全球生物制造市場價值
生物質能是指蘊藏在生物質中的能量,具有揮發性和炭活性高,N、S含量低,灰分低,燃燒過程二氧化碳零排放的特點。
發展非糧生物質能源不僅不影響糧食安全,還能有效利用廢棄資源,替代傳統化石能源,促進環保和節能減排,目前各國正加緊生物能源特別是先進生物燃料上的開發與投入。
非糧生物能源原料主要來自農林有機廢棄物,包括秸稈、畜禽糞便、林業剩余物等,以及利用邊際性土地種植的能源植物,包括甜高粱、木薯、木本油料植物、灌木林等。在發展可再生能源對化石能源的替代上,以生物質能源擔綱主角是世界潮流。
根據EL Insights于2010年9月發布的報告,從2010年到2015年,全球生物制造市場預計將從5729億美元增加至6937億美元,相當于在此期間的復合年增長率(CAGR)為3.9%。
在今后幾年,生物質在生物發電、生物燃料和生物產品部門應用領域將大幅增長,生物質發電的市場價值將從2010年450億美元增加到2020年530億美元。按照生物質發電發電協會(Biomass Power Association,BPA)的統計,生物質工業每年產生500萬KWh的電力,為美國1.8萬人創造了就業機會。
據EL Insights預測,美國對可再生能源運輸的研究和開發給予的補貼,到2020年將可大幅降低對進口石油的依賴。歐盟將需要3000萬-4000萬公頃的農作物才能滿足對生物燃料的需求,預計發展中國家到2020年主食價格將會上漲15%。同時,植物廢棄物和城市生活垃圾轉化成生物燃料有望得到更多發展。
典型國家生物質能源發展趨勢
美國國會于2008年5月通過一項包括加速開發生物質能源的法案,要求到2018年后,把從石油中提煉出來的燃油消費量減少20%,代之以生物燃油。據《2010年美國能源展望》,到2035年美國可用生物燃料滿足液體燃料總體需求量增長,乙醇占石油消費量的17%,使美國對進口原油的依賴在未來25年內下降至45%。2009-2035年美國非水電可再生能源資源將占發電量增長的41%,其中生物質發電占比最大為49.3%。
據歐洲EurObserv公司于2010年12月發布的統計報告,2009年歐洲從固體生物質生產的一次能源又創新高,再次達到7280萬噸油當量,比2008年增長3.6%。統計表明,歐洲成員國2008年從固體生物質生產的一次能源比2007年增長2.3%,即增長達150萬噸油當量。這一增長尤其來自生物質發電,比2007年提高10.8%,增長5.6TWh。來自固體生物質發電的增長尤為穩定,自2001年以來年均增長率為14.7%,從20.8TWh增長到2009年62.2TWh。2009年這一生產的大多數即62.5%,來自于聯產設施。歐盟生物質基電力生產自2001年以來翻了二番,從2001年20.3TWh增長到2008年57.4TWh。
瑞典是世界上道路交通最不依賴于化石燃料的國家之一,據報道,2009年,瑞典政府批準了一項計劃,到2020年將使可再生能源達到該國能源消費總量的50%。此外,該國旨在到2030年使其運輸部門完全不依賴于進口化石燃料。根據瑞典生物能源協會(Swedish Bioenergy Association)統計,瑞典從生物質產生的總的能源消費在2000-2009年期間已從88TWh增加至115TWh。而在此期間內,基于石油產品的使用量已從142TWh減少至112TWh。至2009年,生物質已超過石油,成為第一位的能源來源,占瑞典能源消費總量的32%。據預測,生物質能的消費在2011年將繼續再增長10%。
在瑞典,生物質供熱發電1030億度,占全國能源消費總量的16.5%,占供熱能源消費總量的68.5%。瑞典首都斯德哥爾摩清潔能源轎車約10萬輛,包括使用乙醇的車、使用生物燃氣車和混合動力車,占轎車總量的11%。瑞典計劃到2020年在交通領域全部使用生物燃料,率先進入后石油時代。
歐洲委員會于2010年5月表示,已采取積極步驟來改善歐盟的生物廢棄物管理,并以此取得大的環境和經濟效益。生物可降解花草、廚房和食品廢棄物等每年產生的城市生活垃圾為8800萬噸,對環境有可能造成重大的影響。但它也可作為可再生能源和循環再用的材料。來自生物廢棄物主要的環境威脅是生成甲烷,它是一種溫室氣體。如果生物法處理廢棄物實現最大化,就可大大地避免溫室氣體排放,估算到2020年可相當于1000萬噸二氧化碳當量。分析指出,歐盟運輸業2020年可再生能源目標約1/3將可望通過使用來自生物廢棄物的生物氣體來得以滿足。
英國生物質生產商和出口商公司非洲可再生能源公司(AfriRen)于2010年12月宣布,進軍非洲大陸開發生物質能,該公司與非洲領先的農業集團SIFCA旗下的GRE公司簽訂長期生物質供應合同,GRE公司擁有2.1萬人,營業收入為6億歐元。AfriRen公司與合作伙伴將初期投資1600萬美元,為歐洲生物質購買商創建一個平臺。歐洲目前進口的幾乎所有生物質都來自于美洲,AfriRen公司將采用最新的技術在非洲開發可再生能源項目。AfriRen公司旨在成為非洲最大的生物質生產商,預計僅從其在加納的作業,自2011年起每年就可出口12萬噸木屑,木屑符合歐洲生物質規格和可持續性標準。這是AfriRen公司第一個項目,該公司已與SIFCA旗下的加納橡膠Estates公司簽約8年合同,從他們在Takoradi附近的橡膠樹種植區出口木屑生物質。
丹麥正準備在全國前5大城市,逐步減少并淘汰燃煤發電站,要求發電站進行技術改造,使用生物燃料替代煤和燃油,作為城市生產和生活的主要能源來源。
巴西所有汽油中都強制加入了25%的乙醇,2010年起所有普通柴油中生物柴油的比例也達到5%,提前三年進入B5時代。憑借生物能源這張王牌,巴西政府表示有信心實現到2020年減排36%的目標。
印度于2004年開始了石油和農業領域的“無聲革命”,制訂了2011年全國運輸燃料中必須添加10%乙醇的法令。
中國生物質能具有突出優勢
我國擁有豐富的生物質能資源,據測算,我國理論生物質能資源為50億噸左右標準煤,是目前中國總能耗的4倍左右。在可收集的條件下,中國目前可利用的生物質能資源主要是傳統生物質,包括農作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾、工業有機廢渣與廢水等。據1998-2003年的統計數據估算(《中國統計摘要》、《中國農村能源年鑒(1998)-1999版)》,我國的可開發生物質資源總量為7億噸左右(農作物秸稈約3.5億噸,占50%上),折合成標煤約為3.5億噸,全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳,相當于2007年全國二氧化碳排放量的1/8。由此可見,生物質能作為唯一可存儲的可再生能源,具有分布廣、儲量大的特點,且為碳中性,加強對生物質能源的開發利用,有助于節能減排,是實現低碳經濟的重要途徑。
國家林業局植樹造林司表示,國家正在組織編制《全國林業生物質能源發展規劃(2011-2020年)》,規劃提出到2020年,我國能源林面積將達到2000萬公頃;每年轉化的林業生物質能可替代2025萬噸標煤的石化能源,占可再生能源的比例達到3%。我國現有森林面積1.95億公頃,林業生物質總量超過180億噸,其中可作為生物質能源資源的有三類:一是木質燃料資源,包括薪炭林、灌木林和林業“三剩物”等,總量約3億噸/年;二是木本油料資源,我國種子含油率超過40%以上的植物有154種,麻瘋樹、油桐、黃連木、文冠果、油茶等樹種面積約420萬公頃,果實產量約559萬噸;三是木本淀粉類資源,我國櫟類果實橡子產量約2000萬噸,可生產燃料乙醇近500萬噸。
今后我國將積極促進出臺優惠政策,鼓勵群眾和社會各界投資發展能源林。同時鼓勵林業生物質能源企業,建立一定規模的原料基地。將企業的原料林基地作為原料供應的基本保障,原料林基地供應的原料應占到企業年生產需求的50%。
我國還將與法國開發署合作開展“中法生物柴油合作項目”建設。積極推廣試點示范企業建設經驗,樹立典型樣板,大力發展林業生物質能源。
我國發展林業生物質能源目前還處于起初階段,發展規模還較小,建設進度慢,在資金投入、鼓勵政策措施、生產技術上需要完善。目前,我國共批準生物質發電項目100個左右,建成30多個,年總發電量40萬千瓦;而目前美國每年生產成型燃料60萬噸左右,日本26萬噸左右。我國還沒有生產出以林業油料作物為原料的生物柴油;美國和歐盟國家生物柴油年產量超過100萬噸和250萬噸。
新型原料的培育、產品的綜合利用、高效低成本的轉化技術將成為我國“十二五”時期生物質能技術三大發展趨勢。生物質能技術發展的總趨勢,一是原料供應從以傳統廢棄物為主向新型資源選育和規;嘤l展,二是高效、低成本轉化技術與生物燃料產品高值利用始終是未來技術發展核心,三是生物質全鏈條綜合利用是實現綠色、高效利用的有效方式。“十二五”時期生物質能科技重點任務包括:微藻、油脂類、淀粉類、糖類、纖維類等能源植物等新型生物質資源的選育與種植,生物燃氣高值化制備及綜合利用,農業廢棄物制備車用生物燃氣示范,生物質液體燃料高效制備與生物煉制,規模化生物質熱轉化生產液體燃料及多聯產技術,纖維素基液體燃料高效制備,生物柴油產業化關鍵技術研究,萬噸級的成型燃料生產工藝及國產化裝備,生物基材料及化學品的制備煉制技術等。
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