生物燃料发展精选(九篇)

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第1篇：生物燃料发展范文

关键词:生物燃料;燃料乙醇;生物柴油;发动机油;性能

中图分类号:TE626.32 文献标识码:A

The Development of Biofuels and Possible Impacts on Engine Oil Performance

QIN Xiao-dong1, CHUI William1, NAKAMURA Yoshitomo2, YANG Dao-sheng1

(1. Infineum Beijing Representative Office, Beijing 100004, China; 2. Infineum Japan Ltd. Co., Tokyo 1000011, Japan)

Abstract:The global development of biofuels is reviewed. The statistic productions of fuel ethanol and biodiesel in recent year are collected and the development trends of biofuels are predicted. Some bench tests and engine tests such as GFC oxidation test, TEOST MHT-4, HTCBT, Caterpillar 1N, Mack T-12 and field test are employed to evaluate the possible impacts of biofuels on engine oil performance. The positions and attitudes of some global OEMs on biofuels are also introduced.

Key words:biofuel; fuel ethanol; biodiesel; engine oil; performance

0 前言

进入21世纪后,随着世界范围内汽车的普及速度进一步加快,车用燃料的需求量也日益增长。近年来石油价格日益高涨,2008年上半年原油价格甚至已突破了100美元/桶。同时,石油作为不可再生资源,将会随着人类的开采日益枯竭。并且石油燃烧的排放物给环境带来污染,所生成的温室气体CO2使全球变暖,破坏地球的生态平衡。为应对这些危机,近年来世界各国都加紧了对可再生能源的开发和利用。生物燃料作为石油燃料的替代品,具有清洁环保和可再生等特点,主要是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油。大力发展生物燃料,对于减少石油依赖及保障国家能源安全具有很大的意义,对于减轻环境污染更有特殊的作用。因为生物燃料是“碳平衡”(Carbon Neutral) 燃料,可以降低因使用化石燃料带来的温室气体(主要是CO2)的过量排放。早在2003年欧洲议会通过了使用可再生能源指南,规定2005年要使其占消耗燃料的2%,2010年要达到5.7%,到2020年将达到10%[1-2]。美国2005年通过的“能源政策法案”规定2006年使用的可再生能源占全部燃料的2%左右,2012年将达到3.5%左右。2007年底更通过了“能源自主与安全法案”,要求通过使用生物燃料等手段在2017年减少以石油为来源的汽油用量的15%,并设定2022年的目标为17%左右[3]。由于石油价格的上涨使生物燃料在价格上可与之竞争,因此目前已成为全球可再生能源开发利用的重要方向。而随着生物燃料的进一步推广,使用生物燃料的汽车也越来越多,生物燃料对车用发动机油性能的影响也逐渐显现。

1 生物燃料的发展状况

1.1 燃料乙醇的发展状况

燃料乙醇主要是指以农作物为原料,经发酵、蒸馏、脱水后加入变性剂制得的无水乙醇。燃料乙醇以一定比例与普通汽油混合后可得到车用乙醇汽油。这是本世纪初面市的传统产品,因当时石油的大规模低成本开发,其经济性未受重视。但自上世纪70年代中期以来四次较大的“石油危机”,特别是90年代以来排放规格的不断变严及京都议定书对CO2排放的要求使燃料乙醇工业在世界许多国家得到重视。巴西因其有丰富的生物乙醇资源从70年代初就大力推行燃料乙醇政策。美国在1995年推行新配方汽油,乙醇是其中选项之一。在2000年新配方汽油第二阶段燃料乙醇的发展提上了日程[3]。近年来石油价格的飙升给生物乙醇也提供了大力发展的价格基础。特别是2005年美国通过能源政策法案后,2006年美国的生物乙醇产量达到了1500万t,比年初增长了25%,占其汽油总用量的3.5%。世界上其他一些国家也开始仿效,表1为近年来主要生产国及全球燃料乙醇的产量[4]。

从表1中可看出,目前美国是燃料乙醇生产的第一大国。乙醇年产量在2005年达到了1270万t,比2001年产量已翻了一番,到2007年燃料乙醇产量达到了1950万t。美国2007年《能源自主与安全法案》设定2022年单是传统的玉米乙醇应达到4500万t,如果加上其他从生物废料生产的燃料乙醇将接近8500万t,占汽油消耗量的20%左右[3]。但是如果燃料乙醇年产量超过3600万t,美国各界对于“要粮食还是要燃料”的争论将会十分激烈。巴西在发展燃料乙醇方面也处于领先地位,产量仅次于美国。2007年产量已达到1500万t。据报道,巴西目前有320家乙醇生产厂,今后5年内还将增加50多家乙醇工厂。巴西目前使用的汽车燃料中兑有25%的乙醇,50%以上的汽车使用乙醇燃料,而该国生产的新一代汽车中越来越多的车辆可以完全使用乙醇为燃料。目前美国与巴西占据了全球燃料乙醇产量的75%以上。 中国也是燃料乙醇的重要生产国。2007年产量达到145万t。目前全国有9个省全部或部分推广使用乙醇汽油,据称10年后中国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万t左右。欧盟也是燃料乙醇的主要生产国,其燃料乙醇主要是使用由生物乙醇制得的ETBE[5],在2008年预计生物乙醇将有很大的增长,产量将超过中国。

1.2 生物柴油的发展状况

生物柴油是指以油料作物、野生油料植物油脂以及动物油脂、餐饮回收油等为原料油通过酯交换工艺制成的脂肪酸甲酯(FAME)再生性柴油燃料。近年来出于节能减排的需要以及石油价格飞涨等原因,使得西方国家为发展生物柴油而制订一系列积极政策和措施。近年来生物柴油的投资规模增大,开工项目增多,生产能力急剧增长。表2[6]列出了近年来欧盟、美国及全球的生物柴油年产量及生产能力,表3列出了全球各地区对生物柴油的需求量。

目前欧盟区是全球生物柴油最大的产地,主要以菜籽油为原料生产生物柴油,2007年已达到了550万t,需求量为723万t。预计2010年需求将达到1200万t。亚太地区产量与需求量均居第二,其中日本与韩国生物柴油生产能力分别达到了40万t和20万t。泰国、马来西亚等东南亚国家都在积极开发以棕榈油和椰子油为原料的生物柴油。中国在2006年生物柴油产量接近15万t,2008年有望达到20万t,2020年计划达到200万t。美国近两年生物柴油增长迅速,2006年产量达到83.2万t,产能为其2.3倍;2007年产量为145万t,产能为其4倍。2008年产量将达210万t,而产能将急增为其5倍。目前全球对于生物柴油的需求也日益增加,在未来几年内,增长非常迅速,预计到2010年对生物柴油的需求量将达到2000万t左右,但是全球的生产能力预计2008年将是需求的2.5倍,而欧洲与北美占此产能的80%。

随着产量的进一步扩大,生物燃料将会与粮食争夺各种资源,矛盾将进一步突出。特别是近来粮食价格飞涨与生物燃料过分扩张有一定的关系。因此开发不与粮食争夺资源的新一代生物燃料技术将受到欢迎,如使用农作物下脚料的第二代燃料乙醇[4]及使用生物沼气制油的BTL技术,也有考虑使用非食用油料作物如海藻、麻风籽等[7]制取生物柴油。

2 生物燃料对发动机油性能的影响

随着生物燃料的进一步推广,使用生物燃料的汽车也越来越多。生物燃料的性能与原来传统的汽油和柴油的理化性质都不太一样,甚至使用不同生物原料生产的生物燃料之间性质也不尽相同,所以其对发动机油性能影响也与传统燃料有所不同。

2.1 燃料乙醇对发动机油的影响

燃料乙醇目前直接混入汽油中一般加入5%~10%,如以生物乙醇制得的乙基丁基醚(ETBE)混入汽油可以加到15%[5]。对现有的发动机和发动机油影响不大,但是提高添加比例的呼声越来越高。欧洲主要发展生物乙醇制得的ETBE[5],而美国则大力发展乙醇直接混入的E85。这就不得不考虑其对发动机和发动机油的影响。

首先是燃料对油的稀释问题。对于燃料乙醇来说,它是单沸点且蒸发潜热更高,所以液体乙醇更容易到达气缸壁然后被活塞环刮入油中。而且乙醇易与水完全混合,未燃烧的乙醇冷凝后与水混合后进入油将可能导致油品乳化或与油相分离。这样可能影响到油中添加剂的溶解性和性能。此外,乙醇燃烧后将产生比普通汽油多1/3的水,这也使得情况变得更差。

其次是乙醇汽油对发动机油氧化性能的影响。润英联公司联合福特公司与巴西石油公司几年前也进行了相关研究[8]。巴西是目前乙醇汽油应用最广的国家。大部分汽车是使用含25%乙醇的E25汽油,也有一部分车使用E85和纯乙醇E100作为燃料(这部分车的发动机是专门设计的,称为灵活燃料汽车(FFV),既能使用E85或E100,也可以使用普通汽油)。当时研究发现[8],在一些操作条件苛刻的四冲程小排量发动机中(1000 mL),使用E25燃料时发动机油常出现油泥较多的问题。据分析,油泥的形成起始于进入油中燃料的部分氧化产物。而巴西的汽油中烯烃含量较高,容易被氧化,这也加速了油中油泥的形成。当时设计了发动机试验来研究该油泥问题。研究中使用了1.0 L四冲程发动机,在高窜气比的类似程序Ⅴ的操作条件下,所用燃料为含25%乙醇的汽油E25,试验油为API SL粘度SAE 20W-50矿物油,试验时间200 h以上。在前100 h内,按照试验条件:高窜气比、低水温、油温和充分怠速,导致油粘度下降。100 h之后,粘度和戊烷不溶物均上升。在试验结束时油总酸值TAN和铁含量都很高。但是换用含更多抗氧剂的API SM油的话,情况却大有改善,比API SL油有更好控制油泥生成的能力。

燃料乙醇的另一个问题是腐蚀[9]。它不仅使燃料系统腐蚀而且不完全燃烧后产生的乙醛和乙酸对发动机的各部件腐蚀性也增加。ETBE也有同样问题只是比乙醇轻而已。因此有必要在燃料及发动机油中额外加入抗腐蚀剂[10]。

目前OEM对使用燃料乙醇的态度不尽相同。美国三大汽车公司十分积极推出能使用E85的耐腐蚀的灵活燃料汽车(FFV),2007年末美国已经拥有600多万辆灵活燃料汽车。三大汽车公司于2008年3月末联合发出倡议,希望在2012年美国的FFV或能使用E85的汽车保有量达到50% 。美国目前允许含乙醇10%的E10使用在普通汽车上。 而欧洲大多数OEM仍然坚持只允许E5的使用,而且主要是发展ETBE。日本OEM则相对保守,多数OEM只允许3%的乙醇E3使用,对于燃料乙醇或ETBE直接混入汽油尚在争论,日本国内也缺少相关资源。即使是在美国的日本OEM也只有尼桑少量生产FFV。

2.2 生物柴油对发动机油的影响

生物柴油比普通柴油密度与表面张力要高,馏分更重、更窄、挥发度更高,特别是粘度比普通柴油要更大。生物柴油粘度一般为3.5~5.0 mm2/s,比普通柴油2.0~3.5 mm2/s的粘度高出约15%~75%[9-10]。因此从燃料喷嘴雾化时将形成更大的小液滴,使雾化变差。李博士[11]使用菜籽油甲酯与0#柴油比较其燃烧雾化效果,发现生物柴油雾化的效果只有0#柴油的一半。这表明液滴直径变大与空气的雾化变差。因此使用生物柴油,将更容易出现不完全燃烧现象。加之生物柴油的馏程在320~350 ℃,比普通柴油高且馏程很窄,因此未燃烧的生物柴油进入油后更容易在油底壳保留并累积。油实际被燃料稀释的程度一般取决于操作条件、发动机设计和燃料性质。一般来说,直接喷射柴油机比间接喷射柴油机的燃料稀释问题要严重,因为后者相对来说更少地依赖于燃料的雾化程度。对于一些老式的直喷柴油机,如果使用纯生物柴油将出现很严重的燃料稀释问题。据报道[12-13],早在上世纪80年代,Siekmann和Blackburn都发现,使用纯生物柴油B100的直喷柴油发动机,发动机油被燃料稀释比高达20%,导致油品变质加速,需要大幅度降低换油周期。即使是新一动机缩小了气缸间隙仍然有相当严重的燃料稀释问题。Thomos Sem[14]在2004年使用B100的大豆油甲酯在Yanmar 2.1 L直喷柴油机上进行实验,400 h后油底壳中含生物柴油8%,粘度下降了3 mm2/s,而使用普通柴油粘度却没有下降。Sadeghi-Jorabci[15]使用含菜籽油甲酯的生物柴油在巴士上进行实际行车实验,在16000 km时油中含17.3%的生物燃料,粘度由14 mm2/s降到8.7 mm2/s,且含有铬和铅金属元素。而使用普通柴油只有5%的燃料稀释, 粘度降到13.3 mm2/s后恒定。

因此使用生物柴油将不可避免会带来燃料稀释,由于生物柴油主要是含有不饱和脂肪酸的酯类,很容易被氧化。透过活塞环进入油底壳被氧化后将进一步促进油的氧化,形成油泥、不溶物和酸性物质,从而使油品粘度、TAN增加和TBN下降,活塞积炭增多,清净性降低[14]。

如果燃料稀释程度高的话将降低油品粘度和油膜厚度,导致出现磨损。同时,对于生物柴油来说,其中的自由脂肪酸和甘油将会导致燃料喷射系统的腐蚀。生物柴油降解产生的羧酸产物也将增加腐蚀。之前有一些研究报道[16-18],在使用生物柴油后,机油被燃料稀释,导致粘度大幅下降,机油中的金属含量也有一定程度的上升[19],但性能优异的发动机油对生物柴油的负面影响有所减轻[20]。

2.2.1 关于生物柴油对发动机油影响的实验[21]

润英联公司使用了目前最新模拟实验,发动机实验和行车实验全面地考察了生物柴油对不同性能级别发动机油的氧化安定性、低温流动性、清净性、腐蚀与磨损等影响。

2.2.1.1 模拟实验

(1)GFC氧化试验

它是欧洲工业界用来评价发动机油氧化安定性的方法。试验条件如下:300 mL油,温度170 ℃,无催化剂,通以10 L/h流量的空气,时间为144 h和188 h。试验结束后进行分析。试验油样分别采用纯发动机油、纯机油分别混入10%B0(即普通柴油)、10%B50(生物柴油和普通柴油各占50%)和10%的B100(纯生物柴油)。同时采用两种发动机油进行试验,一种为中档油(满足ACEA A3-02,B3-98性能要求),另一种为高档油(满足ACEA E6-04,MB p228.51性能要求)。图1是GFC氧化试验后粘度增长结果,图2是其总酸值TAN增长结果。

从图1可以看出,经过144 h氧化后,加入10%各种柴油的中档油40 ℃粘度均增加,且随着生物柴油的比例增大而增大,B100最大至30.8 mm2/s。且在188 h试验后,全部中档油的样品几乎成了固体,无法流动。与此相对照的是,高档油在加入10%各种柴油进行试验后,其40 ℃粘度增长也是随其中生物柴油的比例增大而增长,但总的来说增长幅度较小。经188 h后,仅加入10%B100的高档油样成了固体,其他样品仍能流动。这一点也可以从图2得到佐证。加入各种柴油的中档油其总酸值TAN均大幅增加,尤以加入纯生物柴油B100的增加幅度最大。而高档油其总酸值虽然也有所增长,但增幅相对较小。

(2)TEOST MHT-4试验

TEOST MHT-4试验是API SL及SM规格中用于评价发动机油生成沉积物倾向的。使用的油样除取消加入纯生物柴油B100外其余同GFC实验。图3为TEOST MHT-4试验结果。从图3可以看出,加有普通柴油的实验与发动机油本身结果接近,但加入生物柴油B50的中档发动机油其沉积物增幅最大,而高档油的沉积物增长幅度相对较小。

(3)HTCBT高温腐蚀模拟试验

HTCBT(高温腐蚀模拟试验)是目前ACEA E7和API CI-4、CJ-4规格中测定腐蚀的试验。结果见图4与图5。

从图中可以看出,发动机油中混入10%普通柴油,其HTCBT试验铜、铅与纯发动机油试验结果相比几乎没有变化。但混入10%B50和B100的话,对于性能稍差的中档油,试验后铜、铅含量都大幅度升高。而对于性能优异的高档油,试验后铜、铅含量变化不大。这说明发动机油中混入生物柴油,确实会对铜、铅金属产生一定的腐蚀。而发动机油性能的高低对于减少其腐蚀具有重要的作用。性能好的发动机油能控制生物柴油带来的腐蚀,在一定程度上保护了发动机部件。

润英联公司也考查了不同原料生产的生物柴油对发动机油腐蚀方面的影响,仍然采用HTCBT试验,其结果见图6和图7。

从图6和图7可以看出,原料不同影响差别也较大。以棕榈油为原料的生物柴油对铜、铅的腐蚀相对较小,而以大豆油为原料的生物柴油对铜、铅的腐蚀相对较大,菜籽油居中,目前欧洲生物柴油主要是以菜籽油为原料,美国则主要用大豆油,而东南亚国家的生物柴油主要来源于棕榈油。

(4)不同原料生物柴油对发动机油低温性能的影响

采用15W-40发动机油不加与加入10%各类不同来源的生物柴油(菜籽油、大豆油和棕榈油)及普通柴油测定其-20 ℃的CCS和-25 ℃的MRV。结果表明,在CCS的测定中各种柴油加入发动机油后粘度均比不加时降低60%以上,只有棕榈油只降低30%左右。MRV测定表明只有棕榈油不降反而升高6%,其余均降低70%以上。所以棕榈油甲酯只适合在热带使用,且最好只用单级油,因为多级油若粘度指数改进剂选择不当,则使用后的油可能出现无法泵送的情况。

2.2.1.2 发动机实验

所有实验均使用含大豆油甲酯30%的B30生物柴油与普通柴油对比。

(1)Caterpillar 1N清净性试验(CJ-4规格油使用)

使用符合CJ-4规格与ACEA E6规格的两个发动机油,结果如表4。

从表4可见,使用B30与普通柴油相比对CJ-4油的清净性没有影响,均通过。对清净性更好的E6油也是如此。只有在E6油中混入生物柴油使其含量达5%时出现严重的顶环岸重炭以及顶环槽充炭不合格,但活塞清净性仍然合格。可见生物柴油对CJ-4和E6这样高性能的发动机油影响不大。

(2)Mack T-12发动机试验

Mack T-12是CJ-4规格中带废气循环(EGR)的发动机试验,用于评定由烟炱引起的轴瓦及缸套磨损、油耗与氧化性能。此处也使用CJ-4试验油,燃料为B30生物柴油与普通柴油进行实验对比。

表5 Mack T-12生物柴油试验结果

从表5可见生物柴油使油中的铅含量增加而超标,但其余指标与普通柴油类似。

2.2.1.3 润英联的生物柴油行车实验

润英联在美国的River Valley进行了生物柴油行车试验。车队包括11台装有Mack E7 314 kW(427 hp)发动机和10台装有Cummins ISX 331 kW(450 hp)发动机的重型卡车。 在一直用2#柴油燃料运行了14个月和约22.53万km(14万mile)后,将卡车切换使用含20%生物柴油的燃料。所用机油为API CJ-4发动机油。图8和图9为行车试验后废油分析。图10和图11为试验性能。

从结果来看,两种发动机使用普通柴油和20%的生物柴油,废油中铁含量相差并不大,铜含量也无异常,但铅含量均大幅升高。但从图10来看发动机轴瓦实际运行状况仍然良好。所以废油中铅并非来自轴瓦而有可能来自燃料油箱。两种发动机使用生物柴油后,机油的氧化度均有一定程度的升高,其中Mack发动机升幅相对较大。但图10来看油泥并未增加。但是图11的冠岸重炭两车均上升。这也说明生物柴油的引入将在一定程度上加剧机油的氧化。但由于CJ-4油的性能水平高,所以一定程度上抵消了生物柴油带来的负面影响。 2.2.2 主要OEM对生物柴油的立场[22](见表6)

大多数OEM均接受B5,但对更高用量的生物柴油均持谨慎态度。

3 结论

(1)近年来,由于节能减排的要求以及石油价格的高涨,欧美均出台了许多鼓励使用生物燃料的政策。因此包括燃料乙醇和生物柴油在内的生物燃料发展迅速,全球生物燃料的产量和需求量及生产能力都不断增长。在未来几年里,这一增长趋势仍将继续。但随着需求的扩张与粮食争夺资源加剧,急需开发新的生物燃料来源和技术。

(2)生物燃料与普通石化燃料的性质有所不同,其添加比例较低时,对发动机油性能的影响较为有限,但以高比例加入石化燃料中使用时,对发动机油的影响逐渐显现。

(3)生物燃料对油的稀释程度比石化燃料要高,这将导致机油粘度降低,带来发动机磨损问题。同时,生物燃料的引入带来发动机油的污染造成腐蚀、氧化、油泥和沉积物使发动机油性能变差。

(4)润英联公司所进行的模拟试验、发动机试验和行车试验表明,大比例添加量的生物柴油对油的氧化、腐蚀及低温性能存在一定程度的负面影响。性能优异的发动机油在很大程度上能降低生物柴油带来的各方面负面的影响。

(5)当前发动机和汽车OEM对生物燃料的应用问题比较关注。对低比例生物燃料,大多数OEM都能批准用于目前未经改造的普通发动机。但对高比例调合的生物燃料,大多数OEM目前都持谨慎态度。

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第2篇：生物燃料发展范文

一、中国生物质能源开发利用现状

20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。

（一）固体生物质燃料

固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为1.2亿千瓦时和1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。

（二）气体生物质燃料

气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。

在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。

（三）液体生物质燃料

液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。“十五”期间，在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。

但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、甜高粱、木质纤维素等为原料的生物质燃料，既不与粮油竞争，又能降低乙醇成本。广西是木薯的主要产地，种植面积和总产量均占全国总量的80%，2005年，木薯乙醇产量30万吨。从生产潜力看，目前，木薯是替代粮食生产乙醇最现实可行的原料，全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力。

此外，为了扩大生物质燃料来源，中国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术（称为甜高粱乙醇），目前，已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江、内蒙古、新疆、辽宁和山东等地，建立了甜高粱种植、甜高梁茎秆制取燃料乙醇的基地。生产1吨燃料乙醇所需原料－－甜高粱茎秆收购成本2000元，加上加工费，燃料乙醇生产成本低于3500元，吨。由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产，这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场，大多数掺入了低质白酒中。另外，中国也在开展纤维素制取燃料乙醇技术的研究开发，现已在安徽丰原生化股份有限公司等企业形成年产600吨的试验生产能力。目前，中国燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。生物柴油的原料来源既可以是各种废弃或回收的动植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻风树（学名小桐子）、黄连木等。中国生物柴油产业的发展率先在民营企业实现，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了年生产能力l万～2万吨的生产装置，主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料。此外，国外公司也进军中国，奥地利一家公司在山东威海市建设年生产能力25万吨的生物柴油厂，意大利一家公司在黑龙江佳木斯市建设年生产能力20万吨的生物柴油厂。预计中国生物柴油产量2010年前约可达每年100万吨。

二、中国生物质能源发展政策

为了确保生物质能源产业的稳步发展，中国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发和利用。

（一）行业标准规范生产，法律法规提供保障

本世纪初，为解决大量库存粮积压带来的财政重负和发展石化替代能源，中国开始生产以陈化粮为主要原料的燃料乙醇。2001年，国家计划委员会了示范推行车用汽油中添加燃料乙醇的通告。随后，相关部委联合出台了试点方案与工作实施细则。2002年3月，国家经济贸易委员会等8部委联合制定颁布了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》，明确试点范围和方式，并制定试点期间的财政、税收、价格等方面的相关方针政策和基本原则，对燃料乙醇的生产及使用实行优惠和补贴的财政及价格政策。在初步试点的基础上，2004年2月，国家发展和改革委员会等8部委联合《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。同时，为了规范燃料乙醇的生产，国家质量技术监督局于2001年4月和2004.年4月，分别GBl8350－2001《变性燃料乙醇》和GBl8351－2001《车用乙醇汽油》两个国家标准及新车用乙醇汽油强制性国家标准（GBl835l一2004）。在国家出台相关政策措施的同时，试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规，地方各级政府机构依照有关规定，加强组织领导和协调，严格市场准入，加大市场监管力度，对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。

此外，国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年，《中华人民共和国可再生能源法》提出，“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出，“加快开发生物质能源，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电，建设一批秸秆发电站和林木质发电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。

（二）运用经济手段和财政扶持政策推动产业发展

除制定相应法律法规和标准外，2002年以来，中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作，主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。一是投入国债资金4.8亿元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企业建设；二是对国家批准的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司4家试点单位，免征燃料乙醇5%的消费税，对生产燃料乙醇实现的增值税实行先征后返；三是在试点初期，对生产企业按保本微利的原则据实补贴，在扩大试点规模阶段，为促进企业降低生产成本，改为按照平均先进的原则定额补贴，补贴逐年递减。

为进一步推动生物质能源的稳步发展，2006年9月，财政部、国家发展和改革委员会、农业部、国家税务总局、国家林业局联合出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，在风险规避与补偿、原料基地补助、示范补助、税收减免等方面对于发展生物质能源和生物化工制定了具体的财税扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，酝酿中与之配套的各项行政法规和规章也开始陆续出台。财政部2006年10月4日出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，该办法对专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。该《办法》规定：发展专项资金由国务院财政部门依法设立，发展专项资金的使用方式包括无偿资助和贷款贴息，通过中央财政预算安排。

三、中国生物质能源发展中存在的主要问题

尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。

（一）原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产

由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。

（二）还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱

虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。

（三）生物燃油产品市场竞争力较弱

巴西以甘蔗生产燃料乙醇1980年每吨价格为849美元，1998年降到300美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨3500元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨4000元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升6元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。

（四）政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制

生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。

四、中国生物质能源未来的发展特点和趋势

（一）逐步改善现有的能源消费结构，降低石油的进口依存度

中国经济的高速发展，必须构筑在能源安全和有效供给的基础之上。目前，中国能源的基本状况是：资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高，形势十分严峻。2004年，中国一次能源消费结构中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然气占3.O%，水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，1990年的消费量刚突破1亿吨，2000年达到2.3亿吨，2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后，2005年进口原油及成品油约1.3亿吨，估计2010年将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。进口依存度越高，能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东，且需经马六甲海峡，受国际形势影响很大。

因此，今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡，已是大势所趋，而在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。

（二）生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展

生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物，以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国，生物质原料生产是农业生产的一部分，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算，每年约可生产10亿吨生物质，再加上木薯、甜高粱等能源作物，据专家测算，每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨，农村可再生能源开发利用潜力巨大。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高，而且市场容量几近无限，这为农民增收提供了一条重要的途径；生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村的生产和生活环境。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出和不可替代，这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。

（三）净化环境，进一步为环境“减压”

随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。《京都议定书》已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标，中国是《京都议定书》的签约国，承担此项任务只是时间早晚的问题。此外，农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此，发展生物质能源，以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。

（四）技术逐步完善，产业化空间广阔

从生物质能源的发展前景看，第一，生物乙醇是可以大规模替代石化液体燃料的最现实选择；第二，对石油的替代，将由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（灵活燃料汽车）促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代，生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造；第四，沼气将规模化生产，用于供热发电、（经纯化压缩）车用燃料或罐装管输；第五，生物质成型燃料的原料充足，技术成熟，投资少、见效快，可广泛用于替代中小锅炉用煤，热电联产（CHP）能效在90%以上，是生物质能源家族中的重要成员；第六，以木质纤维素生产的液体生物质燃料（Bff。）被认为是第二代生物质燃料，包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油（FT柴油），以及经热裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大，如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合，优化育种条件，就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化，由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。

据专家预测估计，到2010年，中国年生产生物燃油约为600万吨，其中，生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨：到2020年，年生产生物燃油将达到1900万吨，其中，生物乙醇1000万吨，生物柴油900万吨。

第3篇：生物燃料发展范文

2006年5月份，一列特殊的火车在瑞典开始正式运营。该火车共有10节车厢，最高速度可达每小时130公里――这是世界上第一列使用生物燃料的火车，使用的燃料是由屠宰场里扔掉的牛油、内脏等经过高温发酵而产生的沼气。据报道，瑞典打算用10年的时间，对所有办公用车、公共汽车、旅游车和校车进行改造，最终使它们能够使用生物燃料。

生物燃料是指从植物，特别是农作物中提取适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等，目前以燃料乙醇和生物柴油最为常见。国际市场原油价格持续处于高位，由于生物燃料能有效替代汽油和柴油，并且更具环保优势，所以近年来，生物燃料成为世界范围内可再生能源研究的热点。

在生物燃料的规模化生产方面，巴西、美国、德国和中国处于世界领先位置。2005年全世界燃料乙醇的总产量约为3000万吨，其中巴西和美国的产量都为1200万吨。我国每年生产燃料乙醇102万吨，可以混配超过1020万吨生物乙醇汽油，乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20％，成为世界上第三大生物燃料乙醇生产国。

在生物柴油方面，2005年世界生物柴油总产量约220万吨，其中德国约为150万吨。据《南德意志报》报道，2006年，德国生物柴油销售量已经超过300万吨，占德国汽车柴油总消费量的10％。

短命的第一代生物燃料

美国的乙醇燃料已占运输用燃料的3％。2006年美国国会通过的《能源政策法》规定，到2010年，汽油中必须掺入的生物燃料应是目前的3倍。欧盟在2006年春天公布的《欧盟生物燃料实施计划》称，到2030年欧洲将有27%至48%的汽车使用生物燃油，这将大大减轻欧盟各成员国对于石油能源的依赖。日本的一项环保计划透露，日本要在4年内让国内40%的汽车改用生物燃料。

中国也在积极推广生物燃料，特别是燃料乙醇。除2004年2月已批准的黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省以外，湖北、山东、河北、江苏等也将进行乙醇汽油使用试点。东北三省已经实现了全境全面封闭推广使用车用乙醇汽油。国家发改委报告称，2005年我国生物乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20％。同时，国家有关部门正在研究制定推进生物柴油产业发展的规划以及相应的激励政策，提出了“到2020生物柴油生产能力达到200万吨”的产业发展目标。

国内生产燃料乙醇，主要原料是陈化粮。中国发展生物燃料的初衷，除了能源替代之外，还有消化陈化粮、提升粮食价格、提高农民收入方面的考虑。目前全球各地生产生物燃料，也是大多以粮食作物为原料，如玉米、大豆、油菜子、甘蔗等。

使用粮食作物作为生产原料的生物燃料被称为第一代生物燃料。尽管第一代生物燃料到现在为止也只不过经历了区区几年的发展，并且只是在很少的几个国家实现了规模化生产，但是它的局限性很快就显示出来。目前世界各国都在着力研发第二代生物燃料。

第一代生物燃料的最大缺点是占用耕地太多以及威胁粮食供应。纽约理工大学教授詹姆斯・乔丹和詹姆斯・鲍威尔前不久在《华盛顿邮报》上撰文指出：生物燃料不是满足我们对交通燃料需求的一个长期而实用的解决方案、即便目前美国三亿公顷耕地都用来生产乙醇，也只能供应2025年需求量的一半。可是这对土地和农业的影响将是毁灭性的。

美国明尼苏达大学一个研究小组2006年7月10日在美国《国家科学院学报》上指出，未来的生物燃料应该在产出效率上有明显提高，其生产用地也不能和主要农作物用地冲突。文章指出，能在低产农田和较恶劣环境种植的作物如柳枝稷、莎草和木本植物等，可能更有前途。

2006年10月份在北京举行的“2006中国油气投资论坛”上，国家能源办副主任徐锭明指出，发展生物能源不可一哄而上，要以战略眼光，结合各地的资源情况，从实际出发。此前，国家发改委、农业部的官员，也分别对地方政府在发展生物能源方面的冲动提出忠告，要求一定不能与人争地、争粮、争水。

第二代生物燃料渐成气候

鉴于此，生物燃料业加快了新技术的开发，并将目光投向非粮作物。国际能源机构大力支持推进第二代技术的研发，二代生物燃料不仅有更加丰富的原料来源，而且使用成本很低，草、麦秸、木屑及生长期短的木材都能成为原料。加拿大已建成使用麦秸生产乙醇的工厂，德国开发了使用木材和麦秸等生产生物柴油的技术，哥伦比亚已成功地从棕榈油中提炼出乙醇。乌拉圭畜牧业非常发达，开始以牛羊脂肪为原料提炼生物柴油。日本已经在大阪建成一座年产1400吨实验性生物燃料的工厂，可以利用住宅建筑工程中废弃的木材等原料生产能添加到汽油中的生物燃料。

中国在第二代生物燃料技术方面的研发也不落后于其他国家。中国科学院一个实验室研制出一项最新科技成果，可以将木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工，将它们转化为生物燃料。据统计，中国目前能够规模化利用的生物燃料油木本植物有10种，这10种植物都蕴藏着盛大潜力。丰富的植物资源，使中国生物燃油的前景非常光明。

中国除了进行以木本植物为原料的实验外，还扩大了粮食原料的实验范围，探索以低产农田和较恶劣环境种植的作物为原料，并在一些技术上取得了突破。2006年8月，河南天冠燃料乙醇有限公司投产的年产3000吨纤维乙醇项目，成为国内首个利用秸秆类纤维质原料生产乙醇的项目。2006年10月19日，中粮集团在广西开工建设的40万吨燃料乙醇项目，所用原料为木薯，也属于非粮作物。加工1吨燃料乙醇，用木薯的成本比用玉米和甘蔗分别低500元和300元左右。而且由于木薯适于在土层浅、雨水不宜保持的喀斯特地区种植，更有助于帮助农民增加收入。

种种迹象表明，生物燃料的发展方向正在悄然转变，生产生物燃料的原料将由“以粮为主”向“非粮替代”转变。

第4篇：生物燃料发展范文

（一）美国的“能源农场”策略

为了控制中东地区的石油资源，美国在军备支出方面付出巨大代价，美国政府逐渐认识到把资金投给动荡不安的中东还不如投给国内的农场主。美国的能源农业是以燃料酒精为突破口发展起来的。在上世纪70年代初，美国开始利用玉米为原料生产燃料酒精，80年代后期，由于石油价格走低，燃料酒精产业的发展一度处于停顿状态。近年来，受石油价格大幅上涨的影响，燃料酒精再次得到重视，生产规模迅速增大。美国人少地多，农业生产发达，玉米等农产品过剩，以粮食为原料生产燃料酒精具有良好的产业化条件和基础。目前，美国玉米酒精年产量已达1000万吨，其中，912万吨被添加到汽油中，替代了运输用能源的3%，在中西部12个州这一比例甚至达到了5%～10%。

为了推动能源农业的发展，美国在总体部署、市场供应、税收优惠、资金支持、技术开发等方面做出了系统的安排。

1.总体部署。1990年以来，美国出台了一系列的法令法规推动生物质能源的使用。例如，1994年，美国环境保护委员会（EPA）规定，以燃料酒精为主的可再生清洁燃料在大城市必须全年供应：1998年，国会通过《汽车替代燃料法》，鼓励使用燃料酒精作为替代能源。1999年，美国总统签署的一项国家战略计划提出，到2020年，生物质燃油将取代石化类燃油消费量的10%。2005年实施的《国家能源政策法》规定，销售的汽油中必须包含一定比例（将逐年递增）的生物质能源燃料，在未来的5年内，燃料酒精的产量将增加一倍，到2012年，汽油中添加酒精的数量要达到80亿加仑（2430万吨），2013年，可再生能源要占全部能源的7.5%以上。2005年，美国农业部（USDA）宣布实施综合能源战略，支持燃料酒精、生物柴油等可再生能源的开发、生产和使用，成立能源理事会，协调与美国能源部、环保局等部门的合作，监督综合能源战略的实施。

美国通过以上法令法规，从总体上对生物质能源的开发利用进行了规划，以法律手段为能源农业的发展提供了保障。

2.市场供应。2005年的《国家能源政策法》要求汽油中必须添加一定比例的燃料酒精，能源部门也通过政策规定，联邦、州和公共部门必须有一定比例的车辆使用生物柴油。为保证了燃料酒精的市场供应，美国加快了乙醇加油站的布点建设，2006年，乙醇加油站增加了近1／3，目前，境内的乙醇加油站已达到1000个左右。此外，美国的汽车制造商也十分配合生物燃料的推广使用，仅2006年一年，向市场投放的可变燃料汽车就达到100万辆左右。

3.税收优惠·为了推广燃料酒精的生产和销售，美国制定了十分具体的税收优惠政策，主要涉及两种税的减免：一是燃料货物税的减免，减免幅度根据燃料中酒精的含量确定，例如，对E85酒精（85%酒精与15%汽油混合）减免57美分／加仑；二是对生产、销售、使用燃料酒精的企业减免联邦所得税，减免幅度因企业类型不同而异，例如，对酒精生产商减免所得税10美分，加仑，对酒精汽油配制商减免所得税54美分/加仑，对酒精汽油零售商或不通过零售商直接使用酒精汽油的机构销售或使用E85酒精，减免所得税5.4美分，加仑。积极的税收优惠政策有效地刺激了生物燃料在美国的应用。

4.资金支持。据USDA统计，2001年以来，USDA的农村发展基金已经投放资金2.9亿美元，资助酒精生产工厂以及风能、太阳能等可再生能源项目。2005年的《国家能源政策法》规定，在未来的5年内政府将为可再生能源项目提供30亿美元以上的资金。2006年1月，在美国最大的农业组织－－美国农业社团联盟（AmericanFarmBureauFederation）年会上，USDA宣布将提供1900万美元作为无偿补助资金支持可再生能源生产计划，鼓励农场主和中小企业从事可再生能源的开发，并对可再生能源项目优先提供贷款。

5.技术开发。美国加大了能源农业的研发投入力度，并取得了一系列重大进展。在能源作物选育上，美国科学家利用甘蔗和热带草本植物杂交选育了能源甘蔗，其生物量比一般的糖料甘蔗高一倍左右，酒精发酵量高达23～26吨，年·公顷。在生物质能源生产工艺上，美国进行了技术创新，采用先进高效发酵工艺，使酒精生产的原材料成本在过去的15年中降低了2／3。考虑到粮食酒精生产本身需要消耗大量的石化类燃料，近期美国的生物质能源发展计划出现了战略性转移，粮食酒精开始向农林纤维素酒精过渡。由于纤维素酒精的原料――纤维素酶价格较高，燃料酒精生产在成本上不合算，近期美国在提高酶的生产活力方面重点攻关，利用生物工程技术有效控制生产成本。

（二）巴西的燃料酒精发展计划

目前，全球生物质能源占能源消费总量的平均比重为13.6%，其中，发达国家为6%，而巴西已经达到44%。巴西具有发展能源农业得天独厚的自然条件。该国国土面积851万平方公里，牧场2亿多公顷，农田6200多万公顷，这些土地都非常适宜种植甘蔗、玉米以及大豆、油棕榈、蓖麻、向日葵等能源作物。此外，巴西还有大量能够种植能源作物、但尚未开垦利用的土地。这些有利的自然条件为巴西能源农业的发展提供了充分的保障。

巴西是世界上最早实施燃料酒精计划的国家之一，也是最早实现生物质能源产业化的国家。在上世纪70年代中期，巴西利用本国榨糖业比较发达、甘蔗资源十分丰富的有利条件，开始利用甘蔗生产燃料酒精。经过30年的发展，已经形成完整的“甘蔗种植－燃料酒精－酒精汽车”产业链，产业规模不断增大，到2005年底，燃料酒精年产量已达1200万吨，出口燃料酒精21亿升，成为世界上最大的燃料酒精生产国、消费国和出口国。

燃料酒精的规模化生产降低了巴西能源的对外依存度，保障了能源安全，同时也调动了农民种植甘蔗的积极性，稳定了蔗糖生产，现在，燃料酒精产业已成为巴西的支柱产业。巴西能源农业从燃料酒精产业化发展开始，取得成功后又在生物柴油上加大了投资的力度，并且取得可喜的回报，每桶生物柴油的成本已经降低到26美元。

1.总体规划。在不同的时期，巴西选择了不同的生物质能源发展战略。在生物质能源发展的初期，巴西选择了以传统产业－－榨糖业为支撑，以甘蔗酒精为突破口，实行燃料酒精产业化的发展战略，取得了能源农业发展的先机。在本国燃料酒精产业的规模稳定后，巴西及时提出酒精出口战略，特别是近年来在石油价格急剧上涨、双燃料动力汽车热销、全球对燃料酒精需求量增长的背景下，巴西加大了燃料酒精出口推广的力度，目前，巴西已经开始向委内瑞拉和尼日利亚出口燃料酒精，同日本建立燃料酒精合资企业的计划也在积极商讨之中。此外，巴西政府已经把中国、印度、印度尼西亚等能源匮乏国列入目标国，正在加强政府间的游说。借鉴燃料酒精产业发展的成功经验，巴西将生物柴油的开发利用和产业化列入下一步的发展重点，由总统府牵头、14个政府部门参与，成立了跨部门的委员会，负责制定生物柴油推广政策和措施。

2.市场供应。为了扩大燃料酒精的销售，增加对消费者的吸引力，巴西出台了一系列具体措施保证燃料酒精的市场销售，例如，一些州规定，政府所属的石油公司必须购买一定数量的燃料酒精，以低于汽油的价格销售燃料酒精，等等。在生物柴油的市场供应上，巴西政府也进行了系统的规划：从2008年起，全国市场上销售的柴油必须添加2%的生物柴油；到2013年，添加生物柴油的比例应提高到5%。

3.资金支持。长期以来，巴西出台了各种措施对生产燃料酒精的企业提供资金上的帮助，鼓励生物质能源的生产。例如，对燃料酒精生产企业提供低息贷款，国家的政策性银行设立了生物燃油专项信贷基金，提供最高可达90%的融资信贷。为了鼓励农民种植大豆、甘蔗、油棕榈、向日葵等作物，保证生物质能源生产的原料供应，对直接从事能源作物种植的农户，联邦政府设立了l亿雷亚尔（折合0.34亿美元）的信贷资金。

4.技术开发。在1975～1989年期间，巴西政府投资49.2亿美元，形成了蔗糖酒精生产技术和酒精汽车技术的研究体系，一些研究机构纷纷与企业寻求联合，共同致力于生物燃油技术的推广使用。在全国27个州中，已有23个州建立了开发生物燃油的技术网络。最近，巴西又开发出从甘蔗渣中提取酒精的新技术，进一步提高了甘蔗的酒精产出率。

（三）德国的生物柴油发展之路

由于生物柴油具有可再生、比传统柴油燃烧更彻底、排放尾气二氧化碳更低等优点，从而得到德国政府的大力推广，并且作为生物质能源的发展重点加以引导和扶持。目前，生物柴油已成为第一个在德国全国范围内销售的石油替代燃料，德国也成为世界最大的生物柴油生产国和消费国。

1988年，德国聂尔化工公司率先从油菜籽中提炼生物柴油。经过二十来年的发展，生物柴油的生产规模不断增大，到2005年，生产企业有23个，年生产能力达140多万吨，占整个欧盟15国总生产能力的一半以上。据报道，德国的Neckermann可再生资源公司已建成世界最大的生物柴油生产流水线，整个生产工艺从菜籽开始，经过菜籽加工、压榨、抽提、粗油加工几个过程，最后产出生物柴油。著名的壳牌公司也计划在德国北部投资4亿欧元，建设生物柴油提炼厂，预计2008年年产量将会达到2亿升。除了直接从油类植物中提炼生物柴油外，德国对废弃油脂的利用也十分重视，例如，饭馆的废弃食用油不能随意倾倒，必须向环保部门支付收集费，由环保部门统一处理加工成柴油替代品。

1.市场供应。德国政府规定，从2004.年1月起，必须在柴油中强制性地加入一定比例的生物燃油。为了推广生物柴油的使用，德国加强了生物柴油加油站的布点建设，形成密度大、供应快捷、服务完善的生物柴油供应网络。德国现有生物柴油加油站1700多个，平均每20-45公里公路上就能找到一个生物柴油加油站，并且还在以每年120家的速度增长。此外，为了保证生物柴油的质量，德国在生物柴油的质量管理方面做出严格规定，成立了生物柴油质量管理联盟，对生物柴油的原材料供应、生产、运输、销售等环节进行严密的质量监控。

2.配套产业的跟进。相关产业的技术跟进是德国发展生物柴油产业的重要保证。德国汽车业发达，为了配合生物柴油的推广使用，汽车厂家对发动机性能进行了改进。大众汽车公司和奔驰公司主动承诺，未来生产的私人轿车将不再需要改装，可以直接使用生物柴油。随着生物柴油发动机技术的成熟、轿车柴油化趋势的加快，预计生物柴油产业将会获得更大的发展空间。

3.资佥支持和税收优惠。为了鼓励生物柴油的生产和销售，德国每年向油菜种植户提供适当的经济补贴，对生物柴油的生产企业实行完全免税，并且提供一定的产品开发资金，对生物柴油的销售企业给予税收减免的优惠政策。

2、对中国能源农业发展的启示

从美国、巴西、德国生物质能源农业发展的经验来看，能源农业快速发展离不开政府在产业发展方向上的总体规划，在市场、技术、资金、税收政策等方面的全方位支持，这给中国能源农业的发展带来有益的启示：

第5篇：生物燃料发展范文

中图分类号： TK223文献标识码： A

一、生物质能的特点与发展生物质能意义 

（一）生物质能的特点

1、可再生性 

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用； 

2、低污染性 

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的硫化物、氮氧化物较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3、广泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。 

4、生物质燃料总量十分丰富 

根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋每年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。

（二）发展生物质能意义

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。 

我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。 

二、生物质能发电工艺 

生物质锅炉是将生物质直接作为燃料燃烧,将燃烧产生的能量用于发电。当今用于发电的生物质锅炉主要包括流化床生物质锅炉和层燃锅炉。

（一）流化床燃烧技术

流化床燃烧与普通燃烧最大的区别在于燃料颗粒燃烧时的状态,流化床颗粒是处于流态化的燃烧反应和热交换过程。生物质燃料水分比较高,采用流化床技术,有利于生物质的完全燃烧,提高锅炉热效率。生物质流化床可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质,形成蓄热量大、温度高的密相床层,为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件,依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间,使难以燃尽的生物质充分燃尽。另外,流化床锅炉能够维持在 850℃稳定燃烧，可以有效遏制生物质燃料燃烧中的沾污与腐蚀等问题，且该温度范围燃烧NOx排放较低,具有显著的经济效益和环保效益。但是,流化床对入炉燃料颗粒尺寸要求严格,因此需对生物质进行筛选、干燥、粉碎等一系列预处理,使其尺寸、状况均一化,以保证生物质燃料的正常流化。对于类似稻壳、木屑等比重较小、结构松散、蓄热能力比较差的生物质,就必须不断地添加石英砂等以维持正常燃烧所需的蓄热床料,燃烧后产生的生物质飞灰较硬,容易磨损锅炉受热面。此外,在燃用生物质的流化床锅炉中发现严重的结块现象，其形成的主要原因是生物质本身含有的钾、钠等碱金属元素与床料(通常是石英砂)发生反应，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低温共熔混合物，其熔点分别为870℃和760℃，这种粘性的共晶体附着在砂子表面相互粘结，形成结块现象。为了维持一定的流化床床温,锅炉的耗电量较大,运行费用相对较高。

（二）层燃燃烧技术

层燃燃烧是常见的燃烧方式,通常在燃烧过程中,沿着炉排上床层的高度分成不同的燃烧阶段。层燃锅炉的炉排主要有往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排等。采用层燃技术开发生物质能,锅炉结构简单、操作方便、投资与运行费用都相对较低。由于锅炉的炉排面积较大,炉排速度可以调整,并且炉膛容积有足够的悬浮空间,能延长生物质在炉内燃烧的停留时间,有利于生物质燃料的充分完全燃烧。但层燃锅炉的炉内温度很高,可以达到1000℃以上,灰熔点较低的生物质燃料很容易结渣。同时,在燃烧过程中需要补充大量的空气,对锅炉配风的要求比较高,难以保证生物质燃料的充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率。

三、国内外生物质锅炉的开发及应用

生物质发电在发达国家己受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。

（一）国外生物质锅炉的开发及应用

生物质锅炉的技术研究工作最早在北欧一些国家得到重视，随焉在美国也开展了大量研究开发，近几年由于环境保护要求日益严格和能源短缺，我国生物质燃烧锅炉的研制工作也取得了进展。生物质

燃料锅炉国内外发展现状示于表1。

美国在20世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术及燃烧技术，并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备；日本在20世纪30年代开始研究机械活塞式成型技术处理木材废弃物，1954年研制成棒状燃料成型机及相关的燃烧设备；70年代后期，西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等国家也开始重视压缩成型技术及燃烧技术的研究，各国先后有了各类成型机及配套的燃烧设备。

丹麦BWE公司秸杆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排，自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料，锅炉采用设有BW“燃烧控制区”的双拱形设计和底特律炉排厂生产的DSH水冷振动炉排，使燃料燃烧完全，也有效地降低了烟气的颗粒物排放量。同时，还在炉膛顶部引入热空气，从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态，使固体颗粒充分燃烧，提高热效率，减少附带物及烟气排放量。流化床技术以德国KARLBAY公司的低倍率差速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床单一流化床，而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”。瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内无锡锅炉厂、杭州锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。

（二）我国生物质锅炉的开发及应用

我国生物质成型燃料技术在20世纪80年代中期开始，目前生物质成型燃料的生产已达到了一定的工业化规模。成型燃料目前主要用于各种类型的家庭取暖炉(包括壁炉)、小型热水锅炉、热风炉，燃烧方式主要为固定炉排层燃炉。河南农业大学副研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉，该燃烧设备采用双层炉排结构，双层炉排的上炉门常开，作为燃料与空气进口；中炉门于调整下炉排上燃料的燃烧和清除灰渣，仅在点火及清渣时打开；下炉门用于排灰及供给少量空气。上炉排以上的空间相当于风室，上下炉排之间的空间为炉膛，其后墙上设有烟气出口。这种燃烧方式，实现了生物质成型燃料的分步燃烧，缓解生物质燃烧速度，达到燃烧需氧与供氧的匹配，使生物质成型燃料稳定、持续、完全燃烧，起到了消烟除尘作用。20世纪80年代末，我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作，研制了多台生物质流化床锅炉，可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料，锅炉出力充分，低负荷运行稳定，热效率高达80％以上。浙江大学等也开展了相关研究工作。下面介绍两种国产的代表性锅炉。

1、无锡华光锅炉股份有限公司

锅炉为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程布置燃秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置为水冷振动炉排。在冷却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温过热器和低温过热器。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器室四周全为膜式水冷壁,为悬吊结构。锅筒中心线标高为32100m。锅炉按半露天。布置进行设计。

2、济南锅炉集团有限公司

济南锅炉集团有限公司在采用丹麦BWE技术生产生物质锅炉的同时,也开发出循环流化床生物质锅炉,其燃料主要为生物质颗粒。其燃料主要通过机械压缩成型,一般不需添加剂,其颗粒密度可达到1～017t/m3,这样就解决了生物质散料因密度低造成的燃料运输量大的问题。但颗粒燃料的生产电耗高,一般每生产1t颗粒燃料需耗电30～

55kW,因而成本较高,大约在300元/t。循环流化床锅炉炉内一般需添加粘土、石英沙等作为底料已辅助燃烧。由于燃料呈颗粒状,因而上料系统同输煤系统一致,很适于中小型燃煤热电厂的生物质改造工程,在国家关停中小型燃煤(油)火力热电政策和鼓励生物质能开发政策下有广阔的市场前景。

四、我国生物质直燃发电政策

我国具有丰富的新能源和可再生能源资源，近几年在生物质能开发利用方面取得了一些成绩。2005年2月28日通过了《可再生能源法》，其中明确指出“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”，它的颁布和实施为我国可再生能源的发展提供了法律保证和发展根基。随后，与之配套的一系列法律、法规、政策等陆续出台，如《可再生能源发电有关管理规定》(发改能源[2006]13号)、《可再生能源发电价

格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》(发改价格[2007]44号)、《关于2006年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2007]

2446号)、《关于2007年1—9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2008]640号)等的。与此同时，国务院有关部门也相继了涉及生物质能的中长期发展规划，生物质能的政策框架和目标体系基本形成。2012年科技部日前就《生物质能源科技发展"十二五 "重点专项规划》、《生物基材料产业科技发展"十二五"专项规划》、《生物种业科技发展"十二五"重点专项规划》、《农业生物药物产业科技发展"十二五"重点专项规划》等公开征求意见。表示将建立政府引导和大型生物质能源企业集团参与科技投入机制，推进后补助支持方式向生物质能源科技创新倾斜，形成政府引导下的多渠道投融资机制。这些政策的出台为生物质发电技术在我国的推广利用提供了有力的保障。

四、高效洁净生物质锅炉的开发应用建议

（一）重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备

目前对生物质直接燃烧的研究，比较多地集中在生物质燃烧特性、燃烧方法和燃烧技术等方面，而对各种燃烧技术的经济性研究较少，更缺乏对不同燃烧方法、燃烧技术经济性的比较分析。实际上，由于生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源地分散，收集、运输、贮存都需要一定的成本，有些燃烧技术需先对生物质燃料进行干燥、破碎等前期加工处理，真正适用的、值得推广的是能源化利用总成本最低、从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少、对环境影响最小的技术。例如，对于秸秆类生物质，捆烧将会是最有市场竞争力的燃烧方法，所以，应针对我国农村耕种集约化程度较低的现状，开发各种秸秆的小型打捆机械，并重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备。农林加工剩余物(如甘蔗渣、稻壳、废木料等)则宜就地或就近燃烧利用，如剩余物数量较大且能常年保证供应，则可作为热能中心或热电联产锅炉燃料，热电联产的锅炉型式应优先采用循环流化床锅炉，数量较少或不能保证常年供应的，则可采用能与煤混烧的燃烧设备。

（二）加大科技支撑力度,加强产学研结合,突破关键技术和核心装备的制约

加大科技支撑力度,尽快将生物质能源的研究开发纳入重大专项,开发低成本非粮原料生产燃料乙醇和高效酶水解及高效发酵工艺,研究可适用不同原料、节能环保的具有自主知识产权的生物柴油绿色合成工艺,开发适宜中国不同区域特点的高效收集秸秆资源、发展成型燃料的关键生产技术与装备。

（三）做好技术方面控制

生物质锅炉的开发过程中应当克服以下技术问题：

1、粉尘控制与防火防爆 

目前生物质电厂的燃料储运是在常压下进行的，由于生物质燃料自身的特点，在其粉碎过程中或者在运输过程中出现落差的情况下，会产生大量的粉尘，导致了上料系统合锅炉给料系统的粉尘含量高，粉尘浓度甚至进入爆炸极限范围，存在极大的安全隐患。 

针对这种情况，需要我们根据国内燃料供应情况，在燃料粉碎、运输及上料环节上对生产工艺做相应修改，如采用封闭式负压储运；在落差较大的位置设置除尘装置；增设粉尘浓度传感器对粉尘进行实时监测；保持料仓的通风性良好，监测并控制料仓的温度、湿度。 

2、燃料输送系统的简化 

目前燃料输送系统和锅炉给料系统环节较多，工艺复杂，螺旋和斗式提升机经常堵塞的现象。燃料输送系统故障会导致炉前料仓断料，不能满足锅炉负荷下的燃料供应。 

为了避免这种现象发生，可以考虑改进现有的给料工艺，减少给料环节，不采用斗式提升机，改用栈桥、皮带，直接将料仓的料输送到炉前料仓。同时严格控制燃料湿度和粒度，防止燃料结团、缠绕，并改进自动化控制手段，保证输料系统连续稳定运行。 

3、结焦和腐蚀 

生物质燃料的成分和煤粉存在极大差异，尤其灰分中含有大量碱金属盐，这些成分导致其灰熔点较煤粉的灰熔点低，容易产生沾污结焦和腐蚀。因而生物质锅炉产生结焦、腐蚀的工况参数与普通燃煤炉不同，应该根据燃料性质及燃烧特性的不同，对锅炉及其辅助设备的工艺设计提出不同要求，并改进相关自动化控制使工艺运行环境符合现有设备要求。

随着国家大气污染排放标准的提高，因重视对废气排放的控制，炉内脱硫技术是控制空气污染的有效方法。循环流化床是我国燃煤发电重要的清洁煤技术。历经二十余年的发展，我国掌握了300MW亚临界循环流化床锅炉设计制造运行的系统技术，发展超临界参数循环流化床锅炉已经势在必行。国家发改委自主研发超临界600MWCFB锅炉是当前技术的典范。

参考文献

[1]刘强,段远源,宋鸿伟.生物质直燃有机朗肯循环热电联产系统的热力性能分析[j].中国电机工程学报,2013年26期.

第6篇：生物燃料发展范文

关键词：生物质锅炉；生物质燃料特性；稳定运行

1 概述

传统能源日益稀缺极大地制约了社会经济的发展。太阳能、风能、生物质能等新能源已成为重点发展方向，其中生物质能可开发总量极其丰富。近年国内生物质能得到了快速的发展，各能源企业不断发展生物质能并积极抢占市场。因此，生物质能作为新能源的重要组成部分，开始逐步发展。

《湛江生物质发电项目》的两台50MW的机组已于2011年8月正式投产。从调试及投产至今，发生了许多设备及运行事故，而这些事故都与生物质燃料的特性有莫大关联。本文将以调试、投运过程中遇到的问题为载体，分析生物质燃料对机组锅炉运行的影响，分析问题并采取相应措施，以保证机组的长周期安全经济运行。

2 生物质概述

2.1 定义

生物质是指有机物中除化石燃料以外的所有来源于动植物的可再生物质。生物质能主要指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在植物内部的能量。

2.2 主要分类

林木生物质、农业生物质、水生植物、城镇有机物、粪便。

2.3 特点

（1）分布广泛、产量巨大；（2）可再生性好；（3）生物质能是绿色能源；（4）开发转化技术相对容易。

2.4 生物质燃料的主要特性

（1）粒度和形状；（2）杂质及灰份；（3）水分含量；（4）碱金属含量。

3 生物质燃料特性对CFB锅炉运行的影响

与传统燃料相比，不同种类的生物质燃料密度、热值、水分等均有较大差异。根据生物质燃料的特性，结合我厂生物质CFB锅炉运行中发生的问题，寻找它们之间的因果关系，为解决锅炉运行问题提供参考依据，有利于燃用生物质燃料的CFB锅炉稳定运行。

3.1 粒度和形状对CFB锅炉运行的影响

粒度是指颗粒的大小，即在空间范围内所占据的线性尺寸。生物质燃料是由大量单颗粒组成的颗粒群，而颗粒形状是指颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。生物质燃料的颗粒形状有球状、针状、粒状、片状以及各种不规则形状[1]。在实际生产中，收集来的燃料种类及形状千差万别，其干湿度、硬度也不尽相同。由此引发的一些运行问题主要表现如下：（1）输料皮带时有破损，特别是皮带头部转换处磨损尤为严重；（2）炉前料仓入料口堵料；（3）料仓内一级给料机被料缠绕导致过负荷卡死，无法转动；（4）炉膛给料口频繁堵料；（5）给料仓内一、二级下料口搭桥。

以上问题在我厂投运初期频繁发生。为避免以上问题，本厂采取针对性措施主要如下：（1）改造破碎机，使之适用于多种生物质燃料；（2）暂不收取本厂不能破碎又不能直接燃用的物料；（3）对料仓落料口一、二级给料机下料口扩容改造，提高其适应少部分未破碎及格的料进入炉膛的能力；（4）在炉前料仓中下部安装6台与一级给料机方向垂直且间隔相等的承载螺旋给料机。

3.2 杂质及灰分对CFB锅炉运行的影响

生物质燃料一般是通过分散收购后集中运输进行采集的，其特点为收集工序复杂、种类繁多。在收集汇总与存放运输的过程中，入厂燃料混杂较多的泥沙、石头、砖块等杂质。这些生物质中不能燃烧的矿物杂质对锅炉影响特别大，主要存在以下几个问题：（1）破碎机磨损严重，影响正常破碎效率和质量，甚至发生损坏；（2）螺旋给料机卡死、叶片变形损坏，甚至造成给料机断轴和叶片脱落；（3）炉内流化不良、燃烧不稳定，床压波动大；（4）风帽磨损严重；（5）锅炉排渣不顺畅，排渣管和排渣器堵死。

对以上问题，本厂采取主要措施如下：（1）提高燃料收集的科学性，加强对收料第一环节的要求与控制；（2）对厂外供应商资格进行考评认定；（3）加强厂用料场的硬体化改造，减少储存时混入的杂质；（4）通过质检取样控制，对入炉燃料质量严格把关；（5）厂内上料前进行人工预查，清理明显杂质。

3.3 水分对CFB锅炉运行的影响

在生产过程中，生物质燃料水分主要指生物质燃料在运输和储存过程中受到雨水淋湿或随着季节变化、空气温度湿度变化而存在于生物质燃料中的外在水分[2]，这对锅炉的运行有很大影响。本厂因燃料水分过大造成的问题主要如下：（1）锅炉给料系统中料仓、螺旋给料器搭桥堵塞；（2）锅炉燃烧后烟气体积较大，引风机出力不足，炉内不断冒正压，造成给料系统堵料返火；（3）水分含量提高使热值降低。同时增加了运输成本，且水分含量高的燃料不易破碎，容易粘附在设备上；（4）燃料水分高导致着火困难，使炉内温度降低，其机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失增加，导致锅炉尾部排烟温度升高，排烟热损失增大，同时飞灰含碳量增加。针对以上问题，本厂采取以下措施：（1）对入厂燃料进行水分化验，水分含量超过60%的燃料一律不予进厂；（2）厂内新建干料棚。收购的燃料分类有序存放，防止雨水淋湿。露天只存放树头之类不易吸收水分的燃料；（3）新建晒料场对水分较高的燃料进行机械化晾晒；（4）根据燃料的水分含量不同制定详细的配烧方案，稳定入炉燃料的水分含量。

通过采取以上措施，本厂锅炉运行的经济效益得到明显提高，可通过表1进行反映：

由表1可知，随着燃料中水分含量提高，燃料热值逐渐降低，其飞灰可燃物含量明显增大，锅炉效率及经济性则相应降低。

3.4 碱金属含量对CFB锅炉运行的影响

与煤相比，生物质碱金属（钾、钠）含量较高，同时生物质燃料中氯元素含量较高，导致锅炉高温过热器严重腐蚀，进而引起泄漏和爆管事故，影响锅炉的安全性和稳定性。

只要入炉燃料中含有碱金属和氯元素，将必然发生腐蚀。碱金属和氯元素含量多少只会影响腐蚀速度。当过热器蒸汽温度在490～520°C时，管壁腐蚀速度明显加快；当蒸汽温度大于520°C时，腐蚀速度将急剧增大。只要腐蚀一旦发生，将持续进行且不会停止[3]。

我厂自投运以来，因腐蚀爆管泄漏问题较为严重，我门提出了针对性措施如下：（1）在对高温过热器管排进行清焦清灰时，不宜采用机械的清灰方式，避免破坏管壁的保护性覆层；（2）严把入炉燃料质量关，严禁腐蚀性元素含量高的燃料入炉。同时，加强入炉燃料的配烧工作，从燃料的易燃性、粒度、水分、灰分、热值等方面综合考虑，确保入炉燃料品质的稳定性。

4 结束语

生物质燃料的颗粒度、杂质、水分及所含碱金属等物性对CFB锅炉的正常运行影响较大，主要包括给料系统不稳定、燃烧工况不稳定、设备损坏及主设备腐蚀严重等方面。为了提高生物质机组锅炉运行的安全性与稳定性，提高经济效益，需要对生物质燃料的收购、运输、储存严格把关，从给料系统改造、运行调整和合理配烧等方面综合控制，以保证生物质CFB锅炉能够长期安全稳定运行。

参考文献

[1]张殿军，陈之航.生物质燃烧技术的应用[J].能源研究与信息，1999，15（3）.

第7篇：生物燃料发展范文

欧洲地区生物燃料市场由生物乙醇市场和生物柴油市场组成。生物乙醇市场方面,得益于汽油销量的增长,生物乙醇市场呈线性增长态势。虽然拉美地区有大量的生物乙醇出口到欧洲市场,但欧洲地区的生物乙醇生产仍将保持增长。预计2014年底之前,小麦将是生物乙醇的主要原料。随着第二代生物乙醇技术的发展,也会有更多的稻草、木屑等非粮作物会被用作制造生物乙醇的原料。生物柴油市场方面,虽然欧盟从前苏联共和国等地进口的矿物柴油数量逐年递增,但在欧盟相关法规政策的鼓励下,该地区生物柴油的产量也稳定在1800万吨的水平(2008年)。虽然整个欧盟地区产能为2000万吨左右,但由于市场对生物柴油的需求增长缓慢,生物柴油的实际产量增长空间已不大。原料方面,欧洲地区制备生物柴油的原料正逐步从单一的油菜或大豆转化为多种油料作物并重的发展模式,以期降低原料成本。

欧洲地区生物燃料产业的发展现在已进入了成熟阶段。从作物栽种、收购到生物燃料生产、存储、运输和油料混合、销售等环节都已经逐步走向成熟。作为生物柴油和生物乙醇生产过程的副产品,甘油以及玉米蛋白饲料也开始被逐步应用于商业领域。欧洲出现了新型的生物化工精炼模式,就是在制备生物柴油的过程中利用副产品甘油生产相关的化工产品。典型的例子有亨斯迈公司生产的碳酸甘油酯,索尔维公司生产的环氧氯丙烷和陶氏化学公司生产的丙二醇。欧洲生物乙醇公司也正积极探索通过副产品生产乳酸和丁二酸等产品的方法,以期实现更多价值,提高欧洲产生物乙醇相比拉美廉价生物乙醇的竞争力。

欧洲生物柴油行业目前所用的主要原料有麻风树籽、大豆、油菜籽、芥末、花生、向日葵籽、动植物板油等。生物乙醇正处于从第一代过渡到第二代的过程中。第二代生物乙醇提倡用非粮作物,第三代生物乙醇引入了藻类和木屑在内的技术。由于生物燃料的质量已经得到了认可,在欧洲,从麻风树籽中提取的生物柴油已被用于新西兰航空和大陆航空的航班上。Frost & Sullivan预计该行业未来会吸引更多资本进入。

按原料用量排名,欧盟生产生物柴油的主要原料是油菜籽、大豆、棕榈油和葵花籽等油料作物。其他原料如餐饮用油、动植物板油也都已经开始应用。由于欧盟各国并不是主要的作物生产国,大多数时候生产生物柴油所用的原料还是来自进口。2008年,欧盟地区27国生产了770万吨生物柴油,消耗原料接近800万吨。因为供应不太稳定,棕榈油的用量增长在很大程度上取决于原料供应的稳定性。

目前生物燃料供应链面临如下三点挑战:藻类原料选择和生物处理方案设计、油料作物种植和规划和规模化生产。作为第三代产业链中,藻类原料可用于多种行业,包括生物炼油、生物发电、制造营养保健品等。由于藻类植物纯度较高,从藻类提取的生物燃料也能满足航空燃料的要求。目前已经在从事藻类提取生物燃料的公司包括雪佛龙公司、壳牌公司等。

现阶段生物乙醇的主要原料仍是谷物、糖类作物和木质纤维素。2008年,欧盟用于制造生物乙醇的谷物主要是390万吨小麦,680万吨甘蔗和9万吨甜蜜素。欧盟各国中,芬兰、瑞典、德国、法国、意大利和奥地利在利用木质纤维素方面居于领先地位。2008年欧盟各国用于生物燃料的木质纤维素占全球油料消耗的6%和欧洲油料作物消耗的25%。

推动欧洲生物燃料市场发展的主要动力来自于欧盟推动生物燃料应用的努力和哥本哈根联合国环境大会的要求。欧盟最新指令要求至2020年生物燃料要占全欧洲的运输能源的10%。作为哥本哈根大会的签字方,欧洲各成员国政府也有义务达成大会提出的新目标,暨至2020年达成减排10%的目标。欧洲地区2009年生物柴油和生物乙醇消耗量各为710万吨和700万吨,按哥本哈根大会的要求,至2020年,这两个数字有望达到2270万吨和1800万吨,分别增长220%和157%。

生物燃料市场的发展也面临阻力。对生物柴油市场来说,持续走低的矿物柴油价格和高企的生物柴油原料价格压缩了生物柴油厂商的生存空间,导致欧洲地区很多产能为3万吨的生物柴油厂商退出市场。虽然欧盟已开始对美国进口的生物柴油征收反倾销税来保护本地的生物柴油生产,但这一措施的效果也打了折扣,因为美国生物柴油仍能通过加拿大等国进入欧洲。另一方面,来自阿根廷等地区的廉价生物柴油出口有望在2010年大幅提高,这将会打压欧洲本土厂商的生存空间。

2008年,欧洲生物柴油行业的开工率为48%。预计2009年这一数字将保持不变,到2010年会增加50%到800万吨的规模。

2009年欧洲生物乙醇产能为560万吨,比2008年的490万吨增加了14.3%。预计2010至2011年,由于大型生物乙醇项目相继上马,欧洲地区的产能会有很大提升。至2012年,大部分欧洲地区新增产能都将是第二代生物乙醇(纤维素乙醇)的试点项目。主要的第二代生物乙醇生产商有SEKAB、TMO再生能源、帝斯曼等。至2014年,欧洲地区生物乙醇产能有望达到2100万吨。

基于欧洲运输用油市场的需求增长,2009年欧洲生物乙醇行业开工率为50%左右。2008年实际生物乙醇产量为150万吨,另有150吨进口,其中大部分来自巴西。至2020年,欧洲生物乙醇市场将保持10%的增长。

第8篇：生物燃料发展范文

一、发展状况

(一)生物质发电产业初步形成

我区已建成生物发电项目8个，总装机容量23.2万千瓦，分布在赤峰、通辽、巴彦淖尔、鄂尔多斯、兴安盟等地。国能赤峰生物发电是我区第一家生物质发电项目，利用玉米秸秆直燃发电，每年消耗秸秆40多万吨，引进丹麦技术，建设2×12兆瓦发电机组。毛乌素生物质发电厂装机容量为2×15兆瓦，总投资3.2亿元，利用毛乌素沙漠灌木燃烧发电，每年消耗沙柳20万吨，年带动治理荒漠20万亩，奈曼旗林木生物质热电联产项目，是国家级林木质发电示范工程，建设规模50兆瓦的林木质发电，每年消耗100多万吨废弃林木，一期2×12兆瓦工程已完成。阿尔山2×12兆瓦林木质直燃热电联产项目，总投资3亿元，年消耗30万吨含水18％以下的木质燃料，发电进入兴安电网，同时为阿尔山供热。

(二)自主研发的生物燃料制取技术，探索出生物燃料非粮发展的路子

全区在建生物柴油项目6个，已建成5个，生产规模为年产90万吨，占全国产量近1／3。我区在建的生物乙醇项目有6个，大多采用玉米为原料。国家发改委2006年底发文不再批准玉米加工乙醇燃料项目，鼓励发展非粮生物燃料。我区率先在全国探索出一条发展前景广阔的路子。主要有两方面突破：一是化学合成生物柴油。包头金骄特种新材料(集团)有限公司完成的“非粮生物质化学法合成生物柴油项目”，海拉尔农垦集团采纳金骄集团化学合成生物柴油技术，赤峰邦驰生物柴油项目，通辽天宏生物柴油项目均已开工建没，有的已投产。二是以甜高梁秆为原料生产燃料乙醇。莫力达斡尔旗“无水燃料乙醇产业化示范项目”，以甜高粱茎秆为原料，建设规模为每年制取30万吨无水乙醇，已纳入国家甜高粱茎杆制取生物燃料乙醇示范工程，需每年种植甜高粱120万亩原料供应。一期年产10万吨工程基本完工，已种植甜高梁近5万亩，国家级甜高梁生物燃料乙醇原料产业基地正在我区形成。

(三)养殖场沼气发电工程项目示范效应显著

蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程，利用奶牛养殖场粪便污水等发电，年产沼气约400万立方米，沼气用于发电，年发电约800万千瓦时。减排二氧化碳2.5万吨。达拉特旗北疆三和牧场大型沼气发电综合利用工程，年产沼气约80万立方米，沼气用于发电，年发电约160万千瓦时，减排二氧化碳5000吨。这些现代化程度较高的沼气发电工程，当前在我国大型畜禽养殖场属前位，在我区乃至北方地区均有很好的示范效应。

面临的问题：

一是产业体系薄弱。我区生物质能发展势头良好，但运营成本高、资源分散、生产规模小，扶持生物质能的政策经济激励度弱，产业缺乏竞争力。

二是技术服务体系支撑不够，新技术、新成果企业转化能力较弱，小科技企业起步困难。

三是专业技术人才缺乏。生物质能设备使用和维护要求技术含量较高，生产过程中一旦出现问题和故障，必须请专业人员进行检修，企业熟悉和掌握生物质能技术的人才较少。人才培养满足不了产业发展的要求。

四是配套产业发展不协调。与传统能源相比，生物质能产业是典型的“小规模、大燃料”。原料分散在千家万户，秸秆体积大、重量轻、用量大，不适合长距离运输，原料收集、储存、运输、销售上下游配套产业发展不协调，导致管理难度大、成本高。

二、国内外生物质能发展状况及相关政策

在欧美等发达国家，生物质能技术已经成为重要的能源利用形式。年利用生物质能发电约5000万千瓦装机容量(主要集中在北欧、美国)，是仅次于水力的第二大再生能源工程。经过30多年的科研探索，生物燃料正成为欧美发达国家替代石油的唯一选择，已开始由玉米乙醇向非粮二代生物燃料过渡。2007年燃料乙醇、生物柴油约4500万吨，2020年前后将发展到2亿吨，约相当于现在世界石油生产量的5％，其替代规模是其它可再生能源不能比拟的。欧盟委员会提出：生物燃料是唯一可以大规模获得的替代运输燃料的能源。生物燃油对石油替代成为一种世界共识和趋势，已驶上快车道。欧洲等地建设了大量的沼气工程和户用沼气池，日本从沼气中提取氢气发电。

近年来，我国生物质能发展迅速。国家电网公司、五大发电集团等大企业纷纷参与生物质发电，民营和外资企业也表现出较大的投资热情。国家“十一五”末将建设生物质发电550万千瓦装机容量，2020年达到3000万千瓦。我国生物燃料乙醇装备技术已接近国际先进水平，成为继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和使用国，年产量达400万吨。国家已将生物柴油确定为新兴产业，年生产能力超过300万吨。沼气产业基本形成，已建设养殖场沼气工程3556处，年产沼气总量2.3亿立方米。

国家对发展生物质能非常重视，制定相关政策促其发展。2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施。2006年9月30日，财政部、国家发改委等联合下发“关于发展生物能源财税扶持政策”。主要有：1，价格和成本补贴：生物质发电补贴0.25元，千瓦时，生物质发电电价优惠、上网电量全额收购和电力调度优先。燃料乙醇、生物柴油每吨成本补贴1600元。2，财税支持：生物质发电、生物柴油等增值税即征即退。国家环保专项资金重点补贴秸秆直燃发电。用甜高梁茎秆制取生物燃料乙醇可获得政府无偿资助和贷款贴息等专项资金重点扶持。

三、我区发展生物质能的比较优势

(一)生物质能资源储量居全国之首

1，森林采伐剩余物、灌木林资源储量大。国家确定“十一五”期间我区采伐限额为848.1万立方米，仅采伐剩余物可获得生物质原料约777.23万吨。全区灌木林总面积为654.33万公顷，灌木林总生物量2558.43万吨。按3年平茬抚育一次计算，年可利用量852万吨。2黠秆资源量大：据2007年数据，玉米、小麦、油料年产量1526.41万吨，测算出秸秆为1831.69万吨，主要分布在通辽、赤峰、兴安盟、巴彦淖尔市等粮食主产区，3，牲畜粪便资源全国第一：我区年度牲畜存栏达到1.10512亿头，牲畜年产粪便约1.17亿吨。4，原料资源种类面积全国第一：用于生产燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等，种类多，面积大。尤

其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱种植，面积全国第一。我区能源农业的原料产业规模开始形成。

(二)一批科研成果居国内领先水平，专利带动能源农业势头强劲

除生物质发电项目的技术设备主要依靠引进外，我区产生了一批生物质能专利技术成果，一项专利就可带动一个产业的快速发展，产业科技发展水平居全国前位。内蒙古农业大学研发“甜高粱秸秆周体生料发酵生产乙醇工艺及其优化”项目，获得秸秆乙醇中试产品，国家受理发明专利申请。现甜高粱种植基地已形成，为该项目产业化提供原料规模储备。中国科学院水生生物研究所研发的微藻制取生物柴油技术，已在我区荒漠试验成功，准备在我区荒漠区建设大规模可再生能源综合利用基地。内蒙古通华蓖麻化工有限责任公司于2006年研究开发出用癸二酸副产品一脂肪酸生产物柴油技术，经检测应用产品技术指标达到国家标准。

我区沼气工程的成套技术已成熟，生物厌氧发酵机理的研究、发酵工艺、产气率等单项技术和指标，已接近国际先进水平，促进了蒙牛、塞飞亚大型沼气工程的建设。结合农牧民冬季取暖和沼气池越冬困难的实际，开发太阳能畜棚暖圈沼气池和太阳能日光温室沼气池，形成在纯牧区、半农半牧区、农业种植区及农业养殖区的草原六结合、农牧六配套、田园五位一体、庭院一池四改、多池联体、三池一体六大农用沼气新模式，总体技术水平达到国内先进水平。2007年底全区沼气用户达14.65万户，大中型沼气工程16处，

生物质固体成形燃料专利技术正在产业化。巴彦淖尔征华机电液压研究所研发9度一20型秸秆压块机，获得国家发明专利，秸秆块代替煤炭，秸秆块发热量可达到4105千卡，公斤。库伦旗六家子林场用林业“三剩物”尝试加工成型燃料，用作林场供暖、炊事燃料。

(三)广阔荒地是潜在优势，农业能源原料可变成“绿色油田”

我区宜农荒地面积约有1500万亩，宜林荒山荒坡面积达到1.7亿亩，可种植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。还有大面积不适宜农业植物的边际土地，可以大量种植能源树种，如盐碱地种植柽柳、沙地栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。荒漠地区土地广阔，适于大规模藻类养殖。微藻是生物柴油的重要原料。这些大量宜林、宜农荒地和荒漠、边际土地资源，我区独一无二，经过开发和改良，可以变成发展生物质能源的“绿色油田”。

四、思路与建议

(一)大力发展能源农业，使之成为促进农村牧区经济发展、农牧民脱贫致富的一把钥匙

据测算，装机容量为2.5万千瓦的生物质发电，产值近亿元，年消耗秸秆20万多吨，增加就业岗位1000多个，增加收入6000万元以上。1公顷甜高粱茎秆可转化燃料乙醇3―5吨，高者可达10吨。一亩藻塘可生产3吨生物柴油。年产5万吨生物柴油，按每吨柴油8000元测算，可实现产值4亿元。在生物质能产业的推动下，盐碱地、沙地、荒漠地等低质土地种植甜高梁、文冠果、养殖藻类，可产生不可估量的经济效益。传统的农业产业链将被延伸。原来废弃的农作物秸秆。经过收集、加工、运输等环节，形成新的产业链，不仅带动农村牧区生产模式转变，而且有效增加农牧民收入。因此，应充分发挥我区已形成的生物质能产业及科研成果优势，进一步扩大示范效应，采取政府扶持、企业投入、科研院所合作的方式，积极扶持生物质能企业在原料基地发展连锁项目。政府应把生物质能开发利用列入经济社会发展规划，以生物质能产业的发展，推进农村牧区的进步。

(二)以生物能源替代煤炭资源，促进可持续发展

农村牧区林区剩余废弃物是重要的可再生能源。我区秸秆年产生量折合1500万吨标准煤，动物粪便年产生量折合5755万吨标准煤，林业剩余物年利用量折合800万吨标准煤，灌木林年利用量折合1000吨标准煤。仅这几项折合标准煤已超亿吨，相当于鄂尔多斯煤炭年产量的1／2。发展生物质能产业，作为一个新兴产业经济增长点，对于调整以煤炭资源开发利用为主的重化产业结构，增强煤炭资源利用的可持续性，有着独特的重要作用，应引起高度重视。

(三)发展低碳经济，促进节能减排

低碳经济是以低能源、低污染、低排放为基础的经济模式，其核心是能源技术和产业模式的重大创新。我区是煤炭资源大区，二氧化硫排放总量的90％是由燃煤造成的。据测算，运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组，与同类火电机组比较，每年可减少二氧化碳排放10万吨，产生8000吨灰粉，可作为高品质的钾肥直接还田，是一个变废为宝的良性循环过程。是发展低碳经济的有效模式。赤峰、通辽、兴安盟等以农为主的地区，应鼓励建设小型秸秆直接燃烧热电联产项目，解决当地秸秆大部分就地焚烧、环境污染严重、用电和集中供热等问题。呼伦贝尔、通辽灌木和林业采伐加工剩余物资源丰富，仅牙克石现有采伐加工制等物2027.2万吨，储量是全区所有林木的2倍以上，可建若干个小型灌林木质发电和热电联产项目。固体成型燃料是一种洁净的可再生能源，我区丰富的林木剩余物、沙生灌木等生物质资源，可以发展固体生物质燃料。生物质能可以带动能源林产业的发展，有助于防止土地沙化和水土流失，促进生态良性循环。

(四)把生物质能开发与区域发展战略结合起来

发展生物质能越来越显示出，它不仅是替代石油的唯一选择，也是解决贫困问题、缩小区域、城乡差别的重要战略举措。国家发改委将我区列为“十一五”生物质能源发展重点省区之一。应从国家战略出发，根据可持续发展的要求，调查研究全区生物质能资源整体情况，围绕产业经济性和目标市场，高起点编制开发利用战略规划。做到因地制宜，多能互补，统筹规划，协调发展。

(五)抓好示范项目。推进产业发展

我区已建成和再建的一些生物质能开发利用项目。要围绕项目建设，下大力气抓好示范作用以点带面，积极推进生物质能产业化进程。生物质能示范项目。不仅仅只是企业发展，要形成从原料供应、运输、加工、市场开拓和相关服务体系完整的产业链，涉及到政府多个部门和行业，要加强协作。共同推进。

第9篇：生物燃料发展范文

Abstract: Advances of domestic and overseas biomass fuel ethanol is outlined in this paper. Having evaluated its economic， energy， environmental and social benefits， thereafter its importance as a part of Chinese energy strategy had been confirmed. Finally， a feasible scheme for fuel ethanol production from biomass in large scale is suggested， used for reference.

Key words: Syngas; Ethanol; Cellulose; Catalyst

全球变暖、化石能源日渐消耗……引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究 [1-5]。本文分析了燃料乙醇发展经济、能源、环境、社会效益，肯定了其能源战略地位，提出几条实现我国生物燃料规模化生产的可行性建议以资借鉴。

1 国内外燃料乙醇发展概况

目前面临化石能源危机，一些农产品丰富的国家正大力发展乙醇汽油供应市场。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”，以其富产甘蔗为原料，目前已形成1000多万吨产能，替代了1／3车用燃料。为推广燃料乙醇，美国制定了积极的经济激励政策，计划从2006年至2012年，可再生能源燃料年用量从1200万吨增加到2300万吨。日本重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇。欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也在在积极进行着相关研究 [1]。

目前，中国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇生产和消费国。“十一五”期间将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。实践证明我国过去以粮食为原料生产燃料乙醇，不符合国情，探索非粮能源资源是大势所趋 [1]。全国相关研究正如火如荼进行着，呈现一派“百花齐放，百家争鸣”的景象。特别是筹建中的中国科学院青岛生物能源与过程研究所，顺应时代潮流而生，肩负历史、国家使命，是集中力量办大事的“国家队”。

2 中国能源战略

随着全球变暖和化石能源消耗，人们对新型替代能源--乙醇的关注度日益上升，正成为许多国家新能源政策的重要组成部分。以此为契机，8年前中国上马了燃料乙醇项目，也意在解决过剩陈化粮问题。经过1999-2005几年间不懈努力，国家首批4家燃料乙醇定点生产企业完成了规划建设的102万吨产能，基本实现了“十五”提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标。然而我国人口众多，人均耕地少，用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人“争食”、“争土地”，造成人类生存空间越来越小，不符合我国国情。因此，2006年12月国家发改委和财政部联合下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理、促进产业健康发展的通知》要求生物燃料乙醇项目建设需经国家投资主管部门核准，未经国家核准不得增加产能 [1-5]。

在规划实施中，国家采取国际通行做法，对燃料乙醇生产给予财政补贴和产业政策扶持。财政补贴额逐年减少，2007年每生产一吨燃料乙醇国家给予1373元补贴，到2008年底将采取弹性补贴方式以尽可能避免企业亏损 [1]。未来工作依据是国家《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》，其总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。其基本原则有7条：因地制宜，非粮为主；能源替代，能化并举；自主创新，节能降耗；清洁生产，循环经济；合理布局，留有余地；统一规划，业主招标；政策支持，市场推动 [1]。“十一五”期间我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。这一产量的制定主要取决于全国用于非粮生产的盐碱地和荒地面积 [1]。并且国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产、定向流通、市场开放、公平竞争”的相关政策 [1]。

3 燃料乙醇效益

燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水，再加上适量变性剂制成。目前，中国试点推广的E10乙醇汽油是在汽油中掺入10％纯度达99.9％以上的乙醇制成 [2]。简而言之，燃料乙醇发展实现了“十五”规划中提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标 [1]，不仅部分解决了汽油紧张，拉动了大宗农产品的消费，为农民增加了收入，也促进了国家可持续发展战略。乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但其分子中含氧，抗爆性能好，取代传统MTBE为汽油抗爆、增氧添加剂，避免了其毒害性 (致癌，地下水污染)，具有优良能源、环保效益。如汽油中乙醇添加量≤l5％时，对汽车行驶性能无明显影响而尾气中温室气体含量降低30％-50％。添加10％，其辛烷值可提高2-3倍，还可清洁汽车引擎，减少机油替换使其动力性能增加 [3]。事非偶然，联合国工业发展组织就在维也纳乙醇专题讨论会上提出：“乙醇应该被当作燃料和化工原料永久的和可供选择的来源” [3]。

4 燃料乙醇生产原料

一次能源必将耗竭，研究、开发可再生能源势在必行。以混配乙醇汽油 (E10乙醇汽油) 为例，每用1000万吨就可节省1O0万吨汽油，而要提炼这些汽油至少需要300万吨原油，足见乙醇的能源战略地位 [1]。

燃料乙醇生产原料主要有玉米 (美国)、甘蔗(巴西)、薯类、谷类等。不同原料全生命周期的能量效益也不同，由高到低依次是甜甘蔗、甜高梁 > 木薯 > 玉米、小麦。如巴西甘蔗能量比达到1︰8以上，玉米、小麦等粮食作物及木薯、甘薯大约是1︰1.3～1.4，产生正效益 [1]。然而以粮食为原料，势必与人“争粮”、“争地”，利用非粮资源是大势所趋。非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁，还有大量粮食作物秸秆，农业、工业、生活废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。其中，纤维素是地球上贮量最丰富的有机物，其能量来自太阳，通过植物光合作用固定下来。每年地球上由光合作用生成的植物体总量达1.5×l011 kg，40％是纤维素。按全球人口平均，每人每天可分摊到56 kg。日本就重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇 [3]。如我国过去以玉米为原料生产燃料乙醇，成本相对要高，不符合人多地少的国情。因此，现阶段国家对生物燃料乙醇项目建设实行核准制。“十一五”专项规划要求燃料乙醇生产走“非粮”路线。此外，欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也正如火如荼地进行着相关研究 [1]。

5 燃料乙醇生产路线

对于生物质衍生合成气制乙醇有并存、竞争的化学法、生物法两种转化技术：

（1）生物法：纤维素、半纤维素，酸解或酶解或发酵单糖 (五碳、六碳糖)，化学、酶催化及微生物发酵乙醇

（2）化学法：纤维素、半纤维素、木素及其它生物体有机物，热解合成气 (H2， CO)，化学或酶催化或微生物发酵乙醇

在某些方面，化学法好比西药，强烈、见效快，生物法好比中药，温和、见效慢。两种方法“各有千秋”，其制约因素是成本和高效、廉价催化剂、酶和合适微生物的开发等关键技术。总而言之，生物法具有选择性、活性好、反应条件温和等优点，但原料利用率低、反应时间长、产物浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适于不同反应条件，不能很好耦合。相比，化学法具有原料利用率高、反应时间短、催化剂构成简单、没有严格反应条件限制等优点，但为高温、高压过程，对设备要求高 [1-5]。

6 能效分析转贴于

生物质直接燃烧热效率很低，只有10％左右，而将它们转化成气体或液体燃料 (甲烷、氢气、乙醇、丁醇、柴油等) 热效率可达30％以上，缓解了人类面临的资源、能源、环境等一系列问题 [4]。其次，乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但分子中含氧，用作汽油添加剂抗暴性能好、低排放，可提高其辛烷值2-3倍，还能使汽车动力性能增加等 [3]。

7 经济分析

目前中国试点推广的E10乙醇汽油价格按国家同期公布的90号汽油出厂价乘以价格系数0.911。90号汽油目前出厂价不到5000元/吨。由于玉米价格上涨导致生产成本增加，每销售1吨燃料乙醇要亏损数百元且在汽油多次提价之前，每吨亏损一度达到了1000多元 [2]。此外，燃料乙醇定价机制不合理，有两个“倒挂”，不能充分体现其价值：一是油价倒挂，我国原油价格和国际市场接轨，但成品油没有实现接轨；二是燃料乙醇产品价格倒挂。原本成品油价格就低，再乘以0.911所形成的价格对燃料乙醇经济性就很差。另外，以燃料乙醇取代高价MTBE，而燃料乙醇各项指标接近或优于MTBE，价格更高才合理，但并非如此，从技术上也没有充分体现其经济性。就目前生产工艺而言，燃料乙醇生产成本本来就很高再加上定价机制不合理，导致生产企业严重依赖于国家财政补贴 [1]。

建 议

要实现我国生物燃料规模化生产，关键要解决好资源、技术、市场、国家投资、价格和税收政策四个环节问题；在尽量不与粮食作物争地的情况下，积极开发非粮原料种植基地；努力开发自主知识产权，争取生产技术、设备国产化；延长产业链，除燃料乙醇外生产如乙酸乙酯、乙烯、环氧乙烷等化工产品。这样，实现了对资源综合利用，“吃干榨尽”，大大提高了农产品附加值，也在一定程度上减少了企业亏损。

参考文献

[1] 秦凤华. 燃料乙醇蒸蒸日上 [J]. 中国投资， 2007， 38-41.

[2] 任波. 乙醇汽油转折 [J]. 财经， 2007， 178: 100-102.

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