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必威 betway必威生物质燃料规范
发布:2024-03-18 04:21:01 浏览:

  文章中提到了生物燃料企业“吃不饱”的问题,与以往政策支持向生产领域倾斜不同,本文提出生物燃料产业链重心向种植和原料生产倾斜,并加大政策支持力度。对生物燃料生产企业来说,这未尝不是个好消息。

  生物燃料通常指生物液体燃料,是重要的交通替代燃料。相对于其他替代燃料,生物燃料具有与现有基础设施兼容性好、能量密度高、清洁低碳、资源可再生且资源基础广阔等优点,而且已具有规模化生产应用的实际经验,可望成为重型卡车、航运和航空等长途交通工具的最经济可行的清洁替代燃料。

  20世纪90年代以来,为保障能源安全、应对气候变化、保护环境、促进农业发展,许多国家制定实施积极战略和政策,推动生物燃料的规模化开发利用。我国在上述各领域也面临着巨大挑战,也亟待制定符合我国国情的战略和政策,促进生物燃料的规模化发展。

  为此,国家发展改革委能源研究所开展了“中国可再生能源规模化发展研究”,通过考察分析国际上生物燃料产业发展趋势和政策实践,评估我国生物燃料的发展潜力和重大挑战,进而探讨我国生物燃料规模化发展的战略任务、总体思路和发展路径,并提出促进我国生物燃料产业发展的政策措施建议。

  20世纪90年代以来,为促进农业经济、改善大气质量、减排温室气体,以美国、欧盟国家和巴西为代表的许多发达国家和发展中国家制定实施了规模空前的生物燃料项目和积极的扶持政策,全面推动了生物燃料产业的蓬勃发展。虽然2008年危机以来受到油价低位运行和市场需求疲软的影响,但各国扶持政策保持延续并继续深化,大型石油企业开始大力介入,技术研发取得积极进展,应用领域扩展到航空领域,推动了生物燃料产业加快升级转型和继续扩大规模。

  目前,以粮糖油为原料的燃料乙醇和生物柴油(通常被称为传统生物燃料,或第一代生物燃料)已进入商业化发展阶段,以农林业有机废弃物、专用非粮能源植物/藻类微生物等生物质为原料的先进生物燃料(或第二代、第三代生物燃料)正在建设一批示范项目,预计在今后10年内逐步实现商业化。2009年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到5760万t和1590万t,绝大部分集中在美国、巴西和欧盟地区。据国际能源机构(IEA)的生物燃料路线年生物燃料可满足全球交通能源需求的27%,可年减排21亿t二氧化碳。

  虽然生物燃料在近年来发展迅速并初步展示了广阔的发展潜力,但也开始引发了众多争议和批评,主要是生物燃料的节能减排效益和发展潜力、以及对粮食安全和生态环境的威胁,反映了生物燃料产业自身及其社会经济含义的复杂性。

  近年来,一些领先国家和国际组织积极推动建立扶持与监管并重的政策体系,促进生物燃料产业健康持续发展。在扶持政策方面,早期主要采取了补贴、减免消费税和燃油税等措施,近年来美国和欧盟许多国家陆续引入了再生燃料标准(RFS)等强制性市场份额政策,并特别规定先进生物燃料的具体发展目标和更高贡献度。在监管政策方面,近年来欧美国家开始规定生物燃料的最低温室气体减排率,调整农业及土地政策,推动建立可持续生产准则和产品认证体系;包括我国在内的部分发展中国家则禁止使用或严禁扩大使用粮食原料,以确保可持续发展。

  由于我国人口保持增长、饮食水平的持续提高,而优良耕地减少、水资源相对短缺,利用传统粮糖油原料发展生物燃料的潜力在我国非常有限。利用非粮原料将是我国发展生物燃料的根本方向。

  我国早在上世纪90年代即开展以甜高粱、小桐子为原料的生物燃料生产技术研究,“十一五”以来,大批企业,包括大型企业,积极投身非粮生物燃料产业研发。目前,我国利用薯类、甜高粱、小桐子等非粮作物/植物生产燃料乙醇和生物柴油的技术已进入示范阶段。木薯和甘薯乙醇技术也可实现商业化应用,广西于2007年建成年产20万t木薯乙醇项目。甜高粱乙醇技术开发取得实质性进展,已开发出高品质杂交种籽,自主开发的发酵工艺和技术达到实用水平,并在黑龙江省建成年产5000t乙醇的示范装置。木质纤维素乙醇在原料预处理、纤维素转化以及酶制剂生产成本等方面均取得实质性进展,在黑龙江、河南等地建成了年产数百吨和数千吨乙醇的示范生产装置。生物柴油产业化示范工作的时机也已基本成熟,但受废油资源收集利用量、油料植物种植基地建设进度的限制,目前只有少数生物柴油企业实现规模化持续生产,也没有正式进入车用成品油的主要流通使用体系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技术)目前仍处于实验室研究和小规模中试阶段。

  目前我国还没有全面深入开展生物质能资源潜力评价。初步估算,利用废糖蜜、食品加工业和饮食业废油、棉籽油等废弃糖油类资源,估计可满足年产80万t燃料乙醇和200万t以上生物柴油的原料需求。可能源化利用的农作物秸秆和林业剩余物年产量目前约2.5亿t,且可望继续增加,在中长期可满足年产3000~5000万t第二代生物燃料的原料需求。另外,还可通过推广良种良法、品种替换、开发劣质边际土地等途径发展能源植物,例如甜高粱、木薯、麻疯树等。相关土地评估显示,我国现有约3200万~7600万hm2边际性土地,但适合能源植物生长的土地资源有待查清。

  “看不到产业化的方向!”青云创投总裁介文治认为,垃圾处理企业发生的一幕再次在北京的生物质燃料企业上演:目前北京的生物质燃料生产只能部分解决地方需求,还无法达到规模化的经营,对人来说,吸引力不大。

  政府补助不够,银行贷款困难,人捂紧腰包,再加上煤价已经难以成为推动消费者为生物质燃料掏腰包的动力,使这个行业的大部分企业日子过的并不好。他们面临的困难还不止如此:原材料收集困难、运输及储存成本过高、加工能耗大,产品发热量低……都不同程度地制约了这个产业发展壮大。具有环保,可再生特点的生物质燃料,其产业化进程注定是一条坎坷之路。

  “近期有人来买生物质锅炉时,我还会劝他们慎重。”1月11日,北京某锅炉公司市场部经理对记者说,“生物质燃料的成本太高了!”

  当煤炭在经历自由落体式价格下冲的同时,与它荣枯与共的生物质燃料也上演了“覆巢之下无完卵”的一幕:虽然近期生物质燃料示范点在北京郊区遍地开花:北京市首个林业生物质能源生产线新年前夕正式进入试生产阶段,大兴长子营镇200个农业大棚已经率先使用了生物质燃料供暖……这些仍然不能改变这个行业市场需求不旺的现实。

  根据记者了解,目前北京市场上的生物质固体燃料主要由秸秆木屑、花生壳等生物质原料通过高温高压而成(有些还添加了部分煤粉),由于生物质本身是清洁能源,所以受到各地政府的大力推广。这些固体燃料中热值比较高的品种在北京的市场价是800-1100元/吨,如老万锅炉,创字牌锅炉等使用的生物质燃料为800-950元/吨;北京郊区取暖使用较为普遍的型煤每块市场价为1.05-1.10元,折合800元/吨;北京盛昌绿能科技有限公司生产的木质颗粒燃料市场售价1000元/吨。显然,在煤价高位下滑的时期,生物质燃料的价格和煤比越来越没有优势:热值不到煤的三分之二,不具备市场竞争力。

  价格居高不下一直是制约生物质燃料推广的瓶颈所在。采访中,北京盛昌绿能科技有限公司董事长傅友红告诉记者,造成这种情况的一个直接原因在于收集成本过高。“目前北京市场基本以秸秆,农作物废弃物、林业废弃物、木屑等为原材料。秸秆的收购价是150元/吨,花生壳可达到200元/吨。”而据记者了解,这种固体燃料生产一般采用高温高压法,挤压设备主电机为15-45千瓦,每吨耗电量平均为150-295度之间,按工业用电0.7元/千瓦时算,每吨用电费用平均为150元,同时,这种生产工艺对设备器件的损耗特别大,这也是一块比较大的费用。难怪北京市节能环保促进会会长王维诚曾经感慨:“新能源的发展对全社会是有益的,但是成本很高!”

  傅友红给记者算了一笔账:以秸杆颗粒燃料为例,如果每吨成本为400元,发热量为3700-4000大卡之间,如果再加进一些花生壳,果皮等助燃物,每吨的燃料燃尽率为98%,比煤的燃尽率要高,“这样可以追回500-1000大卡。如果把燃料效率计算进去,和煤应该是持平的。生物质燃料虽然环保并有较好的社会效益,但价格却不具备优势。”

  “燃料没有价格优势决定了生物质燃料的推广前景并不明朗。”傅友红介绍,他的公司一开始的目标客户定位于农民的炊事用料,可是经过推广发现由于价格过高,农民使用不起。

  新风险中国项目总监叶维佳认为,生物质燃料的推广是否成功,关键在于成本能否降到一定的水平。由于这种燃料热量比较低,做好了热量也仅为标煤的三分之二,因此决定了这种燃料的大规模使用应该从价格上入手:“产业化的方向是降价,理想的价格应该只有煤价的一半,可是目前市场上大多数产品的价格比煤价还高,总体说来,中国清洁能源的价格竞争性不强。”

  生物质燃料对用户来说还有一个“不经济”的因素,那就是对炉具有特殊要求;当前国内的炉具都适合烧煤,并不适合生物质燃料,因此大规模推广生物质燃料,必然要进行一场炉具的改革,给大家配置生物质锅炉。在这点上,叶维佳建议’对此国家应该有投入,最好政府能够制定相关的配套政策,这样就易于推广。目前国内的炉具生产技术还不成熟,好一点的锅炉都是进口国外的。现在生物质炉具的买家几乎全部都是政府!”

  北京市节能环保促进会常务副会长柴晓钟给记者介绍,由于生物质原料都分散在农民手里,收集起来非常困难,再加上生物质原料密度小、体积大,运输和储存成本很高,一般只能在生物质原料相对比较集中的地方就地建厂,很难产生规模效应。此外,在原料收集成本上还有一个潜在的不确定性,那就是建厂后农民有可能大幅度提高原料的出售价格,给企业带来成本的风险。

  “如何获得经济的稳定的,数量可观的原料供应源,这对于生物质燃料企业很关键,而要解决这个问题,可能需要一些创新,包括经营模式的创新和技术的创新。”柴晓钟表示。

  介文治对柴晓钟的观点表示认同,他认为生物质能如果产业化,一定要解决原材料收集的问题,原材料分散而有限,规模就无法做大,这样就使企业无法规模化经营,“最多只能解决地方需求,而无法达到规模化。如果一个企业能够像麦当劳经营一样,在北京各地以同样规模和生产方式产生同样的经济模式,那样就容易滚大了。”

  在介文治看来,只要解决这两个问题中的任何一个,产业化就能迎刃而解了。“目前没有标准化和规模化,对人的吸引力不大;由于这样的企业多为高科技小企业,固定资产有限,也不易获得银行贷款。”

  正由于生物质行业本身在产业化过程中存在这两个比较明显的瓶颈问题,使得很多生物质燃料企业融资难的问题更为突出。傅友红告诉记者,如果资金充裕,他们公司是可以很快实现产业化的。“我们已经具备大规模推广的技术基础,目前最大的困难是资金不足。从开始到现在,都是靠自有的1500万资金滚动发展起来的。2008年公司销售量为800万吨,利润仅130万,这些利润还不包含折旧。今年我们想在延庆、大兴和房山中选择建两个生物质集中供暖示范项目和两个年产1万吨的生物质成型燃料厂,每个燃料厂大约需要600万资金,即使每一个能够获得政府200万元的补助,两个项目共800万的建设资金对我们来说仍是一个不小的压力。仅

  对于当前的生物质燃料市场,北京市节能环保促进会常务副会长柴晓钟有一个很形象的比喻:“这个行业仍处于春秋战国时代。”记者的调查与柴晓钟的比喻如出一辙;目前全北京有生物质燃料相关企业不下100家,也有个人生产,主要卖给老万锅炉,市场上产品种类很多,各种新技术,新专利也层出不穷,共同的瓶颈就是价格居高不下。用北京新日月科技有限公司董事长汤广武的话来说:这是一个群雄并起的时代,逐鹿的方向是谁先降低成本谁就能先产业化。

  后起之秀汤广武坚信自己的公司就是介文治口中“从市场经济的角度看待这个行业”的企业。他的自信来源于独一无二的“汤氏型煤秘笈”;“我们的成型生物质燃料能够解决当前生物质燃料产业化的瓶颈问题。”据调查记者发现,这种燃料具有“两高两低”两大特点:能耗低,成本低,发热量高,单产量高,在原料收集上也能实现规模化,面世不久就好评连连,自然也吸引了不少偷学技者。

  在原材料的收集和使用上,汤广武的公司技高一筹:“我们产品原料主要是由生活污泥或管网污泥,还有餐厨垃圾,再加上部分农业秸秆或林业废弃物(所有的植物类废弃物均可用),与10%的煤混合而成,经权威检测机构检测,部分品种的发热量接近4000大卡,有些产品已经超过4000大卡,完全可以替代普通煤炭用于生活和工业。”

  当然,最让使用者动心的还是他们比同行低得多的价格:以产生相同热量为标准,同类产品的市场价大约在700-1000元/吨之间,而新日月的价格仅仅500元/吨,这还没有扣除使用淤泥政府给予的补贴(230元/吨)!“按5500大卡热量计算,假设煤的价格是550元/吨,我们的产品可以做到200元/吨。”面对煤价骤跌带给同行的不安,新日月还有很大的空间。

  汤广武告诉记者,正是较低的原材料成本和低能耗使他们的产品具有如此大的价格优势:“我们从原材料收集就开始严把成本关。我们的技术对农林废弃物质量要求不高,只要是植物废弃物都可使用,在北京市场一直没有攻克成型技术的棉花杆我们也能用。因此收集成本也相对低廉,15以下水的秸秆往往几十元就能收到一吨。至于枯枝树叶,我们都是自己派人去拉,这个是不花钱的;在生产过程中,由于我们的产品是常温常压,因此电的消耗很低,每吨耗电不超过10度!主电机不超过7.5千万,产量却是高温高压法的10倍!”

  汤广武的自信还来自于他们公司的产品对炉具要求非常低:“由于我们的产品成型可以根据用户要求做成任何形状,因此任何炉具都能使用,非常耐烧,每公斤能燃烧3小时,燃料率基本能达到100%,不产生煤核,二氧化硫微量,二氧化碳零排放。家庭取暖送货上门是500元/吨,热值4500大卡左右的燃料400元/吨:工业锅炉我们的价格可以控制在400元/吨之内。”

  “以一家三口的农村家庭为例,一个冬季取暖使用我们的产品大约3吨左右,价格不会超过2000元,如果再除去从今年开始政府对使用生物质燃料每吨150元的补贴,价格不超过1200元,还能减少二氧化碳和二氧化硫的排放。这可是真正的清洁能源。”

  叶维佳认为汤广武公司的模式为北京生物质能燃料高成本找到了一个聪明的解决办法。“目前北京生物质能对原材料使用苛刻,这也是产量上不去、能耗大的主要原因之一。解决了收集成本问题,这个产业能向前迈进一大步。”而在他看来,北京的资源禀赋决定了这个产业在北京是有广阔发展前景的,他认为新日月的发展模式适合大规模推广“在生物质资源比较集中的几个区县(如通州、大兴、延庆、昌平)可以考虑建中等规模的热电联厂――这种用户不是零散客户,应该是工业用户,欧洲有很多这种成功案例。”

  汤广武的公司又先行了一步:截至记者发稿之前了解到,他的公司将与顺义区相关政府部门联合建一个生物质发电项目和一个年产200万吨燃料的供应基地。“这个项目总500万元,日产燃料300吨。”虽然大规模推广在即,介文治仍然对新日月的发展模式未加评论。在他看来,只有一个企业对整个地区原材料取得、产品和市场都安排好了,能复制若干个成功范本才算成功。

  北京市发改委能源发展处处长高新宇指出,目前北京市生物质固体燃料等技术仍停留在小规模应用阶段,生物质能利用量仅为1.1万吨标煤,占可开发量的1%。北京联合创业有限公司总经理徐冬利就认为 北京生物质资源是能源利用量的10倍,仅林管站砍下的资源就成灾,利用好了这些“放错了地方的资源”又将产生巨大的能量!

  北京盛昌绿能科技有限公司2007年曾经做过的调研数据统计:北京市可利用的生物质能源总量大约为180万吨;北京新日月科技有限公司统计数据则是按两季作物保守估计,北京市可利用的秸秆量为300万吨,以北京市430万亩基本农田计算,两季作物加上杂草每年有100万吨,树叶不低于50万吨;仅北京排水集团每年污泥生产量就为80万吨。对于生物质能源广阔的发展前景,中国工程院曹湘洪院士曾说过:中国未来30年至少可发展约20亿吨的生物质能源,合10亿吨标煤。

  正是看到了北京生物质资源巨大的开发潜力,政府出台了一系列鼓励生物质燃料推广使用的政策和措施。采访中企业提到,政府推出的支持生物质能企业在北京的试点工作对使用生物质燃料的农户提供150元/吨的补助等措施使他们倍受鼓舞。在政府的支持下,众多的生物质能企业进行了产业化解决方案的不懈探索。

  盛昌绿能一开始的目标客户定位于农民的炊事用料,可是经过推广发现由于价格过高农民使用不起后,即改变了推广方向,生产出针对不同使用群体的产品,实行差异化战略。

  “目前我们主要有三系产品木质颗粒主要用于别墅,城区工业锅炉等高端市场,农作物秸秆颗粒主要用于中小企业工业锅炉;块状燃料主要用于民用炊事。”傅友红告诉记者,以他们公司的实践经验来看,建集中供暖示范项目和农业大棚使用今后会是生物质固体燃料的发展方向。“去年我们开始在大兴推广农业大棚生物质燃料供暖项目,这个项目的实施每年可资源化利用废弃秸秆3000吨,减少煤炭消耗2000吨,年减排二氧化碳950吨,二氧化硫23吨,对于改善生态环境意义重大。”

  盛昌绿能的规划还不仅于此,傅友红介绍,如果条件允许,他们还将兴建6座生物质能成型燃料厂。“终端拉动还是要靠消费,北京新城重点镇的建设也给我们带来了更多机会。今后中心城镇集中供暖也将是我们发展的一个主要方向。示范项目加上燃料厂的建设是可大大拉动燃料市场的。只有产业化才能大大降低成本。”

  叶维佳表示,除了居高不下的价格,布局混乱产业链不完善也是制约这个行业产业化的因素之一:“目前北京仍然没有一种清晰的产业化发展模式”。不过他

  认为,盛昌绿能的发展应该算是一种有益的探索,“盛昌绿能在产业链的各个环节:从前期原材料的收集到燃料的生产,包括炉具的改造和生产都有涉及,这个企业近几年一直呈上升发展态势,目前在北京已经设立了5个厂,规模在行业中也是名列前茅。这种实践充分说明了盛昌绿能的发展模式是有牢靠的市场根基的。”同时他也提到,这个行业发展到充分成熟时还会出现一些专注于产业链某一个环节的企业,这样的企业也会有较好发展前景的。“如果这样的企业联合发展,形成一条完整的产业链,力量也会大得多。这个行业的相关行业标准还没有规范,如果企业联合发展,统配合,也会有助于规范和建立行业标准。”

  北京皓天绿能生物质能有限公司正是在这种情况下应运而生的。该公司总经理王勇告诉记者,他们公司所填补的正是“北京市生物质能资源采集没有产业化雏形”。他认为北京市发展生物质能燃料具有得天独厚的优势:较其他城市而言,北京市推出的扶持政策最多也最好,这里也是生物质公司和技术最集中的地方。“能够做好原材料采集产业化一项对我们来说就足够了。”

  虽然介文治认为皓天绿能这样的公司不能解决原材料的规模化问题:“在一个区域内能收集到的废料都是固定的,而一旦废料变得有价值,它的成本就会提高。”但是他也认为皓天绿能这样的公司的出现也是这个行业市场不断细分的结果。“只有专业化才能产业化,联合才能发展――对于生物质能源公司来说,单打独斗的力量是很有限的。”在采访中记者发现,联合发展在企业之间暗流涌动。如目前新日月公司就与联合创业,百利锅炉公司优势联合:“百利锅炉是国内最好的炉具厂家之一,我们和百利就有很好的合作关系,他们采买我们的型煤,我们也使用他们的锅炉;”北京联合创业有限公司总经理徐冬利也告诉记者,他们公司不久前已经开始使用新日月公司的产品做制气原料。“老汤他们公司的产品价格低,质量好,燃烧充分又清洁,如果什么都要自己做,成本太高了。”

  在采访中记者还了解到位于延庆的某生物质能基地,由于涉及产业链的几个环节,该基地既生产锅炉又制造燃料,促使成本太高,即便是在有政府补贴的基础上,发展也是举步维艰。于是,公司另辟蹊径,把CDM结合起来,去年把自己的二氧化硫减排指标卖给一家英国公司获得了数百万的收入。

  在生物质能源产业化呼声四起的大背景下,柴晓钟认为北京的生物质能源要实现产业化,还应该在方向上和规范化上做文章,寻找最合适北京市情的发展道路。“经过几年的实践我们已经发现走农民炊事用料的道路行不通,从而转向适当集中的方向,如小城镇集中供暖和农作物大棚供暖。虽然目前已经曙光初现,但还应继续努力,使收集、储存,运输、生产等几个环节不断趋于规范化。面向农村市场的炉具和燃料,还要考察农民是否有承受能力和消化成本的能力。”对于前文中提到的炉具问题,他认为不妨可以考虑引进国外先进设备,在“拿来”中不断学习和创新。

  叶维佳认为北京生物质能产业化的方向应该是燃烧效率高的中大规模的工业锅炉和热电联厂,大的作物区可建1-2千瓦的电站,配合电站应该出现收集原料的厂家或者农民专业合作社;其次是大型沼气生物质能,北京这样的超大型城市完全可以用污水处理厂的淤泥或者汽油发电。对此,柴晓钟表示用生物质燃料发电是“小马拉大车”,存在很多问题。上生物质发电项目应该慎重。对于这一点,介文治也认为,从目前全国各地出现的100多个纯生物质发电厂看来,没有哪个的发展特别满意,但他认为,一旦解决了成本和产量的问题,北京是有条件做好生物质发电的。

  “我认为像北京上海这样的一级城市,具有旺盛的消费潜力,是有能力产业化的,因为这样城市产业化的东西马上可以提供到市场。关键是要有整套的产业化解决方案,这个是瓶颈。如果企业有整套的解决方案,我认为是值得看的。但这很不容易,因为只有对管理和市场经营有很深理解的人才能做出来。”

  随着室内装饰装修的兴盛,火灾的发生也与日俱增,如室内装饰装修工程中一些电器使用不当,或者人员、施工管理不当,以及使用了不符合设计要求的可燃和易燃材料,都有可能发生火灾隐患.作者详细分析了火灾原因,根据大量的管理和检测经验,从材料的选用、安全管理及相关制度等方面提出了一些针对性的防火措施,防止火灾的发生,保障人民群众的生命安全.

  随着人们生活水平的不断提高,建筑内部装饰装修行业也随着日益发展,装修工程中的火灾隐患,日益成为人们所担心的灾祸.虽然《建筑内部装修设计防火规范》[1]对各部位使用材料的燃烧性能等级有着明确的规定,但由于施工过程用电、使用、管理等不当,以及部分施工单位偷工减料,擅自降低防火材料的燃烧性能等级,为火灾的形成造成了极大的隐患.2008年9月20日,深圳市龙岗区龙岗街道龙东社区舞王俱乐部发生一起特大火灾,经龙岗区消防部门全力扑救,火灾很快被扑灭,事故共造成43人死亡,经认定大火原因是舞台燃放烟花引起室内易燃的幕布、墙面吸声材料所致.2011年12月18日14时30分,山东省寿光市城区一婚纱影楼内部装修时因电焊工违章作业引燃室内可燃材料,引起火灾,事故造成3人抢救无效死亡,9人受伤.为杜绝此类火灾的发生,稳定社会秩序,彻底贯彻“预防为主,防治结合”的消防工作方针,确保室内装修的消防安全,防止和减少建筑物火灾的危害,本文从现场施工、监管和所用材料自身质量问题等两方面分析原因,并提出防火对策,力求对实际消防工作有一定的指导意义.

  1.1法律观念和消防意识淡薄,未按相关规范进行管理个别单位只片面注重经济效益,不注重防火安全,装修装饰部门负责人法律意识和消防安全意识淡薄,责任意识不强,没有按照《建设工程施工现场消防安全技术规范》的要求进行管理,比如施工现场宿舍、办公室等临时用房大量使用可燃类金属面聚苯乙烯夹芯板,远达不到里4.2.1要求的建筑构件的燃烧性能等级应为A级,当采用金属夹芯板材时,其芯材的燃烧性能等级应为A级;或者在施工现场没有按照规范要求配备相应的灭火器、临时消防给水系统、应急照明灯临时消防设施.[2]上述种种原因造成管理混乱,交叉施工,2009年央视大楼着火,就是在进行外墙保温材料施工的同时进行电焊操作,焊渣、火花溅落在可燃材料商引起的火灾.此外,装饰装修过程中使用的油漆、防水涂料、稀料等产生的易燃易爆气体,由于通风不良,不易散发,易在局部达到爆炸极限,遇明火或火花会引起爆炸.

  1.2施工单位资质等级低,队伍素质差目前装饰工程公司众多,甚至有许多装饰公司没有省建设主管部门颁发《安全生产许可证》,非法施工队通过各种关系揽到工程后,层层分包,最终的施工方未必是正规装修工资,没有质量保障.即使是正式注册的施工队,施工人员主要是农民工和部分下岗务工人员,多数都未经上岗培训,不仅不懂消防知识,而且属于无证上岗.另外,施工队缺乏灭火应急和疏散预案,火灾发生后不能有效的扑救初期火灾,同时施工人员的教育不能与时俱进,没有及时学习国家相关的法律法规,不知道规范的施工程序.此外,负责装修的施工人员一般吃住在工地,而且吸烟的工人不在少数,炊事用火及灯火管理不慎或者烟头扔落在可燃物品上引起火灾.

  1.3电气线路连接不当,灯具安装不符合规范要求电气线路连接和电器使用不当是发生火灾的重要原因之一.电气线路连接不当,会导致接触电阻过大,连接不当部位会出现打电、引起火花,埋下火灾隐患,此种原因引起的火灾具有隐蔽性强、蔓延速度快的特点.在《建筑内部装修设计防火规范》中有相关的规定,照明灯具的高温部位,当靠近非A级装修材料时,应采取隔热、散热等防火保护措施,灯饰所用材料的燃烧性能等级不应低于B1级.然而,在实际施工时,有的工人将高度数照明灯挂在易燃装饰物墙上,或轨道灯安装不当,灯具开关打火引爆可燃气体,此种火灾事故时有发生.

  1.4消防部门监管不到位据实来讲,装修装饰工程众多,施工队伍更是良莠不齐,消防监督部门确有难言之隐.然而也不排除个别单位工作效率低,审核时间长,人员素质不高,对消防审核规范中的材料不熟悉,或者只管审图,中后期施工火灾隐患恣意横生.

  除施工和监管原因为,材料本身质量问题也是发生火灾的主要原因之一.《建筑内部装修设计防火规范》明确要求,建筑内部装修设计应妥善处理装修效果和使用安全的矛盾,积极采用不燃性材料和难燃性材料,尽量避免采用在燃烧时产生大量浓烟或有毒气体的材料.目前共工场所在室内装修完成后进行验收时,消防产品监管人员没有现场见证取样,也没有明确要求验收时一定要有所有防火材料当批次的检验报告,这就造成了部分施工单位以次充好、降低防火等级的情况发生,为火灾的发生埋下了极大的隐患.下面就不同使用部位常用的几种装修材料防火性能进行简单的介绍.

  2.1顶棚装修材料常用的顶棚装修材料包括矿棉板、石膏板、铝扣板、细木工板及胶合板等等.以胶合板为例,《建筑内部装修设计防火规范》要求,当胶合板用于顶棚和墙面装修并且不内含电器、电线等物体时,宜仅在胶合板外表面涂覆防火涂料;当胶合板用于顶棚和墙面装修并且内含有电器、电线等物体时,胶合板的内、外表面以及相应的木龙骨应涂覆防火涂料,或采用阻燃浸渍处理达到B1级.但在实际工程中发现,部分施工单位就在此隐蔽部位偷工减料,不涂刷防火涂料,或者涂刷不合格防火涂料,当发生火灾时,极易引燃顶棚内部的可燃类胶合板.

  2.2墙面装修材料常用的墙面装修材料包括纸面石膏板、细木工板、木塑复合板、细木工板及壁纸等.规范要求,墙面材料燃烧性能等级除单层和多层普通住宅及高度大于24m的单层和高度小于或等于24m的无明火丁类、戊类厂房可以使用B2级可燃材料,其它结构使用材料燃烧性能等级不能低于B1级.以细木工板为例,细木工板俗称大芯板,由两片单板中间胶压拼接木板而成.其面材为柳桉、榉木等,芯材为杨木、泡桐等.该类人造板材如果不采取阻燃工艺处理,通常只能达到B2级[3],在燃烧过程中,由于本身材料密度较低,表面形成的炭层致密度不高,内部芯材分解产生大量的可燃气体,最终大面积燃烧,燃烧速率和总热释放量超出规范要求.

  2.3地面装修材料常用的地面装修材料包括化纤地毯、羊毛地毯、木地板、PVC地板等.规范对地面装修材料的防火等级要求较松,只有对部分特殊场所如每层建筑面积3000m2或总建筑面积大于9000m2的营业厅以及地下民用建筑和工业厂房必须使用A级不燃材料外,其它场所可使用难燃和可燃材料.就地毯材料而言,羊毛地毯可以达到B1级难燃材料的要求,而化纤地毯则较容易燃烧[4,5].化纤地毯以尼龙6、尼龙66、丙纶为主,其熔点为190-260℃之间,根据《铺地材料的燃烧性能测定辐射热源法》进行试验时,表层未经阻燃处理的尼龙绒毛发生熔化、释放可燃性气体并被引燃,火焰沿绒体表面在梯度递减热量作用下向远离辐射板端持续蔓延,导致超过规定炭化距离或整体烧尽.

  2.4装饰织物装饰织物系指窗帘、帷幕、床罩、家具包布等,通常分为棉织物、毛织物、丝织物、涤纶织物等,由于受材质所限,如不经过阻燃处理,非常容易燃烧,且蔓延性极强.目前普遍采用后处理阻燃方式,将阻燃剂均匀地浸渍在织物上,经干燥焙烘后较牢固地吸附在纤维上.该传统工艺处理的纺织品很难保证织物外观平整无皱及色泽的美观,且容易存在手感较硬、阻燃剂分布不均匀等现象,经过水洗后阻燃能力下降,燃烧性能不合格.部分厂家为了提高织物阻燃性能,大量增加阻燃剂涂覆量,织物外观发白,手感粘湿,轻轻抖动有粉尘颗粒掉落,该类织物的氧指数与实际使用状态的同类织物相比氧指数一般较大,与样品实际使用状态不符.[6]

  3.1增强消防安全意识,逐层落实安全生产责任制消防监督管理部门要定期或不定期召开有关装饰装修单位负责人会议,督促其抓好装修行业中设计、施工、监理、竣工验收和合理布局等方面的问题,提高施工队伍的生命安全意识和消防技术水平.施工单位和施工队伍应明确安全生产责任,并设专人负责施工现场的安全生产,严防火灾事故的发生.凡因装修原因而造成的火灾事故,不论工程使用与否,都要追查施工单位负责人及相关人员的责任,依法严肃查处,用法律手段推动消防安全工作的落实.

  3.2加强装饰装修施工安全教育,并做到重点人员持证上岗,同时做好灭火演练工作施工单位和人员的安全很重要,因此要加强对施工人员的安全教育,尤其是从事电焊、电工、油漆等特殊工种作业人员除持证上岗外,进行必要的消防安全知识培训,让他们严格遵守安全操作规程,懂得本工种的火灾危险性及预防和扑救措施,合格后方能上岗.保证施工队伍充分的休息时间或实行轮岗制,并且在承接任务时,项目负责人和技术人员必须向施工人员安全交底,施工人员有疑问时,应先了解清楚方可施工.所有施工人员必须遵守防火安全规定,不得冒险作业,施工单位领导不得强令工人冒险作业.施工单位要制定切实可行的灭火应急预案,适时进行实地灭火演练,提高灭火扑救的能力.

  3.3加强对施工现场的检查,严格施工管理,不得擅改工程防火设计各级消防管理部门要设立多种形式的检查,如普查、抽查、定期检查等,及时发现并纠正问题,必要时下达责令改正通知书,把火灾隐患扼在萌芽状态.施工单位要到当地有关负责部门登记备案,接受审查,施工过程中严格按照消防部门审核后的图纸施工,不能擅自改变消防工程设计,若确实需更改的,要报请原审核部门重新审核同意后再进行施工;另外,对施工单位,公安消防部门需联合其他相关部门对其进行摸底调查,不合格者予以取缔.工程在改动一些消防设备的位置时,应事先取得消防机关及装修单位的同意,否则不得擅自改动.对产生易燃易爆气体的场所应配置通风系统,并使用防爆电器.施工场所应按规范规定保证疏散通道和安全出口的畅通,不得堵塞和占用,更不得借口便于管理而将出口锁闭,同时要设疏散指示标志和应急照明设备.施工现场还应配备足够数量的灭火器材.

  3.4各装饰装修单位推行电气检测,建立健全严格的用火用电制度电气检测是准确发现火灾隐患的重要手段,同时动用明火要有上岗许可证并有专人看管;尽量避免交叉作业,如必须的则由总负责单位进行现场协调;电气设备安装,做到定人定设备,按规范注意电气线路套管的选择、导线的连接方式及灯具的选择和布置;对易燃材料管理要设专人管理,易燃物应每日清扫,控制其数量,防止堆积过多.

  对室内装修设计发生火灾的原因及对策进行了阐述,无论是施工单位还是监管部门,都应该明确规范装修对于人们的生命和财产安全具有极其重要的意义,同时也应该学习如何自救,结合到我们的现实生活中来,为社会贡献自己的一份力量.

  [1]中华人民共和国公安部.GB50222-1995(2001版).建筑内部装修设计防火规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

  [2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50720-2011建设工程施工现场消防安全技术规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

  [3]付萍.阻燃细木工板体系的燃烧和理化性能[J].消防科学与技术,2012,31(2):174-177.

  [4]良,刘东发,袁嘉伟.纺织地毯燃烧性能分析方法浅谈[J].化纤与纺织技术,2013,42(4):5-9.

  2006年我国着手调整燃料乙醇的发展模式,2007年国务院叫停粮食乙醇项目;鼓励发展以甜高粱茎秆(东北、山东等劣质土地资源丰富的地区)、薯类作物(广西、重庆、四川等地)及纤维素等非粮生物质为原料的燃料乙醇。 在国家发改委的布局下,燃料乙醇的产量呈几何增长。2003年全国的产量只有7万吨,2004年达到20万吨,在扩大试点后的2005年达到75万吨,2006年达到133万吨,2007年达到145万吨,2008年达到165万吨,2009年达到171万吨,2010年燃料乙醇的产量大约175.7万吨。2010年我国燃料乙醇生产企业基本情况见表1。

  目前,许多地方计划上非粮燃料乙醇项目,未来几年新、扩建燃料乙醇项目有八个项目,包括中石化海南椰岛项目、中石化江西东乡项目、中粮集团、湖北金龙泉啤酒集团公司与中石化荆门分公司合股、四川宜宾项目、湛江燃料乙醇项目、云南新鑫燃料乙醇项目、浙江舟山生物燃料乙醇项目情况见表2。如果以上项目能如期完成,预计2015年我国燃料乙醇的生产能力将达到325万吨/年,其中,非粮燃料乙醇的生产能力将达到161万吨/年。

  根据《车用乙醇汽油扩大试点工作的实施细则》要求,本着先试点后推广的原则,国家在部分省份试点地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。从2008年4月15日起,广西壮族自治区开始在全境封闭销售、使用车用乙醇汽油。

  我国借鉴国外的经验,选择不改变汽车供油装置,不影响动力性能E10车用乙醇汽油,即国内的乙醇汽油是由燃料乙醇与普通汽油按照体积比1:9的比例调和。2008年我国汽油消耗量约为6500万吨,以10%的比例混配,燃料乙醇需求量超过600万吨,另外,汽油销量每年以6.1%的速度增长。自推广车用乙醇汽油以来,燃料乙醇的进出口都很少,可忽略不计,燃料乙醇的消费量即为产量。2009年我国燃料乙醇消费量149.3万吨,和需求量600万吨相比,供需缺口达到将近450万吨。据国家规划,2020年生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨。由此可见,燃料乙醇产业在我国市场前景广阔。

  针对我国燃料乙醇发展中存在的问题,建议国家相关部门从产业起步到形成,研究制定促进产业发展的优惠政策、财税扶持政策;对燃料乙醇生产原料产地进行合理规划,支持原料生产和农村产业经济发展,鼓励和支持农村利用低质地,就近开发利用非农田种植能源作物,收集利用农业物秸秆、林地及木材加工剩余物,确保资源稳定供应。

  建立有效的燃料乙醇生产技术标准,制定产品设备可靠性标准、规范及测试程序,加大力度规范市场。对工厂布局要综合考虑原料资源、产地、集散运输、燃料厂附近油品销售市场范围等因素,因地制宜选择最经济合理方案。

  近期内,以木薯等非粮食淀粉为主生产乙醇,主要通过改进淀粉糖化技术、提高发酵水平,改进乙醇分离工艺;甜高粱是高产能作物,可以作为理想的乙醇生产原料,但因其转化为乙醇的技术需要进行示范工程建设后尽快实现商业化生产;加紧研发纤维素乙醇发酵技术,到2015年后开始用农林废弃物类木质纤维素试商业化生产燃料乙醇。

  技术:酶水解纤维素的生化转化技术,或气化后化学合成乙醇的热化学转化技术。

  技术进步在燃料乙醇产业推广过程中发挥着至关重要的作用,技术改进使美国玉米乙醇、巴西甘蔗乙醇成本基本与汽油价格持平。

  目前广西中粮木薯装置成熟醪乙醇浓度已经达到14%,先进的高浓度液化技术和同步糖化浓醪发酵技术可使成熟醪乙醇浓度18%-21%,提高了装置产能,也减少了后续生产的能耗和水耗,是将来木薯乙醇重点研究方向之一。另外通过发酵和精馏过程中换热网络集成技术和新型塔件技术,对生产工艺能量优化配置、提高利用效率。

  一是借鉴巴西成熟的甘蔗乙醇生产工艺-甜高粱茎秆液态发酵;二是固态发酵研究,把重点放在工程放大、生产过程连续性、设备自动化方面。

  木质纤维素生产乙醇技术难度大,目前世界上还尚未实现工业化生产,主要有酸法和酶法两种工艺,目前酶解纤维素乙醇技术面临三大技术瓶颈:高效生物质预处理技术;低成本纤维素酶的生产技术;高耐受性的代谢C5产乙醇的微生物菌种。

  木质纤维预处理技术主流工艺有稀酸蒸汽汽爆工艺和氨法氨爆预处理工艺,两者都取得实质性进展,纤维酶技术,美国杰能科和诺维信两家酶制剂公司大力研究,成果显著。诺维信筛选复配制出新的酶制剂,提高酶系的降解能力,秸秆乙醇用酶的成本降低至原来的1/30。

  纤维素乙醇发酵工艺最可行的是联合生物加工工艺,该工艺可将纤维素酶、水解、发酵组合在一步里完成。

  由于国内在预处理技术等方面已经取得一些进展,但尚未取得根本性突破,据理性估测,中国纤维素乙醇形成规模化生产至少还要3-5年,目前,对于纤维素乙醇应该加大科研力度而非产业化开发力度。

  化石能源(石油、天然气和煤炭)是经济社会发展和提高人民生活水平的物质基础。世界化石能源的剩余探明可采储量为9000亿吨油当量(toe)。其中,石油和天然气均为1600亿toe左右;煤炭储量最为丰富,为6000多亿toe。

  石油资源分布极不均衡。中东、俄罗斯和非洲的石油探明可采储量占世界总量的77%,是世界商品石油的主要来源。亚太地区的石油探明可采储量和消费量分别占世界总量的3.3%和30%。中国相应的份额分别为1.3%和9.3%,是石油资源相对短缺的国家。

  石油是重要的化石能源资源,在全世界一次能源消费结构中,石油所占的份额中约为40%左右,是形成现代工业和促进经济增长的动力。

  煤炭是古老的燃料,从19世纪60年代开始大规模开采、使用。至今,在中国、美国等一些国家中,煤炭仍用作主要的发电燃料。中国是煤炭资源丰富的国家,煤炭仍然是主力一次能源,份额保持在70%左右。

  为提高使用效率、减少排碳和对环境的污染,煤炭应用的创新方向是发展洁净的煤炭技术和煤炭液化、转化技术,生产运输用液体燃料和化工产品。

  世界石油年消费总量近40亿吨,工业化国家(经合组织和俄罗斯)的消费量占62%;占人口大多数的非工业化国家(新兴市场经济体),石油消费量仅为38%。

  美国是石油消费量最多的国家,年消费量为9.4亿吨,相当于其他5个消费大国(中国、日本、德国、俄罗斯和印度)消费量的总和;人均石油消费量3吨多。中国的石油消费量为3.6亿吨,人均消费量较低,仅为0.28吨左右。

  不同国家的民用、商业和工业的能源消费量和消费品种均各不相同。交通运输部门的能源消费以石油产品为主,石油总消费量中约有70%用作运输燃料油,此份额的多少各国均不同。在氢燃料和燃料电池汽车大规模进入市场之前,这种消费形势将不会有太大的变化。

  中国是经济快速增长、尤其是以制造业为主的发展中国家,为了给生产厂增加原材料和能源供应,运输服务功能就需要加强。人均收入提高之后就会促进道路和航空运输服务的发展。近年来,中国运输、邮电和仓储的石油消费量约占石油总消费量的25%左右;中国仍然是人均燃料油消费量较低的国家。随着汽车数量的增长,运输部门的燃料消费量就会相应上升。

  美国的年人均运输燃料油消费量2.3吨。欧盟各国平均1.0吨,中国仅为0.08吨。

  在人类发展历史中,在能源使用上已经历了好几次能源转型。从使用木材、薪炭为燃料到19世纪中叶大量使用煤炭,20世纪30年代开始向使用石油过渡,目前正在向以天然气为主的方向转变。随着石油资源的逐渐减少,未来三四十年后产量即将达到峰值,此后进入“后石油时代”。在石油资源将逐步被替代的前夕,科学技术界提出了林林总总的替代方案和工艺路线,替代能源课题涵盖了众多的科学领域、技术专业和产业行业。替代能源项目的实施会受到资源、技术、经济和实施条件等因素的约束,需要根据一定的时空条件做出技术经济评估,规划出发展路线。

  氢燃料时代:构建以氢燃料为基础的能源系统是一项需要较长时间才能完成的系统工程,包括许多工程技术课题的研发,如原料开发、制氢方法、氢气储存运输技术、氢能燃料电池系统和车辆、氢能安全和氢能系统设施等技术。

  发展氢燃料的三大课题是:开发高功率、长寿命、廉价的燃料电池;实现高能量密度的车载与地面氢燃料储存设施;使用可再生能源的廉价制氢工艺技术有待突破。

  支持者认为应该接受氢能,因为没有其他有竞争力的运输燃料替代方案。电力、生物质和化石基的合成油替代方案都不可行。

  由于燃料电池汽车简化了汽车的机械、液压转动系统和生产工艺;汽车制造商就会接受燃料电池汽车技术。汽车主了解燃料电池汽车具有加速快、行车安静、维修量小等特点之后也会接受这种新型汽车。

  反对氢燃料人士认为“氢能是黑色的”,因为它目前主要来自煤炭等能源。发展氢能不能迅速解决能源、温室气体问题。发展汽车用燃料电池和氢气的系统设施还面临许多技术、经济的障碍。

  总之,氢燃料作为替代石油产品在节约燃料、减少温室气体排放和改善汽车性能等方面均有优点。尽管对发展氢燃料仍有争议、又难确定推广日程,及早做出发展规划和经济论证是有意义的。

  世界石油资源量终将逐渐减少以致最终枯竭,石油资源匮乏是人们关注的热点问题。对于石油产量到达峰值时间,不同学者提出了各种不同论点。一些学者曾预测世界常规原油生产的峰值将在2010年到达,有的则认为常规石油产量可持续增长20--30年或更长时间。按照目前石油年产量和年增长速率预测,当石油年产量达到峰值(60亿吨)后,产量就将逐步下降。

  总体形势是:(1)勘探、钻采技术进步可将更多的石油资源开发成为探明可采储量;(2)非常规石油(包括油砂沥青、特重原油和油页岩等)储量丰富,开采、炼制技术不断进步,将补充常规石油的不足;(3)替代燃料生产技术(包括风能、太阳能、生物质能等可再生能源及核能的推广应用)、非常规石油资源开采及其加工技术、天然气制油(GTL)技术、煤炼油技术(cTL)、生物质制油技术(BTL)等的发展和应用将可逐步替代部分石油资源;(4)燃料使用技术和节能技术的进步将减缓石油消费的增长。

  从目前石油生产形势看,约有63个产油国的产量处在峰值后期,35个国家尚未达到峰值。世界石油产量达到峰值的时间取决于石油消费的年均增长率和科学技术的进步等条件。较高的石油资源基数会推迟峰值产量到来的时间。近几十年来,石油资源基数不断攀升,已从上世纪40年代的820亿吨,升至2000年美国地质勘探局(USGS)估算的最高值5310亿吨。

  尽管石油产量的峰值有可能于本世纪中期出现(可能会推迟),但如不未雨绸缪,届时必定会m现全球性的能源危机。人们应该认识到:至本世纪中期(2050年),尽管石油资源将逐渐减少,如果及时、积极地采取应对措施,在石油产量达到峰值之前解决石油替代问题,那么石油资源匮乏问题将得到一定程度的化解。

  中国油、气资源相对短缺,发展替代能源尤其具有重要意义,也是解决能源问题的根本途径。除了具体项目的实施需经反复地技术经济论证之外,具体发展方针、工艺路线更需要高层决策者根据国家资源条件、技术发展状况,高屋建瓴地从国家的长远规划角度和可持续发展理念出发,预测到替代能源方案三五十年的发展前景,进行统筹安排、制定替代能源发展

  本文试图以我国资源、技术条件为基础,就发展运输燃料的宏观经济评估问题做一探讨。根据国内石油用途及使用情况,论述内容以运输燃料的替代为重点。结合我国的国情和资源状况,着重介绍煤基和生物质基的替代燃料生产技术和交通运输工具及其节能问题。抛砖引玉,供有关领导和决策者参考,其中涉及到的具体技术课题,请参阅笔者编著、即将由中国石化出版社出版的《石油替代综论》一书。

  生产替代燃料的原料种类繁多,性质各异、可得性也不同。必须衡量资源量及可供应量等做出评估。

  煤炭资源:中国是煤炭资源较为丰富的国家,国土资源部公布的煤炭探明可采储量为2040亿吨。全国煤炭预测资源量约为4.55万亿吨。但我国又是人均煤炭拥有量偏低的国家(中国和美国的人均煤炭拥有量分别为160吨/人和800吨/人)。

  中国的煤炭消费以发电、供热(占50%)和工业用煤(包括炼焦、建材等占40%)为主;民用、农业、商业和交通运输用煤占10%。

  发展煤制油(CTL)产业,需耗用大量的优质煤炭原料(每生产1吨运输燃料油,约需耗煤4吨),应根据发电、工业和服务业发展的用煤量来综合规划替代燃料生产的煤炭可供应量。

  天然气资源:是生产替代燃料、氢燃料的重要原料,我国的天然气资源相对较少。

  生物质资源:包括谷物和油料植物、木质纤维素秸秆和能源作物。数据显示:中国乃至亚洲均为可再生能源(包括生物质、太阳能、风能、地热和水力)短缺地区,人均拥有量仅为100公斤(世界人均值为300公斤)。中国农业、林业生物质废料资源不足、也未建成生物能源产业。有合适水资源的荒漠地区可发展生物质能源的种植。

  生产燃料乙醇和生物柴油的玉米和植物油均为农作物,不仅占用良好耕地、光合效率也低。我国的人均粮食、油料占有率均较低(人均粮食占有率仅0.38吨/人・年),所以玉米生产乙醇和食用植物油生产生物柴油均不应是替代燃料发展方向。

  中国农作物秸杆资源量约为6亿吨。扣除饲料、还田用肥料等,可供作能源资源量约折合标准煤1.7亿吨,林业废料约折合标准煤3.7亿吨。

  甜高粱制乙醇是开发中的技术。茎杆中的糖分可发酵生产乙醇,榨汁后的纤维素和半纤维素也可用作生产乙醇原料。

  生产薯类作物地区可以发展薯类制乙醇技术,用木薯制乙醇每亩地可产乙醇0.2吨。除了薯类的前期预处理过程与玉米原料不同外,其他工序均相近。薯类发酵的残渣营养价值较低,通常用作沼气或肥料。加工薯类淀粉的水耗量较大,污水处理难度较大。

  煤直接液化为高压高温操作、生产流程长。水电等公用工程和氢耗量均较高,生产过程综合能效率为50%左右,即使用2吨一次能源(煤)最终转化为1吨油品。

  煤间接液化采用一次通过式合成流程、与联合循环发电技术相结合的联产流程是生产运输燃料油的优化路线。联产合成油的IGCC电站系统可以提高能效率(达到52%--55%,常规合成仅为42%左右),并可降低建设和生产费用。

  目前玉米生产燃料乙醇的能效率已达1.34。每生产1公斤高热值的燃料乙醇需消费化石能源0.34公斤(包括玉米耕种、玉米收获、乙醇生产和燃料乙醇分配)。

  生物柴油的能效率为1.313。即每生产1公斤能量的生物柴油需消费化石能源0.313公斤。

  用碳基化石能源生产替代燃料造成的温室气体排放量超过原油炼制过程。以煤炭生产合成油为例,煤炭中约70%含碳在合成过程转化为CO2排入大气中,造成温室气体效应。即使采取CO2回收或填埋技术后,也仍有约10%含碳未能回收而排入大气中。

  在CTL生产流程中应考虑CO2回收、利用,以解决温室气体排放问题。CTL生产过程中增加碳回收将导致过程的能效率降低2%--3%,生产成本约增长25%。建设也将相应增加。

  以CITL为例:每吨合成油的碳排放量2--2.4吨(联产电力的合成油厂,碳排放量约相当于进料含碳量的72%--77%。CO2回收系统的碳扑集量约相当于原料煤含碳量的70%)。

  替代燃料生产过程还可能造成大气污染物的排放,对局部的环境和居民健康构成危害。例如:硫氧化合物(SOX)扩散范围可达几百公里。形成“酸雨”危害土壤和农作物生产。澳大利亚曾计划发展大型油页岩工业项目,由于未能解决二恶英毒害防治问题而被迫搁置、停建。

  煤炭直接液化或间接液化工厂的单位油品(吨/年)的建设约1.2万元,炼油能力为500---1000万吨/年的燃料型炼油厂,单位生产能力(吨/年)的建设约在1500--2000元。据此估算,与有关的折旧费、维修费用和保险费等项均相应增大,煤制油项目的固定成本约为炼油项目的6倍。

  煤直接液化过程包括高苛刻度的加氢过程和大量的固体物料破碎、研磨过程;水电等公用工程能耗为20公斤/吨产品,使生产成本增高。

  宏观而言,CTL项目应包括相应的采煤、铁路运输、供电及供水等公用工程设施,综合费用就更高了。

  替代燃料的生产成本与原料价格、公用工程消耗量和建设密切相关。由于CTL是密集的工业,不仅固定成本会相应增加,税率和资金回报率也应相应增加,才能促进资金积累和鼓励信心。考虑这些因素,CTL的利润率应不低于12%。

  多数生物质能源是靠光合作用、摄取太阳能获得的。发展生物质原料生产需占用大量耕地或开垦荒漠土地。就土地的“能量收获密度”而言,不同产品差别很大。粮食生产乙醇的转化效率低:单位耕地面积的乙醇产量差别很大:甜高粱:4.0;甘蔗;3.1;玉米:1.3吨/公顷。

  每生产1吨生物柴油占用耕地面积(公顷):大豆:2.7;菜籽油:1.0;蓖麻油:0.84;棕榈油:0.2。

  黄连木每亩地可产生物柴油60公斤(产1吨油需占地17亩),麻风树果可产生物柴油180公斤(产1吨油需占地5.6亩)。

  微藻生物柴油每公顷可达到40--60吨产量,不需占用耕地,可利用荒漠土地,但对日照强度和二氧化

  替代燃料生产过程需耗用一定量的水资源。直接液化CDTL的耗水指标为7--8吨/吨生成油;间接液化CITL的耗水量指标为8--10吨/吨生成油。若包括原料煤的水洗,则总耗水量可达10--12吨/吨生成油。水资源也是发展CTL工业的制约因素。中国北方是水资源短缺地区。

  微藻生产生物柴油,在微藻培育过程需要补充水,可使用盐碱水或海水等非饮用水源,取决于藻类的品种。在荒漠地区发展微藻生物柴油尤其需要考虑水源问题。

  运输车辆的能耗与客货运输量、车辆的效率、使用燃料种类有关、提高运输车辆的效率对于节约燃料、减少温室气体排放均具有重要意义。

  替代燃料的发展路线应与汽车发动机和汽车发展趋势相适应。从使用内燃机汽车、推广混合动力汽车(HEV)到未来的燃料电池汽车是必然的发展趋势。这一发展时程要经历较长时间和逐渐的过渡。因此,不同时期需要有不同的替代燃料发展路线。最先是解决汽、柴油和航空燃料的替代;然后是为推广插电式混合动力汽车(PHEV)或电动汽车提供电力;最终则是为燃料电池汽车提供氢燃料。

  改进、提高运输车辆效率的节能效应是显著的。例如:常规内燃机汽车通过改进发动机系统、传动系统、机泵负荷、驱动系统和减低车身重量等就可提高汽车的行车效率。汽车内燃机的均匀充气压燃技术可大大节约油耗。推广HEV汽车和发展燃料电池汽车的节油效应更为显著。1公斤氢燃料就约相当于8升汽油。

  按照油箱到车轮(TTW)表示的运输过程能量效率计算:常规火花塞式的汽油内燃机汽车的TTW效率为16.7%;混合动力汽油内燃机汽车为20.7%;可使燃料经济性提高24%。未来的氢气燃料电池汽车可按40%计算;燃料经济性约可提高150%。

  生产替代燃料的原料包括煤炭、天然气、生物质、太阳能、风能、核能等。不同发展时期的使用的替代燃料有:液体替代燃料(替代汽油和替代柴油,燃料乙醇、生物柴油等),然后是电力,最终是使用氢燃料。

  以下按不同的原料(煤炭、天然气和生物质等)生产各类替代燃料工艺方案的宏观经济性论述如下:

  在内燃机汽车时代,用煤制油技术生产液体替代燃料的两种工艺均有在进行产业化示范的项目。国内具备了煤制油技术的工程设计和建设能力

  在油价较高、煤炭价格相对较低的条件下,在煤资源丰富地区适合建设煤制油工厂。

  煤制油是密集的产业,还需要配套建设相应规模的煤矿、交通运输和公用工程系统设施。全系统的综合可能高于深海天然石油、非常规石油的开发,做好CTL建设项目的综合宏观技术经济论证是必要的。

  煤制油过程造成了温室气体排放效应,需要采用CO2回收和埋存技术以减少排碳。建设减排设施将降低过程的能效率,还将导致每吨油品增加上千元的减排费用。

  国内建设的CDTL项目,在工艺流程、工艺设备和控制技术等方面均有改进和创新;已进展到大型工业示范阶段。

  CDTL为高压加氢技术,工艺特点是使用高压、高温工艺设备,操作条件苛刻;耗用大量氢气。汽油质量好、柴油十六烷值低,需经过调合才能出厂

  主要优点:生产洁净的成品油、柴油质量好;生产费用低于CDTL,适合于在生产过程中回收C2。

  主要缺点:工流程较长;能效率较低(常规流程42%,联产电力较高、约50%--55%),石脑油不适合制造汽油,而适合用作裂解(生产乙烯)的原料。

  由整体燃气化联合循环(IGCC)发电与合成工艺组成的油一电联产系统可扩大生产规模、提高系统能效率(55%),相应降低建设。

  ①由大型煤气化炉、先进合成技术和IGCC发电系统组成的联合工厂在工程建设和生产运行上均缺乏经验。

  ②联合工厂耗水量大,(用水指标约为8--12吨/吨合成油),污水处理和对地下水源污染问题也值得关注。

  ③煤矿规模应与合成油工厂配套,生产规模为年产合成油300万吨合成油厂,年耗煤量为1500---1600万吨(包括发电和燃料用),需要配置大型煤矿基地。国家应根据资源条件配合电厂扩建考虑建设油电联产企业。

  3、煤电为电动车提供能源需要采用洁净的煤燃烧技术提高发电的效率。IGCC煤发电技术的能效率达40%。建设较高(约8000元/kW)

  4、煤制氢:在氢燃料推广初期将以煤制氢为主要方式。采用先进技术的大型煤制氢工厂,氢燃料成本就可降到燃料电池汽车可接受的水平

  近年来我国天然气资源量有了较快增长。但是,目前国产天然气量和进口液化天然气数量仍不能满足城市民用燃料和调峰发电的需要。考虑到资源可得性和原料价格等因素,应慎重评估建设天然气制油(GTL)项目的技术经济可行性。

  在内燃机汽车时代,生物质替代燃料的主要发展路线为燃料乙醇、生物柴油、微藻柴油和生物质制油等项。

  (1)纤维素生物质生产燃料乙醇。纤维素(如秸秆)制燃料乙醇技术:用农业秸秆或能源作物生产燃料乙醇可望于5--10年内实现工业化。纤维素制乙醇的技术课题是提高纤维素水解效率、降低纤维素酶的成本、开发木糖发酵用的微生物菌种和优化生产过程,如果这些关键技术能在今后10年内取得突破性进展,2020年将有可能达到替代率达到20%的水平。开发中的技术包括:

  ①开发水解用的纤维素酶:纤维素酶是由具有不同功能多种酶的重组体。美国研发目标是降低酶的生产成本(把酶的有效成本从170美元/吨乙醇降低lO倍,达到17美元/吨乙醇)、提高酶的比活性。近期把纤维素酶的比活性提高3倍(相对于Trichodermareesei系统),最终目标是把酶的‘比活性’即生成效率提高10倍,我国也应制定相应的目标。

  ②糖类发酵用的微生物:为了实现秸秆生产乙醇技术的工业化,需采用DNA重组技术开发出一种新的微生物重组体,以便可以同时将葡萄糖、木糖和阿拉伯糖发酵为乙醇。研究发现:植入几种DNA基因体的发酵单胞菌可以同时进行葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的发酵。已经开发出了具有乙醇产率高、可在低PH值条件下发酵、副产物产率低的菌种;适合于工业生产使用。

  ③联合流程:为了将纤维素生物质完全转化为乙醇需要采用联合发酵流程。使用可以同时将葡萄糖、

  木糖和阿拉伯糖发酵为乙醇的微生物,在生产上可降低耗电量;减少冷却水用量;将发酵罐生产能力从2.5克/升小时提高至5克/升小时,从而可以大大降低发酵罐的容量,降低建设。

  (2)粮食生产乙醇不是发展方向,这是因为:粮食作物的光合作用的效率低;粮食生产乙醇的转化效率低:单位耕地面积的乙醇产量(吨/公顷):甜高粱为4.0;甘蔗为3.1;玉米为1.3;中国的可耕地面积少,人均粮食水平偏低(仅约为0.38吨/人・年)。

  (3)其他原料:非粮乙醇生产技术研发现状。甜高粱:具有不占用耕地和光合效率高、抗旱、耐涝耐盐碱等特性。每亩地可收获鲜茎杆4--5吨。茎杆的榨汁作为发酵制乙醇的原料。目前,茎秆的储存、防止霉化变质和木质纤维素利用等技术问题尚未解决。薯类:在盛产薯类地区可适当发展燃料乙醇的生产。

  2006年世界生物柴油总产量约为750万吨,相当于680万吨(油当量)。

  生物柴油的原料种类繁多。除了食用植物油外、发展木本油料作物、回收餐饮废油等非食用油资源是发展生物柴油的方向。 发展生物柴油工业,需要为副产甘油开发新的用途。生产环氧氯丙烷、1,3-丙二醇可供选择。

  植物油经过加氢处理生产绿色柴油是第二代生物柴油工艺。产品具有高十六烷值(80)、超低硫含量和不含芳烃等特点。国外已建成了工业生产装置。此类装置适合于建在炼油厂内部以充分利用已有的供氢和水电供应设施。

  10万吨/年生物柴油工厂的建设约3亿元左右,折合单位能力的建设指标为3000元/吨/年。

  以大豆油为原料生产生物柴油工厂的生产成本与植物油原料价格密切相关。大豆价格为3000元/吨和4000元/吨时,生物柴油生产成本分别约为4700元/吨柴油当量和5100元/吨柴油当量。

  美国等国家已经对微藻生产生物柴油课题进行了近30年的开发研究,经过实验室和户外研究,已经在优选藻类品种、光合作用机理、培育方法和条件、培育水池构造等方面取得成果。一些公司正在积极从事“露天微藻培育水池”和“微藻光生物反应器”的开发,推动微藻柴油的工业化生产。

  微藻生产生物柴油的工业化取决于地区拥有的资源条件、微藻生产技术和工艺设备的开况。

  资源条件主要包括:气候和日照条件、C2和营养物的来源;微藻柴油工厂应靠近炼油厂、发电站、油田天然气田以便就近取得CO2;可用的水源,微藻培育过程需要补充水,可使用盐碱水或海水,取决于藻类的品种。

  微藻培育:培育微藻设施已经研制了光生物反应器和露天培育水池两种方案。在建设和运行上各有优缺点,均处于研究、开发阶段。尚未进入工业示范阶段。

  微藻生产技术包括微藻收获、生物质干燥、提取生物油等过程,均为开发中的技术。

  微藻柴油的主要优点是单位土地面积产率比用植物油生产柴油高出几十倍,且不占用耕地。但在土地上布置大面积的开放式培养池或密闭式光生物反应器,需要巨额。

  国外已开发成功了木质纤维素两段气化生产合成气技术,并已建成了合成气生产运输燃料的示范装置。

  生物质制油包括生物质气化和合成2个工序,系统热效率较高(50%--55%)。但生物质原料的集运困难,考虑适宜的原料收集半径,BTL生产规模以年产生物油≤10万吨为宜。BTL单位约为1.5--1.8万元/吨/年,高于CTL。

  规模为25--50MWe热效率(28%),远低于大型IGCC燃煤电厂。建设也高于后者。

  石油替代的宏观规划存在诸多的不确定因素,除了应反复论证、及时修订外,尤其需要根据资源、工艺路线和目的产品等条件做出不同方案的横向比较,才能得出较为切合实际的发展方针、路线。

  许多一次能源(如煤、天然气、生物质和微生物)都能通过CTL、GTL、BTL和AGL(微藻制油)等技术路线转化为烃燃料,但它们同时也可是发电(CTE、GTE、BTE)的原料。从而可组成不同的横向对比方案。例如:既可引出诸如煤发电一生物质制油与煤制油一生物质发电的两组宏观对比方案。又可引出(用太阳能的)微藻制油一煤发电与煤制油一太阳能发电两组宏观对比方案。另外,电力汽车的能耗低于内燃机汽车,于是,从原料煤开始,可以有煤制油、煤发电两组对比方案,从中可以看出发展电动汽车对社会和消费者的节约效应。实例说明如下:

  设定煤制油―生物质发电和生物质制油―煤发电两组方案。煤制油和生物质制油规模均为年产运输燃料油100万吨;或是用煤、生物质为发电燃料,进行两组方案的对比。原料年消耗量分别为:煤炭330万吨,生物质原料600万吨。综合比较主要结果如下:

  能效率:BTL的能效率(48%)略高于CTL(42%)。生物质发电能效率(28%)低于IGCC燃煤发电(40%):

  建设:BTL规模较小,单位建设比CTL高(约20%)。原料煤量同等的CTL31)--(140亿元)高于煤IGCC发电厂(110亿元);

  生产规模:生物质大规模集中运输困难,BTL只能到年产10万t级规模,生物质发电厂规模在25--50MWe之内;

  环境效应:CTL的温室气体排放率为石油炼厂的1.8倍,煤―生物质联合制油(CBTL)的GHG排放率仅相当于原油炼制过程的20%,故环境效益好于CTL;

  HEV汽车可将回收的动力转化为电力再利用,插电式混合动力汽车(PHEV)可直接用电力替代汽油。若常规内燃机汽车每百公里耗油量按7.2升计、电动汽车耗电量按18kWh计,则相应的油-电当量为:2.5kWh电力可替代1升汽油。

  若汽油和电力均为来自煤炭,上述事例既说明先进交通运输工具的节能意义,又表明不同煤炭利用路线的经济性。说明如下:

  暂按4.0kWh电力替代1升汽油计算,即5.4MWh电力(即1kW装机容量)相当于1吨汽油。可以就CTL和煤发电两条工艺路线,从原料消耗和能效率、和社会效益等方面对比,生产同等数量燃料的效果作出如下比较:

  煤耗和能效率:CTL生产1吨燃料需耗用标准煤3.5吨,综合能效率为45%;IGCC煤发电生产5,4MWh电力耗用标准煤1.8吨,能效率为40%;生产等量运输

  燃料的耗煤比率为制油:发电=1:0.51。 建设:CTL工艺,1吨生产能力的建设约为1.4万元;1KW发电能力的IGCC电厂建设约为0.8万元;燃煤电厂大大低于CTL技术。

  消费者收益:驾驶PHEV汽车按每年节约汽油0.5万元、支付电费0.24万元,净节约燃料费0.26万元;购车差价按2万元计算。则增加购车费的静态回收期达8年。为推动“以电代油”,国家应实施购买PHEV汽车的优惠政策。

  太阳能是地球一次能源的唯一来源,可采用塔式集热技术发电、也可为微藻生物柴油的生产提供光合作用的光源。煤炭可用作CTL技术生产燃料油的原料、也可用作IGCC技术的发电燃料。这就可组成煤制油―太阳能发电(方案甲)和微藻柴油―煤发电(方案乙)两组对比方案。

  以年产替代燃料100万吨为基准,CTL制油和发电用煤量相等。设定太阳能集热发电规模与煤发电相等。进行此两组方案的技术经济比较。主要结果如下:

  a)相同煤加工量的煤制油(140亿元)高于IGCC煤发电(110亿元)。

  b)煤制油能量转化效率(45%)高于IGCC煤发电(40%);但如上所述,电代油具有节能效应。

  c)太阳能塔式集热发电按峰值计算达70GWP,折合年均20GW,高(280亿元)(应还有降低空间);微藻柴油尚未建成工业装置(全部按高效的光生物反应器估算约为300亿元)。两者的均为数量级估算,额接近。

  f)太阳能集热发电、微藻柴油均需占用大量土地。适合于建在光照条件好、地势平坦的荒漠(微藻需有水源)地区。

  1、煤制油技术基本成熟,是正在进行产业化示范的技术。煤制油的发展规模受到煤炭的可供应量(煤炭是发电和工业的重要燃料;我国煤矿产能已位居世界第一)和石油价格趋势等因素的约束,只能适度发展。在地区规划的基础上宜通过论证及早确定全国发展规模,不宜各行其是。预期中远期的石油替代规模约可相当于“一个大庆”。

  2、油砂沥青和特重质原油约占世界原油资源总量的一半,油页岩也是重要的非常规石油资源。预计今后20--30年期间,非常规石油生产将有较大的发展以补充常规石油的短缺。预测表明:2030年非常规原油的产量将可增长至占世界石油总产量的10%左右。我国拥有油页岩炼油工业基础,发展油页岩工业需要改进加工、炼制技术,提高生产规模,解决环保技术问题。

  3、生物质制油发展规模受资源可得性、资源综合利用等因素的约束。发展生物质能源作物的种植、充分利用生物质废料(秸秆、林业废料、生物垃圾),在发电、制油和其他用途优化利用、综合平衡的基础上,可考虑用3亿吨原料生产替代燃料0.5亿吨(石油当量)作为中远期的发展目标。必威 betway必威必威 betway必威必威 必威betway必威 必威betway