本文重点探讨了如何通过循环经济的方式,在中轻工地区发展可持续的生物产业。

思考

循环经济:麦凯艾萨克惠特森地区的生物保护区方法和展示

本文概述了全球可持续经济发展战略昆士兰州麦凯艾萨克惠特森(MIW)地区.我们讨论了利用该地区自然资源的机会资源通过循环经济的方式。本文的重点是强调需要考虑价值链中的所有要素,以确保可持续的生物产业可以建立多年。

我们讨论了潜在的生物加工途径和经济发展团队在与循环经济方法竞争时应该考虑的关键因素。本文提供了MIW地区内成功的生物产业的例子,包括甘蔗生产使生物质发电、朗姆酒和旅游业。我们还讨论了新兴的经济发展机会。[1]

区域循环经济

在全球范围内,各行各业的行业利益攸关方、技术提供者、行业促进者和项目支持者已经完成了大量工作,为成熟和新兴行业确定了循环经济的路径。商业化和实现循环经济需要深入了解核心市场和成本驱动因素,包括农业系统、流程、技术、物流、承揽协议、能源、分配方法和设备设计。

社区综合设施可包括将可再生原料转化为一系列可销售产品和能源的可持续过程。循环经济战略需要涵盖一个设施、一个过程、一个工厂,甚至一个设施集群的发展。

一个综合“bioprecinct”可将可再生和可回收原料的上游、中游和下游加工整合到一系列平台和产品中。产品既可以是中间产品,也可以是最终产品,包括食品、饲料、材料和化学品;而能源包括燃料、电力和热能。

MIW地区的生物产业

MIW地区的主要经济驱动力是采矿、旅游、牛肉、制糖和园艺。该地区还拥有蓬勃发展的采矿设备、技术和服务(METS)部门和两个国家开发区——加利利盆地和阿博特角。

MIW区域经济地图

MIW区域经济地图

来源:RDA MIW 2016

MIW地区有传统的制糖工业,辅以新兴的生物制品原料:

传统糖业
  • 五家糖厂:
    • 麦凯的三家糖厂分别在马场、法利和玛丽安经营
    • 丰益的两家工厂分别位于珀耳塞福涅和普兰溪
  • 丰益生物乙醇公司位于萨里纳,是澳大利亚最大的糖蜜乙醇、液体肥料和动物饲料生产商
  • 澳大利亚白糖精炼厂位于马场区
  • 麦凯可再生生物商品试验工厂,一个在马场区研究和开发综合生物精炼厂的试验规模
  • 沙琳糖棚旅游设施
新兴生物产品原料
  • Thomas Borthwick & Sons屠宰场在贝克溪潜在的牛脂和废水副产品
  • 各种虾和澳洲肺鱼养殖场
  • 潜在的园艺废物来自约。Bowen地区有150家水果和蔬菜生产商(番茄、辣椒、芒果和澳洲坚果)
  • 潜在的城市固体废物和工业废物

生物经济现在是并将继续是中危地区生物原料可持续利用的重要组成部分。通过加速可持续生产和使用'bioprecincts,经济和环境影响将进行优化,使基础设施、公用事业和服务共享更具成本竞争力。使用生物小区概念方法可以增加生物精炼厂在互惠生态系统中的吸引力、效益和协同效应。

这种方法将促进环境无害、社会可接受和具有成本竞争力的生物基础系统和技术的商业化和市场部署,并为当地社区提供就业和增长。

生物期货业与食品、饲料和纤维的需求不断增长,以满足新兴市场的需求.在开发新加工设施的资金成本限制下,共同定位加工设施是使生物制品生产可行的关键因素。

此外,将设施安置在原料附近将降低物流成本。通过将技术公司与具有运营专长的合作伙伴联系起来,协同选址促进了生物基产品商业化的技术创新。MIW地区潜在的生物养殖场可能为未来的项目提供优势,包括快速入市选址、供应链、原料物流、副产品和增值机会。

理解整个价值链的重要性

第一产业,增值过程和制造业设施可以根据它们在循环经济价值链、技术生命周期或商业准备中的位置进行分类:

  • 技术实施情况:传统和先进的原料、生物能源或生物燃料(第一代、第二代或第三代制造)
  • 所用原料种类:农业经营,全作物生物精炼厂,回收经营,废物管理设施,水产养殖或海洋加工
  • 生产的主要中间体类型:天然产品,回收产品,基于废物的副产品,化学原料或增值最终产品
  • 应用的主要转换过程类型:自然、热化学、生化、机械或可再生过程

新兴循环经济项目取得商业成功的关键在于能否从原料、生物产品、副产物和废物流中获得最大的内在价值。为了发展成功的生物能源基地、生物精炼厂或生物工业,需要建立许多相互关联的价值链。

为了开发价值链情景的范例,有必要对现有技术、流程和物流的典型组合进行许多假设,以创造具有投资回报的可行能源和生物产品。

下图展示了循环经济各价值链的整体相互关系:

循环经济价值链

循环经济价值链

加速发展的障碍

在澳大利亚,需求和最终使用市场的快速发展存在着主要障碍,特别是对于循环经济的长期项目。

其中包括需要开发工艺途径,以始终满足全国范围内的原料规格和副产物性能标准。生产过程和质量控制系统的认证,能够将可再生和回收的原料混合到现有的和新兴的制造工艺需要在行业基础上充分理解和开发,以确保饲料的兼容性、质量和性能。

有时,愿意确保新进入者产品与传统材料在公平竞争环境中竞争的零售网点太少。需要在需求端营销和游说方面进行大量工作,以确保早期进入循环经济的创新者能够锁定回收或制造产品的承购协议。

一个主要障碍是当前世界和政治环境中的金融风险和不稳定。安装生物精炼厂所需的资本成本包括测试和开发新原料;建设燃料、动力及产品的生产设施;还有基础设施成本。由于新原料或转换技术的可行性仍然存在很大的不确定性,以及最终用途市场的不确定性,许多投资者不愿意进行所需的财务投资。

具体的障碍包括要求在组建生物公司时确保有足够的风险管理技术或风险分担。另一个挑战是澳大利亚的地理面积,对高效物流系统的需求不能被夸大,这可以利用现有的基础设施和地点。

需要支持的关键领域之一是提供资金机制,以弥合新技术的成功示范和商业化之间的差距。除了制造设施建设面临的障碍外,对于用于生产能源或可再生产品的新兴可持续原料,几乎没有长期合同激励措施或保险政策。重要的是原料供应的发展要与加工能力的发展以及市场需求和准入的发展同步。

萨里娜糖棚位于麦凯以南35公里的梦幻公园,是一个屡获殊荣的农业旅游景点,以小型的工作糖厂和小批次的精品酒厂为特色。

萨琳娜糖棚于2006年开业,是为了迎合想要参观平面溪磨坊的游客。他们提供每日参观,展示切割和碾压过程,最后品尝他们的朗姆酒和食品。

Sarina糖厂与当地购买乙醇和优质甘蔗糖浆的工厂有着密切的关系。他们还与当地的农业生产者密切合作,为他们的利口酒、酸辣酱、酱汁和开胃菜提供水果和蔬菜。

萨里娜糖棚是大圣灵节食品网络的成员之一,储存当地生产的农产品,作为许多居家企业的配送点。

案例研究
沙琳糖棚旅游

沙琳糖棚朗姆酒

资料来源:麦凯地区委员会

然而,随着公众的认知和购买偏好的变化,对生物基产品的需求可以很快地向更好的方向变化,正如自新型冠状病毒肺炎大流行。关键的驱动因素和市场推动者之一将是消费者开始重视和考虑这些可再生技术和产品在消费市场上的环境效益。

例如,目前煤炭收购价较低,使许多替代能源难以生产发电技术在成本基础上竞争,缺乏将环境因素和其他外部性纳入采购决定的框架或要求也是如此。可以实施税收抵免、采购政策和其他激励措施,以鼓励在当地生产燃料、电力和产品。

马场选区的热电联产就是一个例子可再生能源MIW地区糖业的倡议。

麦凯每年加工600万吨甘蔗,加工过程中剩下180万吨甘蔗渣纤维。甘蔗渣被焚烧,加工成电能,供警区内、磨坊和糖厂使用,并出口。大约27兆瓦的电力——麦凯平均需求的三分之一——源源不断地输往电网。这为麦凯糖业有限公司带来了额外的收入,并节省了电费。

案例研究
马场区热电联产

价值链分析的市场细分方法

成功产业的发展需要建立许多相互关联的价值链。纵观七个相关细分市场的整体价值链,有助于确定整体生物产业的潜在构建模块,这可能是有益的。

  1. 原料供应商:提供可再生的、可补充的或废原料以转换为增值产品的企业。例如:农业生产者,用过的食用油收集者,动物脂肪制造商,绿色废物收集者,木材加工者,城市固体废物,废水处理厂和藻类生产者。
  2. 产品加工者、贸易商和加工者:使用天然的、可再生的或可回收的原料并将其转化为可交易的产品和副产品的组织。
  3. 终端产品、能源、原料和副产品客户:购买中间产品和最终产品、能源、回收产品和副产品的行业。例如:电网客户、“表后”客户、卡车公司、采矿公司、燃料公司、化学加工商、制造公司、饲料厂和施肥商。
  4. 供应链物流:参与原料和副产品运输和分配的企业和当局。例如,收获运营商、卡车公司、铁路运营商、港口运营商和分销商。
  5. 研究和技术提供者:参与商业应用技术开发的组织。例如,大学、化工公司、设备供应商、原始设备制造商(OEMs)、科学和工程公司。
  6. 主持人:代表废物管理及副产品价值链的组织、协会、机构及小组,并为废物业的发展提供宣传及协助。
  7. 投资者、企业家和创新经纪人:为新兴的回收利用和能源/副产品机会提供投资和便利的公司和实体。

为整个价值链建立业务案例

为了建立循环经济的机会,为了准备商业案例,需要研究以下细节:

  • 输入/输出流程(系统)图,显示生产过程的所有阶段和组成部分,包括潜在的副产物和已知的废物流
  • 带有生产场景假设的工艺流程图
  • 需求和市场讨论包括:
    • 可能的客户
    • 潜在需求,季节性和需求驱动因素
  • 供应链/原料讨论包括:
    • 例如原料
    • 吨位的要求
    • 典型的原料供应地点
    • 原料的可用性、季节性和/或供应潜力,包括土地面积和基础设施的要求
    • 潜在的原料聚合点
    • 潜在需求,季节性和需求驱动因素
    • 运输和基础设施要求
    • 主要供应链驱动因素,供应不确定性和挑战
  • 处理和分配讨论,包括对工厂土地和基础设施需求的假设
  • 副产品和增值讨论包括:
    • 核心生物制品生产过程中可能产生的副产物或副产物
    • 处理/再处理废物以产生有用的副产品
    • 废物转化为能源的机会
    • 所需的工艺和设备

Bioprecinct好处

使用生物小区概念方法可以增加生物精炼厂在互惠生态系统中的吸引力、效益和协同效应。这种方法将促进环境无害、社会可接受和具有成本竞争力的生物基础系统和技术的商业化和市场部署,并为当地社区提供就业和增长。

在为拟议的生物精制生产设施选择合适地点时的一些关键考虑因素将需要全年供应下列公用事业和业务要素:

主要考虑事项

  • 有足够的土地供整个拟议的综合设施使用
  • 经营环保牌照
  • 用于处理热能和能量的蒸汽
  • 能源供应
  • 用于工艺、冷却和设施的水
  • 污水处理系统
  • 路访问
  • 获取农业原料
  • 获得加工化学品
  • 接近物流链,熟练员工,劳动力和设备供应商
  • 进入货物港口进行出口销售

澳大利亚的几个地区正在积极追求生物区域的发展,以创建一个协同的生物处理设施集群,包括新南威尔士州政府的特别激活区。联合选址并建立一个以生物为基础的区域可以提供集中的设施来利用现有的资源基础设施而且能源,创建能源园区(蒸汽和电力),以支持多个处理设施。

锚定利益相关者可以为生物小区提供实物基础设施(公路、铁路、电力和水),从而减少资本支出和增加收入。与工业共同投资(公私伙伴关系)可能有助于达成商定的投资回收期或设施租赁安排。


关于作者

斯蒂芬·切他是麦凯的高级机械工程师和工程经理。他有超过35年的经验,包括在赫伯特、伯德金和奥德河地区的糖厂。Steve是Ord River地区糖业建立过程中的总工程师,Sarina Distillery乙醇工厂的总工程师,也是生物燃料和可再生能源使用的热心倡导者。

史蒂夫参与了大量的糖,资源和生物能源项目的设计咨询,并担任业主工程师。

凯特大是麦凯的高级环境和城市规划师,拥有超过15年的经验。凯特为昆士兰和北领地的广泛发展提供了建议。她是澳大利亚规划学院的注册规划师。

凯特最近在昆士兰州参与了几个生物期货项目。她领导了一个生物期货项目的选址评估,并为MIW地区编写了一本投资者手册。


参考文献

1]本文首次发表于《经济发展杂志》2020年第13卷第2期。

2]RDA MIW(澳大利亚区域发展)MIW Mackay Isaac Whitsunday农业概述2016。

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