中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與評價(jià)
一 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)概述
(一)產(chǎn)業(yè)定義
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是指利用可再生或循環(huán)的有機物質(zhì)(主要包括農林剩余物、畜禽糞便、加工有機廢棄物,以及利用邊際性土地或水面種植的能源植物)為原料,通過(guò)加工轉化生產(chǎn)生物能源的一種產(chǎn)業(yè)。主要包括生物質(zhì)發(fā)電、沼氣工程、生物質(zhì)成型燃料和生物質(zhì)液體燃料等。
(二)產(chǎn)業(yè)結構
從橫向產(chǎn)業(yè)布局角度劃分,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)包括生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)、沼氣工程產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)和生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)等;從縱向產(chǎn)業(yè)鏈角度劃分,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)包括生物質(zhì)原料生產(chǎn)與收集、生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)與轉化、生物質(zhì)能源供應與消費等。
生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)、沼氣工程產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)和生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)是生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)平行發(fā)展的4種主要產(chǎn)業(yè)類(lèi)型,代表生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用的不同轉化方式。由于生物質(zhì)資源類(lèi)型的多樣性和生物質(zhì)能源市場(chǎng)需求的多元化,目前4種主要生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)類(lèi)型各具特色、優(yōu)勢互補。如畜禽糞便、餐廚垃圾等以發(fā)展沼氣工程為宜,木薯、陳化糧等以轉化燃料乙醇最為合適,地溝油、木本植物油是開(kāi)發(fā)生物柴油的理想原料,作物秸稈和林業(yè)剩余物可用于開(kāi)發(fā)生物質(zhì)成型燃料或發(fā)電。生物質(zhì)能源可彌補市場(chǎng)對電力、液體燃料、氣體燃料和固體燃料的多元需求。截至2013年底,全國生物質(zhì)發(fā)電裝機并網(wǎng)總容量達到7790兆瓦(年產(chǎn)能折合標準煤約682萬(wàn)噸),截至2013年底,全國農村沼氣工程達10萬(wàn)處,年產(chǎn)沼氣21.1億立方米(折合標準煤約150萬(wàn)噸),2013年生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)量超過(guò)683萬(wàn)噸(折合標準煤約341萬(wàn)噸),2013年燃料乙醇產(chǎn)量達到210萬(wàn)噸(折合標準煤約196萬(wàn)噸)。
在產(chǎn)業(yè)技術(shù)結構方面,近年來(lái)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)物質(zhì)形態(tài)技術(shù)取得了重要進(jìn)展,通過(guò)先進(jìn)生產(chǎn)設備的引進(jìn)、吸收與轉化,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)總體裝備水平大幅提高。在知識形態(tài)技術(shù)方面,產(chǎn)業(yè)技術(shù)取得了較大進(jìn)步,形成了一批具有完全自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù),并培養了一批產(chǎn)業(yè)科研與技術(shù)人員。在生物質(zhì)直燃/氣化發(fā)電方面,我國生物質(zhì)鍋爐與小型汽輪機技術(shù)已基本成熟,提高技術(shù)與設備的國產(chǎn)化水平,是目前提升生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)效益的要素之一。在沼氣工程方面,我國大中型沼氣工程中的工藝技術(shù)已基本成熟,連續攪拌完全混合式厭氧消化反應器(Continuously Stirred Tank Reactor,CSTR)和升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)是目前采用最為廣泛的沼氣生產(chǎn)工藝,對核心裝備基本完成了標準化、系列化設計和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。我國生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與裝備水平相對成熟,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已不存在重大技術(shù)障礙,成型設備包括輥模式、螺旋式、柱塞式等,其中輥模式是目前采用的主流機型。生物質(zhì)燃料乙醇技術(shù)以木薯乙醇技術(shù)與裝備最為成熟,是非糧燃料乙醇技術(shù)的首選方向,已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化示范階段,甘薯乙醇與甜高粱乙醇技術(shù)基本成熟,處于小規模示范階段,而纖維素乙醇技術(shù)成熟度較低,尚存在關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題未解決。
在產(chǎn)業(yè)布局方面,我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)多分布在糧食主產(chǎn)區,以生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)為例,江蘇省與山東省累計裝機容量分別居全國第一位和第二位。沼氣工程產(chǎn)業(yè)空間布局與各地區農作物秸稈和畜禽糞便資源稟賦有關(guān),大中型沼氣工程多建設在大型畜禽養殖場(chǎng)周邊。生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)與生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展受地區氣候與區域經(jīng)濟條件等因素影響小,產(chǎn)業(yè)布局與相關(guān)生物質(zhì)資源稟賦吻合明顯,如木薯乙醇產(chǎn)業(yè)一般與木薯種植基地配套,目前國內的木薯乙醇項目主要分布在廣西壯族自治區合浦縣和浙江省舟山市。
在產(chǎn)業(yè)組織方面,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)組織以中小企業(yè)為主,由于整個(gè)產(chǎn)業(yè)尚處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,目前不存在行業(yè)壟斷。產(chǎn)業(yè)投資主體分散,企業(yè)間聯(lián)系少,相互耦合關(guān)系弱。秸稈直燃/氣化發(fā)電產(chǎn)業(yè)主要由國有大型發(fā)電企業(yè)投資,沼氣工程產(chǎn)業(yè)一般由大中型養殖場(chǎng)配建和運營(yíng),生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)一般由中小企業(yè)或個(gè)體業(yè)主投資,液體燃料產(chǎn)業(yè)以大中型企業(yè)投資為主。
在產(chǎn)業(yè)鏈方面,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈已基本形成,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈包括生物質(zhì)原料生產(chǎn)供應、生物質(zhì)能源轉化,生物質(zhì)能源市場(chǎng)銷(xiāo)售和產(chǎn)品終端利用4個(gè)環(huán)節。其中,生物質(zhì)直燃/氣化發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈為:原料收集→原料運輸→(熱解氣化)→燃燒發(fā)電→電力輸送與使用;沼氣工程產(chǎn)業(yè)鏈為:畜禽養殖與糞便儲運(秸稈收儲運)→沼氣生產(chǎn)→沼氣提純→產(chǎn)品供應;生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)鏈為:原料收集→原料儲藏與運輸→成型燃料生產(chǎn)→產(chǎn)品銷(xiāo)售與使用;生物質(zhì)液體產(chǎn)業(yè)鏈為:能源作物種植(原料收集)→液體燃料轉化→提純分類(lèi)→市場(chǎng)銷(xiāo)售。目前生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈仍存在薄弱環(huán)節,如缺少適合小地塊作業(yè)的原料收集與預處理裝備、生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化水平較低、纖維素乙醇技術(shù)轉化效率低等。
(三)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)
第一,資源分布廣,開(kāi)發(fā)前景好。生物質(zhì)通過(guò)植物光合作用可以再生,是地球上唯一的可再生碳源,與太陽(yáng)能、風(fēng)能同屬可再生清潔能源,因此,生物質(zhì)能源能夠永續利用,并保證產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展。我國生物質(zhì)資源豐富,可收集農作物秸稈量達到6.87億噸,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展潛力大。
第二,轉化方式多,產(chǎn)品市場(chǎng)大。生物質(zhì)能源轉化方式多樣,可用于直燃/氣化發(fā)電,也可通過(guò)生物、化學(xué)或物理轉化的方法生產(chǎn)氣體、液體或固體燃料,滿(mǎn)足能源市場(chǎng),尤其是農村能源市場(chǎng)對不同形態(tài)能源的需求,產(chǎn)品市場(chǎng)空間大。與太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電相比,生物質(zhì)能源發(fā)電不受天氣條件影響,原料可存儲,產(chǎn)能可調節,用于電網(wǎng)調峰的優(yōu)勢明顯。
第三,綜合效益佳,戰略地位高。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的兩端,一端是能源產(chǎn)業(yè),另一端是農業(yè)。加快農業(yè)剩余物的能源化利用,不僅符合我國能源安全戰略,而且有利于推動(dòng)農村經(jīng)濟發(fā)展,增加農民收入,社會(huì )效益明顯。從生物質(zhì)能源生產(chǎn)和消費的全環(huán)節看,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)CO2凈排放量近似為零,尤其是生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)可實(shí)現對生活垃圾和工業(yè)廢棄物的有效處理,生態(tài)和環(huán)境效益顯著(zhù)。
二 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)當前問(wèn)題深度分析
(一)政策問(wèn)題
近年來(lái),國家高度重視生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用,頒布了《可再生能源法》、《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》、《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規定》、《可再生能源發(fā)展專(zhuān)項資金管理暫行辦法》、《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實(shí)施意見(jiàn)》和《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》等法律、法規及配套辦法,制定了20多項農村秸稈綜合利用、生物質(zhì)成型燃料、沼氣和燃料乙醇等國家和行業(yè)標準,先后出臺了《可再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃》、《全國農村沼氣工程建設規劃》和《農業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》,提出了今后一段時(shí)間內我國生物質(zhì)能源發(fā)展的主要任務(wù)和發(fā)展目標。同時(shí),國家能源局發(fā)布了《關(guān)于推薦綠色能源縣的通知》(國能新能〔2009〕343號),并于2011年與財政部、農業(yè)部聯(lián)合發(fā)出了《關(guān)于印發(fā)〈綠色能源示范縣建設補助資金管理暫行辦法〉的通知》,資助范圍包括沼氣集中供氣工程、生物質(zhì)成型燃料工程等。另外,規定成型燃料相關(guān)的農業(yè)機械設備包括在補貼機具種類(lèi)范圍內的,可享用農機購置補貼政策。盡管如此,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)政策仍存在以下不足。
1.政府支持政策不完善,缺乏足夠的激勵政策
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)屬新興產(chǎn)業(yè),存在市場(chǎng)份額小、交易成本高、投資風(fēng)險大等問(wèn)題,產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要政府提供補貼、稅收、投融資和市場(chǎng)培育等方面的優(yōu)惠政策。目前,我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的激勵政策已有10余項,但缺乏實(shí)施細則。例如,《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》中僅對大型生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了補助,而缺乏針對農戶(hù)的優(yōu)惠扶持政策,影響了農民使用生物質(zhì)能的積極性。政府需盡快制定實(shí)施一系列財政激勵性措施,鼓勵企業(yè)和農民開(kāi)發(fā)使用生物質(zhì)能源。
2.科研資金投入不足,技術(shù)瓶頸有待突破
技術(shù)瓶頸直接制約了生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,政府應進(jìn)一步加大科技投資力度,尤其是強化對生物質(zhì)能源生產(chǎn)效率和綜合創(chuàng )新方面的支持。政府公共部門(mén)應先期投入,鼓勵科研部門(mén)與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),積極培養生物質(zhì)能源技術(shù)方面的科研技術(shù)人員,加強生物質(zhì)能源新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和試點(diǎn)示范。同時(shí),為增強生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競爭力,亟須制定完備的產(chǎn)業(yè)技術(shù)國家及行業(yè)標準,從前端把握好生物質(zhì)能源產(chǎn)品的標準化、系列化和通用性,并且研究環(huán)保排放標準的制定,加快技術(shù)創(chuàng )新與技術(shù)推廣步伐,促進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)健康可持續發(fā)展。
3.投融資機制不健全,投融資渠道不暢
缺乏行之有效的投融資機制,在一定程度上制約了生物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)利用。創(chuàng )新投融資支持機制,鼓勵市場(chǎng)主體參與生物質(zhì)能源市場(chǎng)投資,幫助投資者降低投資成本,控制市場(chǎng)風(fēng)險。應按照公開(kāi)、公平、公正的原則,遴選效率高、前景好的企業(yè)作為扶持對象。同時(shí),既力求全面系統,又要把握支持重點(diǎn),重點(diǎn)支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐較快的生物質(zhì)成型、沼氣、發(fā)電、生物乙醇等項目。以市場(chǎng)化手段為主體,通過(guò)健全投融資機制,引導市場(chǎng)投資主體自發(fā)轉向低能耗、低排放、綜合效益高的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)。
(二)產(chǎn)業(yè)自身問(wèn)題
1.原料分散,收儲成本高,供應受季節影響大
我國農業(yè)生物質(zhì)資源豐富,大約相當于2.985億噸標準煤,發(fā)展潛力巨大,但各地區經(jīng)濟水平發(fā)展不平衡,自然條件、種植制度、養殖結構和生活方式存在很大差異,導致各地區秸稈等生物質(zhì)原料的種類(lèi)復雜、產(chǎn)量分布不均。
工業(yè)化、規?;巧镔|(zhì)能源化利用的方向,資源持續有效供應是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內在要求。農作物秸稈收獲具有明顯的季節性,為保證秸稈資源周年持續供應,原料必須進(jìn)行長(cháng)距離收集和規?;瘍Υ?,導致能源生產(chǎn)成本劇增。依據不同地區秸稈等生物質(zhì)資源分布特點(diǎn),可將全國秸稈等生物質(zhì)資源能源化開(kāi)發(fā)利用分成3個(gè)區域:資源集中地(東北區、蒙新區和華北區)為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用區;資源分散地(西南區、長(cháng)江中下游區和華南區)為適度開(kāi)發(fā)利用區;資源短缺地(黃土高原區和青藏區)為限制開(kāi)發(fā)利用區。
2.生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系不完備,設備工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)基礎薄弱
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展處于初級階段,要實(shí)現大規模生產(chǎn),需要進(jìn)一步完善生產(chǎn)工藝、增強設備可靠性、提高連續生產(chǎn)能力和形成完善的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等。目前生物質(zhì)能源相關(guān)設備制造企業(yè)規模小,技術(shù)力量薄弱,多為產(chǎn)品仿制,難以實(shí)現技術(shù)的創(chuàng )新和突破。如生物質(zhì)成型燃料技術(shù),設備制造多為農機制造企業(yè),機具的可靠性較差、能耗高且使用壽命短。同時(shí),生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中還存在配套燃燒設備不完善,秸稈的收集、儲運和初級處理技術(shù)發(fā)展滯后等問(wèn)題,制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一方面,應加強國外先進(jìn)技術(shù)引進(jìn),通過(guò)有效消化吸收,實(shí)現關(guān)鍵技術(shù)與裝備的跨越式發(fā)展;借鑒國外生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗,完善國內的產(chǎn)業(yè)體系;另一方面,應加強國內自主研發(fā)和創(chuàng )新能力,攻克產(chǎn)業(yè)技術(shù)薄弱環(huán)節,積極拓展生物質(zhì)能源應用領(lǐng)域。
3.社會(huì )和生態(tài)環(huán)境效益顯著(zhù),但經(jīng)濟效益低
生物質(zhì)能源可替代煤炭、石油和天然氣等化石燃料,具有環(huán)境友好和可再生雙重屬性,逐步增加可再生能源在農村能源消費中的比重,是優(yōu)化農村能源結構、改善農民生活條件、建設宜居鄉村的重要內容之一。
目前生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平偏低,產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善,以中小企業(yè)或個(gè)人投資為主體,少量大型企業(yè)剛剛進(jìn)入該領(lǐng)域,市場(chǎng)份額過(guò)小,運營(yíng)維護費用高,難以得到較好的經(jīng)濟效益,導致很多生物質(zhì)能源項目建成后無(wú)法正常運行。大型沼氣工程項目建設投資高,目前多為國家支持項目,沼氣工程運行過(guò)程較為復雜,中小企業(yè)或個(gè)人沒(méi)有足夠的工程管理和技術(shù)經(jīng)驗,導致運營(yíng)管理和生產(chǎn)成本高,直接影響經(jīng)濟效益。
(三)各種問(wèn)題之間相互制約
1.發(fā)揮政府導向作用,搭建生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈
政府部門(mén)導向作用不顯著(zhù),公眾缺乏對生物質(zhì)能源的認識,相關(guān)政策僅對生產(chǎn)環(huán)節起作用,而原料供應與生物質(zhì)能應用方面鼓勵支持少,全產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展需要政府引導,使廣大農民積極參與生物質(zhì)原料的收集、儲存和運輸。應引導農村用能方式轉變,提高生物質(zhì)能源在農村能源消費中的比重,特別是加快生物質(zhì)成型燃料、沼氣工程的推廣應用。
2.加大科研資金支持力度,引導生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向
政府政策和資金支持,直接影響生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。一方面,政府部門(mén)需要加大力度支持推廣潛力較大的生物質(zhì)能源項目,如生物質(zhì)成型燃料,該生產(chǎn)技術(shù)已基本成熟,但在關(guān)鍵設備壽命、能耗,以及配套生產(chǎn)線(xiàn)的可靠性方面仍需技術(shù)突破,目前多為中小企業(yè)或個(gè)人投資,多數投資者缺乏相應的研發(fā)資金,需要依靠相應的資金支持,促進(jìn)技術(shù)和裝備的進(jìn)步。另一方面,政府部門(mén)需要應時(shí)所需,根據產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程,不斷完善產(chǎn)業(yè)財稅扶持政策。
3.營(yíng)造良好投資環(huán)境,提高企業(yè)利潤,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規?;l(fā)展
隨著(zhù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,政府投資是有限的,需要尋求更多的社會(huì )投資,以滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要。除了政府投資,企業(yè)或個(gè)人自有資金是主要投資渠道,市場(chǎng)發(fā)展初期,企業(yè)不敢冒風(fēng)險追加投資,需要政府出臺相關(guān)政策,減小企業(yè)投資風(fēng)險,增強企業(yè)投資信心。應制定生物質(zhì)能源企業(yè)申請銀行貸款的優(yōu)惠政策,目前銀行貸款普遍存在申請困難、利率高、貸款抵押額度高、貸款期限短等問(wèn)題,企業(yè)找不到良好的投融資渠道,制約了生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
三 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展評價(jià)
(一)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑
作為戰略性新興產(chǎn)業(yè),生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程較短,產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本脈絡(luò )可歸納為技術(shù)研究、裝備開(kāi)發(fā)、示范推廣、產(chǎn)業(yè)體系構建與發(fā)展等過(guò)程,具體包括產(chǎn)業(yè)政策路徑、產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)路徑、產(chǎn)品市場(chǎng)定位與開(kāi)拓路徑、產(chǎn)業(yè)鏈培育路徑和產(chǎn)業(yè)資金籌措路徑等。
1.產(chǎn)業(yè)政策
對于新興產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)政策的制定與實(shí)施是產(chǎn)業(yè)培育、形成與發(fā)展的基本保障。為推動(dòng)生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用和生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,國家和地方相繼出臺了一系列法律、法規和政策文件。2006年頒布實(shí)施的《中華人民共和國可再生能源法》,將我國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入了法制的軌道。隨后與之配套的一系列法律、法規和政策陸續出臺,同時(shí),國務(wù)院有關(guān)部門(mén)相繼發(fā)布了涉及生物質(zhì)能源的中長(cháng)期發(fā)展規劃,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)政策框架和目標體系逐步形成。
2.產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)
由于生物質(zhì)轉化途徑的多樣性和區域特征的差異性,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢必要求配套多元化的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)起步晚,產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展歷程總體上是對國外先進(jìn)技術(shù)和裝備的引進(jìn)、吸收和再創(chuàng )新,實(shí)現了跨越式發(fā)展。部分單項技術(shù)經(jīng)過(guò)原始創(chuàng )新,也取得了突破性進(jìn)展,如生物酶轉化可再生油脂原料制備生物柴油技術(shù)、超臨界生物柴油生產(chǎn)技術(shù)等。同時(shí),區域特征的差異性導致不同地區對產(chǎn)業(yè)技術(shù)的要求也不同,如在我國東北和西北地區,由于積溫低,沼氣工程需要開(kāi)發(fā)低溫發(fā)酵技術(shù)??傮w而言,目前我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系已基本形成多元并舉的良好態(tài)勢。
3.產(chǎn)品市場(chǎng)定位與開(kāi)拓
生物質(zhì)能源轉化方式多,轉化的產(chǎn)品包括電能、氣體燃料、液體燃料和固體燃料,可滿(mǎn)足不同市場(chǎng)的需求,產(chǎn)品銷(xiāo)售渠道廣,但由于在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期產(chǎn)業(yè)規??傮w較小,除生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)外,產(chǎn)品定位主要在項目建設地所處的農村市場(chǎng),解決農民生活與生產(chǎn)用能問(wèn)題。隨著(zhù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)規模的不斷擴大,為全面提升產(chǎn)業(yè)綜合效益,建設多能互補型分布式能源系統是生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
4.產(chǎn)業(yè)鏈培育
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈條長(cháng),在產(chǎn)業(yè)鏈培育階段以核心技術(shù)研究和關(guān)鍵設備開(kāi)發(fā)為先導,突破單項技術(shù)、培育單點(diǎn)市場(chǎng),然后,在此基礎上發(fā)展原料收集與儲運體系,拉伸產(chǎn)業(yè)鏈條。隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)規模的不斷擴大,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能迅速提高,政府開(kāi)始通過(guò)價(jià)格補貼等行政手段培育新的生物質(zhì)能源市場(chǎng),并建設必要的社會(huì )化服務(wù)保障體系,從而形成集原料收集、能源加工、產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。
5.產(chǎn)業(yè)資金籌措
資金投入是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎保障,在生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)培育階段,技術(shù)研究以政府投資為主體,示范項目建設以政府和中小企業(yè)投資為主體,大型項目以國有大型企業(yè)投資為主體,小型生產(chǎn)項目以中小企業(yè)和私營(yíng)業(yè)主投資為主體。隨著(zhù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系的不斷完善和產(chǎn)業(yè)發(fā)展激勵政策和補貼措施的相繼出臺,產(chǎn)業(yè)投資優(yōu)勢逐漸顯現,目前正在形成以市場(chǎng)投資為主、政府投資為輔,由個(gè)人投資、企業(yè)法人投資、金融基金投資等組成的多元化投資體系。
(二)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
1.生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
截至2013年底,全國共有28個(gè)?。ㄊ?、區)已建成生物質(zhì)能源發(fā)電項目,累計核準容量達到12226兆瓦,其中并網(wǎng)容量7790兆瓦,占核準容量的63.7%。江蘇省、山東省累計核準容量分別達到1395兆瓦、1376兆瓦,分別占全國累計核準容量的11.4%、11.3%,居全國前兩位。從區域分布上看,生物質(zhì)發(fā)電項目主要集中在華東地區,并網(wǎng)容量達3515兆瓦,占全國總裝機容量的45.1%。
生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)的標桿企業(yè)在技術(shù)、成本方面已經(jīng)具有明顯優(yōu)勢,已投產(chǎn)生物質(zhì)發(fā)電項目的贏(yíng)利能力得到了初步驗證。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研究和設備開(kāi)發(fā)進(jìn)展較快,目前已掌握高溫高壓生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。
2.生物質(zhì)沼氣工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
截至2013年底,我國農村沼氣工程已達到10萬(wàn)處,年產(chǎn)沼氣約21.1億立方米。其中,處理工業(yè)廢棄物沼氣工程332處,年產(chǎn)沼氣2.7億立方米,處理農業(yè)廢棄物沼氣工程9.96萬(wàn)處,年產(chǎn)沼氣18.4億立方米。
經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展,我國大中型沼氣工程發(fā)酵工藝技術(shù)體系已基本成熟,相關(guān)裝備技術(shù)進(jìn)行了大量的標準化、系列化和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā),取得了重要進(jìn)展,還積極引進(jìn)了國外的新材料與新工藝。另外,沼氣利用設備,如沼氣發(fā)電機組、燃氣鍋爐、大型灶具等的研制也取得了重要進(jìn)展。
3.生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
2013年,我國生物質(zhì)成型燃料總產(chǎn)量已達到683余萬(wàn)噸,近幾年生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較迅速,有多家生物質(zhì)成型燃料企業(yè)相繼投入生產(chǎn),在國家產(chǎn)業(yè)政策的引導下,建立了多處年產(chǎn)萬(wàn)噸以上的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地??傮w而言,生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化示范推廣階段。
目前,我國生物質(zhì)成型燃料技術(shù)發(fā)展已比較成熟,設備生產(chǎn)率和設備能效有較大提高,但大型生產(chǎn)線(xiàn)存在自動(dòng)程度偏低、生產(chǎn)系統運行穩定性較差等問(wèn)題。
4.生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
2013年,4個(gè)陳化糧乙醇項目和廣西中糧木薯乙醇等項目合計生產(chǎn)燃料乙醇約210萬(wàn)噸,受到國家對糧食乙醇項目投資建設的政策限制,木薯燃料乙醇、甜高粱燃料乙醇是未來(lái)燃料乙醇項目投資重點(diǎn)。據不完全統計,2013年我國生物柴油產(chǎn)能達到200萬(wàn)噸,但受原料供應限制,全年產(chǎn)量不足90萬(wàn)噸。
糧食乙醇與木薯乙醇技術(shù)已經(jīng)成熟,而纖維素乙醇尚存在技術(shù)難點(diǎn),目前只建成了若干小規模試驗裝置,不具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展條件。生物柴油技術(shù)體系基本形成,生物質(zhì)酯化技術(shù)和生物酶法合成技術(shù)分別進(jìn)入了應用推廣和中試示范階段。
(三)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機制分析
通過(guò)對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑和產(chǎn)業(yè)現狀的分析,可從以下幾方面歸納生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展機制。
1.政府引導機制
與傳統產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑與形成機制不同,傳統產(chǎn)業(yè)可以在產(chǎn)品滿(mǎn)足用戶(hù)需求的過(guò)程中自發(fā)形成、逐步壯大,而生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)屬新興、弱勢產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎弱、產(chǎn)業(yè)投資經(jīng)濟效益低(甚至沒(méi)有效益),完全市場(chǎng)狀態(tài)下企業(yè)投資積極性小,但發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)其社會(huì )效益與生態(tài)環(huán)境效益突出,戰略意義重大,因此,政策引導與價(jià)格補貼長(cháng)效機制是產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展的保證。
2.科技創(chuàng )新機制
受產(chǎn)業(yè)規模整體較小和產(chǎn)業(yè)整體利潤低的影響,以企業(yè)為主體的科技創(chuàng )新機制明顯較弱,企業(yè)創(chuàng )新動(dòng)力不足,科研總體水平較低。目前我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng )新主體是相關(guān)科研院所,以政府投資為主,隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)規模效益的日趨顯現,科技創(chuàng )新主體將逐步向企業(yè)轉移。
3.市場(chǎng)投融資機制
資本是產(chǎn)業(yè)成長(cháng)最重要的驅動(dòng)力之一,投融資機制的建立和完善可助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略意義重大,但目前產(chǎn)業(yè)利潤總體較低,我國在生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中,形成了一種“政府引導,市場(chǎng)取向,多元投入”的產(chǎn)業(yè)融資機制。
四 典型案例
(一)農林生物質(zhì)直燃發(fā)電工程
1.工程概況
山東某地生物質(zhì)能電廠(chǎng)裝機容量為30兆瓦,2006年正式并網(wǎng)發(fā)電。該電廠(chǎng)總投資約3億元,燃料以破碎后的棉花秸稈為主,年消納農林剩余物30萬(wàn)噸。項目設備包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等,主廠(chǎng)房采用三列式布置,依次為汽機房、除氧間和鍋爐房,汽輪發(fā)電機采用縱向布置。
2.核心技術(shù)
項目引進(jìn)丹麥公司BWE技術(shù),通過(guò)消化吸收再創(chuàng )新,自主設計研發(fā)130千瓦的秸稈燃燒鍋爐,實(shí)現了生物質(zhì)發(fā)電設備國產(chǎn)化。在原料供應方面,電廠(chǎng)所在縣設有8個(gè)秸稈收購站,這8個(gè)收購站占地面積大,網(wǎng)點(diǎn)輻射面積廣,負責將農民送來(lái)的秸稈、木材加工下腳料、樹(shù)皮等生物質(zhì)燃料分類(lèi)處理。
3.運營(yíng)效果
該項目每年消納農林剩余物約30萬(wàn)噸,一大批專(zhuān)門(mén)從事秸稈收儲運的農村經(jīng)濟合作組織迅速壯大,項目培養的經(jīng)紀人隊伍已近200人,人年均可提供生物質(zhì)燃料1000多噸,圍繞燃料的收、儲、存、輸環(huán)節,創(chuàng )造了1000多個(gè)就業(yè)崗位,為當地農民增加收入7000萬(wàn)元以上。
(二)大興生物質(zhì)成型燃料示范工程
1.工程概況
大興生物質(zhì)成型燃料示范工程總投資385.85萬(wàn)元,生產(chǎn)車(chē)間如圖1所示。工程占地面積60畝,包括原料場(chǎng)、投料棚、生產(chǎn)車(chē)間、成品庫、辦公用房和檢測用房等。項目以各種農作物秸稈、木屑、花生殼等為原料,年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料1萬(wàn)噸,其中,顆粒燃料5000噸、壓塊燃料5000噸。
圖1 生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)車(chē)間
2.核心技術(shù)
該示范工程核心設備采用雙壓輥環(huán)模式成型機,主要原料采用連續輸送系統,調劑原料采用調制喂料系統,組成連續喂料和調制喂料相結合的混配工藝。生產(chǎn)工藝技術(shù)流程如圖2所示。
圖2 生物質(zhì)成型燃料加工工藝流程
3.運營(yíng)效果
本項目的實(shí)施提供了大量的就業(yè)崗位,促進(jìn)了農民就業(yè)和農業(yè)勞動(dòng)力的轉移。將分散的生物質(zhì)能源進(jìn)行集中生產(chǎn)和供應,使農民使用便利,有利于改善農村居民居家環(huán)境和衛生狀況。同時(shí),1萬(wàn)噸生物質(zhì)成型燃料,可替代燃煤0.5萬(wàn)噸,減少CO2排放1.0萬(wàn)噸、SO2排放30噸、煙塵71噸。
(三)養殖場(chǎng)沼氣工程
1.工程概況
項目年處理雞糞便約12萬(wàn)噸,發(fā)電機組裝機容量為2兆瓦,年可發(fā)電1400萬(wàn)千瓦時(shí);沼渣沼液全部轉化為固態(tài)或液態(tài)有機肥。項目建設3200立方米的厭氧發(fā)酵罐6座,配套建設1座4000立方米的格柵集水池、2座2000立方米勻漿調解池等。
2.核心技術(shù)
項目采用完全混合厭氧反應器(CSTR)沼氣抽取工藝和熱電肥聯(lián)產(chǎn)技術(shù),沼氣主要用于發(fā)電上網(wǎng),沼氣發(fā)電機組余熱可供沼氣發(fā)酵工程自身增溫和雞場(chǎng)供暖,沼液、沼渣全部用作有機肥料,實(shí)現零排放。
3.運營(yíng)效果
項目加上電價(jià)補貼和聯(lián)合國CDM補貼,年收入達2034萬(wàn)元,年收益1446萬(wàn)元。該項目建設了“雞—肥—沼—電—生物質(zhì)”的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。通過(guò)預處理、發(fā)酵、沼氣凈化、貯存、發(fā)電技術(shù),實(shí)現年減排溫室氣體(CO2當量)6.7萬(wàn)噸。
(四)廣西某木薯燃料乙醇項目
1.工程概況
項目位于廣西壯族自治區,項目占地45.26萬(wàn)平方米,建設投資7.6億元,年處理鮮木薯150萬(wàn)噸(折成干片為61萬(wàn)噸),年產(chǎn)燃料乙醇20萬(wàn)噸、木薯渣8萬(wàn)噸、沼氣2970萬(wàn)立方米、二氧化碳5萬(wàn)噸(見(jiàn)圖3)。
圖3 廣西某木薯燃料乙醇項目
2.核心技術(shù)
該項目采用了風(fēng)選風(fēng)送(干法)、泵送(濕法)、除砂除雜、同步糖化濃醪發(fā)酵、中溫連續液化、熱耦合差壓蒸餾、閃蒸熱能回收、分子篩變壓吸附脫水、蛋白絮凝分離、摻燒熱電聯(lián)產(chǎn)等燃料乙醇生產(chǎn)新工藝。
3.運營(yíng)效果
該項目的實(shí)施可帶動(dòng)周邊地區種植木薯近100萬(wàn)畝,每年為當地農民增收3億元,促進(jìn)了地方經(jīng)濟發(fā)展,為改善投資環(huán)境、加速農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整、增加農民就業(yè)找到了新的突破口。
五 政策討論與建議
(一)加強政府指導,加大政策和財稅扶持力度
不同地區的氣候特征、土地經(jīng)營(yíng)方式、資源稟賦、社會(huì )經(jīng)濟條件等差異大,因此,政府需引導企業(yè)投資因地制宜、科學(xué)規劃,而不應對某一地區產(chǎn)業(yè)發(fā)展成功模式進(jìn)行簡(jiǎn)單復制。企業(yè)投資規模策劃要兼顧產(chǎn)業(yè)規模效益與原料收儲運成本,不宜盲目擴大投資??傊?,在保護自然環(huán)境和生態(tài)系統的前提下,政府需引導企業(yè)科學(xué)規劃、合理布局、因地制宜、有序開(kāi)發(fā)。加大政策和財稅支持力度,完善從原料收集、設備購置、能源生產(chǎn)到產(chǎn)品消費的全產(chǎn)業(yè)鏈財稅扶持政策,確保原料供應,并培育新的產(chǎn)品市場(chǎng)。
(二)加速科技進(jìn)步,建立科技支撐和人才保障體系
與傳統能源產(chǎn)業(yè)相比,產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚,技術(shù)積淀少,裝備水平總體落后是生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的基本特征。應加強生物質(zhì)能源科技創(chuàng )新統籌協(xié)調,加快國家級生物質(zhì)能源技術(shù)研究機構建設,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源綜合利用技術(shù)測試平臺和先進(jìn)非糧生物液體燃料技術(shù)研發(fā)平臺,開(kāi)展基礎性研究工作,通過(guò)聯(lián)合研究、技術(shù)攻關(guān),攻克產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)難題,并積極引導實(shí)力較強的企業(yè)加大科技投入,通過(guò)多方努力,疏通產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的技術(shù)瓶頸,保障產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
(三)引導社會(huì )投資,拓寬融資渠道
作為戰略性新興產(chǎn)業(yè),生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)整體利潤較低,缺少市場(chǎng)投資的內驅力,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,政府適度資金投入是助力產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要保障。另外,政府可通過(guò)經(jīng)濟激勵和政策支持引導社會(huì )投資,加快形成生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)機制,調動(dòng)投資者的投資積極性,引導并鼓勵國有大型企業(yè)向生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)投資,承擔經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的雙重責任。
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