据统计,我国荒漠化面积约占国土面积的27.3%,土地荒漠化不仅是一个重大的生态环境问题,也是一个非常严峻的社会经济可持续发展问题。在全球土地荒漠化依然蔓延,国家倡导“创新、协调、绿色、开放”新形势下,研究探索土地荒漠化治理新模式,对进一步加快防沙治沙步伐具有非常重要的现实意义。
内蒙古毛乌素生物质热电有限公司自2003年进驻毛乌素沙地,经过多年来的探索和实践,成功打造出了一条“碳吸收、碳减排、碳捕集”的“三碳循环经济”发展之路。探索出“种植沙柳、治理沙漠、恢复生态,利用其平茬废弃物进行生物质发电,再利用烟气中二氧化碳养殖螺旋藻”的独特循环经济模式。
本项目是我国第一个以治沙为目的,利用沙生灌木平茬废弃物,进行生物质能直燃技术发电,再利用烟气中二氧化碳和电厂离子水,进行螺旋藻养殖的示范项目。在“含水沙漠”毛乌素沙地进行沙柳种植,然后进行生物质发电的创新实践,找到了新能源治沙、绿色产业富民和沙区低碳经济协调统一发展的可行途径。2009年2月25日,被国家林业局授予“国家林木生物质能源发展示范单位”。是沙生资源丰富的地区调整经济结构、转变发展方式、解决“三农”问题的突破口和重要抓手。
“三碳循环经济”产业模式的具体发展历程
到目前为止,已陆续绿化沙地2.5万公顷,建立成了一个规模可观的“绿色能源”基地,为解决平茬物对环境的压力,于2007年建设成装机2×15MW沙生灌木生物质发电厂,于2008年11并网发电,2009年2月正式进入商业化运行。截止到2016年底,已累计发电10亿度。2017年目标任务15000万度。
我国沙漠面积约为173.9万平方公里,其中约有40%的含水可治理沙漠。内蒙古含水沙漠面积大,呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地、浑善达克沙地、毛乌素沙地是全域含水沙漠,库布齐沙漠和乌兰布和沙漠等也是局部区域含水沙漠。在含水沙漠中即使在沙丘顶部,只需向下挖10-20公分,便可见到湿沙,这种条件非常适应沙生植物的种植生长。在广袤的沙漠里生长着一些如沙柳、旱柳、红柳等乡土树种,普遍具有耐贫瘠、抗风沙、速生长、管护简单的特点,尤其值得强调的是:它们还有一种独特的需要定期“平茬复壮”的生长习性,即:每隔三至五年就需要进行平茬,割去植物根部以上的枝条,来年会通过萌孽长出更多的新生旺盛枝条。如果不对沙生灌木做平茬管护,长到5-6年灌木反而会自然枯死。平茬是作为沙生灌木管护的必有程序,而平茬物作为废弃物必须进行处置,生物质发电能够将其充分利用。
据检测,沙生灌木低位热值均在4000大卡/公斤左右,相当于褐煤的发热量,即:1.8-2.0吨沙生灌木发热量至少相当于1吨标准煤,显示了沙漠生物质发电独特的发展潜力。
我国沙地沙漠地区地广人稀,土地集约度极高,发展能源林的生态建设,对于沙区生态恢复裨益巨大,而且沙地流转价格较低,使能源林基地建设在经济上完全可行,具有农区无法比拟的优势。通过大规模营造沙生灌木林,平茬后的废弃物,不仅为生物质电厂提供成本稳定的原料保障,而且对生态恢复和保护起到了极大地促进作用。
初始种植沙柳,就是为荒漠化治理而为,进行生物质发电项目是为解决利用平茬废弃物,保护环境,其利润空间也很小,效益微薄,可以说都是公益事业。为解决植树造林所需要的持续性投资问题,借助鄂尔多斯当地产业优势和地处北纬39度的地理优势,2012年在热电项目的基础上,又建成了一个占地15公顷,年产200吨螺旋藻的规模养殖示范基地。捕集利用生物质烟气中的二氧化碳和电厂离子水养殖螺旋藻,为螺旋藻养殖生长过程中提供碳源和其它营养元素。
逐步形成了荒漠化生态植被恢复、可再生生物质能源发电、设施农业的新资源食品——螺旋藻的生产加工等为主体的“三碳循环经济”产业。所谓“三碳循环经济”产业就是:通过科学利用沙生灌木特有的生物习性和广袤的沙地资源,结合生物质直燃发电技术和发电产生的生物质二氧化碳碳源捕集利用技术,开展生态荒漠化治理(碳吸收)、生物质发电(碳减排)、螺旋藻养殖(碳捕集)的三个模块所组成的产业,进而实现持续生态荒漠化治理的产业化新型循环模式。
发展“三碳循环经济”的突出效益
1、生态效益
自2003年进入沙漠进行治沙造林的探索,已累计投资8000余万元建设成生态灌木能源林基地2.5万公顷。将用“三碳循环经济”获取的利润持续投入治沙,通过大规模营造沙生灌木林,平茬后不仅为生物质热电厂提供成本稳定的原料保障,而且对生态植被恢复起到极大的改善作用。同时,增加了农牧民的收入和就业机会,为消除贫困做出了贡献。把生态工程建设与生物质能源产业化利用有机结合,这样做所产生的效果是:沙区增绿、农牧民增收,绿色电力可再生资源持续稳定,生态养殖、优质食品持续发展。
2、社会效益
租用农牧民荒沙地、雇佣农牧民种植沙柳林,收购农牧民平茬废弃物,通过种植、管护、平茬、切片、储运、加工等产业链,每年提供近亿元劳务资金的就业岗位,带动7000余农牧民和产业工人人均年增收逾万元。沙柳种植和造林工程的实施,沙地植被逐步恢复,草地面积不断扩大,农牧民的牛羊养殖量也不断增加,其经济收入成倍增长。沙柳形成的产业链的发展,不仅为牧民带来了不小的经济收入,也带动了就业,改善了民生,为消除贫困、拉动当地经济发展和促进民族团结做出了贡献。
3、环境效益
吸收、减排、捕集二氧化碳,并对工业废水、灰渣也实施了有效综合再利用。经过国家发改委备案及认证机构认定,本项目每年可实现减排二氧化碳约12万吨,形成捕集二氧化碳约15万吨,拉动造林吸收二氧化碳约 50万吨;对工业废水再循环利用100万吨/年;每年利用电厂炉渣草木灰可配置复合肥8000吨,做到了“三排”洁净。
通过平茬抚育利用沙生灌木,每利用一吨生物质原料就可抚育一亩沙地,在沙地上因地制宜发展“植树造林”防沙、固沙,不仅为当地的生态环境带来了极大的改善,也提升了居民的生活环境质量。为我国打造三北防护林和应对气候变化做出了创新实践。
目前,全球在应对气候变化领域只在减排领域有所作为,而对碳汇和碳捕集两个领域的展开困难重重。在全球为减排而努力之时,公司“三碳经济”项目已进入“负碳”经济领域。以碳捕集的二氧化碳为原料,通过循环利用生产模式,生产出绿色优质食品——螺旋藻。把作为人类生存基础的食品与“负碳”紧密结合,其潜在意义在未来会获得彰显。把“三碳”折合成减排额为年减排50万吨。含水沙漠按“三碳经济”模式治理,将是应对气候变化的巨大成果。
4、经济效益
热电项目以沙生灌木平茬废弃物生物质为原料,总投资3.6亿元,每年可发绿色电力1.8亿度,年毛收入1.4亿元,是同等装机容量风电、太阳能发电量的三到四倍,是目前可再生能源发电中最可控项目。
同时建成15公顷的螺旋藻养殖基地,年生产加工螺旋藻产品能力可达200吨,螺旋藻形成品牌后,将成为电厂利润不足的有力补充,为改变利用沙生灌木发电效益不能保障和不稳定的局面,奠定了坚实的经济基础。
除螺旋藻生产加工之外,碳交易和电厂余热外售,可以长期为电厂每年增加一定的利润,为持续性治沙造林提供了资金保障。
“三碳循环经济”模式的生产实践,得出如下结论:
1、通过能源林基地治沙,沙生灌木平茬废弃物发电,为社会提供绿色电力,不仅为当地农牧民提供了就业增收的渠道,还达到了清洁生产下的显著减排效益,是气候变化、新能源、治沙和促进农牧民就业,消除贫困诸多问题的综合解决方案。
2、利用沙生灌木生物质发电,充分利用了平茬废弃物,保护了环境的同时,调动了农牧民沙柳平茬的积极性,增加了农牧民的经济收入。实现了沙漠增绿、环境改善、农牧民增收、企业获利等多赢效果,实现从被动治沙向治理与利用并举的利益带动治沙模式的转变,实现了公益治沙到产业治沙模式的转变,为我国乃至全球的防沙治沙提供了很好的借鉴。
3、保证生物质发电燃料供应的稳定,必须通过治沙营造能源林基地,这一过程大大增加了碳汇储备;通过发电过程,规模持续实现二氧化碳减排;把净化后的生物质烟气用于螺旋藻养殖,实现二氧化碳生物质捕集,并形成沙地特色食品——螺旋藻,把低碳经济理念提高到负碳经济层面。这一产业特征在我国产业中绝无仅有。
4、把新能源与沙漠生态建设、消除贫困,帮助少数民族地区贫困农牧民致富相结合,带动贫困地区数百万农牧民“放下鞭子,拿起铲子”实现绿色就业,通过生态建设有效提高了少数民族地区农牧民收入,改善了民生、巩固了民族团结。
5、我国有近70万平方公里的含水沙漠,“三碳经济”方式可复制的空间及其巨大。按照这一模式,我国的含水沙漠将可以得到有效治理;将形成近20亿吨的二氧化碳减排能力,为我国生物质能源产业发展和生态环境的保护开辟一个广阔天地。
6、利用生物质碳源养殖螺旋藻,其产品绿色环保,不但减少了二氧化碳的排放,同时提高了螺旋藻的品质和产量,是开发人类高品质新食源的一项成果,也为环境保护工作做出了创新和贡献。
7、沙柳种植——生物质发电——螺旋藻养殖的循环产业模式,是林业、工业、农业三种产业有机结合和协调发展的新模式,将对林业、工业和农业协同发展起到良好的引领和示范作用。
综上所述,这种由治沙造林(碳吸收)→生物质发电(碳减排)→螺旋藻养殖(碳捕集)形成的“三碳循环经济”治沙产业链循环模式。在2012年,被国家发改委列为参加联合国环境治理展示项目。并于2012年3月25日,在联合国总部举办了为期三周的展览;同年6月份,参加了联合国在巴西里约热内卢举办的联合国可持续发展大会。
该项目已受到中央电视台、中央人民广播电台、自治区、市各媒体的关注报道达十数次;被内蒙古沙草产业协会和内蒙古防沙治沙协会接纳为副会长成员单位,也是鄂尔多斯市沙柳协会理事成员;并被中国生态小康论坛推选为“2007中国生态建设十大贡献企业”;是自治区“林业产业化重点龙头企业”、“农牧业产业化重点龙头企业”和鄂尔多斯市“农牧业产业化龙头企业”之一。2013年被自治区高新技术企业认定管理领导小组认定为:“高新技术企业”。螺旋藻系列产品通过了欧盟和美国有机食品认证,产品远销欧美、日本、韩国市场和全国各地。
本着科学发展和循环经济的理念,充分利用当地丰富的优势资源,促进治沙造林、生物质发电及螺旋藻循环产业的健康发展,努力构建以资源综合利用和循环经济为特色的发展模式。建设规模化、产业化生物质发电及螺旋藻产业,最大限度的有效循环利用资源,实现多种资源之间的优势互补,真正地建设好“三碳循环经济”模式,提高资源利用率,达到节能减排的目的。同时,由于产业链的成功延伸和循环,使企业的生存发展能力得以大大增强。
实践证明:这种模式创新性地通过“三碳经济”方式将沙漠治理、生物质能源发电、螺旋藻养殖等诸多产业有机结合,形成完善的产业链,在减排、负碳的同时,转变了输血式治沙的管理机制,造就了整个产业链的协调运转和产业链自身的造血功能,创新了由公益治沙到产业治沙的新模式。
“三碳经济”方式属于典型的循环经济模式,循环往复的结果是治沙面积不断扩大,生物质原料不断增加,绿色电力规模不断扩大,经济效益不断增长。在全球应对气候变化的形势下,是碳汇林业、低碳负碳经济与生态建设紧密结合的生态经济模式。
发展规划
在进行荒漠化治理方面,我们将多渠道筹集资金,继续实施和推进“4万公顷生态能源林基地”建设的后续工作。
在绿色能源生物质发电方面,不断开展技术创新、采用新的生产技术,提高设备运转率,把发电量从当前的1.5亿度/年,提高到1.8亿度/年,减排温室气体15万吨/年以上。在各方面条件具备的情况下,启动内蒙古东部贫困地区两座同等规模的生物质发电厂项目的建设,用同样的循环产业模式,打造更加科学先进的,自动化、智能化的生产模式。
通过沙漠绿化和再生能源的综合利用,结合我国政府推行的建设“特色小镇”的扶持政策,拟建设螺旋藻养殖、加工的特色小镇。利用当前技术优势,由目前15公顷养殖面积扩大到700公顷,为拉动地方经济,带动民族产业发展,推动荒漠化治理做出更大贡献。
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