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浙江省农业生物质能源产业科技发展研究

时间:2022-06-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:第十章 浙江省农业生物质能源产业科技发展研究一、现状与形势(一)国内农业生物质能发展现状1.农业生物质能资源概况。一是有关法律明确提出支持生物质能发展。截至2009年6月30日,由农业部颁布实施的生物质能标准已达43项,包括管理、产品技术条件、检测方法、施工规程等。许多标准带有中国特色,对发展国家生物质能产业具有借鉴意义。

第十章 浙江省农业生物质能源产业科技发展研究

一、现状与形势

(一)国内农业生物质能发展现状

1.农业生物质能资源概况。一是农业生物质资源。中国农作物秸秆产量每年近7亿吨,而农业加工业的废弃物则高达8000多万吨。近年来,包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等以提供能源为主的能源作物已逐渐成为农业生物质能的一大资源。考虑到农作物秸秆可获得性特点,预计全国农业生物质资源可转化为能源的农作物秸秆资源量约为3亿吨,折合标准煤为1. 5亿吨。此外,全国开发利用能源作物的工作也已起步,有关部门和科研单位在“不与人争粮、不与粮争地”的原则下,正组织大批专家开展能源作物的选种、培育、试种以及能源转换技术及设备的开发和研制工作,并且已经取得了阶段性成果。二是畜禽粪便。根据2008年全国生猪、鸡和牛的存栏量计算,全国主要畜禽的粪便排放量为30多亿吨,其干物重为5亿多吨。而这些排泄物又是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,因此是一种很好的生物质资源。据有关专家预测,2008年全国畜禽粪便生产沼气的潜力约为2200亿立方米。三是林业生物质资源。在森林生长和林业生产过程中,有一些剩余物,通过收集利用可提供生物质能源,比如,在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。据不完全统计,全国每年可以从林木采伐和木材加工过程中获得约4000万立方米的剩余物。四是生活污水和工业有机废水。生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水。经过对国家统计年鉴和20多个主要工业行业公开发表的数据进行调查和统计,可知全国主要工业企业每年排放的有机废水约为8. 5亿吨,废渣约为2500万吨。五是城市固体废物。城镇居民生活垃圾、商业和服务业垃圾、少量建筑业垃圾等构成城市固体废物,其组成成分比较复杂。据有关专家分析,2008年中国城市垃圾清运量近2亿吨,考虑到目前城市垃圾的收集率不到50%,其作为生物质能转化的资源可获得量则为1亿吨。

综上所述,全国目前主要生物质资源可以转化能源的潜力合计约为每年8~10亿吨标准煤。

2.我国生物质能政策框架。一是有关法律明确提出支持生物质能发展。2007年10月28日,我国发布了修订后的《节约能源法》。该法律强调“国家鼓励、支持在农村大力发展沼气,推广生物质能、太阳能和风能等可再生能源利用技术,按照科学规划、有序开发的原则发展小型水力发电,推广节能型的农村住宅和炉灶等,鼓励利用非耕地种植能源植物,大力发展薪炭林等能源林”。2009年12月26日,全国人大常委会通过了关于修改《可再生能源法》的决定,对保障性收购可再生能源发电、建立可再生能源发展基金等可再生能源发展中的热点问题作出了明确规定,这将有利于促进沼气和秸秆发电技术的大规模推广。二是在有关产业发展规划中提出了具体目标。2007年,国家发展和改革委员会和农业部相继发布了《可再生能源中长期发展规划》、《全国农村沼气建设规划(2007—2010)》和《全国生物质能产业发展规划(2007—2015)》。在这些规划中,分别对我国生物质能提出了到2010年和2020年的发展目标,即“充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源,力争到2020年使可再生能源消费量达到能源消费总量的15%左右”。同时,提出“重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物液体燃料。到2020年,生物质发电总装机容量达到3000万千瓦、生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨、沼气年利用量达到440亿立方米、生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨、生物柴油年利用量达到200万吨”。三是制定了一系列有利于生物质能发展的政策。在《可再生能源法》的框架下,国家发展和改革委员会和财政部相继制定了《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》和《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》等政策文件,明确对列入上述目录和符合发电条件的生物质能技术及产品给予研发、项目示范、财政税收、产品价格、市场销售和进出口等方面的优惠政策,用以引导相关研究机构和企业的技术研发、项目示范和投资建设等。四是编制了一系列生物质能技术标准。截至2009年6月30日,由农业部颁布实施的生物质能标准已达43项,包括管理、产品技术条件、检测方法、施工规程等。其中,涉及沼气的就有29项、生物质直接燃烧的8项、农作物秸秆气化的3项、生物质固体成型燃料的2项、能源作物的l项。这些标准的颁布实施,对提升我国生物质能技术水平、保证产品质量、规范市场行为发挥了重要作用。许多标准带有中国特色,对发展国家生物质能产业具有借鉴意义。

纵观这些法规和政策,可以看出我国生物质能政策具有多种激励机制。一是建立了目标机制,制订中长期发展的总量目标,引入了配额制政策;二是建立了定价机制,对包括生物质能发电在内的部分企业或者建设项目提出了电价补贴和配额交易方案;三是建立了补偿机制,采取了将高出传统能源开发利用的成本由社会分摊,或各级财政拿出巨额资金用于补贴生物质能的开发与利用;四是建立了交易机制,采取绿色证书交易系统,多方争取国际社会碳交易等清洁发展机制(CDM)的支持。

3.国内生物质能利用现状。一是沼气技术。截至2008年底,全国已有3049万农户使用农村沼气,每年产沼气113. 9亿立方米;在全国建有16. 4万处生活污水净化沼气池,专门处理公厕、医院等公共场所的生活污水,总池容达785万立方米。同时,各地还因地制宜地整合太阳能、沼气技术以及种植业、养殖业产业结构,实践性地探索出一系列适合我国农村地区推广应用“猪沼果”等能源生态模式。近年来,以厌氧消化为核心技术、以废弃物资源化利用为目的大中型沼气工程已成为处理、利用禽畜粪便、农作物秸秆和工业有机废水最为有效的手段之一。到2008年底,全国共建成各种类型沼气工程3. 98万处,总池容达到了502万立方米,形成了每年约7. 11亿立方米沼气的生产能力。其中,用于处理工业有机废水的沼气工程332项,处理畜禽粪便的沼气工程3. 95万项。大型沼气工程3093处,中型沼气工程1. 29万处,小型沼气工程2. 39万处。二是直接燃烧技术。全国大部分农村地区的农民现在还仍然以传统的炉灶进行炊事和取暖,其生活燃料主要来源于农作物秸秆和薪柴。通过改进农村现有的炊事炉灶,不仅提高了传统炉灶的燃烧效率(20%左右),而且也减少了室内空气污染,改善了农村生活环境。截至2008年底,全国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1. 46亿户,高效低排放节能炉3342万台,节能炕2050万铺,极大缓解了农村能源短缺的紧张局面,改善了农村居民日常生活的环境状况。三是气化技术。农作物秸秆气化集中供气是我国在20世纪90年代发展起来的一项技术。到2008年底,全国农作物秸秆气化集中供气系统供气站保有量已达856处,年产生物质燃气3. 12亿立方米。此外,近两年在我国部分农村地区也开始进行了以农作物秸秆为原料通过厌氧发酵方式进行沼气生产的实验性示范推广,目前有近20万农户正在使用此项技术。2009年,农业部又在组织有关科研单位和企业在12个省(区)进行16项秸秆沼气示范工程建设。四是固体成型技术。目前,我国研发出来的生物质固体成型燃料有颗粒、块状和棒状几种形式,主要用于民用炊事取暖、商业餐饮和洗浴、工业锅炉和发电等。生物质固体成型设备一般分为螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式。我国生物质固体成型燃料设备在加工生产实际使用中的一个突出问题,是挤压成型关键部件的使用寿命较短,成型燃料成本较高。这也是生物质固体成型技术发展的最大障碍。进入2000年以后,由于产学研的紧密合作,生物质固体成型技术得到明显的发展,成型设备的生产和应用已初步形成一定的规模。截至2008年底,全国已有102个示范项目正在运行中,北京、河南和江苏等地的生物质固体成型燃料已开始走向市场化和商业化,并获得了成功。五是生物液体燃料。自2002年6月30日起,国家发展和改革委员会分别支持在河南省的郑州市、洛阳市、南阳市和黑龙江省的哈尔滨市、肇东市等5个城市开展了以陈化粮为原料的车用乙醇汽油使用试点工作。到2005年底,在9个省的部分地区基本实现车用乙醇替代汽油,年产生物乙醇燃料约150万吨。但是,受粮食产量的制约,我国政府已强调“不与人争粮、不与粮争地”开发利用生物燃料的原则,明确提出要扩大非粮生物乙醇和生物柴油燃料的生产,科技部门正在组织科研单位和专家开展甜高粱茎秆、薯类(木薯、甘薯)、甘蔗和农作物秸秆等制取生物燃料乙醇的项目,以及利用菜籽油、棉籽油、鸟柏油、木油、茶油和地沟油等原料小规模生产生物柴油的项目,并在部分省(区)建立了生物液体燃料生产和加工基地,初步具备了商业化发展的条件。

(二)浙江发展现状

浙江省为东部沿海发达省份,由于国民经济持续快速发展、工业化和城市化进程加快、人民生活用能消费水平提高等诸多因素拉动,全省能源消费刚性增长明显加快。2009年,全省一次能源生产总量为1216万吨标准煤(等价值),仅占全省能源消费总量的3. 7%,全省需净调入和进口能源11903万吨标准煤。国内外能源资源供需大环境影响与能源市场、价格、运输保障等不确定因素对浙江省能源“瓶颈”制约仍将长期存在。以燃煤火电为主的能源生产结构与能源消费等结构性矛盾进一步突出,环境治理压力增大。浙江省生物质资源丰富,主要来源于秸秆、畜禽粪便和林木加工剩余物、有机生活垃圾等,还有大量的边际性土地可供挖掘,生物质能开发利用潜力非常大。根据相关资料估算,浙江省秸秆年产量约1237万吨,养殖排泄物资源量约1655万吨,木材加工业与竹子加工的剩余物数量非常惊人,目前大部分被废弃或焚烧,处于低效利用阶段。全省木材加工经营企业已发展到2万多家,年加工木材1000多万立方米,加工剩余物的数量很大,特别是锯材的利用率只有60%~70%。因此,大力发展生物质能源是解决浙江省能源供给安全有效措施,对优化浙江省能源结构具有重要的促进作用。

1.主要成效。目前浙江省的生物质能源发展已取得的成效主要在沼气建设方面。截至2008年底,全省累计推广“猪—沼—作物”等模式农户13. 8万户,年产沼气6100万立方米,相当于年可替代标煤4. 35万吨。累计建设各型沼气工程7295处,总容积72万立方米,年处理粪便污水3235万吨,年产沼气6443万立方米,相当于折标煤4. 6万吨,年可减排COD(化学需氧量)15. 8万多吨。其他如生物质致密成型、秸秆生物气化、秸秆裂解气化等在浙江省农村能源办的推动下,开展了小规模的示范试点,如温州市开展了柴草固化成型技术示范项目,总投资70万元,年可生产木棒1000吨;绍兴县展望村秸秆气化站总投资140余万元,安装2套气化机组,2组500立方储气柜,可供用气规模600户;衢州开化县已经成功地开展了秸秆生物气化集中供气试点工作,总投资100万元,年利用秸秆80吨,集中供气50户。但这些技术的大规模推广应用还需要进一步完善研究。生物质能源林产业发展也逐渐得到高度重视。浙江省也将“能源植物种质资源与高能植物选育及生产”、“食用油料与能源植物定向培育及开发利用研究”、“生物柴油能源林定向培育及其制取工艺研究”等一批科技项目相继立项。随着生物质能源产业的进一步升温,浙江省科技企业也开始进入该领域。2006年,宁波杰森绿色能源技术有限公司成立,在当地政府的支持下,在奉化松岙镇建成了400亩的乌桕生物能源林;兰溪市热电有限公司试点种植及推广能源草项目,发展目标为发电燃料一半是能源草、一半是树枝;江山市红日新能源科技有限公司以杉木屑、竹屑为主要原料生产生物质固态成型燃料,具有体积小、密度大、热值高、无污染、成本低、使用方便等优点,被广泛应用于各种生物质锅炉、汽化炉和家用壁炉等。

2.发展主要不足。一是沼气发酵工艺技术方面。目前沼气工程建设都以完成治理任务为出发点,沼气工程质量与技术含量相对较低,采用的都是普通沼气工程工艺,沼气工程池容产气率低,冬季发酵不完全,经后续好氧处理的畜禽废水很难稳定达标排放,脱氮除磷效果差,环境污染问题不能彻底解决。二是沼气发酵原料方面。浙江省农村沼气生产遇到原料供给“瓶颈”,随着农村生活条件的改善,农村畜禽养殖量大大减少,作为沼气生产主要原料的畜禽粪便,无法、也不足以保证原料的供给,应结合社会主义新农村建设开辟利用新的沼气发酵原料。三是生物质能源林育种方面。虽然对浙江省许多树种(如油桐、乌桕等)和薪材树种也做过一些研究,有一定的资源与技术基础,但是尚缺乏能源专用树种、良种,缺乏相关配套的高产栽培模式与技术以及规模化原料供应基地,原料供应难以满足生产需要。如乌桕树要生长5年后才能结果,目前的原料林仍未达结果期。总体上,与国内其他省区一样,浙江省生物能源林培育研究工作起步较晚、发展慢、树种少、品质差、产量低,不成规模,关键是缺乏扎实的良种和高效培育技术支撑。四是生物质制乙醇方面。生物质制乙醇方面关键核心技术未取得突破或离产业化还有一定的距离。核心关键技术是液化和纤维素乙醇技术,以替代最为紧缺的石油资源。但目前液化所获得的裂解油的成分复杂,酸性物质较多(腐蚀性强),需要进一步精炼才能用于汽车发动机。这几乎是世界性的难题,适合产业化的技术路径目前仍未明晰。纤维素乙醇的转化效率偏低、成本偏高,而浙江省在这个领域的研究尚属起步,尚需在预处理、酶解和发酵等关键技术中取得突破。五是生物质裂解气化方面。生物能源裂解气化方面的实用技术开发不足,受老百姓欢迎的技术或产品少。如生物质气化技术,存在焦油含量高、燃气热值低、气化效率低、废水污染和气化残渣的综合利用等问题,有待进一步解决。生物质致密成型技术还存在设备使用时间不长、容易断裂等问题。同时由于财力有限、国家补贴有限,目前所建的秸秆集中供气系统普遍技术标准低,存在较大安全隐患,影响长期运行。六是技术集成及模式创新方面。对于单独技术来说,沼气发酵技术、沼气发电技术、沼液综合利用技术、沼液好氧后处理技术各有优缺点。对于具体的工程,如果不能很好地进行工艺系统组合,很多好的技术也可能会产生较差的效果。目前,对沼气工程技术集成创新、结合现代农业园区建设进行模式创新方面的研究还较少。七是生物质能开发利用设备研制方面。目前,浙江省的生物质能开发利用项目系统运行和管理自动化水平普遍不高。国外较成熟的生物质能转化利用方式从主要设备到辅助设备都具有较高的自动化程度,不仅提高了效率,而且节约了人工成本。我国在生物质能利用相关设备的研究制造上一般还处于商业化的前期,有的还停留在示范阶段,且存在设备加工粗糙、非标准化,及无法与进口设备配套使用等问题。八是经费投入方面。生物质能开发利用需要大量技术支持,尽管浙江省已对生物质能源开发利用方面加大投入力度,但总体上看投资渠道不稳定,投入量明显不足,不能适应新形势发展的需要。另一方面,在技术创新方面的科技经费投入也相对不足,影响了新技术的研发和大面积的推广应用。

二、发展思路与主要目标

(一)发展思路

抓住全球生物能源时代的战略机遇,以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻科学发展观,围绕拓展农业功能、促进节能减排、发展循环农业、促进农民增收的需要,充分发挥资源和技术优势,加强技术创新和高新技术在沼气工程建设中的应用,拓宽沼气发酵原料,进一步提高沼气开发利用工艺技术水平,注重自主创新与集成创新,开发成套的工业化水平的生物质能源转化技术;在生物能源的核心技术领域,研究前沿技术,做好技术储备,促进重点技术和产品的新突破,加速形成浙江省生物质产业技术基础和优势产业。

(二)主要目标

围绕能源替代、环境减压和“三农”解困等三大战略目标来发展生物能源产业,改善浙江省能源消费结构,提升生物质消耗比例,同时也提高固体废弃物的处理率,改善浙江省城乡居住环境。按照积极发展现代农业、扎实推进社会主义新农村建设的总体要求,结合浙江省生物质能源发展的特点,以市场为导向,在已有工作基础上,优先选择对浙江省生物质能源未来发展有重大影响和重大应用前景的沼气工程技术为突破口和切入点,在沼气工程新模式研发与示范应用等方面取得突破性进展,提高浙江省沼气工程技术相关产业的自主研发能力和设备水平,保证浙江省沼气工程技术水平始终处于全国领先。同时在生物质致密成型、秸秆生物气化、生物质裂解气化、生物质制乙醇、生物质能源林育种关键技术研究等方面取得明显突破。至2015年,生物质能开发利用建设规模为“十一五”期间的2~3倍,突破关键共性技术30项以上;专利申请和授权达30项以上,建立企业研发中心5个以上,培育重点企业10家,培养人才200名,增收节支8亿元。

三、发展重点与主要内容

(一)发展重点

“十二五”及今后一段时期,浙江省主要围绕优化浙江省能源消费结构、治理农村面源污染、推动农业转型升级、改善农村生态环境的目标,开展大型沼气集中供气工程关键技术研究及成套设备开发、大型沼气厌氧发酵热电联产工程示范建设、高效沼气发酵高效复合菌剂研制、沼气发酵原料拓展优化、秸秆生物气化关键工艺技术研究、新型高效厌氧生物反应器研发、生物质致密成型关键技术研究、生物质裂解气化、生物质制乙醇、生物质能源林育种等现代生物质能开发利用工艺技术研究。

(二)主要内容

1.大型沼气工程关键共性技术研究。在吸收和消化国内外沼气工程工艺技术的基础上,重点研究和开发具有自主知识产权,适合浙江省实际情况的创新性沼气工程工艺技术,通过开展低温高活性厌氧菌的研发、新型高效厌氧生物反应器研发、沼液生物脱氮除磷技术研究等,解决目前浙江省沼气工程冬季产气率低、池容产气效率不高、后续好氧处理的畜禽废水很难稳定达标排放、脱氮除磷效果差等共性问题。

2.秸秆沼气发酵关键技术与集中供气示范工程研究。根据作物秸秆等发酵原料的化学成分和结构特征,分离筛选高活性的功能菌,试验合适的菌种附载介质,研制高效复合菌剂。根据作物秸秆等发酵原料的化学成分和物理性状,开展粉碎、软化、酶解、原料配伍等预处理技术的研究,并研制相关预处理设备。以沼液为接种物,与新鲜物料混匀,配制发酵基质。以太阳能为热源,调节发酵温度,提高容积效能。试验各工艺条件的影响,优化工艺参数和过程控制技术。研制合适的发酵装备构型、太阳能加热升温系统、沼气生物脱硫系统等,并在此基础上提出发酵系统的集成方案,将单元技术集成工艺系统。研发相关装备,以沼液作为原料配水,进行内部循环利用;分离沼渣,加工成有机肥料或固体成型燃料,实现资源综合利用与沼气清洁生产。根据集成工艺系统,以村镇为单位,建设沼气集中供气示范工程,考察工程的技术经济性能和社会环境效益,规范工艺、装置,总结建设和运行经验,为推广应用打下基础。

3.不同原料混合发酵大型沼气工程关键技术研究。研究掌握不同发酵原料的组成及特性,并开发针对其特性的预处理技术,掌握畜禽粪便、秸秆等不同发酵原料配比要求,提高发酵原料的可生物降解性能、消化率和产气率,充分发挥原料的产气潜力,拓宽生物沼气发酵原料,为浙江省生物沼气整村推进集中供气工程的原料多元化发展提供技术支持。

4.高效厌氧菌种与发酵工艺优化及装备研究。针对不同发酵原料,筛选和构建高产甲烷菌种,并调查厌氧消化发酵系统中微生物群落构成,分离其中重要的功能微生物,加快生物质高效降解转化技术的开发;建立厌氧反应机制和相应动力学模型优化发酵工艺;通过对现有发酵装置与工艺的改进,开发高效低能耗厌氧发酵装置和相配套的发酵工艺及设备。使浙江省厌氧发酵技术和装备达到国际先进水平,为集中型沼气产业发展提供技术支撑。

5.农村大型沼气集中供气工程标准化体系研究与示范。解决集中供气的常年供气不均衡及运行、维护成本较高等问题,研究低热耗、稳定的沼气发生装置,开发产业化生产用的标准成套设备,研究日用气与产气均衡优化平衡,形成标准化集中供气技术体系。以整村推进沼气集中供气为指导,研究新型高效厌氧反应器,以适合低运行成本、简易维护的要求,优化厌氧反应器的结构,降低工程造价及运行成本,提高产气率。

6.农业废弃物原料混合发酵一体化厌氧反应器的研发。构建农村废弃物-沼气-肥料应用技术模式及体系,解决农村沼气发酵原料供给困难、成本高以及综合利用率不足的关键技术利用方法,使浙江省现有10万沼气用户正常使用沼气;构建畜禽粪便与农作物废弃物一体化厌氧反应装置,主要研究不同原料特性的发酵原料在一体化厌氧反应器的适应器,优化结构,提高反应器的可控性与发酵效率,研究一体化装置的工艺,进而筛选适应混合发酵条件的优势菌株。

7.有机生活垃圾厌氧发酵热电联产工程示范。通过研究和开发以高固体厌氧消化为关键技术手段,以能量回收、资源利用为核心的城镇粪便、有机垃圾共消化处理技术,并实现热电联供。探索并解决粪便和有机垃圾厌氧发酵热电联产工程设计、建设与运营过程的关键问题,提高粪便、有机垃圾厌氧发酵处理的能源效益与经济效益,降低处理成本,为同类工程的设计、建造与运营管理提供技术支撑。

8.生物质纤维素乙醇转化技术。重点突破以农林废弃物、速生能源作物为原料的低成本的纤维素乙醇转化技术。包括预处理技术的筛选和优化,研究低酶高效的酶水解技术,研究与开发水解液的发酵新工艺,开发乙醇连续蒸馏工艺与设备,初步实现商用化与产业化,为能源替代提供技术支撑与保障,培育新型低碳高技术能源企业与行业。开发生物质燃油制备新技术,包括裂解液化技术、气化技术和超临界液化技术,提升木质素的综合利用技术,为能源产业发展提供技术战略储备。

9.生物质能源林育种技术。围绕“高产、高效、优质、生态、安全”的农业根本目标,在光皮树、油茶等种质资源收集的基础上,重点资助种质资源收集、保存、评价、测定和种质创新,筛选出优异种质。资助杨树、柳树等纤维类能源树种品种引进,应用生物技术对C4类能源植物进行品质改良;支持适合浙江发展的淀粉类能源树种及新兴的高产能源植物的品种选育,如能源藻类高效培养及产业化开发;资助能源树种的高产经营技术理论与模式,完善现代栽培技术。

10.规模化秸秆致密成型燃料加工技术与应用设备的研发及产业化。一是研究秸秆原料预处理工艺对成型燃料性能、原料粒度分布和模具结构的影响,提高不同秸秆生物质原料的加工适用性;研制产率高、能耗低,能自动调节喂入高度,粒度大小能满足压缩成型要求的农作物秸秆粉碎机。二是研究规模化秸秆成型燃料生产中工艺参数的优化、关键零件的磨损机制和过程控制技术;研制大规模、低能耗将原料预处理、粉碎、成型工艺组合集成秸秆成型燃料的生产设备;编制秸秆生物质燃料成型技术相关标准规范。三是完善秸秆生物质成型燃料的终端应用系统,形成固体成型燃料生产、供热燃烧炉具、客户服务等完善的市场和技术体系;研制农村炊事用颗粒燃料炉灶、采暖用壁炉,农业和农村生产供热用燃烧炉设备,形成系列产品;编制秸秆生物质燃料成型应用设备相关标准规范。四是以农作物秸秆为主要原料,建立2个以上年生产能力在1万吨以上的生物质成型燃料示范工程。

11.新型农村生活污水沼气净化处理系统及工程示范研究。对生活污水来源、生活污水水质、生活污水排放量和排放情况进行调查,为新型农村生活污水处理系统的研发和标准化提供依据,研发新型污水处理系统脱氮技术和装备,利用太阳能,研发经济有效的冬季污水升温技术,稳定污水处理效果;以关键技术为核心,研制高效太阳能加温设备。按功能,将单元技术集成工艺系统,将单元设备集成处理系统,通过运试,优化操作条件、结构参数、设备组合,提高系统处理效能。以村镇为单位,建立农村生活污水处理示范工程,为推广应用打下基础。

12.秸秆干式沼气发酵技术研发与工程示范。高效菌群的筛选和功能菌剂的研制,主要包括分离筛选高活性的功能菌、试验合适的菌种附载介质以及研制高效复合菌剂。发酵原料预处理技术和设备的研发,主要包括研究粉碎、软化、原料配伍等预处理技术,研制相关预处理设备。秸秆沥滤水解产酸工艺及其控制技术的研究,主要包括物料布置、菌剂投加、营养液喷淋、发酵温度调控、工艺参数优化。高效沼气发酵装备及其集成系统的研究,主要包括研制适合秸秆水解酸化液高效沼气发酵的装备单元、加热升温单元及各单元集成系统。沼渣综合利用技术与装备的研究,主要包括研发沼液内循环单元、沼渣分离与成型单元及单元集成系统。沼气干式沼气发酵工程示范,主要包括建设沼气干式沼气发酵示范工程、规范工艺和装置、总结建设及运行经验。

13.高固体农业有机废弃物厌氧发酵及能源利用工程创新。研究农业有机废物厌氧发酵高产气率技术,富油微藻的筛选与培育、沼液培养生物藻的资源化利用技术,微藻+粪便+农业有机废弃物的厌氧发酵技术集成与装备研究;研究中小规模养殖场粪污高固体有机质高效厌氧发酵及过程控制技术,优化厌氧发酵运行参数,并设计高效厌氧反应器结构及配套装备,研发运行过程自动控制技术、沼气生物脱硫技术及新型生物脱硫设备,沼气发电安全并网技术与装备。通过引进消化吸收国外先进技术,并针对上述问题展开科学研究与技术开发,解决目前规模养殖场沼气工程的技术“瓶颈”,为实现浙江省农业有机废弃物能源化利用的产业化、提升和实现畜禽业可持续发展提供技术支撑。

14.生物沼气的车用及工业燃烧关键技术与装备研究。研究开发生物沼气的车用及工业应用关键技术,获得生物沼气加气站关键技术及装备、车用储藏及应用设备、车用安全保障技术以及工业用生物沼气直接燃烧关键技术及设备,制定相关技术标准,由此为生物沼气的多方应用创造条件。研究工业用途的沼气专用直接燃烧技术及装备,包括耐腐蚀燃烧器技术、耐腐蚀调节技术及机构等,并建立相应技术标准,由此满足沼气的工业应用需求。

15.生物沼气发电工程成套设备研发及产业化。通过沼气发电工程成套设备的研发,研发具有自主知识产权的配套沼气发电预处理设备(生物脱硫设备、沼气脱水除尘设备、沼气计量设备、沼气增压设备、应急火炬等),通过研究沼气发电机组进气精确控制、稀薄燃烧技术和新型高效烟道气、缸套水余热回收装置,提高国产发电机组的电效率和热效率。

四、构建产业科技创新服务体系

1.建立生物质能开发利用企业研发机构。鼓励和支持规模以上企业与高校、科研院所联建生物质能开发利用企业研发机构,并通过研发中心实施各类科技成果转化和产业化项目,将其扶持培育成为科技企业,使其成为浙江省生物质能开发利用技术研发、成果转化、科技投入的主体。

2.孵育从事生物质能开发利用的科技企业或高新技术企业。鼓励从事生物质能开发利用工程建设与设备生产的龙头企业,通过股份制改造,吸纳民间资金,按照现代企业制度的要求,不断深化制度创新,加强企业内部管理,建立科学高效的经营决策、管理和运营体制,注重国外先进技术的引进、消化和二次创新,加强具有自主知识产权的新产品、新技术、新工艺的研究开发,不断增强企业的市场竞争力,使之发展成为农业科技企业或高新技术企业。

3.建立示范基地。结合新技术的研发,建立一批示范基地,将高校科研院所关键共性技术的攻关成果进行示范建设,推动科技成果转化和应用,使浙江省的生物质能开发利用技术水平处于国内领先的地位。

4.创新农村能源服务体系。农村能源服务体系建设涵盖农村能源项目规划建设、技术支撑、后续服务和监督管理等各个方面,涉及面广,关联环节多,是一项系统工程。为此,必须进一步找准定位,明确要求,突出重点,创新服务体系模式,为拓宽农民增收渠道、促进现代农业发展、加快新农村建设作出贡献。

五、保障措施

1.加大对生物质能开发利用研发经费投入。重点加大对沼气工程的关键工艺技术、共性技术和产业化项目的资金投入。一方面,要发挥政府部门的财政科技投入的引导作用,并积极争取国家技改资金、国家中小企业创新基金、农业科技成果转化资金,重点支持一批技术含量高、市场前景好、对农户带动作用大的高新技术企业及其产业化项目;另一方面,产业化龙头企业也要通过建立相应的研发资金,提高企业自我发展能力,积极参与关键技术攻关和新产品开发,加快推进产业化步伐。另外,要与其他涉农科技方案建立协调与互动的机制。对生物质能开发利用研发项目,市、县科技部门按项目性质的不同安排一定比例的科技经费,组织和实施生物质能科技创新成果推广应用项目。同时,创造环境充分吸引和利用社会闲散资金投入生物质能开发利用技术产业,以保证项目的顺利实施。

2.建立以企业为主体,产、学、研相结合的技术创新体系。充分发挥企业的主体作用,使企业真正成为决策的主体、开发的主体、投资的主体、利益分配的主体和风险承担的主体。企业特别是科技型企业要积极创造条件,建立企业研发机构,并将制度创新、管理创新与技术创新紧密结合起来。支持和鼓励企业、高校、科研院所合作共建科技研发机构,促进产、学、研三者结合和高层次开发人才培养,为浙江省生物质能开发利用的技术进步提供支持。

3.加强科技资源的整合与集成,形成合力。以项目为载体,积极推进优势科技力量的整合,将浙江省生物质能开发利用科技领域的力量有机结合在一起,形成合力。鼓励科研单位以技术、成果入股等方式进入龙头企业,积极支持科技人员领办、参办现代股份制企业,风险共担,利益共享,转化成果。深化科技项目管理机制的改革和创新,推行课题制和招标制。省、市、县分工合作,市、县主要实施一批产业化重大项目,培育一批科技型工程的龙头企业,创建企业研发机构和科技创新服务平台等。省和国家应重点支持具有自主知识产权和专利的关键共性技术攻关,营造和培养科技创新环境与意识。同时,有关主管部门还应统筹安排,把生物质能开发利用科技产业化项目和科技攻关项目与国家、省、市、县各级科技攻关、农业科技成果转化、中小企业技术创新基金、火炬、星火计划、新产品试制计划、技改计划等有机结合起来,形成合力,集成优势,突出重点,强化支持,共同推进。

4.开展国际交流与合作,促进生物质能开发利用技术对外开放。鼓励高等院校、科研单位和龙头企业开展各种形式的国际合作。一方面,通过国际交流与合作,增强浙江省生物质能开发利用的研发能力,提高国际竞争能力。另一方面,扩大对外开放和招商引资力度,采取措施吸引国内外大型生物质能源开发利用工程技术、装备与材料的相关企业到浙江省建立合资、独资企业。对进入浙江省生物质能开发利用领域的国内外企业,依照国际惯例,当地政府在土地租赁、劳动用工、原料基地建设等方面予以支持。鼓励科技型龙头企业利用国内外资金、技术,建立合作企业,促进浙江省生物质能源产业健康有序发展。

※国内现状部分引用了农业部科技发展中心李景明在创新论坛的有关资料。

执笔人:王志荣、黄 斌、郑 平、蔡昌达、柳新红、邵庆均

     审改:张咸益  打印:戴丹丽  校对:郑荣泉 

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