生物燃料市场研究篇1
关键词：燃料乙醇市场兼并重组原材料向
随着全球变暖、污染日益严重、能源日渐消耗，低碳环保和节能已成为世界性的主题。全世界各个国家对新型、可再生能源都尤为重视。我国油气资源相对短缺，随着我国社会经济的快速发展，石油消耗日益增加，资源紧缺状况十分严重。自1993年，我国已经成为石油净进口国，原油需求日益增加和资源的日益减少使我国的原油供求矛盾非常突出，这已经成为制约我国社会经济发展的长期压力。燃料乙醇是替代能源的代表，对于国家发展意义重大。不仅能减少碳的排放量，达到环保的目的，同时，也可以一定程度上缓解我国能源紧缺的压力。但由于我国燃料乙醇行业的技术以及原材料成本方面的原因，生产燃料乙醇的企业盈利非常困难，必须依赖国家的补贴。国家对燃料乙醇行业的政策是，定点企业生产并给予一定的补贴，定点区域强行销售，价格和汽油价格绑定。
一、我国燃料乙醇市场概况
我国燃料乙醇行业起步较晚，但是发展十分迅速。起初燃料乙醇原材料来自于我国去陈粮过程中的陈粮，但是随着陈粮问题的解决之后，成本问题也阻碍了燃料乙醇行业的发展。由于我国玉米和小麦等原材料成本和技术方面的劣势，发展速度和美国与巴西等国家相比，还差很多。所以，未来我国燃料乙醇市场原材料将会以非粮食作物为主。但是，燃料乙醇是替代能源的代表，对于国家发展意义重大，所以我们必须坚定的发展燃料乙醇产业。燃料乙醇主要的下游产品就是乙醇汽油。
二、美国燃料乙醇市场概况
美国发展燃料乙醇产业的时间比较早，大概在20世纪30年代就开始开展燃料乙醇的研究及应用工作。1979年，美国国会为了减少本国对进口原油的依赖程度，以寻找替代能源的角度为出发点，提出了美国联邦政府乙醇发展的计划，开始大力推广使用含10%乙醇的混合汽油。美国的燃料乙醇产业也因此得到了快速的发展，燃料乙醇每年的产量从1979年的3万多吨迅速增加到1990年的260多万吨。从1998年开始，美国逐步减少和禁止使用汽油中的mtBe（甲基叔丁基醚），由燃料乙醇取而代之，以防治地下水被污染。美国的50个州中的20个州参与了生产燃料乙醇，主要集中在中北部和西部地区。
三、我国燃料乙醇市场的发展建议
第一，我国燃料乙醇市场战略行为建议
首先，限制以玉米等粮食作物燃料乙醇产量
虽然以玉米为原材料生产燃料乙醇在美国非常成功，但是我国从原材料的丰富程度上无法和美国相比。美国地广人稀，而我国是人口大国，粮食问题是我国根本性的问题，虽然在玉米乙醇生产工艺方面，我国的水平接近了美国，但是仍然不能效仿。
前面已经分析过我国玉米市场，我国玉米市场需求旺盛，价格持续走高，以玉米为原材料的经济性非常差。以丰原生化为例，如果不算国家的对燃料乙醇高额的财政补贴，丰原生化将遭遇年年的巨额亏损。我国玉米乙醇的生产工艺已经接近国外先进水平，随着工艺成本的下降，亏损的程度有所减轻。但是在当今玉米的供需形势下，玉米价格很难有大幅度的降低，玉米价格没有大幅度的降低，以玉米为原材料生产燃料乙醇将很难扭亏为盈。
另外，我国是用全世界总耕地的7%去养活世界总人口的20%，中国在城镇化和工业化的过程中蚕食着耕地，还面临着不断增长的粮食生产压力。粮食问题是我国根本性的问题。所以，根据我国玉米产量情况，将玉米为原料的燃料乙醇作为玉米深加工的一个方向。在不影响玉米市场的前提下，适量生产，丰富玉米的消费结构的同时，也适度的增加乙醇产能。
再次，加大甘蔗为原料的乙醇生产投入
通过上文分析，我国甘蔗为原料生产燃料乙醇的潜力还是非常巨大的。虽然之前甘蔗受糖价波动影响比较大，但是目前情况是我国甘蔗供给充裕，甘蔗乙醇技术成熟。通过上文各种原材料的经济性对比，甘蔗为原料的成本最低，经济性最好。所以应该加大力度明确甘蔗燃料乙醇在非粮燃料乙醇中的重要地位。目前，燃料乙醇市场非粮作物的原材料大多数是木薯，这也导致了近两年来，木薯价格飞涨。加大对甘蔗燃料乙醇的投入，可以平衡原材料需求方面的集中，又符合经济性。
第二，中国燃料乙醇市场技术研发行为的建议
首先，通过政策引导等方式加大技术研发的投入
中国对燃料乙醇产业补贴每年大概15～20亿左右，但主要都是针对企业生产环节的补贴。而国外的补贴正常不仅仅对生产环节进行补贴，更是把着眼点对准技术研发。对研发企业提供低息贷款，税收优惠，并且加大对研发费用的补贴投入。有着政策的明确导向，企业、高校及研究机构才能更好的协调。
其次，继续提高以玉米、木薯、甘蔗为原料的燃料乙醇生产工艺水平
目前以纤维素为原料的二代燃料乙醇技术还不算完全成熟，不能大规模的商业化。所以，以现有原料生产燃料乙醇还将在相当一段时间内在全球范围内维持燃料乙醇的供给。而我国燃料乙醇生产技术与发达国家相比还有一定的欠缺。
我国玉米乙醇生产工艺与美国水平比较接近，但是仍有一些细节方面的不足。增加浓醪发酵醪液酒精含量，提高离心清液回配量，提升DDGS产品的质量。我国玉米乙醇工艺主要在这三个方面有所欠缺，尤其是DDGS产品问题，很难达到美国水平。美国DDGS产品可以降低燃料乙醇单位成本0.1美元/L。
再次，加快对第二代纤维乙醇的关键技术研究
在纤维素燃料乙醇产业化的进程中，有技术需要进一步研究，主要包括原料的收集和运输技术、原料的储存技术、原料的预处理技术、水解技术、纤维素酶生产技术、全糖发酵技术、蒸馏技术和“三废”治理技术等。其中最为关键的技术就是预处理技术，其次是纤维素酶的生产技术。
加快对关键技术的研究，单一企业、科研机构或者是院校的力量只能支持整个产业链的某些环节的研究，展开全过程，全面的技术开发是不太可能的。所以要整合各个部分的技术优势，打造完成的产业链研究力量，就必须采取产学研商相结合的方式，多角度、多单位、多领域持续合作才能尽早达到目的。
参考文献：
［1］郗小林，冀星．对我国发展生物乙醇产业的探讨［J］．研究与探讨，2001(09)：8
［2］王正友．美国生物燃料乙醇生产近况［J］．企业与市场2006，(1)：62-63
生物燃料市场研究篇2
abstract:advancesofdomesticandoverseasbiomassfuelethanolisoutlinedinthispaper.Havingevaluateditseconomic，energy，environmentalandsocialbenefits，thereafteritsimportanceasapartofChineseenergystrategyhadbeenconfirmed.Finally，afeasibleschemeforfuelethanolproductionfrombiomassinlargescaleissuggested，usedforreference.
Keywords:Syngas;ethanol;Cellulose;Catalyst
全球变暖、化石能源日渐消耗……引发了人们对新型、可再生能源的深刻思考。如巴西、美国、中国等国正积极开发、利用生物质燃料乙醇生产技术。但如果一如既往以大量粮食生产燃料乙醇势必和人“争食”、“争地”，造成人类生存隐患，走“非粮”路线是大势所趋。其中，纤维素地球贮量丰富，其能量来自太阳，通过光合作用固定下来，取之不尽，用之不竭，各国正如火如荼地进行着相关研究[1-5]。本文分析了燃料乙醇发展经济、能源、环境、社会效益，肯定了其能源战略地位，提出几条实现我国生物燃料规模化生产的可行性建议以资借鉴。
1国内外燃料乙醇发展概况
目前面临化石能源危机，一些农产品丰富的国家正大力发展乙醇汽油供应市场。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”，以其富产甘蔗为原料，目前已形成1000多万吨产能，替代了1／3车用燃料。为推广燃料乙醇，美国制定了积极的经济激励政策，计划从2006年至2012年，可再生能源燃料年用量从1200万吨增加到2300万吨。日本重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇。欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也在在积极进行着相关研究[1]。
目前，中国是继巴西、美国之后全球第三大生物燃料乙醇生产和消费国。“十一五”期间将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。实践证明我国过去以粮食为原料生产燃料乙醇，不符合国情，探索非粮能源资源是大势所趋[1]。全国相关研究正如火如荼进行着，呈现一派“百花齐放，百家争鸣”的景象。特别是筹建中的中国科学院青岛生物能源与过程研究所，顺应时代潮流而生，肩负历史、国家使命，是集中力量办大事的“国家队”。
2中国能源战略
随着全球变暖和化石能源消耗，人们对新型替代能源--乙醇的关注度日益上升，正成为许多国家新能源政策的重要组成部分。以此为契机，8年前中国上马了燃料乙醇项目，也意在解决过剩陈化粮问题。经过1999-2005几年间不懈努力，国家首批4家燃料乙醇定点生产企业完成了规划建设的102万吨产能，基本实现了“十五”提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标。然而我国人口众多，人均耕地少，用大量粮食生产燃料乙醇必然要和人“争食”、“争土地”，造成人类生存空间越来越小，不符合我国国情。因此，2006年12月国家发改委和财政部联合下发了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理、促进产业健康发展的通知》要求生物燃料乙醇项目建设需经国家投资主管部门核准，未经国家核准不得增加产能[1-5]。
在规划实施中，国家采取国际通行做法，对燃料乙醇生产给予财政补贴和产业政策扶持。财政补贴额逐年减少，2007年每生产一吨燃料乙醇国家给予1373元补贴，到2008年底将采取弹性补贴方式以尽可能避免企业亏损[1]。未来工作依据是国家《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》，其总体思路是积极培育石油替代市场，促进产业发展；根据市场发育情况，扩大发展规模；确定合理布局，严格市场准入；依托主导力量，提高发展质量；稳定政策支持，加强市场监管。其基本原则有7条：因地制宜，非粮为主；能源替代，能化并举；自主创新，节能降耗；清洁生产，循环经济；合理布局，留有余地；统一规划，业主招标；政策支持，市场推动[1]。“十一五”期间我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨。这一产量的制定主要取决于全国用于非粮生产的盐碱地和荒地面积[1]。并且国家将继续实行生物燃料乙醇“定点生产、定向流通、市场开放、公平竞争”的相关政策[1]。
3燃料乙醇效益
燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水，再加上适量变性剂制成。目前，中国试点推广的e10乙醇汽油是在汽油中掺入10％纯度达99.9％以上的乙醇制成[2]。简而言之，燃料乙醇发展实现了“十五”规划中提出的“拉动农业、保护环境、替代能源”三大战略目标[1]，不仅部分解决了汽油紧张，拉动了大宗农产品的消费，为农民增加了收入，也促进了国家可持续发展战略。乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但其分子中含氧，抗爆性能好，取代传统mtBe为汽油抗爆、增氧添加剂，避免了其毒害性(致癌，地下水污染)，具有优良能源、环保效益。如汽油中乙醇添加量≤l5％时，对汽车行驶性能无明显影响而尾气中温室气体含量降低30％-50％。添加10％，其辛烷值可提高2-3倍，还可清洁汽车引擎，减少机油替换使其动力性能增加[3]。事非偶然，联合国工业发展组织就在维也纳乙醇专题讨论会上提出：“乙醇应该被当作燃料和化工原料永久的和可供选择的来源”[3]。
4燃料乙醇生产原料
一次能源必将耗竭，研究、开发可再生能源势在必行。以混配乙醇汽油(e10乙醇汽油)为例，每用1000万吨就可节省1o0万吨汽油，而要提炼这些汽油至少需要300万吨原油，足见乙醇的能源战略地位[1]。
燃料乙醇生产原料主要有玉米(美国)、甘蔗(巴西)、薯类、谷类等。不同原料全生命周期的能量效益也不同，由高到低依次是甜甘蔗、甜高梁>木薯>玉米、小麦。如巴西甘蔗能量比达到1︰8以上，玉米、小麦等粮食作物及木薯、甘薯大约是1︰1.3～1.4，产生正效益[1]。然而以粮食为原料，势必与人“争粮”、“争地”，利用非粮资源是大势所趋。非粮资源包括木薯、甘薯、甜高梁，还有大量粮食作物秸秆，农业、工业、生活废料等纤维素、半纤维素、木素及其它可用生物有机质资源。其中，纤维素是地球上贮量最丰富的有机物，其能量来自太阳，通过植物光合作用固定下来。每年地球上由光合作用生成的植物体总量达1.5×l011kg，40％是纤维素。按全球人口平均，每人每天可分摊到56kg。日本就重点研究利用农、林废弃物等植物纤维素制备燃料乙醇[3]。如我国过去以玉米为原料生产燃料乙醇，成本相对要高，不符合人多地少的国情。因此，现阶段国家对生物燃料乙醇项目建设实行核准制。“十一五”专项规划要求燃料乙醇生产走“非粮”路线。此外，欧盟、加拿大、菲律宾、墨西哥等国也正如火如荼地进行着相关研究[1]。
5燃料乙醇生产路线
对于生物质衍生合成气制乙醇有并存、竞争的化学法、生物法两种转化技术：
（1）生物法：纤维素、半纤维素，酸解或酶解或发酵单糖(五碳、六碳糖)，化学、酶催化及微生物发酵乙醇
（2）化学法：纤维素、半纤维素、木素及其它生物体有机物，热解合成气(H2，Co)，化学或酶催化或微生物发酵乙醇
在某些方面，化学法好比西药，强烈、见效快，生物法好比中药，温和、见效慢。两种方法“各有千秋”，其制约因素是成本和高效、廉价催化剂、酶和合适微生物的开发等关键技术。总而言之，生物法具有选择性、活性好、反应条件温和等优点，但原料利用率低、反应时间长、产物浓度低及酶、微生物活性易受影响且纤维素降解和单糖转化所需酶、微生物适于不同反应条件，不能很好耦合。相比，化学法具有原料利用率高、反应时间短、催化剂构成简单、没有严格反应条件限制等优点，但为高温、高压过程，对设备要求高[1-5]。
6能效分析转贴于
生物质直接燃烧热效率很低，只有10％左右，而将它们转化成气体或液体燃料(甲烷、氢气、乙醇、丁醇、柴油等)热效率可达30％以上，缓解了人类面临的资源、能源、环境等一系列问题[4]。其次，乙醇燃烧值仅为汽油2/3，但分子中含氧，用作汽油添加剂抗暴性能好、低排放，可提高其辛烷值2-3倍，还能使汽车动力性能增加等[3]。
7经济分析
目前中国试点推广的e10乙醇汽油价格按国家同期公布的90号汽油出厂价乘以价格系数0.911。90号汽油目前出厂价不到5000元/吨。由于玉米价格上涨导致生产成本增加，每销售1吨燃料乙醇要亏损数百元且在汽油多次提价之前，每吨亏损一度达到了1000多元[2]。此外，燃料乙醇定价机制不合理，有两个“倒挂”，不能充分体现其价值：一是油价倒挂，我国原油价格和国际市场接轨，但成品油没有实现接轨；二是燃料乙醇产品价格倒挂。原本成品油价格就低，再乘以0.911所形成的价格对燃料乙醇经济性就很差。另外，以燃料乙醇取代高价mtBe，而燃料乙醇各项指标接近或优于mtBe，价格更高才合理，但并非如此，从技术上也没有充分体现其经济性。就目前生产工艺而言，燃料乙醇生产成本本来就很高再加上定价机制不合理，导致生产企业严重依赖于国家财政补贴[1]。
建议
要实现我国生物燃料规模化生产，关键要解决好资源、技术、市场、国家投资、价格和税收政策四个环节问题；在尽量不与粮食作物争地的情况下，积极开发非粮原料种植基地；努力开发自主知识产权，争取生产技术、设备国产化；延长产业链，除燃料乙醇外生产如乙酸乙酯、乙烯、环氧乙烷等化工产品。这样，实现了对资源综合利用，“吃干榨尽”，大大提高了农产品附加值，也在一定程度上减少了企业亏损。
参考文献
[1]秦凤华.燃料乙醇蒸蒸日上[J].中国投资，2007，38-41.
[2]任波.乙醇汽油转折[J].财经，2007，178:100-102.
[3]雷国光.用纤维质原料生产燃料乙醇是我国再生能源发展的方向[J].四川食品与发酵，2007，43(135):39-42.
生物燃料市场研究篇3
)
【摘要】由于航天和国防的需要，才开发了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。
早在1839年，英国人w.Grove就提出了氢和氧反应可以发电的原理，这就是最早的氢-氧燃料电池(FC)。但直到20世纪60年代初，由于航天和国防的需要，才开发了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。美国矿物能源部长助理克.西格尔说：“燃料电池技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响，会类似于20世纪上半叶内燃机所起的作用。”福特汽车公司主管pnGV经理鲍伯.默尔称，燃料电池必会给汽车动力带来一场革命，燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。美国arthurD.Little公司最新估计，2000年燃料电池在能源系统市场将提供1500～2000mw动力，价值超过30亿美元，车辆市场将超过20亿美元；2007年燃料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元。
燃料电池的工作原理和分类、特点和优势
燃料电池发生电化学反应的实质是氢气的燃烧反应。它与一般电不同之处在于燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是起催化转换作用。所需燃料(氢或通过甲烷、天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油等石化燃料或生物能源重整制取)和氧(或空气)不断由外界输入，因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的装置。以熔融碳酸盐型燃料电池为例，图1为燃料电池的结构示意图。
图1 熔融碳酸盐燃料电池单电池结构示意图
在燃料电池电极上反应如下：
阳极反应：H2+Co32-＝H2o+Co2+2e-
阴极反应：1/2o2+Co2+2e-＝Co32-
总反应：1/2o2+H2＝H2o
燃料电池多种分类。按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型。按电解质种类又可分为磷酸盐型燃料电池(paFC)--第一代FC；熔融碳酸盐型燃料电池(mCFC)--第二代FC；固体氧化物型燃料电池(SoFC)--第三代FC。表1列出了几种主要类型燃料电池的燃料、电解质、电极和工作温度等基本特点。
表1 燃料电池的分类
类型
磷酸盐型燃料电池(paFC)
融碳酸盐型燃料电池(mCFC)
固体氧化物型燃料电池(SoFC)
聚合物离子膜燃料电池(pemFC)
燃料
煤气,天然气,甲醇等
煤气,天然气,甲醇等
煤气,天然气,甲醇等
纯H2
电解质
磷酸水溶液
KLiCo3溶盐
Zro2-Y2o3(8YSZ)
离子(na离子)
阳极
电极
阴极
多孔质石墨
(pt催化剂)
含pt催化剂+多孔
质石墨+tefion
多孔质镍
(不要pt催化剂)
多孔nio(掺锂)
ni-Zro2金属陶瓷(不要pt催化剂)
LaxSr1-xmn(Co)o3
多孔质石墨或ni
(pt催化剂)
多孔质石墨或ni
(pt催化剂)
工作温度
-200℃
-650℃
800-1000℃
-100℃
近20多年来，燃料电池经历了碱式、磷酸、熔融碳酸盐和固体电解质等几种类型的发展阶段。美、日等国已相继建立了一些碳酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交换膜燃料电池电厂作为示范(表2)。
表2 一些国家的燃料电池电厂
磷酸盐燃料电池电厂
onSi公司建设的200KwpaFC电厂
质子交换膜燃料电池电厂
BallardGenerationSystem建设的250Kwpem燃料电池厂
avista实验室建造的7.5w民用pem燃料电池电厂,它具有60w热交换调制.
northwestpowerSystem建设的5Kw民用pem燃料电池电厂
plugpower建造的7Kw民用pem燃料电池电厂
熔融碳酸盐烯料电池电厂
m-CRowerCorporation建造的熔融碳酸盐碳燃电孙电厂
energyResearchCorporation建造的250Kw熔融碳酸盐燃料电池厂
energyResearchCorporation在加州SantaClara建造的2m熔融碳酸盐燃料电池示范电厂
固体氧体物燃料电池电厂
Siemenswestinghouse建设的管状固体氧化物燃料电池电厂
燃料电池电厂所以具有如此大的吸引力，是因为它与传统的火力发电、水力发电或核能发电相比，具有无可比拟的特点和优势。
1.能量转换效率高 燃料电池能量转换效率比热机和发电机能量转换效率高得多。目前汽轮机或柴油机的效率最大值为40～50%，当用热机带动发电机时，其效率仅为35～40%，而燃料电池的有效能效可达60～70%，其理论能量转换效率可达90%。其他物理电池，如温差电池效率为10%，太阳能电池效率为20%，均无法与燃料电池相比。
2.污染小、噪声低 燃料电池作为大、中型发电装置使用时其突出的优点是减少污染排放(表3)。对于氢燃料电池而言，发电后的产物只有水，可实现零污染。另外，由于燃料电池无热机活塞引擎等机械传动部分，故操作环境无噪声污染。
表3 燃料电池与火力发电的大气污染比较
(单位：kg.10-6(Kwh)-1)
污染成分
天然气火力发电
重油炎力发电
煤火力发电
燃料电池
So2
2.5-230
4550
8200
0-0.12
nox
1800
3200
3200
63-107
烃类
20-1270
135-5000
30-104
14-102
尘末
0-90
45-320
365-680
0-0.14
3.高度可靠性 燃料电池发电装置由单个电池堆叠至所需规模的电池组构成。由于这种电池组是模块结构，因而维修十分方便。另外，当燃料电池的负载有变动时，它会很快响应，故无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。这种优良性能使燃料电池在用电高峰时可作为调节的储能电池使用。
4.比能量或比功率高
5.适用能力强
燃料电池可以使用多种多样的初级燃料，如天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油；也可使用发电厂不宜使用的低质燃料，如褐煤、废木、废纸，甚至城市垃圾，但需经专门装置对它们重整制取。虽然燃料电池有上述种种优点，然而由于技术问题，至今一切已有的燃料电池均还没有达到大规模民用商业化程度。为此，美、日等国相继拨出巨资来发展燃料电池。
燃料电池开发现状与发展趋势
在燃料电池研究开发方面，美国、日本和德国处于世界领先地位。美国早在1967年就制定了taRGet和FCG-1燃料电池研究发展计划。近年美国能源部对燃料电池研究资助每年均在2000万美元以上。日本在1981年制定了“月光计划”，进行燃料电池研究。1989年欧洲燃料电池集团成立。
在所有燃料电池中，磷酸盐型燃料电池(paFC)由于磷酸易得，反应温和，成为发展最快、研究最成熟的一种燃料电池。1977年美国通用公司首先建成兆瓦级paFC发电站。1991年日本电力公司在东京湾兴建的1mwpaFC发电站也已投入运行。目前美国已有少量销售，其商品化阶段已经开始。
熔融碳酸盐型燃料电池(mCFC)正处于10-20Kw向兆瓦级发展阶段。1994年12月美国已建成迄今最大功率为250Kw的mCFC电站。日本1989年已完成25Kw的mCFC试验，按其“新阳光计划”-1mw的mCFC中间试验电厂现正在实施中。
聚合物电介质燃料电池(pemFC)不仅是人造卫星上可靠、低成本的动力源，还可作为陆地上市区交通车辆和水下潜艇的动力源。1996年美国能源合作公司推出实验型的由三块薄膜组成的以1.5KwpemFC为动力的“绿色轿车”。德国奔驰公司在前两年开发出neCaRⅡ存储式燃料电池驱动电车(燃料电池生产电能为250Kw，一次行程为250公里)，并在慕尼黑、斯图加特市作为试行公共电车之后，在1998年8月又作为世界首创，开发出neCaRⅢ燃料电池驱动电车。它用质子交换膜(pem)燃料电池为动力，以甲醇为原料，通过车辆后部的反应器产生氢气，再以氢和空气中氧反应产生电能来驱动，当压下踏脚板后，在不到2秒的时间内动力系统的能量将达到90%，其最大行程为400公里，预期2004年投放市场。最近，DaimlerChrysler设计的燃料电池和电池混合引擎轿车neCaR4由于具有零污染、宽阔的操作范围和良好的驾驶特性等最佳的设计而获得北美“1999国际引擎年奖”。新近美国BallardpowerSystem开发的第二代燃料电池公共客车已在芝加哥运行。美国至今已开发的具有代表性的运输用的燃料电池公共客车、轿车已达30多种。
第三代燃料电池SoFC正在积极研制开发中，1991年6月美国能源部和威斯汀豪斯公司投资1.4亿美元加速固体燃料电池的商业化。目前美国西屋公司处于SoFC领先地位，它们所制造的一个由576个管式SoFC组成的25Kw发电系统已创13000多小时运行的世纪记录。其下一步计划是建立100Kw的SoFC热电联产系统交付荷兰/丹麦电力公司使用。目前美国已有5Kw的SoFC产品出售。一些公司还打算把SoFC和储氢合金结合起来，用于开发汽车用燃料电池。
近年因环境保护要求而新兴起的生物电池，用生物原料(包括林场杂木、稻草、麦杆、玉米杆、青草、草垃圾、含能源的植物、动物粪便等)生产电能。即将生物原料通过反应器转换成燃烧气体(主要是H2、Co、CH4)，经加工处理后作为燃料电池的原料用于建立分散电站，供家庭或城市用电；也可转换成H2，用于电动汽车。据〈moderpowerSystem〉报道，一个以垃圾场生产的燃料气体为燃料的燃料电池厂正在美国康涅狄州格罗顿镇运行，它生产国际燃料电池公司的200Kw磷酸燃料电池。该电池厂装有燃料洁净系统，使垃圾场的燃气在进入燃料电池堆之前已被去除掉其中的氯化合物、硫化合物和共它污染物。目前德国巴伐利亚州的BadBruckenan正在建造一个生物能源-氢气工程。
燃料电池中另一亮点是细菌电池。其基本原理是通过细菌发酵，把酸或糖类转化为氢气，再将氢导入磷酸燃料电池后发电。美国1984年设计出一种供遨游太空用的细菌电池，原料是宇航员的尿液和活细菌。日本也研制过用特制糖浆作原料的细菌电池。
燃料电池今后的发展方向除了电动车辆(包括工交车辆、拖拉机、叉式装卸机、高尔夫车和军事车辆等)和热电站外，另一方向是使燃料电池小型化。燃料电池替代普通电池在膝上电脑、便携式电子器件等方面的应用列于表4。据《科学美国人》报道，美国洛斯阿拉芙斯国家实验室罗伯特.G.霍克最近研制成功微型燃料电池，其电池尺寸和价格可与传统的镍隔电池相比，重量仅为镍隔电池的一半，但供电能力为镍隔电池的50倍。预期这种微型燃料电池用于移动电话，可连续待机40天，而仅消耗不到2盎司的甲醇。霍克目前正把微电子技术引入微型燃料电池制作中，准备制作25μm厚的微型电池。另外，还有把燃料电池用于电子广告牌和电动自行车的报道。
表4 燃料电池替代普通小电池在膝上电脑、便携式电子器件等方面应用
便携式烯料电池
warsitz制作的便携式燃料民池电源
替代电池用的燃料电池
Ballard的燃料电池膝上电脑
anHpower燃料电池电源公司提供的美国新泽西州高速公路广告牌
anHpower燃料电池电源公司提供的职业电神摄像机
FrauniseiSe发展的峰窝电话用微型燃料电池
教学用烯料电池
美国木醇研究所提供的教学用木醇燃料电池
ecosoul提供的再生燃料电池教学用具
生物燃料市场研究篇4
[关键词]生物质能资源沼气生物质燃料垃圾发电展望
1概述
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量，它以生物质为载体，直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，替代煤炭、石油和天然气等化石燃料，可永续利用，具有环境友好和可再生双重属性，发展潜力巨大。
福建省是少煤、无油、无天然气、常规能源短缺的省份。随着经济的发展，福建省能源的自给率下降，2010年自给率为35%，预测2020年之后将降至20%，这是经济发展中一个严峻的问题。在各种可再生能源中，生物质能是一个独特、重要的能源，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，而且资源丰富，在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14%，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能。因此，大力开发利用生物质能源，是优化能源结构，确保能源安全、改善环境，促进经济社会可持续发展的重要战略措施之一。
我省生物质能资源丰富，目前可作为能源利用的生物质有林业木质油料植物、农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品以及能源作物、稻壳、玉米芯、花生壳和甘蔗渣等农产品加工副产品，甚至垃圾等都可用于生产新型能源。虽然福建省具有丰富的生物质能源开发利用的潜在市场，但是生物质能开发利用水平还较低，如何加快生物质能源产业的发展，是摆在我们面前的重要课题。
2福建省生物质能学科发展简况
2.1福建省生物质能产业发展历程
2.1.1生物质形成的自然条件得天独厚
福建省地处东南沿海，与台湾隔海相望，全省地跨中亚热带和南亚热带两个自然气候带，西北有武夷山脉、中部有戴云山脉阻挡寒风，东南有海风调节，属海洋性季风气候区，多雨、温暖、湿润，独特的地理条件有利于各种生物质的生长，生物质能资源丰富。全省土地面积12.14万平方公里，其中山地、丘陵占80%以上，有“八山―水―分田”之称，土壤肥沃，森林资源丰富，森林面积770.5万公顷，森林覆盖率达63.10%，居全国第一，是我国南方的重要林区之一，有“绿色宝库”之称。
我省生物质能资源主要包括林木枝桠和林业废弃物、木本油料林油脂、废动植物油脂、畜禽粪便、工业有机废水、生活垃圾、农作物秸秆、农业能源作物及农产品加工副产品等。据初步调查分析，2008年我省生物质能资源理论存有量约1600万吨标准煤，约占全国资源总量的3.5%。
2.1.2福建省生物质能产业发展历程
近些年来，我省生物质能源产业的发展，已经建立一定的产业基础。生物柴油和户用沼气领域发展处于全国领先水平，生物质发电发展较快，但总体水平仍处于起步阶段。
2.1.2.1沼气
福建省沼气技术从上世纪80年代初开始系统的研究，相继成立省微生物所沼气研究室、省农科院农业工程与环境保护研究中心等专业研究机构，在福建省能源研究会下设农村能源专业委员会，在福建省农业工程学会下设农村能源及环保组，还有福建省农业厅农村能源环保总站等管理机构。
2001年以来，福建省利用中央财政农村小型公益设施建设补助资金以及农业基本建设项目资金，逐步开展农村户用沼气建设。先后有长汀、永安、龙海、福清、邵武、寿宁等县、市列入农村小型公益设施沼气建设项目，仙游、武夷山、松溪等县、市实施“一池三改”农村沼气建设项目。
2004年～2008年，中央共投入国债项目资金5356万元。2005年至今，省级投资9880万元，地方财政投资2822万元。全省累计建池从2000年的13.3万户增加到2008年的41.8万户，分布于全省70多个县（市、区），750多个乡（镇）。
到2008年，全省累计建成养殖场沼气工程1056处，容积349万m3，年产沼气4400多万m3，年处理1100多万吨畜禽养殖业粪水。全省共有规模养殖场7724个，建池比例为12.8%。其中，生态型沼气工程占90%，环保型沼气工程占10%。
2.1.2.2生物柴油能源化利用初见成效
自2002年以来，福建省在国内率先发展生物柴油工业化生产。目前福建已建立起有一定规模、设备装置技术比较高的生物柴油生产企业12家，形成35万吨，年左右的生产能力，约占全省柴油消费量的10%左右。
我省生物柴油发展路径从第一代技术起步，同时积极开发第二代、第三代技术，以争取更多原料来源。第一代技术是以动植物废油脂为主，进口棕榈加工残渣油为辅的原料路线，但原料来源受限。第二代技术主要是提炼能源林果仁榨油。第三代技术，由承担教育部示范工程的福建师范大学以海洋藻类为原料提取生物柴油的研究试验，取得了阶段性研究试验成果。
2.1.2.3生物质发电有一定进展
生物质能是我省各类可再生能源最丰富的一种，但技术成熟度低。多年来，农林业生物质并未得到充分合理的利用，大部分任其枯萎、腐败，目前利用率不到30%，而且其能源利用方式极为原始，大多数生物质以直接燃烧为主，有效利用率很低。以农林剩余物为主的生物质能密度低，大量收购必然带来长途搬运，运输成本高，原料采集范围大，发电成本高，发展受限制。
应用中科院广州能源研究所重点攻关项目《生物质大型上吸式气化炉》和《1000kw生物质气化发电系统》研究技术，2000年福建省莆田市建成了1000kw生物质（谷壳）气化发电厂，并投入运行。2003年，建宁县饶山热能有限公司利用稻壳替代燃煤发电、供热，解决稻壳资源浪费的问题。通过引进“热电联产垃圾焚烧节能技术”将稻壳“变废为宝”，该项目利用谷壳作为燃料替代燃煤生产蒸汽，同时用于发电，大大减少了s02等有毒废气的排放。项目运行过程中产生的废渣还可再用于生产白炭黑和炭黑。目前，饶山热能有限公司年消耗稻壳约5万吨。
福建省生物质能发电的主要途径是垃圾发电，从2003年开始，我省进行城市生活垃圾的发展研究和实践，出台了《福建省“十一五”城市生活垃圾无害化处理设施建设规划》和相应的配套政策，使垃圾发电产业得到快速发展。至2010年底，我省已建、在建和规划建设的垃圾发电厂已有10座。全部投产后，日处理垃圾7400吨，年发电量7.33亿kw・h，光发电一项就可节约25.7万吨标准煤。
2.2福建省生物质能发展前景
福建省是一个一次能源十分缺乏的省份。生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的Sox、nox较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的C02相当于它排放的C02的量，因而对大气的Co2净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。生物质能作为世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000亿-1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。
福建省丰富的生物质资源预示着良好的发展前景，根据福建省相关部门制定的生物质能开发利用规划，要从以沼气、生物柴油、压缩成型固体燃料、垃圾发电为品种的生物质能中筛选出作为示范工程，重点加以扶持，提高技术成熟度，加以推广，以推动生物质能产业化的发展。
3福建省生物质能发展现状
近年来，国家高度重视生物质能的开发和利用，颁布了《可再生能源法》、《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》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》等法规和配套办法及规章，制定了20多项农村沼气、秸秆综合利用、燃料乙醇等国家和行业标准。在国家的政策扶持和引导下，中央和各地不断加大资金投入力度，通过加强科研开发与技术攻关，开展不同形式的试点示范与建设，有力促进了我省生物质能产业的发展。
3.1生物质能资源状况
3.1.1沼气
我省生物质资源丰富，遍布全省各地，是全国发展沼气重点省。据测算，如将全省人畜禽粪便用作燃料、肥料的作物秸杆1/3，经厌氧发酵制取沼气，年资源总量可达26.3亿m3，折标煤187万吨。若全部开发利用，农业人均100.5m3.按人均日用气0.3m3计，可解决90%左右的生活燃料。
3.1.2垃圾
我省城市垃圾产量在迅速增加，据2005年统计，全省城市生活垃圾量将达940多万吨。据调查，目前福、厦、泉等沿海城市每人每年平均垃圾量达450公斤左右。福州市一天的垃圾就达1200～1400吨。根据对福州、厦门等市垃圾质地测试结果，可燃物占55%以上，热值为5000kJ/kg左右，具备了建设垃圾发电厂的要求。
3.1.3生物质制油
福建省是全国重点林区之一。适宜种植的能源高产作物主要是能源甘蔗、甘蔗、甘薯、木薯、油莎豆等；有开发潜力和价值的油料能源植物种类的科目有大戟科、樟科、桃金娘科、菊科、豆科、山茶萸科、大风子科和萝摩科等，可以适合规模化种植的有麻疯树、山苍子、油茶、黄连木、乌桕、油桐等。
福建省还有丰富的农作物秸秆稻草、麦草、芦苇、竹子等非林质纤维，有香蕉、菠萝等果业茎秆和森林抚育间伐、树林修枝、林业加工剩余物，以及随处可见的野生芒属植物等生物质资源，每年的资源总量可能超过数千万吨。但大多未被充分利用，造成生物质资源的很大浪费。
福建省海洋资源十分丰富，有浅海41.5万公顷，滩涂20多万公顷，有海洋生物3000多种。其中可作为生物质能源开发的原料不乏其中。
3.1.4生物质资源总量
福建生物质能资源主要包括农业废弃物、林业废弃物、城市垃圾、废弃动植物油脂、工业有机废水、木本油料林以及木薯、甜高梁等农业能源作物七大类。据初步调查分析（2010年），目前全省生物质能年资源总量约为1620万标准煤，占全国资源总量的3.5%。目前，全省生物质能源年资源潜力分布如下：
（1）农业废弃物
农村沼气资源：以农村畜禽粪便为主要原料的沼气潜力为26.3亿m3，折合187.8万吨标准煤；
秸杆：总量1035万吨，其中1/3可作能源利用，约345万吨，折合172万吨标准煤；
农产品加工剩作物：以稻壳与甘蔗渣为主。总量约285万吨，折合184万吨标准煤。
（2）林业废弃物
福建森林覆盖率居全国之首，林业废弃物资源丰富，包括林木枝桠和林产废弃物等，约1200万吨，折合685.2万吨标准煤。
（3）城市垃圾发电资源
垃圾年产出约940万吨，其中720万吨可用于发电，发电量折合30万吨标准煤。
（4）废弃动植物油脂
可产生物柴油36万吨，折合51.5万吨标准煤。
（5）工业有机废水产沼气资源：17亿m2，折合121.4万吨标准煤。
（6）水本油料林：可用于栽种木本油料林的用地约60万公顷，可产生物柴油120万吨，折合157.9万吨标准煤。
（7）木薯、甜高梁等：可产燃料乙醇30万吨，折合30万吨标准煤。
3.2生物质能开发利用现状
3.2.1沼气开发与利用技术
3.2.1.1户用沼气
我省沼气技术逐步成熟，通过不断加强技术革新，注重新技术、新成果的应用，在池型方面，研究出了适应不同气候、原料和使用条件的标准化池型。主要应用有：①ZwD型沼气池：由福建省农科院上世纪90年代研发，2002年获得省科技进步三等奖。其优点是占地面积小，结构简单；解决了进出料难题；扩大沼气发酵原料来源；且料液分布更均匀，提高沼气产气率18.9%。②SQC新型高效户用沼气池：1991年南福建省农业生态环境与能源技术总站与顺昌县联合研究开发，2004年获中华农科教基金农技推广奖。SQC～，Ji户用高效沼气池在福建省北部寒冷山区实现了全年不间断产气，可满足5―6口之家常年生活用气；目前泉州、漳州、三明、龙岩、莆田等地均有引进该池型。③户用玻璃钢组装式沼气池：2002年，由福建省农科院农业工程技术研究所研制，是一种安全、新型、廉价的沼气池。它产业化程度高；适应性强；密封性好，保证了最佳产气条件。2003-～9月，获得国家知识产权局实用新型专利。
3.2.1.2大中型沼气工程
①以沼气工程为纽带，建立生态牧场：项目于1983年在省农科院畜牧兽医研究所试验牧场实施，建立沼气池271：：1，总容积1205m3，年产沼气7.3万m3，除作生活燃料使用外，还进行沼气发电，作汽车燃料，用沼渣养蚯蚓种蘑菇，沼液放养胡子鲶等试验；1982年，“沼气长距离输送研究”获省科技成果四等奖，向省内外推广；1989年获农业部农村能源及环保优秀成果三等奖。②泉头畜牧场沼气生态系统工程研究：在泉头万头猪场建成我省第一个生态能源村的基础上，1991年第二期建成两座350m3上流式厌氧发酵塔（UaSB）和300m3贮气罐，用于发电（装备45kw和75kw各1台沼气发电机）；沼渣用于种果和培植食用菌，沼液用于养萍、养鱼，达到物质、能量良性循环；1994年被国家环保局评为一等农业生态技术。⑧隧道式沼气池：2003年，南平市延平区农村能源站曾宪芳等通过改造和吸收aBR和aF工艺技术，形成隧道式沼气池，该工艺提高了厌氧消化效率。④推流式厌氧滤床工艺（paFR）：从上世纪90年代开始推广该工艺。沼气池在常温下池容产气率可达0.5～1.0m3・-m-3・-d-1左右，能承受较大负荷冲击，施工简便、管理方便、运行稳定，设置地下，占地小；降解率高，易产生微生物膜，采用防堵、自动排渣工艺，基本实现不耗动力运行。⑤红泥塑料厌氧发酵装置及其后处理设施标准化设计技术：2003年，福州北环环保技术有限公司开始引进台湾红泥塑料厌氧发酵技术，并着手红泥塑料厌氧发酵装置关键技术研究，并形成标准化应用技术，在省内外十几家养殖场推广。⑥高效厌氧净化塔：2010年，福州科真自动化工程技术有限公司研制出了高效厌氧净化塔，并用沼气发电余热对厌氧净化塔进行加温，解决了低温季节不能正常产生沼气的难题。⑦智能化大型沼气池：福建省农科院农业工程技术研究所研发成功“智能化大型沼气池远程控制系统及高效产气调控技术的应用”，率先应用玻璃钢材料作为大型沼气池保温材料，建立玻璃钢夹套水泥沼气池，保温效果好，2012年5月通过专家鉴定，比传统沼气池增加产气量25.7%，解决了冬季沼气池产气难的问题；采用厌氧发酵后固液分离，提高了发酵液浓度，达到高效产气，实现远程监测调控，远程诊断，大大节省了人力成本。项目已获得发明专利1项、实用新型专利6项，达到国际先进水平。为国内首创。
沼气的工业化应用，包括沼气集中供气、沼气发电等还处在示范阶段。
3.2.2生物柴油的开发技术
目前我省已形成生物柴油35万吨/年左右的生产能力，其中5万吨以上的企业有3家，2万吨级的企业有2家，1万吨级企业有6家。但2008年以来，受国际油价激烈震荡和金融危机的影响，企业生产受到严重打击，特别是生产工艺还不完善，产品价格较高，原料收集困难，原料成本占生物柴油总成本的3n左右。目前原料成本高，转化率低。经济效益差是制约产业发展的主要障碍。因此产量从2007年的18万吨，跌到2008年的3.5万吨左右，许多企业处于停产、半停产或转产的困境。
3.2.3燃料乙醇的开发技术
南平闽沪置业生物工程有限公司致力于推广生物质资源的转换，公开征求工艺，采用生物质资源替代石油资源，制造生产术质石油。福建闽江学者、特聘教授张木清在省政协九届四次会议上提交了题为《关于加快发展我省生物能源产业的建议》，把我省的甘薯、甘蔗列为生物质资源，要求作为燃料乙醇原料加以重点发展。
1996年，福建农林大学甘蔗综合研究所在国内首倡能源-甘蔗研究。在主持国家“九五”甘蔗育种科技攻关期间，首次将“高光效、高生物量育种”列入攻关内容。以总生物量、总可发酵糖量为育种目标，创制能源甘蔗新材料，并通过一系列中间试验和技术指标的评价，选育能源甘蔗新品种的技术路线。通过自育和引进获得一批能源甘蔗新品种（系），接近或超过了美国第二代能源甘蔗品种的水平。2001年12月。《甘蔗光合性能的遗传分析及高光效、高生物量能源甘蔗新品系选育》通过农业部科技成果鉴定、能源甘蔗品种选育与鉴定这一核心技术已臻成熟。这期间，“十五”国家“863”计划、福建省重大科技项目《能源专用甘蔗新品种选育》、福建省跨越计划《能源甘蔗新品种（系）的中试与产业化》等都对能源甘蔗的研发给予立项资助。
厦大能源研究院研制和利用农林纤维素生物质联产燃料酒精与术糖项目以农林纤维素生物质（秸秆、蔗渣、林草）等为原料，分离提取纤维素、半纤维素、木质素等组份；利用纤维素酶对纤维素组份进行降解，制取燃料酒精；利用木聚糖酶对半纤维素组份进行降解，制取功能性木糖。针对我国术质纤维素原料预处理技术和多元化生物质资源规模化培育与利用等核心技术亟须突破的现状，研制木质纤维素原料的高效预处理技术和低成本降解技术等关键技术，建设万吨级纤维素水解制备液体燃料及其醇电联产综合利用示范工程，实现纤维素乙醇、丁醇的清洁生产和能量自给项目仍需作大量工作。到2015年，预计示范工程规模将达到3万吨/年以上，并建立相应的技术经济评价体系。
3.2.4固体成型燃料技术（主要是农林废弃物）
生物质成型颗粒燃料主要由农林废弃物作为原材料经过加工组成的。它是利用农林废弃物，如秸秆、水稻杆，薪材、术屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、竹丝、稻糠、苜蓿菜、刨花、树皮边角料、杂草等所有废弃的农林作物，经粉碎一烘干一陈化一混合―挤压一冷却一筛分―包装等工艺处理过程，使原来松散、无定形的原料压缩，最后制成颗粒状燃料。其密度一般为1.1～1.3t/m3，热值约为4080―4800kcal/kg。1吨生物质成型燃料相当于0.8吨标准煤或0.51吨柴油/燃料油。
福建省南安市宝林能源公司与著名大学联合开发再能源燃料――生物质颗粒燃料，同时突破传统高能耗小产量的造粒设备，目前公司第五代造粒机已经面市，保证今后福建本省在新能源燃料供需上，无须再从外省引进。宝林公司生产的生物质颗粒燃料（直径6mm～11mm）已经出口多个国家，如日本、罗马、芬兰及东南亚。宝林在未来3年，计划引进外资，共同合作，力争建设20个生产基地，达到年产50万吨的规模，做强做大福建、广东、江西一带的生物质市场。福建南安海特机械公司、福建省南安市欧科新能源科技有限公司、福建省莆田市绿之道新能源有限公司都是生产生物质颗粒燃料设备的厂家。
3.2.5生物质发电技术
3.2.5.1生物质发电
沼气发电作为一种清洁、环保、高效的发电方式，符合国家节能减排、循环经济发展的产业政策。我省沼气发电项目共有21家，装机规模小，大部分项目都处于建设或试运行阶段。很多养殖场仅是利用少部分的沼气资源用来发电，发电主要为自用，都没有接入电网。其中装机容量较大的为大拇指环保科技（南平）有限公司正在建设的沼气发电项目，其建设规模为250―350kw。福州科真自动化工程技术有限公司研发KZ30GF-K、KZ50GF-K、KZ75GF-K型纯沼气发电机组，先后经过福建省经济贸易委员会“产品投产鉴定”和福建省农业机械鉴定推广总站“技术鉴定”。2008年11月，在福清市星源农牧开发有限公司安装2台75kw・h发电机，经过几年的运行，状态良好，每天可发电600―1000kw・h。
集美大学能源与动力工程研究所研发沼气发动机驱动的热泵（BHp）是一种节能环保型装置，与电动压缩式热泵相比，其主要动力源不同。该装置能充分回收利用沼气发动机余热。
我省生物质能发电已开始起步，光泽凯圣生物质热电厂利用鸡粪和谷壳混合物发电，一期装机容量为2.4万kw，每年消耗鸡粪和谷壳混合物约25万吨以上，相当于节约8.8万标准煤，于2010年投入运行。建宁热电联产扩建项目工程在原有供热汽轮发电机组1×K20t/h锅炉+1×C1315―24/5型背压式汽轮机组基础上，扩建1×20t/h锅炉+1×1.5mw背压式汽轮机组，采用稻壳进行燃烧发电。另外，规划中的仙游生物质发电厂位于仙游盖尾镇石马村，装机容量为2×12mw，项目已完成选址和初步规划。
3.2.5.2垃圾发电
福建省垃圾焚烧发电以城市工业和生活垃圾为燃烧介质，采用机械炉排炉或循环流化床焚烧炉对垃圾进行焚烧处理，利用其产生的热量进行发电。每处理1吨垃圾，约可发电250kw・h。垃圾发电的重要一环是重视城镇的生活垃圾卫生转运站的配套建设，构建城乡一体化的垃圾运输转运体系，保证垃圾原料的供应。
2007年，福建省建设厅、发改委、环保局印发实施《城市生活垃圾焚烧发电设施建设规划》。规划到2015年，我省建成23座垃圾焚烧发电厂，处理规模1.33万吨/天，装机容量达到26.15万kw，年发电量达11.17亿Lkw・h。
至2011年底，已投入运营的有福州、晋江、石狮、厦门垃圾焚烧发电厂、福州市红庙岭填埋气发电厂、厦门东部、南安、晋江二期、莆田、惠安、南安扩建、福清、宁德等垃圾焚烧发电厂，垃圾处理规模8900吨/天，装机容量17.565万kw，发电约12.01亿kw・h。正在施工的有安溪、南平、建阳、龙岩、三明、邵武、浦城、漳州等8个垃圾焚烧发电厂；另有厦门海沧、闽候、平潭、福州第二等9个垃圾焚烧发电厂正在进行可研、环评等前期工作。
2007年11月，福州红庙岭垃圾填埋场填埋气体发电工程投入运行。该工程采用目前国际上最先进的马丁技术建设，利用填埋气进行发电，装机总容量0.25mw，年均发电约1000万kw・h。
4福建省生物质能技术发展展望
4.1发展思路
以科学发展观为指导，以服务海峡西岸经济区发展战略为动力，以能源、经济、环境协调、可持续发展为目标，充分发挥生物质资源和技术优势。
充分利用农业废弃物，大力加强沼气建设，积极推广固化成型燃料，大力发展生物质发电产业，大力发展具有规模效益、环境友好，经济社会发展急需的产业。
加强科技创新、加大政策扶持、强化体系建设，引导、整合和利用社会力量广泛参与，推进生物质能产业健康有序.发展。
4.2基本原则
（1）因地制宜，重点发展。在充分调查研究的基础上，贴近省情实际，立足当地资源特点，因地制宜，培育特色。重点发展包括以农村沼气为主的沼气利用和发电，以生物柴油为主的生物液体燃料，以城市垃圾为主的生物质能发电等三类。
（2）坚持协调发展的原则。坚持循环农业理念，推动农业废弃物能源化利用，把农业废弃物的能源化利用作为今后农业生物质能产业发展的主攻方向，大力发展农村沼气，加快发展农作物秸秆固化成型和气化燃料。
（3）生物质能发展要与我省经济发展水平相适应，发展规模和开发力度要与我省财力相适应，量力而行，立足未来发展。坚持政府引导和市场配置相结合。
（4）优先发展既有资源优势，又有一定经济竞争力的技术和项目，把生物质能发展与服务三农、改善农村、农业、农民的用能状况结合起来。
（5）以技术可行为基础，努力掌握拥有自主知识产权的核心技术和关键技术，着力提高技术转化应用能力，积极探索发展生物质能的多种有效途径，引领我省生物质能产业的持续健康发展。
（6）以原料的可获得性为出发点，以经济合理性为前提，以产业为纽带，合理确定生产规模和发展模式，充分发挥各参与主体的积极性，积极构建原料供应、生产加工、产品利用以及维修服务等完整的产业链条，促进生物质能产业和相关产业协调发展。
4.3发展目标
（1）沼气：至2015年，全省农村沼气新增户用沼气24.80万户，普及率达到82.85%；新建大中型沼气工程815处；全省利用沼气总量5.2亿m3，其中户用沼气3.85亿m3，大中型沼气工程1.35亿m3。
（2）生物液体燃料：积极建立木本油料林基地，建设科研示范基地和加工示范项目。力争2015年生物柴油生产量达到15万t，开发生物柴油林种植基地，采用第二代和第三代技术，加工生物柴油。
（3）生物质发电：①沼气发电：叫“十二五”期间，建成1座示范性并网型沼气发电工程；把具备装机能力240kw及以上的60%养殖企业、具备装机能力60～240kw的10%养殖企业建成沼气发电项目。②到2015年，我省建成23座垃圾焚烧发电厂和生物质发电厂，生物质发电总装机容量43.61万kw.年发电量19.36亿kw・h。
4.4技术应用与发展
4.4.1农村和大中型沼气
在提高户用沼气普及率的同时，加强后续维护，逐步完善服务体系，实现服务专业化，管理物业化，提高产业化水平，逐步推广新建养殖小区和联户沼气工程。今后新扩建大中型沼气工程，实行集中供气、供热和发电三结合，提高资源利用率。大中型沼气工程，要采取集中供气与发电相结合的发展方式，充分利用沼气资源，最大限度地减少沼气对空排放，避免大气污染和能源浪费；农村沼气的沼渣、沼液要合理利用，充分用作农田有机肥，禁止乱堆乱放，防止二次污染。
4.4.2生物柴油
生物质液体燃料应加紧企业重组，在发挥已形成生物柴油生产能力的同时，着力加强第二代（木本油料）、第三代（海藻、纤维素）技术开发创新。加强小桐子、油桐及无患子等木本油料林高产优良树种选育栽培和生产基地建设以及果仁深加工，油化结合；开展生物质和农业生产剩余物（如甜高梁、秸秆等）液体燃料重点试验研发工作，争取早日转化为生产力。
针对我省原有的生物柴油生产原料主要为餐饮废油或榨油脚料，严重影响产品质量，也不能保证原料的稳定供应，以及生产过程中存在液体酸碱催化工艺的环境友好性差等问题，研制木本油料、能源微藻培养技术，实现生物柴油清洁、高效生产十分重要。
4.4.3生物质燃料
生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发，特别适用于福建省林区。由于生物质形状各异，堆积密度小、较松散，给运输和贮存以及使用带来了较大困难，影响生物质的使用。因此，可以按成型技术将木质材料螺旋挤压生产棒状成型物；或用活塞式挤压制得圆柱块状成型物，以及用内压滚筒颗粒状成型技术和设备生产颗粒状成型物。成型燃料应用于两个方面：其一，进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲术炭或工业用木炭原料；其次是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暖房取暖用燃料。
秸秆致密固化成型就是采用热成型技术或常温冷成型技术，通过成型机将秸秆、杂草、灌木枝条乃至把菠萝茎杆、香蕉茎杆加工成颗粒燃料，果壳果皮等农林废弃物压缩成高热值、高密度的燃料棒或颗粒，提高其单位容积的重量和热值，这种固化成型燃料可用于替代燃煤发电，值得研究。
针对我国目前生物质气化热解技术的不成熟，导致初级产物以及后续的液体燃料产品品质低下等问题，要研制先进高效净化与组分调变一体化技术，建设拥有自主知识产权的万吨级生物质热化学转化制备液体燃料及热、电、化学品等多联产系统示范工程，降低液体燃料的生产成本，提高生物质资源化利用率和附加值。
针对我国生物质能产业存在设备故障率较高、维修频繁，影响连续生产，长时间连续运行的稳定性不好，设备关键部件耐高温和耐腐蚀性能不够等问题，要研制非粮生物质原料收集装备等，到2015年实现生物质原料专用机械的规模化生产。
4.4.4生物质发电
4.4.4.1沼气发电
要继续在农村大力推广以“一池三改”为内容的户用沼气工程和大中型沼气利用工程；重点开发适用于农村和小城镇的热（气）电联供示范系统。对于将污水处理中的淤泥进行发酵，生产沼气发电；将发电后的余热用于发酵系统保温升温的项目也应当进行考察、调研，提高城市使用沼气的份额。
4.4.4.2垃圾发电
福建省“十二五”生物质能发电发展目标及2020年发展规划见表1。
以城市垃圾为主的生物质发电应结合城市环境卫生设施建设和农业生态环境污染治理，重视二次污染治理，稳步推进大中型城市垃圾焚烧发电项目建设，充分利用城市生活垃圾与工农业生产废弃的生物质焚烧发电，提高资源综合利用率。“十二五”期间，要开展生物质混烧和直接燃烧发电试验。在有条件的市（县）逐步发展生产、生活垃圾与其它生物质废弃物混烧发电、林业生产“三剩物”以及其它生物质直接燃烧发电的示范。
垃圾发电要严格审查建设厂址选择方案，合理选择技术工艺设备，建立垃圾分拣制度，确保人炉垃圾质量和燃烧物的成分要求，有效防止有害物质入炉；要认真做好有害气体、污染废液安全防治工作；要探索新型二段往复式垃圾焚烧炉及新飞灰固化工艺技术，并在渗沥液处理工艺上有所突破；要建立健全安全规范运行操作规章和监管制度，加强检查监督，确保有害液体、气体达标排放。
5结语
福建省生物质能源资源丰富，有着广阔的生物质能源开发利用的潜在市场，对于能源资源缺乏的福建省来说，利用得天独厚的自然和物种优势，发展生物质能源，具有重要的战略意义。
生物燃料市场研究篇5
事实上，多年来，生物燃料作为一种新型能源一直被多国广为探索。不久前，中国商用飞机有限责任公司也携手波音公司进军航空生物燃料研发高地，双方成立节能减排技术中心，寻求提炼航空燃料的妙方。
而在这方面，英国算得上是佼佼者之一。早在2008年，英国的维珍大西洋航空公司就进行了首次使用生物燃料的航空飞行。这次飞行的机型是波音747，航程从伦敦到阿姆斯特丹，在一个飞机引擎中添加了20%的生物燃料，其原作物是椰子和巴西棕榈树。
生物燃料是当前全球应对气候变化讨论中的一个热点话题。如今，英国作为积极应对气候变化的国家，非常重视推动生物燃料的发展，在政策、商业、科研等方面都做了大量工作。虽然全球整个生物燃料市场的前景还面临一些争论，但英国的生物燃料产业仍在稳步发展。
1、用废弃食用油换乘车打折卡
据统计，在2009/2010财年英国车辆所使用的生物燃料中，约71%是生物柴油，约29%是生物乙醇，还有很小一部分的生物甲烷。
目前，一些英国公司正在通过国际合作发展生物燃料。例如英国石油公司与美国martek生物科学公司签署了合作协议，共同开发把糖分转变为生物柴油的技术。英国“太阳生物燃料”公司前几年曾在非洲大量投资，购买土地种植麻风树，以便从麻风树果实中提炼生物燃料。
在英国国内，一些公司通过回收废弃食用油来生产生物燃料。例如英国最大的公交和长途公共汽车运营商StaGeCoaCH就有这样一个项目，该公司向居民发放免费容器盛装废弃食用油，居民以此换取乘车打折卡，所收集的废油被送到一家能源公司制成生物柴油，供StaGeCoaCH公司的部分车辆作为燃料使用。
虽然生物燃料现在还主要应用于车辆，但英国一些航空公司已率先进行了航空业使用生物燃料的探索。例如“维珍大西洋”公司在2008年进行了全球首次使用生物燃料的试飞，在一架波音747客机的一个引擎中加入了20%的生物燃料，从伦敦飞到了阿姆斯特丹。
2、科学界热衷生物燃料
据介绍，英国科学界非常热衷于研究生物燃料，相关研究走在世界前列。有些研究关注如何降低生物燃料的成本，如帝国理工学院等机构研究人员在《绿色化学》上报告说，用木材制造生物燃料时常需要将木材粉碎成很小的颗粒，这个过程需要消耗不少传统能源，估计每粉碎一吨木材需消耗约8英镑的能源。但如果在粉碎过程中加入某种离子液体作为剂，可以把这个环节所消耗的能源量降低80%，把粉碎每吨木材消耗的能源成本降低到约1，6英镑。据估算，最后得到的生物乙醇的价格有望因此降低1o%。
除成本研究外，还有些研究在探索使用不同的原材料来生产生物燃料。使用甘蔗、玉米等农作物来制造生物燃料常被指责与民争粮、与粮争地，但如果使用通常废弃的秸秆等部位来制造生物燃料就可以避免这个问题。秸秆的主要成分是纤维素，如何分解纤维素一直是个难题。
英国约克大学等机构的研究人员在美国《国家科学院学报》杂志上说，他们从真菌中发现了一种名为GH61的酶，它能够在铜元素的帮助下以较高的效率分解纤维素，使其降解为乙醇，然后用以制造生物燃料。
此外，树木枝干和许多植物的茎秆中还含有许多通常难以分解的木质素，英国沃里克大学等机构研究人员在《生物化学》杂志上说，一种红球菌能分泌一种具有分解木质素能力的酶。这种红球菌可以大量培养，因此也可以用于分解植物茎秆制造生物燃料。
3、民众自制生物燃料
尽管生物燃料在英国获得商界及科学界人士的“全方位”支持，但对于大部分英国民众来说，是否在开车时使用生物燃料仍取决于它的价格，单纯出于环保目的而使用生物燃料的人群毕竟还是少数。
对于使用柴油发动机的汽车来说，许多车辆不需要改装就可以烧生物柴油，而现在英国一些加油站出售的柴油价格在每升1.4英镑左右，有公司出售的生物柴油售价在1.25英镑左右，但每升生物柴油能驱动车辆行驶的距离通常低于传统柴油，因此消费者往往会随着油价的波动和性价比的变化，选择是否使用生物燃料。
有意思的是，有些具备相应知识的英国民众还自制生物燃料，这样会比买油便宜得多。
根据英国《每日电讯报》报道，萨默赛特郡的詹姆斯。莫菲就是这样一个例子。他从两家餐厅购入废弃食用油，每升只需1o便士；在筛去渣滓后，向其中加入甲醇和氢氧化钠等化学物质，经过加热和沉淀等过程，就能得到自制的生物柴油。
他说，自己开车每月消耗150升生物柴油，制造这些生物柴油的成本是每升约18便士，这比市场价格要便宜得多。根据英国税务海关总署的规定，民众每年自制生物柴油2500升以下无需交纳任何费用。因此，像莫菲这样自制生物柴油的民众可以给自己省下一大笔钱。
4、政府稳步推进
在英国能源与气候变化部2011年的《英国可再生能源路线图》中，有关机构专门列出了有关生物燃料的目标。其中提到，在2009/2010财政年度，英国道路上行驶的车辆使用生物燃料的比例占道路交通所用总燃料的3，33%，这个比例在近几年一直处于增长之中，英国计划到2014年将其提高到5%。
由于生物燃料主要用于供给车辆，英国交通部也参与了相关管理工作，负责《可再生交通燃料规范》的实施。根据这项法规，英国每年销售量在45万升以上的燃料供应商必须使生物燃料等可再生能源在其销售量中达到一定比例，如果自身销售的生物燃料达不到相应比例，则需要花钱从其他超额完成任务的燃料供应商那里购买相应份额。
这个比例是逐年上升变化的，目前的指向是前面提到的在2014年5%的目标。客观地说，这是一个稳健的目标，每年的上升幅度不大，显示出英国政府稳步推进生物燃料发展的态度。
此外，英国政府还对生物燃料的标准进行了规定，即与传统化石燃料相比至少能减排温室气体35%以上，并且原料产地的生物多样性不能因为生产生物燃料而受到影响。这是为了让生物燃料能够切实起到保护环境的效果。
5、前景还不明朗
需要说明的是，英国的生物燃料虽稳步发展，但仍称不上达到“快跑”的程度。
一方面，英国商界虽然在发展生物燃料方面做出了诸多探索，但并没有出现特别明显的增长，一些项目还遇到了问题。比如有报道称太阳生物燃料公司在非洲某些国家的项目已经终止，维珍大西洋公司虽然率先探索在飞机上应用生物燃料，但现在全球已有多家航空公司实现了使用生物燃料的商业化飞行，而维珍大西洋公司却没有太多进一步的消息。这可能与联合国气候变化谈判结果波动和全球生物燃料市场本身的前景也还面临一些争论有关。
生物燃料市场研究篇6
摘要：进入21世纪以来，能源危机逐步加重和新能源的开发等问题倍受世界各国所关注。随着石油能源的日益减少和环境的不断恶化，寻求对环境友好的新能源，走可持续发展道路已引起各国的普遍重视。能源危机加剧的趋势迅速将生物能源推向前台。开始扮演“后石油时代”的新角色～～过渡型配合能源。生物能源发展前景无限，世界各国纷纷加快产业步伐。因此，从生物中获取能源的技术成为各国研究的重点。本文把生物燃料分为燃料乙醇和生物柴油两部分来叙述，对其应用前景作简要分析。
关键词：生物燃料燃料乙醇生物柴油
一、燃料乙醇的应用前景
将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后，成为变性燃料乙醇。它不是一般的酒精，而是其加工产品，是可加入汽油中的品质改善剂。车用乙醇汽油是在汽油中混合一定比例的变性燃料乙醇而形成的一种新型混合燃料，又称汽油醇。乙醇的混合量为10.0%（体积分数）。例如，在北美可使用5%―10%乙醇汽油，而交通工具的发动机和燃油系统略加调整即可。另外，乙醇既可以与汽油混合使用，又可以作为特殊燃料用于专用发动机。
燃料乙醇在20世纪初产生，因为石油的大规模应用而遭到淘汰。但是，由于农作物生产过剩和石油危机爆发，促使人类重新应用该技术。在人们近十几年的研究、发展过程中，生物质酶水解和发酵制取燃料乙醇的技术已经取得了很大的进步，工艺路线基本成熟，具备了大规模生产的条件，且生产成本也已经降低50%以上。
例如，在20世纪80年代初，美国开始推广车用乙醇汽油，美国的乙醇需求量估计为13亿加仑（1美加仑=3.785L），约占全美汽油燃料消耗量的1%。巴西是世界上最大的甘蔗生产国，于1975年开始推行“国家乙醇生产计划”，是世界上唯一不以纯汽油作为汽车燃料的国家，到20世纪末使用纯乙醇的汽车销售量达450万辆。此外，德国、加拿大、新西兰、瑞典、澳大利亚、印度尼西亚、菲律宾等也都对用谷物生产乙醇燃料十分重视，展开了各种各样的开发研究工作。
1997年，世界范围内的低油价及乙醇汽油补贴的逐渐减少，减小了乙醇产品的盈利性，纯乙醇车的销售量几乎降至为零。
总体来说，生物燃料乙醇是绿色的可再生能源，负面效应可通过技术措施得到控制，发展生物燃料乙醇有益于保护环境和实施可持续发展战略。美国政府有文件显示，通过年产450万吨生物乙醇，可创造20多万个就业机会，每年为GDp增加农村居民生活水平，带动农村及周边区域的经济发展，为振兴日益萧条的美国农村经济发挥了重要作用。在我国，通过发展生物燃料乙醇产业，千千万万的农民将能增加收入，生活福利将得到提高，他们是最大的直接受益群体；产业发展将提供几万到几十万个新的就业机会，带动农村及周边区域经济发展，增加国家及地方税收，还将有助于建立有效的存粮调控体系并减轻国家解决存粮的巨大财政负担。总之，发展以粮食为原料的生物燃料乙醇产业具有很好的经济效益，利国利民。
二、生物柴油应用前景
生物柴油作为生物质能源最重要的、可再生液体燃料之一，具有能量密度高、性能好、储存安全、抗爆性好、燃烧充分等优点，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料。特别是我国作为油料，尤其是柴油消耗大户，各种类型的民用、军用舰船及地面用油装备广泛使用各种牌号的柴油。因此，在我国推广应用生物柴油，对于我国石油行业的发展建设和综合实力的增强也具有十分重大的现实意义，必将产生深远的影响。
通过对生物柴油结构组成的分析及与普通石化柴油的比较不难发现生物柴油具有以下优点：
（1）较好的低温启动性能
十六烷值高的柴油，发火性能好，启动时在气缸内温度较低的情况下也能发生自燃。所以十六烷值高的柴油，启动性能较好。在试验过程中发现，在无添加剂的情况下，其自身的冷滤点可以达到一20℃。
（2）较好的性
生物柴油具有较高的运动粘度，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的性能，降低喷油泵、发动机泵和连杆的磨损率，延长使用寿命。
（3）较好的安全性
生物柴油的闪点在110℃以上，而石化柴油的闪点一般不超过60℃。所以，生物柴油在运输、储存和使用过程中比石化柴油具有更高的安全性。
（4）良好的燃烧性
由于生物柴油分子本身含氧，所以在燃烧过程中对外部氧的需求量比石化柴油少，因此，在发动机进气量不变的前提下，可以向气缸内喷入更多的生物柴油，以抵消因生物柴油热值低于石化柴油而导致的功率下降，使柴油机的动力性能基本保持与使用石化柴油时的水平相同。根据对生物柴油和石化柴油的对照性试验研究，发现在不同的发动机转速条件下，生物柴油的热效率比石化柴油的热效率高5%～8%，两者在发动机功率上并没有太大的差异。
（5）具有可再生性
作为可再生能源，与石油不同，生物柴油可以通过农业生产和生物科学家的努力，使其供应量不会枯竭。
（6）具有良好的环保性能
主要表现在生物柴油中含硫量比较低，使得二氧化硫和硫化物的排放量低，可以减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于石化柴油。检测表明，与普通石化柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的致癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与石化柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性也比较高。
1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量以每年4%的速度增长，我国石油对外依存度从1995年的7.6%增长到2000年的33.8%。2003年我国进口9100万吨原油，比2002年增长31%。我国对柴油的需求量相当大，是目前国内应用最广泛的油料，但是随着用量的进一步扩大和石化柴油本身的不可再生性，使得人们不可能无限制的使用。因此，发展生物柴油这种可替代能源是解决问题的有效办法。就我国的情况来看，国内的能源市场还没有很好地与世界市场融合，还受着政府有关政策的约束。我国消费者所受到的保护比现代工业国家的消费者要多，因此对于世界石油市场价格突变的防御能力较强，但是作为一个国家整体受进口石油成本的影响并不比别的国家少。以当前的进口水平计，国际市场每单位石油上涨1美元会导致我国每年的石油进口成本新增10亿美元。因石油价格上涨，我国2005年比2004年多花了150亿美元用于石油进口。严峻的形势要求我们大力推广生物柴油技术，以满足市场需求，同时为环保事业做出贡献。
在本文中，我们可以了解到，目前世界各国都在努力发展生物柴油和燃料乙醇，并取得了很大的成绩，但是仍然面临生产成本过高、原料来源不稳定、市场风险大、关键技术瓶颈等难题。而且我国纤维素原料的催化技术及生物柴油的生产标准都还不完善。生物质能源开发利用还有很长的路要走。
参考文献：
[1]孟凡清等.生物柴油的制备研究[J].化学世界，2004，(7)：359.
[2]梁斌.生物柴油的生产技术[J].化工进展，205，24(6)：577.
生物燃料市场研究篇7
去年6月国务院了《关于落实
成果名称：垃圾热解――焚烧装置
产品简介：传统的垃圾处理方式主要有填埋、焚烧等。填埋会占用大量宝贵土地资源，同时污染环境，因而目前在发达国家这种简单处理方式已基本不再采用；与填埋处理相比，垃圾焚烧是一种较好的处理方法。通过燃烧，不仅垃圾的体积大大减小，而且可以利用燃烧产生的热量发电，达到能量回收的目的。但垃圾直接燃烧还存在很多问题。例如：
(1)二次污染问题。垃圾成分复杂，燃烧过程产生的酸性气体、剧毒的含氯高分子化合物以及含Hg、pb的飞灰都会对环境造成污染。
(2)炉内金属腐蚀问题。垃圾中的含氯化合物在炉内形成HCl等腐蚀性气体，在300℃以上即会严重腐蚀炉内金属部件。
(3)垃圾成分复杂。其中各种可燃物具有不同的密度、形状、化学性质、着火及燃烧特性，使它们在焚烧炉内呈现不同的燃烧速度和燃尽时间，因而难以控制燃烧过程和保证燃烧充分。
垃圾处理装置技术特点：
由于以上传统垃圾焚烧所存在的问题，我所通过系统的垃圾物理、化学性质及热解、燃烧基础研究，并借鉴国外的研究成果，开发出先进的垃圾热解――燃烧处理装置。该装置的主要特点是利用不同垃圾成分在热解过程中的相似性，首先将垃圾进行热解，热解产物在气相中进行高温燃烧，有害物质在高温下完全分解，达到洁净燃烧的目的。由于气相燃烧条件容易控制，因此整个装置的操作较为简单，系统稳定性好，建设及运行成本都较同类产品低。该所设计的垃圾热解焚烧炉主要以无害化处理垃圾为目标，在有条件的地方可以回收部分热能，其投资仅为进口同类设备的十分之一左右，处理规模从每天十几吨到几百吨，可以解决大型垃圾焚烧发电设备需巨额投资这一难题，特别适合目前我国经济较发达地区的中小城镇和经济开发区。
应用领域：该技术可广泛应用于城市生活垃圾、可燃工业垃圾、医疗垃圾洁净焚烧等领域。在有条件的地方还可以进行能量回收。
成果名称：垃圾填埋场防渗工程镓诺HDpe防渗膜
产品简介：镓诺HDpe防渗膜采用优质的高密度聚乙烯原生树脂，主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，2.5%的碳黑、微量的抗氧剂和热稳定剂，抗老化材料、紫外线吸收剂，没有使用其他添加剂、填料和膨胀剂经三层共挤技术制成。所使用的树脂是专为柔性防渗膜应用而设计配制的原生聚乙烯树脂。经专家对防渗膜施工现场测试结果表明，镓诺HDpe防渗膜的各项性能指标都达到或超过了GRi-Gm13标准。
产品应用于：1.环保、环卫（如生活垃圾填埋场、污水处理、有毒有害物处理场、危险品仓库、工业废弃物、建筑及爆破垃圾等）2.水利（如江河湖泊水库堤坝的防渗，堵漏，加固，水渠的防渗，垂直心墙，护坡等）3.市政工程（高速公路、地铁，建筑物的地下工程和屋顶蓄水池，屋顶花园的防渗，污水管道的内衬等）4.园林（人工湖、池塘、高尔夫球场的水塘底衬、护坡等）5.石化（化工厂、炼油厂、加油站的储油罐防渗，化学反应池，沉淀池内衬、二次衬层等）6.矿业（洗选池、堆浸池、堆灰场、溶解池、沉淀池、堆场、尾矿的低衬防渗等）7.交通设施（公路基础加固，涵洞的防渗）8.农业（水库、饮用水池、蓄水塘，灌溉系统的防渗）9.水产养殖业（鱼塘、虾池内衬等）其他设施的防渗、防腐，防漏、加固、渗滤液的收集。临时性容器结构，特殊构件的预制等。
镓诺HDpe防渗膜特性：
1.抗拉强度高、极佳的弹性：HDpe防渗膜具有高强抗拉伸机械性，优良的弹性和强变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面，可有效克服基面的不均匀沉降。
2.防渗性能好：HDpe防渗膜采用优质的高密度聚乙烯原生树脂，采用共挤技术制成，具有高效分子密度，液体渗透性极低,防渗透效果极佳。
3.施工简单方便，质量轻，便于运输：HDpe防渗膜质量轻，成品成卷状，便于现场铺设有很高灵活性可满足不同施工场地需求。
4.物理、化学性能优：HDpe防渗膜抗老化，抗紫外线，极好的抗撕裂,抗穿刺能力，脆性低，热变形小，具有良好的化学稳定性，耐高低温，耐沥青,油及焦油，耐酸、碱、盐等化学溶液。
5．成本低，综合效益高：HDpe防渗膜采用新型技术提高了防渗效果，但生产工艺更科学、速捷，所以产品成本反而低于传统产品膜；经实际测算采用HDpe防渗膜的一般工程要节约成本42%。
6．健康、环保：HDpe防渗膜采用的材料均为无毒环保材料，防渗原理是普通物理变化，不产生任何有害物质，是环保、养殖的最佳选择。
成果名称：垃圾填埋气发电关键技术
项目简介：该项目利用国产内燃发电机组进行垃圾填埋气发电工程示范，示范工程规模为1～4mw。将对内燃发电机组的运行特性、填埋气的适应性进行研究与产业化开发，降低发电机组投资成本，替代进口，加快填埋气发电技术应用推广。
垃圾填埋后其中的大量有机物在适宜温度和湿度下，经过一系列物理、化学变化和生物降解作用，产生大量填埋气体，包含甲烷、二氧化碳、氮气和氧气及微量元素气体。其主要成分为沼气，恶臭难闻，严重污染大气和周边环境，其中甲烷产生的温室效应则是二氧化碳的21倍。如果设计、管理不当就会引起火灾、爆炸等事故。垃圾填埋气体的热值相当于天然气热值的一半，而一吨家庭生活垃圾可以产生150－200立方米这样的填埋气体，使这种气体具有很高的利用价值。为充分利用这些宝贵的能源，做到化害为利，在垃圾填埋场中设置特殊的沼气收集装置，抽出和收集这些气体作为燃料进行利用是很必要的。目前全世界共建成4817座垃圾填埋场，每年可回收沼气51.42亿立方米。随着环境保护、资源综合利用相关政策的逐步建立和落实，作为生物质能的一个重要组成部分－垃圾填埋气的资源化利用必将逐步受到社会、政府各界广泛的重视。2002年底，填埋场528座，处理能力6896万吨，而其中已具备填埋气收集和发电设施的仅占极小一部分，这为发展填埋气发电产业提供了广阔的发展空间，也为发展具有自主知识产权的填埋气发电设备提供了良好的发展契机，对提高我国的垃圾处理技术整体水平、降低对国外技术依赖，加快垃圾资源化利用进程具有积极的推动作用。在我国绝大多数城市都建有垃圾填埋场，垃圾填埋气发电工程对填埋场垃圾容量要求在100万立方米以上。我国目前城市总数为660个，其中地级以上城市279个，地级以上城市大部分具备了建设垃圾填埋气发电设施的条件。以每个城市填埋气发电装机平均为1.5mw计，目前市场容量已达418.5mw，国产填埋气内燃机发电机组产业化市场价格以3500元/kw计，市场总额超过14亿元人民币。企业利润率远高于目前的常规内燃机产品。
主要技术性能及指标：
国产500kw内燃发电机组主要指标：
(1)发电量：550kw；
(2)电压：400/230V；
(3)填埋气入口压力：20kp；
(4)发电效率：>31%；
(5)自用电功率：
适用范围及应用条件：适于已具有100万立方以上填埋量的垃圾填埋场的填埋气资源化利用工程。
已具备推广应用条件：目前已选定示范工程的建设地点，并与业主签订了有关合作协议。
推广应用计划及措施：在示范工程基础上完成内燃发电机组的应用开发。然后与合作伙伴建立专门的合资公司进行市场推广。
成果名称：能量自给型城市生活垃圾堆肥系统
项目简介：能量自给型城市生活垃圾综合处理利用项目是在广东省科技创新百项工程、广东省科技攻关和中国科学院知识创新等项目支持下完成的。该技术是针对我国城市生活垃圾的特点而开发的投资省、处理效率高、成本低的垃圾处理及资源化利用新技术与新工艺。该示范工程集成和优化了分选、堆肥、热解焚烧供热、气化发电、水气渣净化等多项技术。根据我国垃圾的组成及各组分物化性质的不同将垃圾的不同处理技术有机结合，在达到减容、减量和无害化目标的同时，可将处理直接成本减少到约30元/吨，资源化利用（回收、堆肥、能量利用）程度达到约85%。减少填埋重量、体积分别达到85%――95%以上。
垃圾经过分选，金属回收，有机易腐物进行堆肥，可燃物分别进入热解焚烧系统产生能量供给肥料干燥与气化系统进行发电。该项目首次将垃圾分选、堆肥、热解焚烧供热、气化发电、制肥技术相结合，并于2003年通过了中国科学院和广东省联合验收，于2004年获得了广东省科学技术进步一等奖。
主要技术性能及指标：
技术指标：
(1)城市生活垃圾无害化处理率：100%；
(2)减容率：>95%；
(3)有机肥产品：产率不小于15%（生活垃圾重量），粉肥有机质含量20%以上；
(4)肥料的卫生指标：蛔虫死亡率、大肠杆菌值、重金属含量（Cd、pb、as、Hg、Cr）等指标均达到或优于国家标准，可长期施用；
(5)除尘除臭系统：从垃圾倒入料坑开始，所有放出臭气和粉尘的部位全部设置引风装置或进行覆盖、封闭。引风进入总管道，经处理后引入热解焚烧炉，焚烧后排放；
(6)热解焚烧部分：处理量不低于垃圾中不易腐有机物总量，可提供系统所需的全部热量，气体排放达到国家标准；
(7)气化发电部分：200吨/日处理系统发电装机容量200kw,尾气排放达到国家标准；
(8)灰渣卫生填埋；
(9)水：全部经处理后采用内部水循环系统反复利用，无废水排放。
经济指标：
(1)垃圾处理厂建设投资：成本13～16万元/吨日处理量（不含填埋、征地、三通一平）；
(2)垃圾处理直接成本：
(3)有机肥生产成本：约100元/吨。
适用范围及应用条件：
从本质上来讲垃圾是未充分利用的资源，由于其复杂的组成，要达到物尽其用，采用综合处理技术是垃圾处理的最佳选择，对于我国厨余含量、无机物含量与含水率相对较高，热值较低的城市生活垃圾尤其如此。能量自给型城市生活垃圾综合处理利用技术是针对我国城市生活垃圾的上述特点而开发的，可广泛应用于城市生活垃圾的处理。应用条件上主要是要得到政府相关主管部门的支持。
已应用情况：
200吨/日处理的垃圾综合处理利用系统于2002年4月27日在广东博罗竣工投产。目前已对省内多个地区前往考察或正在洽谈合作。已为国内外20余座城市编写了项目的可行性报告及初步设计资料。
已具备的推广应用条件：
该技术从2002年投入应用以来，达到了预期效果，已正常运行三年多。实际运行说明，该技术已基本成熟，达到产业化阶段，同时也成立专门项目推广公司――广东威斯特环保工程有限公司，进行技术推广。
推广应用计划及措施：
通过示范基地进行示范，在全国乃至东南亚地区进行推广。作为市政公共事业项目，并且相关法规仍未完善的情况下，争取得到政府相关部门的支持是很重要的。项目在建设上主要采用交钥匙工程或Bot模式。
成果名称：高孔洞率生活垃圾空心砖研制
关键词：垃圾空心砖;生活垃圾处理;制砖;非承重墙体材料
成果简介：该成果采用好氧发酵工艺处理新鲜生活垃圾，使之达到制砖原料的要求，经过二道对辊，二道双轴搅拌，真空挤出、切坯、自然干燥，轮窑烧成等工序制成成品垃圾空心砖。生活垃圾的处理符合CJJ17－88标准要求，砖的技术指标符合GB13545－92标准要求，可用于各种建筑物做非承重墙体材料。采用该工艺处理新鲜垃圾发酵速度快，周期短，占地少。处理后的生活垃圾85%可用作制砖原料，砖体中垃圾重量掺加比为20－30%，砖的孔洞率达50%，节约粘土资源50－70%，节省煤炭80%以上，垃圾填埋场可增加使用年限5倍以上。
成果名称：生物工程降解城市生活垃圾的微生物共群
所处阶段：初级阶段
成果属性：二次开发
关键词：生物工程;生物垃圾;微生物;降解
成果简介：该项目研究运用生物工程手段，在建立高效降解生活垃圾场堆腐物微生物苔群的基础上，研究了该苔群规模生产的机理和工艺。成果对城市生活垃圾的处理，变废为宝及保护生态环境、生产绿色食品与农业的可持续发展具有重要意义，是实现垃圾处理资源化、无害化的有效途径。
成果名称：成都市生活垃圾渗沥液处理工艺研究
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：生活垃圾;渗沥液;处理工艺
成果简介：成都生活垃圾渗沥液处理工艺研究是成都市为解决垃圾渗沥液对长安河及沱江造成的污染问题，并且成为成都长安垃圾卫生填埋场二期工程的渗沥液处理提供工艺成熟，技术先进，运行费用合理的处理工艺而下达给成都市环境保护局的科技攻关课题。课题选择了以生化法处理为主，物化法为辅的几条工艺，即以SBR及CaSS活性法为基本处理工核心，以混凝法、电絮凝法以及氨吹脱工艺为前处理，辅以氧化塘保证工艺，实现了长流程、多模块的工艺组合。垃圾渗沥液经上述工艺组合处理后能达到《生活垃圾填埋污染控制标准》的二级排放标准。
成果名称：城市垃圾焚烧技术开发
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：垃圾焚烧;污染控制;流化床
成果简介：该研究开发和示范适合我国国情的城市生活垃圾清洁焚烧和热能利用技术。本专题设置循环流化床焚烧垃圾处理示范装置研制，ZSLJ自燃式垃圾焚烧炉研制及污染控制对策三个子专题，重点解决垃圾稳定燃烧，高温金属管壁腐蚀和二次污染问题。循环流化床垃圾焚烧炉采用先进的循环流化床燃烧技术，建成了100t/d工业示范装置。运行结果表明，该装置对垃圾预处理要求低，非常适合我国现阶段低热值生活垃圾焚烧要求。该装置配备适当的烟气净化系统，焚烧所产生的有害物质排放能满足国家生活垃圾焚烧的污染控制标准（GwKB3-2000），在国内处于领先水平。ZSLJ自燃式垃圾焚烧炉在炉排炉类型产品中对低热值垃圾适应性较强，进一步完善后对解决中小城市的垃圾处理问题具有较大优势。
成果名称：建筑垃圾作混凝土小型
空心砌块
关键词：建筑垃圾;空心砌块
成果简介：该课题利用建筑垃圾作全部集普生产的混凝土小型空心砌块。对破碎的建筑垃圾不进行筛分、分级等特殊处理，并作为全部的粗细集料，加入工业废灰煤类作参合料，水泥作胶结材料生产的混凝土空心砌块，产品性能符合GB15229标准要求。其干密度914KG/立方米；吸水率20%；相对含水率12%；抗压强度：5.2mpa；软化系数0.90；抗冻性：强度损失率0%；质量损失率0%。该项目的研究成果具有国内先进水平，填补省内空白。
关键词：建筑垃圾;空心砌块
成果名称：城市垃圾处理新工艺及高心专用机械设备的研究与开发
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：垃圾处理;垃圾破碎机;桁架式翻倒机
成果简介：旋转式垃圾破碎筛分机是垃圾处理中预处理阶段的关键机械设备，它可以实现对混合垃圾进行破碎和筛分两种功能，使用效果更加理想。处理规模130t/d。桁架式翻倒机：是一种通过对垃圾、污泥堆体进行强制翻倒，而实现垃圾、污泥静态好氧发酵的专用机械设备。处理规模大于每天100吨。应用前景：目前全国不含小城镇在内，每年产垃圾和污泥量约1.9亿吨，如1/10用于制肥，则每年需旋转式筛分机约640余台，假设本产品市场需求量达1/6，则每年需生产108台，可实现每年产值1620万元，毛利润500余万元。翻倒机按筛分机1/2计取销售，产值可达430万元，利润160万元。
成果名称：200Kw有机废弃物气化发电系统
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：有机废弃物;气化;发电
成果简介：根据我国垃圾厨余含量、无机物含量与含水率较高而热值较低的特点，将不同的垃圾处理技术有机结合，在达到减容、减量和无害化目标的同时，降低处理成本、提高资源化利用程度。垃圾中的易腐有机物是生产有机肥料的良好原料,将新鲜垃圾分选后堆肥处理，利用生活垃圾中挥发份和热值高的易燃有机废弃物采用气化发电。气化发电具有装机容量较小，投资少，建设周期短的特点。所产电力可供应给垃圾处理厂（焚烧厂或堆肥厂）本身使用，在将垃圾完全无害化、减量化的同时可产生较好的经济效益。本项目特色是将易燃固体有机废弃物气化，燃气经过净化后供内燃机发电，完全不同于传统的废弃物焚烧发电技术，为国内首创。
成果名称：等离子体高温热解电子垃圾实验装置
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：等离子体;高温热解
成果简介：该课题研究以电子垃圾（电路板）为主的危险固体废物的等离子体高温热解处理。利用直流电弧在无氧的充满惰性气体的还原氛围下，将危险固体废物中的金属及无机氧化物熔化成熔融体，排出冷却后的金属可回收利用，无机氧化物成为类似于硅石的玻璃体；固体废物中的有机物进行高温热解，生成氢气、一氧化碳、甲烷以及小分子碳氢化合物，由于在无氧的还原气氛中从而可以减少二恶英的生成。目前的小规模运作日处理量为500kg，但能耗偏高1-2.5kwh，对于处理电子垃圾，预计有较好的经济效益和社会效益。
成果名称：无害化处理垃圾的高温锅炉及回收装置
关键词：垃圾处理;垃圾焚化;热解;垃圾热解炉;垃圾无害化处理;LJ-100型
成果简介：该项目是一项以消除垃圾污染，回收垃圾资源为目的的环保项目。现已研制成功LJ-100型裂解炉，能无害化全处理生活垃圾中的可燃性有机物质和工农业生产中大量产生的可燃性废弃物(如各类秸秆等)，处理过程中无二次污染(无废楂、废水、废气排放)，同时回收木焦油、林木醋酸、碳性、可燃气等。具有独特的新颖性，实用性和很高环保效益、社会效益和经济效益。
成果名称：城市生活垃圾氧气顶吹直接熔融气化燃烧及其发电技术
关键词：城市垃圾;垃圾发电;垃圾焚化;熔渣法垃圾高温焚烧;氧气顶吹熔融气化法
成果简介：城市生活垃圾氧气顶吹直接熔融气化燃烧及其发电技术为当今最先进的二英零排放化垃圾处理技术之一，为垃圾无害化处理提供了一条新途径。该技术是在收集处理好的垃圾中加固硫剂、固氯剂、助燃剂，在熔融气化燃烧炉中进行气化熔融、无害化焚烧处理，得到有价金属合金、熔融渣和可燃气体及烟气，该可燃性气体及烟气进入二次燃烧室，完全燃烧后再进入余热锅炉，产生的蒸气可用于发电，烟气经无害化处理后，直接排放。该发明对各种城市生活垃圾处理的适应性强，余热发电率高，消除二英等有害物质的排放，实现了垃圾处理的减容化、无污染和资源化。该技术有着广阔的前景，有良好的经济效益和社会效益。
成果名称：HaS高强耐水土壤固化剂及应用
关键词：土稳固剂;高强耐水土体固结剂;HaS型
成果简介：该成果利用工业废渣为主要原料，通过多组分复合产生的超叠加效应在使土体颗粒相界面紧密接触的同时，充分发挥了土体颗粒单元矿物组分中铝硅酸盐矿物的活性，使固化不仅能在土体颗粒之间进行，而且更能在颗粒表面及内部进行，在提高土体固化强度的同时，具有优良的水稳定性和耐久性。该成果不怕酸、碱、海水腐蚀、碳化后强度反而提高，干缩小、耐磨性好，具有对粉煤灰，各种工业废渣、尾矿、土壤、城市垃圾在常温下固化的优良特性。
成果名称：无烟囱医疗垃圾焚烧炉
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：医疗垃圾焚烧炉;医院
成果简介：该产品在人们的生产和生活中凡是有垃圾产生的地方都可应用，是医院、涉外宾馆、机场、码头、车站、学校、公园、垃圾中转站、居民小区等。该焚烧炉吸取国内外先进技术，内加入催化剂和远红外线材料，无烟囱炉膛、无炉蓖、花格砖挡火墙，采用分段高压旋风送风烟气，利用化学和物理方法进行除烟、除尘、除嗅，防止了二次污染，是处理垃圾的最新设备，可处理人体及动物残肢、脏器、废皮革、废纸、废塑料等。对含湿量较大的厨房及其他垃圾均可焚烧。
成果名称：垃圾焚烧炉燃烧过程控制研究
所处阶段：高级阶段
成果属性：二次开发
关键词：城市生活垃圾;垃圾焚烧炉;模糊控制模式
成果简介：生活垃圾焚烧处理可达到资源化、减量化、无害化，但国内生活垃圾具有低热值、高水分、不分选、多变化的特点，使垃圾焚烧过程控制稳定性极为困难。为改善垃圾焚烧过程的稳定性和普适性，该项成果在掌握和分析原日本引进的piD控制系统和计算机监控系统的基础上，分析影响垃圾焚烧温度及热灼减率的重要因素，确定以炉膛温度、温度变化率和风压为控制量，加料动作、一次风、总送风及烟气预热器旁路开度为调节量的强非线性多输入多输出耦合关系。
成果名称：填埋气体分离提纯利用技术
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：填埋气体;变压吸附;压缩天燃气
成果简介：该技术在国际上首次成功开展了利用pSa工艺分离提纯填埋气体制造车用CnG燃料的中试试验研究，处理规模达到680m^3/d；在设定的优化操作条件下，产品气中的CH_4浓度稳定在96%左右，Co_2浓度稳定在3%以下，各项指标均达到国家规定的《车用压缩天然气(GB18047-2000)》标准，填埋气体中的CH_4回收率达到54.3%，各项技术指标达到国际先进水平；在国内首次开发并成功运行了全自动、连续操作填埋气体pSa分离提纯系统。适用范围为城市垃圾卫生填埋场、城市污泥厌氧消化系统、高浓度有机废水厌氧消化系统、农业废物厌氧发酵系统、养殖废物厌氧发酵系统，要求废物处理设施具有一定的规模和一定的连续运行周期。
成果名称：垃圾渗沥液处理技术及装置
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：垃圾渗沥液;处理技术;装置
成果简介：该项目技术充分发挥物化法、生物法的各自优势，将二者有机地结合起来，达到最佳处理效果。首先通过专用絮凝剂利用物化原理将废水中重金属、悬浮物等不利于生化的有害物质支除，再进行中温厌氧，去除75%左右的CoDcr，厌氧出水经好氧曝气，可有效脱氨氮及CoDcr、BoD5，再经物化深度处理，出水主要指标可达到一级。
成果名称：SFL-100型固体垃圾智能化控制焚烧处理设备
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：固体垃圾;智能化控制;焚烧设备
成果简介：该项目通过贵州省科技攻关，开发出适合我国国情的垃圾焚烧技术及智能化控制系统，使设备总体性能基本达到国际先进水平。开发的SFL-100型固体垃圾智能化控制焚烧处理技术是成熟技术，主要适用于航空垃圾、城市医疗垃圾和生产垃圾的集中焚烧处理。杭州萧山机场等八个机场，重庆儿童医院等25家医院，马来西亚焚烧场，广东顺德市焚烧站均使用JFL和SFL型垃圾焚烧处理设备。今后，要逐步实施垃圾焚烧模糊数为控制系统，进步稳定燃烧，降低有害气体排放。
成果名称：LFw系列、LFL系列智能型垃圾焚烧炉
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：垃圾焚烧炉;喷风助燃
成果简介：该课题从小型垃圾焚烧炉入手，开发成功LFw系列与LFL系列垃圾焚烧炉。本两个系列垃圾焚烧炉采用喷风助燃代替喷油助燃，炉内上下左右炉壁设有数百个喷风嘴，从喷嘴射出高速气流，帮助垃圾进入完全燃烧状态，为烟气达标创造良好基础。燃烧后排出的尾气进入除尘系统除尘后排向大气。可实现垃圾焚烧后的三大原则，即减量化、无害化、资源化。除尘装置包括二燃室、旋风除尘、热交换器、除酸装置、布袋除尘装置、活性碳吸附装置。可确保烟尘排放全面达标，排放指标符合GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》的要求。
成果名称：pH型自动控制生活有机垃圾处理机
所处阶段：初级阶段
成果属性：二次开发
关键词：自动控制;有机垃圾;处理机
成果简介：pH型自动控制生活有机垃圾处理机是根据对国内外垃圾处理方法的调查研究，结合自身多元化发展的需要，利用原有机械产品加工水平较高的优势，开发成功的集机电一体化技术与微生物处理技术于一体的生活有机垃圾减量处理及再生有机肥利用设备。pH型自动控制生活有机垃圾处理机采用了滚筒式容器、电热板定点加热系统、循环水喷淋系统、逻辑智能控制单元等结构，经专家鉴定认为：该设备设计先进、结构合理、集机电控制技术与高温、动态、耗氧与微生物发酵技术于一体，具有性能稳定、自动控制程度高、处理与净化效果好、能耗低等特点，达到国内同类产品领先水平。该设备目前获国家知识产权局颁发的专利证书。
成果名称：3R系统生活垃圾处理设备
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
关键词：生活垃圾;处理设备
成果简介：该课题运用热解碳化与焚烧相结合的技术，设计出回转炉与立窑相结合方式的主体设备来处理生活垃圾使之减量化、无害化、资源化以达到废物再利用循环回归自然的目的，该设备命名为“3R系统”。3R系统工艺设备处理垃圾的基本原理是在缺氧条件下，对垃圾进行加热，垃圾中的含碳有机物发生热分解，生成以低分子碳氢化合物为主的可燃性气体。然后通过迅速焚烧热解后产物，直接为垃圾提供热解所需热能，使垃圾热解碳化与焚烧持续不断地进行下去，达到垃圾处理无害化、减量化的目的。
成果名称：等离子体特种垃圾焚烧炉
所处阶段：高级阶段
成果属性：二次开发
关键词：等离子体;垃圾焚烧炉
成果简介：等离子体特种垃圾焚烧炉是代替传统工艺处理特种垃圾的环保装置，可处理医疗垃圾与危险工业垃圾。它由主燃烧室、副燃烧室、冷却室和自动送料系统构成，具有较高的热解能力，不使用油、天然气等传统燃料，由于“等离子体特种垃圾焚烧炉”内温度一直在1100℃～1700℃范围内，因而不会有二恶英存在。有机垃圾在“等离子体特种垃圾焚烧炉”中迅速脱水、热解、裂解，达到减容化、无害化。无机物（金属、玻璃）等在等离子体高温作用下熔融，达到了减容目的（比传统燃烧炉减少约4/5），林格曼黑度为0。
成果名称：用生物工程技术完全处理并反复利用有机垃圾
所处阶段：初级阶段
成果属性：二次开发
关键词：生物工程技术;处理;有机垃圾
成果简介：该项目主要利用微生物技术、生物养殖技术和特殊的工艺流程，对有机垃圾进行完全处理，并反复多次提升其利用价值，使其迅速成为无臭无害、营养物含量增多的特种养殖饲料，生产出医药、食品、饲料的原料―蝇蛆、蚯蚓，以及高级有机肥等多个产品。而且，又不污染空间和地下水。本项目的产品已经饲料工厂、养殖和种植实体使用，用户反映良好。工农业市场，尤其是绿色产品市场对该项目产品需求量巨大，产品深度开发意义深远。根据劳动效率不够高、产品制造受天气影响，产品利用粗浅等问题，正在研制自动化程度高的设备；进行用蝇蛆、蚯蚓生产饲用、医用等生化制品以及用生物技术处理城市粪便的研究试验。
成果名称：GHZY型生活垃圾处理成套机械设备
所处阶段：高级阶段
成果属性：二次开发
关键词：生活垃圾处理设备;资源化;产业化
成果简介：该课题开发了GHZY型生活垃圾处理成套机械设备。使用机械基本上能自动将生活垃圾分级分拣完毕。破包效率高、分拣效果好，通用性强。工艺独特，将生活垃圾进行综合治理。有机质加工成生物有机肥料，建筑垃圾再制成建材，而废塑料、废金属、橡胶和碎玻璃等可加以回收利用。混化系统是本套机械设备中最创新性的部位，可使有机质垃圾腐熟并可以杀灭有害细菌和寄生虫，消除臭气，提高肥效并节省能源，处理速度快。工艺流程短，运转稳定可靠，运行成本低，工程投资省，具有显著的社会、环境效益，并具有一定的经济效益。应用前景广阔，为生活垃圾处理提供了“无害化、资源化和产业化”的新途径。
成果名称：75吨/日生活垃圾焚烧处理中试线
所处阶段：中级阶段
成果属性：二次开发
生物燃料市场研究篇8
关键词：新能源汽车代用燃料汽车混合动力车纯电动车燃料电池车发展态势
引言：
汽车产业是拉动国民经济的支柱型产业,同时也是高消耗高排放型产业，它在低炭经济转型中扮演着重要角色。我国经济和市场的高速发展,吸引了众多发达国家的汽车制造厂家来中国发展,带来先进产品和技术的同时也使我国面临着环境保护的巨大压力,如石油危机、城市环境污染、及交通恶化等。低碳经济是以低能耗、低排放、低污染和高效能、高效率、高效益为重要特征,以尽可能少的温室气体排放获取尽可能大产出的新经济发展模式,将成为我们可持续性发展的必由之路。我们传统的汽车产业发展模式对于发展低碳经济有着明显的阻碍作用,因此汽车产业必须以技术创新为核心向低碳转型,以适应低碳经济的趋势。
一、总体发展趋势
长期的研究和开发进程当中，各国政府、相关科研机构及国际汽车大公司都对传统内燃机汽车与新能源汽车的发展趋势方面形成了共同认识：即在未来的20年内，汽油和柴油人还会是汽车主要的能量来源，也就是说传统汽油机仍然继续扮演重要角色，但市场份额将在此后明显下降，而柴油车短期内可能仍将在重型车辆领域继续保持很高的市场份额；新能源汽车近期的解决方案是传统内燃机新技术和代用燃料汽车方面；中期的方案则是混合动力汽车大幅度降低油耗和排放；远期的方案是纯电动汽车和燃料电池汽车，特别是资源极为丰富且完全没有污染的氢燃料电池汽车将重新定义整个世界汽车产业发展的格局。
二、重点领域发展态势
代用燃料汽车领域：
部分代用燃料汽车已经逐步进入商业化实用阶段。所谓代用燃料汽车是指使用除常规燃料(汽油和柴油)以外的燃料的汽车，代用燃料主要分气体燃料（天然气、液化石油气）、生物质燃料（乙醇和生物柴油）和煤基燃料（甲醇、二甲醚和煤制油）等等。代用燃料汽车有利提高能量效率和降低排放，从而改善能源的消费结构，且技术难度相对较低可操作性强。但代用燃料汽车中的气体燃料和煤基燃料同属于不可再生能源，不可再生资源意味着受资源和成本限制，而且这两种燃料效率和排放改善程度并不十分显著；生物质燃料则容易破坏环境并影响粮食安全问题。所以总体来看，代用燃料汽车发展不能均衡，受区域因素限制多、适应能力较差，虽然欧洲国家想重点发展生物燃料汽车，但目前除生物资源比较丰富的巴西外，其它地区普遍推广不太现实。
混合动力车领域：
混合动力汽车是比较现实的解决方案。混合动力因为采用了内燃机和电动机两种动力，同时兼顾了传统汽车和纯电动汽车的优越性，混合动力是由单一发动机驱动向纯电动驱动转移的必经环节。混合动力汽车按动力系统结构来划分，可分为串联式、并联式和混联式等3类；按混合程度不同则可划分为微混、轻混、中混、重混和插电式混合等5种类型。合理采用混合动力技术节油减碳效果明显，成本也能较好的得到控制，因此混合动力汽车更有实践可能性，目前已成为各国汽车公司产业化的重点。日本最早开始开发混合动力汽车，并最先实现了产业化，丰田、本田是国际市场上混合动力技术的领跑者。将来随着混合动力技术水平逐步成熟，实用化程度和产业化水平系统性提高，最终将实现向电气化转化。
纯电动车领域：
纯电动汽车方面，其电池技术是发展瓶颈，有待取得实质性突破。远远早于内燃机汽车，纯电动汽车问世于19世纪90年代，但由于性能发展不及后来居上的内燃机汽车，一度退出汽车发展历史舞台。如今，随着高性能锂离子电池和一体化电力驱动系统等技术的发展应用推广，纯电动汽车取得很大进步，在产品研发、示范和试用方面都有突破，小规模的商业化推广应用在许多国家和地区开展开来，目前世界上总共有近5万辆纯电动汽车在运行，主要应用领域为市政用车、公交车、公务用车和小型私人用车等。但目前纯电动汽车领域还有非常多缺陷，电池普遍存在价格昂贵、功率密度低、能量密度不高、性能不稳定、充电时间长、循环寿命短、存在安全和环保隐患等重大缺点，各方面技术还有待突破，，需辅助采用其它技术满足用户需求，如采用增程式方案，在纯电动汽车上增设常规能源系统为车辆补充电能，或用超级电容器进行功率辅助等。因此，纯电动汽车在电池技术取得实质性突破前难以大规模市场普及。
燃料电池汽车领域：
燃料电池汽车是终极解决方案。燃料电池汽车具有高效率、零污染、零碳排放、燃料来源广泛等特点，这些优点使其成为最具诱惑的终极汽车能源动力方案。燃料电池通过氢气燃料和氧气的化学作用直接变成电能进而驱动汽车，不经过燃烧。但从目前情况看，短期无法根本突破燃料电池的可靠性和耐久性；而依赖于贵金属铂，又导致催化剂又成本高昂；氢存储供应问题也一直无法很好解决，所以市场化难以形成。但各国鉴于其重要的战略意义，始终未放松对燃料电池汽车的攻关研究。其中美国是燃料电池汽车技术起步最早的国家，德国和日本从90年代初期也加入了研发行列，美、日、德共同成为燃料电池汽车技术的领军者。除了各国政府主导的燃料电池开发计划外，各国各大汽车公司也投入大量的人力、物力、财力进行开发，取得了不少重要进展。
参考资料：参考文献:
[3] 清华大学中国车用能源研究中心著：《中国车用能源展望2012》[m]，北京：科学出版社，2012
[4] 周宏春著：《低炭经济学》[m]，北京，机械工业出版社，2012
生物燃料市场研究篇9
燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程，其发电效率不受卡诺循环的限制，发电效率可达到50％一70％，被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前，国际上磷酸型燃料电池已进入商业化，其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200Kw一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术，国家电力公司应该采取怎样态度?要不要发展?怎样发展?这些问题亟待解决。
l燃料电池发电的技术特点和应用形式
1．1技术特点
燃料电池发电是在一定条件下使燃料(主要是H2)和氧化剂(空气中的02)发电化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同：只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同，它不受卡诺循环的限制，能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点：
(1)理论发电效率高，发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50%一60％，组成的联合循环发电系统在(10-50)mw规模即可达到70％以上的发电效率。
(2)污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比，C02排出量可减少40％一60％。nox(＜2ppm)和Sox(＜1ppm)排放量很少。
(3)小型高效，可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。
(4)低噪音。在距发电设备3英尺(1．044米)处噪音小于60dB(a)。
(5)电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足ieee519标准。
(6)变负荷率高。变负荷率可达到(8％一lo％)／min，负荷变化的范围大(20%一120%)。
(7)燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。
(8)模块化结构，扩容和增容容易，建厂时间短。
(9)占地面积小，占地面积小于lm2／Kw。
(10)自动化程度高，可实现无人操作。
总之，燃料电池是一种高效、洁净的发电方式，既适合于作分布式电源，又可在将来组成大容量中心发电站，是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是：高价格和寿命问题。
2．1燃料电池的应用形式
(1)现场热电联供，常用的容量为200Kw一1mw。
(2)分布式电源，容量比现场用燃料电池大，约(2-20)mw。
(3)基本负荷的发电站(中心发电站)，容量为(100-300mw)。
(4)燃料电池还可用于100w-100Kw多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。
2为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术?
2．1采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一
以高温燃料电池组成的联合循环发电系统，可使发电效率达到60%-75%(LHV)，这一目标将在2005年左右实现。预计到2010年，发电效率可超过72％。煤气化燃料电池联合循环(iGFC)的发电效率可达到62％以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85％以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化，这使得燃料电池既可用作小容量分散电源，又可用于集中发电应用范围广泛。
2．2燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量
燃料电池发电中几乎没有燃烧过程，nox排放量很小，一般可达到(o．139一0．236)kg／mw·h以下，远低于天然气联合循环的nox排放量(1kg／mw·h一3kg/mw．h)。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理，碳氢化合物也必须重整成氢气和Co，因此，尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比，C02的排放量可减少40％一60%．在目前Co2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下，通过提高能源转换效率减少Co2排放是必然的选择。
2.3采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性
燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点，是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比，燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250Kw-lomw的功率范围内，具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高，而且启动快、变负荷能力强，是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高，高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电，给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟，使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考：提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量，虽然主要依靠电网的改造和技术革新，但如果在电网中有许多分布式电源在运转，供电的可靠性将会大大提高。
对于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门，对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力，会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。
对于边远地区，负荷小且分散，若建设完善的电网，不仅投资大，线损大，且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源，更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功率均比常规的小型发电装置大，因此，它也是理想的移动电源，适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。
2．4发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要
美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位，与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。在目前复杂的国际环境下，高技术的垄断日趋严重，掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义，而燃料电池发电技术，正是这种高效清洁的高新发电技术之一。燃料电池突出的优点，以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动，足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。
2．5发展燃料电池发电技术是国电公司“加强技术创新，发展高科技，形成高新技术产业”的需要
燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术，己受到普遍重视。美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施，其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力。日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者，其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。
国家电力公司处在完成“两型”、“两化”、“进入世界500强”的历史时刻，恰逢党中央国务院号召全国各行业“加强技术创新，发展高科技，实现产业化”的有利时机，在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线，以高起点，在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术，不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小，而且，对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际竞争能力都具有非常重要的意义。
2．6燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景
未来二十年，随着我国“西气东送”，全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LnG)的广泛应用，燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。煤层气也是燃料电池的理想燃料。我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合，形成更高效率的发电方式。与煤气化联合循环(iGCC)结合，形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站，比iGCC效率更高，污染更小。
燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合，在高出力时，利用电解水制氢，低出力时用燃料电池发电，达到既储能，又高效发电的目的。采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气，通过燃料电池发电，提高能源转换效率，并降低污染物排放量。对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区，利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。
2．7与国外有较大的差距
在燃料电池发电技术方面，我国与国际先进水平有较大的差距。在mCFC和SoFC技术方面，国外已分别示范成功了2mw和100Kw的燃料电池发电机组，而我国在这方面才刚刚起步，2000年才可望研制出2Kw左右的试验装置。在paFC和peFC技术方面，国内与国外的差距更大。倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术，等到燃料电池完全成熟后再引进，不但会受制于人，还将付出更大的经济代价，更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用，那么，也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。只有从现在开始，在国外的基础上，高起点研究，经过10-20年的努力，有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。
2．8在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求
分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视，而电源提供者的多元化更是一种趋势。我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差，在这种情况下，小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。
倘若电力系统不及时进行研究开发，在未来几年内，有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。在市场经济条件下，国电公司既是用户，又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术，应不失时机地着手研究开发，联合国内一些基础研究单位，争取纳入国家的攻关计划，获得国家支持，在尽可能短的时间内，形成燃料电池发电技术研究开发的优势，开发燃料电池发电关键技术和成套技术，形成国电公司的高新技术产业，既可优化调整电力结构，又能满足市场的不同需求。
3国外燃料电池发展计划及商业化的预测
研究美、日、欧洲等国家和地区燃料电池的发展进程及商业化的预测，对我们制定燃料电池的发展战略和预测应用前景会有一定的参考价值。
3．1美国燃料电池发电技术研究开发状况
(1)美国燃料电池发电技术的研究开发计划
1997年，美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”，燃料电池被确定为一项关键技术，联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”，目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中，对每一个燃料电池的新用户资助l000／Kw的优惠。结果，仅在1998年，就有42台200kwpaFC发电机组投入运行。
美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外，政府已促使美国所有的军事基地安装200Kw燃料电池发电机组。通过这些措施，加速燃料电池的商业化，并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的，就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入，将逐步形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力，提供更多的就业机会。
美国Doe的燃料电池发展计划如下：
paFC己商业化，不再投入资金进行研究开发。paFC目前的发电效率为40％一45%(LHV)，热电联产的热效率为80％(LHV)。
已完成250Kw和2mwmCFC的现场示范，预计2002年进行20mw的示范；2003年左右，使250Kw和mw级mCFC达到商业化；2010年，燃用天然气的250Kw一20mwmCFC分散电源达到商业化，100mw以上mCFC的中心电站也进入商业化;2020年，100mw以上燃煤mCFC中心发电站进入商业化。mCFC技术目标是运行温度为650℃，发电效率达到60％(LHV)，组成联合循环的发电效率为70%(LHV)，热电联产的热效率达到85%(LHV)以上。
目前，己完成25kw和100kwSoFC现场试验，正在进行SoFC的商业化设计。预计2002年左右，进行mw级SoFC示范；2003年左右，100kw一1mwSoFC进行商业化：2010年，250kw一20mw燃用天然气的SoFC以分布式电源形式进入商业化，100mw以上燃用天然气的SoFC以中心电站形式进入商业化；2020年，100w及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SoFC技术目标是：运行温度为1000℃，发电效率达到62％(LHV)，组成联合循环的发电效率达到72％(LHV)，热电联产的热效率达到85%(LHV)以上，燃煤时发电效率可达到65％(LHV)，这一目标预计2010完成。
美国是最早研究开发peFC的国家，但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在peFC的开发方面是面向家庭用分散式电源，实现热电联供。plugpower公司与Ge合作，计划2001年使10kwpeFC进入商业化，价格达到S750-1000／kw，大批量生产后，使peFC的价格达到$350／kw。
(2)市场预测
美国能源部(Doe)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为：在2005年一2010年，美国年需求燃料电池发电容量约2335mw一4075mw。现在美国的燃料电池年生产能力为60mw，商业化的价格为$2000一$3000／kw，若年生产能力达到100mw／a，商业化的价格则可达到$l000-$1500/Kw。若能达到(2000-4000)mw／a的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200一$300／kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900-$l100／kw，此时可完全与常规的发电方式竞争。
3．2日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测
(1)发展进程
日本在paFC研究方面，走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台paFC燃料电池发电机组，大阪煤气公司也在1973年引进两台paFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”，燃料电池发电是其中一项重要内容。此后，日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发，并与美国iFC合作，使日本的paFC得到更大的发展。目前，日本的paFC技术已赶上了美国，商业化程度超过了美国。5mw(富士电机制造)和11mw(东芝与iFC合制)均在日本投运，日本公司制造的paFC机组已运行了近100多台。
日本有关mCFC的研究是从1981年开始的，通过自主开发并与美国合作。1987年10kwmCFC开发成功，1993年100kw加压型mCFC开发成功，1997年开发出1mw先导型mCFC发电厂，并投入运行。mCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点，目标是2000年一2010年，实现燃用天然气的10mw一50mw分布式mCFC发电机组的商业化，并进行100mw以上燃用天然气的mCFC联合循环发电机组的示范，2010年后，实现煤气化mCFC联合循环发电，并逐步替代常规火电厂。
日本的SoFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的，立足于自主开发。1989年一1991年，开发出l00w一400wSoFC电池堆，1992年一1997年开发出l0kw平板型SoFC。SoFC的研究进展也远远落后于neDo原来的计划。“新阳光计划”中预计2000年一2010年，使SoFC达到mw级，并形成联合循环发电。日本的peFC也被列入“新阳光计划”，目前开发的容量为(1-2)kw。
(2)政府采取的措施
日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中，先后资助了3台200kw、2台lmw和l台5mw的paFC；1台100kw和1台1mw的mCFC示范电站研究开发、建设及运行。
在通产省和neDo的统一组织和管理下，使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合，实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司，过去十年来安装了约80多台燃料电池机组，装机容量达到20.1mw，燃料电池及电厂的费用主要由业主承担，但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策：燃料电池的相关设备，在未超过一定规模时，其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组，政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10%的免税额，并获有30％的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目，日本开发银行将提供投资额40％的低息贷款。
(3)市场预测
1990年，日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250mw；2010年约10720mw，电力系统用5500mw，其中约有2400mw是mCFC和SoFC高温型燃料电池；2010年煤气化mCFC和SoFC达到实用化；发电效率达到50％一60％。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200mw，其中分布式电源l12mw，工业用热电联产型为88mw；2010年将达到2200mw，其中分布式电源型为735mw，工业用热电联产型为1465mw。
3．3其它国家和地区的发展进程
目前，欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组，自行组装发电厂的方式来发展paFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(eFCG)”。意大利已完成了一座1mw的paFC示范工程，由iFC供应，Bop由欧洲制造。意大利、西班牙与美国ipC合作，于1993年在米兰建了一座l00kwmCFC电厂，1996年投运。德国正在开发250kwmCFC。德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形SoFC技术后，现在拥有世界上最先进的平板型和管形SoFC技术。
加拿大在peFC方面居世界领先地位，在继续开发交通用peFC的同时，目前也将peFC应用于固定电站，已建成250kwpeFC示范电站，目标是在近几年内使250kw级pepC商业化。澳大利亚在1993年一1997年，共投资3000万美元，研究开发平板型SoFC，目前正在开发(20一25)kwSoFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kwpaFC进行示范运行。
3．4国外发展燃料电池发电技术的经验总结
回顾国外燃料电地发展的道路，有许多值得我们吸取和借鉴的经验。下面归纳几点：
美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外，还有三方面重要的原因：一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施，列入政府的“改变气侯技术战略”中，并大力投入资金和力量研究开发；二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发；二是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度，DoD和Doe均投入资金研究开发；三是对燃料电池的应用前景充满信心，希望能形成新的高技术产业，给美国的经济注入新的活力，政府和企业共同投入资金研究开发，力图保持领先地位。
日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线，并在paFC的商业化方面己超过了美国，在mCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视，先后列入了“月光计划”和“新阳光计划”，大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合，组成从研究、开发到商业应用一体化集团，既承担研究开发的风险，也享受成功的优惠。
加拿大Ballard公司在peFC方面成功的经验告诉我们：只要坚定不移地进行研究开发，一个小公司也能在10-20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。
燃料电池起源于欧洲，但是，现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前，欧洲已经意识到这一点，成立了-个燃料电池发电技术集团，引进美国、日本的技术，并进行研究开发。
4各种燃料电池发电技术综合比较
(1)aFC：与其它燃料电池相比，aFC功率密度和比功率较高，性能可靠。但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用pt、au、ag等贵金属做催化剂，价格昂贵。电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了aFC仅限于航天或军事应用，不适合于民用。
(2)paFC：以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得paFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与aFC相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。但是，paFC的发电效率目前仅能达到40％一45％(LHV)，它需要贵金属铂做电催化剂；燃料必须外重整：而且，燃料气中C0的浓度必须小于1％(175℃)一2%(200℃)，否则会使催化剂中毒；酸性电解液的腐蚀作用，使paFC的寿命难以超过40000小时。paFC目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，paFC还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。
(3)mCFC：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；Co可直接用作燃料；余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与SoFC相比，mCFC的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置C02循环系统；要求燃料气中H2S和Co小于0.5ppm；熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；与SoFC相比，寿命较短；组成联合循环发电的效率比SoFC低。与低温燃料电池相比，mCFC的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。mCFC己接近商业化，示范电站的规模已达到2mw。从mCFC的技术特点和发展趋势看，mCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。
(4)SoFC：电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(aFC、paFC和mCFC)相比，SoFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长(已达到70000小时)。Co可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SoFC的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比，SoFC的启动时间较长，不适合作应急电源。与mCFC相比，SoFC组成联合循环的效率更高，寿命更长(可大于40000小时)；但SoFC面临技术难度较大，价格可能比mCFC高。示范业绩证明SoFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50mw)，也可用作大容量的中心电站(＞l00mw)。尤其是加压型SoFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使SoFC的优越性进一步得到体现。
(5)peFC：pepC的运行温度较低(约80℃)，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。与paFC相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高(45％一50%(LHV))，对Co的容许值较高(＜10ppm)。peFC的余热温度较低，热利用率较低。与paFC和mCFC等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。peFC是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。
5结论
选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，应综合考虑以下几点：较高的发电效率；环保性能好；既能作为高效、清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力；既能以天然气为燃料，又具有以煤为燃料的可能性；技术的先进性及商业化进程；运行的可靠性和寿命；降低造价的潜力；国内的基础。综合考虑以上几点，对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，提出以下几点选择意见：
（1）优先发展高温燃料电池发电技术。即选择mCFC和SoFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向，这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站（以天然气或煤为燃料）的发展潜力。
（2）mCFC和SoFC各有特点，都存在许多问题，尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程，对于mCFC，应走引进、消化吸收、研究创新，实现国产化的技术路线，并尽快投入商业应用：对于SoFC，应立足于自主开发，走创新和跨越式发展的技术发展路线。
(3)随着氢能技术的发展，peFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力，国家电力公司应密切跟踪研究。
(4)aFC不适合于民用发电。paFC技术目前已趋于成熟，与mCFC、SoFC和peFC比较，已相对落后。因此，aFC和paFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。
生物燃料市场研究篇10
关键词：燃料乙醇市场兼并重组原材料向
随着全球变暖、污染日益严重、能源日渐消耗，低碳环保和节能已成为世界性的主题。全世界各个国家对新型、可再生能源都尤为重视。我国油气资源相对短缺，随着我国社会经济的快速发展，石油消耗日益增加，资源紧缺状况十分严重。自1993年，我国已经成为石油净进口国，原油需求日益增加和资源的日益减少使我国的原油供求矛盾非常突出，这已经成为制约我国社会经济发展的长期压力。燃料乙醇是替代能源的代表，对于国家发展意义重大。不仅能减少碳的排放量，达到环保的目的，同时，也可以一定程度上缓解我国能源紧缺的压力。但由于我国燃料乙醇行业的技术以及原材料成本方面的原因，生产燃料乙醇的企业盈利非常困难，必须依赖国家的补贴。国家对燃料乙醇行业的政策是，定点企业生产并给予一定的补贴，定点区域强行销售，价格和汽油价格绑定。
一、中国燃料乙醇市场概况
我国燃料乙醇行业起步较晚，但是发展十分迅速。起初燃料乙醇原材料来自于我国去陈粮过程中的陈粮，但是随着陈粮问题的解决之后，成本问题也阻碍了燃料乙醇行业的发展。由于我国玉米和小麦等原材料成本和技术方面的劣势，发展速度和美国与巴西等国家相比，还差很多。所以，未来我国燃料乙醇市场原材料将会以非粮食作物为主。但是，燃料乙醇是替代能源的代表，对于国家发展意义重大，所以我们必须坚定的发展燃料乙醇产业。燃料乙醇主要的下游产品就是乙醇汽油。我国乙醇汽油是用90％的普通汽油与10％的燃料乙醇调和而成。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。目前燃料乙醇只在几个省定点推广，并强制销售，而且是定点企业生产。
二、中国燃料乙醇市场的建议
第一，中国燃料乙醇市场兼并重组行为的建议
目前我国燃料乙醇市场是5家定点生产企业，未来市场中一定会增加许多非粮原材料为主的生产企业。市场中基本上呈现中粮集团、中国石油、中国石化三足鼎立之势。在我国有生产燃料乙醇能力的企业很多，但是大多数由于企业规模等方面原因，很难获得国家的准入牌照。这样就会有很多潜在的产能浪费。所以，我国燃料乙醇的兼并行为还将继续。但是目标应该是将那些达不到规模经济的实力落后企业。淘汰那些落后产能企业，整合他们的资源。
但是中国燃料乙醇市场集中度过高，使企业之间缺乏竞争，效率低下，大多都依赖国家的补贴生存。国外燃料乙醇市场生产企业数目要远远大于中国，所以中国政府应该在一定程度上限制大企业的兼并行为，并适度降低准入门槛，引入竞争。北海国发，海南椰岛等有一定实力的上市公司都具备燃料乙醇生产能力，主要原材料为木薯，也符合国家非粮的政策导向。可以引入这些有一定实力的企业进入市场，增加市场的竞争力。
第二，中国燃料乙醇市场“原材料指向”战略行为研究建议
首先，实施“原材料指向”战略过程中，要兼顾副产品对区域的经济实用性
中国燃料乙醇企业目前对原材料丰富的区域投产主要依据仍然是当地原材料的经济性，而没有考虑到生产过程中产生的副产品。合理的应用副产品可以很大程度上降低成本，美国就是很好的例子，企业投产的区域不仅仅考虑原材料玉米的供应方便，同样也考虑副产品的销路的方便，这样使副产品顺利转化成为效益，降低成本。除此之外，还应该考虑生产出燃料乙醇产品后的交通问题。应该对每个环节都加以考虑，在去结合“原材料指向”战略，选择合适的地区投产。
其次，加强甘蔗燃料乙醇的投产，还可以起到平稳糖价的作用。当糖价格降低的时候，会极大挫伤农民的积极性，这时可以通过增加甘蔗燃料乙醇的生产，这样可以保证糖价的平稳，也会缓解不同时期的“糖贱伤民”的情况。
三、结论
我国燃料乙醇市场前景广阔。我国已经是世界第一汽车消费国，2010年我国汽车销量达到了1806万辆，随着汽车销量的增长，汽油的需求量也同样增长，估计2010年汽油需求量将达到6500万吨。按照10%乙醇调和的比例，燃料乙醇的最大需求将达到650万吨，我国缺口比较大，再加上我国能源短缺，在高油价和低碳经济的背景下，我国燃料乙醇市场的前景是广阔的。
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