發布時間:2024-01-23 14:53:22
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生物質能源分析,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:F426.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0200-01
林業生物質能源把太陽能轉化為化學能后固定和貯藏在林業生物質體內的能量。它是太陽能的一種表現形式,是一種可再生能源。目前,林業生物質能源可分為傳統的薪炭材、固體成型燃料、液體燃料(燃料乙醇、生物柴油等)、氣體燃料(沼氣、氫氣和生物質可燃氣)、生物質發電、生物質供熱、供氣及熱電聯產。由于林業生物質能源具有可再生性、可儲存性、可替代性,分布廣泛、資源豐富,二氧化碳及有害氣體排放較少、環境友好等優點,林業生物質能源產業發展潛力巨大。但是,由于認識不足、政策支持力度不夠、技術不夠成熟、成本較高、資源供應不穩定等原因,林業生物質能源產業發展比較緩慢。如何促進林業生物質能源產業可持續發展,是擺在政府、企業和科技工作者面前的一項重要課題。經過認真思考和研宄,推進林業生物質能源產業可持續發展應采取如下對策和措施。
一、生物質能源發展的背景
石油價格飆升,并且需求不斷增加,導致成本在增加紐約商品期貨交易所石油期貨價格從2002年20多美元一桶已經上升到最近的100美元一桶,達到了歷史的最高限,嚴重抑制了世界經濟的發展。并且,全球化石能源的枯竭是不可避免的,全球石油探明儲量可供生產40多年,天然氣和煤炭則分別可以供應65年和155年。世界已經面臨著前所未有的能源短缺。因此,很多國家將能源的發展方向投向了生物質能源等可再生能源,如歐盟、美國、加拿大國家都制定了自己的生物質能源發展計劃。這里要提到巴西,其從甘蔗中提取的生物柴油不僅滿足國內相應的需要,還計劃出口到其他國家。
石油消費增加迅速,社會和企業成本加大隨著中國經濟的發展,中國已經開始步入”輪子上的國家”時代,即進入汽車大規模走進百姓家的時代,而汽車的急劇增加導致石油消費的增加;同時,中國已經成為”世界工廠”,生產了世界上主要的工
I和生活用品,使用了大量的化石產品,從而直接導致進口石油在增加,目前中國已經成為僅次于美國的世界第二大石油進口國。據國家海關總署統計,2007年進口原油達到了1.63億t,進口成品油3380萬t,石油依存度接近50%。而國際油價的上漲增加了中國企業的成本,從而影響了中國經濟的發展。此外,過于依賴石油進口對于我國的能源安全造成了一定的威脅。
二、我國林業生物質能源發展的現狀分析
目前,我國林業生物質能源資源主要包括林業剩余物和油料植物。林業生物質能源有著巨大的優勢和潛力。據估測,我國林業剩余物資源量約2億t標準煤,相當于目前我國化石能源消耗量的1/10。而小桐子(麻瘋樹)、油菜籽、蓖麻、漆樹、黃連木和甜高粱等油料植物和能源作物潛在種植面積可滿足年產5000萬t生物液體燃料的原料需求。
到目前為止,中國很多省份已經建立了生物質能源林。林業生物質能源的轉化技術很多,主要包括:第一,熱化學轉換法。這是用于獲得木炭、焦油加工的方法不同,分為高溫干餾、熱解、生物質液化等方法。第二,生物化學轉換法。主要林業廢棄物在微生物的發酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產品。第三,利用油料植物(白皮樹、小桐子、文冠果和黃牛木等)所產生的生物柴油;第四,利用林業廢棄物發電、發熱。
三、我國林業生物質能源發展中存在的問題
雖然我國在生物質能源開發方面取得了重大成績,但還存在許多問題,主要表現在:
第一,政府沒有對生物質能源的戰略地位予以足夠重視,開發生物質能源是一項系統工程,應視作實現可持續發展的基本建設工程;
第二,相關扶持生物質能源發展的政策尚缺乏可操作性,各級政府應盡快制定出相關政策,如價格補貼和發電上網等特殊優惠政策;
第三,在現行能源價格條件下,生物質能源產品缺乏市場競爭能力,投資回報率低挫傷了投資者的投資積極性,而銷售價格高又挫傷了消費者的積極性;
第四,新技術開發不力,利用技術單一。我國早期的生物質利用主要集中在沼氣利用上,近年逐漸重視熱解汽化技術的開發應用,也取得了一定突破,但其他技術開展卻非常緩慢,如生產酒精、熱解液化、直接燃燒的工業技術和速生林的培育等,都沒有突破性的進展;
第五,由于資源分散,收集手段落后,我國的生物質能利用工程的規模很小;為降低投資,大多數工程采用簡單工藝和簡陋設備,設備利用率低,轉換效率低,成本高,難以形成規模效益,不發揮其應有的、重大的能源作用。
四、 我國林業生物質能源資源分布及利用的對策
(一)盡快制訂與生物質能源利用相關的法律、法規
雖然目前我國已經制定了《再生能源利用法》,但是對于生物質能源,特別是林業生物質能源的實施細則還沒有出臺,很多的細節沒有進行突出和制定,導致林業生物質能源在實際發展的操作性上法律依據不足。所以,筆者認為應制訂《再生能源利用法》的實施細則,甚至出臺〈性物質能源利用法》,從法律上對林業生物質能源產業進行引導和規范,從而使林業生物質能源利用走向一個合理和良性發展的軌道,這是生物質能源產業得以發展壯大的一個根本的保證。
(二)政府應大力引導和扶持林業生物質能源產業的發展
成立專門的領導組織機構現在雖然國家,林業局已經設立了林業生物質能源領導辦公室,但是還遠遠不夠。應該像巴西那樣,成立了一個由政府主導的多部門協作的”生物柴油委員會的類似機構,來協調和領導我國的生物質能源的發展,制訂長期發展規劃國家相關部門需要制訂一個用于指導全國林業生物質能源發展方向的長期規劃。同時,還要對全國相關的林業用地進行資源評估,對適宜種植的地區進行扶持,并且保證種植的原料林對當地生態無害。
政府通過行政手段來引導和扶持林業生物質能源產業的發展相關政策的制定。雖然國家發改委和科技部制定的《中國節能技術政策大綱》提到”開發以小桐子、油桐、黃連木、棉耔等油料植物(作物)為原料的生物柴油技術”及”選育培養適合荒山荒灘、沙地、鹽堿地種植的穩產高產、對生態環境安全無害的非糧食能源作物等措施,但還遠遠不夠,需要制訂相應的一系列旨在促進林業生物質能源產業的發展的政策。財政支持。
(三)大力發展能源植物的種植技術和相應的提煉技術和轉化技術
任何一個產業的發展都離不開科技的支撐,林業生物質能源也不例外。發展林業生物質能源產業需要從以下幾個方面做好工作。
建立優良品種選育和能源林工作在國家統一規劃和指導下,各地根據實際情況建設和發展能源林,以滿足工業化生產的需要。同時,各地要建立優良品種選育機制和種子園建設,積極培養優良品種,為能源林建設提供所需要的林木種苗,提高能源林建設的質量和水平。
發展相關的提煉技術和轉化技術林業生物質能源產業發展的關鍵就是發展合適的提煉技術和轉化技術。其目的是要提高林業生物質原料轉化為能源的水平,即提高利用效率。發展轉化技術目的就是要將林業生物質能成功地轉化為需要的汽油、柴油、能等的,而且這種轉化技術不僅在技術上是可行的,而且要在經濟上也是可行的。
五、結論
國外生物質能開發利用比較早,技術水平比較先進,并且已經取得成功的商業化經驗。因此,要加強林業生物質能源開發利用的國際合作,充分利用林業生物質能源的”兩個市場、兩種資源”,有目的、有選擇地引進先進的技術工藝和主要設備,在高起點上發展我國林業生物質能源技術。通過多途徑、多形式的國際合作,引進國外先進技術和資金,拓展國際市場,增強我國林業生物質能源企業的國際競爭力,以便促進我國林業生物質能源產業的快速、鍵康和可持續發展。
參考文獻
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關鍵詞:生物質能;資源總量;新疆
中圖分類號:F127文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)13-0109-02
在經濟社會飛速發展的進程中,消耗了大量的化石能源,不僅造成了化石能源的日趨枯竭,而且也帶來了生態環境的破壞,這些都越來越成為影響人類社會發展的重要問題,受到了發達國家以及發展中國家的普遍關注。因此,只有從根本上改變人類社會這種持續了數百年的能源供給及消費模式,大規模地開發利用包括生物質能在內的取之不盡、用之不竭、清潔環保的可再生能源,才能真正使人類實現經濟社會的可持續發展。從本質意義上說,包括生物質能在內的可再生能源是人類社會發展的長久保障和不竭動力。
作為可再生能源,生物質能是指所有可以作為能源使用的源于植物的物質。而植物的成長通過光合作用,綠色植物的葉綠素吸收陽光與植物吸收的CO2和水合成碳水化合物,把太陽能轉變成生物質的化學能固定下來。因此,生物質能來源于太陽能,是太陽能的有機儲存 [1]。生物質能資源主要包括農作物秸稈和水生植物可作為燃料使用的部分,合理采伐的薪柴、原木采伐和木材加工的剩余物,能源植物,人畜糞便,農副產品加工后的有機廢棄物,有機的廢水、廢渣,城鎮有機垃圾等。生物質能的開發利用主要有三個方面:一是直接燃燒供熱,二是供氣或發電,三是生產液體燃料。
新疆是能源供應大區,擁有豐富的煤炭、石油、天然氣等化石能源,但是作為不可再生的化石能源,其枯竭是不可避免的事實。同時作為傳統的農牧大區,生態環境十分脆弱。在這種情況下,生物質能的開發利用,對于維護新疆能源安全、優化能源結構、促進農村和農業發展、改善農村環境、實現經濟社會的可持續發展具有重要意義。
一、新疆生物質能資源總量的估算
新疆地域廣大,生物質能資源豐富,為對其進行合理的估算,本文把新疆生物質能資源分為四類:一是農作物資源;二是薪柴資源;三是人畜糞便資源;四是城市生活垃圾資源。
1.農作物資源。農作物資源以農作物秸稈為主,農作物資源量是以農作物產品的產量進行推算的,首先宏觀的確定產品與秸稈的質量比值。如產出1KG玉米,估計就有2KG玉米秸稈,其谷草比(產率)為2。農作物秸稈資源量的估算公式
式中,Sn為秸稈資源量;i=1,2,3,…,n為資源品種編號;Si為第i種作物產量;di表示第i種農作物谷草比(產率)。
新疆農作物主要包括水稻、小麥、玉米、大麥、豆類、薯類、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿等。新疆2007年水稻、小麥、玉米、大麥、豆類、薯類、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿的產量分別為62.52萬噸、359.22萬噸、396萬噸、24.26萬噸、20.69萬噸、101.36萬噸、290萬噸、40.3萬噸、586.93萬噸、1 173.99萬噸、338.67萬噸、205.47萬噸,根據新疆2007年農作物產品產量利用農作物秸稈資源量估算公式估算,新疆農作物秸稈資源量估算值為4 073.558萬噸,折合2 154.912萬噸標準煤。
2.薪柴資源。新疆薪柴資源豐富,薪柴資源量可以通過下述三類估算方法進行估算:1)森林采伐木和木材加工的剩余物,可用作燃料量按原木產量的1/3估算。2)薪炭林、用材林、防護林、經濟林、疏林的收取或育林剪枝,按林地面積統計產柴量。3)四旁林(田旁、路旁、村旁、河旁的林木)的剪枝,按樹木株樹統計產柴量。假設有一片較大的地域范圍,里面有幾個區域,2)和3)中各種林木在不同的區域里擁有不同的情況,統計這片地域范圍的薪柴資源量,可用下式估算:
式中,Sx為統計地域范圍的薪柴資源量;i為統計地域范圍的區域數,i=1,2,3,…,n;j為第i區域內的林地種類,j=1,2,3,…,m;Fij為第i區第j種林地的面積;Yij為第i區第j種林地的產柴率;Qij為第i區第j種林地的可取薪柴面積系數(取柴系數);Tij為第i區第j種四旁林的株樹;Xij為第i區第j種四旁林的產柴率;Yij為第i區第j種四旁林的取柴系數;W為統計地域范圍內年原木產量;1/3為原木加工產生的剩余物比例。
2007年,新疆薪炭林面積為1 256公頃、用材林面積為3 300公頃、防護林面積為60 704公頃、經濟林面積為51 958公頃、四旁林為2 937.07萬株。根據薪柴資源估算公式的估算值為21 355.22萬噸,折合12 193.83萬噸標準煤。
3.人畜糞便資源
人畜糞便資源量,是以人口數,禽畜存欄數,年平均排泄量為基礎進行估算,在計算兒童、幼畜的糞便資源量時,要乘以成幼系數。統計公式如下
式中,C為人畜糞便資源量;i為資源的來源類別,i=1,2,3,…,n;Pi為第i類成人或成畜的數量;Ai為第i類每個成人或成畜的年糞便排泄量;Ri為第i類兒童或幼畜數量;Bi為第i類兒童或幼畜的成幼系數。
新疆2007年人口總數為2 095.19萬,牛、馬、驢、豬、山羊、綿羊2007年底存欄數分別為486.98萬頭、86.09萬頭、113.92萬頭、237.9萬頭、608.1萬頭、3 475.34萬頭。根據人畜糞便資源量估算公式的估算值為1 081.864萬噸,約折合540.932萬噸標準煤。
4.城市生活垃圾
城市生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商業和服務業垃圾、少量建筑垃圾等廢棄物所構成的混合物。其成分和產量受很多因素的影響,如城市人口、居民收入、燃料結構、飲食習慣、城市建設以及季節變化等的影響。根據新疆2008年統計年鑒統計數據估算,新疆2007年生活垃圾清運量為340.19萬噸,約折合39.46204萬噸標準煤。
根據對新疆農作物資源、薪柴資源、人畜糞便資源和城市生活垃圾的估算,新疆生物質能資源總量26 850.832萬噸,折合標準煤14 929.14萬噸。
二、新疆生物質能資源分布特征分析
由于新疆地域廣大,各地區自然條件各異,因此,農作物的作物品種、種植面積大小不同,資源量各異。林業發展程度不同,薪碳資源量不同,林木種類、面積差異較大。人畜糞便資源的分布將隨著人口集中度及畜牧業發展的不同而不同。生活垃圾資源量主要集中在中心城市。
本文利用新疆2008年統計年鑒數據,對新疆2007年各主要地區的生物質能資源量進行估算。估算結果為:喀什地區、昌吉回族自治州、阿克蘇地區、伊犁哈薩克族自治州的農作物資源比較豐富,分別為737.8012萬噸、426.6608萬噸、342.0262萬噸、341.8427萬噸。喀什地區、克孜勒蘇自治州、和田地區、伊犁哈薩克族自治州的薪柴資源較為豐富,分別為7 771.191萬噸、2 806.759萬噸、2 328.804萬噸、2 097.703萬噸。伊犁哈薩克族自治州、喀什地區、阿克蘇地區人畜糞便資源較為豐富,分別為357.5358萬噸、185.2862萬噸、119.6185萬噸。烏魯木齊市、伊犁哈薩克族自治州、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地區的城市生活垃圾資源較為豐富,分別為141.6萬噸、48.19萬噸、27.3萬噸、18.25萬噸。
同時,各地區生物質能的分布密度也存在較大差異:克孜勒蘇自治州、吐魯番地區、喀什地區的人均生物質能分布密度較大,說明上述三個地區的人均生物質能資源占有量較大,生物質能資源開發利用潛力巨大。喀什地區、克孜勒蘇自治州、吐魯番地區、昌吉回族自治州生物質能資源分布密度較大,每平方公里資源量較大,具有便利的資源獲得性。可以對上述地區的具有區域優勢的生物質能資源進行集中開發利用。
三、對生物質能資源的開發利用
人類對生物質能的利用已有悠久的歷史,但是,長期以來以傳統的直接燃燒方式利用它的熱量,直到20世紀,特別是近一二十年,當人們對節約能源與環境保護的意識有了普遍提高,對地球固有的化石燃料日趨減少有一種危機感,在可再生能源方面尋求能源持續供給的今天,生物質能利用新技術的研究與應用才有了快速的發展。根據新疆生物質能的資源總量及分布特征,對生物質能的開發利用應該因地制宜。
1.針對新疆廣大的農牧區,應該主要采用直接燃燒技術及生化轉化技術。通過改進爐灶燃燒技術、鍋爐燃燒技術和壓縮成型技術,不僅可以提高生物質能的利用效率,而且可以降低污染、保護環境。發展小型戶用沼氣技術,不僅可以提高農牧區生活用能的能源品位,而且也符合循環經濟的理論。
2.針對新疆城鎮地區,如烏魯木齊市、伊寧市等城市生活垃圾清運量較大的城鎮,應該進一步提高城市生活垃圾等有機廢棄物的高效厭氧處理及發電技術的產業化應用程度,以及大型生物質氣化發電技術及發展熱電聯產技術。
3.針對農作物秸稈集中地區,如喀什地區、昌吉回族自治州應該集中利用農作物秸稈氣化集中供氣技術、秸稈直接燃燒發電技術及秸稈制取液體燃料乙醇技術,在薪柴資源集中地區,應該大力發展薪柴燃燒發電技術,集中供電,調整生活用能結構。通過秸稈直接燃燒發電技術、秸稈氣化技術和秸稈制取液體燃料技術,不僅利用規模大、利用效率高,還可以變廢為寶,保護環境,緩解日益進展的能源危機。
4.針對能源植物種植面積大并集中的地區,應該大力發展能源植物制造乙醇、纖維素制造乙醇、生物柴油及間接液化技術(天然氣、柴油等),并做好產業化示范、應用及工程示范等。
參考文獻:
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關鍵詞:電能計量裝置;綜合誤差;原因;安裝;措施
前言
社會快速發展過程中對電能計量裝置計量的準確性提出了更高的要求,在實際工作中,電能計量裝置的質量和配置、安裝技術都會對其計量準確性帶來一定的影響,因此為了有效的對電能計量裝置綜合誤差的控制,則需要嚴格對安裝技術進行控制,采取有效措施來降低誤差的產生,提高計量的有效性和準確性。
1 電能計量裝置綜合誤差的主要原因
1.1 電能表的主要誤差
電能表內部的元件具有較高的敏感性,由于制造時受制于精度的限制,這也使其制造過程中避免不了會存在一定誤差,因此電能表自身存在的誤差會對電能計量的準確性帶來一定的影響。這其中由于兩個方面的原因而造成計量偏差的現象較為顯著,其一即是沒有選擇適宜精度的電能表,其二即是電能表接線方式不正確,從而導致電能計量誤差產生。
1.2 互感器出現的合成誤差
電網運行過程中電壓和電流會出壓變和注變的現象。同時電壓互感器和電流互感器以電磁感應作為其基本原理,因此運行過程中一旦發生磁滯效應,必然會對其中的鐵和銅帶來一定的損壞。因此在實際運行過程中,電流和電壓互感器的電流會出現放大或是縮小的現象,從而導致合成誤差產生。
1.3 二次回路在壓降過程中出現的誤差
在對電能計量過程中,需要電能計量裝置二次回路的連接來測定電能消耗。但在具體運行過程中,一旦電壓供給缺乏穩定性,一次回路高壓會導致電流和電壓波動,使電路之間受到不同程度的擾動,這種情況下,二次回路會產生壓降波動,這必然會對電流互感器和電能計量元件的正常性能帶來不利影響,從而影響電能計量裝置計量的準確性,導致計量誤差產生。
2 嚴格電能計量裝置安裝來避免誤差的發生
2.1 安裝時應具備的條件
在具體進行安裝操作之前,需要做好安裝現場的清潔工作,當安裝環境中有熱源存在時,需要使熱源與電能計量裝置之間保持一定的距離,避免熱源影響電能計量裝置的正常性能。同時安裝環境中空氣要保持干燥,而且空氣中不能存在腐蝕性氣體,電能表裝置位置需要與地面之間保持一定的距離,做到垂直安裝。同時在安裝電能表時,需要將接線盒安裝在電能表和電流互感器中間的連接線處,這樣為后續的維修和保養帶來許多的便利。
2.2 接線的方法
在接線時要區分極性,對于所有地線連接時都要做好接地處理,避免雷擊天氣對電能計量裝置造成損壞。連接電流互感器和電能表之間的線時,不能使用單線或是雙線進行連接,對于連接時應用兩個電流互感器時,則需要用四線來進行連接。
2.3 安裝的基本步驟
對用戶的電能量級的大小進行了解,針對實際需求來對其級別進行準確確定,選擇合理的導線截面積,從而為電能計量裝置運行時的安全性和可靠性起到有效的保障作用。在具體安裝過程中要區分開相線和中線,并對互感器的極性進行了解。根據具體的連接順序進行連接,接線完成后需要用電筆進行檢測,確保連接無誤。同時還要檢查電能表裝置電氣螺絲的緊固狀況,并以施工圖為依據來進行詳細的檢查。
3 降低電能計量裝置綜合誤差的措施
電能計量裝置綜合誤差的產生,其因素具有多樣性,主要由計量裝置自身誤差、電流互感器和電壓互感器合面誤差、二次回路壓降誤差等幾個方面共同組成,因此需要針對綜合誤差產生的原因來采取針對性措施進行控制,提高電能計量的準確性。
3.1 減小電能計量裝置的誤差
正確選擇電能表對于電能計量的準確性具有非常重要的意義。因此在實際工作中,以高精度、低損耗穩定性強的多功能電能表作為最佳選擇,確保電流互感器變流比的合理性。部分用電用戶在用電過程中呈現出較強的季節性特點,這種情況下宜采用多變流互感器,采用科學的計量方式,這樣可以有效的提高計量的準確性,實現對計量誤差的有效控制。
3.2 減小互感器的合成誤差
為了能夠有效的減少電壓和電流互感器合成誤差,需要對電壓傳感器和電流傳感器進行合理組配,從而達到降低合成誤差的目的。在具體組配過程中,需要配用比差較小的電流和電壓傳感器,同時大小一樣,角差符號相同,大小相等。這樣可以忽略互感器的合成誤差。當互感器與電能表達到較好的匹配性后,需要檢查電能表測量的準確性,并及時進行調整,確保互感器誤差在電能表誤差允許范圍內,盡可能的減小互感器的合成誤差。
3.3 減小二次回路在壓降過程中出現的誤差
對于二次回路,需要選擇適宜的導線截面,在保證導線能夠滿足一定負載要求的基礎上,確定好電纜的截面面積,同時還要在滿足電壓降解規定要求下盡量縮短二次導線的長度。由于二次電流連接時中間部分不存在接頭,因此要保證導線轉運部位的長度滿足相關的要求。提前測量電流互感器和電壓互感器的二次負荷,當負荷大于35kV的情況下,要使用電壓互感器二次回路,不需要安裝隔離開關,但要安裝熔斷器。當計量處于35kV以下時,則需要將專用的二次回路設置在電流和電壓回路上,同時還要與測量回路進行分離,監測計量電壓,以此來避免熔斷器熔斷現象的發生。
3.4 對電流互感器變比進行合理的選擇
對于所選擇的電流互感器,需要電流變比的合量性,即在正常電流負荷狀況下電流互感器額定電流要保持在60%左右,這樣用戶在用電過程中則能夠更好的與負荷的變化進行適應,有利于提升電能計量裝置計量的準確性。
3.5 運用電壓誤差補償裝置
對于電壓互感器二次回路負荷變化較小的情況,可以應用電壓誤差補償裝置來降低誤差的產生,利用該裝置能夠有效的補償二次導線存在的比差和角差,從而提高計量的準確性。
4 結束語
在電力系統運行過程中,電能計量裝置作為供用電雙方交易的重要計量工具,需要以精準的計量來維護好供用電雙方的合法權益。但在實際運行過程中,電能計量裝置避免不了會出現綜合誤差,導致計量出現一定的偏差。造成計量裝置計量綜合誤差的因素具有多樣性的特點,因此需要供電管理人員在實際工作中進行認真分析,及時找出導致計量誤差的原因,并采取有效的方法和措施來對綜合誤差進行控制,盡可能的減少誤差的發生,提高計量裝置計量的準確性。同時供電管理人員還要不斷的提升自身的專業技能,在實際工作中積累豐富的經驗,從而最大限度的降低電能計量裝置綜合誤差,有效的實現對供用電雙方合法權益的維護。
參考文獻
關鍵詞:林木生物質能源;農村;開發;利用;推廣
中圖分類號:F124.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)15-0215-03
隨著科學技術飛速發展,生產力大大提高,能源需求量飛速增長,而與之同時出現的則是環境污染日趨嚴重、全球性的氣候變化以及能源資源的持續短缺問題。因此,開發、利用、推廣新型綠色能源成為了各國政府、企業正在積極推進的工作。而林木生物質能源是以木本草本為主的生物質采用直接燃燒熱化學轉化生物轉化液化等方法,將存儲在林木生物質中的化學能加以開發并重點發展氣化、發電、供熱燃料乙醇生物柴油的技術 [1]。據統計,地球每年經光合作用產生的物質有1 730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10~20倍,而森林每年所貯藏的生物質能源占全部生物質能源總量的2/3,但目前的利用率不到3%[2]。
總書記在十報告中明確指出推動能源生產和消費革命,支持節能低碳產業和新能源、可再生能源發展,確保國家能源安全[3]。同時,在國家出臺的十二五規劃綱要中也要求大力發展沼氣作物秸稈及林業廢棄物利用等生物質能,有效開發利用這一資源,使其能大量替代煤油電氣等化石能源,保障能源供應的安全和加強生態農業建設 [4]。在當下全社會大力倡導節能減排的社會背景下,著力發展林木生物質能源產業,不僅有利于治理農林業生產過程中的污染問題,改善農村生態環境,還能夠有效緩解農村能源短缺,降低農戶能源使用費用支出,改善農戶生活品質,促進農村經濟社會的可持續發展。
針對中國農村林木生物質能源開發利用的現狀及發展情況,筆者前往福建省建寧縣進行走訪調研。調查的主要方法包括問卷和訪談,以農戶作為基本調查單元,共調查當地農戶126戶,獲得有效問卷120份,有效率為95.2%。問卷主要涉及家庭基本信息、基本用能情況、用能偏好及政策、對林木生物質能源的知識和態度認知情況四方面,以描述統計的方式對調查結果進行分析,闡述當地農村林木生物質能源發展的情況,并針對所存在的問題,提出相應的對策、建議。
一、建寧縣林木生物質能源開發現狀
建寧縣位于福建省西北部,武夷山脈中段,林業資源豐富,被稱為中國“黃花梨之鄉”、“建蓮之鄉”、“無患子之鄉”。2008年該縣遭受嚴重持續低溫冰凍災害,森林受災200多萬畝后,開始調優樹種結構,經過深入調研、多方考察和專家論證,確認建寧的氣候條件、林地土壤很適宜種植無患子樹種。無患子種子含油率高達40% [5],該樹種是生產生物柴油的良好原料。作為一種再生性能源的木本油料樹種,無患子具有良好生態、經濟價值和利用前景。
建寧縣在引入公司合作開發林木生物質能源時提出了由公司基地種植及“公司+基地+農戶”的經營方式帶動農戶種植,而筆者走訪了建寧縣的多個村鎮,對農戶參與能源林建設情況調查結果顯示,僅一成的農戶參與到了企業運作的能源林建設當中,大多數農戶并未參與。可見,當下的能源林建設仍然是以企業為主導的,農戶很少有機會能夠參與進來。
但是,在關于農戶是否愿意參與到能源林的建設當中的調查中,有64%的農戶愿意參與其中。從農戶回答愿意參與林木生物質能源林建設的原因看,政府補貼、村干部廣泛宣傳和與企業簽訂協議保障產品銷路是最重要的三個原因。如果沒有政府組織協調、企業負責相關收購與合作,僅依靠農戶的自發組織、需求,生物質能源林建設就難以開展,整個產業也將無法擺脫原料生產成本過高和原料有效供應不足的制約。這部分愿意參與能源林種植的農戶,希望在種植的過程中,更多的得到來自政府的資金補貼以及相應的優惠政策。
在受訪農戶中,不愿意參與林木生物質能源林建設的主要原因包括:生產成本太高;對生物質能源林建設的政策不了解,認為政府扶持力度不大;產品沒有銷路,種植風險太高,沒有在外打工收入高;林地資源少,沒效益等。
從調查結果中還得出結論,林業收入占家庭總收入的比重對農戶參與林木生物質能源林建設意愿有著一定的影響。林業收入占家庭總收入的比例越高,農戶越滿意其目前的林業產業結構,種植習慣就會越難發生改變。特別是在林木生物質能源樹種產品銷路沒有保障、預期效益不明顯時,農戶更加不愿意參與生物質能源林建設[7]。
二、建寧縣林木生物質能源使用狀況
建寧縣在著力發展林木生物質能源產業,但是其縣農戶使用林木生物質能源情況卻不容樂觀。在筆者調查的農戶中沒有一家使用生物質能源,他們仍然使用傳統的煤炭、蜂窩煤、煤氣等作為日常能源。林木生物質能源如果能得到充分利用,在提高能源利用率的同時,還能保護生態環境、減少環境污染。而農村居民堅持使用的傳統用能方式只會不斷引起環境污染、生態破壞和氣候變化等一系列問題。如秸稈的燃燒在造成秸稈養分流失的同時,也會排放大量的有害氣體影響農村居民的健康;薪柴的燃燒不僅是農村室內空氣污染的主要原因之一,同時還會因森林資源的破壞導致水土流失和空氣自凈能力的下降等環境問題;煤炭、薪柴直接燃燒所排放的溫室氣體更是會給氣候環境帶來無法估計的影響[8]。
(一)使用偏好對于能源選擇的影響
通過對建寧縣農村居民能源使用的偏好進行了調查,分別考察了煤炭、蜂窩煤、液化氣、電能和薪柴在農戶選擇能源時的偏好差異,得出下表數據:
從表1數據我們可以看出,經濟性是農戶在選擇能源種類時,首先要考慮的因素,農戶對于煤炭、蜂窩煤、電能、薪柴的使用,都是基于經濟性角度考慮的。除此之外,我們還發現,農戶對于能源環保性考慮僅僅在電能的使用中會優先考慮,在其他能源的選擇中,都次于便利性、安全性等方面的考慮。
當被問道“在同樣價格支出情況下,是否計劃使用更環保的新型林木生物質能源”時,近六成的受訪者選擇愿意更換環保能源。因此,我們知道,農村消費者在能源品種的選擇時,將經濟性置于首要考慮因素,在經濟性能滿足的前提下,還是愿意兼顧環保性的。
能源產品屬于百姓日常生活所需的必需品,需求是剛性的,但是由于農村消費者收入水平較低,其收入對能源產品偏好及接受程度產生差異,這類消費群體對于能源產品的需求價格彈性較大,對產品價格非常敏感。生物質能源在現階段中,其價格下降所導致的內部收益率的下降幅度要遠大于產量的上升而帶來的內部收益率的上升幅度,所以對現今的生物質能源企業來說其很難靠降價來增加市場份額 [9]。在生物質能源價格難以下降的前提下,環境保護概念又不被廣泛接受,在現階段的日常能源選擇中,農戶不會傾向于使用生物質能源。
(二)認知水平對于能源選擇的影響
針對農戶關于林木生物質能源的認知情況,我們進行了兩項調查,通過比較農戶對于各項表述的認知均值與標準差,考察農村地區居民對林木生物質能源相關知識和態度的認知現狀。一項是關于農戶對林木生物質能源基礎知識認知情況調查,內容涉及原料、產品和用途,在該項調查中各項得分均在3分左右,表明農戶對于生物質能源基礎知識的認知情況一般,而各項數據的標準差均大于1,說明在農村消費者中對于林木生物質能源基礎知識的差異較大。在林木生物質能源產品種類一項中得分更是只有2.57,大多數農戶根本不理解林木生物質能源具體包括什么,該問題反映出的問題使得農戶沒有足夠的理由選擇使用林木生物質能源,從而致使林木生物質能源很難在農村地區得到有效推廣。另一項是關于農戶對林木生物質能源態度認知部分的調查,內容包含環保、前景、用能意識、原料取材和產業化等方面,調查數據顯示,農戶在對林木生物質能源的態度調查得分較高,除原料取材外,普遍都在3.5分以上。林木生物質能源的產業化發展得分情況最好,說明農戶對生物質能源的產業化發展保持樂觀,而標準差值也相對較低,表明農戶在趨勢認知方面差異不大。在原料取材方面,數據顯示,農戶對此問題沒有清晰的看法,反映出其對林木生物質能源占用耕地和原料取材方面的相關知識缺乏了解。
綜合上述關于農戶對于林木生物質能源的認知水平調查結果,我們可以看出雖然農村居民對中國發展林木生物質能源的態度比較積極,但明顯暴露出其對相關知識的認知水平比較低。由于農村地區居民因受到教育水平、發達程度等因素的制約,了解林木生物質能源相關知識的渠道和內容都十分有限,僅從電視、廣播、報紙等媒體接觸過零星信息,沒有接受過專門的講解或指導,使得絕大部分農戶缺乏對其知識的了解,并不清楚林木生物質能源的優勢、具體使用方法和購買渠道等,使得林木生物質能源在農村地區的推廣受到了一定的限制。
三、相關建議及對策
建寧縣的情況具有代表性,現在中國生物質能源的開發與利用尚處起步階段,普遍存在著用戶轉換成本過高、原料供給不穩定、自主研發能力弱、配套支持政策不健全等諸多不利因素[10]。因此,無論從政府層面,還是企業層面,都應采取一定的措施,引導農戶認識到生物質能源的經濟效益、生態效益以及社會效益,從而更好開發與利用生物質能源。以下針對前文,提出幾點對策與建議:
(一)激發農戶的積極環境態度
政府部門應當首先通過、傳播當前及未來所面臨的環境問題來觸發農戶的環境感受,引發他們對于環境保護以及開展低碳行為的認同;其次,強調傳統集體主義價值觀,促使農戶在實現個人效用最大化的同時關注社會福利,關注其作為公民個體對社會所應承擔的義務,以此強化農戶的責任意識,積極響應社會期望;然后,通過積極的反饋來增強農戶的自我感知效力,即通過增加農戶對其個體行為實際效果的感知以產生積極態度并使低碳行為方式得以持續。農戶對于環境的態度越積極,具備的環境知識越多,就越有利于激發其采取環境友好,從而更主動地參與到林木生物質能源的開發與利用當中來。
(二)加強宣傳力度以提高相關認知水平
當下林木生物質能源在開發與利用過程中遇到的困難很大程度上是由于農戶對相關內容不知曉,認知存在偏差所造成的。絕大多數農戶對于林木生物質能源的概念模糊且存有偏差,不知道生物質能源的開發利用實現低碳環保生活方式以及其可帶來的對于整個人類社會環境的正面影響。因此,建議各級政府有關部門應積極通過廣播、電視、知識下鄉等信息傳播途徑對農村居民進行能源知識和技能的知識普及,提高農戶對于生物質能源經濟效益、社會效益、生態效益方面的認知水平,從而提高農戶群體的參與度和積極性。
(三)出臺相應補貼優惠政策
當農戶具備了環境知識、積極的環境態度意愿時,仍然未必產生主動的低碳行為,這主要是因為受到感知障礙和主觀規范的影響。調查結果顯示,無論對于能源林的種植還是生物質能源的使用,農戶期待政府能夠提供相應的補貼政策,給予一定的優惠。而對于政府來說,通過實行財政補貼或政府購買的方式內在化由于使用生物質能源帶來的社會收益,農戶只需負擔其個人收益即可。例如,可以給種植能源林的農戶免費贈送相關節能爐具,或者在節能爐具和能源產品上給予一定的政府補貼。在現階段通過這種方式拉平農戶在生物質能源方面與傳統能源的支出,直接增加農村居民的能源使用效益,降低農村居民的能源使用成本,擴大生物質能源用戶數量,培養農戶的使用生物質能源的習慣。
(四)加快相關技術的研發進度
政府、企業、高校、研究機構合力進行生物質能源新技術的研發,全面系統地對生物質能源原料生產、轉化技術、產品市場進行研究和推廣,標準化生物質能源產品的生產環節,建立完善的生物質能源產品市場服務體系,及時推廣新技術、新成果,使之能夠盡早實現更大的生態、經濟和社會效益。
參考文獻:
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關鍵詞 生物質;能源;環境
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)101-0225-01
社會的經濟發展進步離不開能源,能源就像是一臺發動機,推動著社會的經濟發展,提高著廣大人民群眾的生活水平。伴隨全球經濟的迅速發展,人類對能源的需要也在迅速增長,能源危機問題也會越來越嚴重,甚至會影響到人類的正常生活。此外,化石燃料的燃燒還會生成大量的溫室氣體從而造成溫室效應,其他燃燒產物也會漂浮在空氣中發生各種物理化學變化,不僅會對大氣造成污染,還會影響人體健康。所以,不管是從能源的可持續發展還是從保護環境的角度來看,找到合適的能源來代替化石燃料,已經成為全人類需要解決的重大問題。
1 生物質能利用概述
生物質能是人類最早使用的能源,一直以來都被人類用作生活燃料。最早利用生物質能的方式是直接燃燒,這種生物質能利用方式到現在仍被廣泛采用。但是,隨著工業的發展,化石燃料大量投入使用,由于其能量集中,生物能現在已經基本被化石燃料取代。就整個現代化國家來說,生物質能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3%。由于社會、經濟原因,許多發展中國家在能源利用方面存在著對生物質資源的嚴重矛盾:使用過度和供應不足同時存在。
1987年,全世界消耗的的一次能源約有12.5%為生物質能源。以生物質為能量來源,經濟性是很重要的一個原因,另外還有環境保護的原因。生物質能源轉化裝置有的組裝起來很簡單,而且費用低廉,小規模使用效果很好。生物質能源是生長在土壤中的,不需進口,若能對生物質能源規模化利用,那么為規模化利用提供原料的農、林相關產業還會得到很好的發展,也不失為經濟發展的好機遇。從環境保護的角度來講,燃燒生物質能源所產生的污染物較少,更有利于經濟和社會的可持續發展。此外,對生物質資源的商業性開發利用還可以解決固體廢物的處置問題。
2 世界各國(地區)生物質能應用現狀與前景
2.1 國外生物質能應用現狀及前景分析
2.1.1 美國
總體而言,在生物質能的開發利用方面,美國的科技水平處于世界領先的位置。美國比發展中國家更早提出綠色電力的概念,自1979年就應用生物質直燃技術發電,那時候總裝機容量就超過了10000 MW,單機容量達10 MW~25 MW。據有關媒體報道,美國目前有380多家生物質發電廠,主要建設在造紙廠和木材廠周邊,這些工廠大部分地處偏僻,但是能提供近十萬個工作
崗位。
2.1.2 歐洲
歐洲森林資源豐富,大部分歐洲國家的生物質資源開發都是從利用木材為主的,其起步較我國早,而且政府重視程度高,市場化較強,并且有大企業帶動整個產業的發展。生物質能的主要利用使用方式有燃燒供暖、發電和轉化為生物柴油等三種,在這三種中,以供暖最為主要。
芬蘭的生物質資源利用方法主要是建立燃燒站,小規模的燃燒站供熱,大規模的燃燒站則熱電聯產,生物質能源占全國年能源總消耗量的百分之二十。
瑞典主要利用木材開發熱電聯產產業,其工藝技術水平世界領先。最為典型的是瑞典的熱電聯產產業市場化運作能力很強,燃料市場非常活躍。
丹麥在生物質能源的利用上主要采用生物質直燃發電技術,在這方面取得了很大的成績。丹麥的BWE公司在秸稈燃燒發電技術方面率先研究開發出了可行性方案,如今在仍處于世界上秸稈燃燒發電技術的最高水平。
德國在生物質柴油方面不僅技術成熟,而且得到政府扶持,是生物柴油的最大生產國。目前,德國擁有1兆瓦以上的生物質電廠350家,有數十萬家庭使用的供暖器、發電機是以生物質直燃技術為基礎的。到2030年,德國的能量消耗有17.4%來自生物質能。
2.1.3 巴西
巴西是世界上最大的燃料乙醇的生產和消費大國。巴西主要用甘蔗來制造乙醇,巴西每年生產的甘蔗中,有約50%用于燃料乙醇的生產。生產出來的燃料乙醇,有約50%摻入汽油中使用,另外50%則作用于直接替代汽油燃料。巴西不僅是世界上最大的乙醇生產和消費大國,也是世界上最大的乙醇出口國,巴西生產的乙醇有百分之十五用于出口,主要出口市場為美國。
2.1.4 印度
印度很早就開始使用沼氣,早在1897年就有使用沼氣照明的技術存在。印度在l975年開始就啟動了國家沼氣開發計劃,截止到2008年在農村地區建成了沼氣池450多萬座,許多農村家庭沒有通電,此舉為數十萬家庭提供了炊事燃料,同時還解決了照明問題。
2.2 我國生物質能應用現狀及前景分析
生物質能利用技術在我國很早時候就有了,比如利用造紙廠、制糖廠的廢料發電,還有最近幾年開展的垃圾發電技術。但是生物質發電的商業化和規模化應用水平,比起歐美等發達國家還有明顯不足。
中國科學院廣州能源研究所在生物質能源的利用上做過很多研究,他們承擔了“1 MW生物質氣化發電系統”項目的研究開發,是國家“九五”重點科技攻關項目,此項研究的成套裝置己經正式投入商業化運營,產品一度出口到泰國、緬甸等國家。這標志著我國的生物質能氣化發電技術已經成熟,我國具有自主知識產權,其技術水平已達到國際先進水平。世界銀行對我國的生物質能氣化發電技術在中國的推廣速度之快很是驚訝,表現出了極大的興趣。
生物質直接燃燒發電技術是生物質能利用的又一有效技術,通過國家政策扶持,這項技術在我國也得到了較為快速的發展。隨著2006年12月山東投產了第一個秸稈直接燃燒燃發電技術項目,作為秸稈規模化發電示范項目,帶動很很多相關產業。比如秸稈直接燃燒鍋爐、輔機、等相關發電設備的廠家也已經具備了一定的生產能力,并有數家骨干企業帶動整個行業的發展。
總的來說,我國開發生物質資源具有很大的潛力。隨著國際上化石能源的使用面臨很大的危機,我國發電用煤供應緊張,我國也加大了對研究生物質能發電技術的支持力度,比如加大研究投資、加大建設力度等。我國在生物質能源的利用上要借鑒歐美發達國家的經驗,加大對生物質發電技術的研究力度,制定出符合現階段國情的扶持政策,加快我國生物質能源發電技術的規模化、產業化、商業化的發展進程。
參考文獻
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