一次性能源的日益紧张和我国能源多元化战略的逐步推进,使得可再生能源受到了空前的关注。5月26日,由中国化工信息中心、国际能源网等单位联合主办的第十届科博会中国能源战略高层论坛主题分会——“2007中国新能源峰会”成功召开,来自发改委能源所、中国科学院、科技部的多位专家就我国可再生能源、替代能源的发展进行了广泛的探讨。
背景:能源危机催生新能源发展热潮
2001年以来,全球化石资源供应日趋紧张,国际原油价格一路攀升,至2006年已突破至65.5美元,但是高昂的价格并不能抑制人类对于石油需求量的剧增。随着世界经济对原油的依赖性不断增强,石油开采量持续扩大,世界石油储量逐渐减少,石油价格必然呈不断上升趋势。
近年来我国对石油的需求量也在不断增加,石油进口量大幅度上涨,对外依存度持续上升。2006年我国原油净进口量已达13884.3万吨,居世界第三位。石油和化学工业规划院院长顾宗勤表示:“石油作为一种不可再生的能源,在没有大的技术突破的前提下,石油的储量将越来越少,开采成本越来越高,届时石油资源的短缺将极大地制约整个社会的发展,而我国作为用油大国将面临更加严峻的能源危机”。目前我国石油剩余可采储量为23.8亿吨,储采比仅为13.4,远低于世界石油58.6的平均储采比,储备和开采能力日益窘迫。在这种形势下,国际石油价格的大幅上涨直接影响到我国的石油消费和经济运行,为了减轻国家经济对石油的依赖,缓解高价油带给市场的巨大压力,各种石油替代能源的研究日渐活跃。
生物燃料乙醇、生物柴油、煤基液体燃料(包括煤制甲醇、二甲醚、煤制油)等在近两年掀起了一轮又一轮建设热潮。这些石油替代能源的迅猛发展只反映了我国能源战略转变的一个侧面,而大力发展多种可再生能源已经成为能源界的共识——作为太阳能电池、风力发电、混合动力汽车、乙醇汽油等诸多新能源领域都呈现出繁荣发展局面。未来中国油气勘探开发的难度增大,国内油气供应快速增长的潜力较小。在我国现有能源供给的约束条件下,我国面临着能源供需结构性矛盾、能源自给安全压力以及巨大的环保压力。大力发展可再生能源,合理调整并完善现有能源结构乃是我国解决以上问题的必由之路,能源发展的多元化战略由此跃上历史舞台。
可再生能源:获得重大发展机遇
1.《可再生能源法》推动我国新能源发展迅猛
一次性能源的日益紧张和能源多元化战略的逐步推进,使得可再生能源受到了空前的关注。2005年,我国《可再生能源法》应运而生,于2006年1月1日正式实施,《可再生能源法》中指出:“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,推动可再生能源市场的建立和发展”。——在新型能源炙手可热的发展过程中,该法令正发挥着日益显著的作用。
可再生能源主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。近两年,世界可再生能源的发展风生水起,进展迅猛。据国家发展改革委能源研究所CREIA,REEEP 秘书处李俊峰秘书长介绍,世界可再生能源市场主要集中在发电技术(主要包括太阳能发电、风力发电、生物质发电、海洋能/地热能发电)、供热技术(太阳能热水技术、地热、生物质供热)、液体燃料技术(生物液体燃料、可再生能源制氢)等领域,目前世界各国均对发展可再生能源倾注了大量精力。李俊峰秘书长认为,太阳能热利用是最廉价的可再生能源技术,该技术最大的市场在中国,将占市场份额的60%。李俊峰秘书长对可再生能源技术和市场前景报以极大的信心,他谈到:可再生能源的前景将一片光明,我们现在看到只是一丝曙光,需要持之以恒的努力。
在我国,随着《可再生能源法》的实施和推动,可再生能源的发展步入新的历史时期。2007年4月,国家发改委副主任陈德铭总结我国可再生能源的发展,指出目前我国发展步伐明显加快,水电开发、风电沼气建设、生物燃料乙醇、太阳能热利用的规模越来越大。2006年,水电新增装机容量超过1000万千瓦,累计装机容量达到1.2亿千瓦;风电新增装机容量133万千瓦,相当于过去20年的总和,总装机容量达到260万千瓦;太阳能热水器生产能力达到2000万平方米,累计使用量达到9500万平方米;生物质能开发利用呈现出多元化发展局面,农村户用沼气达到2260万户,大中型沼气工程达到2000多处,沼气年使用量约100亿立方米,农作物秸秆发电示范项目投产运行,生物液体燃料工作全面推进,生物质成型燃料试点取得初步进展。
2.潜力巨大 向能源多元化目标迈进
可再生能源的开发热潮是以其深厚的发展潜力为基础的,据国家发改委可再生能源发展中心提供的数据:我国风电资源量应在30亿千瓦以上,生物质能资源量为8亿~10亿t标煤,太阳能的资源量为理论上17000亿t标煤/a。尽管拥有巨大的发展潜力和光明的发展前景,但是可再生能源的发展仍然面临技术、政策、产业等各方面的制约,其产业化、规模化发展离不开国家产业政策的推动和支持。自《可再生能源法》颁布以来,国家对可再生能源的政策支持框架已经初步确立,并出台了一系列配套政策和细则。2006年1月,国家发改委颁布了《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》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》;2006年6月,财政部出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》;2006年11月,发改委与财政部发布了《促进风电产业发展实施意见》。此外,一些相关技术标准,如民用太阳能热水器与建筑结合标准、生物柴油等标准也在制订实施。目前,国家发改委已经编制完成了《可再生能源中长期发展规划》,正在报批审定中。
国家发展和改革委员会能源所可再生能源发展中心王仲颖主任的报告中显示,鉴于可再生能源的巨大潜力,我国基本制定了2020年可再生能源的发展目标:在发电能力方面,并网风力发电力争达到3000万千瓦,小型风力发电15万千瓦,实现生物质能源发电3000万千瓦,太阳能发电180万千瓦;在燃料和热利用方面,液体燃料消耗量将达到1200万吨,沼气440亿m3,太阳能热水器覆盖面积将突破3亿平方米;生物质颗粒供应量可达5000万吨。届时可再生能源预计可提供5.5亿吨标准煤的供应能力,占2020年一次能源消费量的16%。——可以预见,在国家政策的鼓励和大力推动下,我国可再生能源正迎来发展的春天,未来几十年里,我国能源结构中化石资源一统天下的局面将得到改变,一个能源多元化发展时代正在到来。
生物液体燃料:发展需要资源和政策双驱动
近年来,我国生物液体燃料产业发展如火如荼,归根结底还是全球能源结构的高位运行,从市场层面吸引众多投资者的热衷。
1.燃料乙醇受困于资源供应
上世纪末,为消化库存陈化粮和补充石油资源的不足,我国开始发展燃料乙醇。“十五”期间,在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂,总产能达到102万t/a,现已在9个省开展车用乙醇汽油的销售试点。2006年,我国燃料乙醇的总产量已达133万吨,比2005年翻了一番。在一些地方政府和市场的双利作用下,在国家规划之外,许多企业也纷纷上马燃料乙醇项目,消耗了大量的粮食作物。2006年我国仅国家批准的用于加工燃料乙醇的粮食有306万吨,其中玉米260万吨。从“不与民争粮,不与粮战地”的战略出发,2006年12月国家下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理》的通知,提出“坚持非粮为主,积极妥善推动生物燃料乙醇产业发展。”
国家政策划下了红线,原料多元化成为燃料乙醇企业的必然选择。我国自主开发了以甜高粱为原料的生产技术,并在黑龙江、内蒙古、山东、新疆和天津等地开展了甜高粱的种植和燃料乙醇的生产试点,但由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产,这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场,大多数被掺入了低质白酒中。同时,我国6亿多吨的秸杆资源引起了业界的关注,但纤维素制乙醇的技术尚不成熟,还处在中试或工业化示范阶段。利用木薯、甘薯、甘蔗、甜菜等作物作为燃料乙醇的原料具有一定的可行性,但还在起步阶段。另外,今后这些资源的收集、储运等问题也需要解决。我国燃料乙醇要实现快速、可持续发展,突破原料瓶颈是关键。
2.多重因素阻碍生物柴油发展
受市场利益驱动,在绿色能源和支农产业双重“概念”下,全国各地形成了一股上马生物柴油的热潮。像所有新兴产业一样,生物柴油的发展中也遇到了各种各样的问题。首先是原料的供应,虽然生物柴油的原料种类比较丰富,既可以是各种废弃或回收的动植物油脂,也可以是含油量高的能源植物,如麻疯树、黄连木等。但由于能源植物种植周期较长,投资大,国家政策又不十分明朗,非一般企业能力可为。因此,目前国内绝大多数企业是收集餐饮业废油或以进口棕榈油、棕榈油酸为原料生产,但受行业发展过热影响,这些原料价格节节攀升,企业利润也被严重挤压,目前不到100元/t。二是产品的出路问题,由于国家还没有制定具体的生物柴油产业政策,产品无法进入正常的销售渠道。虽然今年5月份出台了BD100生物柴油标准,但与销售脱节,与产品销售有关的B5标准的还在起草当中。按现行政策,目前局部地区生物柴油的销售属于不正常行为。现有生物柴油产品有的通过各种渠道流入市场,有的被用作工厂和施工机械的动力燃料,还有的企业将产品出口到国外,但今年4月5日国家公布的《2007年加工贸易禁止类商品目录》严禁轻柴油、重柴油和其他柴油及燃料油出口,无疑又给那些以出口为主要方向的生物柴油企业当头一棒。原料供应不稳定,国内市场政策不明朗,对外出口又受阻,生物柴油发展可谓举步维艰。
为了促进我国生物液体燃料的发展,我国在可再生能源中长期发展规划中提出,2010年和2020年将分别形成200万t和1000万t的目标。从目前我国生物液体燃料的原料、技术、市场和政策条件来看,要实现生物液体燃料的规模化发展,关键要解决好资源落实、产品生产和市场销售3个环节的问题,特别要做好品种选育、种规模、技术标准制定等工作,制定合理的投资、价格和税收政策,落实好产品销售渠道,充分发挥大型能源企业的带头作用,广泛吸收社会企业参与,形成完整的生物液体燃料的生产、混配和销售体系。
煤化工:遵循科学理性的发展思路
随着石油、天然气价格的节节攀升,以煤为原料的煤化工行业在短短几年内迅速升温,全国具有煤炭资源的省份都纷纷集资、引资或合资建设和开展大型煤化工、煤变油、煤制烯烃、甲醇、二甲醚等项目的前期研究和规划。尽管国家发改委于2006年下半年紧急叫停了煤炭液化项目并提高了准入门槛,但是各地投资煤化工的热情不仅没有降温,反而随着国际油价的强劲运行而出现了“潮涌现象”。
有人质疑说煤化工是一种稀缺资源替代另一种资源,不应该与可再生能源一同列入能源多元化的发展战略中。全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会秘书长陈卫国认为,看待这一问题需要时空观,能源战略具有阶段性,未来的二三十年将是我国能源技术开发比较关键的阶段,国家通过这一过渡期积蓄力量完成科技攻关之后,很可能就此具备发展太阳能、核能等重要可再生能源的实力。因此,在最近的二三十年内,凭借煤炭资源优势积极发展煤化工是我国能源战略的必然选择。
1. 下游产品众多,发展空间大
煤化工的下游产品众多,煤制甲醇、二甲醚、烯烃、煤制油等技术的应用前景广阔,这种多样性也反映出我国能源多元化趋势。
(1) 煤制甲醇、二甲醚市场初步形成
甲醇是煤化工的基础有机化学品,具有较多的后续加工产品,近年来甲醇项目甚至出现
了过热现象,目前在建甲醇规模已接近900万t/a,拟建和规划产能还有千万吨以上,预计到2010年国内甲醇生产能力将超过2700万t/a,而国内甲醇的年需求总量在2400万t左右。而煤制二甲醚可作为民用燃料使用,是柴油发动机最理想最洁净的替代燃料,目前二甲醚国内生产能力为37万t/a,产量20万t,在建装置能力近100万t/a,拟建装置能力达到211万t/a,预计到2010年产能在300万t/a,国内年需求量将达到700万t,市场空间巨大。
(2)煤制烯烃、煤制油战略意义重大
煤制烯烃是减少对石油依赖,发展化学工业的重要新途径,2010年煤制烯烃的产量将达140万t,占全国烯烃产量的4.8%,其经济效益高于石油制烯烃。但是尽管煤制烯烃项目前景看好,但由于技术难度大,目前还处于中试阶段,待工业化成熟大规模推广之后,煤制烯烃必将迎来大的发展。我国在煤制油技术研究上也取得相当突破,据估计,目前国内在建和拟建的“煤变油”项目已达1600万t,计划投入的资金额高达150亿美元。
2. 煤化工发展亟需考虑环境因素制约
然而,煤化工毕竟是一个起点很高的行业,对煤炭资源、水资源、生态、环境、技术和资金等条件要求较苛刻,煤化工同样突出的劣势使其在发展过程中受到一定制约。
利用效率较偏低是当前煤化工面临的一大问题,我国煤用于发电的能量利用率可以达到55%,但以煤为原料生产甲醇,煤的能量利用率只有32%~42%;煤制油的能量利用率也不高,采用直接法“煤制油”工艺,煤的热能利用率为47.6%,而间接法的利用率仅为28.6%;加上水、电、汽、储运等公用工程消耗,使煤炭资源利用率更低。因此,如何加强煤炭资源的有效利用率是保证我国煤化工产业健康发展亟待解决的问题。
水资源是煤化工产业发展的重要制约因素。我国的人均水资源占有量远低于世界平均水平,主要煤炭产地人均水资源占有量和单位国土面积水资源保有量更只有全国平均水平的1/10。而大型煤化工项目年用水量巨大,一些地区大规模规划煤化工项目,一方面会造成产能过剩,另一方面会打破本地区脆弱的水资源平衡,直接影响当地经济社会的平稳发展和生态环境的保护。
同时,环境保护也已成为煤化工产业发展的瓶颈。煤炭中碳含量高、氢含量只有5%,将煤炭转化成运输燃料时产生的二氧化碳排放量,是原油精炼工艺的7~10倍,势必加重当地的环境污染。目前,我国90%的二氧化硫排放来自煤的使用,这是我国在大气环境污染治理方面长期陷入困境的重要原因。
此外,煤化工项目所需投资大,国际油价和国内煤炭价格的波动将使煤化工的成本变化莫测,无疑也给煤化工企业带来了巨大的投资风险。
喜忧参半的煤化工发展热潮也引发了国家相关部门及专业人士对于发展煤化工的深刻思考:煤化工的项目建设首先要量水而行,以水定产,注重对水资源的保护;其次在发展策略上应坚持“煤化一体化”、“煤电一体化”,防止煤炭资源直接外流;重视并鼓励企业的自主创新,研发先进技术,以提高煤资源的利用率,攻克其下游产品应用的技术难关,使煤化工产业在能源结构调整和石油替代战略中发挥更大的作用,稳步推进我国能源多元化战略的实施。
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