厂址选择
直燃生物质发电项目的选择重点应考虑项目厂（场）址的交通条件、原料供应条件、并网条件、水源供应条件及与规划的符合性。环评单位依据的选择基本原则要求主要有：
《关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发[2006]82号）及《关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发[2008]82号）要求“地方政府应根据当地生物质资源分布情况和合理运输半径，进行综合规划、合理布局，制定农林生物质直接燃烧和气化发电类项目发展规划；在采暖地区县级城镇周围建设的农林生物质发电项目，应尽量结合城镇集中供热，建设生物质热电联产工程；大中城市建成区和城市规划区、城市建成区、环境质量不能达到要求且无有效削减措施的或者可能造成敏感区环境保护目标不能达到相应标准要求的区域，不得新建农林生物质直接燃烧和气化发电项目”。
在实际工作中，直燃生物质发电厂选址的可行性分析中还会遇到下列几个问题。
一是由于部分生物质发电厂的选择缺乏长远规划，往往与当地的一些单项规划存在一定的不符合性，主要表现在城市总体规划、土地利用总体规划、供热规划、各类专项规划、乡镇规划、电网规划、生态功能区规划等存在一定的不符合性。如果存在不符合之处，应与当地政府进行项目厂址比选，重新调整相关规划或调整项目位置、规模等，使项目厂址与相关规划协调、可行，并附相关支撑性材料。
二是燃料分散、供应距离远，有些区域由于地形、地质、农作物种类等原因，农作物秸秆产量较少或较分散，增加了电厂收购成本或不能满足电厂额定负荷要求。因此，应对生物质电厂区域秸秆剩余量及运输距离进行详细调查统计。同时，当地政府应承诺在该电厂燃料供应范围内不再引入大规模损耗生物质资源的工业企业，以免导致燃料供应不足。
三是项目所在地环境质量不能满足相关环境质量标准要求，不具备项目建设所需的环境容量。如果项目所在区域尚无剩余环境容量，应重新选址或采取有效削减、替代措施，所实施的削减和替代措施需要具有可操作性和有效性。
在环境影响评价中，还需对厂区供水、交通等条件进行分析，需要对多个厂址进行比选，从各方面对照分析选址的合理性，确定最为合理的厂（场）址。
工程分析
工程分析是建设项目环评的重要组成部分，是环评报告的基础数据。直燃生物质发电项目工程分析主要包括项目组成、项目依托情况、燃料供应及贮储、成分、热值分析、厂区平面布置、工程拟采用的工艺技术、主要装置和设备、污染物种类、污染物产生量和排放源强的确定、所采取的各项环境污染防治措施以及非正常工况污染物排放情况。
目前我国现有直燃生物质发电厂主要使用丹麦BWE公司水冷振动炉排技术，由国内生产制造的振动炉排高温高压锅炉。生物质燃料被送入炉内后，燃料在炉排上由于振动而被抛起，边燃烧边跳跃前进，炉渣由炉排末端排出。锅炉一般采用低氮燃烧方式，预留烟气脱除氮氧化物装置空间，除尘一般采用旋风分离器+布袋除尘器除尘，设计除尘效率一般不小于99.90%。由于秸秆含硫量低，一般仅预留脱硫空间。由于秸秆燃烧产生的灰分中含有丰富的钾、镁、磷和钙等营养成分，可用作高效农业肥料，一般生物质电厂可不设大型灰渣厂。直燃生物质发电项目废水主要分为一般性废水及浓盐水，由于电厂锅炉用水对水质要求较高，并且电厂多采用中水作为生产水源，因此，一般直燃生物质电厂都配有中水处理系统、锅炉水除盐系统及厂区综合污水处理站，除盐系统多采用反渗透处理工艺。处理后的污水多回用于循环冷却水及绿化等用水，浓盐水可用于锅炉除灰除渣。对于降雨较多的地区还应考虑燃料堆场雨水。
燃料供应充足是保证生物质电厂正常运行首要条件，在区域燃料供应中应详细调查燃料来源保证性、燃料种类、燃料量、燃料热值、燃料收购方式、燃料的运输，并附燃料热值分析报告，必要时可编制《生物质资源专题收集报告》。
燃料贮存点的分布、交通条件、与周围环境关系、贮存量、防腐、防洪、消防措施、燃料贮存点的扬尘及恶臭防治。为避免燃料长期存放造成自燃或腐烂、发酵降低发热值，燃料贮藏时间最长应不超过一年。燃料储运过程可参照《秸秆燃料储运技术规范》执行。
环境风险评价
由于直燃生物质项目具有火灾风险，因此直燃生物质项目环境影响报告书应设置环境风险影响评价专章，重点分析火灾带来的环境影响。环境风险评价专章应为建设项目的风险管理决策提供科学依据，以便在事故情况下及时采取有效、迅速的防控措施和应急措施，降低风险事故带来的影响。直然生物质项目的环境风险评价，一般应包括环境风险识别、风险事故频率确定、风险事故环境影响预测、风险事故防范措施及应急预案等主要内容。直然生物质项目主要有以下几种事故源项：
（1）燃料堆场发生火灾风险对周围环境的影响；
（2）轻柴油储油罐发生泄漏、火灾、爆炸风险对储油罐周围环境的影响；
（3）火灾事故处理过程中产生的消防废水、燃烧烟气等伴/次生污染影响；
（4）废水事故排放对周围环境的影响。
根据风险事故环境影响预测结果给出可能受影响的范围，并制定切实可行的环境风险防范措施及应急预案，减少因风险事故带来的环境影响。
以“宁夏安能生物质热电有限公司2×15MW生物质热电联产工程”为例，其风险防范措施主要为：对燃料堆场周围设置防火距离，配备相应消防设施；厂区高建筑应采用防雷击设计；燃料堆场四周应设置一定宽度的水沟，炎热、干燥条件下可降低燃料场温度、增加燃料场湿度，在降雨及消防时也可用于燃料堆场排水等。
结语
关键词:火力发电厂;燃煤管理;电力研究;供应链管理
中图分类号:F406文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0089-02
近几年来,国家对煤炭市场的管理由计划经济逐步转变到计划、市场双轨并行,煤炭市场逐步放开,到2002年起,国家放开对煤炭订货的控制,煤炭销量、价格由市场决定,国家对煤炭市场实行宏观调控。国家对煤炭市场的放开,对电力企业既有机遇也有挑战,在煤炭市场变化的大周期内,煤炭旺销的年份,电力企业没有了计划煤的底量,为满足发电厂的发电用煤需要,会不断的提高煤价;在煤炭滞销的年份,发电企业可以控制煤量,大幅地降低煤价,达到降低成本的目的。但是没有了国家计划的指导,煤炭市场的风险在不断地加大,因此电力企业必须将加强煤炭采购环节的管理、控制燃料成本提到重要的位置上来。
一、燃料管理对策之一:建立适应市场发展的采购管理体制
煤炭是我国最主要的一次能源,涉及国民经济各部门,煤炭从采购到送达用户,需要煤炭、铁路、交通各单位的共同协作和用户的配合。因此,迄今为止,我国的煤炭一直采用集中订货的方式,即每年召开一次全国煤炭订货会,根据国家下达的煤炭分配计划和调拨方案,供、运、需三方在订货会上协商、调整,随后由产煤省和煤矿安排分矿、分品种、分供货时间的供应方案,在与用户协商取得一致后签订供货合同。合同签订后,由各煤矿提出月度的到站及收货单位明细表和要车计划,报送有关铁路局、港务局安排运输计划、组织运输。
随着经济体制的改革和市场经济的发展,通过这种一次性全国集中订货的煤炭采购方式逐步减少,从过去的100%演变为2001年以前的60%～70%,到2002年全国煤炭订货会,国家计委计价格[2001]1218号文件要求,发电用煤价格将全部放开,全国煤炭订货会仅成为煤炭订货的方式,而煤炭价格则由市场做主,煤炭采购方式,真正走向了市场。
二、燃料管理对策之二:加强与供应商的合作关系
供应链管理理念告诉我们:当今企业的竞争已不是单独某个环节的竞争,而是整个生产经营全过程的供应链上各个环节的全面竞争。因此,要提高企业的竞争力,就必须致力于整个链条上的资源优化管理,对整个链条进行集成管理。
长期以来,发电企业只重视企业内部的规范化管理和建设,而忽视与外部利益相关者的关系,导致与外部交易的成本过高,使企业的经济利益受到影响和损失。按照供应链管理理念,原材料供应是发电企业供应链上的首要环节,是重要的外部资源,而燃料又是主要的原材料。因此,发电企业应更加重视与燃料供应商的关系,通过加强燃料供应环节的管理,达到不断提高燃料质量、降低燃料成本的目的。发电企业的供应链结构可用图1来进行描述:
燃料是发电企业的主要原材料,其特点是:消耗量大,直接影响发电企业的安全生产和经济效益;燃料的各个特性指标又必须符合锅炉的设计要求,对供应商具有选择性。因此,燃料对发电企业来说具有战略性的意义,发电企业就应该与质量、信誉好的供应商建立长期的战略伙伴关系。发电企业与供应商实行长期的战略合作,既能保证燃料的稳定供应,又能降低双方的市场风险,达到互惠互利的目的。
三、燃料管理对策之三:加强市场预测分析做好电煤储备
我国已经加入WTO,全球一次性能源市场的变动,对国内能源市场必将产生深刻的影响。中国是一个“富煤少油”的国家,煤炭出口量较大,2001年煤炭出口突破8000万吨,受国际市场的影响较大,其中电力行业是最大的煤炭用户,因此加强对煤炭市场预测和分析,做好煤炭的战略储备调整,有利于降低市场风险,应对国内外市场的变化。
(一)建立煤炭市场风险预测体系,防范煤炭市场风险
在中国加入WTO以后,受国际煤炭市场的影响,可能变化更加复杂,掌握国际煤炭市场动态、国内需求动态、国内煤炭库存状况、国内煤炭生产状况等,建立科学的市场信息数据库,对煤炭进行提前预测,增减煤炭库存,调节煤炭市场对发电燃料的影响度,在掌握宏观市场状况的情况下,平衡不同地区煤炭价格带来的差异,优化采购结构,形成良性的煤炭采购体系,最大限度的降低煤炭市场的风险,实现利润的最大化。
(二)强化市场观念增强风险意识
传统的产品经济模式是所有的资源配置由国家统筹安排。如果煤炭紧张,则通过向上级汇报和政府部门协调解决,因此,电力燃料部门曾经推行降低煤炭库存、加速资金周转的考核指标。火电厂设计规范中也将火电厂储煤能力设计得很低,以减少新火电厂的投资。然而,燃料进入市场以后,传统的燃料供应模式已不能适应市场经济的变化,使得火电厂在煤炭紧缺时有断煤停机的危险。因此,必须以市场的观点来保证火电厂的燃料供应,增强风险意识。由于自然规律(如我国北方地区的严冬)或认为因素较多,使有些火力发电厂为了保证火电厂持续稳定发电,保持较高库存,解决燃料供应风险。如北美国家隆冬时节较长,有些火电厂储煤量可供用三个月。在市场紧缺的时候,火力发电厂储煤较多,可以抑制燃料价格及其他费用的漫涨,达到稳定生产和稳定社会的作用。
四、燃料管理对策之四:与煤炭行业形成战略伙伴
电力燃料市场由于其用煤量大而稳定、信用度高、结算及时等优点,长期以来成为煤炭供户青睐的对象。而火力发电厂依附于煤炭燃料发电,其主要成本为煤炭,因此,双方在长期的业务交往过程中,必然形成天然的战略伙伴关系。但在市场经济中,各行业都以行业效益为中心,如何维系战略伙伴关系,保持市场稳定,实现“双赢”的目的,那就要求双方必须结成利益共同体。
(一)建立煤价电价联调机制
现在电力体制改革正在进行中,随着改革的深入,一些改革的配套措施会不断的完善。但困扰电力燃料供应的一个重要问题是燃料价格的不断提高,随着煤炭市场周期变化,煤炭价格的底价不断抬高。由于燃料价格由市场决定,缺少对价格约束的机制。而电价则由政府和计划部门及物价部门确定,缺少灵活应变的能力。市场经营和宏观调控所产生的矛盾在电煤问题上得到集中表现,国家调控,煤价上涨,而电价不作调整,那么电力行业的经济效益将受到较为明显的影响,有的则达到难以维持生产的程度。而电力体制改革以后的售电市场模式还没有确定,预计国家不可能把电价放开,由发电企业毫无节制的抬高电价,毕竟电力价格的提高对社会成本有着举足轻重的影响,如果国家对电力企业的“网厂分开、竞价上网”实行电价封顶,那么煤炭价格的上涨必然压缩电力行业的利润空间。因此,为了维护电力企业的利益,不断调整自身在市场中的应变能力,应建立煤价与电价的联调机制。国家应规定作为一次性能源的煤炭行业和作为二次性能源的电力行业的合理利润率,煤价上涨,电价应做适当的调整。
(二)与煤矿共同开发煤源形成利益共同体
燃煤火电厂污染物的排放,特别是SO2和NO2未能得到有效地控制。随着国家环保标准的提高,对火电厂的污染物排放控制就更加严格,19%年国家修订了火电厂污染物的排放标准,增加了对SO2和NO2的排放浓度的限制。1998年又进一步对SO2和酸雨控制区提出更严格的限制,即2000年要求达标排放,并实行总量控制;禁止在大中型城市及近郊新建燃煤电厂;新建、改造的电厂煤的含硫量大于1%的必须装有脱硫设施,现有含硫量>1%的电厂要求减排。一些重点省、市陆续公布了更为严格的措施,如北京、上海、杭州等地要求城区燃煤含硫量要小于0.5%,有些城市提高了SO2排放费的征收标准。因此采购低硫、高热值的洁净煤,成为电力燃料部门的另一课题,鉴于国家对环保的要求不断提高,各行业都会增加对优质洁净煤的需求量,占领优质煤田,或与煤炭企业联合开发占领优质资源,成为当前电力燃料部门的另一条降低发电燃料成本的重要途径。
电力燃料部门以占领煤炭资源或与煤炭企业联合开发煤炭资源,优先保证电力企业发电用煤的持续性和可靠性。以这种形式还可以优化能源结构,形成煤电运产业链,产生规模经济,提高电力、煤炭企业抗风险能力。
五、燃料管理对策之五:加强内部管理,降低成本
(一)加强来煤验收管理工作
来煤验收工作的内容主要是指进行来煤计量和检质。电厂的来煤计量是利用汽车衡称量,以核验其数量;检质是对来煤采样、制样和化验,以核验其质量。来样和制样应按有关规定进行,化验项目根据煤炭计价规定为发热量、水分、灰分、挥发分、硫分及煤品种。为累积资料,建立档案,还应定期进行各品种煤样的元素分析、工业分析及对灰熔性等每年至少测定一次。因此,检质和计量是燃料管理的重要组成部分,它们对于维护电厂的合法利益和增加经济效益都具有重要意义。
(二)入厂煤化验工作
化验人员接到化验煤样,应及时进行化验分析工作,并且做好化验分析记录和第三次编码,煤场专职人员根据化验分析结果,定期召集采样、制样、取样、化验人员完成密码分解工作。对于每次来煤的采制工作应及时完成,化验工作应在规定的时间内完成,不得延误。如果对化验分析结果有疑义,应及时再次进行煤质化验分析,或报送权威部进行煤质化验分析论证,燃料管理职能部门根据最终结果,实施经济合同。
(三)合理使用燃煤
锅炉燃用于设计煤种相近的煤,有利于安全经济燃烧。实际上电厂由于各种原因来煤品种较多,煤质特性各异。当发热量低于设计值时,会造成燃烧不稳,甚至造成锅炉灭火及放炮事故。挥发分降低时,会造成着火困难,导致燃烧不稳定及增加不完全燃烧热值损失等。为了合理地使用燃煤,把不同煤质的煤进行混配和掺烧,从而解决煤质与锅炉不相符合的问题。
通常选用挥发分,灰分,硫分,收到基低位发热量以及灰融性作为配煤指标。当锅炉燃烧不好,炉膛内热负荷较低而不能满足锅炉蒸发量的要求时,则选用煤的发热量作为配煤指标。当锅炉燃烧不稳定,煤耗高时,则选用挥发分或灰分作为配煤指标较合适。如锅炉经常发生结焦并威胁锅炉的安全运行,则选用灰融性作为配煤指标较好。为了使烟气中硫氧化物含量符合排放标准要求,可选用硫分作为配煤指标。
配煤比常用试验方法测定,亦可用计算方法估算,但计算后的结果必须经试验测定以后方可执行。配煤的均匀度反映各煤种混合程度的指标,也是控制单位时间内入炉煤煤质波动范围的指标。配煤的均匀度应达到95%以上。配煤的方法较多有:直接配煤法、挡板开度法、抓斗数法,堆式配煤法,层式配煤法。电厂应充分利用输煤系统的各种设备,结合不同的来煤情况优选不同配煤方法。
参考文献
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目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。
二、生物质燃烧的特性
了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。
由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低；（3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小，尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。
三、生物质燃料直接燃烧技术
直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。
目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种：
3.1生物质直接燃烧流化床技术
采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。
生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可燃气体和固体颗粒进一步燃尽，同时可以将烟气中所携带的飞灰、床料分离下来，减轻尾部受热面和除尘设备的磨损。现在我国部分锅炉厂家与高等院校合作，已开发出甘蔗渣、稻壳、果穗、木屑等生物废料的流化床锅炉，并取得成功运行。
3.2生物质直接燃烧层燃技术
生物质直接燃烧层燃技术使用的燃料主要可分为农林业废弃物及城市生活垃圾，由于这两种生物质燃料的燃烧特点不同，因此，所设计的层燃锅炉结构也有所不同。
3.2.1农林业废弃物焚烧技术
一般农林业废弃物的挥发物含量高，析出速度快，着火迅速，而固定碳的燃烧则比较慢，因此对于此类锅炉的设计主要采用采用风力吹送的炉内悬浮燃烧加层燃的燃烧方式。农林业废弃物进入喷料装置，依靠高速喷料风喷射到炉膛内，调节喷料风量的大小和导向板的角度以改变草渣落入炉膛内部的分布状态，合理组织燃烧。为了使大量快速析出的挥发分能及时与空气充分混合，在喷料口的上部和炉膛后墙布置有三组二次风喷嘴，喷出的高速二次风具有很大的动能和刚性，使高温烟气与可燃物充分地搅拌混合，保证燃料的完全充分燃烧。比较难燃烧的固定碳则下落到炉膛底部的往复炉排上，继续燃烧。通过合理地组织二次风，形成合理的炉内空气动力场，可使生物质中的大颗粒物及固定碳下落到炉排较前端，使燃料在炉排上有较长的停留燃烧时间，保证固定碳的完全充分燃烧。
3.2.2城市生活垃圾焚烧技术
目前我国中小城市生活垃圾一般含水量较大，着火困难，直接燃烧具有一定难度，所以燃烧时可掺入一定比例的煤，或者对垃圾进行预处理。我公司生产的城市生活垃圾锅炉使用的是经过消解过的垃圾，燃烧时不须掺煤。消解垃圾经抓斗送到料斗内，垃圾经推料装置送至往复炉排上，往复炉排前部经热空气加热干燥后着火燃烧。为了使大量快速析出的挥发分能及时与空气充分混合，我们在后拱下部及前拱上部各布置有一组二次风喷嘴，喷出的高速二次风具有很大的动能和刚性，使可燃气体与高速二次风充分混合，保证了挥发份的充分燃烧。往复炉排分三级驱动，每级可分别调整炉排的往复运动速度，这样可使燃料在炉排上有较长的停留燃烧时间，保证固定碳的完全充分燃烧。
推入的燃料量通过调节给料机的推料速度来控制。燃料在往复炉排上的燃烧时间通过调节往复炉排的移动速度来控制。为了使燃料层在炉排上有自翻身拨火作用，往复炉排采用倾斜16°的布置方式以及炉排三级之间设置了合理的落差，使燃料从前向后推动前进的同时有一个下落翻动过程，在上级炉排落至下级时有一个较大的翻滚，起到自拨火作用，有利于完全燃烧。为了保证燃料的及时着火和燃烬，设计有较高的前拱和低而长的后拱，高前拱区为垃圾的燃烧提供了足够的空间，低而长的后拱有利于燃料的燃烬。
往复炉的配风与燃煤锅炉也有较大不同。干燥阶段风量仅占一次风量的15%左右，主燃区风量占75%以上，而燃烬区风量仅占10%左右。为了保证挥发分大量集中析出时的完全及时充分燃烧，必须有占总风量15-20%以上的风量作为二次风，本设计的二次风可帮助燃料析出的挥发分在炉膛空间的燃烧，在每组二次风喷嘴的风道上装有调节阀门，实际运行时可根据现场燃料的燃烧情况及时调节各段风量及每组的二次风量。
烟气处理系统则采用半干式脱酸塔及布袋除尘器，能够有效去除尾气中有害气体。
关键词: 热电厂;燃料管理;信息化
中图分类号:TP311文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)03-641-02
The Development and Design Of Thermal Power Plant Fuel Management System
JIN Hong-ling
(Vocational and Technical College of Electronic Information, Hohhot 010070,China)
Abstract: With the development on reform of electric power industry in China, the electric power plant is gradually restructuring to suit the market. And those questions become the new objective to reach: how to save more energy and improve the efficiency; and how to fight against market risks; how to improve enterprise management level, etc. As one of the most important department in a Thermal Power Plant, the fuel department is responsible for ensuring the production process work in right way. The fuel department is supports coal, oil and other fuel supplies. As the statistic shows, 70% of the cost is used for purchasing fuel like coal.In this paper, the design of power plant fuel management system will enable the purchasing of fuels plant, weighing, quality inspection, storage, clearing a series of process data both automatically and intellectualized. Thus, the objective in reducing purchasing costs and energy consumption could be achieved. In this way, an accurate, modernized and scientific management on thermal electronic enterprises is established.Therefore, to reduce the cost of fuel became the key point in saving costs. To establish scientific information strategy system is the only choice.
Key words:thermal power plant; fuel management; information
1 背景介绍
我国电力体制正在进行改革,这次改革必然带来市场竞争,带来国际化规范运作方式的实施。 改革后电力企业在生产经营决策和成本与效益上的择优与追求更加迫切,将会引起电力公司在内部管理机制、运作方式、经营模式、市场应对策略以及用户资源和管理等方面发生巨大变化。这种变化主要体现在电力公司的管理理念和企业运作方式上。现代企业面对的核心问题是市场的动态变化,通过内部的科学管理和机构重组,努力实现市场占有分额的最大化,达到最小的成本获取最大利润的目标。在知识经济时代,企业的一个重要手段是通过信息和网络技术来实现企业这一目标。由于受几十年来计划经济的影响,目前我国电厂燃料的各个环节,都不同程度地存在着不尽人意的因素;同时也存在着我们的经营手段的落后,管理形式上的不适应,从而导致我们生产成本不能最大限度地降低,电厂燃料部门肩负着全厂保证生产所急需的煤、油等燃料物资的采购供应任务,燃料管理是保证企业生产的重要环节,同时也是资金占用的大户,火力发电厂中燃料成本占发电成本的70%左右,因此建立科学的燃料管理系统是现代电力企业的必由之路。
2 需求分析
燃料管理系统主要负责整个电厂的燃料管理,它基于计算机网络,旨在配合专管部门:根据燃料的需用计划进行招标;制定燃料订购合同,并对全厂各类燃料的进厂验收把关;负责煤质、煤量把关,进行来煤扣吨、化验后的亏卡追补,按合同进行燃料费用结算;负责燃料数据的统计报表,编制月度燃料分析报告等。
根据市场调研和分析企业管理的需求,燃料管理系统由燃料基础数据、燃料计划合同管理、燃料采集计量管理、燃料采制化管理、燃料格式报表管理、燃料统计分析管理、系统维护管理、WEB查询等八部分38个模块组成。
3 系统管理功能模块与业务流程
图1为系统管理功能模块与业务流程。
4 热电厂燃料管理系统业务描述
新丰热电厂工作人员对一定区域内的煤矿进行分析,获得煤矿名称、主要煤种、运输路程等信息,并建立“矿别信息”数据。
新丰热电厂与燃料供应商签订合同后,将供应商信息、车辆信息录入燃料管理系统,同时将建立“基础数据”。基础数据包括:服务管理过磅费、煤税率、卸车费等。
当运输车队到达新丰热电厂后,过磅,获得过磅单。
车队经过磅房后到达煤库,进入指定地点后卸煤,卸煤后车队持磅单回到磅房二次过磅。
磅房工作人员按照要求录入磅单信息,如车牌号、供应商、矿别、净重等。由于新丰热电厂磅房没有网络环境,所以将录入的磅单信息生成文件用可移动存储设备带到厂内信息中心之后,使用燃料管理系统“计量数据导入”模块导入。
化学专业人员到磅房对车队完成入厂煤的物理采样和物理制样,同时使用“煤样采制管理”模块录入煤样信息生成样品编号,在化验室取样员到达之前,将煤样上标明煤样编号。系统规定每天采制煤样不超过8个。
化验室工作人员到取样处取得带有样品编号的煤样进行化验,将化验结果数据录入“入厂煤煤质分析报表”,如发现报表数据录入错误,需要向审核人员提出申请重新录入该报表。系统规定每天最多录入2张报表,每张报表不可超过4个煤样。
化验室审核人员对当天的入厂煤煤质分析报表进行审核,审核通过后该报表并打印。
配比、混合后的燃煤经过去杂和清洗进入入炉煤煤区。
由化学专业人员完成入炉煤的煤样采制过程,同化学专业人员完成入炉煤的化验过程,将化验结果录入“入炉燃煤煤质化验日报”。系统规定每天最多录入2张报表,每张报表不可超过4个机组炉号,如发现报表数据录入错误,需要向审核人员提出申请重新录入该报表。
化验室审核人员对当天的入炉燃煤煤质化验日报表进行审核,审核通过后该报表并打印。
入炉燃煤通过磨煤机进入锅炉。
当日在规定时间内使用燃料管理系统“燃煤进耗存日报”模块,统计生成燃煤进耗存日报表。系统自动计算得出大部分结果,其中大部分数据源来自“入厂煤计量”。
由电厂相关人员审核燃煤进耗存日报,审核通过后该报表。
本月底至下月初在规定时间内必须使用“月数据结算”模块完成月数据结算,月数据结算是燃料管理系统的关键数据,系统自动计算月结算数据。
生成全部月报表:
由“入厂燃煤煤质分析报表”自动生成当月“入厂燃煤煤质分析月报”。
由“入炉燃煤煤质化验日报”自动生成当月“入炉燃煤煤质分析月报”。
由“月数据结算”和“基础数据”自动生成当月“进厂煤原煤价格构成月报”。
由“月数据结算”和“基础数据”自动生成当月“进厂煤以发热量计价煤质验收月报”。
由用户填写完成“生产用煤供耗存月报”。
由用户填写完成“生产用煤供耗存汇总月报”。
最终由相关部门进行报表审核并。
5 结束语
燃料管理系统主要负责整个电厂的燃料管理,它基于计算机网络,旨在配合专管部门,根据燃料的需用计划进行招标,制定燃料订购合同,并对各类燃料的进厂验收把关,负责煤质、煤量把关,进行来煤扣吨、化验后的亏卡追补,按合同进行燃料费用结算;负责燃料数据的统计报表,编制月度燃料分析报告等,以便管理者科学地管理、决策,使燃料“量、质、价”管理和成本管理做到可控、再控,不断提高燃料管理水平和经济效益,同时促进企业进一步实现节能降耗,提高效益。
参考文献:
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第二代生物燃料指的是以麦秆、稻草和木屑等农林废弃物或藻类、纸浆废液为主要原料,使用纤维素酶或其他发酵手段将其转化为生物乙醇或生物柴油的模式。第二代生物燃料与第一代最重要的区别在于其不再以粮食作物为原料,从而最大限度地降低了对食品供应的威胁。第二代生物燃料不仅有助于减少对传统化石能源的依赖,也能减少温室气体的排放,对实现全球可持续性发展具有重要作用。许多国家都制定了或是正在执行相关计划,大力发展第二代生物燃料。
Frost & Sullivan预计2011年将是第二代生物燃料技术大规模工业化的一年,市场规模将以每年200,000吨的速度扩大。在2017年前后,第二代生物燃料有望成为能源的重要组成部分。
技术分析
第二代生物燃料的发展离不开技术,唯有其技术的不断更新,方能使其发挥优势,不断开拓市场。目前生物燃料生产技术的主要技术方法主要有水解发酵、气化发酵、气化催化合成和热解。虽然这些技术现在都还处在实验阶段,但是近年来各国及各大企业都投入巨资研发,成果不断。
我国拥有丰富的纤维素资源。据估算,我国每年生产的农作物秸秆、谷糠和饼粕的总产量高达7.8 亿吨以上,其中玉米秸秆占3.3亿吨(占总量的42.4%)、小麦秸秆占1.5亿吨(占19.7%),而稻草秸秆占1.2亿吨(占15.3%),此三类纤维素占全国总纤维素产量的77.4%以上。不过,目前大量的秸秆主要被用于生物质直燃发电,燃烧转换效率并不高。由于缺乏成熟的秸秆制备燃料乙醇技术,纤维素制备乙醇的转化成本偏高。一旦该项技术取得重大突破,无论从单位秸秆生产出产品的热值还是产品的价值计算,都将构成生物质直燃发电的有力竞争对手。
纤维素乙醇所应用的技术主要是水解发酵技术,该技术首先采用弱酸、弱碱或者酶水解原材料,破坏纤维素和半纤维素,使其转化成为C5、C6糖类。这些糖类再进一步发酵成为酒精。
纤维素乙醇技术的优点是以热水和酶作为基础,流程简单,碳排放明显低于其他生物燃料技术。全程不需要高温高压。纤维素预处理阶段基本就能将纤维素全部水解,而不能处理的木质素也可以通过分离燃烧产生能源。当然它也有其缺点,比如预处理成本比较高、产率较低等等。现在各主要公司的研究团队和相关科研机构都加大了对预处理过程及新型水解酶和酵母的研发力度,使该技术的发展充满机会。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研发出新型的酵母技术,据称能将水解和发酵效率提高一倍。
市场分析
第二代生物燃料目前正处于起步阶段,在国内还没有形成大规模生产。现在国内主要的生物燃料公司,包括吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生物化学股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司,都属于第一代生物燃料企业。但是随着近年来粮食价格不断攀升以及中国政府引导发展非粮生物燃料政策的出台,这些企业在积极研发下一代生物燃料技术。08年以来,重点发展的非粮燃料企业多采用1.5代生物燃料技术,原料主要采用木薯(华南)、甘薯(华中、西南)与甜高粱(华北、华东)等作物。随着近年来薯类成本上升较多,薯类制备生物乙醇能否维持盈利也是该产业的一大疑问。
中国参与第二代生物燃料技术研发的只有河南天冠集团等少数几家企业,但运营规模还非常小,诺维信公司已经同中粮集团和中石化开展合作,研究纤维素乙醇。2008年,美国纤维素乙醇的成本为约2到4美元每加仑(3.6-7.2人民币/升)。第一代乙醇工厂以玉米为原料生产乙醇的成本约为每加仑1.5美元(2.7人民币/升),但加上税收和分销支出,其价格比燃气价格更高。纤维乙醇的价格必须通过可行的技术达到降低目的。
技术发展及市场竞争
由于整个行业还处于刚刚起步阶段,市场规模偏小,因而没有激烈的市场竞争。先期进入的企业一旦确立了技术优势,就能在市场竞争中处于有利地位。随着政策扶持力度加大和新进入企业增多,预计未来技术进步的步伐会越来越快。
替代品的威胁
作为传统化石能源的替代品,生物燃料的重要性会随着石油、煤炭等能源的储量减少和价格攀升逐步增强。然而,由于目前生产成本相对较高、技术尚不成熟,生物燃料也受到包括生物质直燃发电、太阳能、风能、水电在内的其他可再生能源的威胁。不过,在可预计的未来,生物燃料有望凭借其能够兼容现有汽油机、柴油机、能与汽油、柴油掺杂使用而且能量密度高、蓄能方便等优势占有越来越重要的地位。
稳定的销售模式
在中国,生物燃料包括生物乙醇和生物柴油两个组成部分。生物乙醇市场的主要销售渠道是中石油、中石化加油站。而生物柴油市场因为规模小,目前的主流渠道是厂家直供辅以民营加油站。由于生物乙醇的售价是与成品油联动的,收购价格也按发改委相关文件执行,因此受渠道议价能力影响不大。但生物柴油市场由于没有相关文件指导,生产、供应量偏小,客户分散,市场渠道尚不稳定。有待政府更进一步的指导和扶持来实现常规化和稳定化。
原料供应分散且不足
足量、稳定的原料供应才能支持生物燃料的快速发展。以中国纤维素乙醇为例。纤维素乙醇主要以农林废料为原料。据中国农业部统计,全国每年秸秆等农业废料产量在7亿吨以上,但去除农民焚烧填埋和生物质直燃消耗等去处,仅剩余3亿吨以上。目前中国国内没有统一的秸秆供应商,主要依赖于生物燃料企业自己从农民和大型农场所在地收购,这也增加了秸秆收购和储运成本。
市场进入门槛高
关键词 能源供给 能源价格波动 燃料乙醇
一、 引言
中国的经济持续增长伴随着能源消耗的同步增加，在我国能源消费结构中，原油占到总量的20%左右，它与电力构成能源体系中两大主要能源类型。近年来，高增长下的中国通过大量进口石油，保证经济快速发展。2010年，我国原油表观消费量首次突破4亿吨，而进口原油达2.39亿吨，对外依存度已经突破50%。我国国内原油产能已经接近饱和，对国际原油输入的依赖越来越大，这将导致我国面临能源供给和能源价格安全的双重压力。为了缓解能源供给安全压力，国家已经在海外积极拓展油田投资和开发，着力解决原油供给问题。但是，现阶段国际形势为我国原油的海上运输蒙上了一层阴影，以日本、韩国及其列岛构成的我国外海第一岛链①，若出现政治动荡，会对石油海运造成阻隔之势。马六甲海峡是我国航海贸易运输的主要咽喉，从该海峡运输的石油占总进口石油的4/5以上（马晓宇等，2007），而美国在东南亚（特别是泰国）的势力渗透更是试图掐住马六甲海峡这个国际海运的咽喉，若遭遇紧张国际形势，中国的原油输入障碍将直接影响能源安全和国民经济运行。另一方面，我国没有国际石油的定价权，大量原油输入国内，其价格传导效应将十分明显，国际原油价格的居高不下将会影响国民经济运行的成本，甚至可能会引起通货膨胀。
能源从供给和价格两个方面对经济造成影响。一方面，能源的充足供给保证经济稳定发展。龚志民（2006）从可持续发展角度出发测算了能源缺口下的中国经济；东部地区能源与经济之间的互动机制基本形成（于全辉和孟卫东，2008），能源缺口一旦出现，将直接导致我国经济增长的重点区域的产出减少。能源缺口对产业的影响程度不一，能源密集型产业较非能源密集型产业更易受到供给影响（Lee and Ni，2002），所以，我国以劳动密集型和能源密集型产业为主的产业结构对能源的依赖程度理应引起我们的警觉。赵涛等（2009）利用嵌入能源消费的CD函数模型，推导并实证研究了能源与经济增长之间相互依存相互影响的辩证关系，再次验证了能源作为基础要素投入的重要性。另一方面，能源作为工业产出的基础性原料，其价格波动将通过生产成本反映在价格体系的各个层面。Davis and Haltiwanger（2001）通过分析油价波动对创造就业和失业的影响，发现石油价格和货币政策造成的失业作用要比创造就业的作用大得多。林伯强和王锋（2009）研究了能源价格上涨对我国一般价格水平的影响，指出各类能源价格上涨导致指数上涨幅度最大的是PPI和GDP平减指数，并可能引起成本推进型的通货膨胀。
在国际能源价格出现波动和全球能源供给紧张的局面下，众多学者将目光转向液态生物质燃料的发展。然而中国发展液态生物质燃料的必要性一直存在争议，争议的焦点在于：第一，生物质燃料是否是缓解原油安全威胁的唯一途径；第二，全面发展生物质燃料是否会导致对耕地资源配置的影响；第三，全面推广生物质燃料是否会影响使用燃料的机械设备的技术改进或者替换问题；第四，生物质燃料较传统能源是否具有优越的成本收益率。明确回答上述问题是后续研究的重要前提。
首先，石油产品（汽油和柴油等）是交通运输和动力机械的能源，不能被煤炭直接替代，电力替代（如电动汽车）的可能性从短期来看也不高。这是因为：液态能源的发动机已经广泛深入社会生活，通过液态质的生物质燃料替代具有较好的可持续性，巴西、美国和欧盟等国家和地区的生物质燃料利用给出了很好证明。目前巴西的汽车均使用100%生物乙醇或22%~25%的混合乙醇汽油；欧盟出台政策规定将生物柴油使用混合比例到2020年提高至10%；美国更是通过立法明确了燃料乙醇作为替代燃料的社会地位（曹俐和吴方卫，2010）。上述各国的生物质燃料产业的发展，一方面充分发掘了当地的资源禀赋（如巴西甘蔗含糖量居世界首位，美国的玉米产量世界第一），另一方面在生物质燃料的技术研发方面有重要成果。反观中国，国民经济处于快速发展阶段，对燃料的需求将持续一段时间，因此通过各类能源作物的生产来提炼生物燃料存在可行性。
其次，中国液态生物质燃料，特别是燃料乙醇的原料已经过渡到非粮食作物的阶段，即通过边际土地的开发避免“与粮争地”问题的出现。2007年出台的《可再生能源中长期发展规划》中也明确提出不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力，合理利用非粮食生物质原料生产燃料乙醇，提出扶持以木薯、甘薯、甜高粱等为原料的燃料乙醇技术。在这个前提下，中国液态生物质燃料的发展不会对有限耕地的配置造成负面影响。
第三，发展液态生物质燃料的可能影响属于外部性范畴。液态生物质燃料在生产和利用过程中的正负外部性并存。正外部性包括：在能源安全约束和经济持续增长背景下，当石油供给出现缺口时，生物质燃料弥补汽油和柴油所带来的经济溢出，表现在对整体经济的促进、对资本和劳动要素合理配置的优化和吸纳农村剩余劳动力的贡献；非粮能源作物种植、原料搜集和燃料利用过程，生物质燃料具有在固碳释氧、保持水土、温室气体减排等方面的生态溢出效应。而负外部性指的是生产液态生物质燃料过程中的能源消耗以及燃料推广使用过程中的成本，甚至包括原料种植对生态环境的可能影响。对上述问题的既有研究还没有明确结论，特别是对外部性问题涉及的研究不多。但是从宏观经济层面分析，中国正处于能源需求的关键阶段，增长对中国而言十分重要。虽然液态生物质燃料的生产成本较传统能源没有优势，甚至略高于传统能源，表面上不具有竞争力，但由于液态生物质燃料发展存在外部性，发生了市场失灵现象。只要清醒认识影响生物质燃料产业市场失灵的真正原因，充分分析该产业的对社会经济作用机理，理清正外部性和负外部性的综合影响，通过政府补贴等手段，就可以达到既能弥补能源缺口又能健康发展液态生物质燃料产业的目地，而国外生物质燃料利用较好的国家就是良好例证2009年，美国燃料乙醇产量突破2000万吨油当量，巴西也突破1300万吨油当量，欧盟的生物柴油产量在2010年为2200万吨，而中国的燃料乙醇仅有100万吨左右，生物柴油则更少。。
众多学者也对液态生物质燃料的社会经济影响做了研究。中国的能源安全和粮食安全因石油价格和生物原料将受到国际市场波动的影响(Yang et al.， 2008)，寻求发展新的生物质燃料原料将十分必要，同时能够给供给不足的汽油提供有益的补充。发展非粮液态生物质燃料能够避开可能的“与粮争地”和“与人争粮”困境。张锦华等（2008）通过构建燃料乙醇的行为分析框架，分析了短期和长期动态均衡下的生物能源发展对粮食安全的影响，并给出通过开发非粮食原料来补充能源供给缺口和避免粮食安全的建议。王子博（2009）利用历史数据构建潜在产出测算模型，认为液态生物质燃料（燃料乙醇和生物柴油）作为汽油或柴油的替代品，对缓解能源缺口具有重大意义。章辉和吴方卫（2009）通过对未来汽油市场的供给情况的预测，分析模拟了我国发展燃料乙醇对我国能源安全和经济发展的影响，得出燃料乙醇对缓解汽油需求和保障经济可持续增长具有一定作用的结论。上述研究从不同层面分析了液态生物质燃料发展的可能影响，但是较少将液态生物质燃料乙醇的补充对原油供给和原油价格波动同时联系起来。
液态生物质燃料产业发展正外部性中的经济溢出是值得关注的话题，特别是对经济增长的影响不容忽视。为此，需要准确分析发展燃料乙醇对我国能源供给不足和价格波动的潜在威胁缓解机理进行梳理。同时，当我国面临因能源供给不足造成的产出不足以及因价格传导引致的成本推进型通货膨胀时，燃料乙醇的补充途径如何？对其研究具有指导性意义。本文首先分析目前中国能源结构与国际能源价格对中国的影响，进而建立一个以燃料乙醇为例的理论模型及分析框架，基于原油供给不足和原油价格过度波动所引起的国民经济影响，并结合我国液态生物质燃料产业的实际状况，回答生物质能源的发展对国家能源安全、国民经济的影响及可能的解决路径。
二、 中国燃料乙醇产业发展必要性的现实依据：能源结构与价格冲击
（一） 能源结构、原油对外依存度与燃料乙醇利用现状
1990年以来，中国的GDP从4.5万亿增长至2009年的34万亿元以上2009年不变价格计算。。在这个过程中，能源消费总量也呈现同趋势增长。1990年全国能源消费总量仅为9.7亿吨标准煤，而到2009年已经超过30亿吨标准煤。从增长速度分析，历年GDP增速一直维持在8%以上，并于1992年和2007年前后达到高位。相对而言，能源增长速度的波动较为明显，整体呈现波浪型曲线。在1999年前后的能源消耗增速一度下降至原点，随后与2005年前后达到高位，在2008年国际金融危机后下滑势头较为明显。
中国能源消费的绝对数量一直不断增加，而能源消费结构长期以来没有发生根本性变化。原煤比重远远高于其他能源，一直维持在70%左右。原油的消费比重仅次于原煤，平均维持在20%左右。其余能源的比重与前两类能源差距明显。
中国原油消费数量不断上升，2009年达到3.8亿吨。中国原油国内产量一直维持在较为稳定的水平，较大幅度提升国内产能很难实现。因此，随着中国经济的发展，对原油需求剧增，从国际进口原油成为主要选择。例如，2003年中国原油净进口量超过1亿吨，到2009年已经突破2亿吨，对外依存度已经高达53%。在煤炭和电力充分自给的情况下，中国原油供给出现了不容忽视的危机。居高不下的能源强劲需求以及无法逆转的原油大量进口，导致中国的经济增长面临能源供给安全问题。
燃料乙醇是汽油的有益补充，而中国的燃料乙醇产量2008年仅为102万吨油当量数据来源：2010年《BP能源统计年鉴》。，2009年仍然维持在这个水平，但是汽油的消费量在2008年已经达到6145万吨，是燃料乙醇总量的60倍左右，明显的能源结构差异反映出中国燃料乙醇产业整体规模不足的状态。按燃料乙醇生产原料划分，中国的燃料乙醇产业发展可以分为以粮食作物为原料和以非粮食作物为原料两个过程。中国最早的燃料乙醇研究和发展规划开始于20世纪80年代中期。发展初期的侧重点是燃料乙醇生产技术的实验室科学研究。20世纪90年代后期，燃料乙醇生产开始进入试点阶段，这个阶段的特点是国家投入资金建设燃料乙醇的生产基地，并给予相应的政策扶持。随着中国陈化粮的消耗和中央政府对粮食安全的逐步重视，以粮食作物为原料的燃料乙醇项目受到限制。2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出，不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力。在这个背景下，2007年政府批准在广西建立以木薯为原料的燃料乙醇企业，年生产能力为20万吨，并于2008年初正式投产。纤维素生产燃料乙醇研究工作已接近完成实验室研究阶段，步入中试和产业化培育阶段，其中，中国科学院于在2007启动了“纤维素乙醇的高温发酵和生物炼制”重大项目，山东大学微生物技术国家重点实验室也有相应研究课题，同时来自华东理工大学、天津大学、中国农业科学院麻类研究所和陕西师范大学等高校和研究机构都在进行创新性研究。虽然纤维素产业化生产尚未实现，但是现有的以粮食作物为原料的燃料乙醇生产企业也在积极拓展纤维素应用的领域。中国的燃料乙醇生产技术正在不断创新，更高效率的提炼技术推陈出新。美国、巴西和欧盟的经验说明，燃料乙醇是目前技术最成熟、使用最大且商业化程度最好的生物燃料，乙醇混合汽油的性能与传统汽油相似，可以预见，中国的生物质燃料产业具有广阔的市场前景。
（二） 国际原油价格的冲击：燃料乙醇产业发展的现实依据
外部冲击对国内能源价格存在影响（中国经济增长与宏观稳定课题组，2008），而国内能源价格上涨对经济体系也会产生影响：外部价格输入将提高下游产品的生产成本，之后会移动一国的菲利浦斯曲线并造成通货膨胀的压力。能源价格上涨主要通过两个渠道影响中国的价格水平，第一是通过生活资料的渠道直接反映到消费者价格指数（CPI）上，第二是以原材料和生产要素价格上涨的形式，从工业产业链的上游传导到下游，间接地影响生产者价格指数(PPI)和消费者价格指数（林伯强和王锋，2009）。
向量自回归（VAR）模型可用于时间序列系统的预测和随机扰动对变量系统的动态影响。该方法避开了结构建模方法中需要对系统中每个内生变量关于所有内生变量滞后值函数的问题。在向量自回归的基础上，可以通过脉冲响应函数随机扰动项的一个标准差变动来考察它对内生变量及其未来取值的影响。为了反映国际原油价格对国内各类价格体系的影响，本文下面进行VAR脉冲响应分析，考察随机扰动所产生的影响以及其影响的路径变化。
下面利用VAR脉冲分别对国际原油价格与燃料动力价格、工业品出厂价格指数（PPI）和居民消费价格指数（CPI）变动进行分析。对平稳性检验结果分析可知（如图3、图5和图7所示），VAR模型的全部特征根倒数均在单位圆内，这说明VAR模型平稳，进而可以分析国际原油价格变动对国内燃料动力购进价格、工业品出厂价格指数（PPI）和居民消费价格指数（CPI）的冲击影响。从脉冲结果可知（如图4、图6和图8所示），国际原油价格波动对上述三类价格的冲击存在明显稳定性，国际原油价格对国内燃料动力购进价格、工业品出厂价格指数和居民消费价格指数都有正向影响，这进一步说明原油对外依赖将带来对国内市场冲击的威胁的判断。
通过上述分析可知，中国的能源结构和国际能源价格环境都显现出液态生物质燃料产业发展的必要性，而其中燃料乙醇产业如何缓解可能的能源安全威胁需要进一步分析。
三、 模型的基本假设
本研究着眼于汽油和燃料乙醇构成的液态能源市场。 D(x) 代表液态能源市场的总需求， S(x) 代表液态能源市场的总供给，在局部均衡分析中，取得均衡时满足：
D(x)=S(x)（1）
把总需求分成两个部分： x1 代表汽油数量， x2 代表燃料乙醇数量，表示总需求的液态生物质燃料需求部分，并且假定化石燃料和燃料乙醇的使用效果相近，即两者具有明显替代性。总需求表达式为：
D(x)=D(x1)+D(x2)（2）
通常情况下，影响液态能源市场的总需求有如下因素：汽油的价格（ Pp ），燃料乙醇价格（ Pb ），政府对燃料乙醇消费的补贴（ Ps ），居民收入（ Y ），国内生产总值（ G ）。通过下述函数表示：
D(x1)=F1(P－p,Pb+,Y+,G+) （3）式中函数 F1中的自变量都是D(x1)的自变量，自变量变动对通过影响x1后作用于D(x1)，下同。 （3）
D(x2)=F2(P+p,Pb－,Y+,G+,P+s)（4）
其中，字母上方符号表示该变量变动对函数的影响，如 P－p 表示 Pp 价格上升将导致 D(x1) 需求量下降。
由此，总需求可表示为：
D(x)=F(Pp,Pb,Y,G,Ps)（5）
在现有文献中需求分析的主要方法有：近似理想需求模型（Almost Ideal Demand System，简称AIDS）、线性近似模型（Linear Approximate Almost Ideal Demand System，简称LA/AIDS）、FAO需求预测中的各种恩格尔曲线模型以及恩格尔函数模型。考虑到本研究的一般性探讨，本文采用较易分析的双边对数形式，即：
ln D(xt1)=a′1 ln Ptp+a′2 ln Ptb+a′3 ln Yt+a′4 ln Gt （6）
ln D(xt2)=a″1 ln Ptp+a″2 ln Ptb+a″3 ln Yt+a″4 ln Pts+a″5 ln Gt （7）
ln D(x)=a1 ln Ptp+a2 ln Ptb+a3 ln Yt+a4 ln Pts+a5 ln Gt （8）式中a1和a2的符号是由（6）（7）两式对应系数决定，考虑到现阶段汽油使用的绝对性比重，燃料乙醇的替代不会对整体能源结构产生根本性改变，认为合并后的（8）式中的符号与（6）式符号相同。（8）
另一方面，本文把总供给分成两个部分，即：液态化石燃料汽油的供给函数 S(x1) 和生物乙醇供给函数 S(x2) ，其中 S(x1) 包含国内原油产出和国外原油进口，可表示为：
S(x)=S(x1)+S(x2) （9）
通常情况下，影响总供给的因素有：燃料乙醇价格（ Pb ），汽油提炼的技术进步（ T1 ），影响原油供给的冲击（Shock）（包括国际原油供给不足和国际原油价格过快上涨），燃料乙醇生产的技术进步（ T2 ），生产燃料乙醇的生产补贴（ I ），燃料乙醇原料的开发和生产成本（C）通过下述函数表示：
S(x1)=G1(P+p,P+b,T+1,Shock－) （10）
S(x2)=G2(P+p,P+b,T+2,I+,C－)（11）
在农业供给分析中，现有研究主要运用一般性里昂惕夫生产函数模型、投入需求系统模型等，本研究运用农业供给反应模型。为便于对比分析，供给分析仍然采用双边对数形式，即：
ln S(x1)=b′1 ln Ptp+b′2 ln Ptb+b′3 ln Tt1+b′4 ln Shocktb （12）
ln S(x2)=b″1 ln Ptp+b″2 ln Ptb+b″3 ln Tt2+b″4 ln It+b″5 ln Ct （13）
ln S(x)=b1 ln Ptp+b2 ln Ptb+b3 ln Tt1+b4 ln Tt2+b5 ln It+b′6 ln Ct+b7 ln Shock（14）
四、 框架分析与解决路径
框架分析是一种较为理想的分析方法，它依赖严格的前提假设和约束设定。为了满足分析的合理性，本文对液态能源市场进行宏观假定：
第一，能源消费结构中，燃料乙醇对汽油的替代是通过乙醇汽油形式进行，且此种替代可以瞬时完成。
第二，国家为了确保粮食安全和避免因粮价上涨带来的通货膨胀，不提倡使用粮食作物（如玉米）生产液态生物质燃料，本框架中所涉及的燃料乙醇都是指由非粮作物原料生产的燃料乙醇。
第三，国家财政有能力通过补贴和其他倾斜政策促进边际土地开发和非粮作物原料的种植。
第四，燃料乙醇具有替代和互补的双重性。乙醇汽油中的燃料乙醇与该部分汽油是互补的关系，而作为混合状态下的乙醇汽油与传统汽油是替代关系。
（一） 开放经济下的市场出清：需求不变，供给结构可变
在短期内，我国经济对能源的需求不变，但是不同的能源结构下的经济运行平稳性不同，本节试图通过能源供给角度分析国际原油价格波动对我国经济生活的影响，回答缓解能源安全的途径和出路。
情形1：短期市场出清下的汽油供给
t 期的汽油需求比例为 at% ， t+1期 的比例调整为 at+1% ，短期市场出清条件下有：
S(xt1)=at%D(xt) （15）
S(xt+11)=at+1%D(xt+1) （16）
因为短期需求不变，当 at%≤at+1% ，有
S(xt1)≤S(xt+11) （17）
此时出现能源需求结构调整，两边取对数可得：
b′1 ln Ptp + b′2 ln Ptb + b′3 ln Tt1 + b′4 ln Shockt
b′1 ln Pt + 1p + b′2 ln Pt + 1b + b′3 ln Tt + 1 1 + b′4 ln Shockt + 1 （18）
短期内考虑技术进步不发生变化， Tt+11=Tt1 ，则：
Pt+1pPtp>Shockt+1Shockt－(b′4/b′1)•Pt+1bPtb－(b′2/b′1) （19）
当中国经济未能改变对传统汽油的依赖时，中国国内油价将受到国际油价波动的直接影响。从（19）式可知，国内汽油价格 Pp 的上升幅度受到国际原油价格（Shock）以及燃料乙醇价格 Pb的 直接影响。由于燃料乙醇在液态化石能源的结构所占比例较小，其价格变动对汽油价格的影响程度有限。由此可知，我国国内汽油价格直接受制于国际市场原油价格。一旦出现短期能源价格过快上涨，高度依存度下的中国国内油价势必同步上涨，从而传导至国民经济的其他行业领域，并最终通过PPI和CPI等价格指数显现出来。
情形2：短期市场出清下的燃料乙醇供给
t 期的汽油需求比例为 at% ， t+1 期的比例调整为 at+1% ，短期市场出清条件下有：
S(xt2)=(1－at%)D(xt) （20）
S(xt+12)=(1－at+1%)D(xt+1)（21）
因为短期需求不变，当 (1－at%)≤(1－at+1%) ，有
S(xt2)≤S(xt+12) （22）
此时出现能源需求结构调整，两边取对数可得：
b″1 ln Pt+1p+b″2 ln Pt+1b+b″3 ln Tt+12+b″4 ln It+1+b″5 ln Ct+1
< b″1 ln Ptp+b″2 ln Ptb+b″3 ln Tt2+b″4 ln It+b″5 ln Ct（23）
短期内，燃料乙醇生产的技术进步T2和开发和生产成本C不变，那么可得：
Pt+1pPtp
从燃料乙醇发展对国内汽油价格的影响角度分析可以看出，由于乙醇汽油和传统汽油的替代关系，汽油价格Pp可以依靠大量的燃料乙醇Pb输入市场得到释放，即利用乙醇汽油的价格来影响传统汽油的价格。国家对燃料乙醇生产和使用的补贴越高，燃料乙醇的价格越便宜，由此可以带动传统汽油价格的下降。所以，要降低国内传统汽油的价格波动，可以通过扩大燃料乙醇的市场注入实现。
推论一：在开放经济条件下，国际原油通过价格传导影响我国汽油价格，在需求不变的条件下，我国面临能源价格波动安全隐患。如果我国液态能源市场仍以传统汽油为主，那么国际原油价格的波动将通过价格传导影响我国一般价格水平，甚至导致成本推进型的通货膨胀；如果我国液态能源市场的结构得到优化，可以通过扩大燃料乙醇供给，以及乙醇汽油价格的调控缓解因外部原油价格造成的国民经济影响。
（二） 开放经济条件下的长期市场出清：供给可变
在长期状态下，能源供给可变，我国将面临来自国际原油价格波动和原油供给不足的双重压力，本节试图通过分析上述情形出现时的能源结构分配问题，探讨如何通过发展液态生物质燃料乙醇来缓解因能源安全带来的不利影响。
情形1：燃料乙醇供给总量不变条件下的国外原油价格影响
燃料乙醇供给不变，随着我国液态能源需求的增加，能源结构趋向于传统汽油的主导优势的加强。由此，我国传统汽油的供给和需求在第t期和第t+1期可分别表示为：
由（27）可知，我国的原油价格波动方向与国民经济增长的波动方向相同，由于燃料乙醇的供给幅度不变，其价格对汽油价格的波动不造成影响。当不存在外部原油价格冲击时，通过提高我国汽油提炼和使用的技术可以一定程度上保证物价稳定（Pp）和经济增长（G）。但是，出现外部原油价格波动时，我国将面临稳定物价和保证经济持续快速增长的矛盾，这是因为中国存在较高的原油对外依存度，要控制国内汽油价格的上升幅度只能通过闲置汽油的使用，这将导致 GDP的减少。若要保证国民经济的持续增长，只能通过牺牲高物价带来的社会分配成本。由此可见，我国过高的原油对外依存度将面临成本推进型的通货膨胀与经济增长放缓的双重压力。
情形2：燃料乙醇供给总量不变条件下的国外原油供给影响
如果燃料乙醇供给不变，随着我国液态能源需求的增加，能源结构趋向于传统汽油的主导优势的加强，这 时出现k%的原油进口缺口。我国传统汽油的供给和需求在第t期和第t+1期可表示为：
当我国出现外部原油供给不足时，我国GDP面临增速放缓的威胁。此时，原油缺口比例 k %越高，GDP增长速度减少的幅度 e－(a′4)－1k% 越大，来自汽油价格和燃料乙醇的价格缓解将无任何作用。由此可见，在我国燃料乙醇发展空间没有得到扩展时，由于国际原油供给紧张将直接导致我国国民经济产出减少的严重后果。
情形3：燃料乙醇供给增加条件下的国外原油价格影响
假设我国开始扩大燃料乙醇原料的种植，燃料乙醇产量按照 m %速度增长。由此，在第 t 期和第 t+1期 我国燃料乙醇所占比例分别为 qt% 和 qt+1% ：
当燃料乙醇的加快供给未能根本改变能源结构时，即 (1+m%)qt%qt+1%>1 ，此时有：
由此可见，我国仍将面临我国过高的原油对外依存度将面临成本推进型的通货膨胀与经济增长放缓的双重压力。
当燃料乙醇的加快供给已经根本改变能源结构时，即 (1+m%)qt%qt+1%
此时可以保证在高增长下的汽油价格波动平缓，还可以利用对燃料乙醇的补贴来降低乙醇汽油的价格，同时完成经济高速增长和价格水平基本稳定的任务。
情形4：燃料乙醇供给增加条件下的国外原油供给影响
假设我国开始扩大燃料乙醇原料的种植，燃料乙醇产量按照 m %速度增长，那么在第 t期和第t+1 期我国燃料乙醇所占比例分别为 qt% 和 qt+1% ，此时若出现国际原油供给紧张的局面（ k %为正常条件下的原油供给缺口），即：
当燃料乙醇的加快供给未能根本改变原油缺口带来的能源供给不足时，即 (1+m%)qt%(1－k%)qt+1%>1 ，此时有：
所以，我国仍将面临因能源缺口导致的经济增速放缓的困境。
当燃料乙醇的加快供给已经根本改变能源结构时，即 (1+m%)qt%(1－k%)qt+1%
此时可以保证在高增长下的汽油价格波动平缓，还可以利用对燃料乙醇的补贴来降低乙醇汽油的价格，同时完成经济高速增长和价格水平基本稳定的任务。
推论二：在开放经济条件下，国际原油通过价格传导影响我国汽油价格。在供给可变的条件下，要解决我国面临能源价格波动安全隐患，需要大力推动我国液态生物质燃料乙醇的供给，改变我国以传统汽油为绝大多数比例的供给结构，缓解国际原油价格的波动对我国一般价格水平波动产生的负面影响。如果我国液态能源市场的结构得到根本性优化，可以保证国内经济保持较快速度增长而不需要受到能源供给安全的威胁。
五、 结论
我国国内原油产能上升空间有限，经济增长引致的对原油的需求将从国外进口补充，由此造成的国际原油输入的依赖将威胁我国能源安全和国民经济的运行。
（一） 调节能源结构将缓解国际油价的输入性影响
短期市场出清条件下，我国对液态燃料的需求不变，国际原油将从价格渠道影响我国经济增长。外部油价通过价格传导影响我国汽油价格，从而我国面临能源价格波动安全隐患。如果我国液态能源市场仍以传统汽油为主，那么国际原油价格的波动将影响我国一般价格水平，甚至导致成本推进型的通货膨胀。我国若扩大燃料乙醇在能源结构中的比例，使得液态能源市场的结构得到优化，那么当我国遇到国际原油价格波动时，燃料乙醇扩大供给，可以缓解因外部原油价格造成的国民经济影响。
（二） 增加燃料乙醇产能将最终缓解能源安全
在长期市场出清的开放经济条件下，国际原油通过价格传导和供给缺口影响我国经济和民生。首先，在供给可变条件下，国际原油价格将快速影响国内汽油价格，进而造成一般物价水平的波动，引起因通货膨胀造成的民生问题。要解决我国面临能源价格波动安全隐患，需要大力推动我国液态生物质燃料乙醇的供给，改变我国以传统汽油为绝大多数比例的供给结构。其次，如果因为政治原因，国际原油供给出现输入，我国的经济增长将面临增速放缓的不利局面，唯有使我国液态能源市场的结构得到根本性优化，加大燃料乙醇的开发利用，才能保证我国的国内经济保持较快速度增长从而不会受到能源供给安全的威胁。
六、 政策调整
从现阶段看，国际油价波动和原油的高对外依存度没有对中国经济产生重大影响，但随着中国经济运行不断深入，国际政治风云变幻，能源安全问题将越发突出。从本文的分析结果来看，中国可以通过原料开发政策、研发政策和补贴政策推进燃料乙醇产业的快速发展。
（一） 以项目带动原料开发
考虑到发展液态生物质燃料的“与粮争地”和“与人争粮”的潜在威胁，国家发展和改革委员会在《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》中明确提出，中国将坚持以非粮作物为主，积极稳妥地推动生物燃料乙醇产业发展。使用非粮的替代产品生产燃料乙醇是解决扩大燃料乙醇生产规模和可持续发展的有效途径。木薯、甘薯和甜高粱是较为理想的生产原料，但是中国现阶段对上述原料的产业化种植仍然处于起步阶段，还未大面积推广。2007年，中国在广西建立以木薯为原料的广西中粮生物质能源有限责任公司，年设计产量20万吨，成为国内首家定点生产非粮燃料乙醇企业。目前，广西北海国发海洋生物产业股份有限公司、广西新天德能源公司等广西木薯乙醇企业已经具备50万吨产能，并已启动的海南椰岛木薯乙醇10万吨/年规划、广东华灵集团木薯乙醇50万吨/年的规划。现有的燃料乙醇企业项目已经考虑到“近原料”的因素，这些做法都是为了避免增加过多的生产成本考虑。考虑到非粮原料的分布，中国可以省级项目为龙头，以点带面逐步铺开开发燃料乙醇原料的道路。通过制定科学合理规划，在资源丰富的区位建立大型燃料乙醇生产汽油平台，根据加工业就近原料基地且交通方便的原则，就近种植和开发当地能源作物，尽量避免来自运输和半成品产业内贸易的成本。
（二） 加快第二代生物质能源提炼和运输技术研发
我国的纤维素资源十分丰富，主要有草、秸秆、农作物壳皮、树枝、落叶、林业边脚余料等。但是，利用纤维素生产燃料乙醇仍然受到制约，主要是由于纤维素乙醇存在生产技术和工艺的限制，所以其研究大部分还停留在实验室和中试阶段。中国政府应当在纤维素的预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程同时加强研发力度，同时打造国际交流平台，让国内的研究进入国际同类研究中去，争取早日实现提炼技术的突破。中国已经开始产业化的探索，其中，利用秸秆类纤维素水解提炼的企业和研发单位分布在山东、河南、南京、北京、黑龙江、上海、安徽和苏州等地，涉及到的作物有玉米秸秆、甜高粱秸秆以及其他农作物秸秆等。黄季和仇焕广（2010）指出，以纤维素为原料生产生物燃料乙醇有关键技术需要进一步研究，而影响我国产业化程度最大的是原料预处理技术，其次是纤维素酶的生产技术。
中国应该首先开发廉价高效的木质纤维预处理技术和平台，通过依托此平台不断探索新的预处理技术。其次，开发低成本、高效的纤维乙醇专用水解酶，降低开发成本；开发高效全糖发酵技术，着重关注基因工程方法的运用，降低生产成本。此外，还要完善原料收集和运输体系，试点配备专业搜集工人作业，保证高效安全。
（三） 优化燃料乙醇的各阶段补贴
中国对燃料乙醇生产和消费的补贴从2002年开始，经历了保本微利补贴、定额补贴和弹性补贴三个阶段（曹俐和吴方卫，2010）。现有的燃料乙醇补贴应从中间投入环节、附加值要素投入环节、产出环节、消费环节和研发环节进行针对性补贴。面对各个环节的众多补贴，更应该理性对待。
首先，要明确发展燃料乙醇产业的发展地位和目标。居高不下的原油消费催生了燃料乙醇产业发展的条件。2010年，我国原油表观消费量首次突破4亿吨，达4.39亿吨，而进口原油达2.39亿吨，对外依存度已经突破50%。作为我国能源多元化的战略之一的生物燃料乙醇的发展，政府应该根据我国生物燃料乙醇的资源潜力以及当前的技术水平科学测算并规划确定生物燃料乙醇在能源多元化战略中的比重，进而确定生物乙醇的发展数量、速度与规模。
其次，要根据实际情况制定生物燃料乙醇的补贴原则。深入调查研究不同省市国土资源的状况，尤其是可用于种植木薯、甘薯和甜高粱的边际性土地资源的状况以及纤维素乙醇的资源潜力，结合当前生物乙醇的技术水平，切实做好关于相关原料基地的建设和产业规划的全盘部署工作。同时，补贴金额应与国际油价挂钩，采用动态平衡的原则，建立与国际油价挂钩的生物燃料乙醇动态补贴机制，在国际油价涨跌时，根据成本和油价的波动情况，规避在油价持续低迷时企业业绩的不稳定性，实现总体动态平衡。
第三，要继续完善生物燃料乙醇补贴的措施。在中间投入环节，对非粮能源作物的补贴，采取直接价格支持，税收减免，现金直接补贴等手段。对购买非粮能源作物种子以及相应农业机械予以直补，购买化肥可以实行免征增值税等；在附加值要素环节，加大资本领域的补贴力度，对非粮生物乙醇的生产设备，对边际土地资源的开发和利用和从事非粮生物乙醇的劳动力予以直接现金奖励或政策倾斜；在产出环节，适当放宽进入门槛，实施与国际油价挂钩的基于产出的动态补贴；在消费环节，加强对生物乙醇储运、分销、销售环节的设施投入的补贴，可在试点省市的生物乙醇网点的建设上予以税收优惠和贷款贴息；在研发环节，建立生物燃料乙醇的研发专项资金，对于研究机构以无偿资助为主，支持国内研究机构和企业在生物燃料乙醇核心技术方面提高创新能力。
参考文献
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在农业、林业生产过程以及城市生活中，会产生大量的剩余物。如农作物秸秆、稻壳、蔗渣、畜禽粪便等，林业生产过程中的树枝、树叶和木材加工的木屑、边角料等，城市中的有机废弃物等。这些可利用的资源因分散、堆积密度低等原因给收集、运输和应用带来了一定的困难，即使利用了效率也比较低。由此，人们提出了生物质固体成型燃料技术，即在一定温度和压力作用下，将这些松散的、没有一定形状的、密度低的农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状等各种形状的固体燃料。它不仅可以用于家庭提供炊事、取暖，也可以作为工业锅炉和电厂的燃料，替代煤、天然气、燃料油等石化能源，是一种很有发展前景的可再生能源。
早在20世纪30年代，美国就开始研究压缩固体成型燃料技术，并研制了螺旋式挤压成型机。我国在这方面的研发和生产起步较晚，1998年中国林业科学研究院林产化学工业研究所也成功研制了生物质颗粒燃料成型制造机，同年江苏正昌粮机集团公司开发了内压环模式颗粒成型机，其生产能力为250～300kg/h，生产的颗粒成型燃料可用于家庭或暖房取暖。2000年以后，一些科研院所和大专院校等从降低生物质成型技术能耗的目的出发，开展了生物质常温成型技术研究，如河南省科学院能源研究所研制了一种在常温下生产颗粒燃料的环模式成型机(专利号：200520030243.6，法律状态：未缴年费专利权终止，法律状态公告日：2008.05.14)，颗粒燃料的生产效率可达到300～500kg/h。
2 专利分析
2.1 生物质成型燃料专利申请整体状况及发展趋势分析
2.1.1 专利申请的整体状况
截至本次检索截止时间2009年10月21日，涉及生物质复合成型燃料生产技术与设备的中国专利申请共194件。其中国内专利申请184件，占全部申请总量的94.8％，国外来华专利申请10件，占全部申请总量的5.2％。生物质复合成型燃料的专利总体申请量不多，国外来华专利申请量也较少，一方面说明国内相关研究人员对于生物质成型燃料这种技术领域的研究及知识产权的保护还不够重视，对该领域的研究起步较晚，同时国外的研究人员及企业尚未看重中国这个潜在的市场；另一方面也说明我国政府部门对生物质成型燃料产业扶持的力度不够，相应的政策法规还不够完善。
2.1.2 专利法律状态总体分析
专利的法律状态主要分为授权、公开和失效三种类型。截至检索截止时间，授权、公开和失效状态的专利分布比较平均，分别为62、67、65件，失效专利达1/3之多，授权专利不到1/3。其中，国外来华授权专利3件，处于公开状态2件，失效5件(未缴年费)。另外，实用新型专利在授权专利中占了绝大部分，发明专利只有8件，所占比例相当低，其中国内发明专利占授权专利的8.1％，占专利申请总量的2.6％，这说明目前国内生物质成型燃料的技术水平还相对比较低。
2.1.3 申请(公开)年度总体趋势分析
从图2-1上看，我国生物质成型燃料的发展大致经历了以下两个主要阶段：第一阶段从1986年至2003年，生物质成型燃料专利技术处于技术引入期，发展缓慢，年申请量总量停留在一个较低水平，低于6件，且增长规律呈现不规则波动状态；第二阶段，进入2004年之后，申请量出现较快速度的增长，增长率基本保持稳定，到2007年时，年申请量已达到45件。2008年后申请量呈现降低态势，这与专利申请公开时间滞后有关，2008年部分专利申请还处于未国内公开状态，同时国外来华的国际专利申请也尚未进入中国国家阶段，故越靠近检索截止日的年份，其统计数据受上述公开因素的影响程度越大，因此，为更清晰、准确地显示该领域专利申请的相关趋势，保证数据分析的有效性，本报告中涉及与年份相关的统计图，其数据均截止至2008年。
2.2 专利申请地域分析
2.2.1 中国专利申请国内各省市分布情况
从图2-2可以看出，辽宁、河南、山东、黑龙江、北京、河北、湖南、江苏、广东、广西分列1至10位。而前5位地区的申请量与其他地区相比相对较多，这也反映了国内生物质成型燃料技术领域的研发分布状况，主要是北方采暖地区。同时，这些专利中存在大量的个人申请，也说明了国内生物质成型燃料产业化发展程度及技术水平还有待提高。
从所占比重来看，前5位地区的申请量占总量的60％，但并没有哪一个地区或省份的申请量明显超出其它地区或省份，呈“散而不专”的态势，这些地区的平均申请量在20件左右，这一方面反应了我国生物质成型燃料领域的研究起步较晚，取得的成功不显著，从而专利申请量普遍不足，没有哪一个省份或地区能走在研发的前列；另一方面也反映出在政策的鼓励和扶持下，各地区均逐渐开始重视生物质成型燃料的研究，从而各个地区均有一定数量的关于生物质成型燃料的专利申请。
2.2.2 国外来华专利情况分析
在194件与生物质成型燃料生产技术与设备相关的中国专利申请中，国外来华专利申请量为10件，占比5.2％。所占比例较低，分别为日本6件、德国2件、法国和韩国各1件。从数量上看，生物质成型燃料领域日本的来华专利申请较明显高于其他国家，这与日本在该领域的技术水平有关，也与日本看重中国市场的发展战略有关。从专利类型来看，该领域国外来华专利申请均为发明专利，其中日本、德国、法国的发明PCT申请各1件，这说明该领域国外来华专利申请的技术水平相对较高。从国外来华专利申请所在的技术领域、申请人类型和法律状态等来看。生产技术方面：德国(个人、PCT授权)、法国(个人、PCT授权)、韩国(企业、公开)各1件，日本6件(企业，授权1件，失效4件)；生产设备方面：德国(企业、失效)1件；国外来华专利申请覆盖了生物质成型燃料生产技术和设备领域，且基本为企业申请，但在企业申请中只有日本国际成套设备株式会社的来华专利处于授权状态。尽管如此，仍不容忽视国外来华较高水平的专利技术。
2.3 主要技术领域分析
专利主要技术领域的研究主要针对专利IPC分类号进行分析，通过IPC可以直接掌握目前相关技术的分布。IPC分成部、大类、小类、大组和小组等5级结构，涉及与发明专利有关的全部技术领域。
生物质复合成型燃料生产技术及设备涉及A、B、C、F等部，主要集中于B30811(专门适用于细粒或塑料状态的材料成型的压力机)、B3089(专门适用于特殊用途的压力机)、C10L5(固体燃料)大组。更进一步细分，设备技术领域主要分布于B3089/28(用于成型物品成型用的压力机)、B30811/22(挤压机；所用的模具)等小组，其中B30811/22小组主要包括B30811/24(使用螺杆的)、B30811/28(使用带孔的辊或盘)等；生产技术领域主要分布于C10L5/40(基 于非矿物来源为主的物质)和C10L5，04(以含碳的矿物质为主所组成的煤砖所用的原料、预处理)等小组，其中基于非矿物来源为主的物质主要为C10L5/44(基于植物物质)和C10L5/46(基于污物、家庭的或城市的垃圾)等。
2.4 专利申请人分析
在检索到的生物质成型燃料中国专利申请中，涉及各类申请人共191人，其中国内申请人181人，占申请人总数的94.8％，人均申请0.98件；国外申请人10人，占申请人总数的5.2％。人均申请量为1件。由此可见，国内申请人较为分散，人均申请量不足1件，呈现参与度过大的局面。
目前在生物质成型燃料领域的中国专利申请中，国内个人的申请量最大，占到全部中国专利申请总数的57％，国内企业、国内高校、国内科研单位、国外企业、国外个人分别占22％、11％、5％、4％、1％。这表明目前国内生物质成型燃料技术非职务发明比重过高，其技术含量及市场价值仍有待进一步提高；另外，国外的专利技术尚未充分进入中国市场，因此国内申请人，特别是国内企业应更注重专利自身的实际价值与作用，通过专利制度更好的保护自己的创新成果，占据国内市场，更有利地抵抗国外专利技术的侵入。
2.5 授权发明专利状况分析
在检索到的62件授权专利中，绝大部分是实用新型专利，只有8件是发明专利，其具体信息如表2-1所示。
在这8件授权发明专利中。有5件是国内专利申请，其申请地区分别为黑龙江、北京、辽宁、河南和湖南，申请人类型包括个人和高校，技术领域包括了生物质成型燃料的成型设备及生产技术。在国外来华的3件授权发明专利分属德国、法国和日本，其中德国和法国的专利为PCT发明专利，均为个人申请，通过国际申请进入我国，日本的专利为企业来华申请。
2.6 广西生物质成型燃料专利申请状况分析
目前，广西在生物质成型燃料技术领域专利的申请量为5件。占申请总数的2.6％，虽然在全国省市地区排名中位列第10，但相对于前五名地区的二十多件专利申请来说还较低，具体信息如表2-2所示。
从表2-2中可以看出。广西的5件专利申请均为个人申请，只有一件生物质成型设备的实用新型专利获得授权，属于使用螺杆的用于细粒或塑性状态材料成型的压力机技术领域，主要特征是在常温下即可挤压成型；而在生物质成型燃料生产技术领域的4件发明专利申请中，3件仍处于为公开状态，1件失效，都属于以非矿物来源为主的物质的技术领域(C10L5/40)。包括基于污物、家庭的或城市的垃圾(C10L5/46)和基于植物物质(C10L5/44)的领域。
3 综合评述
3.1 生物质复合成型燃料专利分析总结
我国生物质成型燃料技术的研究起步较晚，在发展初期一直未得到重视，发展缓慢。直到2004年后，该技术才逐渐受到重视，经过几年的探索和深入，目前这项技术已进入一个快速发展期，局面已在全国范围内铺开，竞争格局也将逐渐形成。其中辽宁、河南、山东、黑龙江、北京等北方主要采暖地区的发展较为突出。同时这也说明了生物质成型燃料目前主要作为家庭炊事、取暖用燃料。在从事生物质成型燃料技术研究的主体中，企业相对较少，个人居多。且分布都比较分散，行业领军者也尚未形成，导致在全国范围内生物质成型燃料行业的主要竞争者还不明显。虽然涉及的技术基本覆盖了生物质成型燃料的所有领域，但从专利申请类型及授权情况看，获得授权的发明专利的数量却少之又少，这些都说明了我国生物质成型燃料的技术水平还较低。在国外来华的专利中，目前只有3件专利处于授权状态，分属德国(个人)、法国(个人)和日本国际成套设备株式会社，均为生物质成型燃料生产技术领域。国内生物质成型燃料的主要竞争者体现在成型设备领域，如辽宁鑫能机械设备制造有限公司、阜新市颗粒饲料机械厂、珠海慧生能源技术发展有限公司等。
3.2 广西生物质成型燃料发展建议
广西地处热带、亚热带，热带作物种植区面积达11.40万平方公里，占全国的38.42％，非粮生物质能源非常丰富，木薯、甘蔗产量非别占全国的70％和63％以上。据此，为广西生物质成型燃料的发展，提出以下参考建议：
一、加大对科技创新的投入力度，并注重知识产权的保护，这是发展的基础。
二、充分利用木薯、甘蔗等具有广西特色的生物质资源，开发具有高燃烧值的工业锅炉、生物质发电等专用的成型燃料及其相应成型设备。目前生物质成型燃料主要作为家庭炊事、取暖用燃料，由于其对燃料的要求较低，所以技术含量也比较低。那么，广西的生物质成型燃料研发企业应根据木薯秸秆、木薯渣、甘蔗渣等的结构、性质等，从助剂、预处理及成型工艺进行研究及创新，开发出适合工业锅炉、生物质发电等专用的成型燃料。此外。要根据市场条件、地方经济发展政策导向来优化生物质成型燃料的原料种类结构、生产规模。例如，目前广西的甘蔗渣除用于锅炉燃烧外，主要用于制浆造纸，那么就要对甘蔗的种植情况及甘蔗渣的利用率进行分析，确定能用于成型燃料的总量。
三、在成型设备方面，由于国内目前已存在较多专利，覆盖的技术领域也比较广，要产生创造性的发明不易。因此，可在充分调研国内主要生产设备的基础上，根据所采用的原料特点，找出该领域的技术空白点或者存在的弊端，进行创造或者改进，特别是要注重节能及流水线方面的创新。
参考文献：
