生物燃料的優(yōu)勢(shì)范文
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第1篇
[中圖分類號(hào)]F124.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0461（2014）02-0051-05
一、引 言
廢棄食用油生物燃料化已成為現(xiàn)實(shí)中極為關(guān)注而理論上亟待解決的問題。當(dāng)前學(xué)術(shù)界著力從目標(biāo)規(guī)劃、法規(guī)管制等視角研究這一問題，主要涉及回收體系重構(gòu)以及餐廚廢棄物管理，而較少關(guān)注廢棄食用油回收模式的選擇，實(shí)質(zhì)上，不同的回收模式意味著生物燃料企業(yè)、回收商與餐館的資源承諾及風(fēng)險(xiǎn)水平是迥異的，進(jìn)一步影響了各利益相關(guān)者的收益及運(yùn)營(yíng)決策，因而研究廢棄食用油生物燃料化的回收模式具有一定的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
為推進(jìn)餐廚廢棄物資源化利用，國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于同意北京市朝陽區(qū)等33個(gè)城市（區(qū)）餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點(diǎn)實(shí)施方案并確定為試點(diǎn)城市（區(qū)）的通知》（以下簡(jiǎn)稱《通知》），批復(fù)了北京市朝陽區(qū)等33個(gè)城市（區(qū)）的實(shí)施方案并確定為試點(diǎn)城市（區(qū)）；隨后中央政府印發(fā)了《關(guān)于印發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展專項(xiàng)資金支持餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點(diǎn)城市建設(shè)實(shí)施方案的通知》（發(fā)改辦環(huán)資〔2011〕1111號(hào)），給予6.3億元循環(huán)經(jīng)濟(jì)專項(xiàng)資金支持，并提出支持餐廚試點(diǎn)工作的具體支持內(nèi)容、支持方式和實(shí)施程序等。在33個(gè)廢棄食用油資源化試點(diǎn)城市中，大體形成蘇州、寧波、蘭州三種，另有其它類型的回收模式，尤以南京市為代表，本文將其稱之為南京模式。通過比較典型的回收模式將有助于政府調(diào)整餐廚廢棄物管理的政策，推進(jìn)廢棄食用油生物燃料化。
二、文獻(xiàn)述評(píng)
涉及廢棄物回收模式的研究多以家電或電子產(chǎn)品為分析對(duì)象，側(cè)重于：
第一，逆向物流回收模式選擇及評(píng)價(jià)。相關(guān)研究一般將回收模式分為第三方負(fù)責(zé)回收、零售商負(fù)責(zé)回收、生產(chǎn)商負(fù)責(zé)回收三種，建立模型比較不同模式下回收主體利潤(rùn)、回收率等指標(biāo)。例如姚衛(wèi)新（2004） 通過博弈模型及仿真研究，指出較之于其他兩種模式，第三方回收模式中制造商和零售商的利潤(rùn)均為最小；Savaskan等（2004，2006）研究了制造商和零售商在再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈中如何決策以及制造商如何選擇回收渠道的問題，通過比較各個(gè)回收模式的批發(fā)價(jià)、零售價(jià)、回收率和整個(gè)渠道的利潤(rùn)評(píng)價(jià)每個(gè)渠道的優(yōu)劣。劉曉峰（2007）將網(wǎng)絡(luò)分析法應(yīng)用于物流回收模式選擇評(píng)價(jià)，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及技術(shù)三個(gè)主要方面提出了基于網(wǎng)絡(luò)分析法（ ANP） 的評(píng)價(jià)選擇模型。同樣是分析三種模式，徐兵，吳明（2012）構(gòu)建了一主兩從博弈結(jié)構(gòu)的兩層規(guī)劃模型，并通過模型分析最優(yōu)直銷價(jià)、零售價(jià)和回收再制造率決策，研究表明，生產(chǎn)商負(fù)責(zé)回收時(shí)的回收再制造率最高。
區(qū)別于以上學(xué)者的研究，吳容，江瑋璠（2010）將回收模式分為私人簡(jiǎn)單回收模式、生產(chǎn)商負(fù)責(zé)回收模式、生產(chǎn)商聯(lián)合體負(fù)責(zé)回收模式、第三方負(fù)責(zé)回收模式四類，建立了一套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法對(duì)四種回收模式進(jìn)行選擇，數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方法的有效性與可行性。針對(duì)報(bào)廢汽車的回收，賀政綱（2013）將模式分為消費(fèi)者自行送至回收拆解中心、制造商回收、銷售商回收、第三方回收等幾種，結(jié)論同姚衛(wèi)新、徐兵等人的研究相反，即應(yīng)當(dāng)采用基于第三方回收企業(yè)為主體，其他回收主體相結(jié)合的回收模式。
另有少數(shù)學(xué)者如王莉，劉應(yīng)宗（2009）分析了我國(guó)餐廚垃圾回收模式存在的問題，研究認(rèn)為建立完善的餐廚垃圾回收體系是實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾資源化利用的前提。
第二，特定條件約束下的回收模式選擇研究。在生產(chǎn)商延伸責(zé)任（ EPR） 的約束下，產(chǎn)品的回收模式較傳統(tǒng)的回收模式有了根本性的改變，為此魏潔與李軍（2005）研究了生產(chǎn)商延伸責(zé)任約束下生產(chǎn)商負(fù)責(zé)回收（ MT），生產(chǎn)商聯(lián)合體負(fù)責(zé)回收（ PT） 和第三方負(fù)責(zé)回收（ TPT ）三種回收模式，通過建立數(shù)學(xué)模型和實(shí)例驗(yàn)證對(duì)不同回收模式下的最優(yōu)零售價(jià)和生產(chǎn)商利潤(rùn)進(jìn)行比較研究；由于生產(chǎn)商利潤(rùn)在一定程度上依賴于需求函數(shù)或者需求是否具有確定性，因而考慮需求的影響可能有助于推進(jìn)回收模式的選擇研究。基于此，劉羽欣與陳偉達(dá)（2008）對(duì)需求函數(shù)為非線性的不同回收模式下的產(chǎn)品最優(yōu)價(jià)格和生產(chǎn)商最大利潤(rùn)進(jìn)行了比較分析；而郭軍華等（2012）以新產(chǎn)品及再制造產(chǎn)品的需求均為不確定為前提，分別建立了制造商回收、零售商回收及第三方回收三種不同回收模式下的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，并給出求解的優(yōu)化條件，結(jié)果表明：制造商主導(dǎo)的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈中，第三方回收模式下制造商利潤(rùn)最高；制造商回收模式下新產(chǎn)品及再制造產(chǎn)品的零售價(jià)均最低。部分學(xué)者分析了市場(chǎng)結(jié)構(gòu)或市場(chǎng)力量約束下逆向供應(yīng)鏈回收模式選擇問題，如Choi（1996）與Seong（2003）考慮了制造商領(lǐng)導(dǎo)的Stackelberg 博弈、零售商領(lǐng)導(dǎo)的Stackelberg博弈、制造商和零售商N(yùn) ash 均衡博弈三種市場(chǎng)結(jié)構(gòu)；而易余胤（2009）則考慮制造商領(lǐng)導(dǎo)、零售商領(lǐng)導(dǎo)以及市場(chǎng)無領(lǐng)導(dǎo)者三種力量結(jié)構(gòu)下具競(jìng)爭(zhēng)零售商的再制造閉環(huán)供應(yīng)鏈博弈模型，結(jié)果表明，從環(huán)保的角度看，制造商領(lǐng)導(dǎo)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)更優(yōu)，但消費(fèi)者和整個(gè)行業(yè)偏好零售商領(lǐng)導(dǎo)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
政府的監(jiān)控及補(bǔ)貼對(duì)于不同回收模式下各博弈方收益的影響也引起學(xué)者的極大關(guān)注。例如，周永圣，汪壽陽（2010）考慮了政府監(jiān)控下的三種回收模式，研究表明：當(dāng)零售商負(fù)責(zé)回收處理退役產(chǎn)品時(shí)，生產(chǎn)商將會(huì)設(shè)定退役產(chǎn)品的單位回收激勵(lì)價(jià)格等于政府給他的單位懲罰價(jià)格；當(dāng)生產(chǎn)商委托第三方物流回收處理退役產(chǎn)品時(shí)，生產(chǎn)商為使其利潤(rùn)達(dá)到最大，將設(shè)定退役產(chǎn)品的單位回收激勵(lì)價(jià)格等于單位懲罰價(jià)格與單位回收成本之和的一半。王文賓，達(dá)慶利（2008，2010）以電子類產(chǎn)品的回收作為研究對(duì)象，將政府的獎(jiǎng)懲機(jī)制作為約束條件，博弈模型及數(shù)值仿真結(jié)果表明，獎(jiǎng)懲機(jī)制下逆向供應(yīng)鏈的回收率提高；獎(jiǎng)懲機(jī)制下回收商的利潤(rùn)大于無獎(jiǎng)懲機(jī)制情形的利潤(rùn)，回收商的積極性提高；適中的目標(biāo)回收率水平和較大的獎(jiǎng)懲力度搭配能夠增加制造商的利潤(rùn)，提高制造商的積極性；獎(jiǎng)懲機(jī)制下廢舊產(chǎn)品的回購(gòu)價(jià)提高，新產(chǎn)品的銷售價(jià)降低。
綜上可見，相關(guān)文獻(xiàn)針對(duì)廢棄物再制造或資源化回收模式問題進(jìn)行了大量、有益的探索，但仍存在以下缺憾：①?gòu)难芯繉?duì)象來看，大量的研究集中于廢舊家電的再制造問題，對(duì)于餐廚廢棄物的回收模式選擇研究極為匱乏；②現(xiàn)有的餐廚廢棄物的回收尚未能考慮回收模式在不同試點(diǎn)城市的差異性。實(shí)質(zhì)上，不同的模式如蘇州模式、寧波模式、蘭州模式以及多數(shù)城市采取的回收模式，制造商與回收商的資源承諾、市場(chǎng)力量、決策先后順序可能存在差異，進(jìn)一步影響各利益相關(guān)者的收益，因而研究主要試點(diǎn)城市的廢棄食用油回收模式，在一定程度上彌補(bǔ)了以上研究的缺憾。
三、廢棄食用油生物燃料化的回收模式比較
廢棄食用油生物燃料化過程中，原料回收主要包括蘇州模式、寧波模式、蘭州模式及南京模式，其中蘇州模式運(yùn)營(yíng)良好，但仍有待改進(jìn)之處；南京模式在一定程度上代表了國(guó)內(nèi)多數(shù)城市的廢棄食用油回收，從企業(yè)運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐來看，相當(dāng)一部分生物燃料企業(yè)因高成本或者原料供應(yīng)中斷而虧損。具體回收模式分析如下：
（一）蘇州模式
蘇州模式的特點(diǎn)在于收儲(chǔ)運(yùn)一體化，即并不存在獨(dú)立的回收商，而由生物燃料企業(yè)（或資源化處理企業(yè)）將市場(chǎng)上的回收小販納為企業(yè)員工，上門回收（見圖1）：
總體來看，蘇州模式具有以下特征：①以行政管制減小非法生產(chǎn)廠商獲得原料供應(yīng)的可能性。在原料供應(yīng)階段，蘇州政府采取沒收黑車與截獲廢棄食用油并舉的方式打擊非法生產(chǎn)廠商，減少餐飲業(yè)的廢棄食用油流向源頭，在一定程度上致使餐館主動(dòng)與生物燃料企業(yè)或資源化企業(yè)聯(lián)系。②以技術(shù)管制穩(wěn)定原料供應(yīng)與提高企業(yè)生產(chǎn)水平。目前生物燃料企業(yè)一般給予收購(gòu)廢棄食用油的小槽罐車或卡車配置GPS定位系統(tǒng)，如車輛偏離設(shè)定路線，公司將展開調(diào)查；而如果員工私自出售泔腳、地溝油，將被開除。公司的生產(chǎn)過程由視頻攝像頭監(jiān)控，直接連通蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處監(jiān)控中心。技術(shù)管制還體現(xiàn)為回收車車載稱重系統(tǒng)的裝置，能夠有效地記錄進(jìn)入回收車廢棄食用油的數(shù)據(jù)，當(dāng)餐館的廢油異常減少時(shí)，相關(guān)部門將著手調(diào)查。此外，生物燃料企業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定也是技術(shù)管制的一種體現(xiàn)，比如對(duì)于廢水、廢渣的要求。③以成本最小化來激勵(lì)生物燃料企業(yè)。蘇州模式下，生物燃料企業(yè)將收運(yùn)隊(duì)伍內(nèi)部化，即采用招聘等方式吸納收運(yùn)人員為企業(yè)內(nèi)部員工，這可以減少企業(yè)與餐館的交易成本；同時(shí)考慮到收運(yùn)成本高昂，蘇州政府給予生物燃料企業(yè)補(bǔ)貼，補(bǔ)貼價(jià)位每噸118.8元。④以獎(jiǎng)勵(lì)與零收費(fèi)制度規(guī)范餐館。按照中央政府的相關(guān)政策，餐飲業(yè)將餐廚垃圾交給政府，應(yīng)上繳垃圾處理費(fèi)。倘若私下賣給非法生產(chǎn)廠商，則餐館可以獲取贏利。蘇州則制定政策強(qiáng)制餐館免費(fèi)將廢棄食用油交予資源化企業(yè)，為彌補(bǔ)餐館的收益，則給予其相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。
盡管蘇州模式有效地推進(jìn)了廢棄食用油生物燃料化，但是仍然存在如下不足：①缺乏嚴(yán)厲懲罰機(jī)制導(dǎo)致仍有部分廢棄食用油去向不明，生物燃料企業(yè)的原料供應(yīng)仍然不足。嚴(yán)厲的懲罰機(jī)制包括數(shù)額巨大的罰款，酒店評(píng)級(jí)與廢棄食用油回收掛鉤等。②缺少更為實(shí)效的餐館反哺機(jī)制。當(dāng)前針對(duì)餐館的激勵(lì)限于數(shù)額不多的獎(jiǎng)勵(lì)，蘇州政府正醞釀更為實(shí)效的天然氣反哺機(jī)制，及按照廢棄食用油的供應(yīng)量返還餐館相應(yīng)比例的天然氣。③缺少產(chǎn)業(yè)鏈末端的生物燃料銷售激勵(lì)機(jī)制。由于銷售終端激勵(lì)機(jī)制缺乏，導(dǎo)致生物燃料產(chǎn)成品銷售不暢。這些激勵(lì)機(jī)制具體包括強(qiáng)制銷售、給予消費(fèi)者以稅收優(yōu)惠等。
（二）南京模式
南京模式為回收商與生物燃料企業(yè)分離的模式。該模式下回收商多受生物燃料企業(yè)的委托，建立回收網(wǎng)絡(luò)，配置回收人員；而生物燃料企業(yè)并不直接參與廢棄食用油的回收。南京的模式優(yōu)點(diǎn)在于第三方回收商可以利用自身的技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，提供專業(yè)化的服務(wù)；并能夠降低生物燃料企業(yè)的回收搜尋成本。然而，較之于蘇州模式，南京模式存在以下缺陷：①生物燃料企業(yè)及回收商之間的信息不對(duì)稱導(dǎo)致前者收購(gòu)成本可能上升。由于生物燃料企業(yè)與餐館并不是直接接觸，回收商可能隱匿回收真實(shí)原料供應(yīng)價(jià)格信息。②回收商可能隱瞞生物燃料企業(yè)將廢棄食用油售予非法生產(chǎn)廠商。由于信息的不對(duì)稱，且可能存在的監(jiān)管不力，導(dǎo)致回收商將廢棄食用油私下售予非法生產(chǎn)廠商而獲利，進(jìn)一步加劇了生物燃料企業(yè)的原料供應(yīng)短缺。③部分地區(qū)回收與資源化處理量均與補(bǔ)貼掛鉤導(dǎo)致回收產(chǎn)品的質(zhì)量下降。政府適度補(bǔ)貼對(duì)于降低生物燃料企業(yè)的成本，穩(wěn)定原料供應(yīng)極為必要。但是具體實(shí)施過程中部分地方政府對(duì)回收商與資源化處理企業(yè)均給予補(bǔ)貼，且前者的補(bǔ)貼程度依據(jù)回收的餐廚廢棄物量；而后者則依據(jù)處理的餐廚廢棄物量，其后果是回收商為提高餐廚廢棄物重量而增加補(bǔ)貼，嚴(yán)重影響了原料供應(yīng)的質(zhì)量（見圖2）。
（三）寧波模式
寧波模式與蘇州模式有相似之處，即生物燃料企業(yè)上門回收，不存在第三方物流回收。其主要特點(diǎn)為“政府引導(dǎo)、法制管理、集中收運(yùn)、專業(yè)處置、社會(huì)參與、市場(chǎng)化運(yùn)作”，具體體現(xiàn)為：①運(yùn)用市場(chǎng)化機(jī)制遴選有資質(zhì)生物燃料企業(yè)。寧波市通過公開招標(biāo)遴選三家廢棄油脂處理企業(yè)，提高了中標(biāo)企業(yè)的技術(shù)門檻。②政府提供回收運(yùn)輸工具，即政府出資購(gòu)買餐廚垃圾回收專用車，租給回收企業(yè)使用。③負(fù)責(zé)管理收運(yùn)工作的職能部門職責(zé)清晰。寧波模式運(yùn)營(yíng)過程中，收運(yùn)工作由各區(qū)環(huán)衛(wèi)部門負(fù)責(zé)組織。④餐館繳納適當(dāng)?shù)倪\(yùn)費(fèi)。為爭(zhēng)取餐館的配合與支持，政府規(guī)定免收餐廚垃圾處理費(fèi)、免費(fèi)提供專用垃圾桶，以遠(yuǎn)低于成本的價(jià)格收取運(yùn)費(fèi)（見圖3）。
顯然，由于遴選的企業(yè)具有一定的技術(shù)水平，且不存在第三方回收商，寧波模式減少了回收的成本，專業(yè)化處理餐廚垃圾能力較強(qiáng)；而生物燃料企業(yè)的寡頭壟斷地位也決定了其在市場(chǎng)決策中的話語權(quán)。但是較之于蘇州模式，寧波模式的缺陷也較為明顯，即缺乏技術(shù)管制及對(duì)餐館的激勵(lì)機(jī)制。蘇州模式中，每個(gè)餐廚回收車均安裝有GPS定位系統(tǒng)、車載稱重系統(tǒng)，可以有效監(jiān)控廢棄食用油流向，這一點(diǎn)是寧波模式不具備的。與此同時(shí)，蘇州模式中，餐館不需繳納餐廚垃圾處理費(fèi)與運(yùn)費(fèi)，甚至在未來可能獲得天然氣作為激勵(lì)。而寧波模式中，餐館仍需繳納一定的運(yùn)費(fèi)，進(jìn)而降低了生物燃料企業(yè)獲取原料的可能性。
（四）蘭州模式
蘭州模式區(qū)別于其他幾種模式之處主要在于政府將餐廚廢棄物資源化處理視為特許經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目，以BOT方式授予甘肅馳奈能源有限公司特許經(jīng)營(yíng)權(quán)，由該公司負(fù)責(zé)投資建設(shè)餐廚廢棄物資源化處理項(xiàng)目（見圖4）。其特點(diǎn)主要包括：①產(chǎn)業(yè)鏈上游政府實(shí)施嚴(yán)格行政管制與技術(shù)管制政策。政府嚴(yán)厲打擊非法回收商及非法收運(yùn)餐廚廢棄物，并以企業(yè)通過年審作為與生物燃料企業(yè)簽約的必要條件。針對(duì)技術(shù)管制，蘭州模式同樣在餐廚垃圾收運(yùn)車?yán)锇惭bGPS定位系統(tǒng)與通信系統(tǒng)，與工廠調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng)。②通過與研究機(jī)構(gòu)合作、中外合作推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力與創(chuàng)新產(chǎn)出。為提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，甘肅省科學(xué)院、甘肅馳奈生物能源系統(tǒng)有限公司聯(lián)合組建了蘭州市生物質(zhì)能工程技術(shù)中心，建立微生物領(lǐng)域研究平臺(tái)；重點(diǎn)開展了城市餐廚廢棄物資源化利用、無害化處理的工藝設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成及關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)工作。與此同時(shí)，與歐洲生物質(zhì)能研究機(jī)構(gòu)簽訂了技術(shù)研發(fā)合作協(xié)議，圍繞生物質(zhì)能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、工藝開展聯(lián)合。目前公司在餐廚廢棄物處理設(shè)備方面已取得23項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利證書，為餐廚廢棄物處理環(huán)保設(shè)備制造和應(yīng)用推廣奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。③BOT的市場(chǎng)化運(yùn)作模式理論上有效激勵(lì)了生物燃料企業(yè)。BOT模式下，生物燃料企業(yè)在特許期內(nèi)負(fù)責(zé)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、融資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，并收回成本、償還債務(wù)、賺取利潤(rùn)，特許期結(jié)束后將項(xiàng)目的所有權(quán)交予政府。由于政府承諾給予餐廚廢棄物處理以補(bǔ)貼，理論上這種模式可以減少生物燃料運(yùn)營(yíng)成本，激勵(lì)生產(chǎn)。
與理論上相對(duì)應(yīng)的是，該模式實(shí)際運(yùn)營(yíng)舉步維艱，政府補(bǔ)貼未能有效落實(shí)導(dǎo)致生物燃料企業(yè)收購(gòu)成本增加；政府著力于對(duì)非法回收商管制及運(yùn)輸階段的技術(shù)管制，而忽視建立針對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈源頭餐館的嚴(yán)格懲罰機(jī)制。在政府要求餐館上繳垃圾處理費(fèi)的情境下，缺乏激勵(lì)機(jī)制的餐館必然將部分餐廚廢棄物私下售予非法生產(chǎn)廠商以獲利，進(jìn)而導(dǎo)致生物燃料原料供應(yīng)嚴(yán)重匱乏，回收率低下。
進(jìn)一步地，從回收成本、回收效率、專業(yè)化程度、技術(shù)支持與管制、對(duì)餐館的反哺機(jī)制幾個(gè)維度比較四種回收模式，顯然較有競(jìng)爭(zhēng)力的為蘇州模式與南京模式，但由于南京模式不具備技術(shù)支持與管制，對(duì)餐館也缺乏反哺機(jī)制，因而是次優(yōu)模式的選擇（見表1）。
第2篇
近期，筆者跟隨調(diào)研組對(duì)某市水煤漿試點(diǎn)和生物質(zhì)能顆粒燃料開展了調(diào)研工作，了解了上述清潔能源的生產(chǎn)、銷售、使用情況，采集了有關(guān)數(shù)據(jù)資料，分析了相關(guān)問題，形成了推行清潔能源，淘汰落后鍋爐，從源頭上控制污染物排放，提高空氣質(zhì)量，改善大氣環(huán)境的一些建議。
一、水煤漿的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，以及推廣應(yīng)用存在的問題
（一）水煤漿的特點(diǎn)
水煤漿是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)、潔凈、可替代石油和天然氣的煤基液體燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有象石油一樣的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、泵送、燃燒等方面都與石油相近。
（二）水煤漿的優(yōu)勢(shì)
1、在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)
水煤漿鍋爐比普通的燃煤鍋爐燃燒效率高，可從80%左右提高到95%以上，熱效率也可從65%提高到85%以上。水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐相比，綜合節(jié)能率約15%。
2、在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)
一是制作優(yōu)質(zhì)水煤漿必須選用較好的煤，在原產(chǎn)地經(jīng)過精洗剔除雜質(zhì)后運(yùn)出，原料煤的含硫率和灰份低，可以從源頭上減少SO2等污染物的排放。二是水煤漿鍋爐采用噴射燃燒等先進(jìn)工藝，煤漿燃燒較充分，煙氣排放能夠達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家規(guī)定的二類地區(qū)第二時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)。與燒煤和重油相比，各種污染物排放濃度有較大幅度的降低。如果企業(yè)采用國(guó)家Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的水煤漿，可不安裝脫硫設(shè)施就能保證SO2的達(dá)標(biāo)排放。三是相對(duì)燃煤而言，可以大大減少倉儲(chǔ)、運(yùn)輸和燃燒過程中的揚(yáng)塵，凈化周邊環(huán)境，減少堆煤場(chǎng)，節(jié)約用地。
3、在經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)勢(shì)
水煤漿鍋爐與重油或柴油鍋爐相比，燃料成本可節(jié)約30～50%。
（三）推廣應(yīng)用水煤漿存在的問題
1、水煤漿鍋爐的建設(shè)成本較高。例如，我市上xxx印刷有限公司1臺(tái)2噸的水煤漿鍋爐，建設(shè)費(fèi)用約100萬，而普通的2噸燃煤或燃油鍋爐建設(shè)費(fèi)用約30～40萬，包括安裝環(huán)保設(shè)施。企業(yè)原有的燃煤或燃油鍋爐不能直接改造成水煤漿鍋爐，必須拆除原鍋爐后重新建設(shè)，所以初期投資成本較高。
2、與燃煤鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃料成本提高15～20%。
3、與傳統(tǒng)鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃燒技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，維護(hù)要求較高。水煤漿鍋爐的噴孔、點(diǎn)火電極、磁棒、爐膛等部位需要經(jīng)常清洗、除灰。
4、某些試點(diǎn)單位鍋爐排放的污染物濃度仍然偏高。最近采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，某試點(diǎn)企業(yè)20噸鍋爐SO2的排放濃度平均約500 mg/m3，而按照總量減排的要求，須達(dá)到350 mg/m3以下。所以20噸以上鍋爐還須上脫硫設(shè)施，企業(yè)可能難以接受，推廣較困難。
二、生物質(zhì)能顆粒燃料的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，以及推廣應(yīng)用存在的問題
（一）生物質(zhì)能顆粒燃料的特點(diǎn)
生物質(zhì)能顆粒燃料是在燃燒應(yīng)用上的一項(xiàng)科研成果。它是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、苜蓿草、樹皮等廢棄的農(nóng)作物和工業(yè)廢物，經(jīng)粉碎―混合―擠壓―烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，生產(chǎn)過程不需添加助燃物質(zhì)。
（二）生物質(zhì)能顆粒燃料的優(yōu)勢(shì)
生物質(zhì)能顆粒燃料是潔凈燃燒技術(shù)發(fā)展的一次突破，其原料本身含硫量極低。它采用先進(jìn)的氣化燃燒方式，具有高效的燃燒效率，能將不完全燃燒熱損失和化學(xué)未完全燃燒熱損失降到較低，并且無需處理就可實(shí)現(xiàn)煙氣、氮氧化物、二氧化硫等污染物的達(dá)標(biāo)排放。據(jù)測(cè)算，每燃燒1萬噸生物質(zhì)能顆粒燃料可替代燃煤0.8萬噸，減少SO2排放150噸，煙塵排放80噸。生物質(zhì)能鍋爐是替代燃油、燃煤鍋爐的選擇之一，運(yùn)行成本也比燃油、燃?xì)忮仩t低。
調(diào)研組也對(duì)部分試點(diǎn)企業(yè)的0.7噸生物質(zhì)能鍋爐進(jìn)行了考察和監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果初步表明，這種鍋爐在無須另行治理的情況下，煙氣排放達(dá)標(biāo)，煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放濃度明顯較低。
（三）推廣應(yīng)用生物質(zhì)能顆粒燃料存在的問題
1、對(duì)生物質(zhì)能顆粒燃料認(rèn)識(shí)不足。由于生物質(zhì)能顆粒燃料在我市是一個(gè)新興的清潔燃料行業(yè)，大多數(shù)人對(duì)生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品具有高能、環(huán)保、使用方便的特性認(rèn)識(shí)不夠，許多用能單位根本就不知道有生物質(zhì)能顆粒產(chǎn)品。
2、原材料供應(yīng)尚未普及。生產(chǎn)生物質(zhì)能燃料的原材料主要是秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼等廢棄的農(nóng)作物和工業(yè)廢物。珠三角地區(qū)廢棄的農(nóng)作物比我國(guó)北方少，木屑、鋸末等工業(yè)廢物的產(chǎn)生量雖然不少，但絕大部分已被利用為生產(chǎn)鋸末板或刨花板等家具板材。
3、成本價(jià)格偏高。生物質(zhì)能顆粒燃料成本約1000元/噸，市場(chǎng)價(jià)格約1200元/噸，比優(yōu)質(zhì)煤高出30%以上。
三、結(jié)論和建議
推廣應(yīng)用水煤漿和生物質(zhì)能顆粒燃料能夠優(yōu)化我市的能源結(jié)構(gòu)，可從燃料源頭確保鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)排放，是整治黑煙囪的有效手段之一，是替代煤、油等燃料的較佳選擇。
建議：1、環(huán)保監(jiān)管部門對(duì)新、改、擴(kuò)建鍋爐在環(huán)評(píng)審批時(shí)強(qiáng)制使用水煤漿、生物質(zhì)能顆粒燃料等清潔能源鍋爐，其中2噸以上的推薦使用水煤漿鍋爐，2噸以下的推薦使用生物質(zhì)能顆粒燃料鍋爐；2、對(duì)高速公路和主干道路兩旁的燃煤燃油鍋爐以行政手段推行改造，用水煤漿或生物質(zhì)能顆粒燃料鍋爐逐步替代現(xiàn)有鍋爐。
四、措施
綜合分析調(diào)研情況，調(diào)研組提出以下保障措施，以確保水煤漿和生物質(zhì)能顆粒燃料有序推廣應(yīng)用。
（一）質(zhì)監(jiān)、工商等部門加強(qiáng)監(jiān)管，確保水煤漿生產(chǎn)、銷售企業(yè)給用戶穩(wěn)定提供優(yōu)質(zhì)的水煤漿，水煤漿的標(biāo)準(zhǔn)必須符合《水煤漿技術(shù)條件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
（二）由政府培育幾家水煤漿生產(chǎn)企業(yè)和生物質(zhì)能顆粒燃料生產(chǎn)經(jīng)銷企業(yè)，形成規(guī)范有序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，減輕市場(chǎng)壟斷程度，保障燃料的充足供應(yīng)。
（三）綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段、法律手段和行政手段推廣應(yīng)用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質(zhì)能顆粒燃料等清潔燃料。一是落實(shí)已制定的財(cái)政資金補(bǔ)助措施，并增加對(duì)生物質(zhì)能鍋爐和其它清潔能源鍋爐的改造補(bǔ)貼；二是對(duì)現(xiàn)有冒黑煙企業(yè)限期治理，治理措施推薦使用水煤漿或其它清潔能源鍋爐；三是以實(shí)施《珠江三角清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》為契機(jī)，由政府相關(guān)部門聯(lián)手，出臺(tái)相關(guān)政策文件，用行政手段強(qiáng)制推行使用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質(zhì)能顆粒燃料等多樣性清潔燃料，從根本上減少大氣污染物排，改善城市空氣質(zhì)量。
（四）組織有關(guān)部門對(duì)水煤漿用煤產(chǎn)地和生物質(zhì)能顆粒燃料鍋爐生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步考察，掌握水煤漿和生物質(zhì)能顆粒燃料的原料來源、生產(chǎn)、供應(yīng)、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益等情況。
第3篇
關(guān)鍵詞:生物質(zhì),成型燃料,熱水鍋爐,節(jié)能研究,經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
概述
能源是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基本動(dòng)力[1],能源節(jié)約則是促進(jìn)能源發(fā)展的重點(diǎn)。生物質(zhì)能源具有來源廣泛,成本低廉、用能清潔等特點(diǎn),特別適合于擁有豐富生物質(zhì)資源的中國(guó),通過發(fā)展生物質(zhì)能源打造節(jié)能新亮點(diǎn)前景可觀。
我國(guó)從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈成型機(jī)以后[2],生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,但是,相應(yīng)的專用生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的發(fā)展相對(duì)滯后。為燃用生物質(zhì)成型燃料,出現(xiàn)盲目將原有的燃煤燃燒設(shè)備改為生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的現(xiàn)象,致使鍋爐燃燒效率及熱效率較低,污染物排放超標(biāo)。燃燒設(shè)備成為生物質(zhì)能源發(fā)展鏈的薄弱環(huán)節(jié)。因此,根據(jù)生物質(zhì)成型燃料燃燒特性設(shè)計(jì)合理的生物質(zhì)成型燃料燃燒專用設(shè)備,對(duì)能源節(jié)約有著重要的意義。
生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐作為燃用生物質(zhì)燃料的主要設(shè)備之一,直接燃燒固體生物質(zhì)顆粒燃料,主要用于家庭、賓館、酒店、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所的熱水、洗浴和取暖。由于燃料為生物質(zhì)燃料且結(jié)構(gòu)合理,此類鍋爐基本達(dá)到無煙化完全燃燒的效果,排放達(dá)到環(huán)保要求,具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
1、生物質(zhì)成型燃料
1.1生物質(zhì)成型燃料的元素特性
生物質(zhì)成型燃料是指通過生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等農(nóng)作物廢棄物加工成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。
生物質(zhì)原料經(jīng)擠壓成型后,密度可達(dá)1.1~1.4噸/立方米,能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng),而且便于運(yùn)輸和貯存。在壓縮過程中以物理變化為主,其元素組成及微觀結(jié)構(gòu)與原生物質(zhì)基本相同。各種生物質(zhì)成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氫含量較低,為3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度極低。生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分均在60% ～70%,因此在設(shè)計(jì)燃燒設(shè)備時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮揮發(fā)分的問題[3]。
1.2生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性
生物質(zhì)成型燃料經(jīng)高壓形成后,密度遠(yuǎn)大于原生物質(zhì),燃燒相對(duì)穩(wěn)定。雖然點(diǎn)火溫度有所升高,點(diǎn)火性能變差,但比煤的點(diǎn)火性能好。由于生物質(zhì)成型燃料是經(jīng)過高壓而形成的塊狀燃料,其結(jié)構(gòu)與組織特征就決定了揮發(fā)分的逸出速度與傳熱速度都大大降低,但與煤相比顯得更為容易[4,5]。因此,生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分特性指數(shù)大于煤的,其燃燒特性指數(shù)較煤的大。燃燒速度適中,能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時(shí)傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低;同時(shí)揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界擴(kuò)散的氧很好的匹配,燃燒波浪較小,減少了固體與排煙熱損失[6]。
2、生物質(zhì)成型燃料熱水爐
2.1 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的結(jié)構(gòu)
目前我國(guó)擁有多種型號(hào)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,按燃料品種可分為木質(zhì)顆粒鍋爐和秸稈顆粒鍋爐,按應(yīng)用場(chǎng)合可分為家用型和商用型。下吸式固定雙層爐排熱水爐是應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)形式,其充分考慮生物質(zhì)燃料燃燒特性,由爐門、爐排、爐膛、受熱面、風(fēng)室、降塵室、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等主要部分組成,結(jié)構(gòu)布置如圖1所示[7]。
1.水冷爐排 2.上爐門 3.出灰口 4.爐膛 5.風(fēng)室 6.高溫氣流出口 7.降塵室 8.后置鍋筒
9.排污口10.進(jìn)水口 11.引風(fēng)機(jī) 12.煙囪13.排氣管14.對(duì)流受熱面15.出水口
圖1下吸式固定雙層爐排熱水爐示意圖
2.2 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的工作過程
一定粒徑生物質(zhì)成型燃料經(jīng)上爐門加在爐排上,根據(jù)生物質(zhì)容易著火的燃料特性,片刻就會(huì)燃燒起來,在引風(fēng)機(jī)引導(dǎo)下進(jìn)行下吸式燃燒;上爐排漏下的燃料屑和灰渣到下爐膛底部繼續(xù)燃燒并燃燼,然后經(jīng)出灰口排出;燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃?xì)怏w透過燃料層、灰渣層進(jìn)入下爐膛繼續(xù)燃燒,并與下爐排上燃料產(chǎn)生的煙氣一起經(jīng)出高溫氣流出口流向后面的降塵室和對(duì)流受熱面,在充分熱交換后進(jìn)入煙囪排向外界。
3、節(jié)能原理
由有關(guān)燃燒理論可知,保持燃料充分燃燒的必要條件為保持足夠的爐膛溫度,合適的空氣量及與燃料良好的混合、足夠的燃燒時(shí)間和空間。因此,本文將依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,針對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能分析。
3.1 爐排及爐膛
生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐采用雙層爐排結(jié)構(gòu),即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排,其成彎管直接插入上方鍋筒中,這種設(shè)計(jì)一方面增大了水冷爐排吸熱面積,另一方面加快了爐排與鍋筒內(nèi)回水的熱傳遞。
燃料燃燒采用下吸式燃燒方式。成型燃料由上爐門加在上爐排上進(jìn)行預(yù)熱、燃燒,由于風(fēng)機(jī)的引導(dǎo),新燃料不會(huì)直接遇到高溫過熱煙氣,延緩了揮發(fā)分的集中析出,從而避免了爐膛溫度的波動(dòng),使燃燒趨于穩(wěn)定;同時(shí),揮發(fā)分必須通過高溫氧化層,與空氣充分混合,在焦炭顆粒間隙中進(jìn)行著火燃燒;在完成一段燃燒過程后,上爐排形成的燃料屑和灰渣漏至下爐膛并繼續(xù)燃燒,直到燃燼。
采用雙層爐排,實(shí)現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒,緩解秸稈燃燒速度,達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配,使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒,在提高燃料利用率的同時(shí)起到了消煙除塵作用。
3.2 輻射受熱面
早期的部分生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐設(shè)計(jì)布置不夠合理,水冷爐排直接與水箱相連,使得爐膛溫度過高,特別是上爐膛,致使上爐門附近爐墻墻體過熱,增加了鍋爐的散熱損失。在不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)中,水箱被上下兩個(gè)鍋筒所代替,上鍋筒部分置于上爐膛上方,利用鍋筒里的水吸收燃料燃燒在上爐膛的熱量,從而增加輻射受熱面積,起到降低上爐膛溫度的目的,從而減少鍋爐的散熱損失,提高熱效率。
3.3 對(duì)流受熱面
生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐的對(duì)流受熱面分為兩個(gè)部分:降塵對(duì)流受熱面和降溫受熱面。對(duì)流受熱面極易發(fā)生以下現(xiàn)象:高溫?zé)煔馀c鍋筒中的水換熱不均,從而引起熱水部分出現(xiàn)沸騰,增加鍋爐運(yùn)行的不穩(wěn)定因素;受整體外形約束,煙道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)偏短,導(dǎo)致煙氣與鍋筒里的水換熱不夠充分,使得排煙溫度過高,增加了鍋爐的排煙熱損失。為避免上述問題出現(xiàn),降溫對(duì)流受熱面與降塵對(duì)流受熱面常常采取分開布置;降溫?fù)Q熱面置于上鍋筒內(nèi),采用煙管并聯(lián)設(shè)計(jì),增加煙氣與鍋筒中水的熱交換,降低排煙溫度,提高燃燒效率;降塵則利用鍋爐后部的下鍋筒及管路引起的煙氣通道面積的變化達(dá)到效果。
3.4 爐門設(shè)計(jì)
目前應(yīng)用較多的爐門設(shè)計(jì)為雙爐門。上爐門常開,作為投燃料與供應(yīng)空氣之用;下爐門用于清除灰渣及供給少量空氣,正常運(yùn)行時(shí)微開,在清渣時(shí)打開;一方面保證了燃燒所需條件,另一方面減少了由于爐門多而造成的散熱損失。
4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
4.1 技術(shù)評(píng)價(jià)
研究對(duì)象為生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,本文采用與目前應(yīng)用最廣的燃煤鍋爐相比較的方法,來分析它們各自的優(yōu)劣。評(píng)價(jià)針對(duì)鍋爐的節(jié)能環(huán)保性能,主要指標(biāo)有熱效率、燃燒效率、出水量和污染物的排放量(主要是排煙處的NOx、CO、SO2和灰塵的含量),并與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較。
生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐的性能指標(biāo)比較如表1所示[8,9]。
從表1中的數(shù)據(jù)對(duì)比可知,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在性能上具有一定優(yōu)勢(shì)。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);廢氣排放方面,煙中NOx、CO、S O2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合使用清潔能源的要求。
4.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)以設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用為指標(biāo),將生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天燃?xì)忮仩t、電鍋爐、空氣源熱水器進(jìn)行比較。各熱水設(shè)備的效率及相應(yīng)熱源(燃料)熱值、單價(jià)詳見表2。
運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算公式如下:
(1)
以加熱1t水為基準(zhǔn),溫度從20℃升至90℃(溫升70℃),此時(shí)需要熱量70000kcal。根據(jù)式(1)求得各設(shè)備在此負(fù)荷下的運(yùn)行費(fèi)用列于表2,可知生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運(yùn)行費(fèi)用上相對(duì)較低,但是就目前而言,其固定資產(chǎn)投入費(fèi)較同類型的其它鍋爐設(shè)備要高。不過隨著化石能源價(jià)格的上漲和國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求的提高,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在經(jīng)濟(jì)效益上將會(huì)越來越具有優(yōu)勢(shì)。
通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟(jì)上是合理的。該鍋爐用生物質(zhì)成型塊做燃料,一方面為生物質(zhì)廢料找到了有效的利用途徑,節(jié)約化石能源,另一方面染物排放量低于同類型的燃煤鍋爐,因此該鍋爐具有良好的社會(huì)和環(huán)保效益。
5、結(jié)論
(1)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,在爐排及爐膛、輻射與對(duì)流受熱面、爐門等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分挖掘節(jié)能潛力。鍋爐燃燒效率可達(dá)94.84%,熱效率為78.2%~81.25%。
(2)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)性能上具有一定優(yōu)勢(shì)。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);廢氣排放方面,煙中NOx、CO、SO2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合清潔能源的要求。
(3)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運(yùn)行費(fèi)用上較其它類型設(shè)備要低,盡管目前其固定資產(chǎn)投入費(fèi)相對(duì)較高。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高,此類鍋爐在經(jīng)濟(jì)效益上將會(huì)越來越具有優(yōu)勢(shì)。
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