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國內生物質電廠歷經6年的發展,從最初的謀求穩定運營,到燃料收購體系的完善,再到當前關注燃料的最佳儲備,已由當初的粗放經營,逐步深入到持續探索成本控制。
生物質電廠燃料收購和機組運行的平衡已逐步顯現規律,如何達到最佳平衡,或者說衡量一個生物質發電項目運營水平的高低,燃料儲備是重要的考量因素。換句話說,生物質電廠燃料儲備合理,就可以在機組運行降本、燃料收購降本之外,建立第三條重要的降本途徑。如何做到合理儲備,對于生物質電廠來說,遠非統一簡單,我們來作一些粗放分析。
一、相比火電,生物質電廠燃料儲備的主要考慮因素
兩類電廠,燃料儲備的根本任務相同,不因缺料而發生非計劃停機或限負荷。根本目的也相同,做好儲備是最大化降低成本。但有一個最大的不同,那就是品種結構,火電的燃料是煤,雖然每批品質有異,但單一。而生物質發電燃料品質繁多,且品質復雜。
正是由于火電燃料的品質單一化,加之一代代火電人的理論和實踐探索,煤的整個管理體系,包括供應、耗用、儲存等環節,均建立了相應的標準體系。比如最佳的進煤量、進煤時間,合理的儲存周期、儲存數量,以及配套的績效模式,均已有了一套業內公認的公式化、數學模型化的具體量化指標。
再看生物質電廠燃料儲備,由于品種、品質繁雜,建立一套標準體系相對要復雜許多,這也正是我們需要積累和完善的地方。加快建立完善生物質電廠燃料儲備體系,必須要重點考慮三方面因素:
1.生物質燃料的季節性儲備
生物質電廠燃料來自農林生物質資源,通俗講,地里長的,必然受制于四季變化規律。比如5、6月份,是麥草的收購旺季,元旦前后,是稻草的收購旺季。另外,生物質燃料和傳統節日,如春節,關系重大,收購處于淡季。再比如,在夏前的梅雨季節,稻谷加工周期性,等等因素造成生物質燃料的收購不均衡性,相比煤礦而言,工業化和供應鏈處于極不穩定狀態。
2.生物質燃料品質結構
光考慮數量,則遠遠不夠。拿江蘇的生物質電廠來說,大部分是軟質和硬質并收,既有稻麥草等軟質秸稈類燃料,也耗用木屑、樹枝、模板等硬質林類品種,還有,進爐前,均需要破碎成型。而這些品種,以及各個品種的整、碎狀態,均需要達到一個合理的配比。簡單講,即使某個品種在一定時段,能夠做到煤炭一樣的儲備模型,也不宜單一儲備。
3.生物質燃料的熱值損耗
煤炭在一定時段內熱值下降,后趨穩定,極大地方便了后續的調度和成本核算。而生物質燃料則不然,首先是熱值持續下降,且因水分難以標準而易自燃,再者,各個品種的熱值下降幅度參差不齊,給整個儲備調度帶來較大的非控因素。
二、生物質電廠提升燃料儲備的主要目的
與火電類似,但實質內容有較大的區別,主要有如下三點:
1.駕馭市場
合理的儲備數量,對平抑市場價格,顯得尤為重要。火電的年度采購計劃性很強,貨源地亦具有穩定性,更重要的是合同履約相對到位。再看生物質電廠,供貨商俗稱“經紀人”,一般多為個體,雖也有主要品種和大客戶合同,但實際履約不到位和違約的現象普遍,誠信度相對較差,不按期、按價交付的現象屢屢發生。
基于上述,生物質電廠燃料儲備,不能完全依賴于合約計劃,只能借鑒火電經驗,適度控制庫存,而不能照搬火電公式,否則難以駕馭市場,控制價格。
2.儲備成本
同樣包括資金占用所產生的財務費用以及價格波動的權衡。在火電,由于合約起到至關重要作用,即使價格浮動,也面向整個行業。但在生物質發電行業,個體項目要針對對待,一是庫存數量要具體分析,難以統一界定。二是價格波動頻繁,幅度較大。需要敏銳的洞察和預測,太保守,失去了下一步調整的機會;太冒進,又難免受制于數量眾多的個體供應商。
3.最佳摻配
類似于火電的配煤燃燒,生物質電廠燃料摻配由于品種、品質繁雜,幾乎每天要觀察、調整。舉幾個典型的例子,當稻草旺季來臨時,要盡可能降低稻草庫存,多儲備林類品種;在梅雨季節之前,要盡量考慮庫內和庫外均適合堆放的品種以及比例關系;在春節到來前,要盡量儲備碎料,防止因破碎人力短缺,而望整草、整樹枝、整模板而興嘆。
總而言之,在考慮總體數量和成本結構的框架下,要細化具體的運行需要,包括發電的離線和在線破碎,方能做到最佳的合理摻配,為運行降本提供保障,這對儲備又提出了更高要求。
毋庸置疑,業外人士肯定會發問,生物質燃料變數較多,距離火電的儲備理想模式到底有沒有接近的可能。回答是肯定的。第一,生物質發電屬新興行業,探討和摸索是一個必然的過程;第二,我們當下需要不斷實踐,提供具有說服力的一些典型操作方法,逐步形成一套理論化的標準。
三、提升燃料儲備水平的主要落腳點
實踐是檢驗真理的唯一標準,當務之急,需要生物質發電行業的諸多精英去積累具體的基礎數據,概括為三個方向:
1.重視季節性儲備實踐,尤其是冬季的春節燃料儲備
包括稻草、棉稈、稻殼、樹枝、模板、樹皮、木屑等等品種,要分析因為超出正常的儲備數量,對效益產生了哪些影響。拿如東項目而言,曾分別實踐了春節前超常儲備和常規儲備等多種儲備模式,從目前初步財務分析看,利大于弊。
但這遠遠不夠,我們要結合火電的常年常態儲備,匯總具體的機組運行和燃料采購數據體系,為下一步逐步規范的儲備數據提供理論化的參考。比如:價格浮動比例;財務費用;庫存天數增加,對運行料耗的影響;儲備期后,市場的價格變化和供求數量關系;儲備期對全年效益的影響等。尤其是衍生影響。
2.品種的合理儲備周期
目前,我們對熱值下降、場損有一些支撐數據,但經驗占較大比重。對于儲多少天,最劃算,尚沒有成熟的體系數據。
對于季節差價,要充分考慮場損、財務費用,計算性價比;另外,假設價格恒定,也要建立各品種10天、20天、30天等類似的損耗數據,逐步劃定哪些屬正常損耗,即基于必須適量儲備而應承擔的場損,哪些屬因不合理儲備而造成的損耗。如此,不斷優化采購的最佳時間和儲備量。
3.建立項目公司燃料儲備數據庫
結合項目情況,拿出一定的人力和物力,重視軟實力建設和積累。比如在環比和同比方面,由于價格和數量的變化,對當期的效益影響程度;由于儲備政策的調整,對下月乃至全年的影響程度。如此,逐步建立各月份理想儲備方案,包括價格、品種、數量,以及整合配套的摻燒要求。理論上是一個考慮保障、考慮市場、考慮場損的最佳成本結合體。
武漢凱迪電力股份有限公司(000939.SZ,下稱凱迪電力)正在進行的“華麗轉身”,在資本市場上越來越惹人注目。
2月9日,凱迪電力出售武漢東湖高新集團股份有限公司(600133.SH,下稱東湖高新)14%股權的議案在股東大會通過,這是為了剝離非核心業務,“集中精力做好生物質發電主業”。此前,旨在為即將上馬的7個生物質發電廠籌措資金的18億元非公開發行議案亦獲股東大會通過。
“凱迪電力近期的舉措,都在于進軍生物質發電領域,成為這一領域的龍頭企業。”一位電力行業資深分析師告訴《財經國家周刊》。
凱迪的四次“變身”
生物質發電是指用秸稈、林木廢棄物、城市生活垃圾等作為原料的發電方式。
如果近期出臺的增發方案順利進行,凱迪電力將成為迄今唯一以生物質發電為核心業務的上市公司。不過,轉向生物質發電領域并非凱迪電力第一次置換主業。
凱迪電力成立于1993年,核心業務為生產火力發電廠的配套設施。1999年,凱迪電力上市,其主業變更為火電廠環保脫硫工程總包,此外,水處理業務亦在公司業務中占一定比例。這可以說是凱迪電力的第一次“變身”。
從2004年起,凱迪電力開始向電力工程承包以及發電行業轉型,并于2005年3月受讓武漢藍光電力股份有限公司所持有的河南藍光環保發電有限公司55%股權。這被認為是凱迪電力的第二次“變身”。
由于發電行業壟斷性很強,凱迪電力在電力工程承包及發電行業的盈利始終十分有限。2007年3月,凱迪電力公布非公開發行預案,擬受讓股東凱迪控股旗下鄭州煤炭工業(集團)楊河煤業有限公司39.23%的股權,凱迪電力由此進入煤炭采選業,該交易最終于2008年4月完成。凱迪電力實現第三次“變身”。
時隔不過一年有余,凱迪電力再次謀求“變身”。2009年10月,凱迪電力從控股股東凱迪控股手中收購了9家生物質發電廠,其中包括18億元增發預案募集資金將投向的7個電廠。
原料難題未解
原料的成本過高,是該行業最大的瓶頸。
寶應協鑫生物質環保熱電有限公司(下稱寶應協鑫)總經理姜建華說,“原料緊張時,進廠價都超過300元一噸”,同樣的發電量,生物質原料的成本“通常比燒煤高出一倍還多”,“而且還有淡旺季,供應量不穩定”。
如何解決原料成本居高不下的難題,成為欲在該領域大展鴻圖的凱迪電力必須回答的問題。對此,凱迪電力給出的解決方案“看上去很美”。
根據凱迪電力的增發方案,公司將采取“三級燃料保障體系”。一級是培育碳薪林,二、三級是“直接與農林廠等簽訂長協+產業工人”。
根據這個體系,碳薪林將為公司提供林木廢棄物等原料。電廠則選址在具有充足生物質發電原料的林、農、牧廠附近,電廠將與這些林、農、牧廠簽訂長期收購協議,以獲得穩定的原料來源。
此外,電廠將招聘原料工人(即產業工人),把農民轉為合同工,由他們在鄉村里幫助收集農業和林業的廢棄物,每人每年收購200噸,待遇為約3萬元年薪與三險一金的福利保障。
根據長城證券的報告,凱迪電力與全國266個縣簽署了方圓80公里半徑內原料收購的排他性協議,不允許同業入內收購原料。而如果產業工人外運,則運費高昂,對他們來說不經濟,這樣,凱迪電力的收購成本則能夠保證到廠價格低于200 元/噸。
圖景雖然美妙,現實卻顯得更為嚴峻。
“合同工的招募和管理恐怕就是個大問題。”一位著名券商電力行業資深分析師認為,“僅靠合同,很難限制工人,他們還是有可能違約,或者把原料給其它電廠,或者干脆進城務工。”
一位電廠負責人對此方案算了一筆賬:“一個廠一天要將近1000噸原料,一個人一年運200噸,那要招多少人?而且,一個人一年給3萬,不就是每噸原料要付150元勞務費嗎?進廠價要低于每噸200元的話,和周圍的牧場林場簽的收購價就要低于50元一噸,可能嗎?”
上述分析師對長期收購協議的作用也不看好,他認為,“即使剛開始對方愿意接受那么低的價格,第二、第三年對方也有可能要求漲價,原料對電廠來說至關重要,對供應方來說不過就是不太多的額外收入,談判起來弱勢的肯定是電廠”。
排他性收購協議的作用亦受到一些質疑。專門從事生物質能源研究的丹麥創新中心研究員朱斌認為,發電只是生物質能源綜合利用的一種形式,除此之外,生物質還有造紙、做飼料、生產燃料乙醇等多種用途,而焚燒發電,可能是其中成本最高、利用效率最低的方式。對此,河北建投生物的總經理陳國剛也表示認同,“其他綜合利用的方式成熟了,同樣會與電廠爭奪原料,抬高原料價格。”
寄望政策扶持
生物質發電行業目前的盈利狀況普遍堪憂。寶應協鑫總經理姜建華說,“目前江蘇投產的生物質電廠普遍是虧損的,最好的也不過是微利。”
中國資源綜合利用協會可再生能源委員會CDM主管王衛權向《財經國家周刊》表示,生物質發電目前技術比較成熟的只有秸稈焚燒發電,盈利情況尚且不佳,其他的諸如垃圾焚燒發電、廢棄物氣化發電都還在實驗階段,技術上都還未成熟,更不要說盈利了。
“政策扶持是決定因素。”國信證券電力行業資深分析師徐穎真評論說。
生物質發電能夠有效解決如何處理廢棄物及垃圾的問題,對解決三農問題亦頗有助益。根據寶應協鑫總經理姜建華的估算,一個中等規模發電廠能為當地創造廢棄物收集經紀人、加工工人、運輸司機、電廠工人等將近2000個就業崗位。
根據已頒布的國家政策法規,生物質發電企業所獲優惠包括發電量全額上網、0.35元/度的電價補貼以及增值稅即征即退等。地方政府則有“廢棄作物禁燒令”、“以秸稈換液化氣”等舉措鼓勵農民將秸稈等生物質原料運送至電廠。
對于能夠穩定發電的電廠,聯合國清潔能源發展機制(CDM)的碳減排量(CER)補貼也是一筆不菲的收入。
根據CDM,利用清潔能源發電所產生的二氧化碳排放量少于傳統的火力發電,這部分減少的碳排放量可獲得補貼。目前山東單縣、河北晉州與江蘇宿遷三個生物質發電企業已獲得這種補貼,數額在18-120萬歐元不等。
“這么多的補貼和扶持政策,技術成熟、管理水平較好的企業已經開始盈利。”徐穎真認為。
無論是凱迪電力的增發預案,還是長城證券的研究報告,都將國家政策扶持與預期CDM補貼,作為看好生物質發電未來盈利能力的最重要理由。
1、農村能源的地位
農村能源是我國農業農村社會經濟發展的重要基礎,是建設社會主義新農村的重要內容之一,同時也是國家能源戰略的重要組成部分。
2、我國農村居民生活用能現狀
2010年,我國農村居民生活用能繼續呈穩步增長趨勢,農村可再生能源發展迅速。其中,沼氣、太陽能熱利用和節能爐灶等產品的生產規模和技術水平均已處于國際領先地位。農村居民生活用能正朝著商品化、優質化的方向發展。
二、政府支持和節能減排促進行業迅速發展
能源問題與農村經濟社會的發展息息相關,隨著減排、低碳發展概念越來越被世界各國所認同。近年來,我國各級政府高度重視農村地區的能源開發及利用,加大了經費的投入,出臺了一系列的相關政策和法規,促進了農村能源消費的優化及可持續發展。隨著國家《可再生能源法》的修訂和實施,我國目前已初步形成了支持可再生能源發展的、比較完整的法律和政策體系,為推動解決農村能源發展中遇到的問題,保障可再生能源的快速、健康發展提供有力的法律保障。
三、沼氣產業步入健康穩步快速發展階段
“十一五”期間,在各級政府的大力支持,農村沼氣進入了健康穩步快速發展階段。其中2008、2009和2010年分別投入的資金為60億、50億和52億元,“十一五”期間,中央累計投入農業沼氣建設資金共212億。
隨著投資力度逐年增大,沼氣建設宏觀環境良好,技術創新逐步加強,服務體系進一步擴大,秸稈沼氣技術已經成熟并逐步推廣,沼氣行業已形成完善的工作體系。
四、太陽能熱利用產業持續快速增長
太陽能熱水器作為農村能源行業市場化程度最高的產業,也是節能減排、發展低碳經濟的主力軍。太陽能熱水器作為國家家電下鄉補貼產品,對推動行業發展,拉動市場,擴大內需,改善民生起到了良好的作用。
2009年太陽能熱水器總產量達到4200萬m2,比2008年增長30%以上,保有量達到1.4億m2,已成為國際上太陽能熱水器產品制造和應用第一大國。太陽房(含戶用太陽房和太陽能校舍)、太陽灶的產量與保有量也逐年穩步增加。
五、秸稈能源化利用技術逐步推廣
隨著農村經濟的發展,農民收入的增加,加快秸稈的能源化轉換利用勢在必行。近年來,國家先后出臺的一系列政策法規,加大了對秸稈資源綜合利用的扶持力度。
在各項政策推動下,秸稈能源化利用取得了突破性的進展,在秸稈氣化集中供氣、秸稈炭化、秸稈壓塊轉化應用技術及產業建設方面都取得了很大的成績,促進我國生物質能生產企業進入良性循環發展狀態。
六、生物質固化成型燃料技術逐步完善
近年來,生物質秸稈成型機的生產企業發展比較迅速,據不完全統計約有200家。生產成型機的企業以河北、河南、山東、江蘇等省居多,企業數量和產量逐年增加。為了適應市場的需求,很多企業都加大研發和資金投入的力度,相關技術日趨成熟。
七、生物質爐具的推廣呈上升態勢
生物質爐具行業作為生物質能利用領域的一個分支,是產業化規模最大、商品化程度最高、發展最迅速、技術最成熟、在國際上受到普遍關注的行業。生物質固化成型燃料用于炊事和供暖,是當前替代燃煤的最佳選擇,對促進循環經濟、建設生態社會、實現低碳經濟意義重大。開發高效低排放生物質爐具,可促進農村創新產業的發展,拉動農村經濟,增加就業崗位,推進社會主義新農村建設。
八、離網型小型電源建設不斷發展一小風電、小光電、微水電
在政府的支持和農村經濟發展需求的推動下,小型光伏發電、風力發電和微水電行業從生產企業、營銷市場、技術服務網絡到產品設備的質量標準和監督體系等,從無到有,從小到大,已逐步發展并初具規模,在新農村電力建設中日益發揮了重要作用。近年來小型光伏發電發展迅速、產業規模和技術水平都有相應提高。小型風力發電穩步發展,產量不斷上升,產品更新換代速度加快。微型水電隨著農村電網的逐漸普及,出現了萎縮現象。
九、新型液體燃料的研發和推廣繼續提高改進
輕烴、二甲醚、醇基燃料及生物柴油等新型液體燃料近年來技術逐步完善,并在工業、交通及中小城鎮民用等方面通過試點、示范得到較快發展,取得了明顯的節能減排效果。目前輕烴混空燃氣應用普及:在全國已有近8~9萬戶使用。醇醚燃料技術趨于成熟:在民用及工業窯爐上替代柴油或液化石油氣,特別是以甲醇燃料替代柴油用于飯店餐飲業,在農用機械及公交車上采用輕烴燃料及醇醚燃料,技術趨于成熟。新型液體燃料的發展對發展低碳能源、推廣應用先進的低碳技術,使低碳經濟真正成為我國經濟發展新的增長點有著深遠的現實意義。
十、農村能源發展中的問題與障礙
我國農村能源行業取得了跨越式發展,更加受到全社會的關注和支持,在建設中國特色的現代能源產業,為經濟社會可持續發展提供穩定、經濟、清潔、安全的能源保障體系中起到越來越重要的作用。農村能源行業雖然取得了顯著成效,但在發展過程中也存在一些障礙。
1、政策扶持及激勵措施的力度不夠,缺乏實施細則
世界各國可再生能源發展的經驗證明,凡是取得可再生能源成功發展的國家或項目,都無一例外地和政府的優惠扶持政策有關。我國農村能源技術仍在成長發展階段,更需要政府的大力支持。修訂后的《可再生能源法》從總體上為可再生能源的產業發展和市場應用奠定了政策基礎和發展環境,但體系還不完善,經濟激勵力度較弱,缺乏相關配套的實施細則和財政扶持、補貼優惠等完善的配套政策和技術規范體系。
2、科技投入和創新能力嚴重不足
農村能源行業是循環經濟、低碳經濟的重要部分,是新興的產業和技術。要獲得持續健康發展,趕上世界先進水平,真正融入市場經濟,需要大幅度增加科技投入,提高技術創新能力,降低生產成本,提高產品和裝置的經濟性、可靠性和穩定性,提高系統運行和管理的自動化水平。但目前多數農村能源行業的技術開發和科技創新主要依靠企業自身進行,研究和開發的資金投入少,使用分散,缺乏高端科研人才和核心技術,基本得不到國家科研基金項目的支撐,難以在更大范圍和更深層次上得到快速突破和發展。
3、標準體系不健全,產業體系薄弱
農村能源制造企業大多基礎薄弱,生產工藝落后,質量管理工作混亂,標準、規范和技術要求體系不健全,產品檢驗手段匱乏,質量難以保證。在現有技術水平和政策環境下,除太陽能熱水器有能力參與市場競爭,沼氣建設有政府財政投入以外,其它大多數可再生能源的開發利用成本高,再加上資源分散,規模小,生產不 連續等特點,在現行市場條件下缺乏競爭力,產業化、商業化步履艱難。
4、管理服務滯后,市場保障機制和技術服務體系不夠完善
農村是我國可再生能源發展的重要戰場和應用領域,但可再生能源在農村能源體系中的重要地位和作用沒有得到足夠的認識和重視。長期以來,我國可再生能源發展缺乏明確和切實可行的發展目標,管理手段仍沿用舊的方式,缺少和市場結合的創新機制。同時,可再生能源資源評價、技術標準、產品檢測和認證等體系不完善,人才培養不能滿足市場快速發展的需要,沒有形成支撐可再生能源產業發展完善的市場保障機制和技術服務體系。
十一、行業發展對策和建議
1、盡快出臺促進產業發展的優惠政策和實施細則
在現有法律、政策的基礎上,要以農民生活質量提高、能源結構調整、溫室氣體減排為宗旨,制定切實可行的扶植政策。抓緊制定和完善各項配套實施細則,形成包括資源調查和開發利用規劃、技術創新和產業發展、價格管理和費用補償、財政扶持和金融優惠等完善的配套政策和技術規范體系,大力支持和指導農村能源健康、快速發展。另一方面要堅持“政府主導、農民主體、項目引導、社會支持、市場推動”的原則,采取各種途徑,逐步建立多層次、多方位、多渠道的投入機制。同時,要強化對資金使用的監督管理,努力提高財政性資金的投資效益。
2、制定科學、合理的農村能源中長期發展規劃
科學規劃是加快發展農村能源的基礎性工作。農村能源建設是一項復雜的系統工程,涉及面廣、綜合性強,要堅持因地制宜的原則,從綜合系統角度來研究未來農村能源的解決方案。加快農村能源適用技術和模式的推廣應用,加快建設適合不同區域特點的新農村綠色能源縣重點工程建設,為農村能源發展起到應有的示范和帶動作用。
3、加強科技創新,為行業持續發展提供技術支撐
要進一步明確農村能源科技創新重點,努力提高整體科技創新能力,加快先進適用技術研究與推廣應用,加強前沿科學技術研發和能力建設。進一步建立和完善農村能源產品和工程的質量標準及檢測評價體系。通過關鍵技術突破、多技術集成優化和工程試點示范,實現農村用能清潔化、生產生活廢棄物的無害化、資源化,形成“經濟、可靠、持續、環保、高效”的農村能源供給環境和質量提高的整體技術能力。
4、加大宣傳力度,提高全民節能減排意識
農村能源建設是一項涉及農村千家萬戶的大事,是一件讓農民得實惠的實事。農業、農村節能減排工作大有作為,意義重大。各級政府對此應加大宣傳力度,通過各種媒體,向社會廣泛宣傳,提高農村人口對農村能源建設的認識,形成全社會重視農村能源建設、關心農村能源建設、支持農村能源建設的良好氛圍。同時,通過激勵機制,增強農民發展農村能源建設的自覺性和主動性,營造農村能源建設的良好氛圍。促進我國農村發展循環經濟、低碳經濟、建設社會主義新農村。
5、強化后續管理,確保農村能源建設效益的發揮
農村能源建設集農業生產、工程建筑、管理服務為一體,建設是基礎,管理服務是關鍵。搞好管理服務既是農村能源建設發揮效益的需要,更是促進農村能源健康發展的前提。目前,農村能源建設問題是沼氣和秸稈氣化后續服務管理工作,要注重沼氣、沼液、沼渣的綜合利用,把農村沼氣建設與種植業和養殖業發展結合起來,探索產業化運營與物業化服務的新模式,加強農村能源建設和管理等措施的落實,為居民生活提供現代化的綠色能源、清潔能源,改善農村生產生活條件,增加農民收入做出積極貢獻。
一、問題整改基本情況
我局迅速成立了由局長為組長、班子成員為副組長,股室負責人為成員的整改工作領導小組,制定了詳細的整改方案,把工作任務細化到隊室和責任人,全面落實責任制,切實把抓好反饋問題整改作為中心工作,逐條落實、全面整改,確保高標準、高質量、嚴要求完成整改任務。制定了《縣質量技術監督局貫徹落實縣2017年度大氣污染防治工作實施方案》,根據《市質監局關于印發2017年煤炭質量監督性抽查實施方案的通知》(質監發[2017]49號),制定了《縣質量技術監督局關于開展2017年-2018年煤質抽檢“冬防”工作的通知》,切實履行質量技術監督環境保護和大氣污染職責。
二、中央環境保護督察組反饋意見整改進展情況
一是加強對燃煤鍋爐的監管。嚴把新裝燃煤鍋爐準入關。認真貫徹執行《省人民政府關于貫徹落實國務院大氣污染防治行動計劃的實施意見》及有關環境保護法律法規和規章,禁止新建每小時10蒸噸及以下的燃煤鍋爐,嚴把鍋爐使用準入關,嚴格落實“三個不得”監管措施,對不符合要求的燃煤鍋爐,不予受理安裝告知,不予實施安裝監督檢驗,不予辦理使用登記”,
二是全面排查,摸清底數。組織相關股室和業務人員對全縣轄區在用生活燃煤小鍋爐10蒸噸/小時及以下的承壓燃煤鍋爐(特種設備)開展深入排查,全面掌握城鎮建成區范圍內屬于特種設備目錄的燃煤鍋爐企業數量、鍋爐型號、鍋爐蒸噸數及鍋爐設施情況,建立燃煤鍋爐臺賬,做到底子清、情況明。
三是嚴把新裝燃煤鍋爐準入關。認真貫徹執行《省人民政府關于貫徹落實國務院大氣污染防治行動計劃的實施意見》及有關環境保護法律法規和規章,禁止新建每小時10蒸噸及以下的燃煤鍋爐,對不符合上述要求的燃煤鍋爐,不予受理安裝告知,不予實施安裝監督檢驗,不予辦理使用登記,2017年3月20日以后,再未受理辦理每小時10蒸噸及以下的燃煤鍋爐登記使用手續。并不斷強化全縣鍋爐監督管理,確保鍋爐安全規范使用。
四是加強部門聯動。加強與工信、發改、建設、環保等有關部門的協調和溝通,積極配合相關部門做好燃煤鍋爐整治、淘汰落后燃煤鍋爐工作,對違反法律法規的行為依法進行查處,確保燃煤鍋爐整治到位。大力推廣發展清潔能源,結合轄區內供氣管網覆蓋情況,推廣使用天然氣、電、生物質成型燃料或其他清潔能源替代原有燃料。
五是加大煤炭產品質量監管。積極協調環保、工信、商務、工商部門對縣內所有用煤單位和煤炭經營網點進行摸排,核實煤炭銷售企業和常年用煤單位的數量和基本信息,建立臺賬,分類管理,共排查出煤炭使用單位36家,煤炭經營單位82家,煤炭加工單位1戶,尚未投產,建立了相關臺賬,摸清了全縣煤炭企業底數。同時,進一步加大煤炭生產加工企業、流通領域、使用單位入場煤、爐前煤監督檢驗頻次,督促煤炭經營單位認真履行煤炭檢測制度,要求每批購進煤炭向供貨商索要檢驗報告,每月組織執法人員采取“雙隨機”工作方式,對全縣重點用煤單位、煤炭經銷點進行抽樣送檢,共開展煤質抽檢130批次,合格113批次,合格率87%,將17家抽檢不合格的煤炭經營單位移送縣工商局進行處理。推進煤炭質量安全信用體系建設,完善行業禁入和退出機制,提升煤炭質量安全監管,對檢測結果進行公開,保障燃煤質量。
三、整改取得的成效
根據《縣貫徹落實中央環境保護督察反饋意見的整改方案》要求,我局對存在的問題進行了排查整改,取得了較好的成績。一是加大了全縣用每單位、煤炭經營單位抽檢送檢力度,保障燃煤質量,煤質檢測臺賬進一步完善,對抽檢不合格單位依法進行了處理,有力的杜絕了不符合標準煤炭的使用、銷售。二是鍋爐使用登記嚴格落實“三個不得”監督措施,對不符合要求的燃煤鍋爐,不予受理安裝告知,不予實施安裝監督檢驗,不予辦理使用登記手續。不斷強化了全縣鍋爐監督管理,確保了鍋爐安全規范使用。
四、向社會公開情況
在政府信息公開網站、單位公示欄及時公開煤炭質量抽樣檢驗結果以及存在問題的整改情況,自覺接受社會各界和群眾的監督。
五、下一步工作措施
下一步,縣質監局將采取四項措施,進一步強化整改工作。
一是嚴把新裝燃煤鍋爐準入關。認真貫徹執行《市人民政府關于貫徹落實國務院大氣污染防治行動計劃的實施意見》及有關環境保護法律法規和規章,禁止新建每小時10蒸噸及以下的燃煤鍋爐,對不符合上述要求的燃煤鍋爐,不予受理安裝告知,不予實施安裝監督檢驗,不予辦理使用登記。
二是加強部門聯動。積極加強與工信、發改、建設、商務、環保等有關部門的協調和溝通,積極配合相關部門做好燃煤鍋爐整治、淘汰落后燃煤鍋爐工作,對違反法律法規的行為依法進行查處,確保燃煤鍋爐整治到位。大力推廣發展清潔能源,結合轄區內供氣管網覆蓋情況,推廣使用天然氣、電、生物質成型燃料或其他清潔能源替代原有燃料。
【關鍵詞】 核能;核廢料;新技術;安全處置
自從2011年3月日本福島核電站發生泄漏事故后,核電的安全問題再次被擺到了全世界面前。不僅是核電站自身的安全保障,在核燃料生產、加工和核反應堆運行過程中產生的放射性核廢料,也成為各國手中燙手的山芋。
隨著世界一次性能源的日益匱乏,多數國家已經把發展核電作為一種替補能源。然而發展核電的重要前提是必須安全處置核動力反應堆產生的大量具有放射性的核廢料,尤其是高水平放射性廢料的最終安全處置,由于涉及時間跨度大,技術難度高,耗資巨大,而成為核動力工業中尚待解決的科技問題之一。
一、核廢料的分類
核廢料(nuclear waste material)泛指在核燃料生產、加工和核反應堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。也專指核反應堆用過的乏燃料,經過處理回收钚239等可利用的核材料后,余下的不再需要的并具有放射性的廢料。
核廢料普遍分為三種:一年以內的低放射性核廢料;百年以內的中放射性核廢料;長期高放射性核廢料。前兩者主要指核電站在發電過程中產生的具有放射性的廢液、廢物,占所有核廢料的99%,后者則是指從核電站反應堆芯中出來的燃燒后的核燃料,因為其具有高度放射性,俗稱為高放廢料。
低放射性廢物可以在燃料循環的各個階段產生,例如開采時產生的尾礦以及反應堆運行期的維修工作所產生的廢物。在核電站產生的低放射性廢物包括核電站維修過程中受輻射污染的工具、廢紙以及防護性衣物。低放射性廢物的放射性也有差異,某些低放射性廢物的放射性并不高于花崗巖等天然物質。
中放射性廢物包括后處理及反應堆日常運行過程中所產生的廢物。它具有一定的放射性,因此需要在儲存和搬運過程中進行屏蔽和隔離。核電站的中放射性廢物主要是凈化和冷卻水過程中所產生的漿液和樹脂。其實,中放射性廢物中大部份是用于封存放射性廢物的混凝土屏蔽物料。
高放射性廢物是將乏燃料進行后處理所產生的廢物。它含有U-235在裂變后所產生的裂變產物,以及少量在衰變過程中形成的長期高放射性產物。在衰變過程中,鈾238、钚239及其衰變產物吸收了反應堆中核裂變所產生的中子,而變成其他放射性元素。這些廢物具有高度放射性。從乏燃料中提取之后,它通常需要冷卻20至50年。這些廢物的產量不多,現暫存在專用設施之內。現行的技術能夠將這些物料與玻璃混和后固化,并封存在玻璃之內。封存后的固化廢物可以儲存在穩定的地質層之內,接受數千年的隔離。這些廢物的放射性會隨著時間降低,并在數千年后降至天然的水平。
二、核廢料的處理
目前,對核廢料的處理,國際上通常采用海洋和陸地兩種方法。一般是先經過冷卻、干式儲存,然后再將裝有核廢料的金屬罐投入選定海域4000米以下的海底,或深埋于建在地下厚厚巖石層里的核廢料處理庫中。為了保證核廢料得到安全處理,各國在投放時都要接受國際監督。
中低放射性核廢料危害較低,國際上通行的做法是在地面挖深約10—20米的壕溝,然后建好各種防輻射工程屏障,將密封好的核廢料罐放入其中并掩埋,相對于地下水的運動,放射性廢物的遷移速度慢得多,以至于有些放射性核素在到達生物圈以前,已經衰變到可接受的限值以下,變成對人體無害的物質。這種方法經過幾十年的發展,技術已經十分成熟,安全性也有保障。
高放廢料對人體危害極大,其中一種被稱為钚的元素,只需10毫克就能致人斃命。這些高放射性元素的半衰期長達數萬年到十萬年不等,如果不能妥善處置將會給當地環境帶來毀滅性影響。生態學家康芒納指出,一般認為,钚239是核時代眾多核材料中最危險的放射性物質,它放射一種特殊的射線—由氦核組成的阿爾法粒子,它非常結實,穿透活組織內相當短的距離即為其所阻停,因其能量釋放距離短,作用高度集中,故對細胞組織損害嚴重。我們知道,到目前為止還沒有任何辦法被證明可以安全地處置這種核廢料。
三、核廢料處理新技術
經過專家研究和論證,有下面幾種方法可進行核廢料的處理,但多數有利有弊,仍處于計劃和構想階段。
1、深度鉆孔
將核廢料埋入地下成為最受推崇的處理方法之一,深度鉆孔這一解決方案仍處于計劃階段。深度鉆孔的優點在于,可以在距離核反應堆很近的地區進行鉆孔,在處理之前縮短了高放射性核廢料的運輸距離。然而,與將核廢料送入太空面臨的困難一樣,钚回收也是一項挑戰。
2、送入太空
如果用火箭把核廢料送入太空,穿越太陽系,核廢料很難對地球上的生物帶來很大威脅。可是這種方法費用極高,而且火箭發射還有失敗的風險,所以這種方法只能停留在設想階段。即使太空發射的安全性達到標準,將來我們也許需要重新找回這些物質。因為钚、銫、鍶等本身就是有限資源,如果裂變反應堆技術先進到一定程度,它們會成為燃料。
3、冰凍處理
核廢料溫度很高。將核廢料球放入較為穩定的冰區,如南極和北極的冰蓋,它們會隨著周圍的冰的融化向下移動,上面的融冰則又再次凝固。此方法也有其缺點,其中一個原因就是冰區會發生移動,導致放射性物質會像冰山一樣在海洋中漂浮。
4、海床下儲存
在海洋的大部分區域,海床都由厚重的粘土構成,最適合吸收放射性衰變產物。但違背國際公約。
據了解,沃爾沃集團目前正廣泛推行應用于公交車、卡車和建筑設備的第四代混合動力解決方案。沃爾沃卡車也將在第一時間應用該項技術,這將進一步強化其節能、環保方面的優勢 。
“我們為重型車輛提供的混合動力解決方案與目前市場已有的解決方案迥然不同。”沃爾沃集團總裁兼首席執行官雷夫?約翰森先生(Mr. Leif Johansson)說, “得益于沃爾沃的規模和資源,我們成功開發了更標準化的平臺解決方案,這是使混合動力技術有能力對重型車輛市場造成廣泛商業影響的先決條件。”
事實上,自 20 世紀 80 年代以來,沃爾沃一直在嘗試開發和改良各種混合動力解決方案。早在2006 年 3 月,沃爾沃集團就首次在市場上推出重型車輛混合動力解決方案。沃爾沃的解決方案基于 I-SAM 即“一體式起動發電機”的理念上。這個解決方案基本原理是合理的配置電動機和柴油機并行工作,根據兩種動力方式在不同環境下的效率高低在電動機與柴油機之間自動切換,以達到車輛工作效率最大化的目的。與串聯式混合動力相比,這種解決方案有效的提高了車輛性能,同時減少了燃料消耗、改善了駕駛特征。
第四代混合動力技術
“這是我們的第四代混合動力技術。”約翰森說,“我們相信,幾年之后,使用混合動力技術將不再是某些車輛的專利,而是在大部分的城市公交車和物資配送卡車上得到普及和應用。沃爾沃第四代混合動力技術可以使這種理想成為現實。”
目前市場已有的解決方案所依賴的組件大部分都是專屬的,這樣不利于車輛的批量生產和生產成本的降低,由此應用了傳統混合動力技術的的車輛通常比同樣類型車輛在價格上高出很多。相比之下,沃爾沃集團的第四代混合動力技術以適應性平臺解決方案為基礎,其中包含大量標準組件。適應性平臺解決方案的好處在于它可以用于各種不同產品,適應各種用途,這樣就進一步提高了產量、降低了生產成本, 為技術的推廣創造了可能性。
“沃爾沃認為,為所有種類的重型車輛-公交車、建筑設備、物資配送卡車和長途運輸車-開發混合動力技術的前景是光明的。”沃爾沃總裁兼首席執行官對于混合動力技術充滿信心。
首輛重型混合動力卡車面市
在本次國際車展上,沃爾沃卡車公司展出世界上首輛重型混合動力垃圾卡車-Volvo FE Hybrid。該卡車于今年 4 月首次亮相,是 Renova 和RagnSells 兩家垃圾收集公司在瑞典測試的兩輛混合動力垃圾卡車之一。與其他同類卡車相比,沃爾沃卡車應用了最新的沃爾沃第四代混合動力技術,節省燃料20%,并相應減少二氧化碳排放。此外,混合動力垃圾卡車使用電動機提供動力過程中完全不會產生尾氣,而且噪音極低。垃圾卡車通常是一大早就在密集的城市中心穿梭,因此這些特征對垃圾卡車而言至關重要。
另外,在產品革新方面不得不提的是沃爾沃全球首創的駕駛員警示系統。該系統能夠在駕駛員過渡疲勞或者精力分散時發出警示,從而有效地降低交通事故的發生概率。沃爾沃卡車首席執行官Staffan Jufors先生在國際汽車博覽會上強調“20%的交通事故是由駕駛員精力分散造成的,因此沃爾沃駕駛員警示體統在保障駕駛員安全方面將發揮巨大的作用。”
第四代混合動力解決方案的推出對于沃爾沃卡車乃至整個重型卡車行業的發展都具有重大的意義。同時,相信混合動力解決方案將為沃爾沃卡車注入全新的活力,并成為其產品革新和安全駕駛領域的新支點。
據了解,沃爾沃客車公司很快將著手在歐洲推出新型混合動力公交車――Volvo 7700 Hybrid。這種汽車使用沃爾沃集團的混合動力技術,預定 2009 年投產,燃油節省高達 30%。沃爾沃客車公司還將在倫敦對 6 輛混合動力雙層公共汽車進行道路測試,這對倫敦混合動力公交車市場未來的發展意義重大。
沃爾沃建筑設備也走在開發混合動力技術的前列。在今年三月美國拉斯維加斯 Conexpo 展會上,沃爾沃建筑設備公司展出了世界上首臺混合動力輪式裝載機,引起了不小的轟動。這種混合動力系統節省燃料最高可達 10%,這是其在建筑設備市場的優勢之一。沃爾沃建筑設備公司也希望能開發出混合動力解決方案,從而進一步減少燃料消耗。 L220F 型混合動力輪式裝載機預計 2010年開始上市,2009年將生產若干。
沃爾沃卡車一直在產品革新方面不懈努力,并且取得了顯著的成果。沃爾沃集團的最新混合動力車今年秋天將在各種展會與公眾見面。
卡車運輸面臨環境保護和安全意識提高的雙重任務,同時還要做到高效運輸,沃爾沃卡車如何實現。
安全環保“先峰”
10月9日,在人潮擁擠的廣州北京路步行街上,以“環保節油領風尚,安全高效贏未來”為主題的沃爾沃卡車中國安全環保行在此拉開帷幕,停放在步行街上沃爾沃FM和FH兩款車的雄姿更讓來購物的市民感到非常驚奇。“此次活動并不是以銷售卡車為目的,而是在這里與廣州的年輕人共享沃爾沃對環保和安全的愿景。” 沃爾沃集團全品牌卡車中國區總裁陸博天(Eric Labat)先生向在現場的觀眾表明活動的本意。
事實上,隨著環境問題的日益嚴峻和人們安全意識的不斷提高,卡車廠商開始關注環境保護和交通安全。“品質、安全、環保”一直是沃爾沃卡車幾十年來的核心價值。在中國,沃爾沃卡車中國安全環保行將持繼半年的時間在20多個城市路演,展示沃爾沃卡車在安全和環保方面的杰出成就和行業的風范。廣州路演是繼沃爾沃卡車中國體驗之旅上海站成功舉行之后的又一次。現場精心安排的環保打擊樂表演、卡車模擬駕駛以及與環保安全相關的有獎問答等環節也讓人們更真切地感受到了卡車安全與環保科技的魅力。
我們也知道,安全目標的成功實現有賴于許多相互作用的因素,比如道路、車輛和人為因素等。車輛技術的開發很重要,但只是實現安全目標的一部分,而且沃爾沃的車輛技術是有目共睹的。廣州展示的沃爾沃FH卡車是沃爾沃最暢銷的卡車型號,該款配置達到國際頂尖水平,它集成了沃爾沃卡車最先進的安全裝備和舒適性設備。巡航定速、電動傾翻駕駛室、車道偏離監視系統、倒車監視器等安全設施最大限度的支持了駕駛員的注意力集中與行駛安全。
沃爾沃FH卡車具有的突出長途運輸性能屢受同行贊譽,該系列卡車功能強大、節油并具有出色的駕駛性能,通過它們可以快速、有效地幫助客戶完成作業并獲得利潤,也正是因此,FH成為客戶提高物流服務水平和競爭層次的物流裝備首選。而另一款展示車輛――沃爾沃FM則是一款為勝任多重任務設計的重載卡車,可滿足各種運輸需要,具有極佳的行駛和道路適應特性,同時還能有效降低油耗,是有史以來最可靠耐用的卡車之一。陸博天說:“現在我們就在沃爾沃FH里面開會。”
沃爾沃一直為提高道路安全而努力,并且努力幫助道路使用者提高交通風險防范意識。疲勞而注意力不集中的駕駛員對人對己都相當危險,疲勞駕駛是造成卡車單車事故最常見的原因之一。瑞典公路管理局交通安全局長Claes Tingvall教授也表示:疲勞駕駛的問題非常嚴重,所有道路使用者乃至整個社會都必須積極行動起來解決這一問題。而在2007年,瑞典政府批準了一項特別許可――允許感覺疲勞的卡車司機在高速路上駕駛。這是因為沃爾沃卡車研發的司機疲勞提醒安全系統現已經進入最后階段。沃爾沃的此項安全功能是基于一個安全系統,這一系統能夠監測駕駛員的駕駛方式,如果駕駛員變得精神不集中,車輛的運行模式將產生變化,這時系統就會察覺并提醒司機提高警覺。
而另一項解決方案Lane Keeping Support(車道保持支持)系統則能夠記錄路標、監控卡車的道路位置,并在車輛無意間偏向時提醒駕駛員。為使駕駛員能夠全神貫注于卡車周圍的交通狀況,盡可能減少盲角和盲點。沃爾沃卡車正在研發多種解決方案利用攝像機和后視鏡來提供全方位視野。針對酒后駕車,沃爾沃與ETSC(歐洲交通安全委員會)聯合展開了一項名為“安全與清醒”的宣傳活動,目的是改變人們對酒后駕駛的縱容態度。自2006年以來,沃爾沃卡車一直為來往于瑞典的渡輪上的運輸卡車免費安裝車載酒精測試裝置。
保護環境已是共識,卡車運輸不僅要走 “綠色”道路,還要追逐綠色利潤。如何在滿足不斷增長的交通運輸需求的情況下,為客戶創造利潤的同時,減少溫室氣體的排放?這也是當今環保的一項主題,沃爾沃卡車公司致力于改善環境,從影響氣候的氣體排放到工廠廢棄物的處理,沃爾沃都積極關注。
沃爾沃卡車開始環保工作由來已久,據沃爾沃研究分析,一輛卡車造成的環境影響中,80%-90%是在使用階段產生的,主要原因是燃料消耗和二氧化碳及氣體排放物的排放。沃爾沃也盡力避免使用有害物質。多年來,無石棉制動片一直都是沃爾沃卡車的標準配置。 “沃爾沃卡車一直追求品質和環保的保證” ,陸博天表示沃爾沃卡車大約90%的材料都可以重復使用或回收利用,30%的材料都是有回收材料制造而成的。
面對石油的巨大消耗和產量的降低,以及油價的上漲,沃爾沃卡車也在尋找新的替代能源,天然氣和沼氣就是比較合適的選擇。自上世紀九十年代中期以來,沃爾沃集團已經開始制造燃氣發動機了。沃爾沃集團認為燃氣將成為未來替代燃料的主要部分。傳統的柴油發動機依靠柴油燃料作為動力,盡管石油資源不斷萎縮,在未來很長一段時間內它仍將是重載商用車的主要動力來源。沃爾沃正在通過技術改進,研發新型柴油發動機,并且在幾年內,氮氧化物和顆粒物的排放量很快將達到可以接受的水平。
1 空氣和水的問題
人類要想在月球上生存,首先要解決空氣和水的問題。短期的月球任務,如阿波羅登月任務,在月面僅停留3天時間,航天員消耗的空氣和水資源比較少,可以用登月飛行器從地面攜帶的空氣和水資源來保障航天員的生活和工作。但是對于中長期的月球任務,由于航天員在月面停留和作業的時間長,消耗的空氣和水資源量大,依賴登月飛行器攜帶的資源或者依靠地面補給的方式就不現實了,需要采用閉環再生和原位資源利用的方式來解決。
2010年印度發射了月球航行1衛星,其搭載的美國國家航空航天局的迷你合成孔徑雷達(MiniSAR)裝置繪制了從地球看永遠處于陰影中的極地月球坑的地圖。繪圖結果顯示,極地月球坑沉積物的雷達特性與冰類似。在分析數據后,美國國家航空航天局的科學團隊確定,月球上水冰存在的跡象很明顯,目前已發現超過40個小型月球坑存在水冰。這些月球坑的直徑為2~5km。盡管冰的總量取決于每個月球坑中冰的厚度,據估計最少也有6億噸的水冰。這對于希望充分開發和利用月球資源的人們來說是個異常振奮的好消息,因為水冰可以用做航天員未來月球基地任務的自然資源,它在月球上被發現非常誘人。水冰可以凈化為飲用水,也可以被分解為氧氣和氫氣來充當呼吸氣體或為飛行器提供推進燃料。
關于空氣的再生問題,當前主要的嘗試集中在兩個方面,一是建立可實現空氣、水和食物的循環生產和再利用的完全封閉生態系統;二是設想從月球開采的礦物質中提煉出產生氧氣所需的元素,并以此建立穩定的供氧系統。
2 食物和廢物處理問題
人類要想在月面上長期生活,就必須要解決自給自足的食物供應和廢物處理問題。當前國際空間站上的食物主要依靠從地面進行補給,液體廢物,如空氣中的水,主要通過抽濕機凈化后再轉化為可飲用的水,航天員的尿液和汗液也可循環使用。對于固體廢物,通常收集后利用貨運飛船帶回地面進行處理。
對于月球基地,當前廣泛關注的是如何在密閉的空間中創造出生物式再生受控生態系統。生物式再生受控生態系統是指利用生物光合作用、升騰作用、微生物的降解作用,生產食物,實現空氣和水的凈化、處理廢物,達到高度閉合的物質循環。在生物生長過程中,需要控制氣壓、氣體成分,溫濕度等大氣環境,并且實現食品加工和廢物處理等。俄羅斯、美國、日本、歐洲空間局及我國均投入了大量人力、物力開展相關研究,并且先后建立了大型綜合實驗系統。
3 低重力問題
人類要在月面上長期健康地生活,必須要適應月面的1/6g重力環境。與空間站的微重力環境類似,如果航天員長期處在1/6g重力環境下,對其機體的免疫系統影響很大,胸腺及脾臟會產生萎縮性變化,各種免疫細胞的功能都會有所降低;長期處在微重力環境下,還會導致航天員肌肉萎縮、骨質流失、視力下降、生殖系統紊亂,甚至基因發生變化等問題。為了解決這一問題,航天員訓練中心的專家們正攜手努力,研究可在月球基地上供航天員使用的健康訓練系統。航天員只有在月球基地里堅持不懈地鍛煉,才能預防空間失調綜合癥,更好地保持人體心血管、骨骼肌、骨骼的健康,確保能開展月面探測、科學試驗及資源開發利用等工作。
4 月塵問題
與空間環境不同,在月球表面覆蓋著一層厚10cm左右的細沙,這些沙粒的直徑不到0.03cm,這就是月塵。月塵是月球形成過程中由隕石體反復撞擊產生的顆粒,主要由晶質顆粒和較大的火成巖碎片、玻璃質碎片及微量金屬顆粒組成。月塵顆粒的表面非常鋒利、堅硬,且帶有靜電,帶電的月塵由于靜電作用可以懸浮于月表上空,形成帶電的“噴泉”現象。由于月球的低重力,由著陸器撞擊月面、航天員駕駛月球車、發動機羽流噴流激起的月塵可以長期飄浮在空中。
月塵對人體的健康影響較大。月塵中的可吸入顆粒可以導致航天員出現肺矽病,在人體肺部沉積率最高的是粒徑為1μm左右的顆粒物,這個尺段的顆粒物是最難清除的。可吸入顆粒的表面經常聚集著各種有毒的物質和重金屬元素,不少物質都是致癌的。阿波羅任務航天員在從月面返回登月艙時,雖然用清掃航天服和真空吸塵器等方法盡力清除月塵,但仍然有很多月塵進入了登月艙。執行阿波羅15任務的航天員回來后抱怨說:“登月艙非常臟,艙內漂浮著顆粒物,脫去頭盔后聞到有火藥味,刺激著眼睛、鼻子和喉嚨,只能盡可能躲在航天服中。”由此可見,對于需要執行長期月面任務,進行反復出艙活動的月球基地任務而言,月塵是危害航天員健康的首要問題。
由于月塵表面堅硬且鋒利,能磨損艙外航天服、月球車及其他沒有密閉的軸承、齒輪和其他機械裝置,造成各種機械故障。由于月塵的靜電吸附性,可以造成儀器表面被塵埃覆蓋,影響儀器的性能,導致災難事故的發生。因此,月塵是月球基地任務中必須重點關注和解決的問題。
5 熱控問題
影響月球的熱環境因素主要有太陽直接輻照、月球反照、月面紅外輻射及地球反照。由于月球上沒有大氣的熱傳遞,月球表面晝夜溫差極大,在赤道地區白晝溫度約400K,夜晚可以降到120K;在太陽無法照射到的陰影區和夜晚期間的月球表面溫度為90K。對于月球兩極地區,溫度始終較低,所以熱控難題主要集中在赤道和低緯度等地區。月球一晝夜相當于地球28天,執行長期月球基地任務難免要過月夜,如果月球基地建造在月球的赤道和低緯度地區就需經歷較大的溫差變化。因此為保證任務的成功,必須對登月艙及月球基地進行熱管理設計,提供適宜恒定的溫度環境,保證人員和設備的安全。
阿波羅登月艙采用的是一次性消耗的水升華器,它通過控制容器內的壓力噴水到熱表面,水蒸氣排放到空間,從而保持內部冷卻回路的工質出口溫度。一次性水升華器常用于無人月球車、短期載人登月任務時不失為一項有效的熱控措施,但是月球基地任務的月面駐留時間長,采用一次性的水升華器必將大大增加排熱系統的質量,難以滿足任務的要求。因此有科學家提出采用雙級壓縮的熱泵蓄熱技術方案來解決熱控的問題,更有學者提出月表1m以下有個恒溫層,溫度約260K,可用于建造地下式月球基地采用熱泵蓄熱方案的蓄熱層。
6 能源問題
能源問題是月球基地工程面臨的另一個重要問題。月球基地在月面上必須有能源動力的支持,才能為月球基地本體、航天員、月球車、各類科學儀器設備和作業工具、通信導航設施等提供基本保障。在空間站工程中,通過采用大型太陽能電池陣技術來提供航天器所需的能源和動力。在短期的載人登月任務如阿波羅計劃中,登月飛船采用氫氧燃料電池進行供電。對于長期月球基地任務而言,由于有人的參與,需要生命保障和乘員健康支持系統,月球基地的設備和儀器增多,所需的功率自然加大,因此能源問題成為一個突出的問題。目前學者們考慮有兩種選擇,一種是采用太陽能供電方案,還有一種就是美國國家航空航天局極力推薦的核能供電方案。
若月球基地采用太陽能電池陣供電,需將月球基地建設在兩極,如火山坑邊緣的高地地區,保證持續受到陽光的照射,且需考慮如何消除月塵的影響;若建設在赤道及其他緯度地區必須要解決過月夜時的供電問題。因此,核能供電問題受到學者的廣泛關注。近年來,又有學者提出采用空間太陽能電站向月球表面供電、月球地熱供電等新思路、新方案來解決月球基地的能源問題。
7 輻射問題
空間輻射環境包括空間天然和人工產生的電離輻射和非電離輻射,天然非電離輻射源主要來自于太陽的光輻射和射頻輻射,而能對生物機體造成嚴重損傷的主要來自于空間的電離輻射。月球基地任務中,空間天然的電離輻射源主要包括銀河宇宙輻射和太陽粒子事件,人工輻射源是基地中使用的輻射源,包括核反應堆、γ射線高度計和各種空間實驗儀器,以及放射性同位素等。空間電離輻射是影響航天員安全的最大威脅之一,主要包括X射線、γ射線、宇宙射線和高速太陽粒子。
在短期載人登月任務中,由于任務周期短,受到空間輻射環境的影響較小;但是在長期的月球基地任務中,受到空間輻射的影響較大,因此,為保證航天員的生命安全,必須進一步增強對空間天氣及太陽風暴的預測能力,同時需在月球基地本體外加裝電磁防護盾等被動防護設備,也有學者提出采用主動超導磁體在深空太空艙周圍形成磁場等主動防護方法,以消除空間輻射環境對航天員和儀器設備的影響。
8 法律問題
關鍵詞:農作物秸稈;綜合利用模式;能源化;經濟效益;環境效益
中圖分類號:S21 F323 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160919001
1 吉林省農作物秸稈資源分布及產量
1.1 吉林省農作物秸稈資源分布
吉林省共有49個縣(市),但受到地理、氣候等因素的影響,農作物產量分布具有明顯的地域性,中部地區的扶余、榆樹、農安、德惠、公主嶺、梨樹、前郭、長嶺等八個縣(市)的糧食產量均超過100×104t,其產量占全省糧食總產量接近60%。而糧食產量在50×104t以下的縣有14個,其產量僅占全省4.65%。因此,受到糧食產地分布的影響,吉林省秸稈產量分布也具有明顯的地域性,中部地區是秸稈主產區,東部與西部地區秸稈產量較小。
1.2 吉林省農作物秸稈資源產量
吉林省主要農作物產量數據來自于《吉林省統計年鑒》(2005-2014),其中豆作物中大豆產量較高,在豆類作物中所占比重較大,將其單獨列出,其他豆類作物歸入其他豆類,芝麻、向日葵、棉籽、蓖麻等油料作物產量較低歸入其他油料作物。2004―2013年吉林省主要農作物產量如表1所示。
由表1可以看到,吉林省主要農作物是玉米、水稻和大豆,尤其是玉米占有主要地位,而其他農作物產量較小。
東北三省農作物耕作條件類似,因此吉林省可比照黑龍江省、遼寧省確定不同農作物的谷草比系數,具體如下表2示。
根據谷草比系數可以估算出吉林省2004―2013年各年秸稈資源潛力,具體如表3所示。很明顯,吉林省農作物秸稈資源潛力一直是增加的,為吉林省農作物秸稈開發提供了豐富的資源儲備。
2 吉林省農作物秸稈資源利用狀況及潛力
2.1 吉林省農作物秸稈資源利用狀況
根據統計資料,吉林省2008―2014年秸稈綜合利用率如表4所示。
由表4可以看到,吉林省生物質秸稈資源利用率逐年提高,但仍處于較低水平,即使是2014年也沒有達到50%。2011年,吉林省玉米、水稻、大豆等作物秸稈用作農戶家庭炊飲燃料和直接廢棄燃燒等接近秸稈產量的2/3,用于還田與畜牧飼料的秸稈量占秸稈產量不到1/6,用于工業原料秸稈不足 l%。2013年,吉林省秸稈綜合利用率為35%,其中秸稈飼料僅為15.5%,約2/3的秸稈資源被用作農村生活燃料或廢棄焚燒;2014年吉林省可利用的秸稈資源直接用于農村生活燃料的占40%。很明顯,近幾年來吉林省秸稈資源直接用于農戶家庭燃料和廢棄燃燒一直占有較大比例。
2.2 吉林省農作物秸稈資源利用潛力
根據國務院《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》所設定的“到2015年秸稈綜合利用率超過80%”目標,結合吉林省政府公布的《吉林省發展生物質經濟實施方案的通知》,吉林省農作物秸稈資源利用目標為(綜合利用率達到80%以上):轉化秸稈2600×104t,生物質資源替代石油1200×104t、煤炭1000×104t、玉米1300×104t,實現CO2、SO2替代減排為7000×104t、23×104t。2014年吉林省農作物秸稈綜合利用率僅不足43.5%,與目標80%以上相比,吉林省農作物秸稈資源綜合利用具有較大的利用潛力。
3 吉林省農作物秸稈資源能源化綜合利用模式及效果
農作物秸稈資源綜合利用方向很多,但是較為成熟的是秸稈能源化。因此,根據農作物秸稈資源利用技術的成熟性、技術推廣的便利性、吉林省農作物秸稈分布特點,我省資源能源化綜合利用方向主要有以下3個方面。
3.1 農作物秸稈發電
秸稈發電是較為成熟的秸稈資源化利用技術。根據吉林省秸稈資源分布特點,可以在吉林省中部地區縣(市)布置規模化秸稈發電。按照秸稈資源收集半徑,吉林省中部縣(市)可以布置總裝機規模約1000MW左右的秸稈發電廠,利用秸稈近700×104t。通過秸稈規模化發電,可以獲得發電量近55×108kwh,供熱量約為2000×104GJ,同時可以獲得有機肥原料(主要是秸稈灰)超過19×104t。
3.2 秸稈煤制造
秸稈固化為秸稈煤是秸稈非規模化利用最為有效的利用方向之一,只要秸稈資源密度處于平均水平左右即可進行秸稈固化加工布局。吉林省可以在西部地區縣(市)大量布局以自然村為單位的秸稈煤加工廠。在這些地區可以布局秸稈資源利用總規模超過100×104t的各類小型秸稈煤加工企業,可以生產各類秸稈煤(壓塊、顆粒等)約100×104t。
3.3 村級秸稈氣化制造
對于吉林省中東部,由于秸稈資源密度相對較低,布置村級秸稈氣化站具有較好發展前景。在吉林省中東部縣(市)可以自然村為單位布局秸稈氣化站,利用秸稈資源總規模約為50×104t,生產生物質氣約為8×108m3。
3.4 吉林省秸稈資源利用綜合效果
3.4.1 經濟效果
通過上述給出的秸稈資源能源化利用模式的實施,可直接給農民帶來收入超過25×108元,間接給農民帶來收入超過6.5×108元;替代化石能源超過250×104tce,可以有效緩解吉林省能源供求矛盾。同時,秸稈發電余熱既可以為鄉鎮居民進行冬季供熱,也可以為農業冬季大棚供熱,實現農業冬季生產,為農民增加收入提供一定的保障。
3.4.2 社會與環境效果
秸稈能源化利用可以有效促進社會就業率的提升。按秸稈發電總裝機規模1000MW估算,可以使整個產業鏈就業崗位增加近38000個;按秸稈固化總規模100×104t估算,在冬季可以臨時就地安排農民就業近300萬人次,在增加農民收入的同時有效解決了東北冬季農民勞動力閑置問題,并且對社會治安也起到穩定作用。
從環境角度看,農作物秸稈發電替代化石能源發電,可以替代減排CO2超過700×104t,顆粒物減少233×104t,秸稈固化減少顆粒物排放超過39×104t,秸稈氣化減少顆粒物排放接近18×104t;秸稈能源化副產品“草木灰”是優良的綠色鉀肥,可以替代我國鉀肥進口,降低農作物施肥成本、提升農作物品質、改善因施用化肥所導致的土壤結構;通過農戶直燃秸稈量的減少,可以大幅度改善農村空氣質量,降低村民呼吸道感染幾率,進而減少村民醫療費用支出。
4 結束語
財經界:新能源產業在中國的發展態勢如何?
史立山:新能源產業在我國的發展十分迅速。“十一五”期間,我國可再生能源呈跳躍式發展,我國可再生能源年利用量總計3億噸標準煤,占當年能源消費總量的9.6%。各種可再生資源開發利用規模明顯增長,體現了我國可再生能源加速發展的趨勢。
“十二五”時期,我國可再生能源在能源結構中的比重還將顯著上升,可再生能源將發揮調整能源結構、減排溫室氣體、推進戰略性新興產業發展的重要作用。將在做好生態保護和移民安置的前提下積極發展水電,充分發揮水電在增加非化石能源供應的作用,按照集中與分散并重的原則,高度重視電網接入和電力市場消納,繼續推進網電規模化發展,提高網電在能源供應中的比重。按照集中開發與分布式利用相結合的原則,積極推動太陽能的多元化利用,鼓勵有條件的地方建設大型光伏電站,重點支持與推廣與建筑結合的分布式并網光伏發電系統的應用。提高太陽能發電的經濟性和統籌各類生物能資源,合理選擇利用方式,因地制宜發展生物質能源。
按照2015年非化石能源達到能源消費11.4%的目標以及培育和發展國家戰略性新興產業的部署,我國在“十二五”期間將加快開發利用可再生能源,培育具有國際競爭力的可再生能源產業。
如果說“十一五”是新能源發展的起步階段,那么,新能源將在“十二五”走向大規模應用,并將更加重視分布式能源的發展。
財經界:新能源的特點是什么,目前開展新能源示范城市評選有何現實的作用?
史立山:新能源具有資源豐富、開發潛力大、環境影響小、可永續利用開發的優勢。新能源的特點是資源分散,最好是分布式利用發電,過去各地很重視設備制造,也重視大型電站建設,對終端用戶主場開拓不夠,如果在開發各類發電大市場的同時,能對一些資源豐富的地區,或者對一些有積極性的城市,或者有基礎的一些城市,通過制定規劃,選擇幾項優勢技術,能夠成規模的去推廣應用,這樣來探討對新能源進行利用的模式,或者管理特點,對其他的地區起到示范作用。這就是我們開展新能源示范城市建設的初衷。前兩年的綠色能源示范縣是從解決農村用能的角度進行的,現在是針對城市來做一些示范,提出這樣的概念。這里沒有非常嚴格的意義,任何一項技術,只要能形成規模,相對集中,能夠起到示范效益的,大家都可以做,所以就提出至少有一兩項技術形成規模。如形成上百萬平米的熱水器的利用、幾萬千瓦的光伏發電、大規模沼氣利用和電動汽車等,如果實現這樣的目標,每個城市都可以作為新能源示范城市來申請。但是現在有個難度就是沒有政策,只是提出一個概念。首先鼓勵各地進行規劃,對自己城市的特點分析,到底哪些資源是有優勢的,是太陽能好還是風能好,還是生物質的條件好,然后說具備這個條件。第二要有規模目標,不論是太陽能生物質能利用,還是電動汽車、沼氣公交車等,都要有一定的規模。比如說燃料生物質顆粒燃料替代城市鍋爐,一定要有規模,絕大部分鍋爐都要燃燒生物能顆粒,而不是建了一臺就可以了。第三,地方要有配套政策保障這些目標的實現,有些需要資金支持,有些需要政策等保障,如城市鍋爐要禁燃燒炭等,這需要地方提出方案,大家來討論,在哪些地方具有示范的條件,所以希望各個地方能結合規劃去考量,去實施。實際就是提出了這么一個概念,需要各地創造性的根據各地的實際情況進行運用。
財經界:財政部和國家能源局目前對新能源示范城市有沒有相應的政策支持?
史立山:現在各地都想要政策,希望國家有財政支持,但現在還沒有。雖然沒有政策,但是國家在倡導,有些地方就會重視,比如你們剛才介紹的云南楚雄市,他們非常重視新能源城市的創建,市長親自抓,我看就很好。這樣能源局和地方就互動起來了。雖然前期沒有政策支持,也許隨著發展,慢慢就會有政策,比如稅收、企業投資等,逐步形成這個氣候,這需要一個過程去積累能量。綠色能源示范縣也是在公布了名單后跟財政部商量,得到了一定的資金支持。
財經界:新能源示范城市對新能源產業會有怎樣的影響?
史立山:新能源城市從長期來看是個發展方向。比如說這個城市將來就不燒煤了,用風電、用太陽能發電、太陽能供暖,公交車用沼氣來代替天然氣。就當前來講,核心是需要應用。如果所有的建筑,都用新能源發電。可再生能源的發電量就增加了,部分新能源產業就能帶動起來,新能源市場就興旺了,新能源設備才會真正形成市場,如果沒有大規模的應用,你的設備將來去賣給誰呢?當下中國光伏產業遭遇困難,就是這個產業的市場基本都在國外,現在歐美經濟危機,產品出不去,問題就暴露出來了。如果中國城市的新能源市場真正建立起來了,新能源企業的發展才會健康長久。
財經界:目前新能源產業存在的問題主要有哪些?
史立山:目前我國新能源的發展總體是健康的,但同時也存在著一些問題。現在50%以上的城市都在做新能源產業,包括多晶硅的生產,太陽能電池的生產等等,但是推廣應用做的不夠。很多地方都去投資搞設備,進行零部件生產,單純賣產品。但新能源應用卻重視不夠。如果這種趨勢這樣發展下去,新能源產業就無法真正形成和發展。
財經界:現在新能源的發展不均衡,如何有效合理的來推廣分布式能源?