河北省发展生物能源产业的条件和基础
(一)生物质资源基础
1.能源植物品种资源多样
据调查,河北省种子含油率>40% 的植物有154种,可用作建立规模化生物柴油原料基地的乔灌木树种有30种以上。另外,甜高粱、甘薯等能源作物育种种质资源丰富,已有多个审定品种,可用作能源专用品种。
2.可利用生物质资源潜力大
河北省是农业大省,具有丰富的可利用生物质能资源。
一是农作物秸秆,河北省农业局公布数据显示,2019年全省秸秆综合利用率保持在95%以上,离田利用率36%以上,但河北省还面临农作物秸秆产量大、分布广、资源化利用压力大、任务重的问题。二是畜禽废弃物,年产量达上亿吨,目前用作沼气或加工成新型饲料的数量相对较低;三是农作物加工剩余物,仅玉米芯总量估计就在百万吨以上;四是林业“三剩物”,估算年产量总计约570万吨,折合标煤370万吨。
(二)土地资源基础
河北省境内尚有荒山、荒地、荒滩等土地资源33.33万公顷,其中,在荒山可以栽种黄连木、文冠果等含油量较高的树木,发展能源林业;在荒地、荒滩、盐碱地上可以种植甜高粱、甘薯等耐旱、耐瘠薄、耐盐碱的作物,发展能源农业。
(三)技术条件
河北省对生物质能源产业科技创新工作给予了大力支持,生物质能源研究取得了多项技术突破,主要集中在生物质能源作物、生物沼气技术、液态燃料技术、固化成型技术等方面,同时在生物质合成油、生物制氢等方面进行了积极探索,取得了初步成果。
生物质能源作物方面,河北科技师范学院对河北非粮能源植物进行了调查,采集油脂样本200份以上、植物标本1500份以上、照片3000张以上;初步建立了非粮柴油能源植物引种园,引种非粮柴油能源植物150余种,对部分非粮柴油能源植物进行了种子生物学特性与配套栽培技术研究。国家高粱改良中心河北分中心选育出能饲1号、能饲2号和冀甜3号甜高粱新品种3个;编写制定的《盐碱地能源甜高粱生产技术规程》被审定为河北省地方标准。这些科研成果的取得,标志着河北省甜高粱新品种选育、抗蚜资源以及盐碱地生产技术在全国居于领先地位。
生物气化方面,经过多年科研积累,河北省在农业废弃物的厌氧发酵技术和厌氧发酵残留物的资源化利用技术方面取得了关键性突破,筛选出多种具有提高沼气产量、增加生物质转化率的兼性厌氧和专性厌氧菌株,初步形成了秸秆的高效厌氧发酵工艺,研制出具有防病促生作用的沼渣沼液肥料。同时,在农村户用沼气、大中型沼气的建设技术方面也取得了较大进展。
生物液体燃料方面,新奥集团开展了微藻生物柴油研究,在微藻基因改造、高通量筛选技术、立体养殖、高效低成本光生物反应器技术和工业废水回收技术等方面实现了突破,建有目前世界上最先进的微藻油生产设施,年生产微藻油可达10吨以上,整体研究处于国内领先地位。
生物质固化成型技术,河北省研发的生物质固体燃料致密成型机,创新性地设计了自控助压螺旋式推杆,很好地克服了普通螺旋推杆接触部位易损坏的缺点,解决了秸秆含水率过高或过低而影响秸秆压制疏密程度的技术难题,可以根据个人对加工秸秆的用途来调节挤压物的致密程度,生产的燃料棒达到了国家相关标准要求。试制的直燃炊事取暖炉具,燃烧性能稳定,环保指标好,热效率达到70%以上。在秸秆炭化方面,敞口快速炭化窑与速生炭技术为国内首创。