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生物质能资源包括农作物秸秆和农业加工剩余物、薪材及林业加工剩余物、禽畜粪便、工业有机废水和废渣、城市生活垃圾和能源植物,可转换为多种终端能源如电力、气体燃料、固体燃料和液体燃料,其中受到最多关注的是生物质液体燃料(生物燃油)。世界不少国家已经开始发展生物燃油产业(包括生物燃油加工业以及其相关产业,如能源农业和能源林业),其中共同的目的在于保障石油安全。
美国和欧盟国家在生物燃油产业方面也有丰富的经验。不过巴西的发展背景与中国更为接近。巴西生物燃油产业(以生物乙醇工程为开端,后来又发展了生物柴油)源于1975 年,起因主要有二:一是出于国家能源安全和经济发展的考虑,在1973-1974 年第一次石油危机中,由于巴西80%的燃料依赖进口,油价暴涨使巴西损失了40 亿美元,经济也受到沉重打击;其次是为了促进国内种植业的发展和保护农民的利益,因为巴西是全球最大的甘蔗种植区。
能源农林业的大规模发展可以有效地绿化荒山荒地、减轻土壤侵蚀和水土流失。大量使用生物燃油对中国大气环境的保护和改善也有着突出的意义:与化石燃料相比,生物燃油的使用很少产生NOx 和SOx 等大气污染物;由于生物质CO2的吸收和排放在自然界形成碳循环,其能源利用导致的CO2 排放远低于常规能源。到2050 年生物燃油开发量如果能达到1.05 亿吨(这一数据是基于能源研究所2005 年“中国能源中长期开发利用前景分析”研究项目的生物质能部分的情景分析;情景分析中能源林业以生产生物柴油原料为主,能源农业以生产生物乙醇原料为主;其中2020 年、2030 年、2050 年预计开发量为:生物乙醇0.039、0.079、0.16 亿吨,生物柴油0.15、0.33、0.89 亿吨),则可绿化约3000 万公顷荒山荒地,减排约3.1 亿吨 CO2。
1.3 发展生物燃油产业将为中国“三农”问题做出贡献 建设从能源农林业到生物燃油加工业的生物燃油产业链可以成为中国解决“三农”问题的一个有力手段。
1.3.1 带动农业经济和林业经济 2020 年生物燃油开发量预计为1900 万吨左右,初步估算可给国家和地方创产值1000 亿元。到2050 年生物燃油开发量如果能达到1.05 亿吨,将创造5000亿元左右的年产值、吸纳1000 万个以上的劳动力(主要是能源农林业接纳的就业),并为带动农村经济发展起到极大的作用;形成这部分生物燃油产能的初始投资(主要是产业建设投资,荒地改造和树种等费用相对较低)预计可以控制在1.0 万亿元以内:年产值与产能投资的比值(大于1:2)大于某些常规能源产业的比值(例如,火电的年产值与产能投资的比值约为1:2.5)。
生物燃油产业的核心技术是生物燃油技术和能源作物的选育和种植技术。自“八五计划”期间已经开始生物燃油资源与转换技术的研究开发,采用传统技术用粮食和油料作物生产醇类和油类产品,这只限于在食品与轻工产业;制取燃料作为交通能源产业建设则是在“九五计划”期间由原国家计委公布实施。能源作物的概念对中国来说是较新的,但其选育和种植技术的相关研究实际上已有数年的基础。
目前生物燃油的主要原料为“陈化粮”。严格来说,以“陈化粮”制取生物乙醇并不能算在能源农业的范畴,因为就其主要用途而言粮食作物与能源植物有本质区别。但这也为发展生物乙醇技术积累了技术经验和产业基础,待甜高粱等能源植物资源得到发展后,即可进行原料转移。
经国务院批准,原国家计委2001 年4 月17 日发布中国实施车用汽油添加燃料乙醇的决定。同时国家质量技术监督局颁布了“变性燃料乙醇”和“车用乙醇汽油”两个国家标准。国家投资50 余亿元,批准全国建立4 个以消化“陈化粮”为主要目标的燃料乙醇企业,目前均已投产,总生产能力100 余万吨。粮食为燃料乙醇原料,每吨超过3000 元,含加工费后,燃料乙醇成本超过4000 元/吨。
国家规定2004 年10 月起黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5 省及湖北、山东、河北及江苏的部分地区,强制封闭使用车用乙醇汽油。到2005 年,上述各省及其所辖市区,军队特需和国家特种储备除外,全部实现车用乙醇汽油替代其他汽油。
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