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浅谈金骄集团生物质能产业链的研究


2014-04-15

摘 要] 本文以工业生态学、循环 经济学为理论基础,对内蒙古金骄集团生物质能产业链的结构及特性进行了解析,认为该集团内部已形成生物质能生态产业链 网络结构。在此基础上,又从纵向延伸和环向耦合的角度,进一步提出完善该集团生态产业链网络的若干建议。
  [关键词] 生物质能产业链; 生态产业链网络; 循环经济; 生态工业
  doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2011 . 04 . 031
    
  1引言
  
  1.1研究的背景及意义
  自20世纪以来,由于各国经济 发展的需要,人类对自然资源进行大肆掠夺,对自然生态 环境造成严重破坏,人类的生存发展面临着自然资源严重匮乏、能源严重短缺、生态环境严重破坏的困境。为了摆脱困境,在全世界兴起了对新的生产方式的研究,这种新的生产方式的宗旨是要实现“人类 社会经济系统”与“自然生态系统”的和谐健康发展。于是一个个“生态园区”应运而生,我国也在国外 实践的基础上提出了发展“循环经济”的理念,在这样的背景下,包括生物质能在内的新能源产业已在世界各地蓬勃发展起来。
  随着石油危机及温室气体减排呼声的日益高涨,寻找替代性清洁能源成为化解能源危机和温室效应的最佳策略。由于生物质能是一种化学态能,不仅能够发电、供热,而且还能转化为液态燃料和生物基产品,是唯一可大规模替代化石燃料的能源,主要发达国家的技术专家和决策者都非常重视生物质能产业的开发。近年来,伴随着针对生物质能产业创新而发生的“车人争粮”、“人道危机”、“环境问题”等激烈争论,世界生物质能产业创新开始呈现出新的趋势和特点。
  生物质能产业基于循环经济理论、工业生态理论所建立的生物质能生态产业链网络具有良好的经济效益和环境效益,这成为生物质能产业发展的新趋势和新特点。本文通过对金骄集团生物质能产业链的分析,追踪这些新趋势和新特点,旨在发现生物质能产业创新的规律社会约束条件,探索适合中国国情的生物质能开发路径和模式。
  1.2生物质能产业案例研究综述
  1.2.1国外案例研究综述
  Ramachandra等(2000)主要研究传统的生物质能及其使用。他们将印度Uttara Kannada地区分为两个部分:生物质能富余区和生物质能匮乏区,研究了生物质能在两个区域能源供给中的地位,提出要加强两区域间生物质能的交换和合作;整个区域仍使用低效率的燃烧炉,今后可通过高效率的燃烧炉加以改善。
  Ugarte & Walsh(2000)对美国生物质能产业发展情况进行研究,以可供种植生物质作物的土地数量、生物质作物产量、产品成本和土地收益率为自变量,利用一般均衡办法推导出美国生物质能的供给曲线。
  Hillring(2002) 总结了过去20年瑞典利用生物质能的 经验:发展生物质能产业可增加就业、发展农村经济和区域经济;生物质能公司的一体化经营是有效的,系统化发展该产业是成功的战略;并预测小生态公司将具有优势,生物质能市场的国际化将有助于增加竞争,大幅度降低产品价格。
  Mandal等(2002)以135家农户为调查对象,分析了以豆类为转换基础的各种产品系统的能量及效率问题。
  1.2.2国内案例研究综述
  欧阳志云(2004)将物质多级利用的生态工艺与相关生产过程整合,对海南制糖-酒精-能源- 农业生态产业模式进行了设计;施士争(2007)探讨了以柳树为原料发展生物质能源工程产业链的可行性,分析了目前发展柳树生物质能源产业、其产业链存在的问题及其解决途径;黄何(2008)结合广东实际,讨论广东发展非粮燃料乙醇的技术壁垒与技术发展重点方向,并就原料的稳定供应、降低生产成本及分阶段产业规模的确定等提出建议;王耀钰(2008)通过对木薯制造燃料酒精的经济性分析,提出了广西发展以木薯制造燃料酒精为中心产业的木薯产业链经济;林涛(2009)概述广西秸秆资源概况及其利用现状,提出秸秆资源产业开发的充分、科学、多元、循环利用的总体思路,即秸秆资源开发利用能源化、肥料化、饲料化和工业化等4个方向。
  综上所述,国内外都有将生物质能产业发展与区域发展相结合进行研究的案例,部分案例中还将循环经济理论、工业生态理论 应用于生物质能产业链的构建过程。国内对生物质能产业的研究主要停留在技术转换层面上,对整个生物质能产业的系统分析还不是很深入,尤其对于多种生物质能源产品进行集成的生物质能产业链的研究更是少见。
  1.3研究问题的提出
  内蒙古金骄集团生物质能产业链与上述研究对象最大的差别在于:该集团利用系统工程的思想,采用多种生物质能原料,利用多种生物质能技术,生产多种生物质能产品(包括生物柴油、生物甲醇、燃料乙醇等),采用一体化经营模式发展生物质能产业。因此,该产业链与以往研究的生物质能产业链相比,更能体现出其良好的生态工业特性和循环经济特性。本文在分析该集团生物质能产业链结构及特性的基础上,利用循环经济理论和生态工业理论,从纵向延伸和环向耦合的角度,对集团生物质能生态产业链网络的优化提出建议。
  
  2理论基础
  
  2.1工业生态理论
  工业生态学是起源于系统科学并用于分析和综合工业发展的一种系统方法,这种系统方法主要是研究工业系统和生态系统的相互作用。工业生态理论试图通过对工业活动的重新设计来减少人类活动对生态环境的影响以使之控制在自然系统可以承受的水平之内,它从经济学的角度研究材料和能源流动,以寻求可行策略来提高资源流动的效率和减少对环境的影响(即工业新陈代谢)。
  工业生态理论试图将人类的生产和消费活动由线性的、不经济的传统模式转为一个闭环系统。在这个系统中,工业部门、政府机关和消费者的废弃物将最大可能地被重新利用、再循环和再制造。因此它是平衡环境保护与经济之间关系的一种可行的方法,这种平衡过程必须是动态的,并且在人类的工业活动对自然环境施加的影响以及自然系统产生的反应方面,二者应是互动的。
 2.2循环 经济理论
  循环经济与工业生态学理论具有非常密切的关系,循环经济的思想萌芽可以追溯到 环境保护思潮兴起的时代,20世纪60年代美国经济学家肯尼思·鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”可以作为循环经济的早期代表。该理论的核心是:如果人们像过去那样不合理地开发资源和破坏环境,超过了地球的超载能力,就会像宇宙飞船那样走向毁灭。人类应以“循环式经济”代替传统的“单程式经济”,这意味着人类 社会的经济活动应该从效仿以线性为特征的 机械论规律转向服从以反馈为特征的生态学规律。
  循环经济(Circular Economy)是物质闭环流动型(Closing Materials Cycle)经济和资源循环(Resources Circulate)经济的简称。20世纪90年代以来,各国学者和政府清醒认识到,当代资源环境问题日益严重的根源在于工业化运动以来以高开采、低利用、高排放为特征的线性经济模式,从物质流动和表现形态角度看,传统工业社会经济是一种“资源—产品—污染排放”单向流动的线性经济。与此不同,循环经济倡导的是一种与地球和谐的经济 发展模式。它要求把经济活动 组织成一个“资源—产品—再生资源”的反馈式流程。所有的物质和能源能在经济循环中得到合理和持久的利用,从而把经济活动对自然环境的影响降低到最低水平。循环经济本质上是一种生态经济,它运用生态学规律而不是机械论规律来指导人类社会的经济活动。
 3金骄集团生物质能产业链结构解析
  
  金骄集团发展生物质能产业,主要是利用各种植物秸秆、林作物以及不能作为食用油的油作物等。据相关资料介绍:巴彦淖尔市耕地面积中有可耕地77.3万公顷,灌溉面积60万公顷,有待开发面积50.7万公顷。其主要粮食作物为小麦和玉米,种植面积分别为12.7万公顷和13.9万公顷,另外还有油葵、食葵等经济油料作物,这可以为金骄集团生物质能产业的发展提供足够的纤维类原料。巴彦淖尔市周边的土地多为沙荒地、盐碱地、荒坡地,共133.3万公顷,其可作为生物质能产业的林木种植基地,种植面积可达20万公顷以上。金骄集团现已在该市边际性土地上建立石油植物园,重点培育油料作物文冠果。
  目前集团开发的生物质能三大产品包括生物甲醇、生物柴油和燃料乙醇。另外,为了更好地实现生物质能产业应有的生态性以及生产过程中的 物流循环,该集团建成了独立的热电联产系统和环境综合处理系统(见图1)。
  该集团以石油植物园、甲醇基燃料系统、生物柴油—生物润滑油联产系统、纤维制乙醇系统、热电联产系统、环境综合处理系统为框架,各系统之间通过中间产品和废弃物的相互交换而互相衔接,从而形成了一个比较完整的生物质能产业链 网络,见图2。
  本文以产业链“内含链”理论为基础,从“企业链”、“产品链”、“生产链”、“技术链”等4个方面对金骄集团生物质能产业链进行阐释。
  3.1集团企业链解析
  从图2中可以看出,该集团产业链主要由3条主链组成:
  (1) 文冠果果实→制生物柴油→产生副产品粕及二氧化碳;
  (2) 生物甲醇→生物柴油→废渣制堆肥→石油植物园;
  (3) 文冠果废枝条→燃料乙醇→废渣制堆肥→石油植物园。
  将3条主链对应到各个生物质能产业系统,即表示成“企业链”的形式为:
  (1) 石油植物园→生物柴油、生物润滑油联产系统→环境处理系统;
  (2) 生物甲醇系统→生物柴油、生物润滑油联产系统→石油植物园;
  (3) 石油植物园→燃料乙醇系统→环境综合处理系统→石油植物园。
  另外,环境综合处理系统和热电联产系统与集团内三大生物质能产品系统的 联系紧密。这两个系统的存在不仅实现了集团内的水循环和能量循环,它还是联系三大生物质能产品系统的重要纽带。其具体“企业链”形式如图3所示。
  企业链(1)是以环境综合处理系统为链中下游企业,该系统的物料投入主要是来自集团内生物质能生产系统和热电联产系统生产过程中排出的各种废水、废渣和废气等废物。
  企业链(2)是以环境综合处理系统为链中上游企业,它表示废水、废渣和废气等经该系统处理后,被集团内其他系统循环利用的过程。其中该系统主要利用回用水工程,将废水经过处理以后,达到工业用水的要求,重新被甲醇基燃料系统、燃料乙醇系统所利用。
  企业链(3)是以热电联产系统为链中上游企业,它表示该系统以利用甲醇基燃料系统的余热和其他投入为基础,将产生的电、汽、热全部 应用于集团内三大生物质能产品系统的生产过程。
  3.2集团产品链解析
  从产品结构视角看,产业链是指以某项核心技术或工艺为基础,以市场前景比较好的、科技含量比较高的、产品关联度比较强的优势企业和优势产品为链核,以产品技术为联系,投入产出为纽带,上下连结、向下延伸、前后联系形成的产品链。产业链中,上一个企业的产出是下一个企业的投入——这是产业链的“基础内含链”。
  从“企业链”的角度来讲,金骄集团仅有3个生物质能产品系统。但从“产品链”的角度来讲,金骄集团生物质能产品共有5种:生物甲醇、生物柴油、生物润滑油、燃料乙醇、碳酸二烷酯等。从生物柴油、生物润滑油联产系统的工艺流程(如图4所示)可以看出,油酸甘油酯通过酯交换、酯化,分别生成生物柴油、生物润滑油两种生物质能产品;甲醇基燃料系统最终生产出生物甲醇、碳酸二烷酯两种生物质能产品,碳酸二烷酯以生物甲醇为原料,由生物甲醇进一步加工而生成。另外生物甲醇作为中间投入,用于生物柴油、生物润滑油联产系统中,作为最终生物质能产品生物柴油的中间投入。由此便形了成金骄集团生物质能“产品链”,具体见图5。
  3.3集团生产链解析
  产业链的生产链是与最终产品生产直接或间接相关的诸多企业及社会经济的若干部门之间的一种相互依存、相互制约的链状经济技术关系。
  产业链的生产链结构及运行有两个突出特点:一是各个环节在空间上的并存性和运行时间上的继起性。空间并存性,是指链条的基本环节在空间上不能空缺,也就是在同一时点上各个环节都必须同时存在。时间的继起性,是指生产链的每一个生产环节的运动不仅自身不能停止,而且必须一个接一个地有序地跟着前进。二是链状结构之间的比例性和运动的平衡性。只有各环节在组织规模与作业数量上保持一定的比例,才能保持各环节在运动中的动态平衡;也只有保持链状环节的动态平衡,才能保持整个生产链良性互动,并产生出整合的前推力量。该原理可借鉴并联电路中总电流I与分电流Ii的关系进行描述,见图6。
  在图6中,电阻之间是相互并联的关系,总电流I与分电流Ii的关系为:I = I1 + I2 + … + In 。
  当电路中其中一个电阻值Ri变大时,则:Ii减小,因此便会引起总电流变小。为保证整个电路能够正常 工作,当其中电阻变大时,总电压也应相应地增大。
  对于金骄集团的5个系统,各个系统之间是相互联系、相互作用的。其中任何一个系统产品产量和规模的变化都会给其他系统带来影响。如:热电联产系统,该系统存在的意义是将电、汽、热及时、保质保量地供应给其他系统,这样才能保证集团生物质能产品的正常生产。如果三大生物质能产品系统中任何一个系统想要扩大生产规模,那么该系统对电、汽、热的需求便会增加,此时就应该相应地扩大热电联产系统的规模。
  3.4集团技术链解析
  产业链中每个企业为了保证产品生产的质量,都有一系列的技术支撑,所有不同环节企业的技术之和便构成了产业链的技术链。由于每个企业都有自己的核心竞争力,因此每个企业也都有独特的技术,这些技术是企业的竞争优势所在。当市场需求发生变化时,首先会引起技术链的变化,只有技术链能顺利对接才能保证产业链生产上的对接,才能保证产业链的稳定运行。
 金骄集团各系统之间存在着紧密的 经济技术 联系,如果没有各种生物质能技术的支撑,就不能形成生物质能产业链。各系统中利用的关键技术见表1。
  以纤维制乙醇为例,该工艺与发酵法纤维制乙醇相比,成本相当于其58%,投资低65%,生产规模是其2~3倍,与天然气制醇类燃料相比,大大减少了温室气体CO2的排放(是其26%),该技术工艺是由金骄集团自主研发的。
  金骄集团吸纳国内在生物质炼制领域技术领先的3所重点大学(北京化工大学、吉林大学、华南理工大学)作为股东,共同办企业。由大学教授与企业科研人员共同组成课题组,利用大学的基础研究设施和企业的 应用研究、小试生产、中试生产设施共同完成科研开发,实现大学的基础理论研究与企业的产品研发、应用技术研究相结合。开发队伍精干,具备一流的研发实验设施,形成灵活高效的运作机制、显著的自主创新优势和突出的技术特色,能够持续不断地为生物质炼制产业技术进步提供有力支撑。
  
  4金骄集团生物质能产业链的特性
  
  4.1“生态产业链”特性
  生态产业链一般是指依据生态学原理,以恢复和扩大自然资源存量为宗旨,为提高资源基本生产率或满足 社会需要,对2种以上产业的链接进行设计(或改造)使其成为一种新型的产业系统的系统创新活动。
  生物质能产业链是借助于高新科技将“生态工业系统”与“自然生态系统”耦合而形成的一种产业链,因此其必定具有一定的生态特性:
  (1) 首先,从集团 发展生物质能的原料来看,甲醇基燃料系统、纤维制乙醇系统均以植物纤维等农林废物为原料,这些纤维素类物质是地球上最丰富、最廉价的可再生资源,利用这些废物不但可恢复、扩充自然资源增量,还会减少这些废物对生物生存空间的侵占并减少一定的 环境污染。另外该集团利用巴彦淖尔市边际性土地(沙荒地、盐碱地、荒坡地)种植文冠果果树等生物质能林木,原料供应不但做到了“不与人争粮”,“不与粮争地”,从而避免以往生物质能产业引起的“车人争粮”、“人道危机”、“环境问题”等激烈争论,而且将能源林基地建设与防风固沙、城市周边绿化融为一体,更好地体现了该集团生物质能产业链的生态特性。
  (2) 从生物质能产业链的“生态工业系统”角度来讲,金骄集团研发部依据生物质C、H、O循环机制、生物质炼制与环境的协调性、生物质产品技术经济分析等设计和改进生物质能生产工艺,其生产过程中处处体现绿色、无毒和安全的特性。例如,在生物柴油、生物润滑油联产系统整个生产过程中,利用国际领先的工艺(生物柴油生产过程采用国际先进的汉高法;生物润滑油生产过程采用国际先进的有利凯玛法,均为国际通称的“绿色精细化工”方法),不添加任何对环境可能造成污染的添加剂,且工艺安全合理。另外,在生产过程中,涉及外运的易燃易爆品为工业溶剂油和甲醇,将采用专用车、专用道、专用时间运输。
  (3) 从生物质能产品利用的角度来讲,生物质能产品与石油能源产品相比,其本身具有很好的环境友好特性,下面以生物柴油和燃料乙醇为例进行说明。
  生物柴油具有优良的环保特性,主要表现在:由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境有污染的芳香族烷烃,因而其废气对人体的损害低于柴油,检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,其燃烧时排烟少,其CO2的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油生物降解率高,对水和土壤的污染比较少(参见表2)。
  随着燃料乙醇在汽油中混合比例的增加,其生命周期环境影响总水平值降低。当混合比例为100%时,环境影响总水平值最低,为4.26 × 10-5人/km。因此,与汽油比较,燃料乙醇产生的环境影响较小(参见图7)。
  一直以来,煤炭作为不可再生的化石能源,是我国主要依赖的能源,在一次能源消费中其比例高达70%。然而煤炭的利用给我国带来了巨大的环境问题,CO2、SO2等有害气体的大量排放,在造成环境污染的同时也制约着我国经济社会的可持续发展。生物质能作为世界第四大能源,是唯一既可再生又可直接储运的能源,其开发利用可使人类摆脱对化石能源的依赖,对生态环境保护具有重要的意义。
  4.2循环经济特性
  循环经济是指为保护环境,实现物质资源的永续利用及人类的可持续发展,按照生态循环体系的客观要求,通过清洁生产、市场机制、社会调控等方式促进物质资源在生产中循环利用的一种经济运行形态。资源的循环利用是循环经济的核心内涵,“循环”则是循环经济的中心含义。“循环”是指经济赖以存在的物质基础——资源在国民经济再生产体系中各个环节的不断循环利用(参见图8)。
  金骄集团循环经济特性主要表现在以下方面:
  (1) 在生产加工过程中对能源原材料的果实、秸秆、叶子等全方位的利用。以石油植物园中生产的文冠果为例,文冠果是我国特有的优良木本油料树种,种子含油量为45%~50%,种仁含油量为70%。从能源角度看,是一种理想的能源林植物。金骄集团将文冠果果实作为生物柴油、生物润滑油投入的原料;其废枝条用于燃料乙醇和热电联产系统;文冠果叶被采摘直接销售到市场,经其他企业加工生产高级茶叶。
  (2) 通过适当的技术尽量将生产的副产品进行回收。金骄集团三大生物质能产品系统在生产过程中均有一定数量的副产品生成。如:甲醇基燃料系统副产品二氧化碳、堆肥;生物柴油、生物润滑油联产系统副产品甘油、粕;纤维制乙醇系统副产品堆肥。其中,副产品堆肥作为有机复合肥用于石油植物园的中间投入进行使用,以节约资源,减少集团开支。另外,副产品甘油、粕等直接进入流通市场,为集团创造了额外的经济效益。
  (3) 在各系统生产过程中,一个系统排出的“废物”作为集团内其他系统的最初投入。以甲醇基燃料系统为例,其在生产过程中产生的“废热”被热电联产系统所利用;集团内各系统生产过程中所排出的“废渣”、“废水”等废物,均是环境综合处理系统的最初投入。在环境综合处理系统中,通过回用水工程,实现了集团内的水循环。
  4.3产业链 网络结构特性
  根据以上论述,金骄集团生物质能产业链既具有生态性,又具有循环经济特性。因此在集团内部,一条产业链的“下游企业”有可能是另一条产业链的“上游企业”。产业链的这种特性,很好地实现了系统间的物质集成、能量集成,通过上下纵向延伸和横向环向拓展,形成产业间的工业代谢和共生关系,构建出生物质能产业共生网络系统。其中上下纵向延伸是对生物质资源进行深加工,环向拓展就是将上下延伸的产业链排放出来的副产品或废弃物再深度加工。
  产业链网状结构的构建需要多种技术,除包括循环经济技术中通常使用的替代技术、减量化技术、再利用技术、资源化技术以外,还包括系统优化技术以及共生链接技术。系统优化技术是从系统工程的原理出发,通过资源、能源工业代谢分析,实现区域物质流、能量流、信息流、价值流等优化配置的软科学技术,可用于指导产业链网状结构的构建;共生链接技术是在构建产品组合、产业组合,实现产业链链接和产业共生时采用的链接技术,这对于构建生态产业链的成功起到关键作用。
  根据前面对集团产业链的解析结果,该集团目前存在的纵向主导产业链有:文冠果果实—生物柴油—市场;文冠果果实—生物柴油—生物润滑油—市场;文冠果纤维茎秆—燃料乙醇—市场;生物质纤维—生物甲醇—市场;生物质纤维—生物甲醇—生物柴油—市场;生物质纤维—生物甲醇—碳酸二烷酯—市场。
  而环向产业链的构建主要是靠集团内两大寄生型共生系统为媒介进行搭建。环境综合处理系统吸收并消化三大产品系统产生的废水、废渣、废气,并实现了废水回用于集团各系统,实现了水系统集成;热电联产系统利用石油植物园中植物纤维以及生物甲醇系统的余热实现发电,并用于满足集团各系统对于热、电、汽的需求,但是从对该集团生物质能产业链耦合程度的考察结果来看,其在纵向延伸的深度和横向延伸的广度上可进一步加强,从而构建出更加健全稳定的生物质能产业链网状结构。
5进一步构建集团生物质能生态产业链 网络的建议
  
  金骄集团生物质能产业共生系统在其结构形成和 发展过程中,会不断加深各种链状结构的纵向延伸和横向 联系,从而又形成新内容的链状结构,最终形成更复杂的产业链网状结构。本文根据目前集团生物质能产业链网络的发展情况,提出了集团生物质能产业链网络结构的改进措施,具体如下:
  (1) 燃料乙醇产业向上延伸与化石能源煤炭产业接轨,利用劣质煤炭褐煤与植物纤维双原料技术,生产乙醇基燃料;
  (2) 生物甲醇系统可进一步利用甲醇催化脱水制备二甲醚,利用再度脱水制备汽油技术,生成最终产品生物汽油,延长其产业链长度,增加 经济效益;
(3) 进一步扩大 环境综合处理系统的规模,改进污水处理技术,并将处理后的水用于石油植物园的灌溉和生物柴油系统中,更好地发挥集团水集成系统功能;
  (4) 利用循环经济技术,进一步构建CO2利用产业链,更好地实现废物利用的经济效益。
  5.1燃料乙醇产业向上纵向延伸
  内蒙古自治区具有丰富的煤炭资源,在该地区煤炭资源开发与利用过程中,一部分劣质煤市场竞争力较弱,价格低廉,在对其开采过程中往往造成很大的浪费;另一方面,集团现有的纤维制燃料乙醇气化技术存在着能量利用率低、过程污染严重等问题,因此该技术亟待改善。本文建议结合当地煤炭资源优势,在纤维制乙醇系统中将褐煤这一劣质煤作为原料,与植物纤维混合制乙醇,在改进技术工艺的基础上,使生物质能产业向上延伸,与煤炭行业接轨。
  纤维质与煤炭双原料气化技术的优势在于:
  (1) 煤炭的气化温度高,生物质的气化温度低,双原料气化可以使生物质气化在较高的温度下进行,气化反应充分,并可促进焦油的分解,减少过程的污染;
  (2) 生物质中的高碱金属可以在煤焦气化过程中起催化作用,加快气化反应速度;
  (3) 生物质供应受季节的影响,而生物质和煤双原料利用解决了季节性问题。
  本项目以“生物质与煤双原料制乙醇基燃料”技术为依托,采用高压循环流动床气化和连续自热式固定床合成塔催化合成乙醇基燃料工艺,以生物质与煤为原料,通过双流气化制备双流合成气;双流合成气可满足管道输送要求,从而可提高天然气的供应量;乙醇基燃料可直接掺入汽油或柴油中作为发动机燃料,燃料特性比甲醇好,而且还是甲醇、汽油的助溶剂,是生物柴油的功能改进剂。
  5.2生物甲醇制备生物汽油
  该项目经工艺延伸联产高附加值产品,实现生物基化学品与石油化学品的“功能替代”,生产的生物汽油可代替化石能源直接 应用于各种发动机。
  生物质能产品的主要风险来自市场的竞争,而产品的价格竞争又是市场发展的重要因素。该项目直接利用金骄集团生产的生物甲醇来生产生物汽油,降低了原料成本,提高了生物汽油的市场竞争力,与原有生物甲醇产业链相比,其经济效益的提高非常明显,具体见表3。
  甲醇制汽油技术工艺并不复杂,具体见图9。
  反应式为:2CH3OH→CH3OCH3+H2O(脱水反应)
  首先甲醇转化为烃类是强放热反应,因此控制和传递大量热量是甲醇转化为汽油工艺的重要问题。其次是反应过程中生成大量水的问题,反应主要装置有流化床反应器、再生塔和外冷却器,反应器包括一个密相段,其下部为稀相提升管。
  原料甲醇和水按一定比例配料并进行气化,过热到177℃后进入流化床反应器。反应生成的相气中除去夹带的催化剂后进行冷却,分离为水、稳定的汽油和轻组分。反应热是在高温催化剂返回反应器之前,通过冷却器循环而回收。同时反应热可发生高压水蒸气,其提供的余热同样可用于集团中的热电联产系统。
  5.3进一步发挥环境综合处理系统的功能
  根据上述分析可知,集团环境综合处理系统虽然在一定程度上实现了水集成系统的功能,但是其集成程度并不完善,这直接造成以环境综合处理系统为主导企业的产业链网络中的环链结构不够发达,因此本文提出对其进行完善的建议,具体见图10。
  在已有的环向链联系中,由于环境综合处理系统规模较小,使其处理废物的能力受到限制,其处理的废物中又以废水为主,而对于其他废物的处理能力较弱,造成部分废物的流失,其中包括温室气体CO2等。另外,集团中生物柴油系统是一个用水量较多的系统,而目前其用水主要为新鲜水,因此,为节约水资源,提高环境综合处理系统的水处理能力势在必行。
  另外,石油植物园中植物的种植,需要肥料和大量灌溉水。在集团三大产品生产系统中都有大量的有机堆肥产生,经过环境综合系统对其进行处理,将其作为植物生长中所需的肥料;各系统中产生的各种废水经过环境综合系统回用水工程处理,可用于植物灌溉。通过这种从“源”—“汇”—“源”的纵向闭合来实现资源的永续利用。产业生态学要求从产品设计开始,就必须考虑产品使用期结束后的处置和再循环问题。因此,废弃物处置和产品的设计、生产一样重要,并且具有特殊的生态经济意义,它既是物质生命周期的最终环节,也是链接上下两个循环周期以及纵向闭合与横向耦合、协同共生与内外和谐的关键环节。
  5.4构建集团副产物CO2利用产业链
  循环经济要求构建原材料、产品、副产品以及废物的循环工业链,实现物质的最优化循环和利用。循环工业链的设计是生物质能产业链环向链中的重要组成部分,因此是值得我们探讨的一个重要问题。纵观金骄集团生物质能产业链网络,我们发现在其生产过程中,排放的主要废弃物就是CO2,且以生物甲醇系统为最,每生产1吨生物甲醇就会产生0.1吨的CO2。
  实际上,CO2在工业、 农业、食品、医药、精细化工等领域应用广泛,但结合本集团种植业与工业生产相结合的现状,可考虑利用CO2发展生态农业。具体做法是:收集各系统产生的CO2气体用于集团石油植物园温室育苗过程,以达到减少温室气体排放的目的。与此同时,还可利用集团中各系统产生的余热来维持温室温度。
  另外,该集团正在开发藻类生产生物柴油技术,并在石油植物园中培育高产量藻类品种,而藻类在其生长过程中同样离不开CO2,因此在集团内部就可以将CO2消化掉。利用CO2气体构建的生态产业链可以表示为:CO2气体—种植业—三大产品系统;CO2气体—藻类培育—生物柴油。因此,CO2产业链的构建使得集团生物质能产业链的耦合程度更加复杂化,生物质能产业链网络更加完善,具体见图11。
  综上所述,在原有的生物质能产业链网络结构基础上,可延伸出褐煤—乙醇基燃料、生物甲醇—生物汽油—市场等纵向产业链;以及各系统废水—环境综合处理系统—石油植物园、生物甲醇系统—CO2气体—石油植物园、CO2气体—藻类培育—生物柴油系统等多条横向耦合的产业链,形成了更加复杂的生物质能产业链网络。
  在该生物质能产业链网络中,其价值链更长。循环经济生产方式本身拉长了产业链,深化了资源价值的开发。在该结构中,废弃的副产品被回收、处理、加工,因此增加了生产环节,价值链相应得到延伸,用同样的资源却创造出了更大的价值。
  
  6 总结
  
  通过对金骄集团生物质能产业链的分析,我们得出以下结论:
  (1) 生物质能产业链是借助于高新科技将“生态工业系统”与“自然生态系统”耦合而形成一种资源循环利用型产业链,以此发挥该产业在经济部门中的静脉作用。生物质能产业链的培育要充分发挥产业集成技术与循环经济技术的优势。
  (2) 生物质能产品企业的核心技术是提高生物质能产业的生产效率和经济效益的关键因素。金骄集团应进一步加大对生物质能技术的开发力度,使其成为产业链中在技术创新、专利、标准、品牌等方面具有竞争优势的核心企业,以其良好的发展前景吸引更多的生物质能产品的消费者。
  (3) 我们通过探讨各产业之间“链”的链接结构以及特性,找到产业链上生态经济形成的原因,并据此进一步提出完善集团生态产业链网络内部的“物质流”和“能量流”的建议,以实现整个集团产业链网络的和谐健康发展。
  
  主要参考文献
  
  [1] B Hillring.Rural Development and Bioenergy:Experiences from 20 Years of Development in Sweden [J] .Biomass and Bioenergy,2002,23(6):443-451.
  [2] K Mandal,et al. Bioenergy and Economic Analysis of Soybean-Based Crop Production Systems in Central India [J] .Biomass and Bioenergy,2002,23(5):337-345.
  [3] 欧阳志云,赵同谦,苗鸿,等. 海南制糖—酒精—能源—农业生态产业模式设计[J]. 环境科学学报,2004,24(5):915-921.
  [4] 施士争. 以柳树为原料的生物质能源产业链探讨[J]. 江苏林业科技,2007,34(2).
  [5] 黄何,于文益,苏碧霞. 广东省非粮燃料乙醇技术发展与产业对策探讨[J]. 科技 管理研究,2008,28(11):67-69.
  [6] 王耀钰,谢发明,陈宏高. 广西发展木薯产业研究[J]. 企业科技与发展:下半月,2008(5):12-14.
  [7] 林涛,梁贤. 广西秸秆资源产业开发模式设计与对策研究[J]. 中国资源综合利用,2009,27(1):19-21.
  [8] 刘贵富. 生态产业链研究:产业链基本理论[M]. 长春:吉林科学技术出版社,2006:96-98.
  [9] 刘贵富,成晨. 产业链的“内含链”研究[J]. 学术交流,2007(12):67-72.
  [10] 刘贵富,赵英才. 产业链:内涵、特性及其表现形式[J]. 财经理论与 实践,2006,27(3):114-117.
  [11] 方丽丽.生态产业链成长机制研究[D]. 武汉:华中农业大学,2008:15-17.
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