生物質氣化合成燃料是一種間接液化技術,通過熱化學方法將生物質氣化產(chǎn)生粗燃氣,再經(jīng)燃氣凈化、組分調(diào)變獲得高質量的合成氣,進而增壓后采用催化合成技術合成液體燃料的一整套集成技術。
在日前舉行的“城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟年會暨第三屆生物質燃氣產(chǎn)業(yè)論壇”上,城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長、清華大學教授王偉表示,發(fā)展生物質燃氣產(chǎn)業(yè),可提升我國自主創(chuàng)新能力和國際競爭力,搶占新一輪全球經(jīng)濟和科技發(fā)展的制高點;還可推進產(chǎn)業(yè)結構升級,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展方式轉變,促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。因此,是非常必要的,也具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
據(jù)介紹,城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立于2010年,是科技部批準成立的第一批試點聯(lián)盟。現(xiàn)有成員單位48家,其中高校8家、科研院所4家、事業(yè)單位2家、企業(yè)34家。2012年在科技部舉辦的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟評估中獲得A級聯(lián)盟稱號。
市場擴大但未完全打開
生物質是指大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。城市生物質廢物中潛藏著大量生物質能,其高含水特性又為這類廢物的生物能量轉化提供了有利條件。以城市和工業(yè)生物質廢物為原料生產(chǎn)生物質燃氣,可以實現(xiàn)廢物減量化、改善城市生態(tài)環(huán)境,并可生產(chǎn)生物能源,涵蓋于“節(jié)能環(huán)保”和“新能源”兩個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之中,是一個跨越多個產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
當前,我國生物質燃氣產(chǎn)業(yè)市場正在不斷擴大。北京化工大學教授李秀金說,到2015年,我國已建或在建城市廢物沼氣(含填埋氣)工程1261個,其中混合垃圾13個,可年處理廢物0.06億噸,生產(chǎn)生物質燃氣0.8億立方米;廚余垃圾48個,可年處理廢物0.05億噸,生產(chǎn)生物質燃氣2.8億立方米;市政污泥200個,可年處理廢物0.067億噸,生產(chǎn)生物質燃氣2.76億立方米;填埋場1000個,可年處理廢物1.35億噸,生產(chǎn)生物質燃氣25.9億立方米。
此外,已建或在建工業(yè)廢渣和廢水沼氣工程3590個,其中廢渣290個,可年處理廢物0.25億噸,生產(chǎn)生物質燃氣9億立方米;廢水3500個,可年處理廢水9億噸,生產(chǎn)生物質燃氣45億立方米。已建或在建“生物燃氣”生產(chǎn)能力,城市32.26億立方米、工業(yè)54億立方米、農(nóng)業(yè)75億立方米,總計161.26億立方米,占我國天然氣年生產(chǎn)量的14.9%,占其年消費量的11%。
“我國生物燃氣總產(chǎn)氣潛力達3017億立方米/年,是2012年全國天然氣消費量1471億立方米的2倍多。按開發(fā)利用四分之一計算,可達全國天然氣消費量的50%左右?!崩钚憬鹫f,我國已有大量正在運行的天然氣加氣站,無需再開發(fā)后端市場,而且市場巨大。
從地方來看,廣西自治區(qū)環(huán)境保護廳科技處處長胡永東說,廣西缺油少氣,但如果把廣西生產(chǎn)的甘蔗糖、木薯淀粉所產(chǎn)生的有機污染物,即廢渣來生產(chǎn)燃氣再提純,可達到30億立方米,相當于廣西2014年使用天然氣的5倍。
“不過,問題是我們現(xiàn)在主要還是靠政府投入來解決,政府投入占比30%—40%之間,這個市場還沒有完全打開,還沒有帶動社會資本進入這個市場,來帶動我們經(jīng)濟的發(fā)展?!焙罇|說。
“目前,我國生物燃氣尚未形成真正的產(chǎn)業(yè),正處在‘積極發(fā)展’向‘飛躍發(fā)展’的過渡階段和轉折點。”李秀金說。
多種新技術研發(fā)成功但還不成體系
我國生物質燃氣的技術和中試基地也在不斷進步和增長。王偉說,城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟—中試研發(fā)服務基地是該領域國內(nèi)規(guī)模最大的可以提供中試研發(fā)服務的科技資源共享平臺,基地擁有各類儀器、設備369臺套,先后建設了10條中試生產(chǎn)線。2014年新增生物質化學鏈制氫,車載移動式水熱和微藻培養(yǎng)三條中試生產(chǎn)線。
其中,水熱干化技術解決了污泥脫水難的共性問題,實現(xiàn)了污泥的機械高干度脫水,可以滿足后續(xù)各種處置和利用的需求,污泥減量大于70%;水熱預處理+高濃度厭氧消化技術解決了污泥生物降解性差、轉化效率低的共性問題,實現(xiàn)了污泥高濃度進料,有機物轉化率大于60%等;沼氣/填埋氣變壓吸附提純技術,解決了沼氣/填埋氣品位低,資源利用效率差的共性問題,生物燃氣純度大于97%,甲烷回收率大于95%;生物質廢物絕氧熱解氣化技術,解決了熱解合成氣熱值低,燃氣品味差的共性問題,合成氣熱值大于10000千焦/立方米等。
盡管技術在快速推進,但李秀金認為,我國在生物燃氣技術方面,還不成體系,“知道技術,但不掌握技術,缺乏長期深入研究和核心技術;知道裝備,但造不出同樣質量的裝備,工藝和裝備不配套,制造質量差?!币虼耍麖娬{(diào),我國應注重技術和裝備的創(chuàng)新,使得裝備標準化、系列化、成套化,而不僅是單個技術和單臺設備。
“為快速推進城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在科技部和北京市科委等多方的支持和幫助下,清華大學牽頭成立的城市生物質燃氣產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”。王偉說,聯(lián)盟以“聯(lián)合、孵化、溝通、服務”為宗旨,在引導產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、整合科技創(chuàng)新資源、推動生物質燃氣產(chǎn)業(yè)鏈形成、整合培育產(chǎn)業(yè)骨干隊、服務于政府科學決策等方面發(fā)揮十分重要的作用。
升值空間巨大但補貼還未到位
胡永東對生物燃氣成本做了個計算,即從企業(yè)購買沼氣大約0.6元/立方米,清洗費用1.2元/立方米。目前壓縮氣體出廠為2.5—2.7元/立方米。管道公司收購后管道燃氣為5元/立方米。車用氣為5元/立方米。毛利潤大約2元/立方米。1萬立方米/日的加氣站建設成本3500萬元左右。大約5—7年收回成本。
李秀金說,據(jù)2013年9月統(tǒng)計,那時全國32個城市平均車用天然氣價格已達4.28元/立方米,未來還會大幅提高。因此,高品位的“沼氣”想高品位的“生物天然氣”方向發(fā)展,市場巨大,升值空間也很大。
沼氣是生物燃氣的極為重要的部分。從2003年—2014年,我國已投入上千億元支持沼氣發(fā)展,其中中央投資364億元。
農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護總站處長、中國沼氣學會秘書長李景明說,2015年我國國家沼氣項目轉型升級,投資20億元,優(yōu)先支持生物天然氣為重點的超大型工程。但原料和終端市場不可控。“原料的收儲運體系尚未完善,造成收集、運輸和儲存成本較高;原料價格的交易價格不可控,坐地漲價現(xiàn)象極為普遍,導致不少企業(yè)虧損倒閉;部分地區(qū)的業(yè)主對有機廢棄物的收益不感興趣,依然隨地焚燒和排放。沼氣生產(chǎn)和運行的成本還比較高,許多用戶還難以接受;沼氣工程提供的燃氣的穩(wěn)定性和適用性尚有待進一步提高,用戶持觀望態(tài)度;財政補貼政策既不明確也不持久,使企業(yè)和投資者看不到贏利點?!?
因此,業(yè)內(nèi)相關人士建議,應以終端市場為突破口,用價格杠桿和普惠制度形式推動沼氣行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展;制定標準,建立沼氣工程遠程在線管理信息平臺;建立工程運行和企業(yè)信譽評價機制;政府不應用政府行為左右市場,也不應完全撒手不作為,政策應長期有效等。
“從國際上看,德國、瑞典等沼氣發(fā)達國家對沼氣工程的扶持主要體現(xiàn)在后端的商品化利用,如沼氣發(fā)電、燃氣入網(wǎng)、沼氣提純、熱能回收等?!崩钚憬鹫f,目前我國只對農(nóng)村沼氣工程前端的建設有補貼,而對沼氣發(fā)電、沼氣提純、沼肥利用沒有補貼,沒有形成促進沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展盈利或效益拉動機制。
據(jù)介紹,瑞典的生物天然氣價格持續(xù)升高,已與汽油的價格相匹配,即氣價是油價的0.9,并已實現(xiàn)完全的市場化。
“未來的補貼應從前端的建設補貼向后端補貼,即氣價補貼方向發(fā)展?!庇嘘P人士說。
業(yè)內(nèi)相關人士說,還需進行價格改革,形成合理的項目回報機制;進一步開放市場,推動政府采購服務等環(huán)保市場的形成,提高污染治理、資源循環(huán)利用等效率。更多相關行業(yè)信息請查閱由中國報告大廳發(fā)布的生物質行業(yè)市場調(diào)查分析報告。
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本文來源:科技日報
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