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【關鍵詞】 脛骨內側平臺骨折 有限元分析
合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折是一種較嚴重的平臺骨折,發(fā)生率約占脛骨平臺骨折的10%[1]。這種骨折不僅在內側平臺有較大的骨折塊,還有外側平臺、髁間棘的骨折以及韌帶松弛而合并膝關節(jié)的半脫位,往往需手術治療。但是手術復位固定較困難,目前已有很多固定方法,如內側雙鋼板(MDP)、雙側雙鋼板(BDP)、外側鎖定鋼板+拉力螺釘(LLP)、內側T型單鋼板+拉力螺釘(MSP)等,哪種方法更好仍在不斷的實踐和研究中。Jiang等[1]用生物力學測定的方法比較了以上4種不同內固定方法的穩(wěn)定性,認為MDP最可靠,LLP最差。本研究采用有限元分析方法比較了這4種內固定方法的穩(wěn)定性。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 脛骨 Synbone人工骨,型號1118,瑞士Synthes醫(yī)療器械有限公司。
1.1.2 內固定器材 4.5系統(tǒng)不銹鋼“T”型支撐鋼板及螺釘及3.5系統(tǒng)鈦合金有限接觸動力加壓鋼板(LC-DCP)、螺釘,武進醫(yī)療器械公司。微創(chuàng)內固定系統(tǒng)(LISS),瑞士Synthes醫(yī)療器械有限公司。
1.1.3 三維有限元模型建立的硬件設備及軟件條件 DELL PRESIONTTM 650工作站。醫(yī)學影像控制系統(tǒng)Mimics 10.0(Materiaise′s Interactive Medical Image Control System, UK);有限元分析軟件ANSYS 10.0;計算機輔助設計軟件Pro/Engineer 2001;繪圖軟件Auto CAD 14.0、3D MAX 6.0、CINEMA 4D 9.0;圖像處理軟件Photoshop 10.0。
1.2 方法
1.2.1 有限元模型的重建 對一完整的Synbone人工骨的脛骨(型號1118)進行CT(西門子CT掃描機)斷層成像。在CT成像過程中,將掃描對象置于掃描視野中心,保持縱軸方向不動,掃描條件為:140 kV,320 mA,層厚1 mm。掃描范圍從脛骨平臺到脛骨遠端1/3,得到CT圖片,在Mimics中轉化為數字信號,處理后生成合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折三維CAD模型并輸出,見圖1。
圖1 合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折
三維CAD模型多視角截圖
1.2.2 4種內固定后模型的三維重建 以繪圖軟件Auto CAD、3D MAX、CINEMA 4D等重建內固定物,外形尺寸數據由內固定物的生產商(瑞士Synthes醫(yī)療器械有限公司,江蘇武進醫(yī)療器械公司)提供。將上一步的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折的三維CAD模型導入Pro/Engineer 2001中,將兩部分按實際相對位置和尺寸比例相結合,螺釘在脛骨內部的部分也完全按原比例結合,最終生成三維CAD模型,儲存時的幾何精度與第一步的三維重建模型相同,以確保不損失數據。
1.2.3 4種內固定方法生物力學性能的ANSYS分析
1.2.3.1 網格劃分 將上一步最終生成的CAD模型導入ANSYS軟件,采用ANSYS前處理系統(tǒng),脛骨選擇SOLID98號單元,鋼板采用PLANE42號單元,螺釘采用LINK8號單元,劃分網格,高應力區(qū)自動網格加密處理,獲得合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折不同固定方法的有限元模型。
1.2.3.2 接觸條件 骨骼視為正交各向同性材料,其他所有材料均為彈性材料。拉力螺釘在脛骨平臺及脛骨干內為完全固定,摩擦系數為0.3, 骨折界面摩擦系數亦為0.3,微創(chuàng)內固定系統(tǒng)(LISS)鋼板與螺釘間為剛性連接。
1.2.3.3 載荷及邊界條件 將固定后的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折三維有限元模型遠端固支,即遠端各節(jié)點在X、Y、Z軸上的位移為0。以500、1000、1500 N的縱向靜載荷分別進行加載。
1.2.3.4 生物力學性能分析 對不同固定方法固定后的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折有限元模型分析脛骨近端的應力分布,得出最大應力值。
2 結 果
2.1 應力分布 各模型加載500、1000、1500 N后脛骨近端的應力圖見圖2,最大應力值及其集中部位見表1。從這些結果可以看出,4種固定方法固定后的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折最大應力分布區(qū)域均位于內側骨折塊內。
2.2 應力值 4種固定方法的最大應力值在不同載荷強度下均依次為LLP>MSP>BDP>MDP,LLP固定的最大應力值是其他3種固定方法的2.8~6.3倍。
3 討 論
合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折多由高能量的內翻應力和軸向應力所致,骨折累及包括部分外側平臺、髁間棘及整個內側平臺在內的大塊區(qū)域,通常都伴有一個較大的內側或后內側的“關鍵骨塊”[1]。由于前后交叉韌帶的附著點分別位于髁間棘偏內及后方,因此雖然此型骨折中股骨髁與內側平臺骨塊相互關系仍可保持一致,但外側平臺可因失去了交叉韌帶的控制而向外上方移位,導致膝關節(jié)半脫位。這種骨折非常不穩(wěn)定,預后也較其他類型的平臺骨折差[1-2]。其原因不僅包括骨折時較多的軟組織合并傷,也很大程度上與這種骨折的復位固定較難、術后并發(fā)癥較多有關[3]。這種骨折的處理較難,手術要恢復骨與關節(jié)正確的解剖關系,并給予可靠的固定,以利于膝關節(jié)早期活動。雖然文獻報道有多種治療方法可供選擇,但鋼板內固定仍是最有效的治療方法[1]。
轉貼于 目前臨床上最常用的方法是通過髕旁內側入路使用支撐鋼板結合前后位拉力螺釘固定,這種方法雖然可經單一切口完成骨折固定,但是其對于后內側骨塊的復位及固定均有一定難度。由于膝關節(jié)屈曲時平臺后內側的剪切應力較大,如果這些骨塊復位不佳或固定不穩(wěn)均容易導致內側股骨髁向后下方半脫位,將嚴重影響膝關節(jié)的功能[2]。為了解決這些問題,可采用內外側雙切口聯(lián)合入路的方法。由于人體正常步態(tài)周期中膝關節(jié)應力的60%~75%由內側平臺承載,加之下肢的解剖軸線及機械軸線均位于膝關節(jié)內側方,因此內側平臺骨折的移位趨勢主要是內翻下沉移位。根據這一特點,內側雙鋼板技術被應用于合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折的治療。這項技術仍然使用后內側切口防滑鋼板對后內側骨塊進行復位固定,同時為了增加對內側干骺端的支撐,更有效地對抗內翻及軸向應力,將以往外側的支撐鋼板應用于前內側[1]。此外LISS由于鋼板與螺釘鎖定后具有角穩(wěn)定性,因而可以防止干骺端骨折或累及脛骨內側髁骨折后的內翻塌陷。
本研究中4種方法固定后脛骨近端的應力分布結果表明:MDP固定后的應力最小,其后依次為BDP與MSP,而LLP固定的應力最高。根據骨折固定的生物力學原理,作用在脛骨平臺上的應力主要由剛度較高的內固定物承擔。MDP和BDP固定中2塊鋼板在不同平面上對內側骨折塊進行固定,在這種雙柱固定方式中,應力可以通過2塊鋼板和較多的螺釘均勻分散,從而大大減少了應力集中。MSP固定時內側應力的傳遞主要有2種途徑:一是經鋼板跨過干骺端傳遞至脛骨干,二是通過螺釘將應力傳遞至外側平臺及外側干骺端。由于其應力僅由1塊鋼板及相對較少的螺釘承擔,因此每一承載單元的應力明顯高于MDP和BDP 2種雙柱固定方法。而LLP固定時內側應力大部分是經過作用在內側平臺的鎖定螺釘及拉力螺釘傳遞至外側平臺及外側干骺端,小部分經由骨折接觸面?zhèn)鬟f至脛骨干,由于其承載部位更為有限,因此每一承載單元的應力極高。這種高應力必然導致骨折端的高應變,從骨折愈合角度來講,這種高應變不利于骨折局部骨痂的生長。本研究中選用的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折模型僅是一種相對理想化的模型,臨床上此型骨折還可能伴有干骺端的粉碎和后內側的劈裂等,這些病理變化又加重了骨折端的不穩(wěn)定。通過有限元分析的結果可以看到,LLP固定由于承載部位有限而導致應力較高,因而從生物力學角度看,并不適用于合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折;在局部軟組織允許的條件下,MDP固定是治療合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折較理想的固定方法。
有限元分析是一種新興的虛擬現實技術,在醫(yī)學研究中應用的可靠性已得到公認[5],近年來, 有限元分析方法開始越來越多的被用于骨折內外固定方法的生物力學評價中[1,6],為臨床選擇有效的固定方法提供了實驗依據。
本研究中三維有限元模型的建立采用CT掃描技術,通過對Synbone人工骨結構的掃描,利用ANSYS軟件重建脛骨近端的有限元模型,在此基礎上制備的合并膝關節(jié)脫位的脛骨內側平臺骨折三維有限元模型進行生物力學數據分析。由于這種人工骨是完全按照人體骨的形態(tài)結構制備的,因此其掃描后骨的組織結構和構成比例也與人體骨相似,賦予人體骨的特性參數后完全符合實驗需要。
由于腓骨對應力分散作用的影響較小,僅占4.6%左右[1],因此在分析中我們忽略了腓骨的作用。膝關節(jié)在正常生理活動中要承受彎曲、扭轉、剪切、壓縮等不同類型的復雜應力,其在不同步態(tài)周期及運動狀態(tài)下力的作用類型與大小又有很大差異,但垂直壓縮應力是導致骨折塊移位及內固定失效的最主要成分,因此實驗中我們僅對脛骨平臺施加了垂直方向的靜載荷,以觀察不同固定方法固定后脛骨近端的應力分布情況,不同步態(tài)周期及運動狀態(tài)下的作用結果還有待進一步的研究。
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論文關鍵詞:The,Necessity,andcountermeasures,for,full,use,of,bio-energy,in,rural,areas
生物能源是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,是一種取之不盡、用之不竭的能源。[1]主農村農村生物能源主要是指能源作物、農作物秸、淀粉等物質。生物能源作為綠色能源,具有可再生的特點,而化石能源卻是不可再生能源,這是生物能源的一大優(yōu)勢。根據估算,地球的石油枯竭期最多可延長到百年,而對于中國這個石油資源相對貧乏的國家來說,石油穩(wěn)定供給不會超過20年。而生物能源主要利用淀粉質生物如植物,薯類,作物秸稈等加工成其他燃料,從大范圍來看具有大量的來源。
一、農村生物能源利用的必要性
我國具有豐富的農村生物能源。據測算,我國理論生物質能資源相當于50億噸標準煤左右,是目前國內總能耗的2.5倍左右。目前,可作為能源利用的生物質能約折合5億噸標準煤,主要是能源作物、農作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾等。農作物秸稈年產量約6億噸,除去用于飼料、肥料和其他工業(yè)原料外,至少有一半以上可用于生物質能開發(fā)和利用。
1、改善我國能源結構 當前,能源短缺、價格暴漲和環(huán)境惡化已成為世界關注的焦點。促進生物能源的開發(fā)利用,實現經濟社會的可持續(xù)發(fā)展,是當今世界的必然選擇。生物能源是當今世界無可爭議的可持續(xù)能源,從戰(zhàn)略上說,世界最終將轉入生物能源的永續(xù)利用。人類使用的三大主要能源是原油、天然氣和煤炭,這些化石能源都是不可再生的能源,遲早要枯竭。據國際能源機構的統(tǒng)計,這三種能源還能供開采的年限,分別只有40年、50年和240年。[2]開發(fā)新能源已成為人類發(fā)展中的緊迫課題免費論文。我國生物能源資源豐富in,可循環(huán)使用,又不污染,必將取代化石能源成為能源供應的主體,調整能源結構是近期的重要任務。
2、緩解能源緊張狀況 能源是國民經濟的“糧食”和“血液”。能源的穩(wěn)定供應是國民經濟健康可持續(xù)發(fā)展的根本保障和前提。世界性能源供給形勢日趨緊張。再加上作為世界石油主要供給地的中東地區(qū)的局勢不穩(wěn),導致石油價格一直居高不下。另一方面,與能源問題密切相關的是環(huán)境問題。解決環(huán)境問題,制定地球暖化對策等問題已成為當務之急。在這種形勢下,進入本世紀以來歐美、中國以及俄羅斯都相繼開始轉變能源基本政策。預計到2010年,中國石油供需缺口1億噸,天然氣缺口400億立方米。因此,開發(fā)潔凈生物能源已成為緊迫的課題。[3]
3、減少環(huán)境污染通過轉化農作物秸稈,充分利用農業(yè)資源,有利于環(huán)境保護。對農作物秸稈的處理一直是一個棘手的問題,目前,中國農村處理秸稈主要采取傳統(tǒng)的焚燒辦法,這一辦法不僅造成資源的浪費,而且還造成煙霧污染,使城鄉(xiāng)居民感染呼吸道疾病增加,并且煙霧覆蓋機場和高速公路,致使能見度降低,影響正常的交通運輸,并可能引發(fā)重大事故。而隨著生物能源轉換技術日臻成熟,這一狀況將徹底改變。通過綜合利用莊稼廢料,既可生產出有用的能源,又保護了環(huán)境。
4、促進農民增收 農村生物能源開發(fā)利用投入少,收益多,能帶來的經濟效益更明顯。在促進農村經濟發(fā)展的背景下,要讓人民群眾看到收益,在農村生物能源的開發(fā)工作中一個重要任務是增加農民的收入,這也是中央提出的以人為本的科學發(fā)展觀的前提。利用生物能源提高人民群眾收入的主要途徑:一是出售農作物秸稈,用于造紙、生產膠合板等建筑材料以及發(fā)電等;二是種植能源植物,如不少地區(qū)種植木薯用于生產乙醇,形成了產業(yè)鏈,增加了農民收入。
二、農村生物能源利用存在的問題
雖然中國生物能源開發(fā)利用取得很大成績,法規(guī)和政策體系不斷完善,但生物能源的利用仍不能滿足可持續(xù)發(fā)展的需要,存在的主要問題是:
1.對開發(fā)生物能源戰(zhàn)略意義認識不清我國人口眾多,能源資源相對匱乏。人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半,石油僅為十分之一。煤炭、石油、天然氣剩余可采儲量均僅夠開采到即將到來的下世紀中葉或更早。發(fā)展生物能源對實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的意義、對減排溫室氣體的意義沒有得到充分的、廣泛的熟悉。對中心積極地、因地制宜地發(fā)展生物能源的方針落實不夠。有的地區(qū)沒有編制生物能源的長遠規(guī)劃和年度計劃。
2.激勵政策不夠完善 從國外的經驗看in,政府支持是發(fā)展生物能源的關鍵。國際上,不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家,生物能源的發(fā)展離不開政府的支持如激勵、稅收、補助、低息貸款、加速折舊、幫助開拓市湯等一系列的優(yōu)惠政策,這是生物能源產業(yè)發(fā)展的初始動力。我國生物能源推廣應用的地區(qū)多為邊遠貧困地區(qū),社會效益顯著,但經濟效益不高,更需要國家和各級政府的激勵和支持。
3.財政投入不足 八十年代以來,國家為推動生物能源的發(fā)展,采取了事業(yè)費補貼、研究與發(fā)展補貼、投資貼息和項目補貼等政策。但是,同國外比較,我國政府對生物能源的投入太少。迄今為止,我國生物能源建設項目還沒有規(guī)范地納入各級財政預算和計劃,成為阻礙其發(fā)展的重要因素。由于投入過少,缺乏足夠的開發(fā)與研究,不少關鍵性設備不得不進口,如大中型風機幾乎全部依靠進口,導致發(fā)展緩慢,產業(yè)化、商品化程度低。
4.技術開發(fā)能力和產業(yè)體系薄弱 生物能源的技術水平較低,缺乏技術研發(fā)能力,設備制造能力弱,技術和設備生產依賴進口,技術水平和生產能力與國外先進水平差距較大。同時,生物能源資源評價、技術標準、產品檢測和認證等體系不完善,人才培養(yǎng)不能滿足市場快速發(fā)展要求,沒有形成支撐生物能源產業(yè)發(fā)展的技術服務體系免費論文。[4]總體來看,中國在新的生物能源領域技術研發(fā)力量分散,在關鍵技術上長期難以突破,產業(yè)體系零散雜亂,相關企業(yè)良莠不齊,整體技術水平不高產品質量和技術服務缺乏保障,還沒有進入持續(xù)穩(wěn)定的產業(yè)成長階段。
三、充分利用農村生物能源的對策
1.提高農村生物能源利用的意識 利用各種新聞媒體和宣傳渠道,對廣大農民利用和再利用可再生生物能源的教育,要把環(huán)境資源意識與健康意識、經濟意識、節(jié)約意識和社會意識緊密聯(lián)系在一起,特別針對農民講現實、講實惠的特點,幫助他們算好幾筆帳。諸如經濟帳、環(huán)境帳、資源帳、身體帳、家庭帳、社會帳等等。通過算帳等方式,切實增強廣大農民對可再生生物能源的認識,對可再生生物能源利用和再利用的主動性和積極性,對化解環(huán)境資源矛盾的自覺性和創(chuàng)造性。
2加強政策引導 一是要加強示范項目的建設,通過農村能源成功模式的推廣in,用效益吸引農民群眾和業(yè)主,主動參與項目建設。二是積極爭取國家對農村能源建設的投入。充分運用國家資金,引導農民群眾和業(yè)主開展項目建設。三是研究制訂有關扶持政策,鼓勵生態(tài)能源建設,激發(fā)農戶和業(yè)主參與綜合開發(fā)的積極性。三是明令禁止焚燒農作物秸稈。1999 年初,為保護生態(tài)環(huán)境,防止秸稈焚燒污染,保障人體健康,維護公共安全,根據《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》,國家環(huán)境保護總局、農業(yè)部、財政部、鐵道部、交通部、國家民航總局聯(lián)合制定了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》。同年,農業(yè)部選擇10 個焚燒秸稈造成嚴重影響的大城市郊區(qū)和4 條高速公路沿線,作為秸稈綜合利用和禁燒的重點地區(qū),集中投入,推廣秸稈綜合利用技術。
3、加大財政投入力度 要切實加大對農村建設、農業(yè)發(fā)展和農民脫貧致富的政策扶持力度,政府財政預算安排盡可能向農村傾斜,支持科技推廣項目、節(jié)能降耗項目、環(huán)境保護項目和循環(huán)經濟項目的開發(fā)建設;建立發(fā)展農業(yè)循環(huán)經濟促進體系,包括綠色產品質量認證機制、價格調控補貼機制、市場機制、激勵機制等。在資金使用上,以項目支持為主,采取墊付、預付、追加補助等形式。與此同時,還應該大力開辟籌資渠道,采用多種開發(fā)利用模式,促進農村生物能源利用和再利用,推進農村先進生產力建設。國家財政每年拿出一部分資金以支持廣大農村地區(qū)推廣秸稈氣化技術,解決農民用能問題和緩解農村環(huán)境污染。
4、加大科技投入力度 要切實加大對農村廢生物能源新技術、新工藝、新產品開發(fā)和使用的科技投入力度,盡可能多地開發(fā)適應農村生產生活特點的技術、工藝和產品,盡可能多地開展科技下鄉(xiāng)活動,給廣大農村送去科技知識、節(jié)能降耗產品和技術,幫助解決廢生物能源利用和再利用的工藝困難,如沼氣產、供、用系統(tǒng)工程技術,節(jié)能降耗技術,有機肥與無機肥合理搭配、科學施用技術等,幫助農民提升科技素質水平和科技產品應用能力。
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關鍵詞:低碳生物技術;法律激勵機制;運行;完善
[中圖分類號]Q81 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-7287(2011)03-0013-10
一、低碳生物技術的地位與法律支持
1、低碳生物技術與當代能源、環(huán)境問題
當前,全球能源與環(huán)境問題愈演愈烈,能源資源的短缺以及能源過度的開發(fā)利用對環(huán)境產生的影響成為世界共同關心的話題。以往,各國為解決本國的能源與環(huán)境問題,大多以利用現有的能源資源為出發(fā)點,試圖最大限度地控制世界能源資源,特別是傳統(tǒng)化石能源,以保證國家能源安全。如今,在低碳發(fā)展的束下,通過技術進步、發(fā)展新能源和可再生能源以滿足不斷增長的能源需求以及環(huán)境保護的需要,成為各國經濟發(fā)展優(yōu)先考慮的方向。其中,大力發(fā)展生物技術,不僅能有效地利用地球現有豐富的生物原料,還可以通過工業(yè)過程達到生產能源的目的。生物技術既可以充分利用資源、實現能源生產,又滿足了低碳發(fā)展的需要,應該得到廣泛的重視。
生物技術是應用自然科學和工程學的原理,依靠生物作用劑的作用將物料進行加工以提品或為社會服務的大幕?,F代生物科學發(fā)展迅速,以分子生物學理論為先導、以基因工程等技術為核心的現代生物技術已經開啟了大規(guī)模工業(yè)化應用的時代。人們開始運用生物學的方法以及現代工程科學所開拓的新技術和新工藝,對生物體進行不同層次的設計、控制、改造或模擬,對現代社會產生了巨大的影響。
在低碳經濟的大背景下,生物技術應用于能源與環(huán)境等領域能緩解能源需求,改善環(huán)境,實現經濟與社會的可持續(xù)發(fā)展。利用生物技術,以可再生資源生物質為原料,大規(guī)模生產人類所需要的能源、材料和化學品等,是解決目前人類面臨的能源及環(huán)境危機的有效手段之一。目前在生物技術中,低碳生物技術主要包括生物能源技術、生物材料技術、污染治理生物技術等,其中生物能源技術作為重要的能源清潔技術,具有很大的潛力和良好的發(fā)展前景。
2、低碳生物技術的發(fā)展狀況與法律支持
當前生物技術得到了越來越多的應用,也發(fā)揮著越來越大的作用,特別是在推動生物質能的轉化及生產方面,生物技術發(fā)揮著關鍵作用,通過產業(yè)化運作,實現清潔可再生能源的規(guī)模生產,是生物能源技術的價值所在?,F代生物質能的發(fā)展方向是高效清潔利用,將生物質轉換為優(yōu)質能源,包括電力、燃氣、液體燃料(燃料酒精、丁醇、生物柴油等)和固體成型燃料等,其中生物質發(fā)電包括農林生物質發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電等。生物質能具有資源量大、相對集中、能量品位較高的特點,在各國的可再生能源規(guī)劃中占據著十分重要的地位。據世界經濟合作與發(fā)展組織(OECD)預測,到2030年生物經濟將初具規(guī)模,屆時將有35%的化學品和其他工業(yè)產品來自生物產業(yè),二氧化碳的年排放量也將隨之減少10-25億噸。其中,工業(yè)生物技術的貢獻率將達到39%。隨著生物能源技術的進步,生物質能的優(yōu)勢和成本不斷下降,生物質能必將在未來世界的能源結構中占有一席之地。
20世紀90年代以來,以燃料乙醇和生物柴油為代表的第一代生物質能得以發(fā)展。目前,美國為世界第一大燃料乙醇生產國,巴西位居第二,歐盟各國則是最主要的生物柴油生產地,其他國家也都在積極發(fā)展生物質能。生物質能的發(fā)展帶來糧食種植結構偏重玉米、糧食供應總量下降、糧食(油料)價格振蕩上升、糧食危機引發(fā)動蕩等一系列問題。因此,開發(fā)第二代、第三代生物燃料(即非糧生物燃料)成為世界各國關注的重要議題。但由于麥稈、草和木材等農林廢棄物為主要原料(第二代生物燃料)的技術成本較高,真正商業(yè)化的項目較少;而第三代生物燃料是以微藻為原料的生物燃料,其油脂很難提煉,從海藻中提煉生物燃料的研究正處于實驗室階段,距離商業(yè)化還較遠。因此,第一代生物質能短期內不會被第二、三代生物燃料所替代,第二、三代生物質能將是人類的理性選擇,也是生物燃料必然的發(fā)展方向。我國生物質資源豐富,主要有農作物秸稈、樹木枝丫、畜禽糞便、能源作物(植物)、工業(yè)有機廢水、城市生活污水和垃圾等。據估算,我國可用于發(fā)電的生物質能,近期可達5億噸標煤,遠期可達到10億噸標煤以上,如果充分利用農林生物質,生物質能裝機容量可達1.5億千瓦以上。
目前,我國已經具備了低碳生物技術發(fā)展所需的基礎條件。譬如,擁有全球最大規(guī)模的發(fā)酵產業(yè)基礎、形成了現代生物工業(yè)產業(yè)群體與產業(yè)化條件、擁有一支技術創(chuàng)新研發(fā)隊伍與相應的平臺條件。此外,在酶工程、發(fā)酵工程與過程工程等領域我國具有一定的技術基礎,大宗發(fā)酵產品具有國際競爭優(yōu)勢,生物塑料、生物能源、生物基化工材料等快速發(fā)展,多種產品的規(guī)模為全球最大。雖然如此,我國的生物能源技術與美國、巴西等國相比還有一定差距,在技術創(chuàng)新和產業(yè)化方面還有待加強。我國目前生物質能與生物能源技術發(fā)展面臨的困難主要有:①生物質資源不足、品質不佳、收集困難、難于轉化。生物質燃料需要大量的能源植物做支撐,但對于中國這種糧食需求很大的國家,不可能大規(guī)模利用糧食作物作為主要原料,加上第二、三代生物質能還難以商業(yè)推廣,造成了生物質原料供給的不穩(wěn)定。②生物質能分散的特點適合發(fā)展中小企業(yè)規(guī)模的項目,但中小企業(yè)在資金和技術上沒有優(yōu)勢,在技術革新方面的能力和動力都不足。③生物轉化工藝成本高,生物能源終端產品品質不佳、產品標準欠缺。④自主技術開發(fā)亟待突破。生物質能利用技術仍處于產業(yè)化發(fā)展初期,特別是缺乏具有自主知識產權的核心技術,使得生物質能產業(yè)在基礎技術研究、新產品研發(fā)和應用技術創(chuàng)新等方面存在技術含量低、產品單一等問題。
低碳生物技術需要通過商業(yè)應用和市場推廣才能實現其經濟與社會效用,而低碳生物技術的進步也因其經濟與社會效應得到進一步提升,這是一個相互促進的過程。然而,在低碳生物技術的發(fā)展前期,市場機制不完善以及前景不明朗使得技術研發(fā)及其推廣動力不足。因此,低碳生物技術以及生物質能開發(fā)需要各種激勵舉措提供助力,盡快實現從技術到市場的過渡。國家通過各種激勵機制促進生物技術革新,引入投資以及完善技術研發(fā)平臺,再配合以市場機制的共同作用,帶動生物技術在生物質能等領域實現規(guī)?;?、產業(yè)化發(fā)展。與此同時,生物技術及生物質能產業(yè)作為新興的產業(yè),
不可避免會產生盲目發(fā)展的現象,因此,需要政策與法律引導。總之,政策與法律的扶持與引導是低碳生物技術得以快速發(fā)展的重要保障和推動力:通過合理的制度設計,對低碳生物技術發(fā)展進行規(guī)劃,明確其戰(zhàn)略地位,有助于消除市場對其發(fā)展前景的疑慮,為其發(fā)展指明方向;通過有效的激勵機制,促進低碳生物技術的研發(fā)與推廣,推動技術和產業(yè)同時駛入發(fā)展的快車道。法律激勵機制對低碳生物技術發(fā)展的重要作用決定了我們必須重視激勵制度的設計,保證其高效性,同時也要關注其現實運行的狀況,保證其有效性,如此,各種激勵機制才能真正形成積極效應。
二、低碳生物技術法律激勵機制的確立
我國十分重視低碳生物技術的發(fā)展,特別在生物質能領域,國家出臺了許多法律與政策以推動和保障生物質能技術的研發(fā)和產業(yè)化,在注重規(guī)劃的同時也在各類鼓勵技術研發(fā)的目錄中將其收入,以使低碳生物技術具有良好的發(fā)展環(huán)境。隨著我國將生物質能作為國家能源結構調整、節(jié)能減排的一項重要戰(zhàn)略規(guī)劃,低碳生物技術必將擁有廣闊的發(fā)展前景。
1、現有的激勵框架
在政策與規(guī)劃方面,《可再生能源中長期規(guī)劃》根據我國經濟與社會發(fā)展需要和生物質能利用技術狀況,提出了重點發(fā)展生物質發(fā)電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。到2020年,生物質發(fā)電總裝機容量達到3000萬千瓦,生物質固體成型燃料年利用量達到5000萬噸,沼氣年利用量達到440億立方米,生物燃料乙醇年利用量達到1000萬噸,生物柴油年利用量達到200萬噸。國家“十二五”規(guī)劃在第二十九章“造就宏大的高素質人才隊伍”中提到了對生物技術以及能源資源領域人才隊伍的協(xié)調發(fā)展。此外,“十二五”規(guī)劃還在其他3處提出了生物質能:一是在第七章“改善農村生產生活條件”中提到了“實施新一輪農村電網升級改造工程,大力發(fā)展沼氣、作物秸稈及林業(yè)廢棄物利用等生物質能和風能、太陽能,加強省柴節(jié)煤爐灶炕改造”的內容。二是在第十章“培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)”中提出“新能源產業(yè)重點發(fā)展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風電技術裝備、智能電網、生物質能”。三是在第十一章“推動能源生產和利用方式變革”中提出“積極發(fā)展太陽能、生物質能、地熱能等其他新能源”的原則?!秶鴦赵宏P于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》(國發(fā)[2010]32號)也將節(jié)能環(huán)保產業(yè)、生物技術和因地制宜開展生物質能作為重點的發(fā)展方向。
在鼓勵技術研發(fā)方面,國家中長期科學與技術規(guī)劃、“973”和“863”計劃等都將工業(yè)生物技術列為攻關重點之一。《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》中也有關于重點和優(yōu)先提高生物質能等可再生能源技術的內容?!秶腋呒夹g產業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》認為:“生物產業(yè)將成為未來經濟發(fā)展的主導產業(yè)。要充分發(fā)揮我國特有的資源優(yōu)勢和技術優(yōu)勢,著力發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農業(yè)、生物能源和生物制造,保護和開發(fā)特有生物資源,保障生物安全”。國家發(fā)改委、科技部、工信部、商務部、知識產權局于2011年6月了《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南(2011年度)》,確定了當前優(yōu)先發(fā)展的包括生物、新材料、先進能源、節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用以及高技術服務等10大產業(yè)中的137項高技術產業(yè)化重點領域,生物技術、先進節(jié)能技術等包含在其中。《可再生能源產業(yè)發(fā)展指導目錄》、《產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本)》也將生物質生產技術和設備納入產業(yè)調整的范圍。近幾年的《國家先進污染防治示范技術名錄》和《國家鼓勵發(fā)展的環(huán)境保護技術目錄》也將生物質資源綜合利用、生物污染治理等技術列入其中。
在立法方面,20世紀90年代以來,中央和各地方政府出臺了一系列的法律法規(guī),在不同層面上支持可再生能源產業(yè)的發(fā)展。《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國節(jié)能源法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國循環(huán)經濟促進法》等法律,都作出了關于鼓勵開發(fā)利用清潔能源的規(guī)定,《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國促進科技成果轉化法》則為科學研究、技術開發(fā)與科學技術應用及成果轉化提供了法律制度框架。特別是《中華人民共和國可再生能源法》(以下簡稱《可再生能源法》)的頒布和實施,正式確立了可再生能源在國家能源戰(zhàn)略中的地位,包括生物質能在內的可再生能源發(fā)展進人了新的發(fā)展時期,為低碳生物技術的應用提供了更為堅實的法律制度保障。
2、具體激勵機制的建立
有了國家政策與法律的制度保障,低碳生物技術就有了明確的發(fā)展方向和良好的發(fā)展環(huán)境。同時,低碳生物技術從研發(fā)、項目建設到推廣都需要實實在在的激勵措施,因此,還需要更為具體的制度設計和及時有效的執(zhí)行。當然,生物能源與生物技術的發(fā)展最終要靠市場,要立足于提高產業(yè)自身競爭力,符合社會發(fā)展的需要,這樣才能保持產業(yè)長遠的發(fā)展。在發(fā)展初期,實施國家的各種激勵機制將有助于突破制因素,加快產業(yè)發(fā)展進程。此外,激勵不能只限于某些措施或某些方面,而應將其作為一個綜合系統(tǒng)工程來看待,使各種激勵措施形成一個有機聯(lián)系的整體,這樣激勵機制才能發(fā)揮積極而有效的作用。具體而言,以下一些激勵措施與行動應是當前低碳生物技術發(fā)展的關鍵著力點:
①統(tǒng)籌規(guī)劃與束性目標。低碳生物技術的發(fā)展離不開社會對生物質能源的需求,生物質能的發(fā)展也需要低碳生物技術的支持和推動。制定長遠發(fā)展戰(zhàn)略或發(fā)展路線圖是世界上大多數國家發(fā)展生物質能的成功經驗之一。統(tǒng)籌規(guī)劃是準確定位生物質能和低碳生物技術的重要途徑,一個長遠的能源及其技術發(fā)展規(guī)劃就確定了一國未來各種能源及其技術發(fā)展的走向。許多發(fā)達國家先制定一定階段內生物質能在國家能源結構中的束性目標和計劃,在此框架之下,出臺一系列的優(yōu)惠政策,并通過市場經濟的手段鼓勵各界投資和利用。
為了確保可再生能源發(fā)展目標的實現,許多國家制定了支持可再生能源發(fā)展的法規(guī)和政策。德國、丹麥、法國、西班牙等國采取優(yōu)惠的固定電價收購可再生能源發(fā)電量;英國、澳大利亞、日本等國實行可再生能源強制性市場配額政策;美國、巴西、印度等國對可再生能源實行投資補貼和稅收優(yōu)惠等政策。
美國、巴西、瑞典是世界上生物質開發(fā)利用最多的國家之一,這些國家都強制推行了生物質能在能源結構中的束性目標。1999年8月,美國頒布了《開發(fā)和推進生物基產品和生物能源》的第13134號總統(tǒng)令,提出到2010年生物基產品和生物能源增加3倍,到2020年增加10倍,每年為農民和鄉(xiāng)村經濟新增200億美元的收入和減少1億噸碳排放量;同年國會通過了“生物質研發(fā)法案”。2002年美國制訂了《生物質技術路線圖》并成立了“生物質項目辦公室”及“生物質技術咨詢委員會”。2005年8月布什簽署的《國家能源政策法
案》中制訂了可再生燃料標準(RFS),RFS明確指出必須在汽油中加入特定數目可再生燃料且每年將遞增。2007年12月的《能源獨立和安全法案》又制訂了更為嚴格的可更新燃料標準:到2022年用于運輸的可再生燃料至少要達到360億加侖/年。巴西作為世界上唯一在全國范圍內不供應純汽油的國家,其乙醇的生產量僅次于美國,而出口量位居世界第一。燃料乙醇在巴西能源總量中的比重從1975年的5%增至2008年的16%,并且占到巴西可替代能源總量的35%。早在20世紀70年代,瑞典就頒布了一系列強制性的有關能源合理化使用和節(jié)能的法律、法規(guī),并隨著技術的發(fā)展不斷進行修訂完善,以此來指導、規(guī)范企業(yè)的行為。在1998-2002年間,瑞典就投入了25億瑞典克朗用作長期的氣候研究,在2003年又提供3億瑞典克朗基金給交通和能源部門用作改善氣候環(huán)境。在政府及巨額投資支持下,瑞典生物質能利用技術得到迅猛發(fā)展。
我國在《可再生能源中長期規(guī)劃》中提出了可再生能源的發(fā)展目標:2010年可再生能源消費量達到能源消費總量的10%,到2020年達到15%。在生物質能領域,根據國家能源局最新的規(guī)劃,我國2015年生物質發(fā)電裝機要達到1300萬千瓦(較2010年增長160%)、集中供氣達到300萬戶、成型燃料年利用量達到2 000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達到300萬噸,生物柴油年利用量達到150萬噸。數據顯示,2010年我國農村以秸稈為燃料的生物質發(fā)電裝機突破500萬千瓦。從這些數據來看,生物質能已經基本達成《可再生能源中長期規(guī)劃》中2010年的目標。這些目標的達成基本上是通過地方基層加強本地域的生物質利用(特別是沼氣)的成果,是自上而下的推動方式,其依據如國家能源局的《國家能源局關于推薦綠色能源縣的通知》(國能新能[2009]343號)等,并沒有給對企業(yè)設定相應的生物質能甚至可再生能源在能源生產中的束性目標,而是通過鼓勵農民消費綠色能源來引導資源整合,是一種鼓勵性而非強制性的方法。
隨著各地對生物質的利用率逐漸升高,特別是農村地區(qū)資源綜合利用水平的提高,進一步發(fā)展生物質能將會重新遭遇瓶頸,鼓勵性的推廣只能利用現有的成熟生物轉化技術,對低碳生物技術的革新要求并不高,難以對低碳生物技術研發(fā)產生足夠的推動力。因此,未來我國不僅應當繼續(xù)推廣農村生物質能的應用,還應在發(fā)電、生物燃料、運輸等領域設定強制性的生物質使用比例目標,并根據其技術革新的程度設定彈性的財稅優(yōu)惠措施,如此,才能更快地推動生物能源技術的發(fā)展。
事實上,在實現可再生能源發(fā)展目標的大背景下,我國在發(fā)電領域已經有了一些束性目標的嘗試,如“十一五”規(guī)劃中明確提出:“實行優(yōu)惠的財稅、投資政策和強制性市場份額政策,鼓勵生產與消費可再生能源,提高在一次能源消費中的比重”?!犊稍偕茉粗虚L期規(guī)劃》提出了對非水電可再生能源發(fā)電規(guī)定強制性市場份額目標:到2010年和2020年,大電網覆蓋地區(qū)非水電可再生能源發(fā)電在電網總發(fā)電量中的比例分別達到1%和3%以上;權益發(fā)電裝機總容量超過500萬千瓦的投資者,所擁有的非水電可再生能源發(fā)電權益裝機總容量應分別達到其權益發(fā)電裝機總容量的3%和8%以上。但這些規(guī)定在現實中缺乏配套的實施細則,導致很多發(fā)電企業(yè),特別是小企業(yè)難以執(zhí)行。而作為《可再生能源法》修改后被寄予厚望的“可再生能源并網配額管理辦法”遲遲不能出臺,其原因除了對配額的比例仍有爭議之外,來自電網及大發(fā)電企業(yè)的阻力也是重要的阻礙因素。除了發(fā)電外,生物液體燃料方面也應借鑒美國和巴西等國家的經驗,設定一定的混合燃料比例,以促進生物燃料技術的進步。
②研發(fā)投入支持。技術進步是提高產業(yè)競爭力的重要因素,也是解決能源與環(huán)境問題的有效方案。要實現生物能源技術的突破,研發(fā)與示范階段的資金投入是必要的保障條件。在一般的情形下,技術研發(fā)與示范應采取國家投資和社會多元化投資相結合的方式以保證充足的資金和實現良性的技術競爭。
目前我國部分生物質利用轉化技術達到了國際先進水平,但總體技術水平仍比較滯后,主要體現為:在氣體燃料方面,雖然我國沼氣產業(yè)起步較早,但沼氣技術仍停留在小規(guī)模的戶用沼氣層面,大規(guī)模、產業(yè)化地利用沼氣的技術與裝備都有待開發(fā)。在液態(tài)生物質燃料方面,燃料乙醇的生產技術水平與國際先進水平存在較大的差距,目前國內生物柴油生產僅有幾家民營企業(yè)采用原始的且會造成環(huán)境污染的液堿酯交換技術,而在國際上高壓醇解法已經進入中間試驗階段。在生物質固體成型燃料方面,生產設備簡陋,難以為生物質成型燃料的大規(guī)模生產提供保障。聯(lián)產大宗化工產品和生物可降解精細化工產品在國外已經形成新興行業(yè),而我國大部分產品尚未研制,而生產這些化工產品是增加生產企業(yè)利潤的重要途徑。因此,我國生物質能源產業(yè)要進一步發(fā)展就要力爭突破技術瓶頸,加大對生物能源技術研究與開發(fā)的資助,確保跟上世界生物能源技術發(fā)展的步伐。
據《可再生能源中長期規(guī)劃》的投資估算,2006~2020年,我國將新增2800萬千瓦生物質發(fā)電裝機,按平均每千瓦7000元測算,需要總投資2000億元;新增6200萬戶農村戶用沼氣,按戶均投資3000元測算,需要總投資1900億元;加上大中型沼氣工程、太陽能熱水器、地熱、生物液體燃料生產和生物質固體成型燃料等,預計實現規(guī)劃的2020年可再生能源目標任務的總投資將需2萬億元。如此大規(guī)模的投資不僅應應用到現有技術的推廣方面,也應保證足夠的資金投入技術研發(fā)與示范領域。
《國家高技術產業(yè)發(fā)展項目管理暫行辦法》(國家發(fā)改委[2006]第43號)規(guī)定,對經批準列入國家高技術產業(yè)發(fā)展的項目計劃,給予中央預算內投資補助或貸款貼息。生物能源技術作為國家高技術的內容之一,符合國家重點扶持和優(yōu)先發(fā)展的方向,因此,應該享受一定的研發(fā)與示范資金支持。在財政部的《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》(財建[2007]371號)中也明確規(guī)定了可再生能源開發(fā)利用的科學技術研究項目,需要申請國家資金扶持的,通過“863”、“973”等國家科技計劃(基金)渠道申請,不適用可再生能源發(fā)展專項資金。因此,在目前階段,技術研發(fā)一般不享受生物能源領域的資金支持,而只適用技術項目的支持。根據上述有關規(guī)定,國家高技術項目的資金來源包括項目單位的自有資金、國家補貼資金、國務院有關部門或地方政府配套資金、銀行貸款以及項目單位籌集的其他資金。項目資金原則上以項目單位自籌為主,國家采用資金補貼的方式予以支持。
雖然國家對生物能源技術給予了高度重視,安排了相應的資金支持項目,地方也配套有相應的研發(fā)資金支持規(guī)定(如《重慶市高技術產業(yè)發(fā)展項目管理暫行辦法》),但總體而言,國家在生物能源技
術研發(fā)方面的支持力度還不夠,且這些項目要求的條件和成果較高,一般的中小企業(yè)項目很難申請到相匹配的資助。與此同時,企業(yè)研發(fā)投入的資金規(guī)模還較小,尚未真正成為技術創(chuàng)新的主體,目前,我國工業(yè)企業(yè)研發(fā)支出僅占銷售收入的0.8%,遠低于發(fā)達國家4%的水平。產學研緊密結合的機制沒有形成,科技與經濟脫節(jié)的問題仍然突出。目前,我國科技成果轉化率僅為25%左右,而發(fā)達國家高達60%。為此,國家稅務總局于2008年《企業(yè)研究開發(fā)費用稅前扣除管理辦法(試行)》(國稅發(fā)[2008]116號),規(guī)定企業(yè)從事《國家重點支持的高新技術領域》和國家發(fā)改委等部門公布的《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南》規(guī)定項目的研究開發(fā)活動,其在一個納稅年度中實際發(fā)生的直接研發(fā)活動產生的費用支出,允許在計算應納稅所得額時按照規(guī)定實行加計扣除。
技術研發(fā)是實現產業(yè)化的第一步。目前我國在這方面的資金支持還不夠,范圍不廣,管理不規(guī)范,未來不僅需要加大對生物能源技術研發(fā)的投入,還要完善“產-研-政”之間有效的溝通和成果轉化機制,形成完整的從研發(fā)到政策支持到產業(yè)化的體系,如此,才能在起跑線上贏得先機。
③財政與稅收優(yōu)惠。財政稅收優(yōu)惠是經濟發(fā)展的重要杠桿、產業(yè)調整的風向標,也是最基礎、應用最廣泛的激勵措施。我國目前對低碳生物技術的財稅激勵措施主要體現在生物能源方面,這是不夠的,還應基于此而擴充到全部低碳生物技術領域。目前,相關財稅激勵和補助措施主要表現在:
一是建立風險基金,實施彈性虧損補貼。財政部、國家發(fā)改委、農業(yè)部、國家稅務總局、國家林業(yè)局2006年頒布《關于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》(財建[2006]702號)提出了堅持產業(yè)發(fā)展與財政支持相結合,鼓勵企業(yè)提高效率的原則。此外,為化解石油價格變動對發(fā)展生物能源與生物化工所造成的市場風險,為市場主體創(chuàng)造穩(wěn)定的市場預期,將建立風險基金制度與彈性虧損補貼機制。當石油價格高于企業(yè)正常生產經營保底價時,國家不予虧損補貼,企業(yè)應當建立風險基金;當石油價格低于保底價時,先由企業(yè)用風險基金以盈補虧,如果油價長期低位運行,將啟動彈性虧損補貼機制。
二是原料基地與秸稈能源化利用補助。為保障生物能源和生物化工原料供應,切實做到發(fā)展生物能源和生物化工不與糧爭地,財政部《生物能源和生物化工原料基地補助資金管理暫行辦法》(財建[2007]435號)對生物能源和生物化工定點和示范企業(yè)提供原料的基地發(fā)放補助(林業(yè)原料基地補助標準為200元/畝,農業(yè)原料基地補助標準原則上核定為180元/畝)。為加快推進秸稈能源化利用,培育秸稈能源產品應用市場,《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)規(guī)定對符合支持條件的(從事秸稈成型燃料、秸稈氣化、秸稈干餾等秸稈能源化生產的)企業(yè),根據企業(yè)每年實際銷售秸稈能源產品的種類、數量折算消耗的秸稈種類和數量,中央財政按一定標準給予綜合性補助。
三是上網電價及費用分攤激勵。目前我國采取財政補貼和電網分攤相結合的方式促進可再生能源發(fā)電?!犊稍偕茉窗l(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》(發(fā)改價格[2006]7號)中明確了可再生能源發(fā)電價格實行政府定價和政府指導價(通過招標確定的中標價格)兩種形式。可再生能源發(fā)電價格高于當地脫硫燃煤機組標桿上網電價的差額部分,在全國省級及以上電網銷售電量中分攤。生物質發(fā)電項目上網電價實行政府定價的,由國務院價格主管部門分地區(qū)制定標桿電價,電價標準由各省(自治區(qū)、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價組成。補貼電價標準為每千瓦時0.25元。發(fā)電項目自投產之日起,15年內享受補貼電價;運行滿15年后,取消補貼電價。自2010年起,每年新批準和核準建設的發(fā)電項目的補貼電價比上一年新批準和核準建設項目的補貼電價遞減2%。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項目,視同常規(guī)能源發(fā)電項目,執(zhí)行當地燃煤電廠的標桿電價,不享受補貼電價。2010年7月,國家發(fā)改委《關于完善農林生物質發(fā)電價格政策的通知》(發(fā)改價格[2010]1579號),規(guī)定對農林生物質發(fā)電項目實行標桿上網電價政策,未采用招標確定投資人的新建農林生物質發(fā)電項目,統(tǒng)一執(zhí)行標桿上網電價每千瓦時0.75元(含稅)。通過招標確定投資人的,上網電價按中標確定的價格執(zhí)行,但不得高于全國農林生物質發(fā)電標桿上網電價。已核準的農林生物質發(fā)電項目(招標項目除外),上網電價低于上述標準的,上調至每千瓦時0.75元;高于上述標準的國家核準的生物質發(fā)電項目仍執(zhí)行原電價標準。由于我國各個地區(qū)的煤電標桿電價水平差異大,使得各地生物質發(fā)電項目的實際上網電價差別很大,如何協(xié)調和平衡各地的生物質發(fā)電上網電價也是價格政策研究的重點之一。國務院價格主管部門應根據各類生物質能技術的技術特點和不同地區(qū)的情況,按照有利于生物質能發(fā)展和經濟合理的原則,研究和完善生物質發(fā)電項目的分類價格政策,促進生物質發(fā)電項目的進一步發(fā)展。
四是可再生能源專項基金資助。根據原《可再生能源法》規(guī)定要求,財政部設立了可再生能源發(fā)展專項資金,后來配套了《可再生能源發(fā)展專項資金暫行管理辦法》,但對如何申報資金、優(yōu)惠政策幅度多少等沒有明確提出。修訂后的《可再生能源法》將原來“國家財政設立的可再生能源專項資金”修改為“國家財政設立可再生能源專項基金”,主要資金來源是可再生能源電價附加收入和國家財政專項資金。根據相關人員的解釋,將“資金”改為“基金”將使這筆補貼更具有“基金縱向管理”的優(yōu)勢。除了行政成本大大降低之外,也可以做到“收取,統(tǒng)一發(fā)放”,以保證可再生能源投資企業(yè)按時獲得收益,以鼓勵其積極性。不過,早就起草完成的“可再生能源專項基金管理辦法”迄今為止仍未能頒布,這對生物質能發(fā)展產生了消極的影響。
五是稅收優(yōu)惠。根據《高新技術企業(yè)認定管理辦法》(國科發(fā)火[2008]172號)以及《國家重點支持的高新技術領域》的規(guī)定,生物能源技術屬于高新技術,符合規(guī)定的企業(yè)可以申請認定,經認定后的企業(yè)可依照《中華人民共和國企業(yè)所得稅法》(以下簡稱《企業(yè)所得稅法》)及其《實施條例》、《中華人民共和國稅收征收管理法》及其《實施細則》等有關規(guī)定,申請享受稅收優(yōu)惠政策。根據《企業(yè)所得稅法》,國家對重點扶持和鼓勵發(fā)展的產業(yè)和項目,給予企業(yè)所得稅優(yōu)惠。國家需要重點扶持的高新技術企業(yè),減按15%的稅率征收企業(yè)所得稅①。在生物質能產品方面,《財政部、國家稅務總局關于對利用廢棄的動植物油生產純生物柴油免征消費稅的通知》規(guī)定從2009年1月1日起,對符合條件的利用廢棄的動物油和植物油為原料生產的純生物柴油免征消費稅。
由于我國生物質能開發(fā)利用還處于起步階段,
高新生物能源技術也還未取得重大突破,相關的財稅激勵政策亦未能周全地考慮生物能源技術及生物質能產業(yè)的特點,因此,這些激勵措施存在規(guī)定不科學、不完備、落實不到位等問題。例如,有些政策補貼起點過高,如財政部《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》(財建[2008]735號)僅支持注冊資本金1000萬元以上、年消耗秸稈量1萬噸以上的大中型企業(yè),導致多數企業(yè)都無法得到補貼;有些政策設計不完整,補貼僅針對直接生產環(huán)節(jié),對消費能源產品的終端用戶則沒有補貼。國家對生物質能產業(yè)的優(yōu)惠、補貼、獎勵很難落到中小企業(yè)身上。除國家全力支持的農村沼氣項目外,生物質能產業(yè)發(fā)展的大部分政策傾向于規(guī)?;拇笮晚椖?,如燃料乙醇和液體燃料項目,國家每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業(yè)(黑龍江華潤酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽豐原生化以及河南天冠)發(fā)放補貼,走非糧路線的中小企業(yè)卻很難拿到同等的補助。沒有得到補貼的中小型生物質能源企業(yè),生產成本相對較高,在競爭中明顯處于劣勢,想得到大的發(fā)展十分困難。而在液體燃料市場上,目前中石油、中石化只收購拿到正式批文的黑龍江華潤酒精等4家定點供應企業(yè)的燃料乙醇,中小企業(yè)生產的乙醇銷路不暢,導致部分生物燃料企業(yè)無法將產品變現,整個生產經營無法正常循環(huán)運轉。
未來我國財稅激勵機制應當根據生物技術和生物質能產業(yè)的技術及行業(yè)發(fā)展水平,因勢制宜、因時制宜地設計有效、彈性的激勵措施,既要保證“對癥下藥”,又要注重規(guī)劃引導,保證財政稅收政策的合理性以及相互協(xié)調。
④收購激勵與政府采購。低碳生物技術應用的前提是所生產的產品能夠在市場上銷售出去,保證資源不被浪費,同時也能抵消一定成本。在當前化石能源開采利用費用較低的情況下,無論是生物質發(fā)電,還是生物質液體燃料,其成本都相對高昂,如果沒有特殊的優(yōu)惠政策和刺激措施,很難在市場上有足夠的競爭力。因此,對生物能源的收購激勵,包括政府采購,能夠給相關企業(yè)解決產品生產的后顧之憂,同時,政府通過實際行動支持生物能源發(fā)展,將起到很好的示范和宣傳作用。
在生物質發(fā)電方面,《可再生能源中長期規(guī)劃》提出了國家電網企業(yè)和石油銷售企業(yè)要按照《可再生能源法》的要求,承擔收購可再生能源電力和生物液體燃料的義務。2007年7月25日,國家電力監(jiān)管委員會第25號令,即《電網企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》,規(guī)定了電力監(jiān)管機構對該制度的實施情況進行監(jiān)管。2009年修改的《可再生能源法》第十四條重申了國家實行可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度:電網企業(yè)應當與按照可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃建設,依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網協(xié)議,全額收購其電網覆蓋范圍內符合并網技術標準的可再生能源并網發(fā)電項目的上網電量。同時,該法第十六條對生物質能源作了專門的規(guī)定:國家鼓勵清潔、高效地開發(fā)利用生物質燃料,鼓勵發(fā)展能源作物。利用生物質資源生產的燃氣和熱力,符合城市燃氣管網、熱力管網的入網技術標準的,經營燃氣管網、熱力管網的企業(yè)應當接收其入網。國家鼓勵生產和利用生物液體燃料。石油銷售企業(yè)應當按照國務院能源主管部門或者省級人民政府的規(guī)定,將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系。
然而,修訂后的《可再生能源法》除了規(guī)定全額保障性收購的原則性提法外,配套的實施細則未能及時跟進,收購電量中可再生能源電量所占的比重、可再生能源發(fā)電并網國家標準的制定等問題上均有不同程度的空白。在生物液體燃料方面,燃料乙醇和生物柴油市場還不完善,配套的規(guī)定也處于缺失狀態(tài),現實中的生物液體燃料收購基本還需要依靠石油企業(yè)的自覺。
一個穩(wěn)定的生物質能源需求方是生產企業(yè)保持持續(xù)盈利能力的關鍵。在生物質能源發(fā)展的早期,由于成本以及價格較高,完全通過財政補貼的方式并不能發(fā)揮生物能源“物盡其用”的功能。而政府采購則能較好地實現兩者的兼顧:既能滿足政府自身的需求,又間接為生物能源創(chuàng)造了市場。事實上,政府采購已經成為一些生物能源發(fā)達國家普遍采用的激勵措施之一,美國聯(lián)邦政府有關法律要求政府必須購買國產高能效產品和“綠色產品”,要求聯(lián)邦政府在2005年購買10萬輛潔凈汽車,其中包括生物質燃料汽車。巴西相關法律也明確規(guī)定,聯(lián)邦一級的單位購、換輕型公用車時,必須使用包括燃料乙醇在內的可再生燃料汽車。政府采購不僅能夠起到很好的示范和宣傳作用,通過直接對話與交易,還能夠節(jié)省通過其他方式可能產生的中間費用,因而是一種高效率的“合作”方式。我國政府也可借鑒國外的經驗,通過購買生物質能來源的電力等其他有效方式來以實際行動支持生物能源的發(fā)展。
⑤培育和完善市場。任何產業(yè)的發(fā)展都需要以市場存在為基礎,產業(yè)規(guī)模效益的實現與上下游市場的依托密不可分。市場不發(fā)展,產業(yè)就會失去活力,甚至會因不符合社會的需要遭到淘汰。當前世界能源發(fā)展的趨勢之一就是市場化與自由化改革,我國經濟、能源領域也在進行著大規(guī)模的市場體制改革。因此,發(fā)展生物能源和生物技術市場,將為低碳生物技術的發(fā)展注入嶄新的活力。
由于低碳生物技術是新興的技術,其產業(yè)化發(fā)展有可能會因技術的不成熟造成不可預料的損失,因此,對生物技術及其產品市場的監(jiān)管就顯得尤為重要。如不能正確加以引導,將可能破壞生物能源資源開發(fā)與利用;燃料乙醇、生物柴油產品質量如不合格,將可能影響到交通運輸安全;在生物能源和生物化工生產環(huán)節(jié),如不嚴格標準,會造成環(huán)境污染,增加能源消耗。因此,發(fā)展生物能源與生物化工必須充分考慮資源、技術、環(huán)保、能耗等多方面因素,嚴格市場準入,加強行業(yè)監(jiān)管?!蛾P于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》規(guī)定了生物能源與生物化工企業(yè)實行嚴格的行業(yè)準入制度。地方發(fā)改委、財政部門根據國家統(tǒng)一的推廣規(guī)劃,聯(lián)合推薦申報定點企業(yè),申請企業(yè)必須符合行業(yè)準入標準。國家發(fā)改委、財政部按有關規(guī)定選擇并確定定點企業(yè)。
然而,上述規(guī)定在一定程度上造成了生物液體燃料的市場準入和產品流通體系不通暢。毫無疑問,嚴格的產業(yè)準入和產品流通政策措施是生物液體燃料產業(yè)有序發(fā)展的基本保障。但是,由于局限于數家生產企業(yè)和兩大石油公司的封閉體系,在一批從事甜高粱乙醇和生物柴油生產企業(yè)的產品無法進入車用成品油經銷體系和終端消費市場,特別是生物柴油還根本沒有正常的車用燃料銷售渠道,從而阻礙了非糧生物液體燃料產業(yè)的進一步發(fā)展,打擊了相關企業(yè)進一步加強技術研發(fā)、擴大示范項目建設的積極性。在生物質發(fā)電方面,由于對“全額保障性收購”的細化規(guī)則還未出臺,導致目前生物質發(fā)電市場處于比較混亂的狀態(tài),特別是中小型生物質發(fā)電項目,并網十分困難。此外,電網公司的智能電網系統(tǒng)還未能跟進建設,接受生物質能并網還沒有具體的標準,且目前的接網政策更多的是對電網提出束性要求,沒有對可再生能源發(fā)
電廠提出束要求,更多的標準亟須配套。因此,整個生物質能市場基本還處在“萌芽期”,市場規(guī)模還不大,相關制度建設還不健全,生物質能市場還需進一步培育和發(fā)展。
三、完善低碳生物技術的激勵機制及其運行
我國目前對低碳生物技術的激勵除了少部分符合條件的高新技術企業(yè)以及研發(fā)項目之外,產業(yè)端以及配套制度建設等領域還處于起步階段,真正商業(yè)化的市場還未建立;以生物能源為核心的產品激勵措施也不夠規(guī)范;各種激勵措施并不完全符合現實的狀況,很多規(guī)定由于缺乏實施細則未能得到有效實施。低碳生物技術發(fā)展不僅需要一整套規(guī)范的、系統(tǒng)的激勵機制設計,而且還應落實到現實運作中,實現其高效性和有效性的統(tǒng)一。由此,需要政府在戰(zhàn)略規(guī)劃與計劃、法律法規(guī)及其配套規(guī)定、行政管理與監(jiān)管、經濟與財稅優(yōu)惠等方面完善體制,也需要企業(yè)和市場理性發(fā)展,形成從制度設計到產業(yè)運行的良好互動狀況。
戰(zhàn)略規(guī)劃與計劃是產業(yè)及技術發(fā)展的動力和落腳點,明確的戰(zhàn)略與計劃為產業(yè)及技術的發(fā)展指明了方向。因此,需要盡快開展科學、系統(tǒng)的生物質資源調查與評價工作,綜合考慮低碳生物技術的發(fā)展與技術路線,在國家能源統(tǒng)籌的框架下客觀、準確定位生物質能的地位和作用,不能盲目和無序發(fā)展。生物質能源化利用的技術選擇必須遵循“因地制宜,資源優(yōu)先”的原則,在資源確定的前提下,需要結合當地的社會經濟發(fā)展、農民收入、氣候、交通、環(huán)境等實際情況而定。當資源和當地條件可以適用于多種技術時,可以根據技術的綜合效益進行選擇。立法是實現國家戰(zhàn)略與規(guī)劃的重要途徑,也是制度設計和運行的最終保障。目前我國除了《可再生能源法》之外,直接涉及生物質能和生物能源技術的法律寥寥可數,且基本都是在可再生能源的背景下進行原則性闡述。此外,相關的行政法規(guī)處于空白狀態(tài),專門的部門規(guī)章也還未頒布?,F行關于生物質能的規(guī)定主要是國務院的通知、意見以及各部門的工作規(guī)劃與方案,這些非規(guī)范性文件不僅數量不多,且極不規(guī)范,變動調整快,具有較短的時效性??梢哉f,相關立法的缺乏是生物能源產業(yè)發(fā)展面臨的最大困難之一。生物質資源由于其特殊性,其發(fā)展需要協(xié)調能源部門、農業(yè)部門、科學技術部門、工業(yè)部門、財政部門、稅收部門等多個部門的關系,這種復雜性也是目前難有一部專門性的部門規(guī)章的原因。因此,我國未來在該領域的立法的關鍵是提高立法位階,至少也應該有專門的行政法規(guī)規(guī)定生物能源發(fā)展的各種宏觀問題,再由各部門制定實施細則去執(zhí)行,這樣生物能源的發(fā)展才能有堅實的制度保障。
產業(yè)管理與市場監(jiān)管是任何產業(yè)發(fā)展所必需的行政管制手段。在中國,產業(yè)管理更是一種常見的管理方法。如前文所述,我國目前大量的部門政策文件(非規(guī)范性文件)都涉及產業(yè)管理的內容。生物技術的發(fā)展也不例外,特別是在其發(fā)展的早期,政府的直接介入十分必要。產業(yè)管理與市場監(jiān)管在行業(yè)行政規(guī)劃、項目與市場準入、行業(yè)標準、檢測監(jiān)控、檢查監(jiān)督等方面發(fā)揮著重要的作用。特別是在目前我國生物能源領域相關立法和制度還不完善的狀況下,產業(yè)管理與行業(yè)監(jiān)管已經成為了生物能源產業(yè)發(fā)展的主要推動力量。隨著生物能源技術的進步和生物質能市場的發(fā)展,未來我國應逐步減少政府直接管理的范圍,更多的資源配置應讓市場去解決;與此同時,還應加強對技術發(fā)展的監(jiān)管,保證技術發(fā)展符合社會的需要,減少技術進步產生的負面影響,最終實現產業(yè)管理、市場監(jiān)管與技術監(jiān)管的和諧統(tǒng)一。
關鍵詞:榆林地區(qū);長柄扁桃;生態(tài)環(huán)境
我國是一個礦產資源極其豐富的國家。但是礦產資源的長期開采,對礦區(qū)的生態(tài)造成了極大破壞,引發(fā)了相當嚴重的環(huán)境問題。礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題已經成為了全國可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。根據國家有關人員透露,截止到2010年我國礦區(qū)土地破壞已達到200萬hm2,而且還在以平均每年20萬hm2的速度發(fā)展。造成礦區(qū)土地破壞問題最大的原因就是礦產開采。隨著我國經濟的迅速發(fā)展,環(huán)境和生態(tài)問題日趨嚴峻,這成為制約我國經濟發(fā)展的重要原因之一。榆林地區(qū)是我國重要的礦區(qū),也是我國生態(tài)環(huán)境問題比較突出的地區(qū)。本文通過對榆林地區(qū)發(fā)展長柄扁桃的優(yōu)勢進行研究,闡述了發(fā)展長柄扁桃種植對于能源開發(fā)和環(huán)境保護帶來的重要意義。
1 長柄扁桃的開發(fā)利用現狀
長柄扁桃是一種榆林沙區(qū)有著良好固沙能力的油料樹種,是國家二級保護植物。集中分布在我國西北干旱、半干旱地區(qū)的沙漠和山地,如在內蒙古境內陰山山脈、陜西北部毛烏素沙漠地區(qū)都有廣泛的分布,其中榆林市境內分布比較集中,大約占地2000hm2左右。目前,在國外各權威的報道中,還沒有見到過有關長柄扁桃開發(fā)和利用的文獻。國家有關的科研機構,經過對長柄扁桃進行長達20年的不斷研究和實驗,發(fā)現長柄扁桃具有比較優(yōu)秀的特性,集中表現在以下幾個方面:首先,長柄扁桃具有優(yōu)良的固沙作用。它具有根系發(fā)達、枝條繁密、抗寒抗旱、耐沙埋的特點,比較適合推廣為抗沙固沙的樹種。其次,它是一種油料樹種。經過檢測,長柄扁桃種仁的含油量達到了55%,不飽和脂肪酸高達98.1%,比所有食用油的含量都要高,其中油酸、亞油酸、亞麻酸的含量與橄欖油相近,完全可以達到食用油的標準。并且長柄扁桃經過深加工,可以生產出柴油燃料,是一個比較適合經濟開發(fā)的樹種。再次,它具有良好的藥用價值。經過臨床研究,長柄扁桃葉提取物對殺滅指環(huán)蟲具有很好的療效。此外,它還可以作為優(yōu)良的觀賞植物。長柄扁桃花期為4月中旬~5月下旬,開花時顏色艷麗,香氣襲人,很具有觀賞價值;最后,長柄扁桃是優(yōu)良的薪炭樹種,當地居民長期將其作為薪炭樹種。
一直以來,長柄扁桃并沒有引起人們足夠重視,長期處于野生狀態(tài)。近幾年來,由于我國能源緊缺的問題,以及國家能源戰(zhàn)略的變化,開發(fā)利用生物能源成為了新的研究重點。長柄扁桃的特性,使其具有較高的生態(tài)和經濟價值,引起了國家有關人員的高度重視。國家各研究機構從不同的方面對長柄扁桃進行了研究,取得了一些成效,比如西北大學的科研組對長柄扁桃種仁中的含油率及生物柴油制作工藝進行了研究,獲得多項國家專利,為長柄扁桃的開發(fā)和利用奠定了技術基礎。
2 榆林地區(qū)發(fā)展長柄扁桃的優(yōu)勢
2.1 具有環(huán)境保護和經濟發(fā)展的雙重優(yōu)勢
榆林地區(qū)是國家的主要能源化工基地之一,主要為北京、上海等大中型城市輸送能源。而長期的工業(yè)生產對當地環(huán)境造成了極大破壞。隨著國際環(huán)境法對于二氧化碳等溫室氣體排放量的控制,我國環(huán)境保護工作的要求也隨之增加。大力發(fā)展長柄扁桃的生物能源的開發(fā)和利用,可以為國家提供豐富的清潔能源,并且可以改善因能源開發(fā)而造成環(huán)境惡化的狀況,減少環(huán)境污染。沙漠地區(qū)的土地生產能力低下,不適合農業(yè)生產。利用沙區(qū)的大量的荒地資源,大力發(fā)展油料林、薪炭林,可以把沙漠的土地劣勢變成優(yōu)勢,促進沙漠地區(qū)的經濟發(fā)展。立足于本地樹種,研究新技術新方法,大力發(fā)展生物資源,這既是我國能源戰(zhàn)略的要求,也是我國節(jié)能減排,環(huán)境保護及可持續(xù)發(fā)展的要求,對我國沙漠地區(qū)乃至全國的發(fā)展和環(huán)境保護有著重大意義。
2.2 利用生物資源發(fā)展沙區(qū)產業(yè)
榆林地區(qū)是半干旱地區(qū),水資源短缺,適合耐寒、耐旱、根系發(fā)達的植物生長。長柄扁桃就很適應當地的地理環(huán)境。長柄扁桃等植物的生物能源開發(fā)和利用,在沙漠地區(qū)的產業(yè)建設中具有以下優(yōu)勢:
2.2.1 長柄扁桃是比較適應當地地理環(huán)境因素的本土植物。它對于干旱、風沙等惡劣的地理環(huán)境,表現出極強的抵抗力和適應性。
2.2.2 長柄扁桃屬于木本植物。木本植物的油脂成分比草本植物要高,而且木本植物的產量也遠遠高于草本植物。
2.2.3 利用長柄扁桃的生物能源開發(fā)。要求對品種進行選育,可以促進植物的更新。長柄扁桃的種子和果實可以用來榨油,枝葉可當作飼料,枝干可以當作人造板,多種經營利用,提高經濟效率。當長柄扁桃林建立之后,為榆林地區(qū)發(fā)展生物能源提供了原料保障。通過合理的采收利用,不僅可以促進當地的產業(yè)發(fā)展,而且有利于當地的植被建設和生態(tài)保護。
2.3 長柄扁桃能源開發(fā)和利用是生態(tài)工程產業(yè)的支柱
后續(xù)產業(yè)開發(fā)是退耕還林工程所面臨的最大問題。退耕還林主要種植的都是抗逆性強的喬灌草,很適合木本油料植物種植和生物能源的開發(fā)。長柄扁桃林的建立,也代表著我國以長柄扁桃為基礎的生物能源生產基地的建立。對于解決能源緊張和環(huán)境保護有著重要作用。同時長柄扁桃林也對當地農民致富起著重要的作用。
4 結語
榆林地區(qū)的沙漠面積大,有豐富的土地優(yōu)勢,發(fā)展以長柄扁桃為基礎的生物能源產業(yè)鏈具有先天的優(yōu)勢。以促進經濟建設為目的的環(huán)境保護工作,是協(xié)調環(huán)境保護和經濟發(fā)展的主要途徑。發(fā)展長柄扁桃的能源產業(yè)主要有以下2個重點:第一要加強選種育種,縮短生產周期,保證產量;第二要建立研究――生產――加工――利用的產業(yè)化結構,確保資源有效的開發(fā)利用。發(fā)展長柄扁桃的資源開發(fā),對環(huán)境保護和經濟發(fā)展都起著重要的作用。
(收稿:2014-12-23)
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關鍵詞:生物;生活化;教學
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)14-293-01
《全日制義務教育生物課程標準》力求更加注重學生的發(fā)展和社會的需求;更多地反映生物科學技術的最新進展;更加關注學生已有的生活經驗;關注自然、關注社會、關注民生。教學活動必須充分關注學生的現實生活,積極引導他們化知識為智慧,化知識為德行,化知識為教養(yǎng),化知識為生機勃勃的精神力量,并使這種良好的智慧、德行、教養(yǎng)以及生機勃勃的精神力量服務于自己的人生,服務于自己的生活,服務于整個社會。好的生物教學應該從學生的生活經驗和現有知識背景出發(fā),教學活動必須尊重學生已有的知識與經驗。因此,我們在教學中要做到生物教學從生活中來,到生活中去,實現學生在已有的生活背景下學好生物、樂學生物。
一、創(chuàng)設生活化的情境,激發(fā)學生學習生物的興趣
我們可以通過創(chuàng)設情境,從而吸引學生的注意力,進而促進學習興趣的形成。學習不單單是知識由外向內的轉移和傳遞,而是學生主動地建構自己知識經驗的過程,即通過新經驗與原有生活知識經驗的相互作用來充實、豐富和改造自己的知識經驗。因此教師要做有心人,經常收集一些與生活有關的教學資料,在備課時,認真分析教材,挖掘對學生有新鮮感、奇妙感的生活問題,創(chuàng)設生活情境,將問題巧妙地設計到生活情境中,使學生學得有情趣、學有所得。在講到“人體的免疫防線”時,我說:“大家都打過乙肝疫苗吧,大家知道打了乙肝疫苗就很不容易患乙肝,大家想沒想過這是怎么一回事,為什么打了疫苗以后就不容易患病呢?這就是我們今天要解決的問題――特異性免疫。”通過疫苗來導入特異性免疫,把知識與生活實例聯(lián)系,使學生對知識沒有生疏感。講授“生物與環(huán)境”時,談“晏子使楚”中晏子的機智多謀,引出這樣一句話“桔出淮南則為桔,生于淮北則為枳,其葉徒相似,而其味不同”,設疑“為什么同一品種在兩個地方卻性狀不同呢?”
二、加強生物教材與生活知識的聯(lián)系
生物課堂的教學內容越貼近實際生活,就越有利于學生主動去發(fā)現、探索和運用生物知識。在生物教學中,教師一定要善于發(fā)現并挖掘現實生活中的一些生物現象,合理地設計生活化的教學案例,把課堂教學內容轉變?yōu)閷W生所熟悉的實際生活,讓他們用自己的親身經歷來體會感悟,逐漸形成個人的豐富經驗,不斷加強生物教材與生活知識的聯(lián)系,轉繁變簡,讓學生更好地理解和接受。比如我們可以告訴學生這樣的生活現象:同樣是在蔭涼處乘涼,但在樹蔭下要比在房間里涼爽得多,這就可以用來驗證在植物的蒸騰作用中,水分不斷蒸發(fā)的過程會帶走不少熱量。再如用加了酶的洗衣服去洗沾染污漬的衣服會很干凈,如果用普通的洗衣粉是洗不了污漬的,由此可以驗證酶的催化作用。在講授植物吸水的原理時,可以舉出泡菜、咸菜的腌制案例,把白菜、黃瓜和蘿卜表面撒上鹽之后水就會滲出來,自然導出濃度的變化會影響到植物吸水的條件。
三、用生活中的事例拓展學生的探究視野
人們日常生活中的衣食住行都與呼吸作用原理密切相關,教師可以利用市場調查和互聯(lián)網等手段,了解呼吸作用相關知識在實際生產中的應用與發(fā)展前景,開拓探究活動的視野。組織同學們分組進行市場調查,了解哪些是利用呼吸原理制造的產品,哪些是利用呼吸原理進行的實踐,可以使探究活動更加貼近生活,更有趣味。如啤酒、葡萄酒的釀造,醬油、泡菜的制作,酸奶、食醋的生產等。利用現代多媒體手段,可以引導學生關注當前的國際熱點,使知識視野更開闊,如通過網絡查閱呼吸原理在開發(fā)生物能源的應用的相關知識。目前,世界上生物能源的使用范圍越來越廣泛。生物能源不同于礦物能源,它具有減少對少數礦物質能源的依賴,使能源利用呈多樣性發(fā)展。生物能源通常包括:農業(yè)生物能源(木炭,薪材,林業(yè)廢棄物等);微生物能源(主要為藻類,細菌);城市及工業(yè)廢物殘渣,動物糞便等。生物能源的使用原理必須通過呼吸作用。例如,在巴西,人們利用農作物的甘蔗發(fā)酵產生酒精,相當于每天生產117桶石油,實現國家不進口石油的目標;1988年,丹麥建成第一個秸稈發(fā)電站;一些工廠利用厭氧菌無氧發(fā)酵產生H2;美國利用垃圾回收沼氣的發(fā)電站已經100多座。
四、作業(yè)布置應生活化、活動化
通過生活化的作業(yè)優(yōu)化學生的實踐,使實踐更理性化,而不再是為了片面追求升學率,開展題海戰(zhàn)術,突出培養(yǎng)學生的動手能力、學會獨立思考和具有創(chuàng)新精神。教師要引導學生把所學的知識應用于生活實際,盡可能為學生提供綜合實踐的機會,鼓勵學生自己通過多種渠道搜集生活中的生物學問題,讓學生經歷和體會運用所學生物學知識解決生活中存在問題的成功喜悅,使他們更加熱愛生活,逐步養(yǎng)成從生物學的角度真切地認識生活、感受生活。在教學“環(huán)境污染”后,布置學生開展課外拓展活動:去調查你所生活的村莊有哪些衛(wèi)生死角?找找存在問題的原因?想想解決問題的方法?并設計出實施方案。后來,組織學生進行課堂交流,從中我發(fā)現學生設計出了許多方案:有充分利用宣傳欄進行環(huán)保宣傳的,有一起合作寫環(huán)保倡議書的,有寫給化工廠廠長的信,信中誠懇指出危害的。通過參與社會生活,不僅使學生的認識得到了深化,而且還培養(yǎng)了學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。
課堂生活是學生完整生活的重要組成部分,它應該是真實可感的,課堂教學不僅是教師的“教”,更應是學生的“學”,因而初中生物課堂教學應該走生活化的道路,以學生的生活經驗為基礎,根據學生的個體差異,創(chuàng)設各種教學情境,發(fā)揮學生的主體性,激發(fā)學生的學習興趣,有意識地引導學生去體驗、去探究,增強學生學習的興趣和動機。
參考文獻:
摘 要:社會的快速發(fā)展使得我國各種能源都出現了緊缺的局面,所以相關研究人員通過不斷的探索和研究,希望可以通過其他的途徑獲得新能源,能源甜高粱得到廣泛應用,全國各大農業(yè)省市都在加強對甜高粱的栽培尤其是對于我國的農業(yè)大省黑龍江而言,作為甜高粱的生產主產區(qū),為了能夠提高甜高粱的高產高效,必須做好甜高粱的栽培技術。
關鍵詞:能源甜高粱;高產高效;栽培技術
中圖分類號:S514.4 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230114
1 能源甜高粱的用途
甜高粱不僅可以用于農業(yè)生產,還是非常有價值的可再生能源作物,可以緩解我國緊張的生物能源,降低畜牧養(yǎng)殖成本,具有很重要的研究開發(fā)利用價值:奶牛、羊、豬、雞鴨、魚等的最佳高能飼料,可以代替玉米以及苜蓿等常規(guī)飼料,而且甜高粱高糖秸稈可以加工成高能飼料,經過添加一定的蛋白飼料以后,就可以成為高能營養(yǎng)全價配合飼料;甜高粱是生產乙醇的好能源,甜高粱生產乙醇的成本只需要甘蔗的50%左右,是目前最低廉的生物能源;它可以代替純高粱以及豌豆等糧食,用來釀制純高粱酒,酒口感醇香,喝完不會出現頭昏腦漲的情況;可以用于制作各種調味品,比如醋、味精以及制成糖等;它還可以代替煤炭等資源,用于生物顆粒燃料,有效減輕了煤炭造成的污染;它可以制成木板,用作纖維板、造紙等,減少了樹木的砍伐;還可以當做美味的食用果蔬。甜高粱是所有生物能源中,風險最小,投入最少,產業(yè)鏈最長,適應各個區(qū)域的種植,能夠產出乙醇的最高生物能源,其運用范圍廣、作用大。
2 能源甜高粱的種植要素
2.1 合適的種植土壤
選擇土壤層厚,且有機物含量在1%以上,能保住水分和肥料且排水性能好的土地進行種植,可以在春秋進行起壟,最好在秋季進行翻地,通過合適的錯期播種,可以延長甜高粱的收獲期,有利于減輕企業(yè)的收儲壓力,而且還可以提高企業(yè)的效益。
2.2 品種的選擇
根據具體的種植環(huán)境選擇高產高效、優(yōu)質及抗病、抗蟲、抗逆性高的品種,對于無霜期長的地區(qū)可以選擇晚熟品種,而對于無霜期短的地區(qū),可以用早熟的品N;在種植前最好將種子置于陽光下曬幾日或是保存在通風良好的環(huán)境下,播種前進行發(fā)芽檢測,看發(fā)芽情況如何。
2.3 對種子進行播種
適時播種對甜高粱的生長至關重要,提早播種遇上低溫就會影響出苗的時間,晚播又可能因為墑情不好,出現不出苗或是出苗不好而缺苗的情況,所以對于播種的時間選擇,在北方地區(qū),以黑龍江為例,由于黑龍江全年氣候都適宜,尤其是在夏季晝夜溫差大有利于甜高粱干物質累積,所以黑龍江甜高粱產量高,除了選擇適宜的溫度進行播種,還需要充分考慮播種的密度、整地質量以及具體播種方法來定,一般大面積的播種都是選擇機械進行開挖、播種然后覆蓋土壤并進行鎮(zhèn)壓,這樣可以保證播種深淺的一致性,深度一般在4~5cm;由于甜高粱植株比一般高粱要大,所以在播種時間隔密度要稍微大一點,如果種植太稀會影響莖稈產量,過密則會出現倒伏,也會對產量造成影響,只有在實踐中不斷地檢驗適合本地區(qū)的種植密度,才可以制定出符合本地區(qū)的種植方案,同時做好鋤草,培土等工作也很重要。
2.4 進行施肥
播種時每667m2地施磷酸二胺20kg以及硫酸鉀10kg,在進行拔節(jié)前每667m2地再施硫酸鉀15kg和尿素20kg。
2.5 保證充足的水分,合理灌溉
根據具體的天氣、土壤的干濕度以及種子的品種進行適時補充水分,做到及時有效的灌溉,甜高粱耐旱性強,所以需要的水分不是很多,但是在拔節(jié)后以及開花期都需要耗費大量的水分。如果拔節(jié)期缺乏水分會直接影響甜高粱的產量,尤其是在夏季及時給予灌溉,以利于開花結果,保證莖稈的甜度。
2.6 做好除蟲工作,保證高產
甜高粱比較容易被蚜蟲蛀穿莖稈,從而影響產量和降低莖稈的甜度,所以要做好害蟲的預防工作,選擇無公害的防蟲劑,做好防蟲治蟲工作,正是后期保證高產量和莖稈高糖分的關鍵環(huán)節(jié)。
2.7 實時把握甜高粱成熟期及時收獲
只有在甜高粱籽粒成熟期才是莖稈中糖分含量最好的時候,如果錯過了最佳收獲時期,莖稈中糖分含量就會下降,所以說及時把握成熟期收獲很重要。
3 小結
甜高粱栽培技術的好壞決定了它的產量,所以要保證甜高粱的高產高效必須從它的各個栽培環(huán)節(jié)用心經營,不能忽視任何一個環(huán)節(jié),做到最好的呵護,而在不斷的栽培中,發(fā)現好的適合本地區(qū)域的栽培方法。甜高粱的高產高效將會造福于更多的行業(yè),其開發(fā)利用價值和前景都十分可觀,所以甜高粱的生產,不僅是對于黑龍江地區(qū)的農業(yè)起到巨大的帶動作用,也帶動了全國各個地區(qū)的制糖、能源以及畜牧業(yè)的發(fā)展。
能源,顧名思義,是能量的來源或源泉,是可以從自然界直接取得的具有能量的物質,如煤炭、石油、核燃料、水、風、生物體等;或從這些物質中再加工制造出的新物質,如焦炭、煤氣、液化氣、煤油、汽油、柴油、電、沼氣等。因此可以說,能源是能夠提供某種形式能量的物質,即能夠產生機械能、熱能、光能、電磁能、化學能等各種能量的資源。
能源是人類賴以生存的物質,是發(fā)展生產、改善人民生活的物質基礎。人類文明的一切都離不開能源。
二、能源的分類
1.按能源使用后對環(huán)境污染程度分類:
清潔能源:使用后對環(huán)境無污染或者污染很小的能源。例如:太陽能、水能、風能、核能、地熱能、氫氣等。
非清潔能源:使用后對環(huán)境污染很大的能源。例如:煤和天然氣燃燒后會產生溫室氣體二氧化碳和有毒的二氧化硫等。常見的有:煤、天然氣、汽油、柴油、木材等。
因此區(qū)分清潔能源和非清潔能源關鍵在于:通過使用后生成物對環(huán)境的污染程度來區(qū)分。
2.按開發(fā)利用狀況分類:
(1)常規(guī)能源:很早就開始使用而且使用規(guī)模很大的能源。例如:煤、石油、汽油、柴油、天然氣、水能、生物能等。
(2)新能源:最近幾十年才開始使用而且使用的規(guī)模不是很大的能源。例如:核能、地熱、海洋能、太陽能、沼氣、風能等。
因此區(qū)分常規(guī)能源和新能源關鍵在于:從它們被開始大量使用的時間來區(qū)分。
3.按屬性分類:
(1)可再生能源:在短時間內可以再生的能源。例如:風能是指風具有的能量;風不僅今年有,而且明年也會有,哪怕50年后仍然會有,所以風能是可再生能源。常見的如:太陽能、地熱、水能、風能、生物能、海洋能。
(2)非可再生能源:在短時間內不能再生的能源。例如:煤或者天然氣,你開采一點就會少一點,經過幾十年就會開采完。即使這個地方再出現煤或者天然氣,也要等上萬年甚至上億年。它在短短的幾百年內是不可能再生的,所以是不可再生能源。常見的如:煤、石油、天然氣、核能、油頁巖、瀝青砂等。
因此區(qū)分可再生能源和非可再生能源關鍵在于:從它們在短時間內是否會再生來區(qū)分。
4.按轉換傳遞過程分類:
(1)一次能源:沒有經過人為加工的直接來自自然界的能源。例如:自然界里有煤礦和天然氣田,只要我們把它們挖掘出來,就可以直接利用,不需要加工。常見的一次能源如:煤、石油、天然氣、水能、風能、核能、海洋能、生物能等。
(2)二次能源:用一次能源經過人為加工轉換成的能源。例如:自然界里沒有天然的汽油,它是由開采出來的原油加工而成的。常見的二次能源有:沼氣、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、火力發(fā)的電、水力發(fā)的電、核能發(fā)的電、太陽能發(fā)的電、潮汐發(fā)的電、波浪發(fā)的電等。
因此區(qū)分一次能源和二次能源關鍵在于:從它們是否是自然界本身就存在的來區(qū)分。
可總結為下表:
三、能源的重要性
我國能源資源總量雖然較多,但人均占有量少。近幾年,隨著經濟快速增長,對煤、電、油等重要資源的需求量明顯增加,其價格大幅度上漲,一些重要能源資源對外依存度大幅度上升,我國重要能源資源短缺對經濟發(fā)展的制約進一步加劇。今后,隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化推進,能源資源需求總量還會增加,經濟發(fā)展面臨的資源約束矛盾將長期存在。節(jié)約能源資源,大力促進能源資源的高效利用和循環(huán)利用,是緩解能源資源約束矛盾的根本出路。
四、節(jié)能方法
1.推廣熱電聯(lián)產、集中供熱,提高熱電機組的利用率,發(fā)展熱能梯級利用技術,熱、電、冷聯(lián)產技術和熱、電、煤三聯(lián)供技術,提高熱能綜合利用率。
2.在能源利用方面,按照減量化、再利用、資源化的原則,以提高能源資源利用效率為中心,以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、資源綜合利用為重點,通過加快產業(yè)結構調整,推進技術進步,完善政策措施,強化節(jié)約意識,建立長效機制,形成節(jié)約型的增長方式和消費方式,促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展。
創(chuàng)辦這家公司的人,是鄭德華兩兄弟。
鄭德華畢業(yè)于大連理工大學熱能專業(yè),此前曾在青島化工廠工作,一直關注著發(fā)達國家將地溝油等廢棄油脂提取為生物柴油這一領域的發(fā)展。多次與兄長探討自己開發(fā)此一技術的可行性后,兩人決定創(chuàng)業(yè)。2006年11月,注冊資金1000萬元,青島福瑞斯生物能源科技開發(fā)有限公司成立,主營業(yè)務為“生物柴油”。
在很多人看來,生物柴油雖然前景廣闊,但因投資巨大,報批復雜,涉及部門繁多,所以一向很少有人涉足。不過看好生物柴油的鄭德華決定孤注一擲,只專注于生產生物柴油。
鄭德華選擇的主要原材料是餐飲業(yè)地溝廢棄油、動植物油等。
福瑞斯公司將生產流程主要設計成三步:起點是水洗罐,地溝油在這里先進行預處理,混合其中的泥沙、醬油、醋、鹽等被過濾;接下來,地溝油則在原料儲罐緩沖后,依次經過酯化、酯交換等6道工序質化成為初期生物柴油;再次進入半成品接收罐緩沖后,油料進入精餾塔被再度精制提純。這一過程持續(xù)約四五個小時,如此一來,氣味刺鼻的地溝油便被“點石成金”為生物柴油。
可惜的是,2008年,經濟危機不期而至,生物柴油也遭遇寒冬,之前的火爆景象亦如同泡沫般幻滅。如此一來,其規(guī)?;瘧米匀还悴磺?。除此之外,大量行業(yè)競爭者的涌現使得廢棄油脂的收購成本直線上升。例如植物油腳(油脂精煉后分出的殘渣)每噸價格從800元上漲至3500元,每噸生物柴油成本也由2000元上漲至5000元。混亂競爭之下,從業(yè)者多入不敷出。福瑞斯也未能幸免,曾一度停產達半年之久。
【關鍵詞】生物質;調整試驗;環(huán)保;秸桿發(fā)電
生物質能源是以生物質為載體將太陽能以化學能形式貯存的一種能量,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物能的蘊藏量極大,僅地球上的植物,每年生產量就像當于目前人類消耗礦物能的20倍。在各種可再生能源中,生物質是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。農作物秸稈、廢棄木料等生物質直接燃燒供熱發(fā)電的利用方式,是一條將秸稈轉化為生物質能源的工藝技術路線,它存在節(jié)能、環(huán)保、碳排放平衡等特點。
僅山東省在每年的各類農作物秸稈產量即達7700萬噸,占全國農作物秸稈總量的十分之一,相當于4100萬噸標準煤。全國薪柴和林業(yè)廢棄物資源量中,可開發(fā)量每年達到6億噸以上。目前生物質能源秸稈直接燃燒發(fā)電技術的開發(fā)和應用,已引起世界各國政府和科學家的關注,將生物質能秸稈發(fā)電技術作為21世紀發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略的重點工程。
根據國際能源機構高級可再生能源市場分析的預測,同2005年至2011年相比,全球2011年至2017年可再生能源產生的電能將增長60%以上。此外,包括美國在內的12個經濟合作和開發(fā)組織國家以及中國、印度和巴西的可再生能源發(fā)電量將占全球總量的80%左右。
根據國家“十一五”規(guī)劃綱要提出的發(fā)展目標,未來將建設生物質發(fā)電550萬千瓦裝機容量,已公布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》也確定了到2020年生物質發(fā)電裝機3000萬千瓦的發(fā)展目標。此外,國家已經決定,將安排資金支持可再生能源的技術研發(fā)、設備制造及檢測認證等產業(yè)服務體系建設。
生物質發(fā)電的主要燃料秸稈的單位質量熱值在3500大卡左右,與單位質量燃煤的熱值相差不大,但其單位質量燃料的堆積體積比較燃煤有較大差異,是燃煤體積的5倍左右。秸稈燃料中的灰分通常較低,用布袋除塵器即可實現有效清潔排放,硫份也非常低,對大氣造成污染的程度較低。與燃料的特性相適應,生物能電站的建設在機組容量、廠用電系統(tǒng)、燃料存放及輸送、鍋爐燃燒系統(tǒng)等方面也有其相應的特點。
1.燃料管理
與常規(guī)煤化石類燃料不同,單位質量的生物質燃料的存放空間較大,因而需要一個較寬闊的料場來存放,同時與燃煤的自燃相比較秸稈燃料更容易點燃,這一特點對于鍋爐的穩(wěn)定燃燒非常有利,但對于燃料料場的防火安全則是一個風險,煙頭、煙火等火源即可引發(fā)火情,一旦著火燃燒形成火勢后又不易撲滅,在燃料進場以后,與燃料相關的消防、安全教育、安全巡檢等工作要予以重點落實。
秸稈燃料供應系統(tǒng)有活底料倉、皮帶棧橋輸送、爐前料倉及緩沖料倉、螺旋輸送機、水冷套輸送給料機、料包輸送軌道、料包抓取機等形式。棉花秸稈、玉米秸稈等長桿類燃料在由料場向鍋爐輸送的過程之中,易出現蓬料、搭橋等情況并最終導致向鍋爐的燃料供應減少或中斷。一旦出現1/4以上的燃料供應中斷,就將明顯影響爐爐膛燃燒、并主蒸汽溫度迅速降低。對此在一定范圍內可以采取降負荷、開對空排汽的方法,以減緩汽溫下降的速度與幅度,確保不致于到達解列停機的臨界值。而在出現1/2以上的燃料供應中斷時,以開對空排汽降負荷保汽溫的措施通常已經難于奏效,主汽溫度將很容易到達10分鐘內降幅超過50℃的限值,只能打閘停機以保設備安全?;ㄉ鷼?、木屑等顆粒類燃料易出現燃料沿給料線以流沙形式進入爐膛而供應量劇增的情況也不利于鍋爐的穩(wěn)定燃燒。
生物質能源電站當前越來越趁向于緊湊的鍋爐車間、汽機車間和寬闊的料場的搭配模式,當前有較多的生物質能源電站的料場取料采用了鏟車取料的模式,在料場場地采用土質硬化時,在取料時容易使燃料內拌入大量的土,這不僅使得后續(xù)輸料環(huán)節(jié)中對周圍產生揚塵污染,而且在進入鍋爐燃燒時容易在爐排上出現燒結成塊的情況,導致鍋爐燃燒惡化。對于以方磚對料場進行硬化的場地則可有效減少料中拌土的情況,但易出現被鏟車到料時誤取的情況,從而導致在后續(xù)輸料環(huán)節(jié)中增加卡塞料機的機率,故此,對燃料料場進行水泥硬化應是避免以上兩種情況的有效方式,只是此種方式的初期投資較大。
秸稈通常含有3%~5%的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集,這種灰分含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣,可用作高效農業(yè)肥料,安裝一個布袋除塵器,以便收集煙氣中的飛灰,布袋除塵器的排放低于25mg/Nm3,大大低于中國燒煤發(fā)電廠的煙灰排放水平。
2.廠用電系統(tǒng)
當前我國已經投產的生物能電站均是單臺機組電站,其發(fā)電容量多數在12MW到40MW之間,機組容量的設計主要考慮周圍區(qū)域內的可取用燃料數量。在此種電站中,其廠用電系統(tǒng)均未設計獨立的啟動變壓器,而采用雙向變壓器方案,即主變壓器既作為發(fā)電機出口常規(guī)主變壓器,又作為全廠的啟動變壓器,這種設計方式投資少,系統(tǒng)相對簡單,已經成為一種比較經濟實用的模式。
在國內已經完成試運投產的多個生物電站項目上,廠用電受電是試運前期階段一切工作之中的主線。在正式電源投用之前,施工用電在滿足現場施工用電、辦公生活用電外,僅能滿足部分小功率電機的試轉等工作,分系統(tǒng)的試運工作受制約因素太多因而多數情況難以展開。
廠用電系統(tǒng)的受電是個綜合工作,不僅需要廠內部各項施工、試驗等工作要完成就位,同時也要受到廠外因素的制約,比如輸電線路施工、鐵塔施工、與當地電網的協(xié)調、與周圍居民的協(xié)調等情況等。相比較之下,廠區(qū)內部的主變壓器施工及調試、線路保護柜的調試等工作則可以比較從容,只要設備能及時就、施工隊伍、調試隊伍能及時開展工作,則廠區(qū)內部的廠用電反送電工作則處在一個相對可以控制的狀態(tài)下進行。我國內蒙古自治某生物電站在試運之初僅因為外部輸電線路用電及上網協(xié)議談判、線路施工、奧運保電等因素的影響而延期多達六個月,在此期間廠內廠用電系統(tǒng)的一切施工、試驗工作陸續(xù)完成,而在外部線路就位之后,廠用電很短時間之內即完成受電,并在十天之內完成了所有高壓電機試轉、鍋爐冷態(tài)啟動、鍋爐吹管等工作。
通常在國內各生物能電站在招商引資的大形勢下,由當地政府主導在各類開發(fā)區(qū)投資辦廠的情況較多,除了配合協(xié)調燃料的收購工作以外,在用電、用水等協(xié)調方面,當地政府及其相關部門在此也有較大的作為空間。
在廠用電系統(tǒng)一時無法正式受電的情況下,以施工用電作為單體調試的臨時電源可以在一定程度開展現場的試運工作,比如小功率電機試轉、汽機油系統(tǒng)過濾、DCS系統(tǒng)上電復原、靜態(tài)聯(lián)鎖調試、啟動爐試運等,化學制水系統(tǒng)的用電量也相對較小一般可以利用施工用電進行系統(tǒng)調試。通常施工用電的容量較小,其保護措施、設備可靠性方面也較薄弱,有時會引發(fā)低電壓、電源缺相等情況,對此需要加強監(jiān)控,否則一旦出現可能會聯(lián)鎖導致電機等設備損毀等情況。
3.煙風系統(tǒng)的試運
生物質能燃料有較好的易燃性,在啟動引風機后,鍋爐點火時只要用較小的點火熱量即可實現有效點燃,當前多數鍋爐仍設計有油燃燒器,而實際運行中人工點火較用油燃燒器點火的可操作性更強,同時由于減少了燃油儲存、供應系統(tǒng),油系統(tǒng)運行方面的安全風險大為減少,運行費用開支也因此節(jié)省。
生物燃料在經過初級破碎后物料仍非粉末狀態(tài),在物料燃燒充分程度上受到較大制約。在鍋爐啟動初期一次風溫度較低時,易發(fā)生尾部煙道余料燃燒,對此應及早投入空器預熱器,充分提高一次風的溫度,避免爐膛燃燒中心后移,使燃料得以充分的燃燒,提高燃燒效率。同時應充分利用煙冷器的可調節(jié)性控制鍋爐排煙溫度,當前生物質能源電站的布袋除塵器工作溫度在120℃左右,過高的溫度易造成布袋及煙道各膨脹節(jié)損傷并浪費能源,過低的溫度會導致尾部煙道腐蝕并不利于布袋除塵的效果。
采用水冷式振動爐排是生物質能源電站鍋爐中最常見的形式,為保證燃燒時間充分又不致于積料結焦,爐排的振動需要有一個合適的振動頻率,通常每一到兩分鐘之內就要振動一次,每次動作時間10到15秒,針對每臺鍋爐具體數值需要根據系統(tǒng)實際工況進行調整而有所不同。在每次爐排振動時,爐膛負壓有較大的擾動,擾動值在+300Pa到+400Pa之間,在出現正壓擾動時若不及時調整,爐膛內的正壓煙火極易順著給料線回火至緩沖料倉而引發(fā)火情。在人工調整的情況下,鍋爐爐膛負壓控制要稍大一些(比如-300Pa),以防至在爐排排動等時出現負壓竄升。在具備條件時,爐膛負壓控制要及早投入自動運行,并適當增大引風機對負壓調節(jié)的微分作用,以將爐膛負壓控制在一個較安全的范圍之內。這同時對引風機的調節(jié)裝置的設備可靠性提出了較高要求,不論是葉耦調節(jié)裝置,還是引風機的進口擋板調節(jié)裝置,都需要較高的可靠性。
在生物質電站機組的試運中,把握好燃燒、燃燒等環(huán)節(jié)的差異,并結合常規(guī)火力發(fā)電機組的試運規(guī)律,通過科學合理的組織,可及時將生物能電站的靜態(tài)投資轉為生產力,發(fā)揮出其環(huán)保、低碳及可持續(xù)等優(yōu)勢。
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