甘肅省生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及策略＊

王金明，李發(fā)達(dá)，陳維鉛，趙圣祖，陳志瑞，蘭云飛

（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院/甘肅省太陽能發(fā)電系統(tǒng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 酒泉 735000）

1 概述

當(dāng)前，世界各國的能源以化石能源為主，但化石能源不可再生及造成“酸雨”“溫室效應(yīng)”等日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，亟待對當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。生物質(zhì)能源是一種CO2中性的燃料，且在使用過程中幾乎沒有SO2產(chǎn)生。發(fā)展生物質(zhì)能源對我國實(shí)現(xiàn)2030年碳排放“達(dá)峰”，2060年碳排放“中和”宏偉目標(biāo)具有重要意義。生物質(zhì)能源的利用有多種方式，其中固化成型燃料由于原料來源豐富，加工簡單，儲(chǔ)運(yùn)方便，技術(shù)相對成熟等原因，在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。甘肅省地處西北，東西蜿蜒約1 600km，獨(dú)特的地理環(huán)境使得省內(nèi)生物質(zhì)資源極為豐富。近年來，甘肅省生物質(zhì)固體成型燃料行業(yè)發(fā)展迅速，但依然面臨多種問題。客觀分析總結(jié)甘肅省生物質(zhì)固體成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及政策問題，對推動(dòng)本省行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

2 甘肅省產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 資源現(xiàn)狀

鄭健等[1]對甘肅省生物質(zhì)資源分布進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)甘肅省生物質(zhì)資源主要為農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物和果蔬廢棄物，可利用量分別為529.73萬t、405.46萬t、3.51萬t和85.61萬t，其中河西地區(qū)地域廣闊，生物質(zhì)資源最為豐富。從調(diào)查結(jié)果來看，甘肅省一些頗具潛力的林木生物質(zhì)資源占比極小，如廣泛生長于河西地區(qū)的梭梭，由于其極高的熱值，號稱為“沙漠活煤”，2020—2022年將在酒泉市金塔縣人工種植梭梭400萬穴，但該項(xiàng)目以改善生態(tài)為主，綜合利用方面規(guī)劃極少。紅柳是廣泛生長于甘肅河西地區(qū)又一種耐旱、耐寒、耐鹽堿優(yōu)良防風(fēng)固沙樹種，也是優(yōu)良的薪炭林樹種。大量生長于甘肅慶陽子午嶺林區(qū)的文冠果可在溝壑、丘陵、撂荒地、沙荒地、黏土地和巖石裸露地上生長，其果可以作為生物質(zhì)液體燃料的重要原料，其莖、枝、葉既可入藥，又可作為生物質(zhì)固體燃料原材料。本研究對甘肅省境內(nèi)一些頗具潛力的生物質(zhì)資源采集樣本，進(jìn)行了工業(yè)分析及熱值測定[2-6]，其結(jié)果見表1。

表1 多種生物質(zhì)資源工業(yè)分析及熱值測定結(jié)果

（接表1）

2.2 技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)

目前，甘肅省內(nèi)專門從事生物質(zhì)固體燃料研究的科研機(jī)構(gòu)較少。蘭州理工大學(xué)建有甘肅省生物質(zhì)能與太陽能互補(bǔ)功能系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開展了多項(xiàng)系列研究。李金平等[7]以某生物質(zhì)熱電廠為研究對象，對生物質(zhì)直燃鍋爐進(jìn)行了平衡分析，利用Aspen Plus軟件模擬煙氣余熱回收系統(tǒng)的運(yùn)行工況，得到了系統(tǒng)內(nèi)各主要流股的熱力學(xué)性質(zhì)。許津元等[8]開發(fā)了將生物質(zhì)與煤進(jìn)行混合制備生物質(zhì)燃料的相關(guān)設(shè)備。本課題組采用凹凸棒石作為生物質(zhì)固體燃料進(jìn)行了抗結(jié)渣劑的相關(guān)研究，取得了較好的應(yīng)用效果。另外，本課題組針對抗結(jié)渣劑添加過程中自動(dòng)化程度低、添加不均勻、粉劑抗結(jié)渣劑易結(jié)塊等問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了生物質(zhì)固體燃料粉劑添加專用設(shè)備。

2.3 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來，甘肅省從事生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量增長較快，特別在河西地區(qū)尤為明顯，武威市、張掖市、酒泉市均成立了多家相關(guān)企業(yè)。從企業(yè)規(guī)模上來說，大多數(shù)企業(yè)規(guī)模較小，收儲(chǔ)、生產(chǎn)、銷售等產(chǎn)業(yè)鏈條中短板突出，缺乏現(xiàn)代企業(yè)管理理念。這主要是因?yàn)槟壳吧镔|(zhì)固體燃料消費(fèi)市場還不成熟，且甘肅省在生物質(zhì)固體燃料的推廣方面與國內(nèi)其他地區(qū)甚至周邊地區(qū)都存在差距，在此背景下導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)對擴(kuò)大規(guī)模和補(bǔ)全產(chǎn)業(yè)鏈條短板缺乏內(nèi)生動(dòng)力，從而使本省生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為緩慢，部分企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營上也存在多方面的困難。

3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問題

3.1 原料不足且收集困難

企業(yè)原料收儲(chǔ)問題，是生物質(zhì)固體成型燃料企業(yè)面臨的普遍問題，對于該問題的解決，發(fā)揮省內(nèi)各級政府作用是關(guān)鍵。近年來，國家不斷出臺新能源發(fā)展的優(yōu)惠政策，生物質(zhì)能源的發(fā)展進(jìn)入了快車道。由于甘肅省地理狹長的特點(diǎn)，生物質(zhì)能原料分布十分分散，這使得生物質(zhì)原料雖然存量巨大，但原料收集及運(yùn)輸成本較高、原料收集機(jī)械化水平較低。

3.2 生物質(zhì)固體成型技術(shù)支撐平臺不足，專業(yè)從業(yè)人員較少

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國在生物質(zhì)成型設(shè)備機(jī)組方面的研究取得了可喜的成績。但由于行業(yè)特點(diǎn)，生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)企業(yè)受地域影響巨大，從而使生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，面臨多種差異化技術(shù)問題。以酒泉市為例，由于該地區(qū)地處河西走廊西端，以干旱氣候?yàn)橹鳎乇矶嗌笆哪瑥亩故占纳镔|(zhì)原料砂石雜質(zhì)較多。該地區(qū)相關(guān)企業(yè)對原料除雜的要求較高，但在市場上卻極缺乏滿足要求的除雜設(shè)備。甘肅省生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)方面嚴(yán)重缺乏專業(yè)平臺和相關(guān)專業(yè)科技人員,致使相關(guān)企業(yè)存在的卡脖子問題難以得到解決，如除雜不力造成生物質(zhì)成型機(jī)模具磨損嚴(yán)重、使用壽命短，故障率較高，設(shè)備不能連續(xù)生產(chǎn)，維修頻繁，只能小量斷續(xù)生產(chǎn)。

3.3 政府相關(guān)部門認(rèn)識不足，管理服務(wù)體系缺失

由于甘肅省發(fā)展生物質(zhì)能起步相對較晚，缺乏適宜本省實(shí)際情況的成熟運(yùn)行模式。政府相關(guān)部門缺乏對行業(yè)的認(rèn)識和了解，低估了行業(yè)蘊(yùn)藏的巨大潛力，很難制定出促進(jìn)甘肅省生物質(zhì)固體燃料行業(yè)跨越式發(fā)展的有力措施。盡管近幾年由于我國政府加強(qiáng)對生物質(zhì)能的發(fā)展，相關(guān)生物質(zhì)能標(biāo)準(zhǔn)加快了制訂和修訂的步伐，但缺乏相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的局面沒有根本改觀，行業(yè)中對于標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行也參差不齊。目前，甘肅省還沒有出臺生物質(zhì)能相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這種局面一方面反映出甘肅省相關(guān)技術(shù)開發(fā)及研究的不足；另一方面反映出政府部門對于行業(yè)的發(fā)展重視程度還不夠。相關(guān)政府機(jī)構(gòu)作為管理服務(wù)體系的主體，對于行業(yè)的發(fā)展缺乏一定的長短期規(guī)劃，如在物理距離較近的區(qū)域內(nèi)重復(fù)建設(shè)多家生物質(zhì)固體燃料生產(chǎn)企業(yè)，從長遠(yuǎn)來看，這不利于生物質(zhì)能行業(yè)的發(fā)展。

4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

4.1 政府牽頭，破解生物質(zhì)固體成型企業(yè)原料問題

對于這個(gè)問題相關(guān)學(xué)者也提出了各種切實(shí)可行的解決辦法，但要從根本上解決這個(gè)問題，必須通過針對性地選擇具有一定規(guī)模和一定實(shí)力的生物質(zhì)固體成型企業(yè)，幫助其建立相配套的原料基地，形成以自建原料基地為主，收集農(nóng)村散戶原料為輔的原料供給格局。同時(shí)，從長遠(yuǎn)來看，生物質(zhì)的利用以生物質(zhì)熱解氣化、液化等技術(shù)替代化石原料生產(chǎn)生物基能源及生物基化工產(chǎn)品為發(fā)展方向，通過建立原料基地有利于形成規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)，實(shí)現(xiàn)省內(nèi)行業(yè)跨越式發(fā)展；另一方面，政府部門可以利用行政化手段，在生物質(zhì)資源豐富的農(nóng)村地區(qū)建立生物質(zhì)原料收儲(chǔ)機(jī)制。

4.2 加大對生物質(zhì)能行業(yè)科研支持力度

與國外及國內(nèi)其他地區(qū)相比，甘肅省在生物質(zhì)成型燃料技術(shù)方面起步要晚30～50年，相關(guān)技術(shù)和專業(yè)從業(yè)人員水平較為落后，而要彌補(bǔ)這些差距，政府必須加大投入，同時(shí)要積極鼓勵(lì)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新。通過加大經(jīng)費(fèi)投入，形成產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展的模式，從而為相關(guān)技術(shù)快速迭代奠定良好基礎(chǔ)。該模式起點(diǎn)在“產(chǎn)”，但難點(diǎn)也在“產(chǎn)”。起點(diǎn)在“產(chǎn)”，是要通過“產(chǎn)”精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題，并不斷點(diǎn)對點(diǎn)解決攻克技術(shù)問題；難點(diǎn)在“產(chǎn)”，是難在相關(guān)技術(shù)底子薄，缺乏持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力和機(jī)制。經(jīng)過長期的發(fā)展，生物質(zhì)成型燃料的市場前景已較為明朗和廣闊。破解難點(diǎn)問題，必須依靠相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步。目前，甘肅省從事生物質(zhì)能開發(fā)的機(jī)構(gòu)或平臺較少，如果相關(guān)政府部門能夠適時(shí)加大推力，一定可以加速生物質(zhì)成型技術(shù)及生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)在甘肅的發(fā)展，點(diǎn)燃“產(chǎn)學(xué)研”循環(huán)鏈的“化學(xué)反應(yīng)”。

4.3 政府相關(guān)部門提高管理水平，加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管和引導(dǎo)

面對甘肅省生物質(zhì)固體燃料產(chǎn)銷方面的問題，政府相關(guān)部門應(yīng)提升管理水平。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，省內(nèi)個(gè)別地區(qū)監(jiān)管部門仍然將生物質(zhì)固體燃料當(dāng)做高污染燃料進(jìn)行監(jiān)管，但早在2017年4月，生態(tài)環(huán)境部（原環(huán)境保護(hù)部）印發(fā)的《高污染燃料目錄》中已將生物質(zhì)固體燃料移出高污染燃料監(jiān)管范圍。政府相關(guān)部門應(yīng)引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，生物質(zhì)固體燃料行業(yè)日趨成熟，以“質(zhì)”求勝是行業(yè)快速發(fā)展的必經(jīng)之路。一方面可做好對相關(guān)行業(yè)的引導(dǎo)、幫助、規(guī)劃等工作；另一方面率先采取強(qiáng)有力科學(xué)監(jiān)管手段，使相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得到切實(shí)執(zhí)行。政府部門管理水平的提升也將有助于促進(jìn)甘肅省生物質(zhì)固體燃料行業(yè)在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)彎道超車。