能源约束条件下我国液态生物质燃料的原料资源潜力及其优化策略研究

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作为世界上人口最多的发展中国家,中国的能源消费量在2010年已跃居世界第一位,经济的持续发展将继续使我国对能源的需求量刚性增长。但是我国的能源禀赋较为薄弱,能源生产与消费的矛盾突出,其中石油供求矛盾是能源矛盾的核心。以石油为重点的能源供求矛盾属于世界性问题,全球很多国家为了保障能源安全采取了以能源替代为主的多种应对策略,其中以生物质燃料为代表的可再生能源开发利用是能源替代战略的重要选项。而对我国来说,经济的正常运转需要交通运输业的快速发展,而交通运输业对原油和成品油的需求量会急剧增加,液态生物质燃料可直接用于替代成品油的消耗,因此开发利用液态生物质燃料补充石油消费的不足对保障能源安全更有必要性和紧迫性。  发展液态生物质燃料产业对我国社会经济发展能起到缓解能源供求矛盾、助力解决“三农”问题、保护和改善环境与生态、促进新兴产业和新经济增长点形成等方面的重要作用。近年来我国液态生物质燃料产业发展较快,液态生物质燃料的生产量和消费量已跃居世界第三位,我国政府也制订了液态生物质燃料产业发展的规划目标。但是目前液态生物质燃料产业发展中还存在不少问题,主要包括发展目标不够明确、扶持政策不尽合理、技术不够成熟、产业不完善等方面。无论与发达国家生物质燃料产业的发展相比还是与保障能源安全的要求相比,生物质燃料产业都必须进行合理调控才能走上持续健康发展轨道。  我国在抗战时期曾出现过从国内外都难以获取车用燃油的“油荒”困境,当时进行过开发包括生物质燃料存内的多种能源用于替代汽油消费(主要是汽车消耗),以解决“油荒”问题对经济正常运行和军事斗争的制约。今后要保持我国经济持续平稳发展,必须防范燃油供求缺口的出现,这就使促进液态生物质燃料产业发展显得比较重要,生物质燃料产业的发展中要注意吸取历史上的经验教训。  根据当前我国汽车和交通运输业的发展状况,今后原油和成品油的需求量将快速增加。到2020年交通运输业对成品油的消费量可达到4.43亿吨,国民经济对原汕的需求量可达到7.96亿吨,但是届时我国的原油产量只能达到2.4亿吨左右,为防止过度依赖原油进口,需要设定原油对外依存度上限。根据我国目前的实际情况,今后为保持风险相对较低的能源供求形势,需要把原油对外依存度控制在60%~65%之间,但这样会产生明显的原油供求缺口,需要开发液态生物质燃料加以补充。  由于目前我国液态生物质燃料的产量水平偏低,对补充石油供求缺口所起的作用较为有限,迫切需要提高其产量水平,这就需要有充足的生物质原料资源作支撑。由于我国存在粮食安全的限制条件,今后发展液态生物质燃料必须以非粮能源作物、农林废弃物和餐饮废油作为主要原料。种植能源作物需要开发大量宜能边际土地,我国边际土地资源较丰富但目前的开发数量较少,今后应做好对边际土地数量、用途、开发成本等技术参数的评估工作。我国今后需要大量开发木薯、甘薯和甜高粱等能源作物生产燃料乙醇,种植麻疯树、黄连木、油桐、文冠果、乌桕树等木本油料能源作物生产生物柴油。开发利用农林废弃物生产纤维素乙醇需要用其他形式的能源将秸秆和薪柴资源置换出来。利用餐饮废油生产生物柴油必须防止其回流餐桌,要采取有效措施使餐饮废油能源化产生经济驱动力。同时还可以将部分糖料作物和食用粮油作物作为液态生物质燃料的辅助原料。  如果从现在开始对各种生物质原料资源进行开发,自2015年起可以带来较大规模的燃料乙醇和生物柴油产量。2015~2030年各种生物质原料资源具备的生物质燃料总体生产潜力将从7668.4万吨增加到1.546亿吨,其中燃料乙醇的产量潜力从6364.4万吨增加到1.178亿吨,生物柴油的产量潜力从1304万吨提高到3679万吨。  我国具备的燃料乙醇和生物柴油生产潜力对能源供求缺口的补充能力存在一定的差别,但都能消除因保持安全的原油对外依存度而产生的石油供求缺口。2020年燃料乙醇的总体生产潜力为8880.5万吨,其中源自能源作物的产量为1405.3万吨,来自农林废弃物的产量7290.4万吨屯。如果用燃料乙醇弥补2020年为保持60%原油对外依存度产生的汽油供求缺口,只需要把届时燃料乙醇生产潜力的25%转变为现实的产量。2020年生物柴油的总体生产潜力可达到2270万吨,其中木本油料作物具备1460.4万吨的生产潜力,餐饮废油具有604.6万吨的生产潜力。如果把这种生产潜力完全转变为现实的产量并用于弥补石油供求缺口,可把原油对外依存度控制在62.5%左右;如果上述生产潜力实现80%,可把原油对外依存度控制在65%。  开发各种生物质原料资源用于能源转化都有一定的经济性生产边界,在目前的技术经济条件和原油价格水平下,大多数原料资源用于生物质燃料生产都会出现亏损。原油价格不低于113.19美元/桶时,利用大多数淀粉类、糖类能源作物和油料能源作物及餐饮废油生产生物质燃料具备经济性。原油价格超过127.6美元/桶时,纤维素燃料乙醇的生产出现经济性边界;原油价格高于139.5美元/桶时利用光皮树生产生物柴油才具备经济性。  充分挖掘各种生物质原料的能源转化潜力会产生多种社会收益和社会成本,不同的生物质燃料产量水平会产生不同的社会收益和社会成本。今后燃料乙醇和生物柴油的总产量超过2112万吨时才能产生正的净社会收益,但生物质燃料的产量水平并非越高越好。随着生物质燃料产量的逐渐提高,产生的净社会收益将呈现先增加后减少的趋势。通过不同情景的对比,生物质燃料产量达到足够消除石油供求缺口的水平时才会产生最大的净社会收益,对我国社会经济的发展最为有利,这种情况下2020~2030年的净社会收益可从2344亿元上升到3799.5亿元(2010年价格水平)。  目前液态生物质燃料产业的发展还存在较多的问题与不足,政府针对该产业制定的扶持政策和发展目标还有待进一步完善,为促进该产业走上持续健康发展的轨道,并对生物质燃料的产量水平进行优化,需要采取以下方面的对策加以解决。首先,要加强对生物质燃料的原料资源开发力度,扩大其产量水平。一是加强对宜能边际土地资源的评估和开发。二是采取合理措施推进宜能生物质原料资源的规模化利用。三是提高生物质原料资源开发的经济吸引力。其次,要不断完善生物质燃料产业的发展模式。一是延长生物质燃料的产业链,加强对相关产业的带动作用。二是采用新的产业化形式,使生物质燃料产业的各方经济主体受益。三是健全生物质燃料的市场准入体系和产品流通体系。最后,要制定更有效的扶持政策促进生物质燃料产业发展。一是对用于燃料生产的生物质原料开发活动给予财政补贴。二是提高对生物质燃料企业技术研发的资助力度。三是提高对能源转化经济性边界较高的生物质原料开发的补贴标准。
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