中国可再生能源发展战略研究丛书 生物质能卷新

新员工学习讲义2019/8/25中国可再生能源发展战略研究丛书生物质能卷新员工学习讲义2019/8/25一、生物质能源产业发展的国外动向（一）、事件：始于1973年的巴西“爱国汽油”事件，发展于1999年美国的“发展生物基产品和生物能源”总统令（二）、现状：生物乙醇，美（玉米）巴（甘蔗）板块；生物柴油，生物质、沼气发电欧盟板块中、印、日等板块，起步较晚新员工学习讲义2019/8/25二、主要产品与技术前沿（一）、固体生物燃料：直接燃烧和与煤混燃；成型燃料；热电联产（燃烧利用余热，德国使用）（二）、液体生物燃料：第一代：燃料乙醇、生物柴油玉米、甘蔗、小麦、陈化粮等，替代运输用化石燃料第二代：纤维素乙醇（水解难题）；生物质汽化生产F-T柴油（经济性差）；生物质液化生产生物柴油（难以推广）；燃料丁醇（用途广，成本高）新员工学习讲义2019/8/25（三）、气体生物燃料：沼气替代天然气；净化后沼气运输燃料CNG生物质汽化（能量转换率低）；生物质制氢（有待发展）（四）、可生物降解塑料：替代石油基塑料（五）、生物质化工产品：生物质制烯烃糠醛及替代C4化工产品新员工学习讲义2019/8/25三、我国的生物质原料资源（一）、研究思路与方法：不与人争粮，不与农争地（瑛基量口号—不与人争粮，不与粮争地；体现这一点）；农林产品有机废物；边际性土地利用；原料植物多样性。（二）、工作方法与路线：具有可获得性与经济性的有机废弃物+原料用边际性土地资源+能源作物生产的边际性农田=生物质原料资源整合边际性土地与能源种植物新员工学习讲义2019/8/25（三）、有机废弃物资源：农作物秸秆：稻谷、玉米、杂粮、薯类、棉花等。造肥还田15%、饲料24%、工业原料3%、（薪柴43%、露地焚烧15%，可做生物质原料）畜禽粪便：牛、鸡（收集系数0.6）、猪（0.9）；户用沼气最好、大中型养殖场。林业剩余物：采伐剩余物和加工剩余物；各类经济林抚育期间育林剪枝薪柴量工业有机废弃物：农林产品加工业城市有机生活垃圾：约占25%-30%，厨余垃圾为主（目前国家拟对生活垃圾进行收费，可以发展垃圾压块制粒）总汇：2030年产量约为4.74亿吨标准煤，现能源一次性消费量的1/5。大分散小集中特点新员工学习讲义2019/8/25（四）、边际性土地资源：可利用而尚未利用的土地：8874万公顷（荒草地、盐碱地、其他未利用土地占87.3%）可垦可农用地后备土地：734.39万公顷，占8.3%宜林后备土地：5704万公顷，其中沙荒地700万公顷（亿利）现能源林地：薪碳林地（303万公顷），油料林地（302万公顷），灌木林地（4530万公顷）边际性农地：5024万公顷低产地，40%可用于生物质原料生产总汇：总计13614万公顷；八成宜林，两成宜农；西部北部多，东部南部少！新员工学习讲义2019/8/25（五）、生物质原料资源：甜高粱：生长快、产量高（60-80吨/公顷）、抗逆性强，含糖17%-21%，盐碱地和沙地木薯：光合效率高、抗逆性和适应性强、耐瘠薄甘薯：高产、稳产、耐瘠薄、适应性广，薯干20吨/公顷甘蔗：生产乙醇，目前主要用于制糖油料作物：油菜综合利用价值高，含油量39%，发展生物柴油（棉籽油）木本油料植物：黄连木、麻风树、油桐、光皮树等木本能源植物：生长快、适应性和抗逆性强、热能高灌木能源植物：干重发热量4000千卡/公斤，与原煤相当新员工学习讲义2019/8/25四、发展战略与目标（一）、发展生物质产业的战略需求：能源替代：能源资源短缺需求激增，石油进口依存度高，消费结构单一，能源价格上涨为环境减压：CO₂排放量世界第二，SO₂排放量世界第一，酸雨占国土面积30%为“三农”解困：工业反哺农业、以工促农，以城带乡（二）、战略思路与原则：一矢三的，重在“三农”；不争粮地，生态先行；多元发展，因地制宜；突出重点，中小为主；资源循环，环境优先。新员工学习讲义2019/8/25（三）、战略产品的选择与定位：燃料乙醇：技术成熟、原料丰富、替代石油、减少排放成型燃料及热电联产：技术成熟、投资小、减排、潜力无限沼气与CBG：替代天然气、就地取材可生物降解塑料：成本高、技术难度大生物柴油：原料缺（国家规定地沟油统一回收），待开发（非食用油油脂）、技术差东江能源科技沈汉兴利用地沟油转化技术国际先进（日产100t）生物质化工产品：制烯烃，逐步形成（四）、生物运输燃料的能量平衡与经济性：产出投入比在1.16-10之间（五）、生物质能源产业发展的战略目标：远期目标2050：替代5亿吨标准煤的化石能源中期目标2020：年产1亿吨的“生物质油田”和减排2亿吨CO₂近期目标2010：替代1000万吨原油和800万吨标准煤，减排3300万吨新员工学习讲义2019/8/25五、技术路线图（一）、燃料乙醇：薯类乙醇、与糠醛等半纤维产品联产乙醇、甜高粱乙醇、纤维素乙醇；年产乙醇2300万吨（二）、生物质成型燃料：国内开发不加热直接成型；2020年5000万吨/年（三）、工业化生产和使用沼气：农村户用沼气+工业化生产（四）、可生物降解塑料：淀粉发酵得到乳酸，乳酸聚合得到聚乳酸（五）、生物柴油：开发棉籽油和冬闲田种植油菜等原料（六）、生物质化工产品：1、乙醇催化脱水制备乙烯、废弃生物油生产丙烯；2、秸秆有效利用新员工学习讲义2019/8/25六、目前生物质能源发展过程中存在的主要阻力和障碍（一）、社会问题：政策、法律方面工作落后；生产的生物质能源产品质量差，影响发展（二）、原料问题：甜高粱乙醇需要进行试验、生物柴油原料缺、甘蔗乙醇只能用废糖蜜（三）、技术装备问题：部分技术领先，总体技术水平落后新员工学习讲义2019/8/25七、政策性建议生物质能源应于化石能源相辅相成，现阶段是补充，后石油时代将于其他可再生能源一起，成为主体能源之一（一）、国家设立生物质能源产业发展专项基金支持示范建设项目，给予30%资金补贴（二）、支持生物质能源产业的财税政策免息贷款、免征增值税、替代补贴、征收化石能源税、征收环保税、使用生物质产品减税（三）、支持生物质原料生产和发展农村经济的激励政策支持工业化沼气生产、支持种植能源植物、支持企业与农民合作（四）、支持生物质能源技术研发政策加大研究经费、建立研发中心、加大企业与高等院校合作的科研经费新员工学习讲义2019/8/25专题一灌木林是我国重要的生物质能源新员工学习讲义2019/8/25一、国内外能源林发展概述：国外研究发展概述：以获取替代石油的生物燃油为目标的能源林：美洲香槐（南加州）、柴油树（巴西）、汉咖树（菲律宾）、麻风树、黄连木等以获取生物燃料为目标的能源林：提供生物发电原料能源林和提供薪柴能源林；杨树和柳树为主；采取超短轮伐期经营时采取高密度种植国内研究发展现状：种植薪碳林历史久、生物质能研究起步20C80S较晚、已有部分公司进行产业开发（湖南天源）、能源林培育技术研究少或空白新员工学习讲义2019/8/25二、灌木能源林发展前景广阔：我国灌木树种资源丰富：6000种灌木，作为能源利用1000种发展灌木林的空间巨大：4600万公顷宜林地1100万公顷沙荒地、1亿公顷边际性土地产量达，热值高：公顷产量2-90吨、热值4500千卡/千克左右，约为标准煤的65%-68%灌木树种的适应性强：根系发达；干旱、瘠薄、风沙、盐碱、高温等西部地区是我国发展灌木林的主要地区：占全国灌木林总面积76%灌木能源林的经营模式：定向培育、通过改造（周期短、产量高、热值高、适应力强）灌木能源林与生态效益结合：蒸腾耗水低、蓄水多、固定土壤、保水性、增加土壤肥力新员工学习讲义2019/8/25三、我国发展灌木能源林的战略思考：发展林木质能源与农村建设相结合国外良种与国内良种结合产业发展与西部生态环境建设结合在农村开展能源林建设提高能源林建设的科技含量（稳、高、可持续生产）生物柴油和颗粒燃料为主，汽化、液化、固化多元化利用企业+农户，形成产业链新员工学习讲义2019/8/25专题二生物质能源的主导产品新员工学习讲义2019/8/25一、固体生物燃料：（一）、生物质固体燃料生产技术：无需加热直接成型技术（二）、生物质直接燃烧技术：流化床锅炉技术，适合现代化大农场和大加工厂废物处理；意大利发明小型生物质发电，能效提高到30%，与煤不相上下（三）、生物质与煤混燃技术：比较现实与成熟新员工学习讲义2019/8/25二、液体生物燃料：（一）、燃料乙醇：现有技术以粮食基淀粉为原料；粉碎分为干法和湿法。（二）、生物柴油：国外提升至国家战略高度，国内在企业率先实现（三）、BtL技术：利用生物质和有机废弃物转化为清洁燃油、化肥和化工产品三、气体生物燃料：（一）、沼气与CNG：经过化学法净化甲烷纯度99%，压缩得车用甲烷相当于CNG（二）、生物质气化技术：趋势是汽化得到合成气（三）、生物制氢：生物质制氢法能耗低、成本低，但效率低、可控性差新员工学习讲义2019/8/25四、乙醇下游产品：（一）、生物基乙烯：乙醇制乙烯，最大应用是生产聚乙烯（二）、环氧乙烷和乙二醇：包装容器（三）、苯乙烯：生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、丁苯橡胶等热塑性弹性体（四）、醋酸：醋酸乙烯、醋酸酯（环保型溶剂）、双乙烯酮、氯乙烯等丙酸（食用性防腐剂）、乙醛、木糖醇、糠醛等新员工学习讲义2019/8/25专题三生物质能源的技术前瞻与产业化的政策支持新员工学习讲义2019/8/25一、生物能源对加强国家能源安全以及能源多样化将起重要作用：生物能源是重要的可再生能源生物能源在国际上发展迅速我国生物质能开发利用已提上日程生物能源及产业发展潜力巨大采用新技术生产各种生物质产品是未来发展趋势发展生物能源和生物化工有利于农林业结构调整新员工学习讲义2019/8/25二、发展生物能源必须不与民争粮、不与农争地：（一）、生物质能可利用资源的评估：实际用作种植能源植物的土地资源和单位面积产量；利用农闲地和非可耕地（二）、燃料乙醇生产的原料资源：木薯、红薯、甜高粱、秸秆等（三）、生物柴油生产的原料资源：动物油脂、植物油脂、废弃油脂（四）、沼气生产原料：畜禽粪便污水、农业废料、工业废水和生活污水（五）、符合我国国情的生物能源用原料发展战略：三个阶段——示范、产业化、大规模产业化1、燃料乙醇2、生物柴油新员工学习讲义2019/8/25三、新的生物能源和生物化工产品技术的研发已成为生物质能源产业的前瞻技术与技术创新领域的重点：（一）、生物质液体燃料：1、生物质的液化传统技术改进；2、甜高粱制乙醇；3、纤维素制乙醇；4、油料植物生产生物柴油；5、丁醇燃料；6、生物质液化燃料。（二）、生物质化工：1、乙醇制乙烯；2、乙烯下游化工产品生产；3、生物柴油产品利用；4、淀粉深加工；5、农林废弃物开发系列化工产品；6、面向未来生物质化工产品——生物质塑料。新员工学习讲义2019/8/25（三）、生物质汽化：1、生物质汽化技术2、沼气生产技术（四）、生物质发电和热电联产：1、生物质发电2、热电联产（五）、生物质固化成型燃料：湿压、热压和碳化；解决生物质资源收集、运输和储存等问题；解决加工成型设备生产率低、主要部件寿命短；解决单位能耗高；解决成型燃料直接燃烧，高温结渣、低温沉积难题新员工学习讲义2019/8/25四、支持生物能源和生物化工产业发展的基础技术研究：（一）、生物质能可利用资源的评估研究：（二）、开展生物质燃料全生命周期的研究：从原料种植到运输，转化成燃料，燃料使用的全过程进行能量需求、环境影响、经济性进行研究；（三）、开展生物能源和生物化工产业化系统集成研究：（四）、生物燃料基础研究：（五）、生物质化工基础研究：新员工学习讲义2019/8/25五、发展生物质能源产业必须有相关政策支持：（一）、欧盟：1、立法制定具体发展目标（2020年20%汽车燃料来自生物燃料）2、采取具体务实的鼓励政策（减免税费、补贴、高价收购、配额制度）（二）、欧盟主要国家的政策措施：1、德国（免税与高额税收）2、法国（在汽油中加入3%-15%生物燃料，免消费税）3、英国（供电公司发电税、配额生物能源、奖励价格出售