生物質能是以生物為載體的一種可再生能源,其原料主要有林業加工采伐剩余物及灌木、農作物秸稈、能源植物、城市和工業有機廢棄物、畜禽糞便等五大類。特點是資源儲量豐富、可再生性、環保性。利用形式有生物發電、燃料乙醇、生物柴油、沼氣等。“十五”以來,自治區科技廳積極組織實施新能源發展規劃,生物質能發展較快,有些領域科研技術居全國先進水平。為進一步促進我區生物質能產業發展,提出以下分析報告。
一、發展狀況
(一)生物質發電產業初步形成
我區已建成生物發電項目8個,總裝機容量23.2萬千瓦,分布在赤峰、通遼、巴彥淖爾、鄂爾多斯、興安盟等地。國能赤峰生物發電是我區第一家生物質發電項目,利用玉米秸稈直燃發電,每年消耗秸稈40多萬噸,引進丹麥技術,建設2×12兆瓦發電機組。毛烏素生物質發電廠裝機容量為2×15兆瓦,總投資3.2億元,利用毛烏素沙漠灌木燃燒發電,每年消耗沙柳20萬噸,年帶動治理荒漠20萬畝,奈曼旗林木生物質熱電聯產項目,是國家級林木質發電示范工程,建設規模50兆瓦的林木質發電,每年消耗100多萬噸廢棄林木,一期2×12兆瓦工程已完成。阿爾山2×12兆瓦林木質直燃熱電聯產項目,總投資3億元,年消耗30萬噸含水18%以下的木質燃料,發電進入興安電網,同時為阿爾山供熱。
(二)自主研發的生物燃料制取技術,探索出生物燃料非糧發展的路子
全區在建生物柴油項目6個,已建成5個,生產規模為年產90萬噸,占全國產量近1/3。我區在建的生物乙醇項目有6個,大多采用玉米為原料。國家發改委2006年底發文不再批準玉米加工乙醇燃料項目,鼓勵發展非糧生物燃料。我區率先在全國探索出一條發展前景廣闊的路子。主要有兩方面突破:一是化學合成生物柴油。包頭金驕特種新材料(集團)有限公司完成的“非糧生物質化學法合成生物柴油項目”,海拉爾農墾集團采納金驕集團化學合成生物柴油技術,赤峰邦馳生物柴油項目,通遼天宏生物柴油項目均已開工建沒,有的已投產。二是以甜高梁稈為原料生產燃料乙醇。莫力達斡爾旗“無水燃料乙醇產業化示范項目”,以甜高粱莖稈為原料,建設規模為每年制取30萬噸無水乙醇,已納入國家甜高粱莖桿制取生物燃料乙醇示范工程,需每年種植甜高粱120萬畝原料供應。一期年產10萬噸工程基本完工,已種植甜高梁近5萬畝,國家級甜高梁生物燃料乙醇原料產業基地正在我區形成。
(三)養殖場沼氣發電工程項目示范效應顯著
蒙牛澳亞示范牧場大型沼氣發電綜合利用工程,利用奶牛養殖場糞便污水等發電,年產沼氣約400萬立方米,沼氣用于發電,年發電約800萬千瓦時。減排二氧化碳2.5萬噸。達拉特旗北疆三和牧場大型沼氣發電綜合利用工程,年產沼氣約80萬立方米,沼氣用于發電,年發電約160萬千瓦時,減排二氧化碳5000噸。這些現代化程度較高的沼氣發電工程,當前在我國大型畜禽養殖場屬前位,在我區乃至北方地區均有很好的示范效應。
面臨的問題:
一是產業體系薄弱。我區生物質能發展勢頭良好,但運營成本高、資源分散、生產規模小,扶持生物質能的政策經濟激勵度弱,產業缺乏競爭力。
二是技術服務體系支撐不夠,新技術、新成果企業轉化能力較弱,小科技企業起步困難。
三是專業技術人才缺乏。生物質能設備使用和維護要求技術含量較高,生產過程中一旦出現問題和故障,必須請專業人員進行檢修,企業熟悉和掌握生物質能技術的人才較少。人才培養滿足不了產業發展的要求。
四是配套產業發展不協調。與傳統能源相比,生物質能產業是典型的“小規模、大燃料”。原料分散在千家萬戶,秸稈體積大、重量輕、用量大,不適合長距離運輸,原料收集、儲存、運輸、銷售上下游配套產業發展不協調,導致管理難度大、成本高。
二、國內外生物質能發展狀況及相關政策
在歐美等發達國家,生物質能技術已經成為重要的能源利用形式。年利用生物質能發電約5000萬千瓦裝機容量(主要集中在北歐、美國),是僅次于水力的第二大再生能源工程。經過30多年的科研探索,生物燃料正成為歐美發達國家替代石油的唯一選擇,已開始由玉米乙醇向非糧二代生物燃料過渡。2007年燃料乙醇、生物柴油約4500萬噸,2020年前后將發展到2億噸,約相當于現在世界石油生產量的5%,其替代規模是其它可再生能源不能比擬的。歐盟委員會提出:生物燃料是唯一可以大規模獲得的替代運輸燃料的能源。生物燃油對石油替代成為一種世界共識和趨勢,已駛上快車道。歐洲等地建設了大量的沼氣工程和戶用沼氣池,日本從沼氣中提取氫氣發電。
近年來,我國生物質能發展迅速。國家電網公司、五大發電集團等大企業紛紛參與生物質發電,民營和外資企業也表現出較大的投資熱情。國家“十一五”末將建設生物質發電550萬千瓦裝機容量,2020年達到3000萬千瓦。我國生物燃料乙醇裝備技術已接近國際先進水平,成為繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產國和使用國,年產量達400萬噸。國家已將生物柴油確定為新興產業,年生產能力超過300萬噸。沼氣產業基本形成,已建設養殖場沼氣工程3556處,年產沼氣總量2.3億立方米。
國家對發展生物質能非常重視,制定相關政策促其發展。2006年1月1日《中華人民共和國可再生能源法》正式實施。2006年9月30日,財政部、國家發改委等聯合下發“關于發展生物能源財稅扶持政策”。主要有:1,價格和成本補貼:生物質發電補貼0.25元,千瓦時,生物質發電電價優惠、上網電量全額收購和電力調度優先。燃料乙醇、生物柴油每噸成本補貼1600元。2,財稅支持:生物質發電、生物柴油等增值稅即征即退。國家環保專項資金重點補貼秸稈直燃發電。用甜高梁莖稈制取生物燃料乙醇可獲得政府無償資助和貸款貼息等專項資金重點扶持。
三、我區發展生物質能的比較優勢
(一)生物質能資源儲量居全國之首
1,森林采伐剩余物、灌木林資源儲量大。國家確定“十一五”期間我區采伐限額為848.1萬立方米,僅采伐剩余物可獲得生物質原料約777.23萬噸。全區灌木林總面積為654.33萬公頃,灌木林總生物量2558.43萬噸。按3年平茬撫育一次計算,年可利用量852萬噸。2黠稈資源量大:據2007年數據,玉米、小麥、油料年產量1526.41萬噸,測算出秸稈為1831.69萬噸,主要分布在通遼、赤峰、興安盟、巴彥淖爾市等糧食主產區,3,牲畜糞便資源全國第一:我區年度牲畜存欄達到1.10512億頭,牲畜年產糞便約1.17億噸。4,原料資源種類面積全國第一:用于生產燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等,種類多,面積大。尤其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱種植,面積全國第一。我區能源農業的原料產業規模開始形成。
(二)一批科研成果居國內領先水平,專利帶動能源農業勢頭強勁
除生物質發電項目的技術設備主要依靠引進外,我區產生了一批生物質能專利技術成果,一項專利就可帶動一個產業的快速發展,產業科技發展水平居全國前位。內蒙古農業大學研發“甜高粱秸稈周體生料發酵生產乙醇工藝及其優化”項目,獲得秸稈乙醇中試產品,國家受理發明專利申請。現甜高粱種植基地已形成,為該項目產業化提供原料規模儲備。中國科學院水生生物研究所研發的微藻制取生物柴油技術,已在我區荒漠試驗成功,準備在我區荒漠區建設大規模可再生能源綜合利用基地。內蒙古通華蓖麻化工有限責任公司于2006年研究開發出用癸二酸副產品一脂肪酸生產物柴油技術,經檢測應用產品技術指標達到國家標準。
我區沼氣工程的成套技術已成熟,生物厭氧發酵機理的研究、發酵工藝、產氣率等單項技術和指標,已接近國際先進水平,促進了蒙牛、塞飛亞大型沼氣工程的建設。結合農牧民冬季取暖和沼氣池越冬困難的實際,開發太陽能畜棚暖圈沼氣池和太陽能日光溫室沼氣池,形成在純牧區、半農半牧區、農業種植區及農業養殖區的草原六結合、農牧六配套、田園五位一體、庭院一池四改、多池聯體、三池一體六大農用沼氣新模式,總體技術水平達到國內先進水平。2007年底全區沼氣用戶達14.65萬戶,大中型沼氣工程16處,
生物質固體成形燃料專利技術正在產業化。巴彥淖爾征華機電液壓研究所研發9度一20型秸稈壓塊機,獲得國家發明專利,秸稈塊代替煤炭,秸稈塊發熱量可達到4105千卡,公斤。庫倫旗六家子林場用林業“三剩物”嘗試加工成型燃料,用作林場供暖、炊事燃料。
(三)廣闊荒地是潛在優勢,農業能源原料可變成“綠色油田”
我區宜農荒地面積約有1500萬畝,宜林荒山荒坡面積達到1.7億畝,可種植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。還有大面積不適宜農業植物的邊際土地,可以大量種植能源樹種,如鹽堿地種植檉柳、沙地栽植能多次平茬利用的檸條、沙柳等灌木。荒漠地區土地廣闊,適于大規模藻類養殖。微藻是生物柴油的重要原料。這些大量宜林、宜農荒地和荒漠、邊際土地資源,我區獨一無二,經過開發和改良,可以變成發展生物質能源的“綠色油田”。
四、思路與建議
(一)大力發展能源農業,使之成為促進農村牧區經濟發展、農牧民脫貧致富的一把鑰匙
據測算,裝機容量為2.5萬千瓦的生物質發電,產值近億元,年消耗秸稈20萬多噸,增加就業崗位1000多個,增加收入6000萬元以上。1公頃甜高粱莖稈可轉化燃料乙醇3—5噸,高者可達10噸。一畝藻塘可生產3噸生物柴油。年產5萬噸生物柴油,按每噸柴油8000元測算,可實現產值4億元。在生物質能產業的推動下,鹽堿地、沙地、荒漠地等低質土地種植甜高梁、文冠果、養殖藻類,可產生不可估量的經濟效益。傳統的農業產業鏈將被延伸。原來廢棄的農作物秸稈。經過收集、加工、運輸等環節,形成新的產業鏈,不僅帶動農村牧區生產模式轉變,而且有效增加農牧民收入。因此,應充分發揮我區已形成的生物質能產業及科研成果優勢,進一步擴大示范效應,采取政府扶持、企業投入、科研院所合作的方式,積極扶持生物質能企業在原料基地發展連鎖項目。政府應把生物質能開發利用列入經濟社會發展規劃,以生物質能產業的發展,推進農村牧區的進步。
(二)以生物能源替代煤炭資源,促進可持續發展
農村牧區林區剩余廢棄物是重要的可再生能源。我區秸稈年產生量折合1500萬噸標準煤,動物糞便年產生量折合5755萬噸標準煤,林業剩余物年利用量折合800萬噸標準煤,灌木林年利用量折合1000噸標準煤。僅這幾項折合標準煤已超億噸,相當于鄂爾多斯煤炭年產量的1/2。發展生物質能產業,作為一個新興產業經濟增長點,對于調整以煤炭資源開發利用為主的重化產業結構,增強煤炭資源利用的可持續性,有著獨特的重要作用,應引起高度重視。
(三)發展低碳經濟,促進節能減排
低碳經濟是以低能源、低污染、低排放為基礎的經濟模式,其核心是能源技術和產業模式的重大創新。我區是煤炭資源大區,二氧化硫排放總量的90%是由燃煤造成的。據測算,運營一臺2.5萬千瓦的生物質發電機組,與同類火電機組比較,每年可減少二氧化碳排放10萬噸,產生8000噸灰粉,可作為高品質的鉀肥直接還田,是一個變廢為寶的良性循環過程。是發展低碳經濟的有效模式。赤峰、通遼、興安盟等以農為主的地區,應鼓勵建設小型秸稈直接燃燒熱電聯產項目,解決當地秸稈大部分就地焚燒、環境污染嚴重、用電和集中供熱等問題。呼倫貝爾、通遼灌木和林業采伐加工剩余物資源豐富,僅牙克石現有采伐加工制等物2027.2萬噸,儲量是全區所有林木的2倍以上,可建若干個小型灌林木質發電和熱電聯產項目。固體成型燃料是一種潔凈的可再生能源,我區豐富的林木剩余物、沙生灌木等生物質資源,可以發展固體生物質燃料。生物質能可以帶動能源林產業的發展,有助于防止土地沙化和水土流失,促進生態良性循環。
(四)把生物質能開發與區域發展戰略結合起來
發展生物質能越來越顯示出,它不僅是替代石油的唯一選擇,也是解決貧困問題、縮小區域、城鄉差別的重要戰略舉措。國家發改委將我區列為“十一五”生物質能源發展重點省區之一。應從國家戰略出發,根據可持續發展的要求,調查研究全區生物質能資源整體情況,圍繞產業經濟性和目標市場,高起點編制開發利用戰略規劃。做到因地制宜,多能互補,統籌規劃,協調發展。
(五)抓好示范項目。推進產業發展
我區已建成和再建的一些生物質能開發利用項目。要圍繞項目建設,下大力氣抓好示范作用以點帶面,積極推進生物質能產業化進程。生物質能示范項目。不僅僅只是企業發展,要形成從原料供應、運輸、加工、市場開拓和相關服務體系完整的產業鏈,涉及到政府多個部門和行業,要加強協作。共同推進。
(六)積極支持技術研發,加大政策扶持力度
在生物質能發展中,要進一步推動產學研結合,整合現有技術資源,加大生產技術和使用技術研發力度,不斷提高生物質能生產和利用水平,促進生物質能技術進步和產業發展完善技術和產業服務體系,加快人才培養,全面提高生物質能開發利用的技術創新能力和服務水平,將生物質能的技術開發和產業化納入國家科技發展規劃。結合我區生物質能產業特點,重點在獲得專利的生物質能技術研發上取得成效,突破科研成果轉化中的重大關鍵技術,促進產業發展。改造或新建一批自治區級和國家級生物質能工程實驗室、研究中心,提高科研成果的工程化與系統集成能力,建成一批生物技術示范項目。要積極落實國家有關政策,自治區對獲國家專利的生物質能項目要加大財政補貼。可考慮建立生物質能研究開發基金,支持科研機構和企業從事項目研究。