|
梅慧，徐術坤，石瑩
(湖北省標準化與質量研究院）
摘要：生物質發電是生物質能利用的重要產業，生物質發電標準體系的建立對產業發展起著指導、協調與規范作用。本文在對我國生物質發電標準化現狀分析基礎上，借鑒霍爾三維結構理論，研究了產業鏈視角下構建三維標準體系框架的關鍵要素，制定了生物質發電產業三維標準體系框架，提出了從階段、行業、屬性三個維度構建生物質發電標準體系的技術路線。
1引言
生物質能是重要的可再生能源，是繼石油、煤炭、天然氣之后最大的清潔能源。生物質能利用技術成熟，應用廣泛，在應對全球氣候變化、能源供需矛盾、保護生態環境等方面都發揮著重要作用。我國生物質資源儲量豐富，資源化利用潛力巨大，國家“十二五”規劃就已經將生物質作為唯一可替代傳統化石能源的可再生能源，列人國家七大戰略性新興產業之一[1]。
生物質發電是目前世界范圍內實現大規模開發利用和形成市場產品的生物質能利用最主要的方式之一。2016年國家能源局印發《生物質能發展“十三五”規劃》（國能新能〔2016〕291號），明確將“穩步發展生物質發電”作為生物質能發展布局和建設重點之[2]。目前，我國生物質發電技術已基本成熟，已經形成了從原料收集、儲藏、預處理到燃料生產、配送和應用的成熟技術體系和產業模式。截至2017年底，全國共有30個省（市、區）相繼投產了747個生物質發電項目，累計并網總裝機容量約1476.2萬千瓦，年發電量達794.5億千瓦時[3]。
標準體系是一定范圍內的標準按照其內在的聯系形成的科學有機整體。標準體系從整體上為產業生產、經營和管理提供全面、系統、規范的技術支撐和管理方法，以提高產品質量、生產安全、工作效率和服務水平[4]。盡管生物質發電已經成為了生物質能利用的重要產業，但其標準化工作卻相對滯后，不僅相關配套法規和標準缺失，而且至今尚未形成指導產業發展的標準體系，極大制約了產業專業化規范化的發展[5]。此外，鑒于生物質發電是跨行業、跨專業的新興產業，涉及農業、林業、能源、環保等眾多行業，為了從根本上解決生物質發電標準水平不高、體系不健全的問題，應跳出傳統的按行業領域建立塊狀標準體系的慣常思路，積極探索按產業鏈、按供應鏈構建跨專業、跨行業的標準體系新方法，從全產業鏈視角研究建立生物質發電標準體系。
2我國生物質發電產業鏈
生物質發電是指以農林等有機廢棄物及利用邊際土地種植的能源植物作為主要原料，經預處理后，通過直燃、混合或氣化等方式將生物質能轉化為電能的過程，已經形成規模化產業的發電方式主要包括生物質直燃發電和生物質氣化發電等[6]。
生物質直燃發電是以農作物秸稈和林木廢棄物為原料，進行簡單加工，然后輸送到生物質發電鍋爐，經過充分燃燒后產生的蒸汽推動汽輪發電機發電的高新技術[7]。生物質氣化發電則是將生物質先經高溫氣化，產生燃氣作為燃料送人燃氣鍋爐生產蒸汽，再驅動蒸汽輪機發電；也可將凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電；或者將凈化后的燃氣送人內燃機直接發電[8]。兩種發電方式燃燒后產生的灰粉還可以生產加工成肥料返田，這使得生物質利用中原本的開環產業鏈轉變為可循環的閉環產業鏈，屬于可持續發展的循環生態經濟。
生物質發電產業鏈上下游結構清晰，主要由生物質發電行業與上游的生物質資源行業和裝置設備行業以及下游的電網能源行業構成。構建涵蓋全產業鏈的生物質發電標準體系，按階段劃分，可分為種植培育、倉儲運輸、生產發電、終端消費、循環處置等具體環節；按行業劃分，主要涉及生物質農林業、鋼鐵、化工、能源、物流、生態環保等行業；按研究對象的屬性劃分，可能包含設備、工藝、產品等技術層次的研究對象，也可能是需要統一協調的重復性管理事項的研究對象，或者是為了實現協調一致，提高工作質量和工作效率等研究對象等。因此，構建涵蓋全產業鏈的生物質發電標準體系涉及內容繁多、層次復雜、領域廣泛，需要摸索建立跨專業、跨行業標準體系的新方法。
3生物質發電全產業鏈標準體系構建方法
3.1構建思路
本文借鑒和運用霍爾三維結構模型，以生物質發電產業為目標，分析全產業鏈中各個環節，找出影響目標的標準化對象和要素及其相互關系，采用霍爾三維結構模型構建覆蓋生物質發電全產業鏈的標準體系框架。
3.2標準體系三維模型
按照霍爾三維結構模型，將標準體系框架分為階段維（X軸）、行業維（y軸）及屬性維（2軸）三個維度（如圖1所示）。階段維涵蓋了生物質發電全產業鏈各個環節，以種植培育、倉儲運輸、生產發電、并網消費、循環處置五個環節作為一級節點；屬性維則主要對應標準的屬性.可分為技術標準、管理標準和工作標準；行業維涵蓋生物質發電涉及的主要行業，以農林業、鋼鐵、化工、物流、能源、生態環保等行業作為一級節點。三個維度相對獨立，三者相互結合而構成的空間立體區域就是標準體系的內容范圍，目卩，當某個事項在X軸、Y軸和Z軸都確定后，分析其是否是為了實現目標的標準化對象，如果是，則認定該事項為需要列入標準體系內的標準。
按照圖1中的關系，能夠排列組合成5x6x4=120個大類標準，每一大類的標準又可包括國家標準、行業標準、團體標準、地方標準和企業標準不同類型。每一項標準在每一個坐標軸上都有對應的位置，這樣就可達到對所有標準定位的目的。通過三維結構，實現了對生物質發電全產業鏈中各個環節所需標準的設計，反映了各項標準所屬領域具有的共性特征和適用范圍。
3.3生物質發電標準體系結構
在對生物質發電標準體系結構構建過程中，為了拓展標準結構空間，增加標準存儲容量，保證標準體系完備性，對三維模式各維度的一級節點進一步劃分，細分各維度一級節點下的二級節點，形成生物質發電標準體系結構圖，如圖2所示。
(1)階段維
階段維中，按照全生命周期理論和生物質發電行業生產現狀，對種植培育、倉儲運輸、生產發電、終端消費、循環處置五個環節主要節點進行細分，形成二級節點。
種植培育標準主要指生物質原料種植環境、特性、品種、規格、等級方面的質量標準，可以細分為自然環境標準、種植技術標準、質量要求標準、分析方法標準和檢驗規則標準。
倉儲運輸標準主要指對生物質原料進行收集和存儲方面的技術標準和生物質成型燃料在預處理、存儲及運輸過程中所使用的預處理設施、收儲站、倉儲站、各類機械設備等方面的建設、裝配、運行和維護標準，以及檢驗生物質成型燃料是否滿足規定的質量要求方面的技術標準。可細分為收集標準、預處理標準、包裝儲運標準、質量及檢驗標準。
生產發電標準主要指生產發電過程中涉及的各類標準，可細分為電力工程基本術語標準、儀器儀表設備標準、生產工藝條件標準、安全生產規范標準、產品質量控制標準、工程建設規劃標準、電廠施工質量驗收標準和工程經濟評價標準等。
終端消費標準主要指對生物質能產品交付、銷售和消費過程所涉及的技術事項所制定的標準，包括交付驗收程序、抽樣、試驗方法，以及在應用過程中所涉及的技術要求，細分為設備安裝標準、電表檢定檢修標準、應用評估標準、經濟效益核算標準。
循環處置標準主要指對生物質發電過程涉及的節能節水標準、清潔生產標準、資源循環利用標準、生態環保標準和電廠能源審計標準。
(2)屬性維
對技術標準進一步細分的分類方法有多種，根據生物質發電產業的特點，選擇將技術標準分為技術基礎標準、規劃設計技術標準、采購儲運技術標準、設備設施技術標準、產品質量技術標準、安全生產技術標準、施工技術標準、驗收評價技術標準、檢修技術標準、節能環保技術標準、技術監督標準、檢驗測試技術標準、運行技術標準、職業健康技術標準、信息技術標準和經濟核算技術標準等二級節點。
將管理標準細分為管理基礎標準、規劃設計管理標準、采購管理標準、工程建設管理標準、驗收管理標準、安全防護管理標準、檢修管理標準、設備實施管理標準、運行管理標準、技術監督管理標準、計量測量管理標準、科技信息管理標準、質量服務管理標準、職業健康管理標準、市場營銷管理標準、財務管理標準、人力資源管理標準、標準化管理標準等二級節點。
工作標準則分為管理崗位工作標準和生產崗位作業標準兩個二級節點。
4結語
本文從我國生物質發電產業標準化現狀出發，指出當前生物質發電產業發展的關鍵問題在于缺乏科學合理的標準體系，極大制約了產業專業化、規范化的發展。本文對生物質發電全產業鏈進行簡要分析，借鑒霍爾三維結構理論，提出了生物質發電全產業鏈標準體系的構建方法。研究了構建三維標準體系框架的關鍵要素，制定了生物質發電產業三維標準體系框架，對體系框架的各個維度及其一級、二級節點進行了詳細劃分和具體說明，提升了標準體系框架的存儲容量及有序度。生物質發電產業標準體系的建立，為推動生物質發電相關標準的制定奠定了基礎，也為促進產業健康發展提供了標準化技術支撐。
參考文獻
[1]袁驚柱，朱彤.生物質能利用技術與政策研究綜述[J].中國能源，2018.40(6):16-20+9.
[2]栗鴻源.國能新能〔2016〕291號《生物質能發展“十三五”規[劃》公布[N].中國礦業報.2016-12-06.
[3]王圣，徐靜馨.我國農林生物質發電現狀及相關問題思考[J].環境保護，2018,46(23):61-63.
[4]劉春卉，盧麗麗，甘克勤，等.化妝品質量安全標準體系的構[建[J].標準科學，2012,(3):60-64.
[5]張金梅.生物質能標準體系研究[J].中國標準化,2017,（3):67-72.
[6]鞏時尚，張博，劉洪鵬.等.國內生物質發電技術方案對比分[析[J].發電設備,2019,(33)3:168-172.
[7]李廉明.余春江，柏繼松.中國秸桿直燃發電技術現狀[J].化工進展,2010,29(Sl):84-90.
[8]倪浩，吳國強.大型火電耦合生物質氣化發電技術方案分析[J].科技創新與鹿用,2017,(19):37-38. |
