生物質能產業標準體系建構初探

關鍵詞：能源，生物質，標準體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.05.013

1 引言

多年來，我國生物質能產業標準化在各領域分支的發展一直參差不齊，大量關鍵標準和指標仍然處于缺位狀態，如：生物質發電方面存在生物質鍋爐煙氣凈化、除塵和脫硫脫硝方面的標準不全面，發電技術方面標準未能充分吸收和轉化國內現有的技術工藝等問題；固體生物燃料分等分級標準未能覆蓋市場中的大部分產品類目等等。這些關鍵標準和指標的缺位都導致我國生物質能產業標準化尚無法滿足產業發展和企業生產需求。造成此種局面的一個重要原因就是標準制定缺乏頂層設計。如能構建符合產業現狀的標準體系，通過相互銜接、有機統一的系列標準、標準體系，構建出一幅包括現有、應有和計劃制定的生物質能產業標準工作藍圖。

2 生物質能產業標準體系建構

2.1 總框架

本文根據生物質能產業內技術的基本分類和產業鏈的布局情況，首先設計了生物質能產業標準體系總框架，共包括7個部分：0.術語及定義；1.生物質固體燃料子體系；2.生物質液體燃料子體系；3.生物質氣體燃料子體系；4.發電利用；5.熱利用；6.生物質減污固碳（如圖1所示）。

本文根據標準內容的側重與標準體系各部分強調的內容進行分類，有可能導致同一對象的標準分在不同區域，如：生活垃圾相關標準，生活垃圾分類相關標準歸入“6.2.1生活垃圾資源化利用”中，生活垃圾焚燒發電相關標準歸入“4.發電利用”相關部分中，生活垃圾發酵產沼歸入“3.1 生物化學轉化制氣”相關部分中，生活垃圾焚燒污染控制歸入“6.1.2污染排放控制”中。

2.2 術語及定義

術語及定義標準是一個行業內標準體系中的基礎類標準，術語和定義的明確和統一是本行業標準化發展的第一步。本文根據目前構建標準體系的通用做法，將各領域分支中術語和定義層面的標準上提形成第0部分“術語及定義”。目前生物質行業先行術語及定義標準主要分布在生物質通用、林業、燃氣、固體生物質等領域（見表1）。

2.3 生物質固體燃料子體系

生物質固體燃料子體系中包含6個二級分類（如圖2所示）。

1.1原料：包含1.1.1原料收儲運、1.1.2原料預處理、1.1.3原料質量控制3個三級分類。

1.2試驗檢測：包含1.2.1取樣和樣品制備、1.2.2成份分析和測定、1.2.3熱值測定、1.2.4物理性質測定4個三級分類。

1.3技術：包含1.3.1物料粉碎技術、1.3.2壓縮成型技術兩個三級分類。

1.4設備：包含1.4.1預處理設備、1.4.2粉碎機、1.4.3壓縮成型設備3個三級分類。

1.5產品：包含1.5.1產品質量控制、1.5.2產品分等分級兩個三級分類。

1.6生產管理：包含1.6.1項目設計、1.6.2項目驗收、1.6.3生產過程管理、1.6.4安全管理4個三級分類。

生物質固體燃料子體系現有標準中涉及到原料預處理和質量控制的標準較少。成份測定與物理性質檢測標準數量較多，但存在標準技術內容較為老舊，與我國行業現實脫節的問題。技術方面的標準較為缺失。秸稈粉碎設備及技術標準主要是用于還田的秸稈粉碎，缺少針對固體成型燃料的粉碎工序的標準。由于壓縮前的生物質顆粒形態對于固體燃料的燃燒形態產生影響，故應重視專門用于制備生物質固體燃料的生物質顆粒的粉碎技術及設備的標準研制。產品方面，分等分級標準未能覆蓋市場中的大部分產品類目，且分級方法需要改進，缺少質量控制標準。生產管理方面的標準較為缺失。后續應加強原料收儲運、議價、預處理，技術和工藝，生產管理等相關標準的制定。

2.4 生物質液體燃料子體系

生物質液體燃料子體系中包含5個二級分類（如圖3所示）。

2 . 1原料：包含2 . 1 . 1作物原料、2.1.2油質原料、2.1.3添加劑3個三級分類。

2.2加工轉化：包含2.2.1生物發酵技術、2.2.2酯交換技術、2.2.3加氫技術、2 .2 .4氣化合成技術、2 .2 .5生物質熱裂解技術、2.2.6微生物技術、2.2.7調配技術7個三級分類。

2 . 3產品：包含2 . 3 . 1生物柴油、2.3.2醇基燃料、2.3.3生物航空煤油3個三級分類。

2 .4成份含量：包含2 .4.1金屬含量、2 .4.2酯含量、2.4.3硫含量、2.4.4無機氯化物、2.4.5其他成份和性質5個三級分類。

2.5生產管理：包含2.5.1項目設計和驗收、2.5.2生產過程管理、2.5.3安全管理3個三級分類。

生物質液體燃料子體系現有標準中作物原料標準不全面，添加劑標準缺失。加工轉化方面未能充分體現目前國內的先進技術。產品方面還需要加強生物航空煤油等新型液體燃料標準的制定。成份含量方面需要加強金屬含量等的測定標準制定。

2.5 生物質氣體燃料子體系

生物質氣體燃料子體系由3.1生物化學轉化制氣和3.2熱化學轉化制氣組成（如圖4所示）。

①3.1生物化學轉化制氣中包含4個三級分類。

3.1.1原料：包含3.1.1.1秸稈、3.1.1.2污泥 、3.1.1.3畜禽糞便、3.1.1.4有機廢水廢渣4個四級分類。

3.1. 2加工轉化：包含3.1. 2 .1發酵制氣技術、3.1.2.2提純技術2個四級分類。

3.1.3工程：包含3.1.3.1工程設計、3.1.3.2技術規范、3.1.3.3驗收規范、3.1.3.4安全管理4個四級分類。

3.1.4產品：包含3.1.4.1沼氣、3.1.4.2生物天然氣、3.1.4.3沼液和沼渣利用3個四級分類。

②3.2熱化學轉化制氣中包含4個三級分類。

3. 2 .1焦油處理：包含3. 2 .1.1焦油含量測定、3.2.1.2焦油含量控制2個四級分類。

3.2.2氣化設備：包含3.2.2.1技術條件、3.2.2.2運行維護、3.2.2.3檢修規程3個四級分類。

3.2.3工程：包含3.2.3.1工程設計、3.2.3.2技術規范、3.2.3.3驗收規范、3.2.3.4安全管理4個四級分類。

3.2.4產品：包含3.2.4.1產品質量控制、3.2.4.2應用效果評估、3.2.4.3包裝與標識3個四級分類。

3.1生物化學轉化制氣現有標準中提純技術較為缺失。雖然沼氣在我國應用已久，各項技術也臻于成熟，然而目前沼氣的產品標準仍處于空白狀態。未來應著重制定提純技術、發酵制氣技術相關標準，以及沼氣產品標準，沼氣品質評定標準。

3.2熱化學轉化制氣現有標準中缺乏焦油含量控制標準。氣化設備相關標準中尚未有運行維護和檢修規程類標準。產品標準缺乏對產品的應用效果評估以及包裝與標識相關標準，未來應重視相關標準的制定。

2.6 發電利用子體系

發電利用子體系中包含3個二級分類（如圖5所示）。

4.1生物質鍋爐：包含4.1.1鍋爐設計、4.1.2燃燒試驗、4.1.3技術規范、4.1.4檢修規程、4.1.5能效測試、4.1.6煙氣凈化、除塵和脫硫脫硝、4.1.7運行管理7個三級分類。

4.2發電技術：包含4.2 .1垃圾焚燒發電技術、4.2.2農林生物質燃燒發電技術、4.2.3沼氣發電技術3個三級分類。

4.3電廠建設與管理：包含4.3.1電廠選址和總體布局、4.3.2工藝流程設計、4.3.3經濟效益分析、4.3.4運行管理、4.3.5項目試運行和驗收、4.3.6電價議價及生物質電力市場模型、4.3.7生命周期評價7個三級分類。

發電利用子體系現有標準中生物質鍋爐煙氣凈化、除塵和脫硫脫硝方面的標準不全面。發電技術方面未能充分吸收和轉化國內現有的技術工藝，導致生物質發電利用技術標準的缺失。電廠建設與管理方面缺乏經濟效益分析、電價議價及生物質電力市場模型、生命周期評價方面的標準，難以對生物質電廠項目進行經濟和決策方面的指導。

2.7 熱利用子體系

熱利用子體系中包含2個二級分類（如圖6所示）。

5.1生物質鍋爐供熱：包含5.1.1生物質熱電聯產、5.1.2與其他方式聯合供熱、5.1.3效率測試與評價、5.1.4工程設計、5.1.5運行與維護、5.1.6安全管理6個三級分類。

5.2生物質爐具供熱：包含5.2.1采暖爐具、5.2.2燃燒器、5.2 .3操作要求、5.2 .4效率測試與評價、5.2.5安全管理5個三級分類。

熱利用子體系現有標準中生物質鍋爐供熱方面與其他方式聯合供熱、效率測試與評價、安全管理等標準缺失。生物質爐具供熱方面操作要求、效率測試與評價、安全管理等標準缺失。未來應重點關注生物質鍋爐供熱中生物質熱電聯產、與其他方式聯合供熱、效率測試與評價、安全管理等方面的標準。根據技術發展的需要填補目前缺失的生物質爐具供熱操作要求、效率測試與評價、安全管理等相關標準。

2.8 生物質減污固碳子體系

生物質減污固碳子體系中包含3個二級分類（如圖7所示）。

6.1綠色生產：包含6.1.1節能、6.1.2污染排放控制2個三級分類。

6.2資源綜合利用：包含6.2.1生活垃圾資源化利用 、6.2.2農林生物質回收利用2個三級分類。

6.3生物質能碳捕獲與封存技術（BECCS）：包含6.3.1技術、6.3.2項目管理、6.3.3效果評估3個三級分類。

生物質能碳捕獲與封存技術（BECCS）有望通過進一步放大生物質產業的綠色屬性，而使其邁入“負碳”的行列，然而生物質減污固碳子體系現有標準中BECCS技術相關標準尚處于缺失狀態，無法對相關技術的研究和推廣起到引導和促進作用。

3結論與建議

本文針對現階段生物質能產業標準制定存在的內容交叉、重復，關鍵標準缺位等問題，提出構建適合產業發展的生物質能產業標準體系，有助于未來行業內標準化工作的規范化發展，避免標準化工作與實際需求脫節，使標準制定更有規劃性和全局觀。目前，整個行業尚未有縱跨行業的標準體系，導致標準制定工作缺乏全局性。

本文旨在拋磚引玉，為進一步完善生物質能產業標準體系開創新的思路。同時，我們仍然要意識到，標準體系歸根到底是標準制定的一個規劃和藍圖，日后還需要加快生物質能產業標準制定的步伐，支撐標準體系的有效運行。標準體系的構建要兼顧各方面的考量，既要保持一以貫之的邏輯性，也要兼顧實際情況和可操作性。在各個分支的設計上既要容納現有的技術內容，也要為未來的發展方向留出空間，即分支設置要有兼容性。例如：1.1.1原料收儲運，即可包含秸稈等作物原料收儲運技術處理的內容，也可包含未來需要制定的秸稈經紀人相關規范，以解決目前十分突出的秸稈收購問題。

標準體系通過其能將宏觀規劃和微觀標準聯通的特性，對一個行業的標準化工作及行業發展具有重要作用，尤其對于生物質能這樣尚處于發力階段的行業來說，值得各方共同探討。