷的大小不同。這樣就達(dá)到了讓生物質(zhì)成型燃料分布燃燒的目的，能夠緩解其燃燒的速度，還能匹配需氧量。完全燃燒率得到提升，消除煙塵也更有效化了。鍋爐受熱面設(shè)計(jì)，換熱面以輻射換熱為主的形式叫作輻射換熱面，又稱作水冷壁。由計(jì)算得出其受熱面的大小，為保持鍋爐內(nèi)的爐溫和生物質(zhì)燃料的燃燒，要把上爐排布置成輻射的受熱面。而形式是對(duì)流的換熱面則是對(duì)流受熱面，也叫作對(duì)流管束，其大小能由公式計(jì)算得到。引風(fēng)機(jī)選型，引風(fēng)機(jī)是用來克服風(fēng)道阻力以及煙道的。選擇風(fēng)機(jī)的時(shí)候必須考慮其儲(chǔ)備問題，否則會(huì)造成計(jì)算帶來的誤差。風(fēng)量和風(fēng)壓能由計(jì)算來確定，選擇型號(hào)要依據(jù)制造廠的產(chǎn)品目錄。
2 對(duì)雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐的前景分析
生產(chǎn)與利用實(shí)際上就是一個(gè)把生產(chǎn)目的、手段還有投入人力物力財(cái)力之間進(jìn)行合適的結(jié)合的過程。這不是簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)過程，是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相互結(jié)合的過程。技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素要協(xié)調(diào)，才能使這項(xiàng)技術(shù)得到更好的推廣和發(fā)展。
2.1 技術(shù)分析
雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷是87千瓦，熱水溫度95攝氏度，進(jìn)水的溫度是20攝氏度，熱效率也能高達(dá)70%，其排煙溫度200攝氏度。它在技術(shù)的性能上十分占優(yōu)勢(shì)，有很高的熱效率和燃燒效率，也減少了有害氣體和煙塵的排放量，符合我國的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境帶來的損害小，所以可以考慮廣泛應(yīng)用于各種活動(dòng)生產(chǎn)中來。
2.2 經(jīng)濟(jì)分析
在經(jīng)濟(jì)效益方面，因?yàn)樵撳仩t的燃燒效率較高，所以能很大程度燃燒燃料，因此制造的熱能量等損失小，節(jié)省了不少燃料費(fèi)用。對(duì)比燃煤鍋爐，更為經(jīng)濟(jì)適用。另外，成本費(fèi)里包括了固定資產(chǎn)的投入與運(yùn)行費(fèi)用。而固定資產(chǎn)投入費(fèi)包含了設(shè)備與建設(shè)費(fèi)，該鍋爐的成本為一萬元，安裝和土建費(fèi)則是五千元，運(yùn)行費(fèi)也含有電費(fèi)、原料費(fèi)、人工費(fèi)以及設(shè)備維修費(fèi)。而優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單的設(shè)備能節(jié)省人工費(fèi)。如果對(duì)成型技術(shù)還有設(shè)備做進(jìn)一步的研究，可以在原有成本上再降低，因此也是可取的，適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。
3 結(jié)語
（1）在技術(shù)上，雙層爐排是一個(gè)很大的進(jìn)步，能很好的提高效率，而且控制了污染物的排放量，也達(dá)到了工質(zhì)參數(shù)的設(shè)計(jì)要求，隨著燃料能源的價(jià)格上漲，還有科研人員加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)成型技術(shù)的深入研究，這種鍋爐一定能占有不錯(cuò)的市場(chǎng)。（2）用技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)來分析鍋爐，能得出一個(gè)大致結(jié)果就是，該鍋爐投資較大，但是長期看來，是經(jīng)濟(jì)可行的，其效益也是符合投資要求的。只是和燃煤鍋爐比較起來，燃煤的價(jià)格占有優(yōu)勢(shì)，但如果化石能源的價(jià)格上漲，并且環(huán)保力度加大，雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐會(huì)越來越占據(jù)優(yōu)勢(shì)的一面。
參考文獻(xiàn)
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河南省建設(shè)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的重要性和緊迫性
全球每年生物質(zhì)的總量大約在1.7×1011 噸，估計(jì)現(xiàn)在只有6.0×109 噸生物質(zhì)（約占總量的3.5%）被人類利用。按照能源當(dāng)量計(jì)算，生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油、天然氣，位列第四，占世界一次能源消耗的14%，是國際社會(huì)公認(rèn)的能夠緩解能源危機(jī)的有效資源和最佳替代方式，是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉础Ｄ壳?，生物質(zhì)能化利用的主要方向包括：生物液體燃料、生物燃?xì)?、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)化工等方向。生物質(zhì)能產(chǎn)品既有熱與電，又有固、液、氣三態(tài)的多種能源產(chǎn)品，以及生物化工原料等眾多的生物基產(chǎn)品，這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。
據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì)，在所有可再生能源中，生物質(zhì)能源的比例已經(jīng)占到了77%，其中生物質(zhì)發(fā)電、液體生物燃料和沼氣分別占生物質(zhì)能源利用總量35%、31%和31%。
很多國家成立專門的生物質(zhì)能管理機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)相關(guān)政策的制定以及部門的協(xié)調(diào)事宜，如巴西“生物質(zhì)能委員會(huì)”，印度“國家生物燃料發(fā)展委員會(huì)”，美國“生物質(zhì)能管理辦公室”等。
很多國家都制定了關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展的長期規(guī)劃，確定了具體的發(fā)展目標(biāo)，如美國“能源農(nóng)場(chǎng)計(jì)劃”，巴西燃料乙醇和生物柴油計(jì)劃，法國生物質(zhì)發(fā)展計(jì)劃，日本“新陽光計(jì)劃”，印度“綠色能源”工程等。各國都采取了積極務(wù)實(shí)的生物質(zhì)能源發(fā)展政策與措施，如歐盟主要采取了高價(jià)收購、投資補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)以及配額制度等。美國主要采取了擔(dān)保貸款、補(bǔ)助資金和減免稅費(fèi)等。
2011年，最具代表性的生物燃料――燃料乙醇全球產(chǎn)量達(dá)到了7 000萬噸，美國燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到4 170萬噸。近期美國已把生物質(zhì)能的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向第二代先進(jìn)生物燃料，《能源獨(dú)立與安全法》（EISA）強(qiáng)制要求2022年生物燃料用量達(dá)到1.1億噸，其中先進(jìn)生物燃料為6 358.8萬噸。第二代生物燃料指“壽命周期內(nèi)溫室氣體排放比參考基準(zhǔn)減少50%以上的、玉米乙醇以外的可再生燃料”，主要包括纖維乙醇、沼氣、微藻生物柴油等。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，美國政府采用了投資補(bǔ)助和運(yùn)行補(bǔ)貼（每加侖1.01美元，約合2 123元/噸，按匯率6.3計(jì)算）等方式大力鼓勵(lì)先進(jìn)生物燃料相關(guān)的研發(fā)、中試、示范和商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)，已建試驗(yàn)、示范裝置45套，預(yù)計(jì)2～3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
生物質(zhì)成型燃料方面，歐美的發(fā)展最為發(fā)達(dá)，其主要以木質(zhì)生物質(zhì)為原料生產(chǎn)顆粒燃料，其成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)基本成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也比較完善，形成了從原料收集、儲(chǔ)藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年，德國、瑞典、加拿大、美國、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯等歐美國家的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量達(dá)到了1 000萬噸以上。
美國POET公司、美國杜邦公司、意大利M&G公司、西班牙Abengoa公司等將于2014年前運(yùn)行5萬噸以上規(guī)模的纖維乙醇廠。
生物質(zhì)精細(xì)化工產(chǎn)品目前已達(dá)1 100多種，如乙二醇、乳酸、丁二酸、丁醇、2，3-丁二醇、乙酰丙酸、木糖醇、檸檬酸、山梨醇等。據(jù)分析，從生物質(zhì)制取的化學(xué)品現(xiàn)已占化學(xué)品總銷售額10%以上，并以每年7%～8%的速率增長。美國國家研究委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2020年，將有50%的有機(jī)化學(xué)品和材料產(chǎn)自生物質(zhì)原料。殼牌公司認(rèn)為，世界植物生物質(zhì)的應(yīng)用規(guī)模在2060年將超過石油。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來生物質(zhì)能化開發(fā)利用將向原料多元化、產(chǎn)品多樣化、利用高值化、生產(chǎn)清潔化方向轉(zhuǎn)變，纖維乙醇生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降，與糧食乙醇相比將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為液體生物燃料的主流產(chǎn)品;大中型沼氣是極具潛力的新興生物能源方向;以纖維素糖為平臺(tái)的生物化工產(chǎn)業(yè)的興起，將減少對(duì)化石資源的依賴，促進(jìn)綠色發(fā)展。遠(yuǎn)期生物質(zhì)快速熱解制生物燃料和微藻生物燃料也將有較大的發(fā)展空間。
總體上看，我國以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，推廣使用技術(shù)成熟可靠、安全可行。在法律、政策、規(guī)劃、試點(diǎn)等方面開展了創(chuàng)造性的工作，為今后的工作打下了基礎(chǔ)。
河南生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
作為農(nóng)業(yè)大省，河南生物質(zhì)資源非常豐富。僅農(nóng)業(yè)剩余物的干重量每年為7 000萬噸，占全國1/10。林業(yè)剩余物資源量每年為2 000多萬噸，其中生態(tài)能源林近期規(guī)劃500多萬畝，遠(yuǎn)景規(guī)劃1 200萬畝。
河南省生物質(zhì)能化開發(fā)利用起步較早，2004年即在全國率先實(shí)現(xiàn)了乙醇汽油全覆蓋，成功創(chuàng)造了乙醇汽油推廣的“河南模式”。目前，河南省生物質(zhì)能化利用主要涵蓋了生物質(zhì)成型燃料、液體燃料、氣體燃料和發(fā)電等方向，涉及燃料乙醇、纖維乙醇、沼氣、成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、乙二醇、乳酸等產(chǎn)品，2010年生物質(zhì)能利用折標(biāo)煤420萬噸。
液體生物燃料產(chǎn)品產(chǎn)量超過70萬噸居全國第一，其中燃料乙醇產(chǎn)量超過60萬噸，約占全國的30%，燃料乙醇消費(fèi)量超過30萬噸。2009年底，河南天冠建成投產(chǎn)了全球第一條萬噸級(jí)秸稈纖維乙醇生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，建立了完整的工藝路線，掌握了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，部分指標(biāo)接近或超過國外先進(jìn)水平，已經(jīng)通過了國家驗(yàn)收，具備了進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化放大和推廣的條件。全省能源林面積超過300萬畝，開展了生物柴油的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)，具備了規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)能力。
建成了國內(nèi)最早的工業(yè)化沼氣項(xiàng)目并獲得了廣泛推廣和應(yīng)用，擁有全球最大的1.5億立方米/年工業(yè)化沼氣裝置，配套3.6萬千瓦沼氣發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)供40萬戶居民生活、2 500輛公交和出租車使用。農(nóng)村戶用沼氣達(dá)到361萬戶，普及率18%，大中型沼氣達(dá)到2 360處。
生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)45萬千瓦居全國前列，年發(fā)電量約10.6億千瓦時(shí)。
目前，河南省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品產(chǎn)能已超過30萬，年產(chǎn)量20多萬噸，居華中地區(qū)首位，其中建立位于河南省汝州市的生物質(zhì)壓塊燃料生產(chǎn)工程，目前年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料3萬噸，正在形成年產(chǎn)10萬噸的生產(chǎn)基地，通過示范建設(shè)，建立了壓塊成型燃料生產(chǎn)廠原料最佳收集模式、清潔生產(chǎn)模式、成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，生產(chǎn)電耗為40kW?h/t～50kW?h/t，實(shí)現(xiàn)了壓塊成型燃料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。建立在洛陽偃師市和河南汝州市的成型燃料設(shè)備生產(chǎn)基地，目前正在形成年產(chǎn)300臺(tái)套的生產(chǎn)能力。
生物制氫方面國內(nèi)還沒有產(chǎn)業(yè)化，近幾年，國內(nèi)少數(shù)學(xué)者主要圍繞提高光合細(xì)菌的光轉(zhuǎn)化效率等方面，著手對(duì)光合細(xì)菌制氫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一些重要進(jìn)展。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，正在按照生產(chǎn)性工藝條件進(jìn)行太陽能光合生物制氫技術(shù)及相關(guān)機(jī)理的研究，并且已經(jīng)取得了一定的突破，成為河南省重要的制氫技術(shù)儲(chǔ)備。
生物質(zhì)化工產(chǎn)品總產(chǎn)量超過10萬噸。河南財(cái)鑫集團(tuán)2010年建成纖維乙二醇中試裝置，形成了整套工藝技術(shù)，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，正在進(jìn)行萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范;河南宏業(yè)生化2011年建成全球首套生物質(zhì)清潔生產(chǎn)2萬噸/年糠醛聯(lián)產(chǎn)乙酸裝置，已實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南能源研究所等一批科研機(jī)構(gòu)有較強(qiáng)的生物質(zhì)能源研發(fā)實(shí)力。
河南省從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的單位上百家。
2013年，生物質(zhì)能化產(chǎn)品總產(chǎn)值超過100億元。
總體來說，河南省生物質(zhì)能開發(fā)利用起步較早，達(dá)到國內(nèi)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(nèi)領(lǐng)先地位。
河南省發(fā)展生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的總體要求
堅(jiān)持資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，以不犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，科學(xué)開發(fā)鹽堿地、“三荒”地等宜能非耕地，規(guī)?；N植新型非糧能源作物與生態(tài)能源林，加強(qiáng)農(nóng)林牧剩余物資源、城市生活垃圾與工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣管理，堅(jiān)持梯級(jí)利用、吃干榨凈，建立標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)能化原料收儲(chǔ)運(yùn)供應(yīng)體系，推動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。
堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)與先行先試相結(jié)合，把握世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，統(tǒng)籌謀劃國家生物質(zhì)能化發(fā)展的新模式、新途徑，破解關(guān)鍵制約瓶頸和體制機(jī)制障礙，以資源、技術(shù)、市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為前提，在河南先行先試，以點(diǎn)帶面，積極推進(jìn)，努力探索具有示范帶動(dòng)意義的生物質(zhì)能化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。
堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作相結(jié)合，立足現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，整合聚集國內(nèi)研發(fā)力量和專有技術(shù)，強(qiáng)力推進(jìn)生物質(zhì)能化核心技術(shù)開發(fā)，加快關(guān)鍵裝備集成，占領(lǐng)世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地。開展國際交流與合作，合理引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)、裝備與人才，帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
堅(jiān)持重點(diǎn)突破與整體推進(jìn)相結(jié)合，以纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為突破重點(diǎn)，推進(jìn)沼氣高值化利用、生物化工和生物質(zhì)能化裝備規(guī)?；a(chǎn)，加快纖維丁醇、航空生物燃料、微藻生物柴油、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等先進(jìn)產(chǎn)品與工藝研發(fā)步伐，整體推進(jìn)生物質(zhì)能化高起點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，培育規(guī)模大水平高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
堅(jiān)持政府推動(dòng)與市場(chǎng)運(yùn)作相結(jié)合，發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，制定積極的產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)多種經(jīng)濟(jì)主體投入，扶持生物質(zhì)能化企業(yè)規(guī)?；l(fā)展。建立有效的市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，營造良好發(fā)展環(huán)境，發(fā)揮市場(chǎng)配置基礎(chǔ)作用，以市場(chǎng)開拓帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
在發(fā)展目標(biāo)上，充分發(fā)揮河南生物質(zhì)能化開發(fā)利用的資源、技術(shù)和實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，集聚優(yōu)勢(shì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，吸引國內(nèi)外生物質(zhì)能化領(lǐng)域領(lǐng)軍人才，開展生物質(zhì)能化資源梯級(jí)循環(huán)利用，做大做強(qiáng)生物能源裝備制造業(yè)，在全國率先建成規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)、技術(shù)最先進(jìn)的生物質(zhì)能化示范區(qū)，全面發(fā)揮示范區(qū)的示范、輻射和帶動(dòng)作用，打造全國的生物質(zhì)能化源科研、裝備制造和推廣應(yīng)用基地，占領(lǐng)世界可再生能源領(lǐng)域新高地。
近期目標(biāo)（2014-2015年）：規(guī)劃投資200億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值188億元以上。重點(diǎn)推進(jìn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化，穩(wěn)定糧食乙醇產(chǎn)量，纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到10萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到5萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力16.5億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占10%以上。新增年產(chǎn)5～10萬噸的成型燃料生產(chǎn)基地2個(gè)，生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)能力達(dá)100萬噸;初步奠定生物質(zhì)能化示范省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，確立生物質(zhì)能化發(fā)展基本模式。
中期目標(biāo)（2016-2020年）：規(guī)劃投資1 000億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值1 600億元以上，其中裝備制造700億元。纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到300萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到50萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力62億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占30%以上。建成500個(gè)左右的生物質(zhì)成型燃料加工點(diǎn)，形成約250萬噸的生產(chǎn)能力。帶動(dòng)生物質(zhì)能化技術(shù)升級(jí)，基本建成國家生物質(zhì)能化示范省。
河南省生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點(diǎn)任務(wù)
重點(diǎn)發(fā)展纖維乙醇、纖維乙二醇、纖維柴油、糠醛、沼氣，實(shí)施醇電、醇?xì)?、醇肥、醇化多形式?lián)產(chǎn)，著力提升農(nóng)林剩余物的資源化利用水平;積極建設(shè)工業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)村大中型沼氣工程，提高城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾資源化利用水平，加快構(gòu)建新型農(nóng)村社區(qū)配套的分布式生物能源體系;積極拓展生物質(zhì)化工，初步形成規(guī)模化的生物化工產(chǎn)業(yè)鏈;完善生物質(zhì)成型燃料體系的原料收集、儲(chǔ)存、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進(jìn)生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用模式，開拓生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用新途徑，大規(guī)模進(jìn)行燃油、燃?xì)馓娲鷳?yīng)用，與煤炭形成相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力;大力推進(jìn)生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè);積極探索開展航空生物燃料、微藻生物柴油、快速熱解制生物燃料等先進(jìn)生物燃料技術(shù)示范。
（一）纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化
在纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化方面，圍繞纖維乙醇生產(chǎn)，著力提升纖維乙醇生產(chǎn)和綜合利用技術(shù)水平、裝備和自動(dòng)化水平，能源利用轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。形成包括科技研發(fā)、裝備制造、工程設(shè)計(jì)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營、人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)體系;形成秸桿采集、儲(chǔ)存、調(diào)運(yùn)、纖維素酶生產(chǎn)和配送、纖維乙醇生產(chǎn)與集中脫水加工等較為完備的生產(chǎn)經(jīng)營管理模式，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化重大突破。
1.纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化步驟
發(fā)揮天冠、中石化、中石油等能源骨干企業(yè)人才、技術(shù)、資金、管理和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，不斷提高生物質(zhì)資源能源化轉(zhuǎn)化效率，實(shí)現(xiàn)不同原料、不同規(guī)模、不同產(chǎn)品梯級(jí)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因地制宜，結(jié)合城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為依托，采取不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計(jì)建設(shè)3～10萬噸不同規(guī)模纖維乙醇廠。實(shí)施沼渣和爐灰還田，保持土地資源和糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。
――采取“醇―氣”模式建設(shè)纖維乙醇工廠，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素分類利用，纖維素生產(chǎn)乙醇，半纖維素生產(chǎn)沼氣聯(lián)產(chǎn)，木質(zhì)素殘?jiān)l(fā)電供熱。
――結(jié)合現(xiàn)有秸稈電廠，采取“醇―電”聯(lián)產(chǎn)模式，首先利用秸稈中的纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素廢渣作為電廠燃料和半纖維素等產(chǎn)生的沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電，重點(diǎn)解決醇、氣、電一體化技術(shù)和裝備系統(tǒng)集成。
――在糠醛和木糖（醇）生產(chǎn)集中地區(qū)，整合糠醛、木糖（醇）生產(chǎn)規(guī)模，以玉米芯為原料，首先用半纖維素生產(chǎn)糠醛或木糖（醇），剩余糠醛或木糖渣中纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素作為燃料發(fā)電，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇、糠醛（木糖）和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)，提升原料資源利用效率，解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染問題，實(shí)現(xiàn)“醇―化―電”一體化發(fā)展新模式。
2.實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程
――開展纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)提升研究，不斷提高菌種產(chǎn)酶效率，提升自控水平，進(jìn)一步降低纖維素酶生產(chǎn)和使用成本，建設(shè)配套生產(chǎn)和供應(yīng)基地。
實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程，重點(diǎn)開展纖維素酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理、酶解發(fā)酵三大關(guān)鍵步驟技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提高纖維乙醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
――加大能源植物優(yōu)選培育和能源作物基地建設(shè)力度，利用河南省未開發(fā)荒地，種植能源作物，提高原料畝產(chǎn)和纖維素含量，開展規(guī)?；茉醋魑锓N植。
――依托車用生物燃料技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，整合高?；A(chǔ)研究資源，重點(diǎn)解決纖維素酶、木聚糖酶等多酶系生產(chǎn)菌種構(gòu)建，篩選優(yōu)化高效、耐逆菌株，提高纖維素酶生產(chǎn)效率和發(fā)酵酶活，提高多酶系酶解效率，實(shí)現(xiàn)纖維素酶生產(chǎn)和使用成本大幅降低。
――構(gòu)建高效、長壽命、高耐受性代謝工程菌株，選育馴化適合工業(yè)化生產(chǎn)的混合糖發(fā)酵菌株，實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素共同發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，提高原料轉(zhuǎn)化乙醇效率，建設(shè)萬噸級(jí)技術(shù)示范工程。
――開發(fā)連續(xù)高效低能耗預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、提升同步糖化發(fā)酵、蒸餾濃縮耦合等工藝技術(shù)水平，形成3～10萬噸工藝技術(shù)包。
（二）沼氣利用與農(nóng)村新能源體系建設(shè)
1.工業(yè)大中型沼氣與高值化利用
實(shí)施纖維乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn)，提升食品、輕工、化工、生物醫(yī)藥等行業(yè)的廢渣、廢液聯(lián)產(chǎn)沼氣水平，重點(diǎn)建設(shè)日產(chǎn)5萬m3、10萬m3以上的大規(guī)模工業(yè)化沼氣工程，通過高溫全混厭氧發(fā)酵、中溫上流式厭氧污泥床、膨脹顆粒污泥床相結(jié)合的工藝提高厭氧發(fā)酵COD去除率、擴(kuò)大沼氣消化液資源化利用規(guī)模，降低有機(jī)廢水好氧處理的負(fù)荷。開展以沼氣綜合利用為核心的企業(yè)泛能網(wǎng)示范，提高能源利用效率，減少污染物排放。鼓勵(lì)沼氣規(guī)?；a(chǎn)生物天然氣入站入網(wǎng)，壓縮生物天然氣（CBNG）用作車用燃?xì)?、居民用氣及發(fā)電。
工業(yè)大中型沼氣主要圍繞纖維乙醇、生物化工、食品等高濃度有機(jī)廢水、廢渣排放企業(yè)，按照集中就近原則，合理布局，優(yōu)先配套建設(shè)分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。
2.農(nóng)村大中型沼氣和農(nóng)村新能源體系建設(shè)
按照?qǐng)?jiān)持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的要求，將生態(tài)文明理念和原則全面融入新型農(nóng)村社區(qū)，構(gòu)建農(nóng)村新能源體系。以大中型沼氣建設(shè)為核心，加快農(nóng)村能源消費(fèi)升級(jí)，為新農(nóng)村建設(shè)提供高品位的清潔能源，提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量，改善居住環(huán)境，推進(jìn)生物能源鎮(zhèn)（社區(qū)）示范，推動(dòng)綠色、健康、生態(tài)文明的新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)。依托大型養(yǎng)殖企業(yè)或利用秸稈建設(shè)大型沼氣集中供氣工程，并在條件具備的社區(qū)試點(diǎn)沼氣分布式能源，實(shí)現(xiàn)氣、電、熱聯(lián)供。開展農(nóng)村微電網(wǎng)示范，探索可持續(xù)的運(yùn)營模式。開展太陽能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮懿膳⑻峁┥顭崴痉俄?xiàng)目建設(shè)。根據(jù)各地資源條件，開展沼氣、小水電、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源組合的用能方式示范，探索適宜中部地區(qū)的農(nóng)村能源發(fā)展模式，推動(dòng)農(nóng)村新能源體系建設(shè)。
3.城市生活垃圾沼氣
在省轄市或地區(qū)性中心城市，結(jié)合城市污水和有機(jī)垃圾收集，建設(shè)大型或超大型工業(yè)沼氣工程。對(duì)生活垃圾進(jìn)行二次集中分類處理，構(gòu)建“有機(jī)廢棄物―厭氧發(fā)酵―沼氣發(fā)電―沼液沼渣制肥”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條。在建或新建垃圾填埋場(chǎng)配套建設(shè)填埋氣回收裝置生產(chǎn)沼氣，鼓勵(lì)大中型垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)沼氣發(fā)電機(jī)組。
4.生物質(zhì)熱解氣化
以城市廢棄物和農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物為對(duì)象，結(jié)合工業(yè)園區(qū)的能源需求，建立熱電氣聯(lián)供的生物質(zhì)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)示范工程。大力推行區(qū)域集中處理模式和循環(huán)經(jīng)濟(jì)園、工業(yè)園等園區(qū)模式，選取已經(jīng)啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程序的項(xiàng)目作為示范工程，真正做到科技與需求相結(jié)合、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。提高生物質(zhì)氣化技術(shù)水平，限制生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要原因是技術(shù)仍處于較低水平，未來的發(fā)展首先要解決技術(shù)問題，包括加強(qiáng)生物質(zhì)氣化基礎(chǔ)理論研究，提高氣化爐工作效率、燃?xì)鈨艋?，提高裝備系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度，完善產(chǎn)業(yè)鏈各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打造生物質(zhì)氣化技術(shù)流水線生產(chǎn)。擴(kuò)展氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，不但要將生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用于木質(zhì)生物質(zhì)原料，還需根據(jù)生物質(zhì)原料來源及單位用途，發(fā)展適于工業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市生活垃圾等多元生物質(zhì)氣化技術(shù)，并根據(jù)用途發(fā)展高品質(zhì)燃?xì)饧夹g(shù)、氣化供熱、發(fā)電、制冷等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)的規(guī)?；?，提高裝備的設(shè)計(jì)水平，擴(kuò)大裝備的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化，并完善上下游相關(guān)企業(yè)單位，實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)的自主化設(shè)計(jì)制造，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，構(gòu)建完整的生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)業(yè)鏈。
5.生物質(zhì)制氫
河南省乃至我國的生物制氫技術(shù)尚未完全成熟，在大規(guī)模應(yīng)用之前尚需深入研究。目前需要解決的問題還很多，如高效產(chǎn)氫菌種的篩選，產(chǎn)氫酶活性的提高，產(chǎn)氫反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最佳反應(yīng)條件的選擇等。生物制氫技術(shù)利用可再生資源，特別是利用有機(jī)廢水廢物為原料來生產(chǎn)氫氣，既保護(hù)了環(huán)境，又生產(chǎn)了清潔能源，隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)，生物制氫技術(shù)將逐步中試和投產(chǎn)，成為解決能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。
（三）成型燃料產(chǎn)業(yè)化
在成型燃料產(chǎn)業(yè)化方面，發(fā)揮河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、農(nóng)業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室、河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省秸稈能源化利用工程技術(shù)研究中心等科研院所的人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，依托河南省秋實(shí)新能源有限公司、河南奧科新能源發(fā)展有限公司、河南偃師新峰機(jī)械有限公司等企業(yè)，加大生物質(zhì)成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化推廣。完善生物質(zhì)成型燃料原料、工藝、產(chǎn)品、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，建設(shè)原料收儲(chǔ)運(yùn)模式，優(yōu)化組合工藝生產(chǎn)線、降低能耗、提高自動(dòng)化控制程度，加大推廣力度和規(guī)模。
1.成型燃料產(chǎn)業(yè)化步驟
――根據(jù)河南省不同地域的生物質(zhì)原料分布產(chǎn)出規(guī)律，結(jié)合生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)模式及生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，開展收儲(chǔ)運(yùn)的理論研究和試驗(yàn)示范，建立生物質(zhì)原料的收儲(chǔ)運(yùn)模式，解決農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)成本費(fèi)用問題。建立健全農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)服務(wù)體系，建立適宜不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同生產(chǎn)方式的農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)體系。在河南省有代表性的區(qū)域，建成規(guī)模不小于5萬噸/年的成型燃料收儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)示范體系。
――研究生物質(zhì)物料特性參數(shù)、生物質(zhì)成型過程特性參數(shù)以及成型產(chǎn)品特性參數(shù)在線式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，保證生物質(zhì)成型燃料全生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制，保證成型系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。將生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間提高到5 000小時(shí)/年，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以木本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的顆粒燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/小時(shí)，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到60kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到1萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)2萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。
――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以草本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的塊狀成型燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/h，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到40kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到3萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)5萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。
2.成型燃料規(guī)?；娲茉搓P(guān)鍵技術(shù)與工程示范
針對(duì)目前生物質(zhì)成型燃料在燃料利用環(huán)節(jié)存在能源轉(zhuǎn)化效率不高、應(yīng)用規(guī)模小，高效綜合利用及清潔燃燒技術(shù)水平不高等問題，開展成型燃料氣化清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和推廣，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的高效清潔燃燒利用，規(guī)模化替代燃油、燃?xì)獾惹鍧嵢剂稀?/p>
――研發(fā)成型燃料高效氣化及清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)成型燃料沸騰氣化燃燒爐、大型高效氣化爐，研制低熱值燃?xì)飧咝紵拔廴究刂萍夹g(shù)，取得生物質(zhì)氣化系統(tǒng)與工業(yè)窯爐耦合調(diào)控技術(shù)。燃燒設(shè)備規(guī)模達(dá)到MW級(jí)，能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到75%，各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)到燃油或燃?xì)鉅t窯排放指標(biāo)。建設(shè)年消耗千噸的生物質(zhì)成型燃料的氣化燃燒替代工業(yè)窯爐燃料的示范工程，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源在工業(yè)窯爐上應(yīng)用的突破。
（四）開發(fā)相關(guān)生物化工及綜合利用產(chǎn)品
積極推進(jìn)生物化工產(chǎn)品技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油、天然氣、煤炭等化石資源的替代。圍繞纖維乙醇的副產(chǎn)物如二氧化碳、木質(zhì)素等開展綜合利用，提高產(chǎn)品的附加值;開展纖維質(zhì)原料制取乙二醇項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化示范;拓展生物乙烯及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，開拓乙醇深加工新產(chǎn)業(yè)鏈;開發(fā)生物丁醇和生物柴油相關(guān)生物化工品。
1.二氧化碳基生物降解材料和化學(xué)品
加強(qiáng)高活性、安全、低成本催化體系研究，突破反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好的聚合工藝和非溶劑法提取技術(shù)，開展二氧化碳基生物降解材料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化示范。積極研發(fā)二氧化碳與甲醇一步法合成碳酸二甲酯等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展聚碳酸亞丙酯樹脂、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、發(fā)泡材料和阻隔材料等深加工產(chǎn)品。
2.纖維乙二醇、丙二醇、丁醇、糠醛下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化
依托天冠、財(cái)鑫等在生物化工技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)的大型企業(yè)集團(tuán)，開展纖維質(zhì)糖平臺(tái)為基礎(chǔ)的生物化工醇技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范，重點(diǎn)發(fā)展纖維乙二醇、丁醇等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化示范。依托宏業(yè)生化發(fā)展糠醛下游深加工產(chǎn)業(yè)鏈包括乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等。
開展纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化示范，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品收率、質(zhì)量，正在建設(shè)萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范裝置，到2015年完成10萬噸級(jí)乙二醇、丙二醇生產(chǎn)裝置，到2020年形成50萬噸生產(chǎn)能力。
開展纖維素水解物生產(chǎn)丁醇菌種的選育（葡萄糖木糖共利用），推進(jìn)細(xì)胞表面固定化技術(shù)及其反應(yīng)器的開發(fā)，采用反應(yīng)-吸附耦合的過程集成研究，縮短發(fā)酵周期，提高產(chǎn)物濃度和分離效率，2015年完成2萬噸級(jí)纖維丁醇示范，2020年形成10萬噸/年纖維丁醇生產(chǎn)能力。
開展以糠醛為原料的乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等產(chǎn)品的深度開發(fā)，2015年建成連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn)基地，2020年形成年加工50萬噸糠醛生產(chǎn)規(guī)模。
3.生物乙烯及下游產(chǎn)品
開展乙醇高效催化制乙烯產(chǎn)業(yè)化示范。著力突破乙醇脫水制備乙烯催化劑關(guān)鍵技術(shù)，提高催化劑的選擇性、壽命和催化效率，實(shí)現(xiàn)生物乙醇生產(chǎn)乙烯工藝的長周期、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行。完善提升乙烯-聚乙烯-塑料制品和乙烯-環(huán)氧丙烷-乙二醇-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩條產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展塑料制品、包裝材料和高端服裝面料。
4.木質(zhì)素高值化開發(fā)利用產(chǎn)品
提高木質(zhì)素綜合利用水平，重點(diǎn)開發(fā)膠粘劑、有機(jī)緩釋肥料、木質(zhì)素復(fù)合材料、水泥保濕劑、高值燃料等產(chǎn)品，拓展其在化工、農(nóng)林、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
（五）微生物柴油產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，結(jié)合綠色化和生物精煉概念的理念，實(shí)現(xiàn)微生物柴油的產(chǎn)業(yè)化。微藻等微生物養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬噸級(jí)工業(yè)化示范。集合微藻等微生物優(yōu)良品種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)微生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。
1.木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的綜合處理技術(shù)
木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，經(jīng)過一定的物理/化學(xué)處理，木質(zhì)纖維素糖化，用于微生物的培養(yǎng)。副產(chǎn)物中的糠醛等物質(zhì)會(huì)影響微生物的生長和代謝，綜合的處理技術(shù)目標(biāo)是將這些副產(chǎn)物控制在最低的水平，同時(shí)達(dá)到最高的降解效率。酸堿和離子液等化學(xué)處理要配合溫度、壓力，適度的破碎要配合微波、超聲、蒸汽爆破技術(shù)，從而達(dá)到能量消耗最小，水解產(chǎn)物變性最少的效果。這些處理技術(shù)綜合起來需要針對(duì)不同物料有序?qū)嵤?/p>
2.產(chǎn)油微生物脂類代謝的遺傳調(diào)控
對(duì)于產(chǎn)油微生物油脂過量積累的機(jī)制當(dāng)前還停留在生化水平上。利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，研究產(chǎn)油微生物脂肪代謝的基因調(diào)控機(jī)制，通過對(duì)某些關(guān)鍵基因?qū)嵤┻z傳修飾，使其朝著人為設(shè)定的代謝流方向發(fā)展，最大限度的發(fā)揮轉(zhuǎn)化作用。理解脂肪代謝的基因調(diào)控原理還有利于通過不同發(fā)酵模式調(diào)控油脂積累，有利于更好的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)油脂，有利于通過培養(yǎng)基營養(yǎng)限制調(diào)控脂肪的積累，有利于利用小分子誘導(dǎo)物調(diào)控細(xì)胞的繁殖和脂肪積累。
3.微生物柴油原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)
傳統(tǒng)的微生物柴油生產(chǎn)周期長、成本高，而且打破微生物堅(jiān)實(shí)細(xì)胞壁的操作很難實(shí)施?；谖⒃宓任⑸锷锊裼蜕a(chǎn)的周期分析顯示，90%的能耗是用在微藻的油的提取工序上，表明油的提取工藝的進(jìn)步將大大影響生產(chǎn)成本，決定著生物柴油加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近期“原位”轉(zhuǎn)酯方法用于藻類生物產(chǎn)油生產(chǎn)受到密切關(guān)注，這種在細(xì)胞內(nèi)酯類與醇類接觸直接發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，而不需要將脂類提取出來再與其發(fā)生反應(yīng)。這種直接轉(zhuǎn)酯技術(shù)，不僅能夠用于微生物的純培養(yǎng)物，同時(shí)有效適用混合培養(yǎng)產(chǎn)物的生物柴油生產(chǎn)。研究顯示，原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)能夠降低樣品中的磷脂的量，甚至達(dá)到不能檢出的水平。生物質(zhì)的含水量會(huì)極大的影響油脂的提取率，而小球藻原位轉(zhuǎn)酯研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)酯反應(yīng)底物醇的比例能夠從含水量較大的生物質(zhì)中獲得較高產(chǎn)率的生物柴油，將大大減少微生物生物柴油的能量消耗和設(shè)備投入，明顯降低生產(chǎn)成本。
4.生物精煉概念下的微生物柴油生產(chǎn)技術(shù)體系
木質(zhì)纖維素物質(zhì)來源廣泛，如果在處理過程中將某些附加值較高的化學(xué)提取出來將會(huì)大大提高收益。同時(shí)，將微生物菌體所含的營養(yǎng)物質(zhì)充分利用也會(huì)大大節(jié)省原料成本，例如將酵母菌提油后的殘?jiān)?jīng)過加工脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子后再用到微生物培養(yǎng)基的配制，可以節(jié)省大量含氮營養(yǎng)添加物。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的副產(chǎn)物甘油可以提純后加工成丙二醇，后者是一種附加值更高的化學(xué)原料，甚至粗甘油用于培養(yǎng)基添加會(huì)提高微生物油脂的積累。廢水處理可以用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷或氫氣，也可以通過微藻培養(yǎng)回用有機(jī)營養(yǎng)物。
5.生物柴油相關(guān)生物化工品
積極利用生物柴油副產(chǎn)品甘油，采用高活性、高選擇性的催化劑，突破反應(yīng)熱移除、微生物法二羥基丙酮等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)環(huán)氧氯丙烷、乙二醇、丙二醇、十六碳酸甲酯、二羥基丙酮（DHA）等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品，拓展其在醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)資源高效綜合利用。
6.生物質(zhì)乙酰丙酸平臺(tái)化合物
完成以玉米秸稈為原料水解生產(chǎn)乙酰丙酸工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)與中試，解決生產(chǎn)過程設(shè)備腐蝕問題，完成乙酰丙酸的分離純化工藝，完成乙酰丙酸的衍生物乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴１岬绕脚_(tái)化合物。完成千噸級(jí)的生物質(zhì)水解生產(chǎn)乙酰丙酸聯(lián)產(chǎn)糠醛工藝、乙酰丙酸酯化工藝中試裝置的建設(shè)及運(yùn)，完成放大級(jí)的生物質(zhì)水解的生產(chǎn)乙酰丙酸工藝包的開發(fā)設(shè)計(jì)。
7.生物質(zhì)間接液體燃料
開展生物質(zhì)間接液化技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，利用生物質(zhì)先氣化成合成氣（由CO和H2組成的混合氣體）、然后再將合成氣液化得到的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚、費(fèi)托汽柴油等，逐步建立中試及示范工程。
8.生物質(zhì)納米材料
以生物質(zhì)作為原料合成碳基納米材料、多孔碳材料及復(fù)合材料，所制備的納米材料具有優(yōu)異的固碳效率、催化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，使其在催化劑載體、固碳、吸附、儲(chǔ)氣、電極、燃料電池和藥物傳遞等領(lǐng)域潛在重要應(yīng)用，使其成為合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
（六）強(qiáng)化生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)化與基地建設(shè)
圍繞生物質(zhì)能化產(chǎn)品規(guī)?；_發(fā)利用，依托特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，發(fā)揮骨干裝備制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與國內(nèi)外優(yōu)勢(shì)生物質(zhì)能化裝備企業(yè)和專業(yè)科研院所合作，整合上下游企業(yè)，完善特色生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)鏈。突出集成設(shè)計(jì)、智能控制、綠色制造和關(guān)鍵總成技術(shù)突破，培育一批具有系統(tǒng)成套、工程承包、維修改造、備件供應(yīng)、設(shè)備租賃、再制造等總承包能力的生物質(zhì)能化裝備大型企業(yè)集團(tuán)，建設(shè)一批特色鮮明、技術(shù)先進(jìn)、在全國有重要影響的生物質(zhì)能化裝備基地。
1.農(nóng)林原料收儲(chǔ)運(yùn)裝備
以洛陽、許昌等農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，集合國內(nèi)先進(jìn)農(nóng)林機(jī)械制造企業(yè)，引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù)，骨干企業(yè)，重點(diǎn)突破秸稈剪切、拉伸、壓縮成型等基礎(chǔ)共性技術(shù)，大力發(fā)展稻麥撿拾大中型打捆機(jī)、玉米秸稈收割調(diào)質(zhì)鋪條機(jī)、棉稈聯(lián)合收割機(jī)、能源林木收獲機(jī)械、高效粉碎機(jī)械與成型機(jī)等重大整機(jī)產(chǎn)品，帶動(dòng)相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展，切實(shí)提高生物質(zhì)收集、裝載、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的高效性和通用性。
2.纖維乙醇成套裝備
以南陽新能源產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)現(xiàn)有纖維乙醇成套裝備，集成國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，加大設(shè)計(jì)研發(fā)力度，加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維乙醇成套裝備技術(shù)提升，打造世界領(lǐng)先的纖維乙醇成套裝備制造基地。重點(diǎn)開發(fā)原料預(yù)處理低溫低壓、大型連續(xù)汽爆技術(shù)和裝備，纖維素酶大型、高效生產(chǎn)技術(shù)和裝備，大型高效連續(xù)酶解發(fā)酵技術(shù)和裝備，高抗堵蒸餾及熱耦合干燥成套裝備，木質(zhì)素燃燒高效能量轉(zhuǎn)化裝備。2015年前形成年總裝10套3～10萬噸級(jí)纖維乙醇成套裝備能力。2020年形成年總裝300萬噸纖維乙醇成套裝備能力。
3.沼氣生產(chǎn)及沼氣發(fā)電成套裝備
以南陽新能源、鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)、安陽高新技術(shù)和長葛市等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)、森源集團(tuán)等骨干企業(yè)，加快發(fā)展有機(jī)廢棄物高效率厭氧消化及沼氣生產(chǎn)、沼氣制取生物天然氣、民用沼氣加壓輸送、撬裝式CNG加氣站以及生物天然氣分布式能源集成等成套裝備。加強(qiáng)與美國通用、德國西門子和日本三菱等國外優(yōu)勢(shì)企業(yè)合資合作，大力發(fā)展2 000千瓦以上大型沼氣發(fā)電技術(shù)和裝備。在南陽形成大型工業(yè)沼氣成套裝備基地，在許昌和周口形成農(nóng)村大中型沼氣成套裝備基地，在鄭州形成生物天然氣分布式能源與CNG加氣成套裝備基地，在安陽形成城市有機(jī)垃圾沼氣成套裝備基地。
4.生物質(zhì)成型燃料及其高效利用成套裝備
依托河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南秋實(shí)新能源有限公司等，建成成型燃料成套生產(chǎn)設(shè)備和生物質(zhì)熱解氣化、高效燃燒及生物質(zhì)成型燃料氣炭油聯(lián)產(chǎn)設(shè)備加工生產(chǎn)基地。
5.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備
依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽、商丘裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。
6.生物化工產(chǎn)品關(guān)鍵裝備
依托河南財(cái)鑫集團(tuán)、華東理工大學(xué)、天津大學(xué)，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化改進(jìn)秸稈制乙二醇等多元醇高效預(yù)處理、糖化、連續(xù)氫化裂解反應(yīng)器和節(jié)能精餾分離等關(guān)鍵設(shè)備。
依托河南天冠集團(tuán)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院等，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化二氧化碳降解塑料反應(yīng)釜、脫揮擠出造粒、產(chǎn)品改性等關(guān)鍵設(shè)備，生物柴油副產(chǎn)物甘油制1，3-丙二醇反應(yīng)自控流加、膜法分離、脫鹽、濃縮、真空精餾等關(guān)鍵設(shè)備，纖維丁醇發(fā)酵分離耦合反應(yīng)器、離交樹脂產(chǎn)物分離等關(guān)鍵設(shè)備。
依托宏業(yè)生化、河南省科學(xué)院能源研究所、中科院廣州能源所、山東省科學(xué)院，設(shè)計(jì)低溫低壓精餾塔、液相管式推流反應(yīng)器、高效多級(jí)蒸發(fā)等關(guān)鍵設(shè)備;改進(jìn)廢液無公害化處理、高效分散造粒、低分子量差分離等關(guān)鍵裝備。
7.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備
依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。
8.高比例靈活燃料汽車和雙燃料汽車
與國內(nèi)外知名汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，依托鄭州日產(chǎn)、海馬和宇通開發(fā)乙醇/汽油靈活燃料汽車和汽油/天然氣、柴油/天然氣雙燃料汽車。前期開發(fā)專用發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供給及控制系統(tǒng)、氧傳感器等，2015年后形成批量生產(chǎn)能力，配套建設(shè)相應(yīng)的燃料（E85、車用生物天然氣）輸、供、儲(chǔ)設(shè)施。2020年靈活燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到20萬輛以上，雙燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到10萬輛以上。
（七）其它先進(jìn)生物燃料技術(shù)創(chuàng)新和示范
加大科技研發(fā)投入和攻關(guān)力度，加快推進(jìn)生物柴油、航空生物燃料、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等其他先進(jìn)生物燃料技術(shù)取得重大突破。2015年前開展廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油和萬噸級(jí)纖維丁醇等示范工程建設(shè)，2020年前推動(dòng)含油林果生產(chǎn)航空生物燃料和高級(jí)油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，微藻養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬噸級(jí)工業(yè)化示范。
1.生物柴油
在鄭州、洛陽、開封、商丘、安陽、周口、漯河、焦作等餐飲廢棄油脂和工業(yè)廢棄油脂富集的地區(qū)，加快建立工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂回收體系、餐廚垃圾油脂回收體系，以餐廚垃圾油脂和工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂為主生產(chǎn)車用生物柴油。到2015年形成20萬噸/年產(chǎn)能，2020年前在全省推廣，形成30萬噸規(guī)模。
集合微藻優(yōu)良藻種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)?；B(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。
2.航空生物燃料
在南陽、洛陽、三門峽、安陽等山地丘陵區(qū)推進(jìn)規(guī)?；暮土止匣亟ㄔO(shè)和采集體系建立，到2020年實(shí)現(xiàn)以含油林果為主要原料生產(chǎn)航空渦輪生物燃料和高級(jí)油，規(guī)模達(dá)到25萬噸/年。
3.生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)車用生物燃料
圍繞生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)生物油、生物油催化加氫生產(chǎn)車用生物燃料，開展關(guān)鍵技術(shù)與工程示范研究。2015年完成千噸級(jí)中試。2020年建成5萬噸級(jí)的生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料示范工程。
關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能源;產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀;存在問題;對(duì)策措施;貴州
中圖分類號(hào):F127文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)28-0128-03
生物質(zhì)能是植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而固定下來并儲(chǔ)存于生物質(zhì)中的能量。主要包括植物、農(nóng)林廢棄物、有機(jī)廢水和畜禽糞便等 [1]?，F(xiàn)代生物質(zhì)能源的研究與利用主要指借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段通過先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)出不同需求的固體、液體、氣體等高品位的新能源來替代日期枯竭的化石能源。生物質(zhì)能源目前已占世界能源消費(fèi)的14%左右,排在化石能源煤、油、氣之后而位居第四[1～2]。 貴州是一個(gè)富煤缺油缺氣的山區(qū)省份,長期欠開發(fā)、欠發(fā)達(dá),充分利用優(yōu)越的自然氣候資源、豐富的生物資源,積極開發(fā)利用生物質(zhì)能源,緩解能源短缺壓力,是事關(guān)國家能源安全、生態(tài)安全,確保國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重大研究課題,是國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。發(fā)展生物質(zhì)能源有利于探索能源替代新途徑,緩解能源壓力;有利于貴州喀斯特山區(qū)的石漠化治理,改善生態(tài)環(huán)境;有利于拓展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能,增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。有鑒于此,擬通過對(duì)貴州主要自然氣候資源、能源植物資源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題和發(fā)展對(duì)策進(jìn)行分析探討,以期促進(jìn)貴州生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。
一、貴州發(fā)展生物質(zhì)能源的優(yōu)勢(shì)及條件
“十五”計(jì)劃以來,隨著中國《可再生能源法》的正式實(shí)施,生物質(zhì)能源發(fā)展日益受到各級(jí)政府和全社會(huì)的密切關(guān)注。國家先后頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,制定了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源“十一五”規(guī)劃》及《生物燃料和生物化工原料基地補(bǔ)貼辦法》、《生物能源及生物化工非糧引導(dǎo)獎(jiǎng)勵(lì)資金管理暫行辦法“財(cái)建[2007]282號(hào)” 》、《秸稈能源化利用補(bǔ)助資金管理暫行辦法“財(cái)建[2008]735號(hào)” 》等相關(guān)政策及資金補(bǔ)助措施。根據(jù)中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和生物質(zhì)能源利用技術(shù)狀況,明確提出到2010年,增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬t,生物柴油年利用量達(dá)到20萬t;到2020年,生物燃料乙醇年利用量達(dá)到1 000萬t,生物柴油年利用量達(dá)到200萬t,總體實(shí)現(xiàn)年替代約1 000萬t成品油的目標(biāo)。農(nóng)村沼氣、燃料乙醇、生物柴油、致密成型固體燃料等廣泛應(yīng)用于生物質(zhì)發(fā)電、汽車燃料、民用生活領(lǐng)域,能源植物篩選、高效節(jié)能技術(shù)一直被視為生物質(zhì)能源研發(fā)的重點(diǎn)。貴州位于中國西南地區(qū)的東部,地處云貴高原向廣西丘陵過度的斜坡地帶,介于東經(jīng)103°36′～109°35′、北緯24°37′～29°13′之間,平均海拔1 100m左右,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),大部分地區(qū)年平均氣溫在15℃左右,日照時(shí)數(shù)在1 200h～1 400h之間,年均降水量在1 100mm～1 300mm之間,年相對(duì)濕度高達(dá)82%,立體氣候明顯、溫暖濕潤,生物資源種類繁多、富有特色,是全國重要的動(dòng)植物種源地之一。
根據(jù)貴州省(2006―2050)喀斯特石漠化和小流域綜合防治規(guī)劃,貴州省現(xiàn)有200萬hm2宜林荒山荒地,在喀斯特地貌的山區(qū)種植小油桐、黃連木、光皮樹、烏桕、續(xù)隨子、油桐、蓖麻、甘蔗、木薯、甘薯、芭蕉芋等能源植物資源,對(duì)推動(dòng)山區(qū)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)能源農(nóng)業(yè)、能源林業(yè)產(chǎn)業(yè)化,生物質(zhì)能源及其他農(nóng)業(yè)廢棄物十分豐富,開發(fā)應(yīng)用基礎(chǔ)好。按照國家發(fā)展生物質(zhì)能源應(yīng)堅(jiān)持不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地、不破壞生態(tài)環(huán)境的“三不”原則,貴州發(fā)展生物質(zhì)能源的自然基礎(chǔ)條件較其他平原地區(qū)優(yōu)越。
貴州自21世紀(jì)開始,已經(jīng)啟動(dòng)從優(yōu)勢(shì)能源植物篩選、利用評(píng)價(jià)、良種培育、基地建設(shè)到加工生產(chǎn)技術(shù)工藝等系列基礎(chǔ)試驗(yàn)示范工作,基本建立了以小油桐、烏桕、光皮樹、芭蕉芋為主的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培和良種繁育技術(shù)體系,掌握了高轉(zhuǎn)化率的加工工藝和技術(shù),為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。
二、貴州生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題
1.產(chǎn)業(yè)研究發(fā)現(xiàn)狀
貴州省自2000年以來就開始關(guān)注并積極推動(dòng)農(nóng)村沼氣、燃料乙醇、生物柴油等資源發(fā)掘及技術(shù)研發(fā)工作。在省委、省政府的重視支持下,相關(guān)部門先后從農(nóng)村廢棄物生產(chǎn)沼氣,從芭蕉芋、馬鈴薯、甘薯、甘蔗、木薯制備燃料乙醇,從小油桐、光皮樹、續(xù)隨子、蓖麻、烏桕制備生物柴油等方面對(duì)貴州生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了摸底調(diào)查和相關(guān)研究。已從資源評(píng)價(jià)、良種培育、配套栽培、加工工藝、綜合利用及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)等方面展開試驗(yàn)示范研究。2008年全省沼氣用戶超過149.6萬戶,實(shí)際利用141.5萬戶,年產(chǎn)氣76 682.6m3,秸稈生物氣化產(chǎn)氣集中供氣點(diǎn)達(dá)二十余處 [1～5]。在能源資源的調(diào)查及篩選評(píng)價(jià)中,已基本查清全省主要生物質(zhì)能源植物資源種類、數(shù)量、分布區(qū)域及主要優(yōu)勢(shì)資源,完成30種貴州木本能源植物的種質(zhì)資源遷地保育,繁育基地及5～10種主要造林樹種輕基質(zhì)容器育苗技術(shù),特別在小油桐、芭蕉芋等的能源植物資源收集、新材料創(chuàng)制和良種繁育方面取得一定進(jìn)展,已選育出并通過省級(jí)審定芭蕉芋品種兩個(gè)。一是良種繁育技術(shù)體系基本建立。二是原料基地建設(shè)進(jìn)展順利。三是生產(chǎn)加工工藝比較成熟。特別是生物柴油化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)形成比較完備的生產(chǎn)加工技術(shù)體系和方法,固體催化劑轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%,甲酯回收率大于95%,并獲多項(xiàng)國家發(fā)明技術(shù)專利。
目前已建有小油桐產(chǎn)業(yè)示范基地1.6萬hm2,芭蕉芋產(chǎn)業(yè)示范基地近1.5萬hm2,甘薯產(chǎn)業(yè)示范基地近20萬hm2,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)示范基地50萬hm2,甘蔗產(chǎn)業(yè)示范基地近2萬hm2。油桐產(chǎn)業(yè)示范基地30萬hm2,黃連木、光皮樹、烏桕、蓖麻等還在研究積累初期 [4～6]。已有貴州中水能源股份有限公司、貴州江南航天生物能源科技有限公司、貴州金桐福生物柴油產(chǎn)業(yè)有限公司、黔西南康達(dá)生物能源科技有限公司均建成了年產(chǎn)1萬～3萬t的生物柴油加工示范生產(chǎn)線,并將生物柴油作為新產(chǎn)業(yè),逐步建設(shè)年產(chǎn)10萬t以上的生產(chǎn)能力。按畝產(chǎn)300kg原料計(jì)算,目前能源油料種植面積要在2.5萬hm2以上。乙醇生產(chǎn)方面:糖廠有現(xiàn)成的乙醇加工設(shè)備和技術(shù),年需求原料甘蔗面積也在1.5萬hm2左右 [2～4]。貴州大學(xué)、貴州醇酒廠的淀粉干片發(fā)酵技術(shù)還在進(jìn)一步研究中,不久也會(huì)有相應(yīng)規(guī)模的生產(chǎn)線建成投產(chǎn),加上其他產(chǎn)業(yè)的原料競(jìng)爭(zhēng),原料不足已導(dǎo)致企業(yè)3/4產(chǎn)能閑置,僅靠地溝油、泔水油生產(chǎn)生物柴油很難形成產(chǎn)業(yè)化。
雖然生物能源開發(fā)利用前景廣闊,但生物質(zhì)能源研發(fā)利用技術(shù)目前還沒有實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性突破,在發(fā)展過程中還面臨優(yōu)勢(shì)植物資源缺乏、生產(chǎn)成本高、原料供應(yīng)不足、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大、綜合利用率低、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不一、市場(chǎng)銷售不暢等諸多問題。
2.存在問題
(1)對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)不足。從一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的角度和自身發(fā)展規(guī)律來看,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)仍然存在基礎(chǔ)積累、市場(chǎng)發(fā)育、支撐體系、技術(shù)攻關(guān)等許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)問題。許多企業(yè)或經(jīng)營者首先想到的是抓基地、建廠房,爭(zhēng)取國家的政策性補(bǔ)助。而在產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)、市場(chǎng)培育和技術(shù)保障方面還存在一定的盲目性,產(chǎn)業(yè)體系未建立,導(dǎo)致許多基地經(jīng)營水平低、示范效果差、農(nóng)戶持觀望態(tài)度,對(duì)發(fā)展原料生產(chǎn)沒有信心,原料供應(yīng)嚴(yán)重不足。
(2)研究基礎(chǔ)薄弱,原料成本較高。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)多學(xué)科聯(lián)合的現(xiàn)代綜合性產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈較長,涉及多項(xiàng)技術(shù)工程,生物質(zhì)液體燃料近期主要是生物柴油和燃料乙醇,未來主要技術(shù)是木質(zhì)素和纖維素生產(chǎn)液體燃料。目前主要依賴于油料植物的產(chǎn)量和含油量,許多木本油料植物都呈野生或半野生狀態(tài),缺乏強(qiáng)有力的科技支撐是生物能源產(chǎn)業(yè)長期做不大的原因之一,產(chǎn)出率不高主要還是資源和技術(shù)的雙重制約。由于研究時(shí)間短,技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,特別是專用原料植物的良種選育及配套生產(chǎn)技術(shù)還未真正破題,原料生產(chǎn)成本較高,據(jù)測(cè)算,13t甘蔗可生產(chǎn)1噸乙醇,需土地1 400m2左右,按蔗價(jià)280元/t計(jì)算,原料成本價(jià)為3 640元,7t木薯生產(chǎn)1噸乙醇,木薯原料成本價(jià)4 000元左右,加工成本需500元～800元;按2噸植物油生產(chǎn)1t生物柴油計(jì)算,僅原料成本也在4 000元～5 000元之間。目前燃料乙醇銷售價(jià)為5 000元～6 000元/t,生物柴油銷售價(jià)為6 000元～7 000元/t,企業(yè)利潤空間不大,農(nóng)戶種植收入較低。就拿炙手可熱的小油桐來說,經(jīng)歷了近五年的研究,雖有規(guī)?；N植面積1.6萬hm2,但大面積產(chǎn)量低而不穩(wěn),平均累計(jì)產(chǎn)量不足100kg/667 m2 [2～6]。所以,目前主要都采用地溝油、泔水油生產(chǎn)生物柴油,原料供應(yīng)嚴(yán)重不足。
(3)主攻方向不明確,優(yōu)勢(shì)植物突破性小。通過前期研究,在優(yōu)勢(shì)物種選擇、良種選育方面盡管取得一些成果,但研究領(lǐng)域狹窄,技術(shù)積累不夠,在解決品種抗逆性、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和規(guī)?；?jīng)營方面突破性不大,產(chǎn)量低,成本高。目前大多數(shù)能源植物的研究尚處于收集、引種、篩選、評(píng)價(jià)及試種栽培的探索階段,原料結(jié)構(gòu)單一、應(yīng)用范圍小,規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化程度還比較低。糖料作物、淀粉作物產(chǎn)量高,但轉(zhuǎn)化利用成本較高,油脂植物轉(zhuǎn)化利用成本低,但種植產(chǎn)量較低,農(nóng)戶種植積極性不高。不管是糖料能源、油料能源、淀粉能源還是其他,究竟發(fā)展能源酒精好還是發(fā)展生物柴油好目前也還沒有準(zhǔn)確定論,基地建設(shè)、產(chǎn)品加工、市場(chǎng)銷售脫節(jié),直接造成生產(chǎn)成本和管理成本過高,企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重虧損,有礙于經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),極大地限制了貴州生物能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
三、貴州生物質(zhì)發(fā)展建議
1.科學(xué)制定發(fā)展規(guī)劃
生物質(zhì)能源研發(fā)的范圍十分廣泛,從用途上來說,有生物質(zhì)直接燃燒或混合燃燒發(fā)電,生產(chǎn)沼氣或制成致密型燃料作民用燃料,生產(chǎn)燃料乙醇、生產(chǎn)生物柴油作機(jī)械動(dòng)力燃料,還能作生物制氫等。根據(jù)用途的不同,其技術(shù)工藝和所需原料差別也很大。我們要根據(jù)市場(chǎng)和貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求,結(jié)合能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定一定時(shí)期內(nèi)的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的地位、發(fā)展方向和任務(wù)目標(biāo),要根據(jù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的學(xué)科取向、價(jià)值取向?qū)ο嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的評(píng)估和論證,特別要在開發(fā)中的工礦區(qū)、非糧產(chǎn)區(qū)選擇重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)植物進(jìn)行研發(fā)。
根據(jù)貴州山區(qū)的能源植物分布比較零星分散、收集運(yùn)輸困難等特點(diǎn),結(jié)合加工工藝比較成熟的實(shí)際,能夠容易形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的就是車用燃料乙醇和生物柴油。目前應(yīng)以車用液體燃料為重點(diǎn),穩(wěn)定小油桐、甘蔗、芭蕉芋、紅薯、馬鈴薯生產(chǎn),探索光皮樹、黃連木、烏桕、續(xù)隨子、木薯、蓖麻及其他纖維植物在喀斯特山區(qū)的適應(yīng)性及發(fā)展?jié)摿?。貴州省糧食自給雖基本平衡,但隨著糧食加工轉(zhuǎn)化利用量的逐年增加,糧食供需缺口將繼續(xù)存在,推行燃料乙醇必須慎重。結(jié)合喀斯特石漠化治理和“兩江”流域區(qū)的生態(tài)屏障建設(shè),重點(diǎn)應(yīng)選擇適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)的多年生木本能源植物進(jìn)行研發(fā)。
2.加強(qiáng)科技攻關(guān),突破核心技術(shù)
鑒于發(fā)展貴州生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵在于保障原料供應(yīng)、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和增加農(nóng)戶收入,一是針對(duì)喀斯特山區(qū)的地理氣候環(huán)境,強(qiáng)化自主創(chuàng)新,重點(diǎn)利用先進(jìn)育種手段和生物技術(shù)手段,選育速生豐產(chǎn)、抗旱耐瘠、抗病蟲害的專用能源植物品種。二是研究速生豐產(chǎn)栽培、病蟲害防治、矮化密植及配方施肥等適用技術(shù)和省力化技術(shù)。三是加快科技成果的引進(jìn)和新技術(shù)研發(fā)集成、應(yīng)用與推廣,加速科技成果轉(zhuǎn)化,大幅度提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。四是加強(qiáng)小油桐、黃連木、烏桕、續(xù)隨子、芭蕉芋、甘薯等副產(chǎn)品的綜合利用和技術(shù)研發(fā),降低生物質(zhì)能源生產(chǎn)的綜合成本,提高綜合效益。
3.探索發(fā)展模式
發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化程度較高的系統(tǒng)工程,涉及政府、加工企業(yè)、科研單位、農(nóng)戶等諸多部門,目前沒有現(xiàn)成的模式可循。市場(chǎng)是拉動(dòng)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提,科學(xué)技術(shù)是確保該產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。特別在發(fā)展初期,由于中國能源生產(chǎn)還存在一定的行業(yè)壟斷,沒有穩(wěn)定的市場(chǎng),政府要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)和監(jiān)管,切實(shí)調(diào)動(dòng)社會(huì)各方面發(fā)展生物質(zhì)能源的積極性,盡快建立起一定規(guī)模生物能源基地,組織協(xié)調(diào)好各方面的利益分配關(guān)系。建議有關(guān)部門應(yīng)從國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和解決三農(nóng)問題的高度出發(fā),切實(shí)制定相應(yīng)的扶持政策和措施,要將產(chǎn)品加工、原料種植、基地建設(shè)和退耕還林、生態(tài)工程、結(jié)構(gòu)調(diào)整、石漠化治理、農(nóng)民增收等結(jié)合起來,做好生物質(zhì)能源作物種植規(guī)劃和基地建設(shè),以保證原料供給及降低原料成本。推廣“公司+科研+基地+農(nóng)戶”的經(jīng)營模式,明確各方的責(zé)、權(quán)、利,建設(shè)一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化示范基地,共同爭(zhēng)取國家的政策支持和資金補(bǔ)助,既滿足了企業(yè)的原料供應(yīng),又保證了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入,實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶和企業(yè)之間利益共贏,確保此項(xiàng)工作的順利開展。
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關(guān)鍵詞：生物質(zhì)發(fā)電廠；燃料輸送；設(shè)備選型；發(fā)電項(xiàng)目；輸送機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2016）32-0071-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.035
1 概述
如今，隨著各類可再生能源技術(shù)的更新，可再生能源市場(chǎng)占有比例得到不斷提高?？稍偕茉丛跍p少資源消耗的同時(shí)，也降低了對(duì)環(huán)境的破壞。生物質(zhì)能源為一種可再生能源，近年來得到廣泛應(yīng)用，本文以生物質(zhì)發(fā)電廠為例，對(duì)生物質(zhì)電廠燃料輸送系統(tǒng)設(shè)備選型進(jìn)行對(duì)比分析。當(dāng)前較為常用的輸送機(jī)主要有五種，分別為普通帶式輸送機(jī)、大傾角帶式輸送機(jī)、擋邊帶式輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)與管狀帶式輸送機(jī)。在電廠生產(chǎn)過程中，燃料輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電力生產(chǎn)水平和效率有重要的影響，因此進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電廠設(shè)計(jì)時(shí)，必須重視輸送設(shè)備的選型工作，根據(jù)燃料特征、電廠設(shè)備出力要求等情況，選取出最為適宜的設(shè)備類型，對(duì)保障發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。
2 生物質(zhì)燃料
生物質(zhì)燃料為可再生資源，近年來受到國家的高度關(guān)注，相關(guān)部門出臺(tái)了很多法規(guī)與政策，鼓勵(lì)企業(yè)加大力度開發(fā)、運(yùn)用這種資源。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)就是充分利用生物質(zhì)能源，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成電能。生物質(zhì)發(fā)電的主要燃料為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢料。我國生物質(zhì)電廠常用的發(fā)電燃料主要有兩種，其一為黃色秸稈，如稻草、甘蔗葉、稻谷以及花生殼等；其二為灰色秸稈，如樹皮、林木肥料以及棉花稈等。由于生物質(zhì)發(fā)電廠燃料，其具有松、雜和散等特征，所以需根據(jù)燃料的特征和輸送設(shè)備的性能進(jìn)行設(shè)備選型，為保證電能生產(chǎn)質(zhì)量，充分發(fā)揮燃料作用和價(jià)值，需切實(shí)做好燃料的輸送設(shè)備的選型工作。
3 生物質(zhì)發(fā)電廠燃料輸送設(shè)備選型
3.1 普通帶式輸送機(jī)
普通輸送機(jī)是我國應(yīng)用最為嫻熟的技術(shù)之一，在燃煤發(fā)電廠中極為常見，用途也十分廣泛。該輸送機(jī)的成型商品較為可靠，現(xiàn)階段已完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，造價(jià)合理。輸送燃料時(shí)，燃料不易封閉，防塵效果相對(duì)較差；在布置輸送機(jī)的過程中，傾角不能太大，通常保持在16°以內(nèi)，否則將造成打滑、脫落等現(xiàn)象。該輸送機(jī)主要輸送經(jīng)過破碎處理以后的硬質(zhì)秸稈，常見的有木片與棉花稈等。
目前，有許多生物質(zhì)發(fā)電廠在普通輸送機(jī)上運(yùn)用花紋帶。與常規(guī)輸送帶相比，花紋帶具有更高的摩阻力，可避免物料發(fā)生打滑等現(xiàn)象，有效提升了輸送能力，節(jié)省電廠土建投資，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。花紋帶輸送機(jī)通常用在破碎處理后的燃料輸送環(huán)節(jié)中。
3.2 大傾角帶式輸送機(jī)
從結(jié)構(gòu)上講，大傾角帶式輸送機(jī)和普通帶式輸送機(jī)并無太大差別，只是前者將波狀擋邊輸送帶和后者進(jìn)行了有效的結(jié)合。其中，波狀擋邊大傾角帶式輸送機(jī)主要由三大部分構(gòu)成，分別為基帶、擋邊與隔板。橫隔板為復(fù)合材質(zhì)，具有較強(qiáng)的耐沖擊與抗變形能力；基帶兩邊是波狀擋板，擋板與隔板采取冷硫化的方式固定于基帶之上，而隔板和擋板之間互相拴結(jié)，可進(jìn)行隨時(shí)更換。對(duì)于這種輸送帶而言，它對(duì)抗拉強(qiáng)度與耐磨性能有很高的要求，針對(duì)留有一定空邊的輸送帶，為滿足角度更改需求，膠帶必須具有良好的柔韌性與剛度。
通過對(duì)此類輸送機(jī)的合理應(yīng)用，可大幅提升輸送角度，減少了不必要的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)和占地面積，而且對(duì)于燃料也具有很強(qiáng)的適用性，很好地處理了滑料等實(shí)際問題。然而，我國自主產(chǎn)品還是以小出力和低高度為主，對(duì)于大出力和大高度還需從國外進(jìn)口，而且這種設(shè)備的回程帶還會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，容易產(chǎn)生粉塵，造成運(yùn)行環(huán)境不佳。這種輸送機(jī)適合輸送具有較好流動(dòng)性的燃料，常見的有稻谷、花生殼等，但要對(duì)輸送量進(jìn)行控制，單次輸送量不宜過大。
3.3 擋邊帶式輸送機(jī)
該輸送機(jī)充分結(jié)合了特制擋邊與普通帶式輸送機(jī)，并在傳統(tǒng)平托輸送機(jī)上加設(shè)固定擋板。這種輸送機(jī)可有效提升輸送過程中的截面積，輸送效果良好，輸送能力相對(duì)較強(qiáng)。由于輸送機(jī)的擋邊完全固定，所以可實(shí)現(xiàn)密封，具有極強(qiáng)的防塵能力，有利于運(yùn)行環(huán)境的改善和保護(hù)。該輸送機(jī)與普通帶式輸送機(jī)并無太大差別，使用范圍較廣，軟質(zhì)燃料和硬質(zhì)燃料都適用。通過對(duì)國內(nèi)使用現(xiàn)狀的分析可知，對(duì)于這種輸送機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，大多運(yùn)用敞開的布置形式，為保證運(yùn)行效果，需要增設(shè)防溢裙板或者是防護(hù)罩，以進(jìn)一步增強(qiáng)其密封性，從而對(duì)防塵能力進(jìn)行有效的改善。
3.4 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)
鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是丹麥技術(shù)，在我國主要由龍基電力公司進(jìn)行生產(chǎn)，用于整包物料的運(yùn)輸，對(duì)于物料包尺寸、松緊程度有很高的要求，通過合理的設(shè)計(jì)與布置可很好地實(shí)現(xiàn)定量數(shù)量；在輸送過程中不會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較好；工藝布置可選方式較多，如高架、地面和地坑等，具有極強(qiáng)的靈活性。然而該輸送機(jī)對(duì)物料包形式有極高的要求，只可以輸送整包物料，無論是哪一種散料都不可以進(jìn)行輸送。除此之外，在輸送時(shí)還有可能出現(xiàn)散包等現(xiàn)象，且占用相對(duì)較大的空間。就目前而言，該輸送機(jī)已經(jīng)在我國的鹿邑、遼源等地區(qū)中運(yùn)用，技術(shù)應(yīng)用水平正日益成熟。
3.5 管狀帶式輸送機(jī)
該輸送機(jī)是由呈六邊形布置的輥?zhàn)訉⑤斔蛶Ч蛇吘壔ハ啻罱拥膱A管狀來輸送物料的一種新型帶式輸送機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。和普通的帶式輸送機(jī)相比，此類輸送機(jī)主要具備以下優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：支持長距離物料輸送，可在復(fù)雜、多變的地形中使用；物料運(yùn)輸全程實(shí)現(xiàn)封閉性，不會(huì)產(chǎn)生灰塵，避免了對(duì)周圍環(huán)境造成的污染和破壞；輸送機(jī)本體帶有走廊，可有效降低土建施工的工作量；支持大角度物料輸送。由于給料與卸料段之間存在一定距離，所以該輸送機(jī)不能在短距輸送中使用，且維護(hù)量相對(duì)較大。通過使用現(xiàn)狀分析得知，該輸送機(jī)常用于具有較強(qiáng)流動(dòng)性物料的輸送，常見的有稻谷、花生殼等。
圖1 管狀帶式輸送機(jī)
除此之外，由于該輸送機(jī)能在相對(duì)復(fù)雜的地形中輸送多種散裝物料，所以其能在很多領(lǐng)域中應(yīng)用，除了生物質(zhì)發(fā)電廠，還有礦山、碼頭、港口以及煤炭等行業(yè)。然而，從生物質(zhì)發(fā)電角度講，該輸送方式并未得到廣泛的普及，在技術(shù)方面還需進(jìn)行更為深入的研究，以此推動(dòng)此類輸送機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。
4 結(jié)語
通過上述分析可以看出，不同輸送機(jī)各有所長，但從輸送效果角度講，花紋帶普通帶式傳輸機(jī)與擋邊帶式輸送機(jī)具有相對(duì)較高的經(jīng)濟(jì)性與適用性；大傾角帶式輸送機(jī)雖然運(yùn)行效率突出，但造價(jià)偏高、檢修維護(hù)量大，常用于受地形因素影響嚴(yán)重的情況；鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)僅可以進(jìn)行整包輸送，輸送形式單一；管狀帶式輸送機(jī)可大幅節(jié)省占地面積，在密封性、易維護(hù)性等方面有顯著的優(yōu)勢(shì)，但只能用于長距離輸送中，所以目前管帶機(jī)在生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用受限，還需對(duì)其進(jìn)行有效的改善。
上述五類輸送機(jī)，除了管狀帶式輸送機(jī)，其他所有輸送機(jī)都可以在生物質(zhì)發(fā)電廠中有效應(yīng)用。對(duì)于單一的燃料的類型，帶式輸送機(jī)可以很好地滿足需求。但從實(shí)際情況來看，由于生物質(zhì)電廠燃料具有一定多樣性，所以電廠需要根據(jù)自身情況對(duì)輸送系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑炫c升級(jí)，在條件允許的情況下還要結(jié)合多種輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合輸送，從而滿足多樣性的需求。
在實(shí)際的設(shè)備選型過程中，需根據(jù)具體發(fā)電項(xiàng)目具體狀況與要求，從性能可靠、經(jīng)濟(jì)合理、便于維護(hù)等層面入手，整體分析不同輸送機(jī)的特征和優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而選取出最為適宜的輸送設(shè)備，為發(fā)電廠穩(wěn)定、高效生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐曉云.生物質(zhì)電廠燃料運(yùn)輸、貯存及輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].電力技術(shù)，2010，7（6）.
生物能源是什么
生物能源又稱綠色能源，可再生，原材料遍布各地，蘊(yùn)藏量極大。生物能源離我們并不遙遠(yuǎn)，它就在身邊。垃圾、秸稈、沼氣甚至包括 “地溝油”，這些看似無用的家伙經(jīng)過加工處理都能變成可利用能源。通常包括：一是木材及森林工業(yè)廢棄物；二是農(nóng)業(yè)廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；六是動(dòng)物糞便。
生物能源主要有沼氣、生物制氫、生物柴油和燃料乙醇。沼氣由微生物發(fā)酵秸稈、禽畜糞便等有機(jī)物產(chǎn)生，主要成分是甲烷；生物氫通過微生物發(fā)酵得到，由于燃燒生成水，是最潔凈的能源；生物柴油是利用生物酶將植物油或其他油脂分解后得到的液體燃料，作為柴油替代品；燃料乙醇是植物發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的酒精，以一定比例摻入汽油,使排放的尾氣更清潔。
生物能源的現(xiàn)狀
新型原料培育、產(chǎn)品綜合利用、技術(shù)高效低成本轉(zhuǎn)化，是“十二五”生物能源技術(shù)三大趨勢(shì)。原料從以廢棄物為主向新型資源選育和規(guī)?；嘤l(fā)展；高效、低成本轉(zhuǎn)化技術(shù)與生物燃料產(chǎn)品高值利用是技術(shù)發(fā)展核心；生物質(zhì)全鏈條實(shí)現(xiàn)綠色、高效利用。
我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源相當(dāng)于4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，利用技術(shù)被列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，如戶用沼氣池、節(jié)柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質(zhì)壓塊成型、氣化與氣化發(fā)電、生物質(zhì)液體燃料等。
生物能源科技重點(diǎn)包括：微藻、油脂類、淀粉類、糖類、纖維類等能源植物的選育與種植，生物燃?xì)飧咧祷苽浼熬C合利用，農(nóng)業(yè)廢棄物制備車用生物燃?xì)馐痉叮镔|(zhì)液體燃料高效制備與生物煉制，規(guī)?；镔|(zhì)熱轉(zhuǎn)化生產(chǎn)液體燃料及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，纖維素基液體燃料高效制備，生物柴油產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，萬噸級(jí)的成型燃料生產(chǎn)工藝及國產(chǎn)化裝備，生物基材料及化學(xué)品的制備煉制技術(shù)等。已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?/p>
利用方式
1.氣體燃料。包括沼氣、生物質(zhì)氣化制氣等。利用有機(jī)垃圾、生物質(zhì)廢料、殘留物、廢棄物等進(jìn)行發(fā)酵等工藝，生產(chǎn)出沼氣等可燃?xì)怏w。這種利用方式受原材料供應(yīng)限制，大中型沼氣工程發(fā)展較慢?？扇?xì)馔ǔＳ糜诩彝?，以及專用燃?xì)饨煌üぞ?，使用范圍較窄?？扇?xì)怏w發(fā)電同樣受到原料供應(yīng)的限制。
2.液體生物質(zhì)燃料。包括燃料乙醇和生物柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。
生物柴油的原料來源廣泛：回收動(dòng)植物油；含油量高的植物，如麻風(fēng)樹（學(xué)名小桐子）、黃連木、文冠果、續(xù)隨子等。構(gòu)建大規(guī)模生物柴油能源林是解決原料供應(yīng)的根本。
燃料乙醇在經(jīng)歷了以糧食為原料生產(chǎn)的初級(jí)階段后，逐漸向以木質(zhì)纖維素等非糧食原料轉(zhuǎn)向。目前已有若干實(shí)驗(yàn)試點(diǎn)企業(yè)運(yùn)行投產(chǎn)。
3.固體生物質(zhì)燃料。分為生物質(zhì)直接燃燒、壓縮成型燃料、生物質(zhì)與煤混合燃燒為原料的燃料。熱效率利用率較低，通過新型爐灶、鍋爐提高熱效率利用率，或者把生物質(zhì)固化成型后采用略加改進(jìn)后的傳統(tǒng)設(shè)備燃用，但成型燃料的壓縮成本較高。此外，生物質(zhì)燃料發(fā)電也成為當(dāng)前生物質(zhì)能開發(fā)利用的重要方向。
美國、英國、瑞典等國家均有生物質(zhì)能源發(fā)電站建設(shè)投產(chǎn)，我國在這方面也具有了一定的規(guī)模，南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西兩省共有小型發(fā)電機(jī)組300余臺(tái)，云南也有一些甘蔗渣電廠。
在諸多的生物質(zhì)利用技術(shù)中，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是最具發(fā)展?jié)摿Φ睦眉夹g(shù)之一。因?yàn)殡姷睦梅秶^廣，而且可以充分利用現(xiàn)存電網(wǎng)。高效直燃發(fā)電是最簡(jiǎn)便可行的高效利用生物質(zhì)資源的方式之一。
發(fā)展生物能源的8大優(yōu)勢(shì)
生物能源對(duì)環(huán)境污染小，屬于可再生能源，其普遍、易取，便于運(yùn)輸，且具有以下優(yōu)勢(shì)：
1.生物燃料是唯一能大規(guī)模替代石油燃料的能源產(chǎn)品，而水能、風(fēng)能、太陽能、核能及其他新能源只適用于發(fā)電和供熱。
2.產(chǎn)品多樣。液態(tài)：生物乙醇和柴油；固態(tài)：原型和成型燃料；氣態(tài)：沼氣等。既可以替代石油、煤炭和天然氣，也可供熱和發(fā)電。
3.原料多樣。秸稈、林業(yè)加工剩余物、畜禽糞便、食品加工業(yè)的有機(jī)廢水廢渣、城市垃圾，還可利用低質(zhì)土地種植各種能源植物。
4.生物燃料可以像石油和煤炭那樣生產(chǎn)塑料、纖維等產(chǎn)品，形成生產(chǎn)體系。其他可再生能源和新能源不可能做到。
5.可循環(huán)性和環(huán)保性。生物燃料是在農(nóng)林和城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物的無害化和資源化過程中生產(chǎn)出來的產(chǎn)品；生物燃料的全部物質(zhì)均能進(jìn)入生物循環(huán)。物質(zhì)上永續(xù)，資源上可循環(huán)。
6.生物燃料的“帶動(dòng)性”。生物燃料可以拓展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，帶動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加農(nóng)民收入；還能促進(jìn)制造業(yè)、建筑業(yè)、汽車業(yè)等行業(yè)發(fā)展。
7.生物燃料具有對(duì)原油價(jià)格的“抑制性”。生物燃料將使“原油”生產(chǎn)國從目前的20個(gè)增加到200個(gè)，通過自主生產(chǎn)燃料，抑制進(jìn)口石油價(jià)格，并減少進(jìn)口石油花費(fèi)，使更多的資金能用于改善人民生活，從根本上解決糧食危機(jī)。
8.生物燃料可以創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)和建立內(nèi)需市場(chǎng)。聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署的“綠色職業(yè)”報(bào)告中指出，“到2030年可再生能源產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造2040萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，其中生物燃料1200萬個(gè)”。
相關(guān)政策
近幾年，中國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)生物能源產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，中國企業(yè)新增生物能源投資項(xiàng)目逐漸增多。投資者對(duì)生物能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)注越來越密切，生物能源已成“十二五”規(guī)劃扶持重點(diǎn)。《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，未來15年內(nèi)投資約1.5萬億用于發(fā)展可再生能源，到2020年發(fā)展燃料乙醇至1500萬噸、生物柴油500萬噸。2011年1月5日，總理主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，決定實(shí)施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工程。在“十二五”期間，使全國農(nóng)村電網(wǎng)普遍得到改造，基本建成安全可靠、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范的新型農(nóng)村電網(wǎng)。
存在問題
1.原料資源短缺。廣西木薯燃料乙醇項(xiàng)目，被利用為燃料乙醇原材料的木薯的前后價(jià)格差別很大，這對(duì)供應(yīng)體系是個(gè)挑戰(zhàn)。考慮到與人畜食物相爭(zhēng)，很多國家都限制玉米乙醇生產(chǎn)，生物柴油原料不足。同樣的問題在生物質(zhì)發(fā)電、成型燃料和生物柴油領(lǐng)域也普遍存在。制備生物柴油主要原材料――“地溝油”回收方面表現(xiàn)尤為突出。相比于“地溝油”制備食用油技術(shù)，生物柴油的成本高售價(jià)低，再加上相關(guān)部門監(jiān)管力度不夠，造成“地溝油”回流餐桌現(xiàn)象普遍，也直接導(dǎo)致生物柴油原料供應(yīng)不足。
2.技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。以能源作物為原料生產(chǎn)燃料處于試驗(yàn)階段，以廢棄動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)較為成熟，但潛力有限。后備資源潛力大的纖維素生物質(zhì)燃料乙醇和生物合成柴油的生產(chǎn)技術(shù)還處于研究階段，產(chǎn)業(yè)化程度低。
3.生物燃油產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。受原料來源、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組織等多方面因素的影響，燃料乙醇的生產(chǎn)成本較高。目前，國家每年對(duì)102萬噸燃料乙醇的財(cái)政補(bǔ)貼約為15億元，在目前的技術(shù)和市場(chǎng)條件下，擴(kuò)大燃料乙醇生產(chǎn)需要大量的資金補(bǔ)貼。
4.銷售市場(chǎng)建設(shè)滯后，下游企業(yè)對(duì)接缺失。主要體現(xiàn)在生物液體燃料方面。以生物柴油為例，國內(nèi)企業(yè)幾乎都沒有自己的加油站，很難進(jìn)入中石油、中石化的成品油零售市場(chǎng)，銷售渠道更是匱乏單一。在生物柴油發(fā)展的黃金期，國內(nèi)涉足企業(yè)數(shù)量一度達(dá)到了300多家，目前數(shù)量縮水三分之一。
中小投資者的機(jī)遇
原料加工：如綠野科技從菊芋塊莖中提取菊粉；甜高粱產(chǎn)量高，稈渣是造紙的好原料，作為大規(guī)模的能源作物具備有利的特性，很有前途。
油料作物種植：如北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心的柳枝稷、蘆竹和荻，已試種了3000畝；赤峰市翁牛特旗經(jīng)濟(jì)林場(chǎng)，文冠果基地全國最大；湖南林業(yè)科學(xué)院能源植物與生物燃料油研究中心，選育出大果、矮化、高產(chǎn)、高含油的光皮樹無性系良種6個(gè)，營造光皮樹油料林30萬畝。
【關(guān)鍵詞】二次能源；生物質(zhì)能；開發(fā)戰(zhàn)略
1 生物質(zhì)能源的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)外對(duì)生物質(zhì)能發(fā)展主要集中在尋找生物質(zhì)資源、研發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)、探討生物質(zhì)能的生態(tài)環(huán)境效益3個(gè)方面，生物能技術(shù)主要應(yīng)用于生物乙醇燃料、生物質(zhì)氣體燃料、生物制氫、生物柴油四方面。
1.1 生物乙醇燃料
生物乙醇研究的重點(diǎn)主要集中于能源轉(zhuǎn)化效率和溫室氣體排放兩個(gè)方面。 以秸稈為原料生產(chǎn)燃料酒精的工藝中存在若干亟待解決的技術(shù)難題， 纖維素酶的生產(chǎn)是其中難點(diǎn)之一。目前提倡固體發(fā)醇， 但固體發(fā)酵不可能像液體發(fā)酵那樣隨著規(guī)模的擴(kuò)大而大幅度下降成本。故從長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看， 應(yīng)選用液體發(fā)酵技術(shù)[1]。
1.2 生物質(zhì)氣體燃料
生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種熱化學(xué)處理技術(shù)，通過氣化爐將固態(tài)生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為使用方便而且清潔的可燃?xì)怏w，用作燃料或生產(chǎn)動(dòng)力。
德國沼氣工程普遍采用產(chǎn)氣率高專用的青貯玉米作為主要發(fā)酵原料，產(chǎn)氣率是雞糞的2.5倍，豬糞的3.4倍，牛糞4.5倍。[2]
我國生物燃料可持續(xù)發(fā)展的外部機(jī)遇較好，內(nèi)部因素中環(huán)保指標(biāo)及可再生性優(yōu)勢(shì)明顯，所以要依靠?jī)?nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)抓住外部發(fā)展機(jī)遇在最優(yōu)SWOT戰(zhàn)略組合選擇上，應(yīng)側(cè)重SO戰(zhàn)略（ 即增長型戰(zhàn)略），同時(shí)兼顧ST戰(zhàn)略（ 即特色經(jīng)營戰(zhàn)略），突出生物燃料的特色，努力打造我國生物燃料種植生產(chǎn)和銷售的產(chǎn)業(yè)集群。
1.3 生物制氫
生物制氫過程可以在常溫常壓下進(jìn)行， 且不需要消耗很多能量。生物制氫過程不僅對(duì)環(huán)境友好， 而且開辟了一條利用可再生資源的新道路。此外， 生物制氫過程可以和廢物回收利用過程耦合。
生物制氫過程可以分為 5 類：
1）利用藻類或者青藍(lán)菌的生物光解水法；
2）有 機(jī) 化 合 物 的 光 合 細(xì) 菌 （ P SB ） 光 分解法；
3）有機(jī)化合物的發(fā)酵制氫；
4）光合細(xì)菌和發(fā)酵細(xì)菌的耦合法；
5）酶法制氫。[3]
1.4 生物柴油
所謂生物柴油，是指利用各類動(dòng)植物油脂為原料，與甲醇或乙醇等醇類物質(zhì)經(jīng)過交脂化反應(yīng)改性，使其最終變成可供內(nèi)燃機(jī)使用的一種燃料。生物柴油來自于植物油 （ 玉米、棉籽、海甘藍(lán)、花生、油菜籽、大豆、向日葵） 或動(dòng)物脂肪。
生物柴油的主要優(yōu)點(diǎn)在于其環(huán)境友好性， 大氣污染小， 尤其是硫含量低， 是一種優(yōu)良的清潔可再生燃料。
生物柴油的制造方法有以下 4 種：
（1）直接使用和混合；（2）微乳法；（3）熱解；（4）酯交換。[4]
生物柴油的生產(chǎn)在技術(shù)上已經(jīng)基本成熟， 主要生產(chǎn)工藝分為化學(xué)法、生物酶法和超臨界法化。生物柴油生產(chǎn)的主要問題是成本高， 制備成本的 75 % 是原料成本。降低成本是生物柴油能否實(shí)用化的關(guān)鍵， 目前仍處于試驗(yàn)研究及小規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用階段。
1.5 其他典型技術(shù)的例子
奶牛-沼氣-牧草0循環(huán)型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式， 即： 奶牛場(chǎng)排出的糞水經(jīng)沼氣池發(fā)酵， 產(chǎn)生的沼氣用于牧場(chǎng)鍋爐燃燒， 沼液、 沼渣用于澆灌狼尾草草地， 收獲的牧草為奶牛提供青飼料。以期通過該循環(huán)利用模式， 增強(qiáng)系統(tǒng)的自凈化能力， 實(shí)現(xiàn)資源的高效、 持續(xù)利用[5]。
DPSIR模型是由歐洲環(huán)境局（ EEA） 提出的，內(nèi)容涵蓋資源 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)等多個(gè)領(lǐng)域，可以較為準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的復(fù)雜性和相互之間的因果關(guān)系，廣泛用于資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià) 城市化與資源環(huán)境相互關(guān)系分析水資源承載力評(píng)價(jià)等研究中，其科學(xué)性、應(yīng)用性已得到學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可[6]。
在能值理論的這一特點(diǎn)，Brown和Ulgiati 提出了能值可持續(xù)指標(biāo)ESI，將其定義為系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率之比[7]。
生物質(zhì)直燃發(fā)電作為 CDM 項(xiàng)目， 引入發(fā)達(dá)國家資金和關(guān)鍵技術(shù)，不僅可有效增大系統(tǒng)的能值產(chǎn)出率，降低環(huán)境負(fù)荷，使生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)更具有競(jìng)爭(zhēng)力，還能使系統(tǒng)能值可持續(xù)指標(biāo)提高，使之富有活力和發(fā)展?jié)摿?，可維持較長時(shí)間內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展[8]。
2 面向未來的生物能源開發(fā)戰(zhàn)略
2.1 可持續(xù)發(fā)展
實(shí)行清潔生產(chǎn)， 實(shí)現(xiàn)綜合利用、循環(huán)利用、盡量減少排放和能耗； 將能源開發(fā)與廢物處理結(jié)合起來， 在整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)的前提下合理建設(shè)以生物能源為紐帶的生態(tài)產(chǎn)業(yè)園， 如沼氣工程。
2.2 因地制宜
開發(fā)生物能源一定要因地制宜， 不可盲目上馬。除了上述的 3 種有前景的生物能源產(chǎn)品， 沼氣、生物質(zhì)氣化技 術(shù)等都值得好好推廣應(yīng)用。
2.3 前瞻性
開發(fā)中國的生物能源需要做到以下的政策和軟件支持：（1）加大宣傳。有必要通過輿論宣傳加強(qiáng)人們對(duì)生物能源的認(rèn)識(shí)。（2）加大政府投資和扶持。在新的生物能源初始商業(yè)化階段要進(jìn)行減免稅等優(yōu)惠政策。（3）借鑒國外經(jīng)驗(yàn)， 充分調(diào)動(dòng)地方和工業(yè)界的積極性。（4）加強(qiáng)高校對(duì)于生物能源的教育及研究。[9]
2.4 以生物質(zhì)能高效利用為核心構(gòu)建農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
（1）對(duì)農(nóng)林生物質(zhì)能開發(fā)利用應(yīng)充分考慮資源的有限性和利用方式的平衡。
（2）堅(jiān)持以沼氣為主以太陽能和風(fēng)能等新能源綜合利用系統(tǒng)構(gòu)建能滿足農(nóng)村基本用能需求的供應(yīng)體系。
（3）高度關(guān)注農(nóng)村能源加大政策扶持力度。
（4）創(chuàng)新機(jī)制推動(dòng)農(nóng)村新能源市場(chǎng)發(fā)展。
（5）創(chuàng)建示范工程為生物質(zhì)資源有效利用不斷探索新的途徑。[10]
3 結(jié)語
開發(fā)利用生物質(zhì)能， 既是我國緩解能源供需矛盾的戰(zhàn)略措施， 保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。隨著國際原油價(jià)格的持續(xù)攀升和資源的日漸趨緊， 石油供給壓力增大， 生物能源產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保意義日漸顯現(xiàn)， 生物質(zhì)能源在不遠(yuǎn)的將來一定會(huì)得到大力推廣。
【參考文獻(xiàn)】
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[3-4].王建楠，胡志超，彭寶良，王海鷗，曹士峰.我國生物質(zhì)氣化技術(shù)概況與發(fā)展[J].農(nóng)機(jī)化研究，2010，1（1）.
[5]奶牛-沼氣-牧草，循環(huán)型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的能值分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2 010，26（2）：120-125.
[6]孫劍萍，湯兆平.基于DPSIR模型的生物燃料-可持續(xù)發(fā)展量化評(píng)價(jià)研究：以江西省為例[J].科技管理研究，2013（4）.
[7]楊謹(jǐn)，陳彬，劉耕源.基于能值的沼氣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)-可持續(xù)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)（以恭城縣為例）[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，7，32（13）.
[8]羅玉和，丁力行.生物質(zhì)直燃發(fā)電 CDM 項(xiàng)目可持續(xù)性的能值評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，12.
