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生物液体燃料的发展方向与潜力(2)

时间:2006-08-18 07:34来源:中华化工网 作者:admin 点击: 248次


        与上述能源农业用地无重复计算,能源林业可利用的土地资源有:林业用地中5700万公顷的无林地面积(部分用于发展用材林等),按60%计入;1470万公顷的退耕还林地,按80%计入(现有退耕还林地相当部分用作果园,但考虑到水果的市场需求有限,而且中国尚有212万公顷的宜园土地后备资源,故考虑了较高的百分比);5393万公顷的宜林荒山荒地,按40%计入。总计6753万公顷土地可用于能源林业。按种植黄连木计(种植麻疯树的生物柴油亩产量略低一些),则可生产生物柴油20260万吨。根据中国林业发展的中长期规划,以上划归能源林业用地的土地与规划中的林业用地的冲突性较小。

        能源植物资源能有这样的潜力,一方面是要适当利用中国现有农林业用地和宜耕土地后备资源(0.552亿公顷,约占耕地和林业用地总面积的14%),一方面是合理开发中国的宜林荒山荒地(0.216亿公顷,占宜林荒山荒地面积的40%),再者是利用一定的易改造的盐碱化耕地(0.013亿公顷,约占盐碱化耕地面积的17%):三部分面积合0.78亿公顷(与之相比,中国现有耕地1.3亿公顷,林业用地2.6亿公顷)。这些土地资源可为中国未来的本土替代燃油开发提供坚实的原料来源。

        此外,技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大,一旦高产油藻开发成功并实现产业化,由藻类制生物柴油的规模可以达到数千万吨,因为中国有5000万亩可开垦的海岸滩涂和和大量的内陆水域。美国可再生能源国家实验室运用基因工程等现代生物技术,已经开发出含油超过60%的工程微藻,每亩可生产2吨以上生物柴油。青岛海洋大学十几年来承担了30多项国家及省部级海藻育苗育种生物技术研究,拥有一批淡水和海水藻类种质资源,积累了丰富的海洋藻类研究开发经验。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。

        2.3.2中国生物燃油实际开发量的预测

        上文从资源潜力的角度分析了生物燃油的潜力,但它的实际开发利用率依赖于多种复杂因素,主要如下:

        (1)需求。中国未来的燃油供给是相当紧张的,本国生产、国际进口和煤炭液化所能供给的燃油都是有限的,这就为生物燃油的发展提供了良机。

        (2)经济性。生物燃油的经济性主要取决于自身的技术成熟度、规模化发展所导致的成本下降、石油价格(目前还较少考虑环境成本的内部化)。石油价格在短期内的波动性和不确定性较大,但长期看来,上升趋势相当明显,与之相比,随着技术的成熟和规模的提高,生物燃油的成本将不断降低,因此竞争力会不断提高。

        (3)综合性。生物燃油工程一方面其核心技术的研发相当部分是在能源技术研究部分,一方面从特点上看也是典型的能源工程,它具有规模性,也具有时间性(所以需要能源规划):如果是利用盐碱地、荒地改造,则存在改造期的问题,特别是能源林业还存在一个能源林从栽种到成林的生长期的问题。而从生物燃油的原料来源来看,则属于农林业范畴。中国能否顺利、协调发展生物燃油,有赖于能否把能源机构、部门和农林业部门的力量成功地整合起来。以美国为例,它在能源部和农业部下都设有能源农业项目,并且彼此之间建立了很好的沟通和协作。

        (4)政策性。一方面,生物燃油产业具有显著的能源、环境和社会效益,应当得到政策支持;另一方面,国家对土地使用的规划性非常强,需要在土地规划中为能源农林业的发展提供空间。

        基于对以上四方面的分析,2010年、2020年生物燃油开发量的一种情景是:2010年,年生产生物燃油600万吨,创年产值240亿元,其中生物乙醇(车用酒精)500万吨、生物柴油100万吨;2020年,年生产生物燃油1900万吨,其中生物乙醇1000万吨、生物柴油900万吨,创年产值近1000亿元。

        三、中国生物燃油发展战略的讨论

        3.1“以国家先期投入为主导,以企业、科研机构为主力”的技术研发战略

        技术的成熟性和经济性对新兴的可再生能源产业来说是至关重要的,不少国家在可再生能源技术研发方面都有丰富的经验,特别是美国。美国可再生能源技术发展的核心战略是一贯的、明确的:以国家先期投入为引导,吸引产业界参与研制和开发长期(20年乃至50年后)可以发挥重大作用的关键技术,加速其商业化并形成相应的装备制造体系。美国政府始终重视企业占领可再生能源技术制高点的战略眼光和决心,先后制定了太阳光伏电池、风力发电装备和氢能技术发展的路线图,已经出台和即将出台一系列鼓励生物质能技术发展和商业化进程的政策法规,如“生物质研究和发展法案2000”。

        为确保生物质能研发及推广工作的开展,美国能源部计划在4年内投入500万美元研究经费,吸引相关单位对其拟定的项目进行申请。目前在美国已掀起新一轮的生物质能研发利用高潮,有大量的机构参与到该项目中。为进一步拓展科研经费来源,美国政府还推出了购买可再生能源信用卡的措施。

        美国还采取了直接作用于消费者和科研人员的激励措施。例如,2003年7月美国农业部(USDA)拨款77万美元委托美国生物柴油部(NBB)启动了生物柴油教育计划(Biodiesel  

                                    Education  Program),又拨出19万美元用于奖励在生物柴油研发中作出了突出贡献的爱达荷大学的科研人员。

        中国借鉴美国经验、强化国家先期投入的引导作用是十分重要的(特别是考虑到中国政府对能源部门、农业部门的高度控制):关键技术的发展可以得到足够的资金;各种相互支持或相互竞争的技术可以在一个系统性的框架中得到公平的筛选和发展。

        3.2“以政策扶植为必要辅助,以市场机制为根本基础”的产业发展战略能源农林业和生物燃油加工业是有显著的能源、社会、环境效益的产业,应当得到一定的政策支持,比如税收优惠、贴息贷款等。这对于起步中的新兴产业尤为重要。中国已出台《可再生能源法》,但和之前的《大气污染防止法》、《节约能源法》、《清洁生产促进法》等相关法律一样,在对生物质能等可再生、清洁能源的支持上基本上都属于原则性而非操作性的法律;尚待具体、明确的规章出台。此外,中国常规燃油行业尚存在相当程度的垄断,制约了生物质液体燃料产业尽快进入市场。这类问题的解决也有赖于国家政策。

        美国的生物柴油产业之所以落后于欧盟,主要原因就在于它相关激励政策的滞后。2004年底,美国总统布什签署的联邦公司税收法案中包含了对生物柴油的优惠政策,生物柴油的预期产量随之大增。

        从长远来看,市场竞争机制是成本下降、竞争力提升的根本保证。

        事实上,经济效益是对发展能源农业的最大激励。例如,2005年6月17日,广西省百色市右江区人民政府与广西万嘉糖业公司签约,投资5亿元建设日榨甘蔗5000吨的新糖厂和年产30万吨燃料乙醇厂的项目。激励甘蔗生产乙醇的因素有:1、由于大型糖厂都有附属的酒精车间,增加酒精产量所需的投资远远小于普通乙醇项目(4000元/吨乙醇产能),仅在1000多元/吨乙醇产能;2、含加工费后,乙醇生产成本低于3000元/吨,特别是再考虑到因规模效应而导致的成本下降,则利润更加可观;3、种植能源甘蔗与种植现有品种的甘蔗相比,亩产增收至少为400元,蔗农也有积极性;4、酒精生产的废水污染本来是一个难题,但随着治污工艺的进步,“变废为宝”,反而可以产生效益,CODcr在4万mg/L以上时,四到五年内即可收回治污投资成本,之后可以盈利。

        3.3“少占、不占粮食耕地,充分利用林地、荒地”的土地利用战略

        虽然中国耕地生产力还有较大提高空间,但大规模的能源农林业还是更依赖于中国面积巨大的无林地(属于林业用地)和宜林荒山荒地。事实上,中国大量的可造林地处在交通较便利并且也有充足劳动力的地区。专家认为,制约这些地区造林速度的很大原因在于制度因素(而非仅仅由于经济因素),如林木的所有权界定等。

        把林业生产和能源供给结合起来的思路对带动林业发展和增加燃油供给有着重要意义。值得一提的是,印度在发展能源林业上显示了巨大的决心。印度总理称:“如果我们能启动从植物中生产生物柴油的麻疯果计划,那么就可能为3600万人提供就业,3300万公顷贫瘠干旱的土地就可以开垦成油田。”

        为了切实地发展中国的能源农林业,需要更进一步的基础性的调研工作(如土地资源、能源植物的地域适宜性等)并在此基础上对土地资源的利用进行合理的规划。目前,国家林业局已经开始重视能源林业的发展可能,并组织了能源林业相关的一些基础调研工作。 (责任编辑:泉水)
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