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“绿色柴火”点亮新生活
2013-08-19 13:31  · 来源:科技日报  · 作者:马爱平  · 责编:系统管理员

  编者按 我国正处于工业化、城镇化高速发展期,快速的经济发展带来了日益增大的能源缺口和严峻的环境问题,调整能源结构、发展可再生清洁能源刻不容缓。生物质燃气是一种优质的可再生低碳清洁能源,世界范围内,其技术发展日益成熟、产业已步入商业化阶段,是生物质能源领域发展最好、最成熟的方向之一。近年来,我国通过产业技术突破、装备系统集成和商业化科技示范工程引领,初步形成可盈利的生物质燃气商业模式。

  本报与科技部农村中心合作,从今日起推出“科技创新推进生物质燃气产业商业化”系列报道,介绍国内外生物质燃气产业发展现状与趋势,我国生物质燃气产业基础研究和理论创新、产业链建设和产品开发,并介绍我国6种较为成功的生物质燃气产业商业模式。敬请关注。

  在北京延庆县前黑龙庙生物质燃气科技产业示范村,村支书自豪地说:“你看我们村多好,家家门口没有柴火堆了。”时值中午,正在给敬老院做饭的村民对记者说:“这两个气头都很冲,一个月光燃气费就能省下100元。”

  生物质燃气属于低碳清洁能源,在生产过程中能将有机废弃物变废为宝,在利用过程中还能节能减排。

  生物质能源产业技术创新战略联盟负责人认为,当前生物质燃气技术和产业已步入商业化阶段,是生物质能源领域发展最好、最成熟的方向之一。

  世界主要国家生物质燃气发展现状

  据生物质能源产业技术创新战略联盟介绍,从生物质燃气总产能分析,目前欧盟、中国、美国名列前茅。2011年欧盟沼气产量为201.7亿立方米,其中德国为101.4亿立方米,占整个欧盟沼气生产量的50.27%。美国2011年沼气产量为126亿立方米,比2010年增长12.6%。

  在商业模式上,世界生物质燃气应用方式主要为热电联产、净化提纯制备管道和车用天然气等。

  在德国,98%的生物质燃气工程用于热电联供,2011年,德国生物质燃气发电总装机容量为2559MW。丹麦Ribe生物质燃气发电站,是该国第一批集中型沼气站,也是大规模热电联产系统中最成功的案例之一。

  管道生物天然气模式的一个成功案例是德国Rathenow沼气工程,原料为青储玉米及农作物、液态牛粪等,经沼气纯化生产生物质燃气规模为520Nm3/h。

  瑞典则率先开始沼气净化提纯制车用生物质燃气和管道生物质燃气,并开出了世界上第一辆沼气火车。其Linkoping车用生物天然气工程,可处理瑞典东南部有机垃圾,每年获得470万立方米生物天然气,供给12个加气站。

  中国生物质燃气产业取得长足进步

  目前,快速的经济发展给我国带来巨大的能源缺口。2012年天然气表观消费量为1471亿立方米,进口425亿立方米,对外依存度达29%;预计到2015年消费量将达2500亿立方米。寻找可替代传统化石能源的可再生清洁能源刻不容缓。

  2009年4月,科技部部长万钢考察北京德青源农业科技股份有限公司,提出了发展我国生物质燃气的总体构想:利用科技创新引领商业模式创新,升级生物质燃气技术、建设一批专业化服务公司、推广规模化沼气工程,培育和发展生物质燃气产业链,实现农业、能源和环境良性循环。

  4年来,我国生物质燃气产业发生了重要变化。

  科技部农村中心主任贾敬敦介绍,首先,在废弃物制备生物质燃气有关基础研究、技术装备开发和系统集成等方面取得重要进展;其次,以废弃物制备的生物质燃气为主导产品的生物质燃气产业初具基础,规模化生物质燃气工程已超过8万处,年沼气总产量约150亿立方,折3100万吨标煤,二氧化碳减排6100万吨,年产有机肥(沼渣沼液)4亿多吨;第三,现代农业、废弃物利用、生物质燃气和绿色发展“四位一体”可盈利的循环经济模式初步形成。

  如今,德青源生物质燃气科技示范工程已形成完整的技术路线和模式:以蛋鸡养殖基地产生的排泄物和周边作物秸秆等废弃物为原料混合发酵,生产沼气;再经提纯压缩,由压缩天然气槽车配送到周边乡村供气站;最后经村内管线就能输送到各家各户。

  中国生物质燃气产业商业化任重道远

  经测算,如我国有效利用畜禽粪便、生活垃圾及农林废弃物等,年可产相当于天然气的生物质燃气1500亿立方米,约合4500亿元产值。但我国生物质燃气产业发展仍处于起步阶段,受周年产气、废液处理、安全保障和设施维护及原料保障条件限制,传统沼气发展模式趋于萎缩,2011年户用沼气池总体使用率只有64.8%。

  中科院广州能源研究所研究员马隆龙认为,持续创新的技术体系、稳定高效的政策扶持、专业规范的团队运作,是世界生物质燃气产业发展的主要经验;而充分的市场化、适宜的规模化、精细的专业化、规范的标准化,是该产业健康发展的保障。因此,加强政策扶持、技术协同创新,及加强国际交流合作是该产业带给中国的重要启示。

  对此,贾敬敦建议,首先要做好统筹设计,应以商业化生物质燃气产品为核心,以村镇生活用能为主要市场,替代村镇燃煤,淘汰落后灶具和采暖设施,培育可盈利的生物质燃气产业链;第二要明确工作重点,凝练适合国情的、可盈利的商业模式,向全国推广;配套形成适宜的生物质原料收集与预处理技术、多元原料共发酵集成技术、高品位生物质燃气产品制备技术,以及开发标准化成套工程装备等;第三要推进体制机制创新,完善产学研用协同创新体制机制;以企业为主导,推进高效规模化关键技术研发,开展商业模式示范应用,制定工程设计建设、专业化运营服务、安全保障标准规范;第四要研究制定配套政策,创造产业发展的良好环境。

  今年7月2日,万钢在生物质燃气产业商业模式应用推进现场会上强调,下一步要在四方面做出努力。首先,加强基础研究和理论创新。加强生物降解和生物环保技术研发,研究高效发酵菌种、生物脱硫净化、混合原料配比等;从技术、经济运行等方面探索适应不同区域的不同模式。第二,创新产业链建设和开发。从创新工程、装备和服务领域,研究标准化、模块化的专业设备;进行多元原料高效利用研究,提高效能、提升效益;进一步改进净化和生产装备,农村生物质燃气所用的产品、相应的产业链建设应与城市有所区别。第三,创新商业模式。在经营模式上,需考虑适应不同地区的投资、服务模式;在产业模式上,应考虑采取横向综合还是纵向综合,前者重在服务,后者重在装备;在服务模式上,应统筹考虑废弃物的收集及生物质能源的生产、销售及运行;在政策上,应统筹考虑生物质能源对新农村和小城镇建设的促进作用;在标准上,应制定生物质燃气、安全环保、生产装备的标准,制定生物质燃气优先入网和补贴政策。第四,加强国际合作。发达国家生物质燃气发展较快、经验丰富,中国拥有技术和价格优势,要优势互补、加强合作。

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