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解密发展农村生物质能产业的破局之道

作者:gzhw  来源:全球节能环保网  发表时间:2017-6-14 13:59:30  点击:174
APBE2017第六届亚太生物质能展 时间:2017年8月16-18日 地点:广州·中国进出口商品交易会展馆

APBE2017第六届亚太生物质能展

时间:2017年816-18

地点:广州·中国进出口商品交易会展馆

 

迄今,生物质能一直处于“一入能源深似海,从此碰壁是常态”的尬尴局面。我国生物质成型燃料仍处于发展初期,受限于农村市场,专业化程度不高,大型企业主体较少,市场体系不完善,尚未成功开拓高价值商业化市场,但我国农村具有生物质资源丰富、劳动成本相对较低等优势,如何最大化的利用农村地区的生物质能,成为一个亟待解决的问题。

 

 

农村的生物质能利用主要是指农村利用秸秆、人畜粪便和沼气作为能源进行的生产、生活。2006年1月1日颁布《中华人民共和国可再生资源法》,以法律的形式确立了生物柴油的合法地位。2011年国家林业局印发《林业生物能源原料基地检查验收办法》,提出专项补贴、试点造林补贴等办法。近些年,农村在新能源开发利用,尤其是沼气的开发利用方面取得了举世瞩目的成就,但总体上还处于低水平,农村生物质能开发不够、资源利用效率低。因此,合理开发利用农村生物质能,对提高资源利用率,改善生态环境,最终实现整个经济社会的可持续发展具有重要的现实意义。

 

 
 

一、中国农村生物质能的发展现状

 
 

 

目前,我国生物质能资源主要包括农作物秸秆、林业生物质资源、畜禽粪便和能源作物等,利用直接和混合燃烧、化学法和物理化学法等技术转化为二次能源,分别用于生活、运输及发电等。本文主要针对为农村居民提供生活用能的如农村沼气等几种农村普遍使用的生物质能进行分析。

 

表1生物质能转化利用一览表

 

(1)沼气。据计算,我国禽畜粪便资源总量约8.51亿吨,其中牛粪5.78亿吨、猪粪2.59亿吨、鸡粪0.14亿吨。理论上,我国的农产品加工和畜牧业养殖等废弃物可生产沼气约800亿立方米。沼气发展具有很大的潜力。农村沼气年新增秸秆处理能力864万吨、畜禽粪便处理能力7183万吨,替代化石能源349万吨标准煤,二氧化碳减排1762万吨,COD减排372万吨,农村地区沼气消费受益人口达2.3亿人以上。

 

今年2月10日国家发改委对外发布了《全国农村沼气发展“十三五”规划》,指出“十三五”期间农村沼气工程总投资500亿元,其中:规模化生物天然气工程181.2亿元,规模化大型沼气工程133.61亿元,中型沼气工程91亿元,小型沼气工程59亿元,户用沼气33.3亿元,沼气科技创新平台1.89亿元。

 

(2)秸秆液化(纤维素乙醇)。纤维素乙醇在我国仍处于产业化起步阶段,其关键技术主要是高效预处理技术与装备、低成本纤维素酶制剂的生产和戊糖发酵菌种技术。

 

2014年,我国燃料乙醇产量达到233.2万吨,混配E10乙醇汽油约2140万吨,接近当年汽油总消费量的四分之一,目前已在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西6省区及湖北、山东、河北、江苏、内蒙古5省区的30个市试点车用乙醇汽油,实现了乙醇汽油的封闭运行。纤维素非粮乙醇产量仅3.2万吨。

 

 

 
 

二、农村生物质能的SWOT矩阵分析

 
 

 

根据农村生物质能发展现状和政府对能源发展政策的分析,本文拟用SW0T分析法对农村生物质能进行分析。

 

S---优势

 

全国每年产生农作物秸秆10.4亿吨,可收集资源量约9亿吨,尚有1.8亿吨的秸秆未得到有效利用,多数被田间就地焚烧;规模化畜禽养殖场每年产生畜禽粪污20.5亿吨,仍有56%未得到有效利用。而且我国西南地区和西北地区有大量的盐碱地、荒山、丘陵等,虽不适宜粮食生产,但却能种植能源作物,发展潜力巨大。

 

 

农业供给侧改革对农村沼气事业发展提出了新要求农业供给侧结构性改革的关键是“提质增效转方式、稳粮增收可持续”。据测算,建设1处日产500立方米沼气的规模化沼气工程,每年可生产沼肥1000吨,按氮素折算可减施43吨化肥,沼液作为生物农药长期施用可减施化学农药20%以上。因此,发展农村沼气能够实现化肥、农药减量,推动优质绿色农产品生产,保障食品安全。

 

国家能源革命对农村沼气事业发展注入了新动力。我国能源生产供应结构不合理、总体缺口较大。据测算,建设1处日产1万立方米的生物天然气工程,年可产生物天然气365万立方米,可替代4343吨标准煤。据统计,全国每年可用于沼气生产的农业废弃物资源总量约14.04亿吨,可产生物天然气736亿立方米,可替代约8760万吨标准煤。因此,发展农村沼气,可降低煤炭消费比重、填补天然气缺口,进一步优化能源供应结构

 

我国人口众多,再加上近几年经济增速减缓,就业形势严峻,农村的劳动成本相对较低,具有一定的比较优势。

 

W---劣势

 

农村沼气的发展方式亟待转型升级。近年来,随着种养业的规模化发展、城镇化步伐的加快、农村生活用能的日益多元化和便捷化、农民对生态环保的要求更加迫切,农村沼气建设与发展的外部环境发生了很大变化。农村户用沼气使用率普遍下降,农民需求意愿越来越小,废弃现象日益突出;中小型沼气工程整体运行不佳,多数亏损,长期可持续运营能力较低,存在许多闲置现象。因此,农村沼气亟待向规模发展、综合利用、效益拉动、科技支撑的方向转型升级。2015年开始的农村沼气转型升级,在这方面进行了有益的尝试。

 

我国生物质能生产没有实现规模化,缺乏竞争力。许多国家的生物质能已实现规模化生产,达到商业化运营的程度。如巴西的乙醇开发利用居世界首位,乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50%以上。我国由于技术的局限以及市场体系不健全等,使得生物质能开发缺乏竞争力,长期处于商业化开发的前期,这在一定程度上阻碍了生物质能的开发和利用。

 

农村沼气发展的扶持政策亟待完善。农村沼气承担着农村废弃物的处理、农村清洁能源供应、农村生态环境保护等多重社会公益职能,国家应不断健全沼气政策支持体系,加大支持力度。长期以来,国家支持主要体现在前端的投资补助,方式单一,且存在较大的资金缺口,政府和社会资本合作机制尚未有效建立,社会资金投入沼气工程建设运营不足,政府投资放大效应发挥不够。此外,沼气标准体系建设还不够完善,沼气项目建设手续不够清晰,各地执行标准不同,给项目建设、施工、运营和监管带来困难。

 

农村沼气的体制性和制度性障碍亟需破除。沼气可通过开展高值高效利用实现商品化、产业化开发,但在沼气发电上网和和生物天然气并入城镇天然气管网等方面还存在许多歧视和障碍。国家出台的《中华人民共和国可再生能源法》《畜禽规模养殖污染防治条例》等法律法规及《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》等相关政策在沼气领域难以落地,有的电网公司以各种理由阻碍沼气发电上网,沼气发电上网后也无法享受农林生物质电价。这些问题造成了沼气和生物天然气的市场竞争能力不强,制约了农村沼气的发展。

 

O---机会

 

目前,全国可用于沼气的农业废弃物资源潜力巨大。农村沼气原料主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工剩余物、蔬菜剩余物、农村有机生活垃圾等。据测算,可用于沼气生产的废弃物资源总量约14.04亿吨,其中,秸秆可利用资源量超过1亿吨、畜禽粪便可利用资源量超过10亿吨、其他有机废弃物可利用量超过1亿吨,沼气生产潜力约为1227亿立方米。随着经济社会发展、生态文明建设和农业现代化推进,沼气生产潜力还将进一步增大。其中:

 

农作物秸秆。主要包括玉米、水稻、小麦、豆类、薯类等作物秸秆,2015年作物秸秆的理论资源量为10.4亿吨,可收集资源量约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(自治区)。作为肥料、饲料、食用菌基料以及造纸等用途共计约7.2亿吨,可供沼气生产利用的秸秆资源量约1.8亿吨,沼气生产潜力约为500亿立方米。

 

畜禽粪便。主要包括奶牛、肉牛、生猪、肉鸡、蛋鸡等畜禽的粪便。2015年,全国现有猪、牛、鸡三大类畜禽粪便资源量为19亿吨。目前,粪便堆肥化处理量约为8.4亿吨,可供沼气生产利用的畜禽粪便资源量约10.6亿吨,沼气生产潜力约为640亿立方米。

 

其他有机废弃物。主要包括农产品加工副产物、蔬菜尾菜、农村有机生活垃圾等。2015年,全国粮食加工副产物(米糠、稻壳、玉米芯、糟类)总量约2.1亿吨,可供沼气生产利用的资源量约0.2亿吨;全国果蔬加工废弃物总量约2.6亿吨,可供沼气生产利用的资源量约1.14亿吨;全国农村有机生活垃圾总量约0.8亿吨,可供沼气生产利用的资源量为0.3亿吨。其他有机废弃物可利用量共1.64亿吨,沼气生产潜力约为87亿立方米。

 

T---威胁

 

由于生物质能成本高,与传统的化石能源相比不具有成本竞争优势。国际市场上原油价格不断上涨,石油等化石能源与在发展中的生物质能相比,不仅价格相对较低,还占有相当的市场份额。此外,化石能源还具备有成熟的技术,而生物质能则处于开发利用阶段,许多技术处于开发摸索阶段,更多的生物质原料和技术亟待开发。

 

为缓解能源危机和促进经济发展,世界各国纷纷实行对生物质能产业发展的引导和支持,使得生物质能产业迅速发展起来,并将产品销往国外。如巴西将燃料乙醇年产量的18%左右向美国、印度、韩国和日本等国出口。目前虽然对我国生物质能的开发利用未构成威胁,但长期持续的发展,将来可能会对我们产业的发展形成压力。

 

 

 
 

三、对推动农村生物质能的建议

 
 

 

立足生物质产业全局,2017年应在以下几方面进行突破:

 

(1)对生物质能源进行重新定位

 

当前,我国农业污染已超过工业污染,接近上世纪80年代发达国家农业污染最重指标。尤其是养殖业畜禽粪便及秸秆露地燃烧对水体与大气的污染最为严重,而解决这一问题最有效的途径就是通过生物质能的开发实现有机污染物的无害化和资源化利用。

 

此外,生物质能源对发展农村经济和增加农民收入,为中小城镇提供清洁能源和工作岗位等也都有重要作用。因此不能简单将生物质能源等同于风能等可再生能源,而应对生物质能源赋予“多功能重大战略新兴产业”的新定义。

 

(2)纤维素乙醇应继续降低成本,发展“醇-电-沼气联产”工艺

 

纤维素乙醇产业发展的关键问题是协同预处理技术开发,降低酶制剂成本,提高戊糖转化乙醇效率。虽然该产品仍旧处于产业化实践阶段,但从国内外示范装置现有情况来看,运行测试基本达到预期,具备产业化推广条件。上述技术经济性评价也表明,从能量转化效率、产品价值及效益等角度分析,纤维素乙醇竞争力更强。随着生物技术的进步,产酶菌株的效率、酶的活性以及共发酵菌株的糖醇转化效率会不断提高,酶制剂成本与能耗会不断下降,纤维素乙醇成本更有竞争力,成为最具发展潜力的秸秆能源转化产品。从能源转化角度来看,对秸秆最好的利用方式应该是以生产液体燃料纤维素乙醇为主,醇-电-沼气联产,实现原料的梯级利用,带动产业持续健康发展。

 

(3)要增加政府补贴,鼓励农林废弃物生物质能源的利用

 

建议凡生产一吨产品,在原料供应端和生产端各补贴100元。原料供应端重点考虑补贴给农民合作组织。同时启动“绿能”消费配额制度,强制要求主要能源消费者使用5%的认证“绿能”,并逐步增加比例,对不能完成“绿能”消费配额的收取配额税,用于“绿能”生产者的补贴,以助力完成2030年非化石能源消费比例目标。

 

(4)要创建一批生物柴油特色小镇和秸秆特色小镇

 

要借力特色小镇的体制机制,在有生物柴油企业的小镇,率先与加油站合作,建立生物柴油混配销售中心,保证将所有地沟油都制成生物柴油,杜绝地沟油回流餐桌;在产粮大省,建设秸秆特色小镇,对秸秆资源进行充分利用,助力农村环境改善和经济发展。

 

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