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【關(guān)鍵詞】生物能源;發(fā)展現(xiàn)狀;優(yōu)點(diǎn);發(fā)展前景;可替代能源
在全球資源短缺與能源危機(jī)的大背景下,各國(guó)都在積極尋找可以部分替代地球石化資源且污染較小的能源,而生物能源作為一種兼具礦物能源和其他新能源特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)的可再生能源,成為各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)。迄今為止,以糧食為原料的第一代生物能源已經(jīng)在很多國(guó)家的生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用,取得了客觀的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果,人們對(duì)生物能源替代石油能源有了普遍的認(rèn)可和共識(shí)。但是,關(guān)于生物能源的爭(zhēng)論一直不斷,下面就探討一下當(dāng)前生物能源現(xiàn)狀,以窺探生物能源的發(fā)展前景。
一.生物能源的優(yōu)點(diǎn)
生物能源,是指通過(guò)生物的活動(dòng),將生物質(zhì)、水或其他無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣、氫氣等可燃?xì)怏w、乙醇、油脂類可燃液體為載體的可再生能源。其不同于礦物能源,又區(qū)別于其他的新型能源,同時(shí)兼具兩者的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),是目前一種應(yīng)用前景良好的可再生能源。它的開(kāi)發(fā)與利用,不僅能解決能源危機(jī)問(wèn)題,還能減少環(huán)境污染,改善日漸惡化的生活環(huán)境。這些優(yōu)勢(shì)主要是通過(guò)以下幾個(gè)方面體現(xiàn)的。
第一,用于開(kāi)發(fā)成為生源能源的植物,在生長(zhǎng)過(guò)程中可以吸收大量的二氧化碳,進(jìn)而降低大氣環(huán)境中的二氧化碳濃度,有助于降低大氣環(huán)境污染;第二,生物燃料能夠充分的燃燒,在環(huán)境中可以很好的分解,降低空氣中的粉塵含量,對(duì)控制霧霾等空氣狀況有著良好的作用;第三,能源植物的種植,對(duì)農(nóng)田、水土保持、生態(tài)系統(tǒng)、野生動(dòng)物及水質(zhì)保護(hù)等都有著積極作用,有助于解決環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題。由此可見(jiàn),生物能源的優(yōu)點(diǎn)是較多的,不僅能緩解能源危機(jī),更能保護(hù)我們所生活的環(huán)境不受污染,構(gòu)建一個(gè)健康、和諧的生活家園,保護(hù)人類身體健康。所以,生物能源的開(kāi)發(fā)與利用必將成為可持續(xù)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),有著廣闊的發(fā)展前景。
二、生物能源發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景
現(xiàn)階段,生物能源主要有生物柴油、燃料乙醇、生物制氫、沼氣等幾種形式,下面從它們的發(fā)展現(xiàn)狀入手,探討生物能源的發(fā)展前景。
第一,生物柴油。當(dāng)前,生物柴油的主要原料為植物油,世界各國(guó)采用的植物油也各不相同。比如,美國(guó)以轉(zhuǎn)基因大豆油為原料,加拿大以雙低菜籽油為原料,巴西以蓖麻油為原料、馬來(lái)西亞以棕櫚油為原料。關(guān)于生物柴油的制法,目前有四種常用的技術(shù)方法,即微乳液法、高溫裂解法、酯交換法、直接混合法。此外,我國(guó)清華大學(xué)的相關(guān)專家學(xué)者提出了工程微藻法,這一技術(shù)方法還沒(méi)有成熟并推廣使用,但是已經(jīng)取得了階段性研究成果。生物柴油在成品油市場(chǎng)上已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用,歐洲地區(qū)應(yīng)用的較多,但是實(shí)際開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中一直存在低收入、高投入問(wèn)題,這是阻礙生物柴油發(fā)展的主要問(wèn)題。
第二,燃料乙醇。燃料乙醇是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大、應(yīng)用范圍最廣的一種生物能源。其生產(chǎn)中所采用的原料主要有四大類:纖維素原料(農(nóng)作物秸稈、柴草、伐木剩余物等)、糖質(zhì)原料(甘蔗、甜菜等)、淀粉質(zhì)原料(玉米、大米、甘薯等)及其他原料(亞硫酸鹽紙漿廢液等)。就目前而言,生物制合成燃料乙醇的方法主要有兩大類,分別是生物法、化學(xué)法等,每一種方法的工藝流程既有相似又有不同。最常用的是生物法中的發(fā)酵法,特別是糖類作物發(fā)酵乙醇的方法最為成熟。在實(shí)際情況中,燃料乙醇生產(chǎn)一直面臨著原料不足、成本高等問(wèn)題,所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,利用纖維植物轉(zhuǎn)化成燃料乙醇的技術(shù)方法是一種很理想的方法,不僅成本低,又能解決原料不足問(wèn)題。
第三,生物制氫。生物制氫的應(yīng)用,既為生活提供了所需要的氫氣,又開(kāi)辟了一種廢物回收利用的新途徑,是一種綠色的生物能源生產(chǎn)工藝。生物制氫的原料是相當(dāng)廣泛的,有牛糞、淀粉廢水、豆制品廢水、玉米秸稈、酒糟、纖維素、污水等。制法具體有光合生物產(chǎn)氫、發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)氫、光合生物與發(fā)酵細(xì)菌的混合產(chǎn)氫等。鑒于生物制氫的主要原料很多,應(yīng)用起來(lái)較方便,是未來(lái)能源制備技術(shù)的主要趨勢(shì)之一。但是,生物制氫依然有許多技術(shù)問(wèn)題有待創(chuàng)新與突破,如光合生物產(chǎn)氫方面,唯有實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新才能促進(jìn)這一種生物能源的開(kāi)發(fā)與利用。
第四,沼氣。沼氣是一種抗爆性、燃燒值很高的綠色能源,其原材有禽獸糞便、食品加工廢物、作物秸稈、酒精廢料等。作為一種綠色、清潔的生物能源,沼氣不僅在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用廣泛,在發(fā)展中國(guó)家也有著廣泛運(yùn)用,而我國(guó)沼氣主要運(yùn)用于農(nóng)村地區(qū),如供暖、做飯等,工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀不如農(nóng)村地區(qū),且缺乏系統(tǒng)化的發(fā)展。
以上是最常見(jiàn)的四種生物能源形式,在發(fā)達(dá)國(guó)家的開(kāi)發(fā)與利用比較廣泛,但在發(fā)展過(guò)程中均遇到了不同問(wèn)題。比如,生物柴油的低收入、高產(chǎn)出問(wèn)題,生物制氫的技術(shù)創(chuàng)新問(wèn)題,這是生物能源發(fā)展的主要障礙。我國(guó)作為發(fā)展中的國(guó)家,生物能源研究起步較晚,但是發(fā)展速度加快,生物能源發(fā)展有著極好的前景。我國(guó)應(yīng)基于資源優(yōu)勢(shì),借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn),并堅(jiān)持自主研發(fā),推動(dòng)國(guó)內(nèi)生物能源發(fā)展。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,生物能源的開(kāi)發(fā)與利用有效緩解了能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題,是科學(xué)技術(shù)的一次進(jìn)步,更是人類文明進(jìn)程中的一場(chǎng)重要變革,是人類智慧與崇明才智的展現(xiàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,能源需求量越來(lái)越大,環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重,為解決能源問(wèn)題和保護(hù)環(huán)境,必須積極開(kāi)發(fā)與利用生物能源。一方面,加大生物能源研發(fā)力度,另一方面增加資金投入,同時(shí)對(duì)生物能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,建立一條科學(xué)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能源;快速熱解;研究趨勢(shì)
1 引言
生物質(zhì)能源是未來(lái)可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的重要組成部分,是未來(lái)化石燃料的替代品之一,其高效轉(zhuǎn)換和潔凈利用日益受到全世界的關(guān)注。
目前,國(guó)外已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)了快速熱解技術(shù),即生物質(zhì)瞬間熱解制取液體燃料油,是一種很有開(kāi)發(fā)前景的生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)。作為一項(xiàng)資源高效利用的新技術(shù),生物質(zhì)快速熱解技術(shù)逐漸受到重視,已成為國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題。
2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外對(duì)于生物質(zhì)的快速熱解做了大量工作,特別是歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家,從20世紀(jì)70年代首次進(jìn)行生物質(zhì)快速熱解實(shí)驗(yàn)以來(lái),已經(jīng)形成較完備的技術(shù)設(shè)備和工業(yè)化系統(tǒng)。
為了方便熱解液化方面的學(xué)術(shù)交流和技術(shù)合作,歐洲在1995年和2001年分別成立了PyNE組織(Pyrolysis Network for Europe) 和GasNet (European Biomass Gasification Network)組織,前者擁有18個(gè)成員國(guó),后者現(xiàn)擁有20個(gè)成員國(guó)以及8家工業(yè)單位成員。這兩大組織在快速熱解技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及生物油的利用方面做了大量富有成效的工作。
國(guó)際能源署(IEA)組織了加拿大、芬蘭、意大利、瑞典、英國(guó)及美國(guó)的10余個(gè)研究小組進(jìn)行了10余年的研究工作,重點(diǎn)對(duì)這一過(guò)程發(fā)展的潛力、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性以及參與國(guó)之間的技術(shù)交流進(jìn)行了協(xié)調(diào),并在所發(fā)表的報(bào)告中得出了十分樂(lè)觀的結(jié)論[1]。
荷蘭Twente于1989年由Van Swaaij和W Prins等人提出并開(kāi)始研制旋轉(zhuǎn)錐式反應(yīng)工藝(Twente rotating cone process),到1995年取得初步成功[2,3]。
加拿大Ensyn工程師協(xié)會(huì)研制的循環(huán)流化床工藝在芬蘭安裝了20kg/h的小規(guī)模裝置,在意大利的Bastardo建成了650kg/h規(guī)模的示范裝置[4,5]。
加拿大Waterloo(滑鐵盧)大學(xué)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)流化床熱解技術(shù),目前加拿大達(dá)茂公司的設(shè)備日處理能力達(dá)200t [3,5]。
Christian Roy博士和他的研究小組1981年起在Laval大學(xué)進(jìn)行真空移動(dòng)床的工藝研究,2000年被Pyrovac國(guó)際公司在加拿大的Jonquiere建立規(guī)模為3.5t/h的示范工廠[6,7]。
美國(guó)Georgia(佐治亞)工學(xué)院1980年開(kāi)發(fā)了引流床反應(yīng)器,但直到1989年左右才成功運(yùn)行,可得到58%的液體產(chǎn)物。
3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)在生物質(zhì)快速熱解技術(shù)方面的研究工作起步較晚,并不成熟。但相關(guān)研究機(jī)構(gòu)正在從事方面研究工作,也開(kāi)發(fā)了多種反應(yīng)器。
浙江大學(xué)于20世紀(jì)90年代中期,在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了相關(guān)的原理性試驗(yàn)研究,使用GC-MS聯(lián)用技術(shù)定量分析了生物油的主要組分。山東工程學(xué)院開(kāi)發(fā)了等離子體快速加熱生物質(zhì)液化技術(shù),1999年6月首次在國(guó)內(nèi)制出了生物油并進(jìn)行了成分分析。中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所(GIEC)也自主研制了生物質(zhì)循環(huán)流化床液化小型裝置,可取得63%的液體產(chǎn)率。
表2列舉了近年來(lái)我國(guó)國(guó)內(nèi)研究的幾種主要反應(yīng)器。
可見(jiàn),流化床反應(yīng)器運(yùn)行簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、容易放大,已經(jīng)得到越來(lái)越多的重視。
4 發(fā)展趨勢(shì)
目前尚待解決的問(wèn)題有以下幾點(diǎn):
機(jī)理研究需要進(jìn)一步深入。目前被用于快速熱解的生物質(zhì)原料已有幾十種,尋求合適的原料對(duì)于提高產(chǎn)物的品質(zhì)至關(guān)重要。
液體的收集和工業(yè)放大方面仍需改進(jìn)工藝。
降低成本,增加生物質(zhì)能的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)勞動(dòng)力和原料的價(jià)格低廉、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基建投資是最大的費(fèi)用,要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備的制造上有所創(chuàng)新以降低整個(gè)生產(chǎn)的投資。
在快速熱解產(chǎn)物的分析和精制方面,仍需大量的探索,重點(diǎn)研發(fā)生物油的精制工藝,提高生物油的品位,使其能夠真正成為石油的替代品。
可見(jiàn),開(kāi)發(fā)和改進(jìn)快速熱解技術(shù)的主要方向應(yīng)該是提高生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,提升生物油品質(zhì),優(yōu)化反應(yīng)系統(tǒng)的整體效率及開(kāi)發(fā)適于其特殊性質(zhì)的新的應(yīng)用領(lǐng)域。
5 結(jié)束語(yǔ)
生物質(zhì)能源是備受世界關(guān)注的可再生能源,已成為21世紀(jì)研究的重要課題,其高效轉(zhuǎn)換和潔凈利用越來(lái)越受到世界各國(guó)關(guān)注。通過(guò)生物質(zhì)快速熱解技術(shù)制取生物油,是一種很有開(kāi)發(fā)前景的生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù),已日益成為國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題。該工藝雖然目前還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用,但研究證明切實(shí)可行,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 燃料乙醇 新能源 經(jīng)濟(jì)效益
目前,全球氣候逐漸變暖,煤、石油、天然氣等化石能源日漸消耗,從而引發(fā)了世界對(duì)可再生并對(duì)環(huán)境污染少的新型能源的深刻思考。諸如中國(guó)、巴西、美國(guó)、加拿大等國(guó)正在積極開(kāi)發(fā)和利用生物質(zhì)燃料乙醇。但如果一直采用大量糧食生產(chǎn)燃料乙醇,必然會(huì)造成人類缺糧、缺地等生活隱患,所以走“非糧”路線必然是正確道路。再者地球纖維素的貯量豐富,其能量來(lái)自太陽(yáng),取之不盡,用之不竭。
一、國(guó)內(nèi)外燃料乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀
目前,隨著石油價(jià)格的飛漲,環(huán)境污染與能源短缺問(wèn)題日漸突出,化石能源日益枯竭,燃料乙醇便應(yīng)運(yùn)而生,并逐漸形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè),一些農(nóng)產(chǎn)品豐富的國(guó)家正大力發(fā)展燃料乙醇的供應(yīng)市場(chǎng)。巴西早在1981年就頒布法令規(guī)定全國(guó)銷售的汽油必須添加燃料乙醇,成為世界上唯一不用純汽油作為汽車燃料的國(guó)家。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,巴西用占全國(guó)面積1.5%的國(guó)土面積,解決了全國(guó)超過(guò)一半的非柴油車用燃料的供應(yīng)。美國(guó)自1992年起就開(kāi)始推廣燃料乙醇汽油,目前已經(jīng)成為燃料乙醇年產(chǎn)量最大的國(guó)家,年產(chǎn)近4000萬(wàn)噸。加拿大從1981年起在汽油中添加乙醇,到2003年,加聯(lián)邦政府宣布實(shí)施加拿大燃料乙醇的生產(chǎn)和利用,并撥巨款直接用于魁省等4個(gè)省的燃料乙醇商業(yè)化項(xiàng)目。歐盟每年約生產(chǎn)176萬(wàn)噸酒精。1997年只有5.6%用于燃料。1994年歐盟通過(guò)決議,給生物燃料生產(chǎn)工廠予以免稅。并在2010年使燃料乙醇的比例達(dá)到12%。因此一些后續(xù)的國(guó)家如荷蘭、瑞典和西班牙也出臺(tái)了生物燃料計(jì)劃。泰國(guó)是亞洲第一個(gè)由政府開(kāi)展全國(guó)生物燃料項(xiàng)目的國(guó)家。在短短的幾年時(shí)間內(nèi),泰國(guó)成功地開(kāi)展了燃料乙醇項(xiàng)目。這些項(xiàng)目提供了利用過(guò)剩的食用農(nóng)產(chǎn)品的途徑,對(duì)提高泰國(guó)農(nóng)村幾百萬(wàn)農(nóng)民的生活水平起到了積極作用。印度是僅次于中國(guó)的亞洲第二大乙醇生產(chǎn)國(guó),設(shè)計(jì)的年生產(chǎn)能力約為200萬(wàn)噸,并準(zhǔn)備效法巴西推出“乙醇汽油計(jì)劃”。
我國(guó)是繼巴西、美國(guó)之后全球第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。受化石能源枯竭和環(huán)境保護(hù)雙重壓力的影響,中國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展再一次被提到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的位置上來(lái),尤其是在我國(guó)已經(jīng)形成了初步規(guī)模的燃料乙醇產(chǎn)業(yè),更是受到格外關(guān)注。我國(guó)燃料乙醇市場(chǎng)格局是2002年形成的,2006年以后的幾年時(shí)間里,燃料乙醇已經(jīng)在國(guó)內(nèi)更多地區(qū)推廣。到2010年底,燃料乙醇消費(fèi)量占全國(guó)汽油消費(fèi)量的比例,已經(jīng)由過(guò)去不足20%上升到50%以上。同時(shí)我國(guó)也將采取各種措施來(lái)增加燃料乙醇的產(chǎn)量??梢?jiàn),燃料乙醇行業(yè)發(fā)展前景光明,具有相當(dāng)?shù)耐顿Y潛力。
二、燃料乙醇的概述
1.燃料乙醇的含義
乙醇俗稱酒精,它以玉米、小麥、薯類、甜高粱等為原料,經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成。將乙醇進(jìn)一步脫水再加上適量汽油后形成變性燃料乙醇。燃料乙醇中的無(wú)水乙醇體積濃度一般都達(dá)到99.5%以上,它是燃燒清潔的高辛烷值燃料,是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。
燃料乙醇再添加變性后,與無(wú)鉛汽油按一定比例混配成的乙醇汽油,是一種新型綠色環(huán)保型燃料。當(dāng)乙醇混配比例在25%以內(nèi)時(shí),燃料可保持其原有動(dòng)力性。它可以有效改善油品的性能和質(zhì)量,降低一氧化碳、碳?xì)浠衔锏戎饕廴疚锏呐欧?。它不影響汽車的行駛性能,還可以減少有害氣體的排放量。更重要的是,乙醇是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式,在整個(gè)自然界大系統(tǒng)中,乙醇的生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程可形成無(wú)污染的閉路循環(huán)。
2.燃料乙醇的使用方法
乙醇既是一種化工基本原料,又是一種新能源。盡管目前已經(jīng)有著廣泛的用途,但仍是傳統(tǒng)觀念的市場(chǎng)范圍。其現(xiàn)在的使用方法主要有兩種:一種以乙醇為汽油的“含氧添加劑”,這也是美國(guó)使用燃料乙醇的基本方法;二是用乙醇代替汽油,這是巴西較普遍采用的方法。未來(lái)乙醇作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)方向?qū)⒅饕w現(xiàn)在三個(gè)方面:一是車用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。這就是我們傳統(tǒng)所說(shuō)的燃料乙醇市場(chǎng),也是近期的(10年內(nèi))容量相對(duì)于以后較小的市場(chǎng)(在我國(guó)約1000萬(wàn)噸/年)。二是作為燃料電池的燃料。在低溫燃料電池諸如手機(jī)、筆記本電腦,以及新一代燃料電池汽車等可移動(dòng)電源領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景,這是乙醇的中期市場(chǎng)(10―20年內(nèi))。乙醇目前已被確定為安全、方便、較為實(shí)用理想的燃料電池燃料。乙醇將擁有新型電池燃料30―40%的市場(chǎng)。市場(chǎng)容量至少是近期市場(chǎng)的5倍以上(主要是纖維原料乙醇);三是乙醇將成為支撐現(xiàn)在以乙烯為原料的石化工業(yè)的基礎(chǔ)原料。在未來(lái)二十年左右的時(shí)間內(nèi),由于石油資源的日趨緊張,再加上纖維質(zhì)原料乙醇生產(chǎn)的大規(guī)模工業(yè)化,成本相對(duì)于石油原料已具可競(jìng)爭(zhēng)性,乙醇將順理成章地進(jìn)入石化基礎(chǔ)原料領(lǐng)域(如乙烯原料市場(chǎng)),很可能將最終取而代之。如果要做一個(gè)形象而夸張的比喻的話,二十世紀(jì)后半葉國(guó)際石油大亨的形象將在二十一世紀(jì)中葉為“酒精考驗(yàn)”的乙醇大亨所替代。
3.燃料乙醇的特點(diǎn)
(1)可作為新的燃料替代品。
乙醇作為新的燃料替代品,可直接作為液體燃料,也可用于生產(chǎn)生物質(zhì)燃料乙醇的主要原料來(lái)源或者同汽油混合使用,減少對(duì)不可再生能源――石油的依賴,保障國(guó)家能源的安全。
(2)辛烷值高,抗爆性能好。
作為汽油添加劑,可提高汽油的辛烷值。通常車用汽油的辛烷值一般要求為90、93或97,乙醇的辛烷值可達(dá)到111,所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,且乙醇對(duì)烷烴類汽油組分(烷基化油、輕石腦油)辛烷值調(diào)合效應(yīng)好于烯烴類汽油組分(催化裂化汽油)和芳烴類汽油組分(催化重整汽油),添加乙醇還可以較為有效地提高汽油的抗爆性。
(3)減少礦物燃料的應(yīng)用,以及對(duì)大氣的污染。
乙醇的氧含量高達(dá)34.7%,乙醇可以按較甲基叔丁基醚(MTBE)更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇,氧含量達(dá)到2.7%;如添加10%乙醇,氧含量可以達(dá)到3.5%。所以加入乙醇可幫助汽油完全燃燒,以減少對(duì)大氣的污染。使用燃料乙醇取代四乙基鉛作為汽油添加劑,可消除空氣中鉛的污染;取代MTBE,可避免對(duì)地下水和空氣的污染。另外,除了提高汽油的辛烷值和含氧量,使用乙醇汽油可以有效降低汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染,降低碳?xì)浠衔锖偷难趸锏呐欧帕俊?/p>
(4)可再生能源。
若采用雅津甜高粱、小麥、玉米、稻谷殼、薯類、甘蔗、糖蜜等生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,其燃燒所排放的CO2和作為原料的生物源生長(zhǎng)所消耗的CO2,在數(shù)量上基本持平。這對(duì)減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。
三、燃料乙醇的生產(chǎn)工藝
目前,燃料乙醇的生產(chǎn)方法有合成法和生物法兩種。由于近年來(lái)原油資源短缺及乙烯價(jià)格上升,所以合成法逐漸被生物法所取代。
生物法生產(chǎn)燃料乙醇大部分是以甘蔗、玉米、薯類和植物秸稈等農(nóng)產(chǎn)品或農(nóng)林廢棄物為原料經(jīng)酶解糖化發(fā)酵制造的,其生產(chǎn)工藝有酶解法、酸水解法及一步酶法等。其生產(chǎn)工藝與食用乙醇的生產(chǎn)工藝基本相同,有所不同的是需要增加濃縮脫水后處理工藝,使乙醇的含量達(dá)到99.5%以上。脫水后制成的燃料乙醇再加入少量的變性劑就成為變性燃料乙醇,與汽油按一定比例調(diào)和就成為車用乙醇汽油。合成法是用纖維素、半纖維素、木素及其它生物體有機(jī)物,經(jīng)過(guò)熱解合成氣(H2,CO),化學(xué)或酶催化或微生物發(fā)酵而合成乙醇。
在某些方面,化學(xué)法好比西藥,強(qiáng)烈、見(jiàn)效快,生物法好比中藥,溫和、見(jiàn)效慢。兩種方法“各有千秋”,其制約因素是成本和高效、廉價(jià)催化劑、酶和合適微生物的開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)。生物法具有選擇性、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(zhǎng)、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、微生物適用于不同反應(yīng)條件,不能很好耦合。而化學(xué)法具有原料利用率高、反應(yīng)時(shí)間短、催化劑構(gòu)成簡(jiǎn)單、沒(méi)有嚴(yán)格反應(yīng)條件限制等優(yōu)點(diǎn),但為高溫、高壓過(guò)程,對(duì)設(shè)備要求高。
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四、燃料乙醇的經(jīng)濟(jì)效益
生物質(zhì)直接燃燒熱效率很低,只有10%左右,而將它們轉(zhuǎn)化成氣體或液體燃料(甲烷、氫氣、乙醇、丁醇、柴油等)熱效率可達(dá)30%以上,緩解了人類面臨的資源、能源、環(huán)境等一系列問(wèn)題。其次,乙醇燃燒值僅為汽油2/3,但分子中含氧,用作汽油添加劑抗暴性能好、低排放,可提高其辛烷值2―3倍,還能使汽車動(dòng)力性能增加等。
據(jù)推算,平均每3.3噸玉米可生產(chǎn)1噸燃料乙醇,而且生產(chǎn)只是利用玉米種的淀粉,玉米種的其他部分仍可綜合利用。如生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的藥用添加劑、食品添加劑、專用飼料和農(nóng)業(yè)復(fù)合肥等產(chǎn)品,由此可見(jiàn)燃料乙醇的生產(chǎn)成本比較低。巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)燃料乙醇,成本價(jià)為每升0.2美元。美國(guó)以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇,成本價(jià)為每升0.33美元。而且如谷物莖稈、稻草和木屑等廢料也可用來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇,這樣就大大降低了燃料乙醇的生產(chǎn)成本。
除此之外,燃料乙醇還有一些明顯的關(guān)聯(lián)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。一方面,燃料乙醇有巨大的環(huán)保效應(yīng),這可以大大降低城市處理空氣污染的費(fèi)用。另一方面,對(duì)于石化行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō),燃料乙醇具有巨大的需求又是十分有利的。燃料乙醇的辛烷值是非常高的,可以提高油品質(zhì)量和辛烷值。
五、燃料乙醇的發(fā)展前景和展望
燃料乙醇的生產(chǎn)正在由傳統(tǒng)的糧食釀造向生物加工過(guò)渡,所以它的發(fā)展前景是十分廣闊的。美國(guó)能源部資助用生物質(zhì)廢料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)開(kāi)發(fā),美國(guó)每年生產(chǎn)約2.8×108T的生物質(zhì)廢料。如谷物莖稈、稻草和木屑等,開(kāi)發(fā)將生物質(zhì)廢料轉(zhuǎn)化為乙醇是生物質(zhì)制乙醇工業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,美國(guó)Novozymes公司和NREL合作研發(fā)了將生物質(zhì)(如玉米秸稈)中的纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖,再發(fā)酵成燃料乙醇,這大大降低了燃料乙醇的生產(chǎn)成本。加拿大IOGEN公司與加拿大石油公司合作投產(chǎn)了世界上最大的,也是迄今唯一的用纖維素廢料生產(chǎn)乙醇的裝置,每年可將12000―15000T小麥等其他谷物莖稈轉(zhuǎn)化為3×106―4×106T燃料乙醇。這也將燃料乙醇的生產(chǎn)成本價(jià)降到了1.1美元/加侖,預(yù)計(jì)未來(lái)可減少到90美分/加侖。
我國(guó)由天冠集團(tuán)和山東大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)的纖維素酶科項(xiàng)目中試發(fā)酵試驗(yàn)表明,酶活力及生產(chǎn)成本達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該項(xiàng)目利用酶解法生產(chǎn)纖維素乙醇,具有反應(yīng)條件溫和、環(huán)境污染小、裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。采用當(dāng)今流行的液體深層通風(fēng)發(fā)酵培養(yǎng),通過(guò)誘發(fā)育種和基因工程等方法,從提高酶活性降低生產(chǎn)成本著手,利用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的秸稈類物質(zhì)作原料,使酶的發(fā)酵水平顯著提高,可望經(jīng)過(guò)后續(xù)處理進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
燃料乙醇作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn),符合中國(guó)能源替代戰(zhàn)略和可再生能源發(fā)展方向,技術(shù)上成熟安全可靠,在中國(guó)完全適用,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,成為普通汽油與柴油的替代品。燃料乙醇作為推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),必須依靠科技進(jìn)步。在吸收國(guó)外成果和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)燃料乙醇生產(chǎn)新技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和副產(chǎn)物深度加工研究工作。
近年來(lái),石油等礦物質(zhì)日漸枯竭,油價(jià)進(jìn)一步上漲,使燃料乙醇發(fā)展更重要,而且使燃料乙醇的價(jià)格有一定的上升空間。隨著石油等礦物質(zhì)的枯竭與油價(jià)的大幅上升,以乙醇等能代替礦物質(zhì)能源的新型能源供應(yīng)多元化戰(zhàn)略已成為國(guó)家能源政治的一個(gè)方向。
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關(guān)鍵詞 生物質(zhì);能源;環(huán)境
中圖分類號(hào) TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)101-0225-01
社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步離不開(kāi)能源,能源就像是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),推動(dòng)著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高著廣大人民群眾的生活水平。伴隨全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人類對(duì)能源的需要也在迅速增長(zhǎng),能源危機(jī)問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重,甚至?xí)绊懙饺祟惖恼I?。此外,化石燃料的燃燒還會(huì)生成大量的溫室氣體從而造成溫室效應(yīng),其他燃燒產(chǎn)物也會(huì)漂浮在空氣中發(fā)生各種物理化學(xué)變化,不僅會(huì)對(duì)大氣造成污染,還會(huì)影響人體健康。所以,不管是從能源的可持續(xù)發(fā)展還是從保護(hù)環(huán)境的角度來(lái)看,找到合適的能源來(lái)代替化石燃料,已經(jīng)成為全人類需要解決的重大問(wèn)題。
1 生物質(zhì)能利用概述
生物質(zhì)能是人類最早使用的能源,一直以來(lái)都被人類用作生活燃料。最早利用生物質(zhì)能的方式是直接燃燒,這種生物質(zhì)能利用方式到現(xiàn)在仍被廣泛采用。但是,隨著工業(yè)的發(fā)展,化石燃料大量投入使用,由于其能量集中,生物能現(xiàn)在已經(jīng)基本被化石燃料取代。就整個(gè)現(xiàn)代化國(guó)家來(lái)說(shuō),生物質(zhì)能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3%。由于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)原因,許多發(fā)展中國(guó)家在能源利用方面存在著對(duì)生物質(zhì)資源的嚴(yán)重矛盾:使用過(guò)度和供應(yīng)不足同時(shí)存在。
1987年,全世界消耗的的一次能源約有12.5%為生物質(zhì)能源。以生物質(zhì)為能量來(lái)源,經(jīng)濟(jì)性是很重要的一個(gè)原因,另外還有環(huán)境保護(hù)的原因。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化裝置有的組裝起來(lái)很簡(jiǎn)單,而且費(fèi)用低廉,小規(guī)模使用效果很好。生物質(zhì)能源是生長(zhǎng)在土壤中的,不需進(jìn)口,若能對(duì)生物質(zhì)能源規(guī)?;?,那么為規(guī)模化利用提供原料的農(nóng)、林相關(guān)產(chǎn)業(yè)還會(huì)得到很好的發(fā)展,也不失為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的好機(jī)遇。從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)講,燃燒生物質(zhì)能源所產(chǎn)生的污染物較少,更有利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。此外,對(duì)生物質(zhì)資源的商業(yè)性開(kāi)發(fā)利用還可以解決固體廢物的處置問(wèn)題。
2 世界各國(guó)(地區(qū))生物質(zhì)能應(yīng)用現(xiàn)狀與前景
2.1 國(guó)外生物質(zhì)能應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析
2.1.1 美國(guó)
總體而言,在生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用方面,美國(guó)的科技水平處于世界領(lǐng)先的位置。美國(guó)比發(fā)展中國(guó)家更早提出綠色電力的概念,自1979年就應(yīng)用生物質(zhì)直燃技術(shù)發(fā)電,那時(shí)候總裝機(jī)容量就超過(guò)了10000 MW,單機(jī)容量達(dá)10 MW~25 MW。據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道,美國(guó)目前有380多家生物質(zhì)發(fā)電廠,主要建設(shè)在造紙廠和木材廠周邊,這些工廠大部分地處偏僻,但是能提供近十萬(wàn)個(gè)工作
崗位。
2.1.2 歐洲
歐洲森林資源豐富,大部分歐洲國(guó)家的生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)都是從利用木材為主的,其起步較我國(guó)早,而且政府重視程度高,市場(chǎng)化較強(qiáng),并且有大企業(yè)帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。生物質(zhì)能的主要利用使用方式有燃燒供暖、發(fā)電和轉(zhuǎn)化為生物柴油等三種,在這三種中,以供暖最為主要。
芬蘭的生物質(zhì)資源利用方法主要是建立燃燒站,小規(guī)模的燃燒站供熱,大規(guī)模的燃燒站則熱電聯(lián)產(chǎn),生物質(zhì)能源占全國(guó)年能源總消耗量的百分之二十。
瑞典主要利用木材開(kāi)發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè),其工藝技術(shù)水平世界領(lǐng)先。最為典型的是瑞典的熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化運(yùn)作能力很強(qiáng),燃料市場(chǎng)非?;钴S。
丹麥在生物質(zhì)能源的利用上主要采用生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù),在這方面取得了很大的成績(jī)。丹麥的BWE公司在秸稈燃燒發(fā)電技術(shù)方面率先研究開(kāi)發(fā)出了可行性方案,如今在仍處于世界上秸稈燃燒發(fā)電技術(shù)的最高水平。
德國(guó)在生物質(zhì)柴油方面不僅技術(shù)成熟,而且得到政府扶持,是生物柴油的最大生產(chǎn)國(guó)。目前,德國(guó)擁有1兆瓦以上的生物質(zhì)電廠350家,有數(shù)十萬(wàn)家庭使用的供暖器、發(fā)電機(jī)是以生物質(zhì)直燃技術(shù)為基礎(chǔ)的。到2030年,德國(guó)的能量消耗有17.4%來(lái)自生物質(zhì)能。
2.1.3 巴西
巴西是世界上最大的燃料乙醇的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。巴西主要用甘蔗來(lái)制造乙醇,巴西每年生產(chǎn)的甘蔗中,有約50%用于燃料乙醇的生產(chǎn)。生產(chǎn)出來(lái)的燃料乙醇,有約50%摻入汽油中使用,另外50%則作用于直接替代汽油燃料。巴西不僅是世界上最大的乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),也是世界上最大的乙醇出口國(guó),巴西生產(chǎn)的乙醇有百分之十五用于出口,主要出口市場(chǎng)為美國(guó)。
2.1.4 印度
印度很早就開(kāi)始使用沼氣,早在1897年就有使用沼氣照明的技術(shù)存在。印度在l975年開(kāi)始就啟動(dòng)了國(guó)家沼氣開(kāi)發(fā)計(jì)劃,截止到2008年在農(nóng)村地區(qū)建成了沼氣池450多萬(wàn)座,許多農(nóng)村家庭沒(méi)有通電,此舉為數(shù)十萬(wàn)家庭提供了炊事燃料,同時(shí)還解決了照明問(wèn)題。
2.2 我國(guó)生物質(zhì)能應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析
生物質(zhì)能利用技術(shù)在我國(guó)很早時(shí)候就有了,比如利用造紙廠、制糖廠的廢料發(fā)電,還有最近幾年開(kāi)展的垃圾發(fā)電技術(shù)。但是生物質(zhì)發(fā)電的商業(yè)化和規(guī)?;瘧?yīng)用水平,比起歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還有明顯不足。
中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所在生物質(zhì)能源的利用上做過(guò)很多研究,他們承擔(dān)了“1 MW生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)”項(xiàng)目的研究開(kāi)發(fā),是國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,此項(xiàng)研究的成套裝置己經(jīng)正式投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng),產(chǎn)品一度出口到泰國(guó)、緬甸等國(guó)家。這標(biāo)志著我國(guó)的生物質(zhì)能氣化發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟,我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),其技術(shù)水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。世界銀行對(duì)我國(guó)的生物質(zhì)能氣化發(fā)電技術(shù)在中國(guó)的推廣速度之快很是驚訝,表現(xiàn)出了極大的興趣。
生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)是生物質(zhì)能利用的又一有效技術(shù),通過(guò)國(guó)家政策扶持,這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)也得到了較為快速的發(fā)展。隨著2006年12月山東投產(chǎn)了第一個(gè)秸稈直接燃燒燃發(fā)電技術(shù)項(xiàng)目,作為秸稈規(guī)?;l(fā)電示范項(xiàng)目,帶動(dòng)很很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)。比如秸稈直接燃燒鍋爐、輔機(jī)、等相關(guān)發(fā)電設(shè)備的廠家也已經(jīng)具備了一定的生產(chǎn)能力,并有數(shù)家骨干企業(yè)帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源具有很大的潛力。隨著國(guó)際上化石能源的使用面臨很大的危機(jī),我國(guó)發(fā)電用煤供應(yīng)緊張,我國(guó)也加大了對(duì)研究生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的支持力度,比如加大研究投資、加大建設(shè)力度等。我國(guó)在生物質(zhì)能源的利用上要借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),加大對(duì)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的研究力度,制定出符合現(xiàn)階段國(guó)情的扶持政策,加快我國(guó)生物質(zhì)能源發(fā)電技術(shù)的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。
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關(guān)鍵詞:新能源;節(jié)能;發(fā)展現(xiàn)狀
中圖分類號(hào):F407.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào):1005-569X(2009)09-0071-02
1 引 言
眾所周知,人類生存所依賴的主要能源是煤炭、石油、天然氣。進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì),工業(yè)化、城市化進(jìn)程不斷加快,傳統(tǒng)能源因大量消耗、不可再生而急劇減少,尋找新的、可再生能源,成為世界各國(guó)政府、能源專家面臨的、急需解決的重大課題。
目前,業(yè)界對(duì)新能源的界定存在諸多爭(zhēng)議,筆者認(rèn)為,“新能源”應(yīng)該是兩個(gè)方面:一是核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等新的能源;二是對(duì)傳統(tǒng)能源進(jìn)行技術(shù)改造而形成的新的能源,比如對(duì)煤炭的高效利用,車船飛機(jī)等運(yùn)輸工具用新型燃料以及智能電網(wǎng)、新儲(chǔ)能材料、節(jié)能環(huán)保、清潔能源等。
我國(guó)政府正在組織制定《新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,并將于年內(nèi)出臺(tái),按照該發(fā)展規(guī)劃,到2020年,我國(guó)在新能源領(lǐng)域的總投資將達(dá)4萬(wàn)億元,無(wú)疑將加快推進(jìn)我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文擬就我國(guó)新能源的發(fā)展現(xiàn)狀及前景作一些探討。
2我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀
在新能源產(chǎn)業(yè)中,風(fēng)能、太陽(yáng)能具有清潔、可再生的特點(diǎn),應(yīng)作為未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn);我國(guó)核電規(guī)模不到總能源消耗的百分之一,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯,具有很大的空間,應(yīng)該加速發(fā)展;我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)展尚處于起步階段,發(fā)展空間巨大?;谶@些因素,我國(guó)新能源發(fā)展要步入快車道,各種新能源技術(shù)應(yīng)全面發(fā)展、不應(yīng)偏廢任何一種。
2.1風(fēng)能
我國(guó)風(fēng)能資源豐富,近幾年來(lái),大規(guī)模投資建設(shè)了數(shù)十個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),并陸續(xù)并網(wǎng)發(fā)電。華北的內(nèi)蒙古、河北省、東北的遼寧省、黑龍江省,西北的新疆、甘肅省、陜西省,西南的四川省,華東的山東省、江蘇省、浙江省,華南的廣東省、海南省、福建省等地,風(fēng)電機(jī)組高高矗立在陸上、海濱,風(fēng)能呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢(shì)頭。
2.2 太陽(yáng)能
人類直接利用太陽(yáng)能主要通過(guò)太陽(yáng)能集熱、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能暖房、太陽(yáng)能發(fā)電等方式。我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的太陽(yáng)能資源,太陽(yáng)能利用前景廣闊。目前,我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一,是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國(guó)家和重要的太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)比較成熟太陽(yáng)能產(chǎn)品有兩項(xiàng):太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)近年在我國(guó)發(fā)展迅速,截至2008年底,全國(guó)推廣農(nóng)村太陽(yáng)能熱水器近6000萬(wàn)m2、太陽(yáng)房2000萬(wàn)m2、太陽(yáng)灶200萬(wàn)臺(tái)。為促進(jìn)太陽(yáng)能熱水器行業(yè)的健康發(fā)展,發(fā)改委等有關(guān)部門近年將這一產(chǎn)業(yè)的能效標(biāo)識(shí)制定工作提上了議事日程,由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院和太陽(yáng)能利用專業(yè)委員會(huì)共同主持該項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,特別是中國(guó)財(cái)政部出臺(tái)了十大措施助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其中的“金太陽(yáng)”工程,為太陽(yáng)能的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。
2.3核能
核電建設(shè)有利于我國(guó)調(diào)整能源結(jié)構(gòu),保障能源供應(yīng)與安全。在金融危機(jī)肆虐的今天,核電也是我國(guó)保增長(zhǎng)的重要投資方向。近10年來(lái),我國(guó)核能發(fā)展的成果是舉世矚目的,目前已經(jīng)建成和即將建成的裝機(jī)容量達(dá)870萬(wàn)千瓦,主要分布于廣東省、浙江省、福建省沿海地區(qū)。按國(guó)家核電發(fā)展規(guī)劃,到2020年將投資3000億元、裝機(jī)容量達(dá)4000萬(wàn)kw。核電面臨大發(fā)展。
2.4生物質(zhì)能
生物質(zhì)是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有的動(dòng)植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能,就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,所以從廣義上講,生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,是世界第4大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣,在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位,極有可能成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分。我國(guó)地廣人多,尤其是在廣大的農(nóng)村地區(qū),常規(guī)能源不可能完全滿足日益增長(zhǎng)的能源需求。立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源,研究新型轉(zhuǎn)換技術(shù),開(kāi)發(fā)新型裝備既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要,又是減少排放、保護(hù)環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。如沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產(chǎn)燃?xì)狻饣l(fā)電、生產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等生物質(zhì)能能在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用,將產(chǎn)生巨大的能源效益。
3 存在的問(wèn)題及解決辦法
我國(guó)的新能源發(fā)展迅猛,節(jié)能工作也在同步展開(kāi),這些措施有效地緩解了能源短缺,節(jié)約了資源,并形成了一批新的產(chǎn)業(yè)。在新能源發(fā)展過(guò)程中,也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,急需解決。
3.1風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)相對(duì)落后
風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)落后,對(duì)風(fēng)能開(kāi)發(fā)產(chǎn)生嚴(yán)重制約:我國(guó)只有近70家企業(yè)進(jìn)入并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)制造行業(yè),且只局限于中、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造。風(fēng)能領(lǐng)域的電機(jī)制造技術(shù)主要被歐美發(fā)達(dá)國(guó)家尤其是北歐四國(guó)(挪威、瑞典、丹麥和芬蘭)掌控。目前2.0~3.0兆瓦的風(fēng)機(jī)已成為歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的主流機(jī)型,但國(guó)外風(fēng)機(jī)生產(chǎn)巨頭為保持其技術(shù)的壟斷性,不愿意向我國(guó)輸出2.5兆瓦以上級(jí)風(fēng)機(jī)制造技術(shù),也沒(méi)有在中國(guó)設(shè)立合資企業(yè)。因此,我國(guó)風(fēng)機(jī)制造商多數(shù)采取購(gòu)買國(guó)外風(fēng)機(jī)公司生產(chǎn)許可證的方式,引進(jìn)的機(jī)型主要集中在1.0~1.5兆瓦,明顯落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。
為此,國(guó)家應(yīng)該做一些戰(zhàn)略性的投資,重點(diǎn)扶持風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)開(kāi)發(fā),滿足風(fēng)電快速發(fā)展需要。
3.2硅提純技術(shù)自主開(kāi)發(fā)刻不容緩
我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)低水平重復(fù)建設(shè)的趨勢(shì)。目前,光伏產(chǎn)業(yè)面臨的最大問(wèn)題是多晶硅和單晶硅的提純技術(shù),這一技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)基本上依靠從日本和德國(guó)進(jìn)口。即使在日本和德國(guó)開(kāi)始向我國(guó)輸出硅提純技術(shù)之后,我國(guó)還是面臨著“技術(shù)租借”這一瓶頸。根據(jù)規(guī)定,只要我國(guó)采取類似的工藝設(shè)計(jì)和制造流程,就必須向出讓國(guó)交納技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi),這相當(dāng)于用太陽(yáng)能光伏每發(fā)一度電,國(guó)外技術(shù)就會(huì)從中拿走0.1元錢,這里面還不包括技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)費(fèi)。加強(qiáng)我國(guó)自主技術(shù)的開(kāi)發(fā),刻不容緩。
3.3核電設(shè)備制造能力尚顯不足
與風(fēng)電一樣,核能的發(fā)展也存在巨大的隱患:核電的核心原料為鈾,但我國(guó)儲(chǔ)備少,需要進(jìn)口,產(chǎn)業(yè)發(fā)展一旦上規(guī)模就容易受制于人,此外,核能技術(shù)也主要掌握在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。另外,由于國(guó)內(nèi)業(yè)界對(duì)核電發(fā)展思路不統(tǒng)一,有三條技術(shù)路線在同步實(shí)施,在部分關(guān)鍵配套設(shè)備中,國(guó)內(nèi)廠家自主的能力依然不足。“技術(shù)是自己的、設(shè)備是別人的”現(xiàn)象還很普遍,成套的設(shè)備還無(wú)法制造。解決核電發(fā)展中存在的問(wèn)題,對(duì)我國(guó)整體制造業(yè)來(lái)說(shuō),既是一次大挑戰(zhàn)、又是面臨的千載難逢的大機(jī)遇。
3. 4 節(jié)能問(wèn)題
開(kāi)源節(jié)流,是新能源發(fā)展的二個(gè)方向。開(kāi)源,總有這樣那樣的發(fā)展障礙,節(jié)流卻容易得多。中國(guó)財(cái)政部“加快實(shí)施十大重點(diǎn)節(jié)能工程;加快淘汰落后產(chǎn)能;支持城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè);支持生態(tài)環(huán)境保護(hù)和污染治理;實(shí)施節(jié)能產(chǎn)品惠民工程;支持發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì);支持節(jié)能減排能力建設(shè)”,都朝向節(jié)能。
而人們能源消費(fèi)觀念的改變,將決定政府“節(jié)能”工程的效果。我們不妨借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行全民節(jié)能教育,推廣“綠色能源”、“綠色照明”、“ 綠色電器” 多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品。制定節(jié)能中、短期對(duì)策,向低能耗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,通過(guò)新聞媒體大力宣傳,在全社會(huì)營(yíng)造節(jié)能的良好氛圍。
4 結(jié) 語(yǔ)
自2008年以來(lái),全世界都受到金融危機(jī)的沖擊,世界各國(guó)政府在思考拯救經(jīng)濟(jì)的同時(shí),也在為實(shí)現(xiàn)能源自主而積極努力,可再生能源、核能和節(jié)能技術(shù)成為了各國(guó)積極發(fā)展的對(duì)象。特別是對(duì)發(fā)展中的中國(guó),能源問(wèn)題更是急需解決的戰(zhàn)略問(wèn)題。面對(duì)這一世界難題,中國(guó)到了全民覺(jué)悟、共同努力的時(shí)候了!
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)可再生能源法[S].北京:法律出版社,2006.
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