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第1篇：生物燃料的作用范文

關(guān)鍵詞:生物燃料糧食生產(chǎn)中國(guó)

自從步入了20世紀(jì),國(guó)際石油的價(jià)格就不斷上升,全球范圍內(nèi)都掀起了生物液體能源的浪潮。我國(guó)為了更好的應(yīng)對(duì)能源安全方面的困境、做好環(huán)境保護(hù)工作并且將陳化糧問(wèn)題解決,開(kāi)始進(jìn)行生物燃料的研究并且已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。截至2009年,我國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)了約170萬(wàn)噸的燃料乙醇。但是隨之而來(lái)的難題是國(guó)內(nèi)外的糧食例如玉米小麥等,都出現(xiàn)了大幅度漲價(jià),我國(guó)政府只好緊急出臺(tái)政策對(duì)生物燃料的生產(chǎn)進(jìn)行限制,以便保證糧食安全。

1發(fā)展生物燃料對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)的積極作用

糧食生產(chǎn)關(guān)乎國(guó)計(jì)民生,其基本政策應(yīng)是在數(shù)量上自給自足,進(jìn)口糧食則是在總量平衡下實(shí)現(xiàn)糧食種類上的調(diào)劑方法,可以說(shuō),我國(guó)糧食供給的變化主要取決于糧食生產(chǎn)的波動(dòng)性。在改革開(kāi)放30余年的發(fā)展下,我國(guó)的糧食生產(chǎn)增長(zhǎng)速度放緩,糧食生產(chǎn)面臨耕地減少、水資源短缺等問(wèn)題的限制。目前形勢(shì)來(lái)看,實(shí)現(xiàn)耕地資源的增加幾乎不可能,那么在耕地面積不變的基礎(chǔ)上,要實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)就必須利用新技術(shù),如:種子改良、復(fù)種指數(shù)上升等。從生物燃料與糧食生產(chǎn)的角度來(lái)看,生物燃料在發(fā)展的過(guò)程中提高了糧食供給機(jī)會(huì)成本,其將會(huì)對(duì)糧食生產(chǎn)率提高、糧食生產(chǎn)資源優(yōu)化配置、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整等起到關(guān)鍵作用。首先,乙醇的原材料價(jià)格上漲促使農(nóng)民增加對(duì)該類原材料的種植,但是農(nóng)業(yè)資源有限,故而將會(huì)導(dǎo)致部分農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出的下降,進(jìn)而影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。而且,敏感糧食生產(chǎn)供給反應(yīng)會(huì)使得農(nóng)民投入增加,提高資源的利用率,這在一定程度上對(duì)于農(nóng)民增收起到積極作用。當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)比較利益提高,水資源、耕地等資源流出農(nóng)業(yè)的機(jī)會(huì)成本也會(huì)提高,進(jìn)而提高我國(guó)的農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。例如:據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2009-2014年,我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品中種植玉米的面積提升,糧食播種比率上升,但是耕地資源卻明顯減少了。其次,生物燃料的發(fā)展提供了一種全新的可能性,因?yàn)樵谒耐苿?dòng)作用下廢棄的農(nóng)作物得到了利用,并且邊際土地也可以發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)了,科技的投入得到了激發(fā),對(duì)現(xiàn)有的資源可以通過(guò)優(yōu)化配置來(lái)讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率得到進(jìn)一步的提高。中國(guó)的耕地資源不是無(wú)限的,同時(shí)近年來(lái)耕地收到城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的影響,很多都被侵占或者遭遇了嚴(yán)重的破壞,生態(tài)環(huán)境已不復(fù)存在,這些都為糧食生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的影響,造成了嚴(yán)重的糧食安全問(wèn)題。但是全國(guó)目前后備土地資源仍然占國(guó)土總面積的9.33%,共有701.7萬(wàn)公頃的土地可以用來(lái)開(kāi)墾,其中一些土地所處的環(huán)境無(wú)法進(jìn)行糧食作物的種植,但是可以種植甜高粱、蓖麻、木薯以及水黃皮等耐受性的生物燃料物,最大化的利用那些只具有很低經(jīng)濟(jì)效益的土地。而有了利益的激勵(lì)作用,政府、企業(yè)會(huì)想辦法提高科技投入、進(jìn)行品種改良,每一家農(nóng)戶也都會(huì)想辦法提高生產(chǎn)率。中國(guó)玉米的產(chǎn)量在2002年只有328.3公斤/畝,而由于燃料乙醇的作用,2008年的時(shí)候已經(jīng)提升至370.3公斤/畝,具體如圖1所示。單產(chǎn)同樣得到了大幅度提升的還有木薯,我國(guó)廣西地區(qū)種植的木薯2000年的時(shí)候只有1003公斤/畝的產(chǎn)量,而2006年就達(dá)到了1373公斤/畝。這兩者的單產(chǎn)量和增長(zhǎng)的速度比起全國(guó)平均水平都是高出了一大截的。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率是否能在生物燃料的推動(dòng)下得到真正的提高,主要依賴的還是不斷進(jìn)步推廣發(fā)展的技術(shù),并且讓小農(nóng)戶實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn),真正的進(jìn)入市場(chǎng)中來(lái)?？傮w來(lái)說(shuō)中國(guó)的糧食生產(chǎn)規(guī)模以及經(jīng)濟(jì)效益一直是在增加的,所以想要提高生產(chǎn)的效率,可以適當(dāng)?shù)膶⒓Z食的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模擴(kuò)大。想要做到這一點(diǎn),政府就必須給予強(qiáng)有力的推動(dòng),完善農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并不斷提高科技創(chuàng)新的能力,對(duì)土地流轉(zhuǎn)制度也需要進(jìn)行優(yōu)化和完善,建設(shè)更為合理的糧食流通體系,最后的目的是提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈整體的生產(chǎn)效率。所以說(shuō)要做好公共投資方面的工作,尤其需要注意的是優(yōu)化糧食安全財(cái)政成本,這對(duì)于提高生產(chǎn)效率意義重大。

2糧食生產(chǎn)與生物燃料生產(chǎn)的建議

我國(guó)自從改革開(kāi)放以后,決定糧食安全問(wèn)題的財(cái)政成本的因素就由好幾個(gè)方面構(gòu)成的了,包括總體的財(cái)政收入、糧食儲(chǔ)備量以及市場(chǎng)價(jià)格受到糧食的干預(yù)度,之所以會(huì)存在糧食安全成本過(guò)高并且難以降低的重要原因,就是因?yàn)榧Z食儲(chǔ)備過(guò)高,并且沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬r(jià)格干預(yù)。后來(lái)我國(guó)在糧食生產(chǎn)和流通領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)化,隨之改變的還有我國(guó)的糧食安全財(cái)政成本結(jié)構(gòu),從最開(kāi)始的消費(fèi)補(bǔ)貼到流通和生產(chǎn)補(bǔ)貼,一直到最后的糧食直補(bǔ)。而生物燃料例如燃料乙醇的發(fā)展,從客觀來(lái)說(shuō)可以將庫(kù)存的陳糧減少,同時(shí)對(duì)糧價(jià)進(jìn)行刺激使其上升,可以有效的降低我國(guó)在糧食安全方面支出的財(cái)政成本。尤其是發(fā)展了燃料乙醇以后,糧食的流通也會(huì)得到降低,并且影響到其他的財(cái)政成本,讓我國(guó)糧食安全的財(cái)政成本可以改變結(jié)構(gòu)。我國(guó)作為一個(gè)石油儲(chǔ)量不夠豐富并且凈進(jìn)口石油的國(guó)家,能源安全會(huì)受到大量的進(jìn)口石油的威脅,所以更應(yīng)該發(fā)展生物燃料,并且生物燃料相比其傳統(tǒng)的石油和煤炭來(lái)說(shuō)有很多優(yōu)勢(shì),例如可再生、更清潔等。有專家指出,目前全球的糧食危機(jī)并不是因?yàn)樯锶剂系陌l(fā)展造成的,因?yàn)槔眉Z食作物來(lái)進(jìn)行生物燃料才剛發(fā)展起來(lái)。例如巴西這個(gè)糧食大國(guó),在保證其糧食產(chǎn)量和出口量的同時(shí),還積極發(fā)展了生物燃料,巴西一半的汽車都已經(jīng)使用生物燃料了。再例如美國(guó),現(xiàn)在使用三分之一的玉米來(lái)進(jìn)行乙醇的提取,雖然使用農(nóng)作物來(lái)進(jìn)行生物燃料的生產(chǎn)可能會(huì)影響糧食安全,但是生物燃料的生產(chǎn)如果改用不可食用的生物來(lái)進(jìn)行的話,就不會(huì)影響糧食生產(chǎn),反而還有很大潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]趙禮恩.生物燃料發(fā)展對(duì)發(fā)展中國(guó)家糧食安全的影響[D].山東理工大學(xué),2010.

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[3]張穎,陳艷.液態(tài)生物燃料產(chǎn)業(yè)與糧食安全協(xié)調(diào)發(fā)展分析[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,06:41-46.

第2篇：生物燃料的作用范文

    1 生物質(zhì)固體燃料成型工藝及設(shè)備

    1.1 成型工藝

    生物質(zhì)燃料的致密成型工藝直接決定了生物質(zhì)燃料的形狀和特性,根據(jù)成型條件的不同可以將生物質(zhì)成型工藝分為常溫濕壓成型、熱壓成型、炭化成型和冷壓成型[10]。

    (1)濕壓成型工藝:濕壓成型是利用水對(duì)纖維素的潤(rùn)漲作用,纖維素在水中濕潤(rùn)皺裂并部分降解,使其加壓成型得到了很明顯的改善。在簡(jiǎn)單的裝置下加壓將水分?jǐn)D出,形成低密度的壓縮燃料塊。此種方法多用于纖維板的生產(chǎn)。

    (2)熱壓成型工藝:熱壓成型工藝是現(xiàn)在應(yīng)用較多的生物質(zhì)壓縮成型工藝之一,其工藝流程為:原料粉碎干燥混合擠壓成型冷卻包裝。對(duì)于不同的原料種類、粒度、含水率和成型設(shè)備,成型工藝參數(shù)也要隨之變化,但由于木質(zhì)素在 70~100℃時(shí)開(kāi)始軟化具有黏性,當(dāng)溫度達(dá)到 200~300℃時(shí)呈熔融狀,黏性很高[11],在熱壓過(guò)程中可起到黏結(jié)劑的作用,所以加熱維持成型溫度一般在 150~300℃,使木質(zhì)素、纖維素等軟化并擠壓成生物質(zhì)成型塊。

    (3)炭化成型工藝:炭化是在隔絕或限制空氣的條件下,將木材、秸稈等在 400~600℃的溫度下加熱,得到固體炭、氣體、液體等產(chǎn)物的技術(shù),以生產(chǎn)炭為主要目的的技術(shù)稱為制炭,以氣體或液體的回收利用為重點(diǎn)的技術(shù)稱為干餾,兩者合稱為炭化[12]。炭化成型工藝是將碎料經(jīng)過(guò)炭化,去除其中的揮發(fā)分,減少煙和氣味,提高燃燒的清潔性。根據(jù)炭化工序的先后可分為先成型后炭化工藝和先炭化后成型工藝。①先成型后炭化工藝為:原料粉碎干燥成型炭化冷卻包裝;②先炭化后成型工藝為:原料粉碎除雜炭化混合黏結(jié)劑成品干燥、包裝。纖維素類生物質(zhì)經(jīng)炭化后,成型時(shí)表面黏結(jié)性能下降,直接壓縮成型的生物質(zhì)固體燃料易松散,不易貯存和運(yùn)輸,因此要加入適當(dāng)?shù)酿そY(jié)劑來(lái)增加其致密成型的強(qiáng)度,現(xiàn)有的黏結(jié)劑如脲醛樹(shù)脂(UF),水玻璃,糠醛廢渣,NaOH、硼砂、水和淀粉混合黏結(jié)劑,聚乙烯醇、淀粉和JTJ(代號(hào))混合黏結(jié)劑[13],淀粉、木質(zhì)素類、羧甲基纖維素及焦油等[14]。

    (4)冷壓成型工藝:冷壓成型工藝是將生物質(zhì)顆粒在高壓下擠壓,利用擠壓過(guò)程中顆粒與顆粒之間摩擦產(chǎn)生的熱量使木質(zhì)素軟化并具有一定的黏結(jié)性,從而達(dá)到固定成型的效果。冷壓成型工藝生產(chǎn)的生物質(zhì)致密燃料的物理性能沒(méi)有前幾種工藝生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料優(yōu)良。

    (5)生物質(zhì)燃料的致密成型工藝評(píng)價(jià)指標(biāo):松弛密度和耐久性是衡量生物質(zhì)燃料致密成型物理品質(zhì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。適宜的壓縮時(shí)間,盡可能小的粒度,適當(dāng)增加壓力、溫度或加黏結(jié)劑,可以達(dá)到提高松弛密度的目的。耐久性可以細(xì)化為抗變形性、抗跌碎性、抗?jié)L碎性、抗?jié)B水性和抗吸濕性等[15]。此外,將內(nèi)摩擦角作為影響生物質(zhì)致密成型燃料的評(píng)價(jià)指標(biāo),也有相應(yīng)的研究[16]。

    1.2 成型設(shè)備

    (1)螺旋擠壓式成型機(jī):螺旋擠壓成型機(jī)是靠螺桿擠壓生物質(zhì),并維持一定的成型溫度,使生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素得到軟化,從而減小內(nèi)部的摩擦,擠壓成生物質(zhì)致密成型塊。與纖維板的生產(chǎn)相類似,如果原料的含水率過(guò)高,在加熱壓縮的過(guò)程中致密成型塊也容易發(fā)生開(kāi)裂和“放炮”現(xiàn)象,所以原料的含水率應(yīng)控制在 8%~12%之間,成型壓力要隨著原料和所要求成型塊密度的不同而異,一般在4.9~12.74kPa之間,成型燃料的形狀通常為空心燃料棒(如圖 1(a)所示)。螺旋擠壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、生產(chǎn)連續(xù)性較好,但螺桿的磨損較嚴(yán)重,使用壽命較短,這也相應(yīng)地增加了生產(chǎn)成本[17-19]。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所研制了螺旋擠壓式棒狀燃料成型機(jī),西北農(nóng)林科技大學(xué)研制出了JX7.5、JX11 和SZJ80A三種植物燃料成型機(jī)。

    (2)活塞沖壓式成型機(jī):活塞沖壓式成型機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同又分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)活塞式成型機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)活塞式成型機(jī),其中液壓沖壓式成型機(jī)允許加工含水率較高(20%左右)的原料,常用于生產(chǎn)實(shí)心燃料棒或燃料塊(如圖 1(b)所示),其密度在0.8~1.1g/cm3之間,成型致密燃料塊比較容易松散,但在壓縮過(guò)程中一般不需要加熱,也減小了成型部件的損耗。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了液壓往復(fù)活塞雙向擠壓加熱成型的棒狀燃料成型機(jī),首鋼研制了機(jī)械活塞沖壓式生物質(zhì)塊狀燃料成型機(jī),中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制了 CYJ-35 型沖壓式成型機(jī)。

    (3)壓輥式成型機(jī):壓輥式成型機(jī)主要生產(chǎn)顆粒狀的生物質(zhì)致密成型燃料(如圖 1(c)所示),其可分為環(huán)模成型機(jī)和平模成型機(jī)。該機(jī)對(duì)原料含水率要求較為寬松,一般在 10%~40%之間,顆粒成型燃料的密度在 1.0~1.4g/cm3之間,成型時(shí)一般不需要加熱,根據(jù)原料的狀況可適當(dāng)添加少量黏結(jié)劑。壓輥式成型機(jī)的基本工作部件由壓輥和壓模組成。其中壓輥可以繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng),壓輥的外周加工有齒或槽,用于壓緊原料而不致打滑。壓模有圓盤或圓環(huán)形兩種,壓模上加工有成型孔,原料進(jìn)入壓輥和壓模之間,在壓輥的作用下被壓入成型孔內(nèi)。從成型孔內(nèi)壓出的原料就變成圓柱形或棱柱形,最后用切斷刀切成顆粒狀成型燃料。中南林業(yè)科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī),河南省科學(xué)院能源研究所研制了在常溫下生產(chǎn)顆粒燃料的環(huán)模式成型機(jī),清華大學(xué)清潔能源研究與教育中心研制了常溫成型顆粒燃料生產(chǎn)設(shè)備。

    2生物質(zhì)固體燃料成型和燃燒的影響因素

    2.1原料種類

    生物質(zhì)固體成型過(guò)程中,依靠木質(zhì)素在較高溫度下軟化呈熔融狀態(tài)、在外壓力作用下流動(dòng)的特性,可以起到膠黏劑的效果,所以木質(zhì)素在生物質(zhì)中的含量直接影響燃料的成型。生物質(zhì)的密度也對(duì)成型有一定的影響,密度大的原料較難壓縮成型。2.2原料含水率不同工藝對(duì)生物質(zhì)的含水率都有相應(yīng)的要求。顆粒成型工藝所用原料的含水率一般在15%~25%之間;棒狀成型燃料所用原料的含水率不大于 10%。在熱壓成型中,含水率過(guò)高,水蒸氣不容易從原料中溢出,會(huì)發(fā)生氣堵或“放炮”現(xiàn)象;而含水率過(guò)低又會(huì)影響木質(zhì)素的軟化點(diǎn)。

    2.3 原料粒度

    粒度小的原料容易壓縮,可增大生物質(zhì)固體燃料的密度。但采用沖壓成型時(shí)要求原料具有較大的尺寸或較長(zhǎng)的纖維,以避免原料粒度過(guò)小而脫落,給運(yùn)輸造成不便。

    2.4成型壓力與壓模幾何形狀

    成型壓力影響成型密度,但受設(shè)備能力的限制,制約了成型壓力的增加;壓膜的幾何形狀影響成型壓力以及摩擦力的大小。

    2.5 成型溫度

    成型溫度高會(huì)使原料本身變軟,木質(zhì)素軟化,容易壓縮成型,但溫度過(guò)高會(huì)造成模子退火、耐磨性降低、壽命縮短,而且還會(huì)使物料炭化嚴(yán)重,降低表面黏結(jié)性能而影響成型。

    2.6添加劑

    生物質(zhì)固體成型過(guò)程中使用的添加劑主要是聚環(huán)氯乙烷,其可以中和成型燃料顆粒表層和擴(kuò)散層(水分)之間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),使成型塊的結(jié)合更加牢固[20]。

第3篇：生物燃料的作用范文

一、國(guó)內(nèi)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要制約因素

（一）國(guó)內(nèi)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、燃料乙醇開(kāi)始規(guī)?；瘧?yīng)用

“十五”期間，我國(guó)在黑龍江、吉林、河南、安徽4省，分別依托吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原生化股份有限公司和黑龍江華潤(rùn)酒精有限公司四家企業(yè)建成了四個(gè)燃料乙醇生產(chǎn)試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行定點(diǎn)生產(chǎn)，初步形成了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)燃料乙醇市場(chǎng)格局。到2007年，我國(guó)燃料乙醇產(chǎn)能達(dá)160萬(wàn)噸，四家定點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)能達(dá)144萬(wàn)噸。值得注意的是，為不影響糧食安全并改善能源環(huán)境效益，我國(guó)已確定不擴(kuò)大現(xiàn)有陳化糧玉米乙醇生產(chǎn)能力的政策，轉(zhuǎn)向以木薯和甜高粱等非糧作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇，并開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)。目前，廣西木薯乙醇項(xiàng)目的生產(chǎn)能力超過(guò)20萬(wàn)噸，2008年全國(guó)燃料乙醇總產(chǎn)量達(dá)172萬(wàn)噸。此外，生物液體燃料也已開(kāi)始在道路交通部門中初步得到規(guī)?；瘧?yīng)用，我國(guó)燃料乙醇的消費(fèi)量已占汽油消費(fèi)量的20%左右，在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北、河北、山東、江蘇部分地區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)車用乙醇汽油替代普通無(wú)鉛汽油。

2、生物柴油步入快速發(fā)展軌道

自2002年經(jīng)國(guó)務(wù)院批示，國(guó)家發(fā)改委開(kāi)始推進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展以來(lái)，生物柴油年產(chǎn)量由最初的1萬(wàn)噸發(fā)展到現(xiàn)在的近20萬(wàn)噸，總設(shè)計(jì)產(chǎn)能約200萬(wàn)噸/年，生物柴油被納入《中華人民共和國(guó)可再生能源法》的管理范疇。2008年，為鼓勵(lì)和規(guī)范生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展，防止重復(fù)建設(shè)和投資浪費(fèi)，根據(jù)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體思路和基本原則，結(jié)合國(guó)家有關(guān)政策要求及產(chǎn)業(yè)化工作部署與安排，國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)了中石油南充煉油化工總廠6萬(wàn)噸/年、中石化貴州分公司5萬(wàn)噸/年和中海油海南6萬(wàn)噸/年3個(gè)小油桐生物柴油產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目。截止目前，我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源發(fā)展公司等民營(yíng)公司、外資公司以及中糧集團(tuán)、航天科工集團(tuán)和三大石油集團(tuán)共同參與的格局。

（二）生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展需突破的主要制約因素

目前，我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展還面臨許到原料資源供應(yīng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸、商業(yè)化應(yīng)用市場(chǎng)和政策、市場(chǎng)環(huán)境不完善等制約因素。

1、原料資源供應(yīng)嚴(yán)重不足

無(wú)論是燃料乙醇還是生物柴油都面臨著“無(wú)米下鍋”。

從燃料乙醇看，如果完全用玉米來(lái)生產(chǎn)，按照1∶3.3 比例計(jì)算，2020 年將達(dá)4950 萬(wàn)噸，加上其他工業(yè)消費(fèi)對(duì)玉米需求的增長(zhǎng)，未來(lái)我國(guó)玉米生產(chǎn)將難以滿足燃料乙醇生產(chǎn)的工業(yè)化需求，而且隨著陳化糧食逐步消耗殆盡和玉米價(jià)格的不斷上漲，玉米燃料乙醇的發(fā)展可能威脅到我國(guó)糧食安全，因此完全使用玉米生產(chǎn)燃料乙醇在我國(guó)并不現(xiàn)實(shí)。

從生物柴油看，國(guó)內(nèi)僅有的幾個(gè)項(xiàng)目都是以地溝油、植物油腳等廢棄油脂做原料，而全國(guó)一年的廢棄油脂也只有600―700萬(wàn)噸，其中相當(dāng)比例還要用于化工生產(chǎn)，每年可供生物柴油企業(yè)利用的廢棄油脂不足50 萬(wàn)噸。按照1.2 噸廢棄油脂生產(chǎn)1 噸生物柴油計(jì)算，40 多萬(wàn)噸廢棄油脂能滿足的產(chǎn)能只有30 多萬(wàn)噸。目前，我國(guó)很多企業(yè)處于部分停產(chǎn)或完全停產(chǎn)狀態(tài)，行業(yè)發(fā)展陷入了困境。

2、產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)瓶頸制約

目前，我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于起步階段，產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)設(shè)備等問(wèn)題已成為阻礙生物燃料產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的重要問(wèn)題之一。

從燃料乙醇的發(fā)展看，一方面，我國(guó)的自主研發(fā)能力還比較弱，缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)以玉米、木薯等淀粉類為原料的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化初期階段，以甜高粱、甘蔗等糖質(zhì)類為原料基礎(chǔ)的燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)大多處于試驗(yàn)示范階段，還需在優(yōu)良品種選育、適應(yīng)性種植、發(fā)酵菌種培育、關(guān)鍵工藝和配套設(shè)備優(yōu)化、廢渣廢水回收利用等方面作進(jìn)一步研究。而國(guó)外以淀粉、糖質(zhì)類為原料的燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，并進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)階段。此外，我國(guó)的纖維素乙醇還處在試驗(yàn)階段，技術(shù)還有待完善，尤其是如何降低纖維預(yù)處理和纖維酶的成本，高效率的發(fā)酵技術(shù)等方面，總體而言與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。另一方面，國(guó)內(nèi)還缺乏以不同生物質(zhì)為原料的燃料乙醇相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。盡管我國(guó)于2001年頒布了變性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和車用乙醇汽油（GB18351－2001）兩項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)內(nèi)容上等效采用了美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）；但上述標(biāo)準(zhǔn)主要是基于淀粉類原料而制定的，而制備燃料乙醇的原料種類較多且生產(chǎn)工藝也大不相同，在某些技術(shù)指標(biāo)上也會(huì)有所差異，單一基于淀粉類原料制定的標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上制約了我國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

從生物柴油的發(fā)展看，我國(guó)主要采用化學(xué)酯化法生產(chǎn)生物柴油，已形成較完備的技術(shù)體系和方法，但由于酯化過(guò)程要進(jìn)行水洗、除渣、酯化、分離、蒸餾、洗滌、干燥、脫色等一系列過(guò)程，因此，轉(zhuǎn)化率低，成本較高，而且產(chǎn)品質(zhì)量難以保障。此外，雖然我國(guó)在2007年頒布了《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油（BD100）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、殘?zhí)烤哂谑皖惒裼?，常?huì)以B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用。而我國(guó)至今沒(méi)有B5或B20標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有對(duì)生物柴油企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和運(yùn)行進(jìn)行技術(shù)規(guī)范，生物柴油質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致難以進(jìn)入中石油、中石化的銷售終端，大量生物柴油賣給企業(yè)用作燒鍋爐等用途，極大地制約了我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。

3、生產(chǎn)成本過(guò)高，商業(yè)化應(yīng)用缺乏市場(chǎng)前景

從燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗為原料生產(chǎn)的燃料乙醇成本可以與汽油相競(jìng)爭(zhēng)外，其他國(guó)家燃料乙醇的成本都比較高，而我國(guó)燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、轉(zhuǎn)化率低等因素影響，燃料乙醇的生產(chǎn)成本更高；從生物柴油看，在原料價(jià)格高峰時(shí)，生物柴油的生產(chǎn)成本是每噸接近7000元，而售價(jià)是6000元左右。因此，不依靠政府補(bǔ)貼，大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用缺乏市場(chǎng)前景。

4、政策法規(guī)和市場(chǎng)環(huán)境尚需改進(jìn)

雖然我國(guó)在2005年2月28日通過(guò)了《可再生能源法》，并于2007年8月出臺(tái)了《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，但主要是以利用再生能源發(fā)電作為目標(biāo)和重點(diǎn)的，缺乏對(duì)包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料開(kāi)發(fā)利用的明確性規(guī)定。另外，在生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面缺乏利用稅收減免、投資補(bǔ)貼、價(jià)格補(bǔ)貼、政府收購(gòu)等市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)杠桿和行政手段促進(jìn)發(fā)展的政策性法規(guī)；而且，部分出臺(tái)的優(yōu)惠政策行業(yè)內(nèi)企業(yè)很難享受。此外，我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)和運(yùn)作環(huán)境也有待進(jìn)一步完善。

二、我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路線圖

（一）發(fā)展目標(biāo)

按照因地制宜、綜合利用、清潔高效的原則，合理開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)加強(qiáng)生物質(zhì)的資源評(píng)價(jià)和規(guī)劃，健全生物燃料產(chǎn)業(yè)的服務(wù)體系，包括完善科技支撐體系，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化和人才培養(yǎng)體系建設(shè)，完善信息管理體系等途徑促進(jìn)生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展從追趕型到領(lǐng)先型的轉(zhuǎn)變。到2020年，燃料乙醇年利用量達(dá)1000萬(wàn)噸，生物柴油年利用量達(dá)200萬(wàn)噸，年替代化石燃料1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（二）發(fā)展路線

近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，應(yīng)維持玉米乙醇、小麥乙醇的現(xiàn)有發(fā)展規(guī)模，繼續(xù)提高玉米乙醇、小麥乙醇項(xiàng)目的生產(chǎn)效率；重點(diǎn)發(fā)展木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧淀粉類燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、馬鈴薯乙醇等非糧燃料乙醇的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性；進(jìn)行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖類原料的直接發(fā)酵技術(shù)的示范；同時(shí)，加大纖維素遺傳技術(shù)研發(fā)力度，爭(zhēng)取在纖維素酶水解技術(shù)上有所突破；開(kāi)展抗逆性能源植物的種植示范。在生物柴油方面，仍將維持以廢棄油脂為主，以林木油果等為輔的原料供給結(jié)構(gòu)；開(kāi)展高產(chǎn)木本油料種植技術(shù)研究；開(kāi)展先進(jìn)酯化技術(shù)示范；制定生物柴油技術(shù)規(guī)范和B5或B20等BX類生物柴油與石化柴油混用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并建立國(guó)家級(jí)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖類作物為原料的燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化利用，應(yīng)用耐高溫、高乙醇濃度、高滲透性微生物發(fā)酵技術(shù)，采用非相變分離乙醇技術(shù)；戊糖、己糖共發(fā)酵生產(chǎn)乙醇技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，纖維素乙醇進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域；耐貧瘠能源作物在鹽堿地、沙荒地大面積種植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技術(shù)成功，燃料乙醇在運(yùn)輸燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力開(kāi)發(fā)以黃連木、麻風(fēng)樹(shù)等木本油料植物果實(shí)作為生物柴油主要原料的生物柴油，高產(chǎn)、耐風(fēng)沙、干旱的灌木與草類規(guī)?；N植技術(shù)取得突破；高壓醇解、酶催化、固體催化等生物柴油技術(shù)廣泛應(yīng)用。

遠(yuǎn)期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高熱值產(chǎn)品（如丁醇等）；植物代謝技術(shù)取得突破，減少木質(zhì)素含量提高纖維素含量，大規(guī)模生產(chǎn)木質(zhì)纖維類生物質(zhì)燃料乙醇的工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在生物柴油方面，以黃連木、麻風(fēng)樹(shù)等木本油料植物果實(shí)作為生物柴油主要原料的生物柴油的生產(chǎn)工藝不斷成熟且生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性不斷提高，規(guī)模不斷擴(kuò)張；工程微藻法技術(shù)逐步完善并走向成熟且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

三、促進(jìn)我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障措施

（一）統(tǒng)一思想，合理規(guī)劃，有序推進(jìn)

向全社會(huì)廣泛宣傳發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)的重要意義，切實(shí)提高對(duì)發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)重要性的認(rèn)識(shí)，把生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提高到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略高度予以考慮。同時(shí)，要借鑒先發(fā)國(guó)家在生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，仔細(xì)分析生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。此外，各地區(qū)也要按照因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、突出重點(diǎn)的原則，做好生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃工作，根據(jù)生物質(zhì)資源狀況、技術(shù)特點(diǎn)、市場(chǎng)需求等條件，研究制定本地區(qū)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出切實(shí)可行的發(fā)展目標(biāo)和要求，充分發(fā)揮好資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能的合理有序開(kāi)發(fā)，走出一條具有中國(guó)特色的生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

（二）開(kāi)展資源評(píng)價(jià)，發(fā)展能源作物

必須通過(guò)生物質(zhì)資源的調(diào)查和評(píng)價(jià)工作，搞清各種生物質(zhì)資源總量、用途及其分布，為發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。一是開(kāi)展調(diào)查研究，做好資源評(píng)價(jià)。二是在生物質(zhì)資源普查與科學(xué)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，制定切實(shí)可行的能源作物發(fā)展規(guī)劃，以確定在什么地方具有大規(guī)模種植何類能源作物的條件。在不毀壞林地、植被和濕地，不與糧爭(zhēng)地，不與民爭(zhēng)糧的原則下，調(diào)整種植業(yè)比例，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，根據(jù)主要能源作物品種的性能、適宜的邊際性土地等資源數(shù)量、區(qū)域分布現(xiàn)狀，科學(xué)制訂能源作物的種植規(guī)劃。在種植基礎(chǔ)好、資源潛力大的地區(qū)，規(guī)劃建設(shè)一批能源作物種植基地，為生物燃料示范建設(shè)和規(guī)?；l(fā)展提供可靠的原料供應(yīng)基礎(chǔ)。

（三）加大生物燃料產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范工作

必須要堅(jiān)持點(diǎn)面結(jié)合、整體推進(jìn)的原則，將近、中遠(yuǎn)期目標(biāo)相結(jié)合，并結(jié)合我國(guó)生物質(zhì)資源特點(diǎn)，加大對(duì)生物燃料產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究的支持力度。一是制定生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線圖，通過(guò)政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的共同工作，提出中長(zhǎng)期需要的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，有利于幫助企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)識(shí)別、選擇和開(kāi)發(fā)正確的技術(shù)，并幫助引導(dǎo)投資和配置資源。二是加強(qiáng)生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)的試點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)化示范工作，設(shè)立生物燃料產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展專項(xiàng)資金，增加研究開(kāi)發(fā)投入，加大生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)力度，加快推進(jìn)生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。三是重視生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，制定生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)準(zhǔn)則、技術(shù)指南和技術(shù)保障作用，并建立國(guó)家級(jí)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)督工作，促進(jìn)生物燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

（四）加強(qiáng)財(cái)政、稅收和金融政策的引導(dǎo)和扶持

一是可以給予適當(dāng)?shù)呢?cái)政投資或補(bǔ)貼，包括建立風(fēng)險(xiǎn)基金制度實(shí)施彈性虧損補(bǔ)貼、對(duì)原料基地給予補(bǔ)助、具有重大意義的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范補(bǔ)助和加大面對(duì)生產(chǎn)生物燃料產(chǎn)品企業(yè)的政府采購(gòu)等措施，以保證投資主體合理的經(jīng)濟(jì)利益，使投資主體具有發(fā)展生物燃料項(xiàng)目的動(dòng)力。二是加大對(duì)投資生物燃料項(xiàng)目的稅收優(yōu)惠，包括對(duì)投資生物燃料項(xiàng)目的企業(yè)實(shí)行投資抵免和再投資退稅政策，對(duì)生產(chǎn)生物燃料產(chǎn)品的企業(yè)固定資產(chǎn)允許加速折舊，對(duì)科研單位和企業(yè)研制開(kāi)發(fā)出的生物燃料新技術(shù)、新成果及新產(chǎn)品的轉(zhuǎn)讓銷售在一定時(shí)期可以給予減免營(yíng)業(yè)稅和所得稅等措施，以鼓勵(lì)和引導(dǎo)更多的企業(yè)重視、參與生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三是積極引導(dǎo)金融資本投向生物燃料產(chǎn)業(yè)，包括對(duì)生物燃料龍頭企業(yè)實(shí)施貸款貼息，支持有條件的生物燃料企業(yè)發(fā)行企業(yè)債券和可轉(zhuǎn)換債券，支持符合條件的生物燃料企業(yè)以現(xiàn)有資產(chǎn)做抵押到境外融資以獲得國(guó)際商業(yè)貸款和銀團(tuán)貸款，鼓勵(lì)和引導(dǎo)創(chuàng)業(yè)投資增加對(duì)生物燃料企業(yè)的投資等措施，鼓勵(lì)以社會(huì)資本為主體按市場(chǎng)化運(yùn)作方式建立面向生物燃料產(chǎn)業(yè)的融資擔(dān)保機(jī)構(gòu)，以降低生物燃料企業(yè)的融資成本，擴(kuò)充和疏通生物燃料企業(yè)的融資渠道。

（五）加強(qiáng)部門間合作，建立產(chǎn)業(yè)服務(wù)配套體系，完善市場(chǎng)體系建設(shè)

一是建設(shè)和完善服務(wù)保障體系。整合資源，建立和完善產(chǎn)業(yè)服務(wù)配套體系，針對(duì)生物質(zhì)資源分布廣、收集運(yùn)輸難等問(wèn)題，建立生物質(zhì)資源收集配送等產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系；積極引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)展能源作物種植、農(nóng)作物秸稈收集與預(yù)處理等專業(yè)合作組織，建立生物質(zhì)原料生產(chǎn)與物流體系；盡快建立完善生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)的推廣服務(wù)體系、行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品檢測(cè)中心等配套服務(wù)體系，加強(qiáng)生物燃料產(chǎn)業(yè)技術(shù)、管理人才隊(duì)伍的建設(shè)。二是必須盡快開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物燃料產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)有利于生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的裝備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，包括大型專用成套設(shè)備和成熟的生產(chǎn)工藝路線。三是完善市場(chǎng)體系建設(shè)。要通過(guò)市場(chǎng)帶動(dòng)，積極發(fā)展上下游企業(yè)和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)，整合資源，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，建立完善的市場(chǎng)體系。

第4篇：生物燃料的作用范文

[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì)燃料 綜合應(yīng)用技術(shù) 新進(jìn)展

[中圖分類號(hào)] TK6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650（2016）10-0206-01

引言

黨的十報(bào)告中提出了關(guān)于提高能源使用效率的問(wèn)題，即要支持新能源的開(kāi)發(fā)，提高可再生能源的利用率。至此，河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū)對(duì)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)得到了高度重視。生物質(zhì)能作為碳源具有可再生性，可以轉(zhuǎn)化為固態(tài)燃料、液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料。

1 固體生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

制備固體生物質(zhì)燃料所采用的技術(shù)是固化成型技術(shù)，即將品位相對(duì)較低的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為品位相對(duì)較高的生物質(zhì)燃料，而且由于燃料已經(jīng)固化成型的，所以方便與存儲(chǔ)和運(yùn)輸，在燃料的利用上也非常便利。固體生物質(zhì)燃料的資料來(lái)源于農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的玉米芯、秸稈等等各種廢棄物。

1.1 固體生物質(zhì)燃料的成型技術(shù)

首先，要收集生物原材料，將這些材料經(jīng)過(guò)篩選之后，確保材料干燥，灰分符合要求，污染性低而且熱值高、容易燃燒。對(duì)于這些材料進(jìn)行干燥處理后，進(jìn)行成型處理以方便運(yùn)輸[1]。其次，將所有篩選出來(lái)的材料粉碎處理，并將黏結(jié)劑和助燃劑加入其中進(jìn)行壓縮，使固體生物質(zhì)燃料不僅方便存儲(chǔ)，而且容易燃燒。

1.2 固體生物質(zhì)燃料的生產(chǎn)技術(shù)

根據(jù)不同的生產(chǎn)條件，固體生物質(zhì)燃料所采用的生產(chǎn)技術(shù)也會(huì)有所不同。其一，常溫濕壓成型技術(shù)，具體而言，是將纖維素原料進(jìn)行水解處理而使得原料的纖維經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)時(shí)候軟化，使其皺裂，之后進(jìn)行壓縮處理。這種技術(shù)的操作簡(jiǎn)單，但是會(huì)提高部件的磨損度，而且所生產(chǎn)的燃料的燃燒值比較低。所以，成本相對(duì)較高。其二、炭化成型技術(shù)，即對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行炭化處理后成為粉末狀，將粘結(jié)劑加入其中，壓縮成木炭。比如，河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū)，秸稈多綜合利用，利用炭化技術(shù)工藝生產(chǎn)出來(lái)的秸稈炭粉可制成炭球、活性炭等炭產(chǎn)品。在秸稈炭化的過(guò)程中所排放的煙霧收集起來(lái)提取可燃?xì)怏w、木焦油、木醋酸。但目前綜合利用率還比較低，所以，還國(guó)家對(duì)秸稈綜合利用予以補(bǔ)貼和政策上的傾斜。

2 液態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

2.1 燃料乙醇

燃料乙醇成本低而且具有可再生性。生產(chǎn)技術(shù)上，是對(duì)非糧食原料乙醇回收后，經(jīng)過(guò)凈化并發(fā)酵處理。其中，對(duì)脫水處理技術(shù)具有很高的要求，主要采用了萃取精餾法、吸附分離法以及共沸精餾法等等[2]。所生產(chǎn)的燃料乙醇中所含有的乙醇可以達(dá)到99.7%，比無(wú)水乙醇中的乙醇含量要高。

2.2 生物柴油

動(dòng)植物油脂經(jīng)過(guò)加工處理后，可以生產(chǎn)出與柴油的化學(xué)性質(zhì)比較接近的長(zhǎng)鏈脂肪酸單烷基酯，即為“生物柴油”。這種材料具有良好的性，沒(méi)有毒，而且生物降解，是用于替代柴油的最好的材料。生產(chǎn)技術(shù)上，物理方式進(jìn)行技術(shù)處理即為直接混合法、酯交換法和酶催化法；化學(xué)方式進(jìn)行技術(shù)處理即為采用了微乳化法高溫?zé)崃呀夥āＳ捎谒褂玫牟牧喜煌?，生產(chǎn)出來(lái)的生物柴油存在著有點(diǎn)和不足。目前廣泛使用的生物柴油制備方法為酯交換法。這種方法的原料來(lái)源廣泛，加工工藝簡(jiǎn)單，所生產(chǎn)出來(lái)的生物柴油性能穩(wěn)定，但是在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)有堿性廢水產(chǎn)生，而且生產(chǎn)設(shè)備會(huì)遭到嚴(yán)重的腐蝕。

3 氣態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

生物質(zhì)發(fā)酵技術(shù)，就是將生物質(zhì)采用厭氧微生物分解技術(shù)，經(jīng)過(guò)代謝處理之后生成了氣體，這種氣體的主要成分是甲烷，其中還包括二氧化碳、氫氣以及硫化氫等等，即為“沼氣” [3]。沼氣的發(fā)酵劃分為水解液化、酸化、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段。生物技術(shù)的快速發(fā)展，挖掘高效厭氧微生物并使用的效率也會(huì)有所提高，對(duì)沼氣的利用起到了促進(jìn)作用。

按照生物質(zhì)氣化原理，生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)需要將生物質(zhì)進(jìn)行氣化處理后，可燃性的氣體與水蒸汽不斷地重整，從中可以提取氫氣。研究的介質(zhì)是催化劑、氣化爐，使用白云石制作二氧化碳，吸收蒸汽，經(jīng)過(guò)氣化后產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，氣體中的氫氣產(chǎn)量是非常高的，可以達(dá)到66.9%；二氧化碳?xì)怏w為3.3%；一氧化碳?xì)怏w為0.3%。

總結(jié)

綜上所述，中國(guó)在近年來(lái)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，就要加大清潔能源的使用力度，同時(shí)還要提高能源的重復(fù)使用效率。特別是發(fā)展新能源，能夠?qū)Σ豢稍偕茉吹睦靡跃徑?，一方面可以?duì)能源使用的安全予以維護(hù)，而且還可以推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]王永征，姜磊，岳茂振，等.生物質(zhì)混煤燃燒過(guò)程中受熱面金屬氯腐蝕特性試驗(yàn)研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（20）：88―95.

第5篇：生物燃料的作用范文

微生物燃料電池(microbial fuel cell，MFC)是利用微生物的催化反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其基本構(gòu)造與普通燃料電池類似，如圖1所示。微生物燃料電池的陽(yáng)極通常選用導(dǎo)電性能較好的石墨、碳布和碳紙等材料，陰極則大多使用載鉑碳材料。保持陽(yáng)極池?zé)o氧，陰極池有氧，兩池之間的陽(yáng)離子半透膜使H+自由通過(guò)，氧氣不能通過(guò)。連接兩極的外電路中串聯(lián)電阻器或其他電子設(shè)備[1~3]。

圖1 微生物燃料電池構(gòu)造示意圖

與傳統(tǒng)燃料電池不同的是，微生物燃料電池的陽(yáng)極反應(yīng)是靠微生物催化氧化有機(jī)物(底物)而產(chǎn)生電子和質(zhì)子。電子通過(guò)導(dǎo)線傳遞到陰極，質(zhì)子通過(guò)半透膜滲入陰極池。陰極池中，氧氣、質(zhì)子、電子反應(yīng)生成水。常用葡萄糖作為底物，反應(yīng)如下[4]:

陽(yáng)極反應(yīng):C6H12O6+6H2O6CO2+24e-+24H+

陰極反應(yīng):6O2+24e-+24H+12H2O

電池反應(yīng):C6H12O6+6O26CO2+6H2O

2 微生物燃料電池的產(chǎn)電機(jī)制

微生物燃料電池的產(chǎn)電過(guò)程可分解為5個(gè)步驟:(1)底物生物氧化:陽(yáng)極池中，底物在微生物作用下被氧化，產(chǎn)生電子、質(zhì)子及代謝產(chǎn)物;(2)產(chǎn)生的電子從微生物細(xì)胞傳遞至陽(yáng)極表面;(3)電子經(jīng)外電路傳輸至陰極;(4)產(chǎn)生的質(zhì)子穿過(guò)半透膜，從陽(yáng)極池遷移至陰極池，到達(dá)陰極表面;(5)陰極池中，電子受體(如氧氣等)與遷移來(lái)的質(zhì)子和電子在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)。通常，前2個(gè)步驟是限速步驟，即電子的產(chǎn)生與傳遞效率是影響MFC輸出功率的最重要因素[2，5]。

2.1 底物生物氧化

2.1.1 產(chǎn)電呼吸代謝[5，6]

微生物在無(wú)氧的陽(yáng)極池中會(huì)發(fā)生產(chǎn)電呼吸代謝，即通過(guò)呼吸代謝過(guò)程產(chǎn)生電子、質(zhì)子及代謝產(chǎn)物。微生物的代謝途徑?jīng)Q定電子與質(zhì)子的流量，它與底物有關(guān)，而陽(yáng)極電勢(shì)也對(duì)它起著決定性作用。

陽(yáng)極電勢(shì)較高時(shí)，微生物經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行代謝，電子和質(zhì)子通過(guò)NADH還原酶、輔酶Q及細(xì)胞色素進(jìn)行傳遞;陽(yáng)極電勢(shì)較低，且存在硫酸鹽等其他電子受體時(shí)，電子會(huì)在這些電子受體上累積，而不與陽(yáng)極反應(yīng);當(dāng)不存在硫酸鹽、硝酸鹽和其他電子受體時(shí)，微生物主要進(jìn)行發(fā)酵，代謝過(guò)程也會(huì)釋放少量電能，同時(shí)醋酸等發(fā)酵產(chǎn)物可被某些微生物繼續(xù)代謝，釋放電子。

2.1.2 陽(yáng)極微生物

陽(yáng)極微生物的種類決定陽(yáng)極的電子傳遞方式，如表1所示。理論上各種微生物均可用于MFC，但由于細(xì)胞壁中的肽鍵等不良導(dǎo)體的阻礙，大多數(shù)微生物產(chǎn)生的電子不能傳出體外，因而不具有直接的電化學(xué)活性。通常采用添加可溶性氧化還原介體作為電子傳遞中間體的方法，實(shí)現(xiàn)電子由細(xì)胞內(nèi)傳遞至陽(yáng)極表面。此類MFC稱為間接MFC(或有介體MFC)，其工業(yè)化應(yīng)用由于介體大多有毒、易流失、價(jià)格較高而受到很大阻礙[2，7]。

微生物通過(guò)代謝活動(dòng)能產(chǎn)生一些自身生長(zhǎng)和繁殖所必需的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸等，這些物質(zhì)稱為微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物。一些微生物能以產(chǎn)生的H2、H2S等初級(jí)代謝產(chǎn)物作為氧化還原介體，例如Harbermann等設(shè)計(jì)出利用Desulfovibrio desulfurcan菌種生成的硫化物作為介體的微生物燃料電池。該系統(tǒng)不經(jīng)任何維護(hù)連續(xù)可運(yùn)行5年，其電池反應(yīng)如下[1]:

2+2H2O2CO2+8H++8e-

代表有機(jī)燃料

SO2-4+8H++8e-S2-+4H2O

陽(yáng)極反應(yīng):S2-+4H2OSO2-4+8H++8e-或8/3S2-+4H2O4/3S2O2-3+8H++8e-

陰極反應(yīng):2O2+8H++8e-4H2O

有一些微生物(如綠膿桿菌)自身能生成易還原的次級(jí)代謝產(chǎn)物，影響電子傳遞。次級(jí)代謝產(chǎn)物指以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體合成的，對(duì)微生物的生命活動(dòng)無(wú)明確功能的物質(zhì)。

近年來(lái)，研究者發(fā)現(xiàn)了多種不需介體就可將代謝產(chǎn)生的電子通過(guò)細(xì)胞膜直接傳遞到電極表面的微生物——產(chǎn)電微生物。此類微生物以位于細(xì)胞膜上的細(xì)胞色素或自身分泌的醌類物質(zhì)作為電子載體，將電子由細(xì)胞內(nèi)傳遞至電極上，這種MFC稱為直接MFC(或無(wú)介體MFC)。 轉(zhuǎn)貼于

2.2 陽(yáng)極還原[2，8]

陽(yáng)極還原指電子由微生物細(xì)胞內(nèi)傳遞至陽(yáng)極表面，是電池產(chǎn)電的關(guān)鍵步驟，也是制約產(chǎn)電性能的主要因素之一。常見(jiàn)的陽(yáng)極電子傳遞方式主要有4種:直接接觸傳遞、納米導(dǎo)線輔助遠(yuǎn)距離傳遞、電子穿梭傳遞和初級(jí)代謝產(chǎn)物原位氧化傳遞。前2種屬于生物膜機(jī)制，后2種屬于電子穿梭機(jī)制。2種機(jī)制可能同時(shí)存在，協(xié)同作用，促進(jìn)產(chǎn)電過(guò)程。

A直接接觸 B納米導(dǎo)線 C氧化還原介體D還原態(tài)初級(jí)代謝產(chǎn)物原位氧化

圖2 微生物燃料電池陽(yáng)極電子傳遞機(jī)制示意圖

2.2.1 生物膜產(chǎn)電機(jī)制

生物膜產(chǎn)電機(jī)制指微生物在電極表面聚集形成膜，通過(guò)直接接觸或納米導(dǎo)線輔助作用而轉(zhuǎn)移電子。這是一種無(wú)介體電子傳遞機(jī)制。

直接接觸傳遞指與陽(yáng)極表面接觸的產(chǎn)電微生物菌體可通過(guò)細(xì)胞膜外側(cè)的C型細(xì)胞色素，將呼吸鏈中電子的直接傳遞至電極表面，如圖2A所示。該方式只是緊靠電極表面的一單層微生物可傳遞電子給電極，因此電池性能受限于電極表面這一單層微生物的最大細(xì)菌濃度。

近期研究表明，某些細(xì)菌的細(xì)胞表面存在一種可導(dǎo)電的納米級(jí)纖毛或菌毛，起到電子導(dǎo)管的作用，依靠這些納米導(dǎo)線輔助，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離電子傳遞。這些表面纖毛的一端與細(xì)胞外膜相連，另一端與電極表面直接接觸，將細(xì)胞外膜上的電子傳遞至電極表面，實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移，如圖2B所示。這些菌毛可使電子傳遞到離細(xì)胞表面更遠(yuǎn)處，進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的電子傳遞，從而可形成較厚的具有產(chǎn)電活性的生物膜，提高電池性能。

2.2.2 電子穿梭產(chǎn)電機(jī)制

電子穿梭產(chǎn)電機(jī)制指微生物利用外加或自身分泌的電子穿梭體(氧化還原介體)，將代謝產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移至電極表面。根據(jù)介體的不同，有介體電子傳遞可分外源介體的有介體電子傳遞、還原態(tài)初級(jí)代謝產(chǎn)物原位氧化傳遞、微生物次級(jí)代謝物為介體的電子傳遞。

外源介體的有介體電子傳遞過(guò)程如圖2C所示。底物在微生物作用下被氧化，進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)并處于氧化態(tài)的介體捕獲釋放出的電子而被還原，處于還原態(tài)的介體被微生物排泄出體外，在陽(yáng)極表面失去電子被氧化，從而將電子傳遞到電極上。

第6篇：生物燃料的作用范文

目前，全球奔馳在路上的車輛每日消耗著約1000萬(wàn)噸石油，占了全球石油日產(chǎn)量的一多半。如何用可再生能源驅(qū)動(dòng)這些石油“吞噬獸”，已經(jīng)成為新千年的重大任務(wù)之一。無(wú)論是混合動(dòng)力、氫動(dòng)力，天然氣還是生物燃料，都成為了人們期望的目標(biāo)。

制約著生物燃料發(fā)展的一個(gè)重要因素是土地資源 5使有限的土地既要為人類提供足夠的糧食，又要生產(chǎn)出足夠的燃料，這顯得很困難。德國(guó)2005年共生產(chǎn)了170萬(wàn)噸可用于柴油機(jī)的油菜籽油，生產(chǎn)這些油菜籽油使用了德國(guó)全部可耕種土地的1/10。即使在最好的年景下，這些土地才可以生產(chǎn)出200萬(wàn)噸生物柴油，這對(duì)每年消耗1.3億噸石油的德國(guó)而言，確實(shí)是杯水車薪。

巴西的燃料構(gòu)成中酒精燃料已經(jīng)達(dá)到40％，但這種看上去是一種幸事的景象對(duì)于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境而言卻是一種災(zāi)難：數(shù)百萬(wàn)公頃的熱帶雨林已經(jīng)被開(kāi)墾出來(lái)，用于種植生產(chǎn)酒精燃料的原料――甘蔗。

而且，汽車使用酒精做燃料，需要配置更大的油箱，因?yàn)榫凭哪芰績(jī)H為汽油的2/3。這意味著如果要取代同樣能量值的傳統(tǒng)燃料，則需要更多的土地來(lái)生產(chǎn)制作酒精的原料。

據(jù)德國(guó)農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)生物燃料的可再生資源機(jī)構(gòu)計(jì)算，1公頃德國(guó)耕地收獲的谷物可以生產(chǎn)出2500L乙醇，而1L乙醇燃料所包含的能量約合0.66L傳統(tǒng)汽油燃料，則1公頃土地生產(chǎn)的乙醇燃料只能替代1650L傳統(tǒng)燃料。

如何研發(fā)出一種新技術(shù)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)糧食與燃料兩大目標(biāo)成為目前生物燃料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。德國(guó)西部的卡塞爾大學(xué)農(nóng)作物科學(xué)研究院教授康拉德舍費(fèi)爾表示，生長(zhǎng)于地球表面的植被所包含的能量超過(guò)目前人類能源需求的8％～10％。將這些不斷再生的能量高效地轉(zhuǎn)化為人類需要的燃料，無(wú)疑是解決人類能源問(wèn)題的一個(gè)突破口。

第二代替代燃料

未來(lái)，替代燃料將在降低CO2排放上將發(fā)揮重要作用，這一觀點(diǎn)得到了世界各大汽車廠商的支持。不過(guò)是發(fā)展第一代替代燃料，還是主攻第二代替代燃料，各大廠商卻各執(zhí)一詞。對(duì)于此，奧迪堅(jiān)定地站在第二代替代燃料一邊。

可以看到，第一代替代燃料――例如生物乙醇和生物柴油――在很多國(guó)家應(yīng)用廣泛，這些生物燃料來(lái)自小麥、玉米和油菜等農(nóng)作物。它們的確提高了CO2的平衡，因?yàn)樵谌紵^(guò)程中釋放出來(lái)的CO2與這些植物在生長(zhǎng)過(guò)程中所吸收的CO2是相同的。然而，它們與糧食作物種植形成了直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，這一點(diǎn)在如今世界糧食危機(jī)的大趨勢(shì)下顯然有些不太人道。而且在其生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)量也較低，因此，它們?cè)诮档虲O2排放上的優(yōu)勢(shì)大打折扣。

第二代替代燃料則可以很好地解決這一問(wèn)題。它們將不再需要使用農(nóng)作物，而是使用它們的廢棄材料，并能減少約90％的CO2排放量。它們的特點(diǎn)還包括：可以進(jìn)行準(zhǔn)確配比，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的具體需求，因而使燃燒過(guò)程非常高效，產(chǎn)生非常低的排放。一個(gè)特別引人注目的例子是取自生物質(zhì)能的“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”，它可以很好地替代取自礦物油的柴油。目前，以“陽(yáng)光柴油”為燃料的奧迪A3 1.9 TDI每公里就至少降低20g的CO2排放。

何謂“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”

奧迪主要推薦使用的“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”，其實(shí)就是植物經(jīng)過(guò)高溫處理形成的一種生物合成燃料。這種燃料藉由所謂的費(fèi)托合成(FischerTropsch)制成。德國(guó)早在上世紀(jì)20年代中期，便開(kāi)發(fā)出了該合成技術(shù)，該過(guò)程通過(guò)一氧化碳和氫氣的混合產(chǎn)生液體碳?xì)浠衔铩：铣扇剂系木薮髢?yōu)勢(shì)在于其不含硫和芳烴，這意味著內(nèi)燃機(jī)能大幅減排，尤其減少微粒和硫化物的排放，從某些角度看，減排的潛力可達(dá)80％。

“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”要比用石油生產(chǎn)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)燃料清潔得多，它完全無(wú)毒，并且沒(méi)有氣味。此外，據(jù)專家們估計(jì)，每年從每公頃植物中可以生產(chǎn)4000公升陽(yáng)光柴油，這相當(dāng)于菜籽油產(chǎn)量的3倍，乙醇產(chǎn)量的1.5倍。甚至還可以從更多的生物材料中獲取更多的陽(yáng)光柴油。例如，木材碎屑這種源料就是一流的能源供應(yīng)者。尤其是如果陽(yáng)光柴油不作為汽車的燃料，而是被用于發(fā)電和供熱，就會(huì)比普通的柴油更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

從CO2平衡的角度來(lái)看，由生物制成的所謂“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”也格外具有吸引力，該燃料由植物做原料研制而成，在燃燒時(shí)釋放的CO2少于之前植物通過(guò)光合作用從大氣中吸收的CO2。當(dāng)前，一臺(tái)使用傳統(tǒng)石油制成柴油的奧迪A4 TDI每公里排放149g的CO2，而由“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，每公里僅排放22g的CO2，當(dāng)該生產(chǎn)技術(shù)擴(kuò)展到一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模時(shí)，這一數(shù)字可能還會(huì)進(jìn)一步下降。

與傳統(tǒng)的石油制成柴油燃料相比，“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1、具有高十六烷值，所以燃燒熱值遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)柴油：

2、沒(méi)有芳香類化合物，不含硫，因此明顯降低有害物排放；

3、可以利用于現(xiàn)有基本設(shè)施和發(fā)動(dòng)系統(tǒng)；

4、幾乎百分之百的CO2中性(所謂的“CO2中性”，就是做到不給地球增加CO2負(fù)擔(dān))。

當(dāng)然，一些專家學(xué)者認(rèn)為，植物材料更適合用來(lái)生產(chǎn)電力和熱力，比用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車更有效率。瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的資源專家托馬斯努斯鮑爾直言，以樹(shù)木為原材料的生物燃料不適合應(yīng)用于道路運(yùn)輸中。努斯鮑爾表示，木材在供應(yīng)熱量方面可以像礦物燃料一樣有效率，但是當(dāng)其用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料時(shí)僅能釋放其能量的3/4。

對(duì)此，行業(yè)內(nèi)的巨擘――科林公司的生物燃料管理負(fù)責(zé)人邁克爾道埃特邁爾表示，他不懷疑努斯鮑爾計(jì)算的準(zhǔn)確性。但道埃特邁爾認(rèn)為努斯鮑爾忽略了問(wèn)題的關(guān)鍵。道埃特邁爾反駁說(shuō)，在熱力和電力生產(chǎn)方面，目前已經(jīng)有許多礦物能源的替代物，如地?zé)?、太?yáng)能。風(fēng)力和水力，但是“對(duì)于運(yùn)輸領(lǐng)域，目前尚沒(méi)有可行的礦物能源替代者”。“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”盡管不能實(shí)現(xiàn)完全能量效率，但能夠保證運(yùn)輸系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”的誕生

“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”誕生在德國(guó)東部薩克森州弗賴貝格市，其發(fā)明人博

多?沃爾夫曾經(jīng)是一名煤礦工人，激發(fā)沃爾夫這名頗具想像力的德國(guó)工程師進(jìn)行“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”研發(fā)的是一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：石油、天然氣和煤炭――它們都是太陽(yáng)能的“結(jié)晶”。

事實(shí)上，所有工業(yè)時(shí)代使用的礦物燃料都是遠(yuǎn)古時(shí)期植物和動(dòng)物埋入地下的產(chǎn)物。在巨大的壓力和高溫的作用下，這些有機(jī)物轉(zhuǎn)化為今天使用的固體、液體和氣體能源。

沃爾夫所發(fā)明的轉(zhuǎn)換工藝，可以使這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程在很短的時(shí)間內(nèi)完成。沃爾夫?yàn)檫@種名為“碳-5方法(CARBO-V)”生產(chǎn)工藝申請(qǐng)了專利?！疤?5方法(CARBO-V)”在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自然界需數(shù)千年才能制造出的結(jié)果：木材、稻草和任何形式的除去水分的有機(jī)物，在一個(gè)由燃燒裝置和催化劑組成的系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)化為合成氣體。這些氣體經(jīng)應(yīng)用于煤炭和天然氣液化領(lǐng)域的費(fèi)托合成(FischerTropsch)反應(yīng)裝置處理可以轉(zhuǎn)化為柴油燃料。

沃爾夫在弗賴貝格注冊(cè)了一家名為“科林”(CHOREN)的公司，進(jìn)行“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”的生產(chǎn)試驗(yàn)?！翱屏帧钡那叭齻€(gè)字母分別代表著構(gòu)建有機(jī)生命和傳統(tǒng)燃料的元素――碳(C)，氫(H)和氧(O)，名字中的后三個(gè)字母是“可再生”一詞的縮寫(xiě)。

到目前為止，科林公司僅建了一座試驗(yàn)生產(chǎn)廠。公司的遠(yuǎn)景目標(biāo)是在德國(guó)東部盧布明市建設(shè)一座年產(chǎn)20萬(wàn)噸柴油的生產(chǎn)廠。

科林的(CHOREN)的發(fā)展

雖然“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”目前尚未進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，但其發(fā)展遠(yuǎn)景已激起了歐洲汽車工業(yè)的巨大期望。戴姆勒汽車公司，克萊斯勒汽車公司以及奧迪的母公司――大眾汽車公司于2003年成為科林公司的“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”項(xiàng)目的合作伙伴，殼牌也在2005年開(kāi)始對(duì)該公司投資。而在目前，大眾甲殼蟲(chóng)、高爾夫和奧迪的A3，A4和A5都開(kāi)發(fā)了應(yīng)用“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”的相應(yīng)車型。

日前，科林公司向大眾展示了他們新開(kāi)發(fā)出的從生物質(zhì)中提取柴油等燃料的整套實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備。他們期望通過(guò)這一展示，讓更多的廠家了解“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”這一非常具有前景的燃料產(chǎn)品。

走進(jìn)該公司，首先映入眼簾的是一個(gè)約20余米高的半開(kāi)放式廠房，其中整齊排列著大大小小的鋼鐵容器，彎彎曲曲的管道串連其中。廠房外是一個(gè)露天堆場(chǎng)，放著許多諸如木屑等的“廢料”。而在廠區(qū)之外，則停放著幾輛各種型號(hào)的大眾、奧迪與奔馳系列轎車，其車身上均醒目的噴印著“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”的字樣，這些車輛的汽缸中點(diǎn)燃的，正是運(yùn)用該公司新型工藝從生物質(zhì)中生產(chǎn)出的“陽(yáng)光柴油(SunDiesel)”。

該公司的設(shè)備主管舒爾茨先生介紹說(shuō)，這是一套年產(chǎn)15萬(wàn)噸柴油的生產(chǎn)設(shè)備。它利用諸如木屑、秸稈以及生活垃圾等生物質(zhì)為原料，再經(jīng)過(guò)一套分解、提取、合成等復(fù)雜工藝后，可從每10t的生物質(zhì)中提取2～3t不等數(shù)量的柴油。生產(chǎn)出來(lái)的柴油質(zhì)量完全可達(dá)到使用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的柴油標(biāo)準(zhǔn)，可用于各種交通工具驅(qū)動(dòng)需要以及工業(yè)生產(chǎn)使用。

舒爾茨說(shuō)，利用他們的設(shè)備生產(chǎn)出的柴油成本約為每公升75歐分(約合7元多人民幣)，與目前在加以重稅之后在德國(guó)市場(chǎng)上銷售的柴油價(jià)格相當(dāng)，因此若要擠占市場(chǎng)還有許多困難。但在人類建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的要求下，他們的這一項(xiàng)目依然被普遍看好。

該公司的負(fù)責(zé)人沃爾夫博士詳細(xì)介紹說(shuō)，太陽(yáng)照射地球，一部分能量以簡(jiǎn)單的直接利用方式被人類獲取，而另外一部分則貯存在生物質(zhì)中。這些能量除去被消費(fèi)的部分外，剩余產(chǎn)物大致為碳、二氧化碳和氫氣等。而正是利用這3種基本產(chǎn)物作為原料+利用他們研發(fā)出的“碳-5方法(CARBO-V)”生產(chǎn)工藝，就可以提取出柴油等燃料來(lái)。

奧迪的母公司――大眾汽車公司總裁皮舍茨里德評(píng)價(jià)說(shuō)，盡管目前以氫氣、燃料電池等為驅(qū)動(dòng)能源的汽車研發(fā)方興未艾，但普遍存在著成本過(guò)高的缺點(diǎn)，以生物質(zhì)能為新型汽車能源潛力巨大。

大眾以及奧迪的積極態(tài)度

在德國(guó)西部城市沃爾夫斯堡有一座“奇特”的建筑，這就是大眾汽車公司的“汽車城”。徜徉在這座宏大的建筑內(nèi)，人們可以感受到汽車的歷史與輝煌。但建筑內(nèi)最為特別的或許是一個(gè)由透明塑料做成的“植物溫室”――這間溫室展現(xiàn)了汽油時(shí)代結(jié)束時(shí)汽車社會(huì)的前景。人們操作溫室內(nèi)的機(jī)械手臂種下豆瓣菜，8個(gè)星期后，大眾以及奧迪的科學(xué)家可以用這些裝點(diǎn)色拉萊的豆瓣菜生產(chǎn)出一滴柴油。據(jù)公司的研究人員表示，這滴柴油可以使拖拉機(jī)前進(jìn)2m。這或許對(duì)拖拉機(jī)這樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械不算什么，但對(duì)處于高速發(fā)展中的現(xiàn)代社會(huì)而言，這代表著解決燃料問(wèn)題的“一線希望”。

第7篇：生物燃料的作用范文

中國(guó)成為繼美國(guó)、法國(guó)、芬蘭之后第4個(gè)擁有生物航空燃料自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家，中國(guó)石化成為中國(guó)首家擁有生物航空燃料自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。

24日晨5時(shí)整，中國(guó)民用航空局確認(rèn)了中國(guó)石化生物航煤產(chǎn)品質(zhì)量，頒發(fā)特許飛行許可。5時(shí)43分，飛行機(jī)組駕駛著這架“綠色”航班，由上海虹橋機(jī)場(chǎng)起飛，在批準(zhǔn)空域進(jìn)行了85分鐘技術(shù)飛行測(cè)試后，于7時(shí)08分平穩(wěn)降落。測(cè)試結(jié)束后，機(jī)組成員匯報(bào)了飛行過(guò)程中各項(xiàng)測(cè)試科目完成情況，稱“飛行過(guò)程中動(dòng)力很足，與使用傳統(tǒng)航空燃料沒(méi)有

區(qū)別”。

中國(guó)民航局生物航煤適航審定委員會(huì)對(duì)試飛結(jié)果進(jìn)行了評(píng)議。適航審定委員會(huì)主任、中國(guó)民航局適航司副司長(zhǎng)徐超群說(shuō)，生物航煤是全球航空燃料發(fā)展的重要方向，試飛成功標(biāo)志著中國(guó)生物航空燃料研發(fā)生產(chǎn)取得重大突破。

試飛成功是生物航煤商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵一環(huán)。中國(guó)石化新聞發(fā)言人呂大鵬說(shuō)，中國(guó)石化將在各方支持下，加快推進(jìn)生物航煤的商業(yè)化應(yīng)用。

生物航煤是以可再生資源為原料生產(chǎn)的航空煤油，與傳統(tǒng)石油基航空煤油相比，具有很好的降低二氧化碳排放作用。歐美國(guó)家從2008年起陸續(xù)開(kāi)展生物航空燃料研發(fā)和試驗(yàn)飛行，2011年起開(kāi)始商業(yè)飛行。生物航空燃料主要以椰子油、棕櫚油、麻風(fēng)子油、亞麻油、海藻油、餐飲廢油、動(dòng)物脂肪等為原料。

據(jù)介紹，試飛成功后，中國(guó)石化生物航煤適航審定工作進(jìn)入適航頒證前的審議階段。全部適航審查通過(guò)后，適航審定委員會(huì)將頒發(fā)中國(guó)第一張生物航煤生產(chǎn)適航許可證。屆時(shí)，生物航煤產(chǎn)品可進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用。

第8篇：生物燃料的作用范文

(一)化石能源儲(chǔ)量及開(kāi)采情況

化石能源(石油、天然氣和煤炭)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提高人民生活水平的物質(zhì)基礎(chǔ)。世界化石能源的剩余探明可采儲(chǔ)量為9000億噸油當(dāng)量(toe)。其中，石油和天然氣均為1600億toe左右；煤炭?jī)?chǔ)量最為豐富，為6000多億toe。

石油資源分布極不均衡。中東、俄羅斯和非洲的石油探明可采儲(chǔ)量占世界總量的77％，是世界商品石油的主要來(lái)源。亞太地區(qū)的石油探明可采儲(chǔ)量和消費(fèi)量分別占世界總量的3.3％和30％。中國(guó)相應(yīng)的份額分別為1.3％和9.3％，是石油資源相對(duì)短缺的國(guó)家。

石油是重要的化石能源資源，在全世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油所占的份額中約為40％左右，是形成現(xiàn)代工業(yè)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力。

煤炭是古老的燃料，從19世紀(jì)60年代開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)采、使用。至今，在中國(guó)、美國(guó)等一些國(guó)家中，煤炭仍用作主要的發(fā)電燃料。中國(guó)是煤炭資源豐富的國(guó)家，煤炭仍然是主力一次能源，份額保持在70％左右。

為提高使用效率、減少排碳和對(duì)環(huán)境的污染，煤炭應(yīng)用的創(chuàng)新方向是發(fā)展?jié)崈舻拿禾考夹g(shù)和煤炭液化、轉(zhuǎn)化技術(shù)，生產(chǎn)運(yùn)輸用液體燃料和化工產(chǎn)品。

(二)石油消費(fèi)情況

世界石油年消費(fèi)總量近40億噸，工業(yè)化國(guó)家(經(jīng)合組織和俄羅斯)的消費(fèi)量占62％；占人口大多數(shù)的非工業(yè)化國(guó)家(新興市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體)，石油消費(fèi)量?jī)H為38％。

美國(guó)是石油消費(fèi)量最多的國(guó)家，年消費(fèi)量為9.4億噸，相當(dāng)于其他5個(gè)消費(fèi)大國(guó)(中國(guó)、日本、德國(guó)、俄羅斯和印度)消費(fèi)量的總和；人均石油消費(fèi)量3噸多。中國(guó)的石油消費(fèi)量為3.6億噸，人均消費(fèi)量較低，僅為0.28噸左右。

不同國(guó)家的民用、商業(yè)和工業(yè)的能源消費(fèi)量和消費(fèi)品種均各不相同。交通運(yùn)輸部門的能源消費(fèi)以石油產(chǎn)品為主，石油總消費(fèi)量中約有70％用作運(yùn)輸燃料油，此份額的多少各國(guó)均不同。在氫燃料和燃料電池汽車大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)之前，這種消費(fèi)形勢(shì)將不會(huì)有太大的變化。

中國(guó)是經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、尤其是以制造業(yè)為主的發(fā)展中國(guó)家，為了給生產(chǎn)廠增加原材料和能源供應(yīng)，運(yùn)輸服務(wù)功能就需要加強(qiáng)。人均收入提高之后就會(huì)促進(jìn)道路和航空運(yùn)輸服務(wù)的發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)運(yùn)輸、郵電和倉(cāng)儲(chǔ)的石油消費(fèi)量約占石油總消費(fèi)量的25％左右；中國(guó)仍然是人均燃料油消費(fèi)量較低的國(guó)家。隨著汽車數(shù)量的增長(zhǎng)，運(yùn)輸部門的燃料消費(fèi)量就會(huì)相應(yīng)上升。

美國(guó)的年人均運(yùn)輸燃料油消費(fèi)量2.3噸。歐盟各國(guó)平均1.0噸，中國(guó)僅為0.08噸。

(三)能源的轉(zhuǎn)型

在人類發(fā)展歷史中，在能源使用上已經(jīng)歷了好幾次能源轉(zhuǎn)型。從使用木材、薪炭為燃料到19世紀(jì)中葉大量使用煤炭，20世紀(jì)30年代開(kāi)始向使用石油過(guò)渡，目前正在向以天然氣為主的方向轉(zhuǎn)變。隨著石油資源的逐漸減少，未來(lái)三四十年后產(chǎn)量即將達(dá)到峰值，此后進(jìn)入“后石油時(shí)代”。在石油資源將逐步被替代的前夕，科學(xué)技術(shù)界提出了林林總總的替代方案和工藝路線，替代能源課題涵蓋了眾多的科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)專業(yè)和產(chǎn)業(yè)行業(yè)。替代能源項(xiàng)目的實(shí)施會(huì)受到資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和實(shí)施條件等因素的約束，需要根據(jù)一定的時(shí)空條件做出技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，規(guī)劃出發(fā)展路線。

氫燃料時(shí)代：構(gòu)建以氫燃料為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)是一項(xiàng)需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的系統(tǒng)工程，包括許多工程技術(shù)課題的研發(fā)，如原料開(kāi)發(fā)、制氫方法、氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸技術(shù)、氫能燃料電池系統(tǒng)和車輛、氫能安全和氫能系統(tǒng)設(shè)施等技術(shù)。

發(fā)展氫燃料的三大課題是：開(kāi)發(fā)高功率、長(zhǎng)壽命、廉價(jià)的燃料電池；實(shí)現(xiàn)高能量密度的車載與地面氫燃料儲(chǔ)存設(shè)施；使用可再生能源的廉價(jià)制氫工藝技術(shù)有待突破。

從使用化石能源為主的時(shí)代過(guò)渡到氫燃料時(shí)代也許需要幾十年甚至一個(gè)世紀(jì)。

對(duì)于發(fā)展氫燃料仍存在著不同觀點(diǎn)。

支持者認(rèn)為應(yīng)該接受氫能，因?yàn)闆](méi)有其他有競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)輸燃料替代方案。電力、生物質(zhì)和化石基的合成油替代方案都不可行。

由于燃料電池汽車簡(jiǎn)化了汽車的機(jī)械、液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝；汽車制造商就會(huì)接受燃料電池汽車技術(shù)。汽車主了解燃料電池汽車具有加速快、行車安靜、維修量小等特點(diǎn)之后也會(huì)接受這種新型汽車。

反對(duì)氫燃料人士認(rèn)為“氫能是黑色的”，因?yàn)樗壳爸饕獊?lái)自煤炭等能源。發(fā)展氫能不能迅速解決能源、溫室氣體問(wèn)題。發(fā)展汽車用燃料電池和氫氣的系統(tǒng)設(shè)施還面臨許多技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的障礙。

總之，氫燃料作為替代石油產(chǎn)品在節(jié)約燃料、減少溫室氣體排放和改善汽車性能等方面均有優(yōu)點(diǎn)。盡管對(duì)發(fā)展氫燃料仍有爭(zhēng)議、又難確定推廣日程，及早做出發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)論證是有意義的。

(四)石油替代

世界石油資源量終將逐漸減少以致最終枯竭，石油資源匱乏是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于石油產(chǎn)量到達(dá)峰值時(shí)間，不同學(xué)者提出了各種不同論點(diǎn)。一些學(xué)者曾預(yù)測(cè)世界常規(guī)原油生產(chǎn)的峰值將在2010年到達(dá)，有的則認(rèn)為常規(guī)石油產(chǎn)量可持續(xù)增長(zhǎng)20--30年或更長(zhǎng)時(shí)間。按照目前石油年產(chǎn)量和年增長(zhǎng)速率預(yù)測(cè)，當(dāng)石油年產(chǎn)量達(dá)到峰值(60億噸)后，產(chǎn)量就將逐步下降。

總體形勢(shì)是：(1)勘探、鉆采技術(shù)進(jìn)步可將更多的石油資源開(kāi)發(fā)成為探明可采儲(chǔ)量；(2)非常規(guī)石油(包括油砂瀝青、特重原油和油頁(yè)巖等)儲(chǔ)量豐富，開(kāi)采、煉制技術(shù)不斷進(jìn)步，將補(bǔ)充常規(guī)石油的不足；(3)替代燃料生產(chǎn)技術(shù)(包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源及核能的推廣應(yīng)用)、非常規(guī)石油資源開(kāi)采及其加工技術(shù)、天然氣制油(GTL)技術(shù)、煤煉油技術(shù)(cTL)、生物質(zhì)制油技術(shù)(BTL)等的發(fā)展和應(yīng)用將可逐步替代部分石油資源；(4)燃料使用技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步將減緩石油消費(fèi)的增長(zhǎng)。

從目前石油生產(chǎn)形勢(shì)看，約有63個(gè)產(chǎn)油國(guó)的產(chǎn)量處在峰值后期，35個(gè)國(guó)家尚未達(dá)到峰值。世界石油產(chǎn)量達(dá)到峰值的時(shí)間取決于石油消費(fèi)的年均增長(zhǎng)率和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步等條件。較高的石油資源基數(shù)會(huì)推遲峰值產(chǎn)量到來(lái)的時(shí)間。近幾十年來(lái)，石油資源基數(shù)不斷攀升，已從上世紀(jì)40年代的820億噸，升至2000年美國(guó)地質(zhì)勘探局(USGS)估算的最高值5310億噸。

盡管石油產(chǎn)量的峰值有可能于本世紀(jì)中期出現(xiàn)(可能會(huì)推遲)，但如不未雨綢繆，屆時(shí)必定會(huì)m現(xiàn)全球性的能源危機(jī)。人們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：至本世紀(jì)中期(2050年)，盡管石油資源將逐漸減少，如果及時(shí)、積極地采取應(yīng)對(duì)措施，在石油產(chǎn)量達(dá)到峰值之前解決石油替代問(wèn)題，那么石油資源匱乏問(wèn)題將得到一定程度的化解。

中國(guó)油、氣資源相對(duì)短缺，發(fā)展替代能源尤其具有重要意義，也是解決能源問(wèn)題的根本途徑。除了具體項(xiàng)目的實(shí)施需經(jīng)反復(fù)地技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證之外，具體發(fā)展方針、工藝路線更需要高層決策者根據(jù)國(guó)家資源條件、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，高屋建瓴地從國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃角度和可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā)，預(yù)測(cè)到替代能源方案三五十年的發(fā)展前景，進(jìn)行統(tǒng)籌安排、制定替代能源發(fā)展

戰(zhàn)略和路線，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。

本文試圖以我國(guó)資源、技術(shù)條件為基礎(chǔ)，就發(fā)展運(yùn)輸燃料的宏觀經(jīng)濟(jì)評(píng)估問(wèn)題做一探討。根據(jù)國(guó)內(nèi)石油用途及使用情況，論述內(nèi)容以運(yùn)輸燃料的替代為重點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和資源狀況，著重介紹煤基和生物質(zhì)基的替代燃料生產(chǎn)技術(shù)和交通運(yùn)輸工具及其節(jié)能問(wèn)題。拋磚引玉，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和決策者參考，其中涉及到的具體技術(shù)課題，請(qǐng)參閱筆者編著、即將由中國(guó)石化出版社出版的《石油替代綜論》一書(shū)。

二、宏觀評(píng)估的基準(zhǔn)

(一)原料資源及其可得性

生產(chǎn)替代燃料的原料種類繁多，性質(zhì)各異、可得性也不同。必須衡量資源量及可供應(yīng)量等做出評(píng)估。

煤炭資源：中國(guó)是煤炭資源較為豐富的國(guó)家，國(guó)土資源部公布的煤炭探明可采儲(chǔ)量為2040億噸。全國(guó)煤炭預(yù)測(cè)資源量約為4.55萬(wàn)億噸。但我國(guó)又是人均煤炭擁有量偏低的國(guó)家(中國(guó)和美國(guó)的人均煤炭擁有量分別為160噸／人和800噸／人)。

中國(guó)的煤炭消費(fèi)以發(fā)電、供熱(占50％)和工業(yè)用煤(包括煉焦、建材等占40％)為主；民用、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和交通運(yùn)輸用煤占10％。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，使煤炭消費(fèi)量迅速增長(zhǎng)，煤炭年產(chǎn)量已增至26億噸。

發(fā)展煤制油(CTL)產(chǎn)業(yè)，需耗用大量的優(yōu)質(zhì)煤炭原料(每生產(chǎn)1噸運(yùn)輸燃料油，約需耗煤4噸)，應(yīng)根據(jù)發(fā)電、工業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)展的用煤量來(lái)綜合規(guī)劃替代燃料生產(chǎn)的煤炭可供應(yīng)量。

天然氣資源：是生產(chǎn)替代燃料、氫燃料的重要原料，我國(guó)的天然氣資源相對(duì)較少。

生物質(zhì)資源：包括谷物和油料植物、木質(zhì)纖維素秸稈和能源作物。數(shù)據(jù)顯示：中國(guó)乃至亞洲均為可再生能源(包括生物質(zhì)、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岷退?短缺地區(qū)，人均擁有量?jī)H為100公斤(世界人均值為300公斤)。中國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)生物質(zhì)廢料資源不足、也未建成生物能源產(chǎn)業(yè)。有合適水資源的荒漠地區(qū)可發(fā)展生物質(zhì)能源的種植。

生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油的玉米和植物油均為農(nóng)作物，不僅占用良好耕地、光合效率也低。我國(guó)的人均糧食、油料占有率均較低(人均糧食占有率僅0.38噸／人?年)，所以玉米生產(chǎn)乙醇和食用植物油生產(chǎn)生物柴油均不應(yīng)是替代燃料發(fā)展方向。

中國(guó)農(nóng)作物秸桿資源量約為6億噸?？鄢暳?、還田用肥料等，可供作能源資源量約折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.7億噸，林業(yè)廢料約折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.7億噸。

甜高粱制乙醇是開(kāi)發(fā)中的技術(shù)。莖桿中的糖分可發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，榨汁后的纖維素和半纖維素也可用作生產(chǎn)乙醇原料。

生產(chǎn)薯類作物地區(qū)可以發(fā)展薯類制乙醇技術(shù)，用木薯制乙醇每畝地可產(chǎn)乙醇0.2噸。除了薯類的前期預(yù)處理過(guò)程與玉米原料不同外，其他工序均相近。薯類發(fā)酵的殘?jiān)鼱I(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，通常用作沼氣或肥料。加工薯類淀粉的水耗量較大，污水處理難度較大。

(二)能耗與能效率

替代石油生產(chǎn)過(guò)程的能耗是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

煤直接液化為高壓高溫操作、生產(chǎn)流程長(zhǎng)。水電等公用工程和氫耗量均較高，生產(chǎn)過(guò)程綜合能效率為50％左右，即使用2噸一次能源(煤)最終轉(zhuǎn)化為1噸油品。

煤間接液化采用一次通過(guò)式合成流程、與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)流程是生產(chǎn)運(yùn)輸燃料油的優(yōu)化路線。聯(lián)產(chǎn)合成油的IGCC電站系統(tǒng)可以提高能效率(達(dá)到52％--55％，常規(guī)合成僅為42％左右)，并可降低建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用。

目前玉米生產(chǎn)燃料乙醇的能效率已達(dá)1.34。每生產(chǎn)1公斤高熱值的燃料乙醇需消費(fèi)化石能源0.34公斤(包括玉米耕種、玉米收獲、乙醇生產(chǎn)和燃料乙醇分配)。

生物柴油的能效率為1.313。即每生產(chǎn)1公斤能量的生物柴油需消費(fèi)化石能源0.313公斤。

所以嚴(yán)格說(shuō)，目前的生物燃料并非完全的“綠色燃料”。

(三)環(huán)境影響與溫室氣體(GHG)排放

用碳基化石能源生產(chǎn)替代燃料造成的溫室氣體排放量超過(guò)原油煉制過(guò)程。以煤炭生產(chǎn)合成油為例，煤炭中約70％含碳在合成過(guò)程轉(zhuǎn)化為CO2排入大氣中，造成溫室氣體效應(yīng)。即使采取CO2回收或填埋技術(shù)后，也仍有約10％含碳未能回收而排入大氣中。

在CTL生產(chǎn)流程中應(yīng)考慮CO2回收、利用，以解決溫室氣體排放問(wèn)題。CTL生產(chǎn)過(guò)程中增加碳回收將導(dǎo)致過(guò)程的能效率降低2％--3％，生產(chǎn)成本約增長(zhǎng)25％。建設(shè)投資也將相應(yīng)增加。

以CITL為例：每噸合成油的碳排放量2--2.4噸(聯(lián)產(chǎn)電力的合成油廠，碳排放量約相當(dāng)于進(jìn)料含碳量的72％--77％。CO2回收系統(tǒng)的碳撲集量約相當(dāng)于原料煤含碳量的70％)。

替代燃料生產(chǎn)過(guò)程還可能造成大氣污染物的排放，對(duì)局部的環(huán)境和居民健康構(gòu)成危害。例如：硫氧化合物(SOX)擴(kuò)散范圍可達(dá)幾百公里。形成“酸雨”危害土壤和農(nóng)作物生產(chǎn)。澳大利亞曾計(jì)劃發(fā)展大型油頁(yè)巖工業(yè)項(xiàng)目，由于未能解決二惡英毒害防治問(wèn)題而被迫擱置、停建。

(四)建設(shè)投資

煤炭直接液化或間接液化工廠的單位油品(噸/年)的建設(shè)投資約1.2萬(wàn)元，煉油能力為500---1000萬(wàn)噸／年的燃料型煉油廠，單位生產(chǎn)能力(噸/年)的建設(shè)投資約在1500--2000元。據(jù)此估算，與投資有關(guān)的折舊費(fèi)、維修費(fèi)用和保險(xiǎn)費(fèi)等項(xiàng)均相應(yīng)增大，煤制油項(xiàng)目的固定成本約為煉油項(xiàng)目的6倍。

煤直接液化過(guò)程包括高苛刻度的加氫過(guò)程和大量的固體物料破碎、研磨過(guò)程；水電等公用工程能耗為20公斤／噸產(chǎn)品，使生產(chǎn)成本增高。

宏觀而言，CTL項(xiàng)目應(yīng)包括相應(yīng)的采煤、鐵路運(yùn)輸、供電及供水等公用工程設(shè)施，綜合投資費(fèi)用就更高了。

(五)生產(chǎn)成本與價(jià)格

替代燃料的生產(chǎn)成本與原料價(jià)格、公用工程消耗量和建設(shè)投資密切相關(guān)。由于CTL是投資密集的工業(yè)，不僅固定成本會(huì)相應(yīng)增加，稅率和資金回報(bào)率也應(yīng)相應(yīng)增加，才能促進(jìn)資金積累和鼓勵(lì)投資信心?？紤]這些因素，CTL的投資利潤(rùn)率應(yīng)不低于12％。

上述增加成本因素必然導(dǎo)致替代燃料價(jià)格上升，對(duì)石油燃料的競(jìng)爭(zhēng)力降低。

(六)占用土地

多數(shù)生物質(zhì)能源是靠光合作用、攝取太陽(yáng)能獲得的。發(fā)展生物質(zhì)原料生產(chǎn)需占用大量耕地或開(kāi)墾荒漠土地。就土地的“能量收獲密度”而言，不同產(chǎn)品差別很大。糧食生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化效率低：?jiǎn)挝桓孛娣e的乙醇產(chǎn)量差別很大：甜高粱：4.0；甘蔗；3.1；玉米：1.3噸／公頃。

每生產(chǎn)1噸生物柴油占用耕地面積(公頃)：大豆：2.7；菜籽油：1.0；蓖麻油：0.84；棕櫚油：0.2。

黃連木每畝地可產(chǎn)生物柴油60公斤(產(chǎn)1噸油需占地17畝)，麻風(fēng)樹(shù)果可產(chǎn)生物柴油180公斤(產(chǎn)1噸油需占地5.6畝)。

微藻生物柴油每公頃可達(dá)到40--60噸產(chǎn)量，不需占用耕地，可利用荒漠土地，但對(duì)日照強(qiáng)度和二氧化

碳供應(yīng)有特定要求。

(七)水資源

替代燃料生產(chǎn)過(guò)程需耗用一定量的水資源。直接液化CDTL的耗水指標(biāo)為7--8噸／噸生成油；間接液化CITL的耗水量指標(biāo)為8--10噸／噸生成油。若包括原料煤的水洗，則總耗水量可達(dá)10--12噸／噸生成油。水資源也是發(fā)展CTL工業(yè)的制約因素。中國(guó)北方是水資源短缺地區(qū)。

微藻生產(chǎn)生物柴油，在微藻培育過(guò)程需要補(bǔ)充水，可使用鹽堿水或海水等非飲用水源，取決于藻類的品種。在荒漠地區(qū)發(fā)展微藻生物柴油尤其需要考慮水源問(wèn)題。

三、石油替代方案

運(yùn)輸車輛的能耗與客貨運(yùn)輸量、車輛的效率、使用燃料種類有關(guān)、提高運(yùn)輸車輛的效率對(duì)于節(jié)約燃料、減少溫室氣體排放均具有重要意義。

替代燃料的發(fā)展路線應(yīng)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車發(fā)展趨勢(shì)相適應(yīng)。從使用內(nèi)燃機(jī)汽車、推廣混合動(dòng)力汽車(HEV)到未來(lái)的燃料電池汽車是必然的發(fā)展趨勢(shì)。這一發(fā)展時(shí)程要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間和逐漸的過(guò)渡。因此，不同時(shí)期需要有不同的替代燃料發(fā)展路線。最先是解決汽、柴油和航空燃料的替代；然后是為推廣插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)或電動(dòng)汽車提供電力；最終則是為燃料電池汽車提供氫燃料。

改進(jìn)、提高運(yùn)輸車輛效率的節(jié)能效應(yīng)是顯著的。例如：常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)泵負(fù)荷、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和減低車身重量等就可提高汽車的行車效率。汽車內(nèi)燃機(jī)的均勻充氣壓燃技術(shù)可大大節(jié)約油耗。推廣HEV汽車和發(fā)展燃料電池汽車的節(jié)油效應(yīng)更為顯著。1公斤氫燃料就約相當(dāng)于8升汽油。

按照油箱到車輪(TTW)表示的運(yùn)輸過(guò)程能量效率計(jì)算：常規(guī)火花塞式的汽油內(nèi)燃機(jī)汽車的TTW效率為16.7％；混合動(dòng)力汽油內(nèi)燃機(jī)汽車為20.7％；可使燃料經(jīng)濟(jì)性提高24％。未來(lái)的氫氣燃料電池汽車可按40％計(jì)算；燃料經(jīng)濟(jì)性約可提高150％。

生產(chǎn)替代燃料的原料包括煤炭、天然氣、生物質(zhì)、太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等。不同發(fā)展時(shí)期的使用的替代燃料有：液體替代燃料(替代汽油和替代柴油，燃料乙醇、生物柴油等)，然后是電力，最終是使用氫燃料。

以下按不同的原料(煤炭、天然氣和生物質(zhì)等)生產(chǎn)各類替代燃料工藝方案的宏觀經(jīng)濟(jì)性論述如下：

(一)煤炭

在內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代，用煤制油技術(shù)生產(chǎn)液體替代燃料的兩種工藝均有在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范的項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)具備了煤制油技術(shù)的工程設(shè)計(jì)和建設(shè)能力

在油價(jià)較高、煤炭?jī)r(jià)格相對(duì)較低的條件下，在煤資源豐富地區(qū)適合建設(shè)煤制油工廠。

煤制油是投資密集的產(chǎn)業(yè)，還需要配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的煤礦、交通運(yùn)輸和公用工程系統(tǒng)設(shè)施。全系統(tǒng)的綜合投資可能高于深海天然石油、非常規(guī)石油的開(kāi)發(fā)，做好CTL建設(shè)項(xiàng)目的綜合宏觀技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證是必要的。

煤制油過(guò)程造成了溫室氣體排放效應(yīng)，需要采用CO2回收和埋存技術(shù)以減少排碳。建設(shè)減排設(shè)施將降低過(guò)程的能效率，還將導(dǎo)致每噸油品增加上千元的減排費(fèi)用。

1、煤直接液化(CDTL)技術(shù)

國(guó)內(nèi)建設(shè)的CDTL項(xiàng)目，在工藝流程、工藝設(shè)備和控制技術(shù)等方面均有改進(jìn)和創(chuàng)新；已進(jìn)展到大型工業(yè)示范階段。

CDTL為高壓加氫技術(shù)，工藝特點(diǎn)是使用高壓、高溫工藝設(shè)備，操作條件苛刻；耗用大量氫氣。汽油質(zhì)量好、柴油十六烷值低，需經(jīng)過(guò)調(diào)合才能出廠

2、煤間接液化(CITL)技術(shù)

國(guó)內(nèi)正積極推動(dòng)CITL技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，已建設(shè)了3個(gè)示范廠。

主要優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)潔凈的成品油、柴油質(zhì)量好；生產(chǎn)費(fèi)用低于CDTL，適合于在生產(chǎn)過(guò)程中回收C2。

主要缺點(diǎn)：工流程較長(zhǎng)；能效率較低(常規(guī)流程42％，聯(lián)產(chǎn)電力較高、約50％--55％)，石腦油不適合制造汽油，而適合用作裂解(生產(chǎn)乙烯)的原料。

由整體燃?xì)饣?lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電與合成工藝組成的油一電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提高系統(tǒng)能效率(55％)，相應(yīng)降低建設(shè)投資。

發(fā)展合成油工廠的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題：

①由大型煤氣化爐、先進(jìn)合成技術(shù)和IGCC發(fā)電系統(tǒng)組成的聯(lián)合工廠在工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行上均缺乏經(jīng)驗(yàn)。

②聯(lián)合工廠耗水量大，(用水指標(biāo)約為8--12噸／噸合成油)，污水處理和對(duì)地下水源污染問(wèn)題也值得關(guān)注。

③煤礦規(guī)模應(yīng)與合成油工廠配套，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合成油300萬(wàn)噸合成油廠，年耗煤量為1500---1600萬(wàn)噸(包括發(fā)電和燃料用)，需要配置大型煤礦基地。國(guó)家應(yīng)根據(jù)資源條件配合電廠擴(kuò)建考慮建設(shè)油電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。

④溫室氣體排放問(wèn)題：每噸合成油的碳排放量2--2.4。

3、煤電為電動(dòng)車提供能源需要采用潔凈的煤燃燒技術(shù)提高發(fā)電的效率。IGCC煤發(fā)電技術(shù)的能效率達(dá)40％。建設(shè)投資較高(約8000元／kW)

4、煤制氫：在氫燃料推廣初期將以煤制氫為主要方式。采用先進(jìn)技術(shù)的大型煤制氫工廠，氫燃料成本就可降到燃料電池汽車可接受的水平

(二)天然氣

近年來(lái)我國(guó)天然氣資源量有了較快增長(zhǎng)。但是，目前國(guó)產(chǎn)天然氣量和進(jìn)口液化天然氣數(shù)量仍不能滿足城市民用燃料和調(diào)峰發(fā)電的需要。考慮到資源可得性和原料價(jià)格等因素，應(yīng)慎重評(píng)估建設(shè)天然氣制油(GTL)項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

(三)生物質(zhì)

在內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代，生物質(zhì)替代燃料的主要發(fā)展路線為燃料乙醇、生物柴油、微藻柴油和生物質(zhì)制油等項(xiàng)。

1、燃料乙醇

(1)纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇。纖維素(如秸稈)制燃料乙醇技術(shù)：用農(nóng)業(yè)秸稈或能源作物生產(chǎn)燃料乙醇可望于5--10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。纖維素制乙醇的技術(shù)課題是提高纖維素水解效率、降低纖維素酶的成本、開(kāi)發(fā)木糖發(fā)酵用的微生物菌種和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，如果這些關(guān)鍵技術(shù)能在今后10年內(nèi)取得突破性進(jìn)展，2020年將有可能達(dá)到替代率達(dá)到20％的水平。開(kāi)發(fā)中的技術(shù)包括：

①開(kāi)發(fā)水解用的纖維素酶：纖維素酶是由具有不同功能多種酶的重組體。美國(guó)研發(fā)目標(biāo)是降低酶的生產(chǎn)成本(把酶的有效成本從170美元／噸乙醇降低lO倍，達(dá)到17美元／噸乙醇)、提高酶的比活性。近期把纖維素酶的比活性提高3倍(相對(duì)于Trichodermareesei系統(tǒng))，最終目標(biāo)是把酶的‘比活性’即生成效率提高10倍，我國(guó)也應(yīng)制定相應(yīng)的目標(biāo)。

②糖類發(fā)酵用的微生物：為了實(shí)現(xiàn)秸稈生產(chǎn)乙醇技術(shù)的工業(yè)化，需采用DNA重組技術(shù)開(kāi)發(fā)出一種新的微生物重組體，以便可以同時(shí)將葡萄糖、木糖和阿拉伯糖發(fā)酵為乙醇。研究發(fā)現(xiàn)：植入幾種DNA基因體的發(fā)酵單胞菌可以同時(shí)進(jìn)行葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的發(fā)酵。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了具有乙醇產(chǎn)率高、可在低PH值條件下發(fā)酵、副產(chǎn)物產(chǎn)率低的菌種；適合于工業(yè)生產(chǎn)使用。

③聯(lián)合流程：為了將纖維素生物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為乙醇需要采用聯(lián)合發(fā)酵流程。使用可以同時(shí)將葡萄糖、

木糖和阿拉伯糖發(fā)酵為乙醇的微生物，在生產(chǎn)上可降低耗電量；減少冷卻水用量；將發(fā)酵罐生產(chǎn)能力從2.5克／升小時(shí)提高至5克／升小時(shí)，從而可以大大降低發(fā)酵罐的容量，降低建設(shè)投資。

(2)糧食生產(chǎn)乙醇不是發(fā)展方向，這是因?yàn)椋杭Z食作物的光合作用的效率低；糧食生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化效率低：?jiǎn)挝桓孛娣e的乙醇產(chǎn)量(噸／公頃)：甜高粱為4.0；甘蔗為3.1；玉米為1.3；中國(guó)的可耕地面積少，人均糧食水平偏低(僅約為0.38噸／人?年)。

(3)其他原料：非糧乙醇生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀。甜高粱：具有不占用耕地和光合效率高、抗旱、耐澇耐鹽堿等特性。每畝地可收獲鮮莖桿4--5噸。莖桿的榨汁作為發(fā)酵制乙醇的原料。目前，莖稈的儲(chǔ)存、防止霉化變質(zhì)和木質(zhì)纖維素利用等技術(shù)問(wèn)題尚未解決。薯類：在盛產(chǎn)薯類地區(qū)可適當(dāng)發(fā)展燃料乙醇的生產(chǎn)。

2、生物柴油

2006年世界生物柴油總產(chǎn)量約為750萬(wàn)噸，相當(dāng)于680萬(wàn)噸(油當(dāng)量)。

生物柴油的原料種類繁多。除了食用植物油外、發(fā)展木本油料作物、回收餐飲廢油等非食用油資源是發(fā)展生物柴油的方向。 發(fā)展生物柴油工業(yè)，需要為副產(chǎn)甘油開(kāi)發(fā)新的用途。生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷、1，3-丙二醇可供選擇。

植物油經(jīng)過(guò)加氫處理生產(chǎn)綠色柴油是第二代生物柴油工藝。產(chǎn)品具有高十六烷值(80)、超低硫含量和不含芳烴等特點(diǎn)。國(guó)外已建成了工業(yè)生產(chǎn)裝置。此類裝置適合于建在煉油廠內(nèi)部以充分利用已有的供氫和水電供應(yīng)設(shè)施。

10萬(wàn)噸／年生物柴油工廠的建設(shè)投資約3億元左右，折合單位能力的建設(shè)投資指標(biāo)為3000元／噸／年。

以大豆油為原料生產(chǎn)生物柴油工廠的生產(chǎn)成本與植物油原料價(jià)格密切相關(guān)。大豆價(jià)格為3000元／噸和4000元／噸時(shí)，生物柴油生產(chǎn)成本分別約為4700元／噸柴油當(dāng)量和5100元／噸柴油當(dāng)量。

3、微藻柴油

美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)對(duì)微藻生產(chǎn)生物柴油課題進(jìn)行了近30年的開(kāi)發(fā)研究，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室和戶外研究，已經(jīng)在優(yōu)選藻類品種、光合作用機(jī)理、培育方法和條件、培育水池構(gòu)造等方面取得成果。一些公司正在積極從事“露天微藻培育水池”和“微藻光生物反應(yīng)器”的開(kāi)發(fā)，推動(dòng)微藻柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。

微藻生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)化取決于地區(qū)擁有的資源條件、微藻生產(chǎn)技術(shù)和工藝設(shè)備的開(kāi)況。

資源條件主要包括：氣候和日照條件、C2和營(yíng)養(yǎng)物的來(lái)源；微藻柴油工廠應(yīng)靠近煉油廠、發(fā)電站、油田天然氣田以便就近取得CO2；可用的水源，微藻培育過(guò)程需要補(bǔ)充水，可使用鹽堿水或海水，取決于藻類的品種。

微藻培育：培育微藻設(shè)施已經(jīng)研制了光生物反應(yīng)器和露天培育水池兩種方案。在建設(shè)投資和運(yùn)行上各有優(yōu)缺點(diǎn)，均處于研究、開(kāi)發(fā)階段。尚未進(jìn)入工業(yè)示范階段。

微藻生產(chǎn)技術(shù)包括微藻收獲、生物質(zhì)干燥、提取生物油等過(guò)程，均為開(kāi)發(fā)中的技術(shù)。

微藻柴油的主要優(yōu)點(diǎn)是單位土地面積產(chǎn)率比用植物油生產(chǎn)柴油高出幾十倍，且不占用耕地。但在土地上布置大面積的開(kāi)放式培養(yǎng)池或密閉式光生物反應(yīng)器，需要巨額投資。

4、生物質(zhì)制油(BTL)

國(guó)外已開(kāi)發(fā)成功了木質(zhì)纖維素兩段氣化生產(chǎn)合成氣技術(shù)，并已建成了合成氣生產(chǎn)運(yùn)輸燃料的示范裝置。

生物質(zhì)制油包括生物質(zhì)氣化和合成2個(gè)工序，系統(tǒng)熱效率較高(50％--55％)。但生物質(zhì)原料的集運(yùn)困難，考慮適宜的原料收集半徑，BTL生產(chǎn)規(guī)模以年產(chǎn)生物油≤10萬(wàn)噸為宜。BTL單位投資約為1.5--1.8萬(wàn)元／噸／年，高于CTL。

5、生物質(zhì)發(fā)電廠

規(guī)模為25--50MWe熱效率(28％)，遠(yuǎn)低于大型IGCC燃煤電廠。建設(shè)投資也高于后者。

生物質(zhì)發(fā)電改為煤一生物質(zhì)混燒具有減少排碳效應(yīng)，是更適宜的組合。

四、對(duì)比方案

石油替代的宏觀規(guī)劃存在諸多的不確定因素，除了應(yīng)反復(fù)論證、及時(shí)修訂外，尤其需要根據(jù)資源、工藝路線和目的產(chǎn)品等條件做出不同方案的橫向比較，才能得出較為切合實(shí)際的發(fā)展方針、路線。

許多一次能源(如煤、天然氣、生物質(zhì)和微生物)都能通過(guò)CTL、GTL、BTL和AGL(微藻制油)等技術(shù)路線轉(zhuǎn)化為烴燃料，但它們同時(shí)也可是發(fā)電(CTE、GTE、BTE)的原料。從而可組成不同的橫向?qū)Ρ确桨?。例如：既可引出諸如煤發(fā)電一生物質(zhì)制油與煤制油一生物質(zhì)發(fā)電的兩組宏觀對(duì)比方案。又可引出(用太陽(yáng)能的)微藻制油一煤發(fā)電與煤制油一太陽(yáng)能發(fā)電兩組宏觀對(duì)比方案。另外，電力汽車的能耗低于內(nèi)燃機(jī)汽車，于是，從原料煤開(kāi)始，可以有煤制油、煤發(fā)電兩組對(duì)比方案，從中可以看出發(fā)展電動(dòng)汽車對(duì)社會(huì)和消費(fèi)者的節(jié)約效應(yīng)。實(shí)例說(shuō)明如下：

(一)煤或生物質(zhì)交叉生產(chǎn)電力或運(yùn)輸燃料

設(shè)定煤制油―生物質(zhì)發(fā)電和生物質(zhì)制油―煤發(fā)電兩組方案。煤制油和生物質(zhì)制油規(guī)模均為年產(chǎn)運(yùn)輸燃料油100萬(wàn)噸；或是用煤、生物質(zhì)為發(fā)電燃料，進(jìn)行兩組方案的對(duì)比。原料年消耗量分別為：煤炭330萬(wàn)噸，生物質(zhì)原料600萬(wàn)噸。綜合比較主要結(jié)果如下：

能效率：BTL的能效率(48％)略高于CTL(42％)。生物質(zhì)發(fā)電能效率(28％)低于IGCC燃煤發(fā)電(40％)：

建設(shè)投資：BTL規(guī)模較小，單位建設(shè)投資比CTL高(約20％)。原料煤量同等的CTL31)--投資(140億元)高于煤IGCC發(fā)電廠投資(110億元)；

生產(chǎn)規(guī)模：生物質(zhì)大規(guī)模集中運(yùn)輸困難，BTL只能到年產(chǎn)10萬(wàn)t級(jí)規(guī)模，生物質(zhì)發(fā)電廠規(guī)模在25--50MWe之內(nèi)；

環(huán)境效應(yīng)：CTL的溫室氣體排放率為石油煉廠的1.8倍，煤―生物質(zhì)聯(lián)合制油(CBTL)的GHG排放率僅相當(dāng)于原油煉制過(guò)程的20％，故環(huán)境效益好于CTL；

生物質(zhì)發(fā)電改為煤―生物質(zhì)混燒也是合理的組合。

(二)電動(dòng)汽車和汽油汽車的能效率對(duì)比

實(shí)質(zhì)上是CTL-煤發(fā)電的能效率對(duì)比。

HEV汽車可將回收的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力再利用，插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)可直接用電力替代汽油。若常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車每百公里耗油量按7.2升計(jì)、電動(dòng)汽車耗電量按18kWh計(jì)，則相應(yīng)的油-電當(dāng)量為：2.5kWh電力可替代1升汽油。

若汽油和電力均為來(lái)自煤炭，上述事例既說(shuō)明先進(jìn)交通運(yùn)輸工具的節(jié)能意義，又表明不同煤炭利用路線的經(jīng)濟(jì)性。說(shuō)明如下：

暫按4.0kWh電力替代1升汽油計(jì)算，即5.4MWh電力(即1kW裝機(jī)容量)相當(dāng)于1噸汽油?？梢跃虲TL和煤發(fā)電兩條工藝路線，從原料消耗和能效率、投資和社會(huì)效益等方面對(duì)比，生產(chǎn)同等數(shù)量燃料的效果作出如下比較：

煤耗和能效率：CTL生產(chǎn)1噸燃料需耗用標(biāo)準(zhǔn)煤3.5噸，綜合能效率為45％；IGCC煤發(fā)電生產(chǎn)5，4MWh電力耗用標(biāo)準(zhǔn)煤1.8噸，能效率為40％；生產(chǎn)等量運(yùn)輸

燃料的耗煤比率為制油：發(fā)電=1：0.51。 建設(shè)投資：CTL工藝，1噸生產(chǎn)能力的建設(shè)投資約為1.4萬(wàn)元；1KW發(fā)電能力的IGCC電廠建設(shè)投資約為0.8萬(wàn)元；燃煤電廠投資大大低于CTL技術(shù)。

消費(fèi)者收益：駕駛PHEV汽車按每年節(jié)約汽油0.5萬(wàn)元、支付電費(fèi)0.24萬(wàn)元，凈節(jié)約燃料費(fèi)0.26萬(wàn)元；購(gòu)車差價(jià)按2萬(wàn)元計(jì)算。則增加購(gòu)車費(fèi)的靜態(tài)回收期達(dá)8年。為推動(dòng)“以電代油”，國(guó)家應(yīng)實(shí)施購(gòu)買PHEV汽車的優(yōu)惠政策。

環(huán)境效應(yīng)：PHEV汽車可實(shí)現(xiàn)零碳排放。GHG效應(yīng)優(yōu)于汽油車。

(三)2種原料―2種產(chǎn)品交叉方案

太陽(yáng)能是地球一次能源的唯一來(lái)源，可采用塔式集熱技術(shù)發(fā)電、也可為微藻生物柴油的生產(chǎn)提供光合作用的光源。煤炭可用作CTL技術(shù)生產(chǎn)燃料油的原料、也可用作IGCC技術(shù)的發(fā)電燃料。這就可組成煤制油―太陽(yáng)能發(fā)電(方案甲)和微藻柴油―煤發(fā)電(方案乙)兩組對(duì)比方案。

以年產(chǎn)替代燃料100萬(wàn)噸為基準(zhǔn)，CTL制油和發(fā)電用煤量相等。設(shè)定太陽(yáng)能集熱發(fā)電規(guī)模與煤發(fā)電相等。進(jìn)行此兩組方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。主要結(jié)果如下：

a)相同煤加工量的煤制油投資(140億元)高于IGCC煤發(fā)電(110億元)。

b)煤制油能量轉(zhuǎn)化效率(45％)高于IGCC煤發(fā)電(40％)；但如上所述，電代油具有節(jié)能效應(yīng)。

c)太陽(yáng)能塔式集熱發(fā)電按峰值計(jì)算達(dá)70GWP，折合年均20GW，投資高(280億元)(應(yīng)還有降低空間)；微藻柴油尚未建成工業(yè)裝置(全部按高效的光生物反應(yīng)器估算投資約為300億元)。兩者的投資均為數(shù)量級(jí)估算，投資額接近。

d)同等規(guī)模的微藻柴油工廠建設(shè)投資大大高于CTL。

e)微藻柴油―煤發(fā)電組合方案有利于電廠煙氣的C02利用。

f)太陽(yáng)能集熱發(fā)電、微藻柴油均需占用大量土地。適合于建在光照條件好、地勢(shì)平坦的荒漠(微藻需有水源)地區(qū)。

g)根據(jù)數(shù)據(jù)粗略估算；方案甲的經(jīng)濟(jì)性好于方案乙。

五、小結(jié)

1、煤制油技術(shù)基本成熟，是正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范的技術(shù)。煤制油的發(fā)展規(guī)模受到煤炭的可供應(yīng)量(煤炭是發(fā)電和工業(yè)的重要燃料；我國(guó)煤礦產(chǎn)能已位居世界第一)和石油價(jià)格趨勢(shì)等因素的約束，只能適度發(fā)展。在地區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)上宜通過(guò)論證及早確定全國(guó)發(fā)展規(guī)模，不宜各行其是。預(yù)期中遠(yuǎn)期的石油替代規(guī)模約可相當(dāng)于“一個(gè)大慶”。

2、油砂瀝青和特重質(zhì)原油約占世界原油資源總量的一半，油頁(yè)巖也是重要的非常規(guī)石油資源。預(yù)計(jì)今后20--30年期間，非常規(guī)石油生產(chǎn)將有較大的發(fā)展以補(bǔ)充常規(guī)石油的短缺。預(yù)測(cè)表明：2030年非常規(guī)原油的產(chǎn)量將可增長(zhǎng)至占世界石油總產(chǎn)量的10％左右。我國(guó)擁有油頁(yè)巖煉油工業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)展油頁(yè)巖工業(yè)需要改進(jìn)加工、煉制技術(shù)，提高生產(chǎn)規(guī)模，解決環(huán)保技術(shù)問(wèn)題。

3、生物質(zhì)制油發(fā)展規(guī)模受資源可得性、資源綜合利用等因素的約束。發(fā)展生物質(zhì)能源作物的種植、充分利用生物質(zhì)廢料(秸稈、林業(yè)廢料、生物垃圾)，在發(fā)電、制油和其他用途優(yōu)化利用、綜合平衡的基礎(chǔ)上，可考慮用3億噸原料生產(chǎn)替代燃料0.5億噸(石油當(dāng)量)作為中遠(yuǎn)期的發(fā)展目標(biāo)。

第9篇：生物燃料的作用范文

從2012年開(kāi)始，澳洲航空（Qantas）就在澳大利亞國(guó)內(nèi)航班上使用由荷蘭SkyNRG公司生產(chǎn)的生物燃料與普通燃料50：50的混合燃料作為動(dòng)力。這些使用了混合燃料的A330飛機(jī)往返于悉尼和阿德萊德之間。它的子公司捷星航空（Jetstar），則成為世界上第一個(gè)以生物燃料飛行的低成本航空公司，在墨爾本到霍巴特的A320飛機(jī)上，它使用了與澳航航班相同的混合燃料。

而根據(jù)2012年年底澳洲航空的財(cái)報(bào)顯示，生物混合燃料的使用讓這家公司的燃油經(jīng)濟(jì)性提高了一至兩個(gè)百分點(diǎn)，并且相比傳統(tǒng)燃料也減少了60%的碳排放量。

對(duì)于澳洲航空公司來(lái)說(shuō)，生物燃料的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通燃料，最主要的原因是它需要從國(guó)外進(jìn)口—加上運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用后其成本是普通燃油的四倍。

但澳航表示，現(xiàn)在非常有必要開(kāi)始探索生物燃料更多的可能性了，并且將在澳大利亞本土開(kāi)始進(jìn)行有關(guān)生物燃料的研究。借助澳大利亞聯(lián)邦政府給予的50萬(wàn)澳元的可再生能源項(xiàng)目補(bǔ)助金，澳洲航空公司在澳洲范圍內(nèi)，以這一行動(dòng)率先開(kāi)始了對(duì)航空燃料可持續(xù)的研究。

澳航首席執(zhí)行官艾倫·喬伊斯（Alan·Joyce）說(shuō)：“我們需要為不基于傳統(tǒng)噴氣燃料的未來(lái)做好準(zhǔn)備。不然，坦率地說(shuō)，僅僅依賴于傳統(tǒng)噴氣燃料，我們?cè)谖磥?lái)將無(wú)法生存。”

當(dāng)然，幾乎所有的航空公司都在遭受高燃油成本和碳價(jià)格效應(yīng)的雙重影響。

燃油費(fèi)用是這家澳大利亞航空公司最大的運(yùn)營(yíng)成本。在2012年2月，在遭遇了83%的凈利潤(rùn)下滑后，澳航宣布，將至少削減500個(gè)職位，并尋求其他途徑從而降低成本。而在2012年3月中旬，澳航在兩個(gè)月內(nèi)第二次上調(diào)了燃油附加費(fèi)，并聲明其燃油成本預(yù)計(jì)將在未來(lái)6個(gè)月內(nèi)增加3億美元達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的22.5億美元，這當(dāng)然不是一個(gè)好消息。

而且，還不只是航油的價(jià)格，澳洲航空同樣面對(duì)著碳排放的價(jià)格問(wèn)題?！鞍闹藓娇帐鞘澜缟衔ㄒ幻媾R3個(gè)司法管轄區(qū)的航空公司，所以我們的憂患意識(shí)是有道理的。”喬伊斯說(shuō)，“歐洲已經(jīng)規(guī)定了備受爭(zhēng)議的碳排放稅，而新西蘭也對(duì)航空公司有一套獨(dú)特的碳排放稅，澳大利亞的碳排放稅也不停地在變動(dòng)?！?/p>

燃油費(fèi)用的飆升和碳排放費(fèi)用的一再調(diào)整促使澳航這樣的航空公司們不得不開(kāi)始考慮降低燃料成本的新方法，比如采購(gòu)可再生原料，或者探求使用生物燃料的可能。

而其中，生物燃料是一個(gè)非常容易想到的選擇。生物燃料的來(lái)源多種多樣，它可以從微生物，譬如海藻，或它們排放的廢物中提取的物質(zhì)中取得，也可以來(lái)自各種有機(jī)纖維材料，甚至是經(jīng)過(guò)回收的食用油。而為澳洲航空和捷星航空提供生物燃料的荷蘭SkyNRG公司，同時(shí)也為荷蘭航空公司、智利航空公司、阿聯(lián)酋航空提供其生產(chǎn)的產(chǎn)品。

而在澳洲，澳航并不是唯一一家開(kāi)始探索生物能源的航空公司，它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也早已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)。

維珍澳洲航空公司計(jì)劃到2020年其5%的燃油消耗由可再生能源提供。這家公司與新南威爾士州的Licella公司合作，采用一種新型的技術(shù)，從農(nóng)業(yè)廢棄物中提煉出高品質(zhì)的生物質(zhì)原油。

此外，維珍航空還計(jì)劃于2015年推出一個(gè)年產(chǎn)能5萬(wàn)桶的可持續(xù)生物燃料工廠，以松木屑、甘蔗廢物以及其他干作物等作為燃料。

維珍航空業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理史蒂夫·羅杰斯（Steve·Rogers）表示，公司希望在發(fā)展生物燃料時(shí)避免陷入生物燃料與糧食之間的矛盾。他說(shuō)：“我們花費(fèi)了數(shù)千萬(wàn)美元來(lái)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，在未來(lái)幾年我們還要增加1000萬(wàn)澳元的投入，而完全使其商業(yè)化將需要高達(dá)上億美元的投資。但是我們依然需要進(jìn)行持續(xù)的投資，因?yàn)槲覀冋趧?chuàng)建一個(gè)全新的行業(yè)，而這將是一個(gè)漫長(zhǎng)的旅程?！?/p>

生物燃料的本地化，則是澳洲航空降低成本的關(guān)鍵。負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目的澳大利亞科學(xué)家們正在試驗(yàn)使用一種混合了林業(yè)廢棄物、碎秸、蔗渣、植物油、海藻和桉樹(shù)等材料混合的原料制取燃料，他們認(rèn)為，如果投入大規(guī)模的商業(yè)化，這組原料配方最終每年可以產(chǎn)生超過(guò)一億加侖的新式燃料。

而另一種生物燃料的候選者—也是空中客車公司一直致力于研究的—是遍布澳大利亞的桉樹(shù)，一種油籽作物。研究者在充分調(diào)研了維多利亞州一塊面積約為1.47萬(wàn)公頃的土地后發(fā)現(xiàn)，預(yù)計(jì)這片區(qū)域的桉樹(shù)可以產(chǎn)生15萬(wàn)噸干燥的生物質(zhì)，可以生產(chǎn)出8.5萬(wàn)噸生物油，也就是12萬(wàn)至18萬(wàn)立方米的噴氣燃料。

2011年，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織對(duì)生物燃料的前景曾做出一個(gè)樂(lè)觀的預(yù)測(cè)：到2020年，澳大利亞和新西蘭兩國(guó)超過(guò)46%的航空燃料可以從非糧食作物、植物、藻類以及其他有機(jī)物質(zhì)中提取的燃料供應(yīng)，而到2050年則能達(dá)到100%。

澳大利亞可持續(xù)航空燃料創(chuàng)新組織的主席、悉尼大學(xué)美國(guó)研究中心兼職教授蘇珊·龐德（Susan Pond）表示：“目前，澳大利亞的發(fā)展勢(shì)頭實(shí)際上就是在努力實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。不過(guò)，由于澳大利亞在生物燃料方面的發(fā)展落后于美國(guó)，我們的目標(biāo)應(yīng)該是在五年內(nèi)使生物燃料的價(jià)格能夠與傳統(tǒng)燃料平等競(jìng)爭(zhēng)?！?/p>

澳大利亞政府表示愿意對(duì)航空公司生物能源的開(kāi)發(fā)給予政策和資金上的支持。

與所有追逐可再生能源的地區(qū)相比，澳大利亞可以說(shuō)已經(jīng)走上正軌，但問(wèn)題也赫然顯現(xiàn)。

就目前而言，開(kāi)發(fā)生物燃料會(huì)遇到的兩大瓶頸是原料和金融—或者說(shuō)，負(fù)擔(dān)得起的原料和負(fù)擔(dān)得起的融資。聯(lián)邦能源部長(zhǎng)馬丁·弗格森說(shuō)：“在澳大利亞，澳航將探討可持續(xù)航空燃料的生產(chǎn)和商業(yè)上的可行性，有兩個(gè)關(guān)鍵的目標(biāo)，首先，是原料途徑，其次是如何供應(yīng)鏈的途徑?！?/p>

澳洲航空環(huán)境項(xiàng)目負(fù)責(zé)人約翰·瓦拉斯托（John·Valastro）表示，雖然生物燃料在技術(shù)上已可以使用，但由于缺乏一定規(guī)模，當(dāng)?shù)氐纳锶剂瞎?yīng)成本約為常規(guī)燃料的三到五倍。

而昆士蘭州大學(xué)的丹尼爾·克萊恩教授的一份報(bào)告中預(yù)測(cè)，如果短期大量開(kāi)發(fā)，生物燃料原料中的水黃皮的成本將由每桶250美元升至600美元，甘蔗將由200美元升至650美元，而藻類原料將最終升至每桶1300美元。

雖然這些預(yù)測(cè)的數(shù)字引起了廣泛的爭(zhēng)議，但它足以表明，對(duì)于航空生物燃料來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的是原料價(jià)格。如果可以穩(wěn)定這部分成本，那么這條供應(yīng)鏈的其余部分可能會(huì)很容易地實(shí)現(xiàn)整體費(fèi)用的降低。而需要注意的是，這只是一種“可能”，因?yàn)樵现辉诔跗谄饹Q定性的作用。其次，是提煉和分銷能力，“作為一個(gè)國(guó)家，可以利用現(xiàn)有的煉油廠和燃料分銷基礎(chǔ)設(shè)施”，弗格森說(shuō)。

而在原料和基礎(chǔ)設(shè)施之外，真正需要的是資金。很多大航空公司都認(rèn)為，政府應(yīng)該提高對(duì)航空公司們?cè)跓捰蛷S生產(chǎn)生物燃料的補(bǔ)助。

而在融資方面，由于新能源開(kāi)發(fā)需要龐大的資金投入，這其中的關(guān)鍵是要有利可圖，或者更深入一步說(shuō)，這需要一個(gè)公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。維珍航空的一位員工透露，約有38%本應(yīng)用于生物柴油研發(fā)的資金獎(jiǎng)勵(lì)總會(huì)被“誤頒”給更重視噴氣燃料的生產(chǎn)商。他警告說(shuō)，如果生物燃料得不到開(kāi)發(fā)，“我們?cè)?0年后會(huì)后悔的，我敢肯定。”澳洲航空對(duì)生物燃料的大規(guī)模投入基于各種考慮：除了可以為澳大利亞減少17%的航空業(yè)溫室氣體排放之外；還能為澳大利亞及新西蘭地區(qū)的航空業(yè)帶來(lái)每年超過(guò)兩億澳元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；減少澳大利亞對(duì)進(jìn)口燃料的依賴，并創(chuàng)建一個(gè)新的清潔能源產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生更多的就業(yè)崗位。

而現(xiàn)在，生物混合燃料的商業(yè)化推廣是航空公司最重要的任務(wù)，這需要所有利益相關(guān)者，包括政府和金融部門的支持。

在澳洲之外，世界范圍內(nèi)的航空公司也都開(kāi)始重視新能源的問(wèn)題。德國(guó)的漢莎航空在2011年夏季就開(kāi)始在法蘭克福至漢堡之間的航班中開(kāi)始使用摻入生物燃料的混合燃料，以“綠色藍(lán)天”的品牌形象，一度成為公共關(guān)系上的贏家。