我国生物质能源现代化应用前景展望(四)——生物质能源转化生命周期分析

生物质种类不同,转化为运输燃料的途径也是多种多样,生命周期排放的温室气体和能耗也不相同。总结对比主要生物质转化途径的全生命周期分析(LCA)结果,有助于明确需要进一步改进的技术难题和方向。生物质转化为醇类燃料时,使用E85比使用传统汽油的碳排放明显下降,纤维素生化转化途径排放的二氧化碳当量值约为传统汽油的0.2~0.7倍,热化学途径约为传统汽油的0.6~0.9倍,玉米干法为传统汽油的0.8~1倍。油脂类生物质转化为酯类燃料时,生物柴油减排温室气体的效果,动物油脂地沟油、棕榈油豆油、椰子油菜籽油。动物油脂、地沟油生产生物柴油可减排温室气体70%~90%,以植物为原料的生物柴油可减排10%~90%。生物质转化为烃类燃料时,菜籽油基喷气燃料可减排温室气体13%~55%,F-T合成油比油脂加氢具有更好的减排效果,BTL通常可减排80%以上的温室气体,CBTL的减排效果与掺入生物质的比例有关,热解汽柴油的温室气体减排率为58%~70%。对于微藻生物燃料工艺过程,在微藻产率和含油量不太低的情况下,池子系统的温室气体排放低于石油柴油。     

碳中和目标下农村地区生物质清洁供暖碳减排及经济性分析北大核心CSCD

文章从农村地区生物质清洁供暖的角度,阐述了国内外生物质清洁供暖技术的研究现状,并对我国农村地区生物质清洁供暖技术路径、减排预期和经济性进行了分析。分析结果表明:在农村地区推广生物质清洁供暖,减排效果显著,到2060年,在基准情景和碳中和情境下,农村生物质供暖贡献的CO_(2)减排量分别约为7 100万t和1.7亿t,是2020年的2.5倍和6倍,且生物质的使用成本比其他清洁能源低;在生物质资源丰富的农村地区,应根据当地情况采用适宜的供暖模式,有序推进生物质清洁供暖,这将有助于我国实现碳中和目标和缓解全球气候变化。     

生物质燃料破碎机的开发

介绍了一种适用性广泛、效率高、能耗低的生物质燃料破碎技术。该技术与国外同类技术相比,综合破碎效率有所提高,综合吨料耗电量有所下降,购置费用降低70%,且维护方便。该技术的成功开发及应用,扩大了我国生物质发电燃料的利用范围,提高了生物质燃料破碎效率,降低了破碎作业成本,在生物质燃料供应方面有效地推动了我国生物质发电的技术进步。     

我国生物质成型燃料产业化现状及发展瓶颈浅析

生物质固体成型燃料具有易于存储运输、清洁低碳等显著优点。目前,我国生物质固体成型燃料产业化工作已取得了长足进步,但仍存在发展瓶颈。介绍了我国生物质固体成型燃料产业化现状,系统分析了外围环境、标准体系、关键技术、利用成本等因素对国内成型燃料产业化进程的影响,并在此基础上探讨了生物质固体成型颗粒产业化发展趋势。     

考虑柔性负荷的综合能源系统低碳经济优化调度

随着低碳发展进程的不断推进,综合能源系统(IES)逐渐成为实现减排目标的重要支撑技术。基于能源集线器概念,结合需求侧柔性负荷的可平移、可转移、可削减特性,构建了含风光储、燃气轮机、柔性负荷等在内的IES模型。综合考虑了系统运行成本和碳交易成本,建立了以总成本最低为优化目标的IES低碳经济调度模型,采用鲸鱼优化算法对算例进行求解。通过场景对比,分析了碳交易因素对能源调度的影响,以及在碳交易体系之下,柔性负荷的合理调度对IES进一步减少碳排放、降低系统成本可发挥的作用。研究结果表明,在碳交易体系下,柔性负荷参与调度能有效地提高系统的经济环境综合效益。     

生物质能转化技术及资源综合开发利用研究

开发利用生物质能源,对保障国家能源安全、实现节能减排战略目标意义重大。我国生物质能的开发利用技术取得了许多优秀成果,但与发达国家相比,还存在不少差距。生物质资源可分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物、禽畜粪便等,其化学组成和化学结构也差异很大。生物质能的转化技术方式主要为:直接燃烧方式,物化转换方式,生化转化技术,化学转化方式。面对传统能源的市场竞争,我国生物质能源开发只有依靠科技进步,将生物质能资源进行精细化工产品的深度利用,综合开发,使之增值,反哺生物柴油、燃料乙醇及生物质燃气等能源产品的开发;利用现代转基因技术培育能源植物新品种,提高出油率,降低原料成本;创新生物质能转化技术,提高生物质能产品产量、降低生产成本。运用精细化工技术平台开发生物质资源,已成为生物质资源综合利用领域的研发热点。在生产生物质能源产品的同时,综合开发利用生物质资源,将成为未来世界新的经济增长点。     

降低集中式生物质发电厂燃料成本的方法

生物质发电存在燃料成本高,且农民出售秸秆的积极性也不高等问题。提出了一种降低集中式生物质发电厂燃料成本的改进方法,由生物质电厂购买收割机主动帮助农民免费收割,并就地打包运输秸秆,其秸秆归生物质电厂所有。通过成本计算得到,在改进方式下收集稻类秸秆价远低于市场价,利用提高年作业量的方式还可大幅降低生物质发电燃料成本。     

燃煤电厂全过程低碳节能技术路径探讨

  目的  燃煤电厂的低碳节能路径是缓解我国能源危机与环境污染的重要策略。  方法  文章评述了当前燃煤电厂在燃料供应设计阶段和节能运行维护阶段的低碳节能技术以及低碳技术潜在的发展方向。  结果  对于电厂燃料供应设计阶段的低碳技术应优化生物质/氨与煤的掺烧比例,良好的掺烧比例有利于炉内充分燃烧,降低碳排;电厂节能运行维护阶段吸收技术、吸附技术和气体分离技术是碳颗粒捕集的常用手段,同时储能技术、深度调峰技术、柔性直流供电技术对于CO₂减排具有重要作用。  结论  对电厂低碳技术发展进行展望,认为采用综合互补低碳协同方式,并结合电厂运行过程中的监管反馈调控措施,将是促进电厂可持续能源发展的重要发展方向。     

我国炼油工业可持续发展的对策思考

我国已成为世界第二大炼油国,2008年炼油能力达到4.38×108t/a。通过结构调整,炼油装置平均规模越来越大;通过自主开发,我国已全面掌握原油加工技术,能自主建设年加工能力千万吨级的大型炼厂。据预测,到2020年我国汽煤柴油的需求量将达到3.5×108~3.9×108t,强劲的市场需求为中国炼油工业提供了难得的发展机遇。但同时我国炼油工业也面临着石油资源不足,原油品质呈现重质化、劣质化趋势,环保法规日益严格,石油产品质量亟待升级,二氧化碳减排压力大等制约因素。为了实现我国炼油工业的可持续发展,应努力优化炼油加工总流程,建设加氢型炼厂,充分合理地利用石油资源;调整油化一体化的发展思路,低碳烯烃可以用煤或天然气为原料进行生产,石油加工应以运输燃料收率最大化为目标,并提高柴油在运输燃料中的比例;发挥资源优势,适度有序发展煤制油、煤化工,合理安排煤制油和甲醇制烯烃、甲醇制丙烯项目;生产运输燃料是生物质大规模利用的最佳方式,应重视技术的集成创新,发展生物燃料产业,同时加强生物油藻的研究开发;减少能源使用是减排CO2最重要、最现实的措施,要大力推进技术创新,实现炼油过程的节能降耗,要推进二氧化碳的捕集、转化、储存(CCCS)技术的研发。     

我国生物质能源现代化应用前景展望(一)——生物质资源和供给

生物质能除了可以在改善世界一次能源结构、降低化石能源需求量方面做出重要贡献以外,还可在减少温室气体排放、保障能源供应安全、改善贸易平衡、促进农村发展和改进城市废弃物处理方式等方面发挥作用。目前全球每年一次能源消费总量为500EJ,生物质资源的年用量约占一次能源消费总量的10%左右,主要被用于传统的民用燃料和生产第一代生物燃料。第二代生物燃料技术预计将于2020年前后在一些国家实现工业化生产。IEA预测,2050年世界一次能源需求量为670EJ,生物质资源将占一次能源需求总量的20%左右。各方学者预测的2050年全球生物质资源量最低值基本在200~400EJ之间,最高值在400~1500EJ之间。中国的生物燃料产业尚处于起步阶段,不过应该说取得了良好的开端。我国生物质资源相对较少,且分布不均,发展生物质能产品需要依靠能源作物。只有通过合理开发、有效利用,才能在不与粮食和食用油争夺土地的前提下,在一定程度上提供生物运输燃料和生物质发电供热所需的原料,生物质能-农产品和/或生物质能-林产品联合生产系统应成为主要发展方向。美国生物燃料产业的发展模式对我国具有一定的借鉴意义。生物质最有效的利用方式是生产运输燃料,从长远来看,生物燃料可以与石油燃料竞争,尤其是喷气燃料和汽油更具替代优势,但受到生物质资源供应量的制约。     

生物质成型颗粒配套环保炉具的污染物排放现场测试及环境效益评估

文章以山东滨州某县的生物质推广村为例,对在该村推广的两款生物质采暖炉具(水暖炉和烤火炉)进行了污染物排放检测,并进行了入户调研。相比于散煤的污染物排放,以生物质成型颗粒为燃料时,水暖炉和烤火炉的PM2.5排放因子分别有52.5%和51.3%的减排效果;水暖炉的CO排放因子有56.7%的减排效果,而烤火炉的CO排放因子会增加37.4%的排放量;生物质成型颗粒的含硫量低,未检测出SO2排放;相对于散煤,生物质成型颗粒在NOx方面并无减排效果。     

中国农村能源温室气体主要减排技术评价及潜力分析

农村能源减排技术是优化能源结构,减少温室气体排放的重要途径之一,有利于实现国家温室气体减排的目标。文章综合分析评价了农村能源温室气体减排技术,计算减排效果并估算未来的减排潜力。结果表明,2009年中国主要农村能源技术温室气体减排量为8 529万tCO2,测算到2020年,中国农村能源温室气体的减排潜力约为2.97亿t CO2。农村户用沼气、生物质固体成型燃料、太阳能热利用等农村节能减排技术已基本成熟,实现了产业化应用,且减排潜力较大,是未来推广的重点。     

我国清洁能源碳减排效益分析及发展顺序

发展低碳能源是应对全球气候变化、实现电力低碳化发展的有效途径,最终要以发电技术在具体工程项目中应用来实现,衡量各技术的经济可行性、评价可再生能源发电技术CO2的减排效益是关键。分析了当前我国主要5种低碳发电技术置换火电的碳减排成本及产生的碳减排效益,并对2020年低碳能源发电技术的碳减排潜力进行了测算。结果表明,水电发电成本及相应的碳减排成本最低,核电其次,光伏发电最高,应优先发展水电、大力开发核电,同时积极发展风电等其他低碳能源。     

可再生能源越来越便宜

正Energy Daily,2016-06-156月15日国际可再生能源机构(IRENA)发布的报告称,太阳能和风能技术的发电成本越来越便宜。IRENA表示,由于有了正确的政策,太阳能和风能的成本可能在下一个10年的中期会下降59%。自2009年以来,太阳能发电装置和风力发电装置的价格分别下跌了约80%和30%。IRENA总干事Adnan Amin说,过去成本一直是化石燃料向低碳替代燃料转型的主要障碍之一。他在     

“三碳经济”产业链为治沙带来新希望

正沙柳治理沙漠(碳吸收),利用沙柳平茬的生物质燃料发电(碳减排),利用电厂排放的纯净高浓度二氧化碳培育优质螺旋藻(碳捕集利用)的三碳经济模式。近期,内蒙古国际生物质绿色低碳循环能源项目以同步实现林业碳汇与沙漠化治理、生物质发电和螺旋藻养殖相结合的治沙产业化低碳经济发展模式,引起业内人士广泛关注。该项目位于内蒙古鄂尔多斯乌审旗毛乌素沙地。植树治沙没想象中那么简单据悉,目前我国沙漠化面积已经达到262万平方公里,占国土面积的27%,而且呈扩展的态势。我国是世界上沙漠面积较大、分布较广、沙漠化危害严重的国家之一,沙漠的治理历来是我国的一个大难题。国际生物质绿色低碳循环能源(IBEPB)项目负责人、内蒙古毛乌素生物质热电有限公司董事长李京陆说,我     

中国能源温室气体排放与可持续发展

全球气候变化对经济社会的可持续发展带来严重挑战。影响温室气体排放的因素主要有经济增长、人口、能源消费强度、能源结构等。预计中国2005～2020年GDP年均增长率为8.0%～8.6%。基准情景下,中国2050年能源需求总量达到66.19×108t标煤,人均能源消费量4.4t标煤,CO2排放量117.3×108t,能源消费弹性系数0.42,2020年CO2排放强度比2005年下降43%～48%;减排情景下,中国2050年能源消费量50.4×108t标煤,人均能源消费量3.5t标煤左右,CO2排放量70.7×108t,人均CO2排放量4.8t左右,能源消费弹性系数0.32,2020年CO2排放强度比2005年下降48%～52%,若能实现减排情景,则意味着中国已做到了低碳经济;而从可预见的技术条件以及清洁能源和可再生能源利用的规模来看,实现低碳情景难度很大。中国正处于工业化中期的发展阶段,能源需求增加是客观存在的,应力争转变经济增长方式,优化产业与产品结构,减少与控制高耗能产品出口,提高非化石能源比重和能源利用效率。发展中国家在应对全球气候变化行动中应制定中、短期目标与长期目标。中、短期目标即相对减排,中国政府制定的2020年CO2排放强度相对2005年降低40%～45%的约束性目标就属于相对减排;长期目标指的是当发展中国家实现工业化后,若全球技术发展迅猛,这时发展中国家温室气体的总量控制与减排才有可能做到。     

关于发展低碳能源技术的探讨

发展低碳经济是应对全球气候变暖、实现可持续发展的迫切需求。论文综合了国际上温室气体排放情景的相关分析,明确了温室气体减排的潜力部门和关键技术,如能效技术、可再生能源发电以及CO2捕获和封存等。为了将应对气候变化的目标与地方贯彻落实的实践有机结合,应加强低碳经济研究,为规划和决策提供科学依据。     

黄酒米浆水残渣与木质成型燃料燃烧特性研究

以木质加工剩余物与黄酒米浆水固体残渣为原料,利用热压成型技术制备新型生物质燃料。利用热重-微分热重-差示扫描量热法(TG-DTG-DSC)热分析联用技术,对制备的新型生物质燃料的燃烧特性进行研究。研究表明:制备的新型生物质燃料随米浆水残渣添加量的增加,其可燃性、稳定性增强,但燃尽性降低。故米浆水固体残渣与木屑混合比例为1∶1时所制备的生物质燃料综合燃烧性能较高,用于替代纯木屑生物质燃料最为合适。     

消烟除尘是推广生物质燃烧设备的关键

说明了烟尘是影响生物质燃烧设备推广的主因,分析了生物质颗粒燃料在燃烧过程中产生烟尘的原因;指出生物质燃烧设备减排PM2.5、减少对大气环境的污染是一项综合技术,并给出了相关建议。     

中国2050年低碳情景和低碳发展之路

利用IPAC模型对我国未来中长期的能源与温室气体排放情景进行分析。设计了3个排放情景,介绍了情景的主要参数和结果,以及实现减排所需的技术,同时探讨中国实现低碳情景所需要的发展路径。作为一个经济快速增长国家,中国未来的能源需求和相应的温室气体排放将快速明显增加。中国要实现低碳发展路径,必须从现在就采取适合于低碳发展的政策,着重发展具有国际领先地位的重大清洁能源开发、转换和利用技术,大力发展可再生能源和核电技术,提高公众意识,使低碳生活方式成为普遍行为,逐步实施能源税和碳税。