发展可再生绿色能源是解决气荒的根本出路


      华北告急,华中告急,西南告急一场大规模“气荒”正在席卷中国。2017岁末,液化天然气价格猛涨,每吨从4000元涨到12000元。11月份,中海油从南方调集500吨液化气,以缓解华北气荒。未来几年,伴随着煤改气进程的加快,天然气需求紧张的情况将会进一步加剧。

  中国2017年的液化天然气(LNG)进口数据为3789万吨,超越韩国的3651万吨,成为全球第二大LNG进口国。

  与2016年2554万吨的进口量相比,中国2017年的LNG进口量同比增长48.37%,成为整个亚太地区增量最高的国家。

    气从何来?

   计划于2019年底开通的中俄管道(东线)每年可以输入380亿方的天然气加上现在已有的中亚管道和中缅管道到时候管道气进口量大致可以达到700亿方到2020年LNG年进口量要达到700亿方(5000万吨)才能满足国内天然气需求也就是要在2016年的2600万吨的基础上还要新增2400万吨但是按目前与澳大利亚、美国等国签订的协议到2020年前只能实现新增进口810万吨缺口足足有1600万吨(200亿方左右可以预见,在未来几年内“气荒”的问题将会更加严峻

   同时,从国外进口天然气,能源命脉攥在别人的手里,变数很多。进入2017年后,在强劲的经济势头下发电、化工等工业用气需求量全面增加增长量超过了前几年的总和在京津冀地区大规模推行的煤改气使民用天然气消费量也快速增长2017年原计划完成煤改气276万户但最终实际完成了319万户煤改气增量只占全部需求增量的三成

   进入冬季以来,中亚国家遭遇寒冷天气土库曼斯坦等中亚国家为确保本国居民用气违约减量截流每月减供12亿方,减量近三分之一,对中国的天然气供应影响巨大。从长远看,地下天然气是不可再生资源,终有枯竭的一天。还要面临漫长生产周期中的不确定市场风险

目前我国从中亚进口的天然气价格区间在363美元/千立方米和410美元/千立方米之间,到岸成本价格合人民币在2.1~2.4元/立方米。从缅甸进口的管道天然气到中国境内约为3元/立方米。国内销售价实际约为1.95元/立方米,就是说,每销售一立方进口的天然气,国家需倒贴一元以上。

2013年中石油销售进口天然气液化天然气亏损489.42亿元。2016年,中国天然气消费量为2058亿立方,其中进口量达到了721亿方管道气和LNG大致各半,已经成为世界第三大天然气消费国

所以,要获得与工业和民生需求相匹配的天然气中国还需要从可持续发展的生态能源上找出路。

国家曾大力发展农村沼气产业,但由于方式问题而停滞。

绿色植物利用日光能吸收的二氧化碳和水合成为碳水化合物,实际上是将光能转化为化学能并贮存下来。绿色植物是光能转换器和能源之源,碳水化合物是光能储藏库,生物质是光能循环转化的载体,连煤炭、石油和天然气也是远古地质时代的绿色植物在地质作用影响下转化而成的。

中国科学院统计资料:每年全国18亿亩农田除生产了约5亿吨粮外,还生产了7000亿公斤的秸秆。秸秆用作饲料的只占23%,37%被直接焚烧,多年以来没有找到好的解决方案,出现地区性、季节性、结构性的秸秆过剩,致使农村一直乱丢乱烧,不仅制造雾霾,污染空气水体。

20163月16日,十二届全国人大四次会议表决通过《第十二届全国人民代表大会第四次会议关于政府工作报告的决议(草案)》,将"鼓励秸秆资源化利用,减少直接焚烧"改为"鼓励秸秆资源化综合利用,限制直接焚烧"。

人畜粪便农作物秸杆、杂草、各类植物废料、各种种植、养殖、食品加工生产过程的废渣、污水、下脚废料等,是宝贵的生物资源,用生物分解方法,使之转化为可燃化气体CH4(甲烷、沼气)沼气属于可再生清洁能源

沼气是多种气体的混合物,主要成分甲烷它无色无味,与适量空气混合后即会燃烧。每立方米沼气的发热量约23.4千焦,相当于 0.55千克柴油或0.7千克煤炭充分燃烧后放出的热量。

我国作为能源消费大国,农村能源消耗也日益增大,在此背景下,沼气资源作为一项极具应用前景的新能源,其开发利用是解决能源紧张形势下农村能源供应问题的有效举措,其发展日益受到国家的重视。在国家政策引导及资金投入补助情况下,我国沼气产业的规模呈现逐年递增的趋势,尤其是户用沼气池的数量增加明显,2000年底,农村户用沼气池达到848万户,2006年底已达到2200万户,2007年底为2650万户,2008年底为3050万户,2009年底为3500万户,2012年底已经超过5000万户,可以看出,户用沼气池数量一直呈现递增的发展趋势。

沼气工程是发展绿色能源的好举措,为什么在当前气荒中发挥不了作用?

据中国沼气网的资料统计,2003-2016,我国投入上千亿元支持沼气产业发展,其中中央投资超过400亿元。“十三五”期间,中央将进一步加大农村沼气投资力度,在现有基础上进一步提高户用沼气补贴标准,进一步优化投资结构,在继续支持户用沼气和小型沼气建设的同时,加大向农户集中供气的大中型沼气工程支持力度,发展、产业沼气,不断提高沼气发展的综合效益,为改善农民生活和发展农村经济提供优质,清洁 可靠的能源保障

然而目前农村沼气产业却变成了“绣花枕头”工程,好看不实用。

农村一家一户或养殖废物沼气所问题,主要出在搞沼气的方式,也存在技术瓶颈难题:

①虽然甲烷菌在15即可产气,但农户的沼气池一般在地下,自然条件制约,池内温度超过15的不多,秸秆粪便转变成沼气仅有8--10%的转化率,产气率很低。而且受季节制约,夏天气温高时有沼气产出,农户用不完也不会储备,就放空浪费掉。而冬春多半年时间,由于气温低,基本不产沼气。

环境温度对于甲烷菌分解物料发酵的速度有着非常显著的影响,甲烷菌在35以上55以下活性较强,在这个范围内,保持温度的稳定温度越高产气效率越高生物发酵虽然也会产生较多的热量,但自生的热量不稳定。由此也可以知道,普通农户的地下沼气池很难保证这种温度的需要。

③农民不懂得按科学的碳氮比例调节发酵原料,要么是粪便多,碳原料(秸秆类)少,氨氮浓度过高把甲烷菌“毒死”。要么是秸秆多,粪便少,甲烷菌缺乏营养而“饿死”。

④农户把洗农药桶废水、消毒液、杀菌剂等废弃物冲洗入沼气池,不产气了也不知道啥原因。

⑤一家一户的沼气肥无法适应农作物用沼气肥的季节性要求,而沼气废液和沼渣却是不断产生,农户没法及时消化处理,无法合理利用沼气废渣废液,只好排放入环境,造成二次污染。

6沼气发酵池和沼气储存采用塑料膜制造,虽然简便易建造,造价低、密封性能好、处理能力强。但不抗老化,夏天爆嗮很容易爆裂,冬天易冻裂。且易燃易爆,安全隐患较大。

诸如此类的问题,是导致现在农村的沼气事业停滞不前甚至趋于消亡的重要原因。农户沼气皆因上述问题而弃用,国家发放的巨额补贴打了水漂。

科学利用厕所粪便和秸秆发展生态可燃能源与有机肥,必须依靠新思路、新科技、新技术。

十九大报告要求,推进资源的全面节约和循环利用厕所革命将为推动我国“三农”事业发展绿色发展和低碳经济转型发展提供新动力。

循环经济的一种先进的经济模式,实施乡村振兴持续发展战略,更好地满足人民群众对环境质量、健康、精神活动等需求。

2017年5月27日,中共中央政治局就推动形成绿色发展方式和生活方式进行第四十一次集体学习。近平在主持学习时强调,推动形成绿色发展方式和生活方式是贯彻新发展理念的必然要求,必须把生态文明建设摆在全局工作的突出地位,坚持节约资源和保护环境的基本国策。习近平指出,推动形成绿色发展方式和生活方式,是发展观的一场深刻革命。这就要坚持和贯彻新发展理念,正确处理经济发展和生态环境保护的关系,让良好生态环境成为人民生活的增长点、成为经济社会持续健康发展的支撑点、成为展现我国良好形象的发力点,让中华大地天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美。

2017年11月21日习近平总书记对厕所革命批示“两年多来,旅游系统坚持不懈推进“厕所革命”,体现了真抓实干、努力解决实际问题的工作态度和作风。厕所问题不是小事情,是城乡文明建设的重要方面,不但景区、城市要抓,农村也要抓,要把这项工作作为乡村振兴战略的一项具体工作来推进,努力补齐这块影响群众生活品质的短板。

2017年12月12日习总书记习近平致中国农学会成立100周年的贺信说:当前,中国特色社会主义进入新时代。实施乡村振兴战略,推进供给侧结构性改革,推动农业绿色发展,深化精准扶贫,提高广大农民生活水平,对农业科技和农业农村人才提出了新的要求。希望中国农学会发扬传统,与时俱进,团结带领广大农业科技工作者,面向农业科技创新主战场,在推动我国“三农”事业发展中发挥更大作用,为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大的贡献。

习近平总书记在党的十九大报告指出:“实施乡村振兴战略。要坚持农业农村优先发展,按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求,建立健全城乡融合发展体制机制和政策体系,加快推进农业农村现代化”这是习主席首次提出“乡村振兴战略”,“懂农业、爱农村、爱农民”,并将其作为决胜全面建成小康社会、全面建设社会主义现代化强国的战略之一。

下一步农村将是“厕所革命”的大战场。

小厕所,大民生,厕所问题关系到广大人民群众工作生活环境的改善,关系到国民素质提升、社会文明进步。厕所革命是乡村振兴战略的重要环节,构成了习近平新时代中国特色社会主义思想的有机组成部分,是总书记总对农业农村农民谋篇布局的中国农村发展新战略

“厕所革命”彰显党中央建设全面小康社会的信心和决心清洁能源战略是农村的新产业新业态是实施乡村振兴战略的关键之一既需要政府层面的宏观调控,又需要科学有效、切实可行的方法和手段,相关部门落到实处、抓出实效

一提到“厕所革命”,人们首先想到的是,像城市那样装抽水马桶,建下水道和污水处理厂。但这种方式存在严重的弊端,在农村不可行。

冲水马桶粪便所含的氮磷钾微量元素和有机质营养成分全部冲入下水道,使这些农作物极需要的营养元素,天天环境水域和大,导致河流、湖泊、海富营养化。光鲜舒适的冲水厕所,表面看起来是达到卫生要求了,但排放导致水域生态恶化。

为解决这个问题,城市社区每栋住宅楼均设置“化粪池”,将各户冲水马桶粪便和厨房垃圾污水集中到化粪池中混合消化,就是让细菌预先分解一下,然后通过地下管道流到污水处理厂处理,建污水处理厂需要巨额的投资,需大功率的电机和鼓风机,还要消耗大量的能源和高额的运行费,而结果主要还是为了使粪便污水与生活污水能够“达标排放”而已。

污水处理厂采用生物活性污泥法,通过压缩机增氧曝气等一系列过程,将粪便污水和生活污水中的固体有机废物分解成二氧化碳、氮气、磷酸盐和水,经泥污分离,澄清水达到要求指标后,称为“再生水”,回用于工业循环用水或浇花种草绿化用水或排放掉。导致粪便资源浪费,是得不偿失的大问题这种市政工程投资巨大,农村不适用。

从长远来看,我国农村在发展过程中依然面临着深度贫困、耕地保护、粮食安全、治理困境等问题的困扰我国农民的数量依然庞大,农村的“厕所革命”不可能像城市市政工程那样大投资、大扩建。破解发展中遇到的问题与挑战是实施乡村振兴战略的重要任务。

因此,如何能在这样一个巨大的人口规模下,进一步改善城乡之间发展不平衡不充分的状态,搞好农村的厕所革命,实现农村在经济水平、生活水准、生态环境、社会治理、文化教育等方面的全方位发展,不仅是中国建设社会主义现代化强国的需要,也是提升农民生活水平的切实要求。

“世上没有垃圾,垃圾只是放错位置的资源”。

利用集约化专利技术,将农村一家一户的食品垃圾、厨房废水、厕所粪便、养殖粪便、秸秆、杂草等废弃物集中起来资源化处理使之转化为用途广泛的清洁可燃气和有机肥料。

我国每年有7亿的秸秆20亿吨的人畜粪便、10亿吨的厨房废弃物,总计37亿吨的大自然源源不断送来生物资源,是取之不尽的的可再生资源。如果可用来加工生产甲烷,每年可产2000亿立方的生态甲烷可燃,相当于六套西气东输二线工程的输气量(注:我国西气东输一线和二线工程,累计投资超过2900亿元,是国家投资最大的能源工程,是投资最大的基础建设工程。设计最大输气量为300亿立方/每年,设计使用年限为30年)。

秸秆加粪便产气后,其所含的氮磷钾微量元素和有机质营养成分全部留在废液、废渣中。每产出一吨甲烷可燃,约有300--400公斤左右营养成分液体有机肥,作为营养丰富的绿色有机肥源,实现综合利用,没有任何废物种出的牧草,是饲养肉牛、肉羊、肉驴的优质饲料更有利于提高农产品、蔬菜、水果和肉类产品的品质和产量,构成循环经济的最佳模式。

生态甲烷可燃与用煤成本。不产生二氧化硫、不污染环境,城乡都需要,不愁销路,是农村振兴的最有效的绿色发展方式和生活方式

可以将广大农民组织起来,联合起来,把广袤田野产生的秸秆、含碳物质废物,农村和城市的厨房饭店生活垃圾与厕所粪便、养殖粪便都纳入生态能源产业体系使之变废为宝。生态能源工程在广大农村推广后。将彻底改变几千年来农民以生产粮食为主的单一模式,将使农耕模式彻底改变。发展生态能源和高品质农产品是农民致富的必由之路。农业科技创新主战场在农村。

党中央高度重视生态文明建设。农村厕所厨房现代化是农业绿色发展的一场深刻革命,也是农业供给侧结构性改革的重要内容和主攻方向,农民增收、生态保护为要务,提供更多绿色优质农产品,提供更多优美田园风光,实现生产生活生态有机融合。

把农村厕所革命摆在绿色发展更突出位置,推动农村厨房、厕所现代化,必须解决厕所粪便和秸秆的科学利用,开发利用绿色资源和有机肥资源,利用科技创新转换成清洁能源和有机肥料,为农业绿色发展提供支撑和保障。

推进供给侧结构性改革,推动农业绿色发展,实现乡村振兴战略。促进我国农村的厨房革命、厕所革命、能源革命、环境美化走向世界前列,为实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大的贡献

北京大学政府管理与产业发展研究院研究员、中国市场学会专家委员

  翟智高 13691309959   13849904034

         Email:[email protected]

参考阅读:

生物质能是最具发展潜力的可再生能源

2017.12.22 来源:中国能源网

http://hbw.chinaenvironment.com/scyw/index_67_98659.html

 在加强常规能源开发和大力推动节能的同时,改变目前的能源消费结构,向能源多元化和清洁能源过度,已迫在眉睫。就能源量而言,生物质能已成为我国仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源。且在新能源中,生物质能是唯一可再生的碳源,并能转化为固态、液态、气态燃料。可以说,生物质能是最具发展潜力的可再生能源。

 

  今年入冬以来席卷大半个中国的“气荒”问题,引发了全社会高度关注,也让各地区“煤改气”工程雪上加霜,进退两难。一边是治理雾霾,防治大气污染,一边是老百姓挨冻受寒,无气取暖。究其原由,还是国内天然气供给能力与冬季千家万户清洁取暖需求存在巨大差距,这种供给侧与需求侧存在的严重不匹配窘境,在未来很长一段时间内将会成为常态。

 

  那么在缺气、少油、电贵的北方地区城镇和农村,如何破解冬季广大人民群众清洁取暖的民生难题?

 

  国家十部委编制的《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》(发改能源[2017]2100号,以下简称“规划”)给出了明确方向。在北方农林生物质资源富集地区,特别是县域范围内,生物质能将勇挑北方地区清洁供暖重任。

 

  《规划》对北方地区因地制宜有序推进地热供暖、生物质供暖、太阳能供暖、天然气供暖、电供暖、工业余热供暖、清洁燃煤集中供暖,以及北方重点地区冬季清洁供暖“煤改气”气源保障总体方案作出了具体安排。中国生物质能源产业联盟(以下简称“联盟”)认为,此次《规划》的发布不仅有力的促进了北方清洁能源产业的发展,而且将会大力促进我国生物质能供热供暖产业的蓬勃发展。

 

  《规划》总体目标指出,到2019年,北方地区清洁取暖率达到50%,替代散烧煤7400万吨。到2021年,北方地区清洁取暖率达到70%,替代散烧煤1.5亿吨。力争用5年左右时间,基本实现雾霾严重城市化地区的散煤供暖清洁化,形成公平开放、多元经营、服务水平较高的清洁供暖市场。

 

  上述北方地区,包括北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、陕西、甘肃、宁夏、新疆、青海等14个省(区、市)以及河南省部分地区,涵盖了京津冀大气污染传输通道的”2+26”个重点城市(含雄安新区)。

 

  联盟通过梳理发现,规划中对生物质能清洁供暖做了详尽的描述,主要有以下七个方面:

 

  一、 确立了生物质能在北方地区可再生能源清洁供暖中的核心地位

 

  在国家层面明确了生物质能为清洁化的可再生能源。在北方地区冬季取暖拟利用的可再生能源中,生物质能供热规划面积占到了整个可再生能源供暖面积的66.67%,在可再生能源供暖中处于核心地位。

 

  二、对生物质能清洁供暖进行了清晰定义

 

  生物质能清洁供暖是指利用各类生物质原料,及其加工转化形成的固体、气体、液体燃料,在专用设备中清洁燃烧供暖的方式。主要包括达到相应环保排放要求的生物质热电联产、生物质直燃专用锅炉供热、生物天然气和生物质热解气供热等。这就为未来生物质能供热产业的发展奠定了良好的政策基础。

 

  三、生物质能清洁供暖坚持的原则

 

  要因地制宜,居民可承受。立足本地生物质资源天然禀赋、经济实力、基础设施等条件及大气污染防治要求,科学评估,根据不同区域自身特点,充分考虑居民消费能力,采取适宜的清洁供暖策略,在同等条件下选择成本最低和污染物排放最少的清洁供暖组合方式。在农村地区,优先使用生物质能供暖。

 

  根据国内生物质能供热项目运行情况来看,在农林生物质资源充足地区、在同等排放条件下,每蒸吨标准工业蒸汽所需生物质燃料(散料)成本为150-160元,折合天然气价格为1.9-2.0元/立方。这种仅次于燃煤的低成本取暖方式,在中国北方85%以上地区还是有非常好的经济性和巨大的市场空间。生物质能清洁取暖,不仅使农林废弃物变废为宝,解决了老百姓的取暖问题,还解决了当地环保、农民收入和就业问题,可谓是一箭多雕。

 

  除了《规划》中明确的因地制宜原则外,联盟认为在生物质资源丰富的县域,小型燃煤热电联产机组、燃煤集中供热锅炉或具备供热条件的小火电机组改造为生物质热电联产机组或生物质能集中供热锅炉也是一个非常不错的选择。这种改造方式不仅解决了县域范围的清洁取暖和农林废弃物的资源化化利用问题,而且还减少了化石能源的使用,对调整县域能源结构,提升当地生态文明建设水平将会起到极大的引导和促进作用。

 

  四、对生物质能清洁供暖发展目标进行了进一步明确

 

  到2021年,生物质能清洁能源供暖面积达到21亿平方米,年替代散煤3150万吨标煤,年消纳农林废弃物7350万吨。其中,农林生物质热电联产供暖面积10亿平方米,城镇生活垃圾热电联产供暖面积5亿平方米,生物质成型燃料供暖面积5亿平方米,生物天然气与其它生物质气化供暖面积超1亿平方米。

 

  21亿平方米的供暖目标,将会直接带动数百亿元的社会资本和数千亿元的生物质能上下游产业链资本,这为国民经济的健康稳定和可持续发展提供了充足的动力。

 

  五、生物质能清洁供暖发展路线

 

  生物质能清洁供暖布局灵活,适应性强,适宜就近收集原料、就地加工转换、就近消费、分布式开发利用,可用于北方生物质资源丰富地区的县城和农村取暖,在用户侧直接替代煤炭。

 

  对于生物质能区域供暖,采用生物质热电联产和大型生物质集中供热锅炉,为500万平米以下的县城、大型工商业和公共设施供暖。其中,生物质热电联产适合为县级区域供暖,大型生物质集中供热锅炉适合为产业园区提供供热供暖一体化服务。

 

  对于生物质能分散式供暖,适合采用中小型生物质锅炉,为居民社区、楼宇、学校等供暖。采用生物天然气或生物质气化技术建设村级生物燃气供应站及村镇管网,为农村提供取暖燃气。

 

  六、严格生物质能清洁供暖排放标准要求

 

  《规划》对生物质能供热排放提出了更高要求。生物质热电联产要达到超低排放(烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。生物质供热锅炉要达到天然气锅炉排放标准。若执行此排放标准,生物质燃料完全可以称得上清洁、环保、二氧化碳“零排放”、可再生的“固体天然气”。

 

  七、规划保障措施

 

  为了保障清洁供热在北方地区稳步有序推进,《规划》从生物质能源的供应与利用、热力管网建设改造与维护、技术装备、项目运行、节能环保、体制机制改革、舆论宣传等各个环节细化了实施措施,以保障规划的落实。如:多渠道提供资金支持、建立健全生物质原料供应体系、加强集中供热管线建设与维护、加快集中供暖方式改革、加强取暖领域排放监管、推动清洁供暖装备创新升级、构建清洁取暖产业体系、加大农村清洁取暖力度等等。

 

  随着一系列保障措施的逐步落地和实施,生物质能清洁供热供暖的号角将在祖国北方大地上越吹越响。

参考资料2

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2017年12月21日至22日,2017年全国农业资源环境与农村能源生态工作会议在湖南省长沙市召开。

  会议认为,农业资源环境和农村能源生态建设工作要认真贯彻党的十九大精神,高举农业绿色发展大旗,突出绿色生态导向,强化政策创设、模式推广、主体培育、科技支撑、监测督导,发展壮大政府与市场协同驱动的农业环保与生态循环产业,着力构建政府为主导、企业为主体、社会组织和公众共同参与的农业环境治理体系,不断提升农业绿色发展水平,形成以事业带动产业、产业推动事业的发展格局。

  会议要求,2018年要重点做好五个方面的工作:一是打好面源污染防治攻坚战。要深入实施东北地区秸秆处理行动,抓好150个试点县建设,打造20个样板县,培育200个龙头企业。要深入实施农膜回收行动,研究编制农膜管理办法,推进100个示范县建设,抓好4个生产者责任延伸制度试点县。要加强农业面源污染监测与综合治理,推进第二次全国农业污染源普查,继续实施好典型流域农业面源污染综合防治示范区建设。二是打造可复制可推广的农村可再生能源利用和生态循环农业模式。要构建清洁低碳可再生能源利用模式,做好已建农村沼气的运营管理,推进多元化利用,落实行业安全监管职责。要构建主体、园区、县域多层次循环模式,抓好100个示范点建设,示范推广主体、园区、县域三级循环模式,打造一批产业"领跑者"和行业"标杆"。三是强化土壤污染管控和修复。要推进土壤环境监测和质量类别划分,推进受污染耕地安全利用,严格管控重度污染耕地。四是加强农业资源保护。要继续加强农业野生植物资源保护,积极推进外来入侵物种防控,推动田园生态综合体试点建设。五是构建政府与市场协同推进机制。要强化考核监测,制定和应用农业生态环境评价指标体系,要提高要素生产效率,培育一批科技引领型企业,要培育产业新动能,构建政、企、农三方共赢的利益链接机制。

  本次会议由农业部科技教育司与生态总站联合举办。科教司和生态总站有关负责人出席会议,来自全国各省(市、区)农业环保、农村能源站(处、办)的主要负责人、有关专家等共计120余人参加了会议。