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 总体而言,2015年上半年,中国生物质能源产业依然处于徘徊挣扎期。到2015年下半年,随着能源价格的回调、能源革命战略措施的落实,国家能源“十三五”规划目标确定和相关鼓励生物质能源产业发展的具体政策出台,中国生物质能源产业将迎来一个快速发展的机遇期。


中国生物质能分布图


生物质能源是仅次于煤炭、石油和天然气的全球第四大能源,位居世界可再生能源第一位,被世界广泛认为是中近期内替代化石能源的理想能种。

生物质能源具有可再生、清洁、碳中性和本地化的优势。与化石能源相比,生物质资源每年都在更新,可以说取之不尽,用之不竭;硫化物、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染物排放大幅度降低;更重要的是,理论上不向大气中增排二氧化碳,是应对全球温室效应的有效措施;生物质能源可以采用本地的农林废弃物资源生产,不必向其他地区进口,是多国实现能源自主的渠道。

但相比起美国、欧盟、巴西等世界生物质能源领导者上世纪中期就开始发展生物质能源产业,中国在发展生物质能方面起步较晚。2003年,中国科学院院士、中国工程院院士石元春,中国农业大学教授程序领衔提出农林生物质工程国家战略。自此12年来,中国生物质能源产业已奠定快速发展的基础。

在各种可再生能源品种中,中国的水能开发比较成功,约占能源供应总量的10%,这与世界大多数国家都不同。如果不考虑水能,根据国家能源局、林业局、农业部和相关行业协会公布的资料,2013年中国生物质能源生产量折一次能源总量为5191.47万吨标煤,超过风能的4117.50万吨标煤和太阳能的4722.14万吨标煤,位居中国可再生能源第一位。与生物质能、风能和太阳能相比,中国地热能利用规模还比较小。事实上,自2010年风能和太阳能利用有官方统计数据发布以来,生物质能一直稳居中国可再生能源第一位。

2010年,中国生物质能源生产量折一次能源为4051.14万吨标准煤,太阳能为2341.56万吨,风能为1392.14万吨,生物质能遥遥领先。此后两年,在国家政策引导下,风能和太阳能发展迅速;而生物质能发展速度放缓,三者差距缩小。到2012年,生物质能开始提速,保持了在中国可再生能源(不含水能)中的领先优势。2013年,中国生物质能源约占能源消费总量的1.6%,减排CO2超过1亿吨,减排SO2超过100万吨,为环境保护和温室气体减排做出了重要贡献。

不得不提的是,国家在生物质能源产业领域的投资累计约800多亿元,而在风能和太阳能领域完成的投资都已经是数千亿元。因此也可以说,生物质能源是代价最低,但为中国节能减排和生态保护事业做出贡献最大的可再生能源。

 

快速发展的机遇期

通常由于原料生产、收集和运输环节较高的成本,技术和产业发育程度尚较低,以及配套设施不完善等原因,生物质能源的营利能力薄弱,利润积累微薄,在没有适当保护政策的支撑下,很难直接和化石能源展开市场竞争。比方说,石油、煤炭、天然气的开采、输配、储存和使用的机械、设备、场、站、管线、专用车、专用罐已历经上百年建设和发展,累计投入数量达到数百数千万亿美元,早已形成便捷网络。而生物质能源的配套设施刚刚起步,选择适用的设备常常不易,更徨论网络化。这就是为什么欧佩克有资本让油价大幅度跳水来打一场价格战,意图将页岩油气掐死在摇篮中的原因。

在这种直接竞争中,生物质能源处于劣势的根本原因是其巨大的生态效益和社会效益在市场上还没有得到体现,而化石能源造成的环境问题在市场上也没有得到应有体现。在这种不公平的竞争中,生物质能源的发展必将经历较多的曲折。

新生事物在成长初期尽管不够强大,却具有顽强的生命力。生物质能源产业的生态效益和社会效益正在逐渐得到民众的认可,也必将得到政府部门和市场的逐步认可。中国政府此前承诺到2020年可再生能源占能源消费的比例达到15%,并于2014年底与美国达成共识,温室气体排放量在2030年达到顶峰,届时非化石能源的占比达到30%。为实现这个宏伟目标,政府必将顺应世界潮流,认清国内现实,出台系列政策鼓励生物质能源产业发展。这是生物质能源发展的重大机遇

受世界经济增速放缓影响,国际油价在2014年大跌,煤炭价格也大幅度下降。化石能源价格下降,短期内加重了生物质能源产品经济竞争的劣势。然而,石油和煤炭价格不可能长期维持在低位,这是长期以来形成的规律。当能源价格上涨时,生物质能源产业将迎来新的发展机遇。

 

各产业迥异

2007年国务院颁布发布的《可再生能源中长期发展规划》,提出2010年和2020年发展目标分别是3.06亿吨标煤和5.99亿吨标煤,其中生物质能占43%、小水电占33.5%、太阳能占12.5%、风电占7%,生物质能源的发展目标是比较激进的。2013年,国家能源局发布《生物质能发展“十二五”规划》,生物质能源发展目标则进行了回调,提出到2015年,生物质能年利用量超过5000万吨标准煤。2014年6月,国家主席习近平对中国能源革命5项要求中提出,“着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系”,无疑对生物质能源的发展将注入强大动力。到国家能源发展“十三五”规划出台时,生物质能源发展目标会转向积极。

生物天然气

生产生物天然气的原料主要是畜禽粪便、农作物秸秆、农产品加工业的高浓度有机废水等农林废弃物。在当前环境保护压力巨大的形势下,发展生物天然气一举多利。因此,生物天然气将成为生物质能源产业的新星。

到2013年底,全国农村沼气用户达到4300多万户,产沼气140亿m3;大中型沼气工程近10万处,产沼气20亿m3;合计年产沼气160亿m3。今后二三十年中沼气产业将由农户沼气和大中型沼气工程向特大型的生物天然气工程转型,全国生物天然气在中近期可以达到1000亿m3、长期可达到2000亿m3的年产量,能够有力补充常规天然气的不足。

生物天然气除补充常规天然气不足之外,将从2015年开始步入汽车替代燃料。生物天然气(CBG/LBG)的综合效益非常显著:抗爆燃性好,辛烷值高达130;能效高,在专用车况下1m3气可比1L油多行驶15%的里程;各种大气污染物排放水平比汽油降低50%~90%;并且远比汽油便宜,在当前汽油大降价的形势下,依然远比汽油便宜。作为天然气的增量部分,生物天然气不受燃气供应形势紧张的限制,今后生物天然气很可能成为运输燃料的主要替代能种。

 

生物质成型燃料供热

生物质成型燃料是廉价的清洁可再生能源,替代燃煤供热的成本比天然气低30%以上。成型燃料的原料是可再生的农林废弃物,由于含硫量和含氮量低,配套专用锅炉可以达到很高的清洁燃烧水平,一般只需要适当除尘即可,即便是小吨位锅炉也容易实现清洁燃烧。

全国煤炭使用量必须大幅度压减,而集中供热需求持续上涨。生物质成型燃料是替代煤炭供热最理想的能种。2013年10月,国家能源局将生物质成型燃料供热列为中国生物质能产业发展的重点,并发布了《生物质能供热项目建设技术导则》。2014年6月,国家能源局和环保部联合发出了《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》(国能新能[2014]295号)。

2013年,全国农作物秸秆固化成型工程合计1060处,燃料年产量达483万吨;林业三剩物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)固体成型燃料年产量约200万吨,总计683万吨。随着生产模式的创新和市场拉动,2~3年内全国固体成型燃料年产量将超过1000万吨,中近期可达到2~3亿吨,长期可达到4~5亿吨。

 

生物质液体燃料

燃料乙醇和生物柴油产业发展缓慢。受补贴政策萎缩影响,燃料乙醇总产量略有下降,2013年约为160万吨。2012年,国家降低粮食燃料乙醇的补贴到300元/吨,2015年全面取消。由于技术上的瓶颈性问题导致成本居高不下,纤维乙醇产业发展比较缓慢。而在地沟油治理、木本油料基地建设成效显现和生物航煤飞行实验取得成功等多重因素推动下,2013生物柴油产量增加到109万吨,但是未来的发展潜力有限。

刚刚进入产业化阶段的等离子气化合成燃油、糖平台醇基二甲醚和甜高粱燃料乙醇可能是液体生物燃料产业下一步发展的主引擎。

液体燃料是生物质能源的主战场,因为运输燃料的替代是最为紧迫的。中国具有年产上亿吨液体燃料的生物质资源潜力,一旦新工艺的产业化取得突破,发展速度将非常快。

 

生物质发电

生物质发电产业趋于成熟。截至2013年底,除青海、宁夏、西藏三省区和未统计的港、澳、台之外,全国已经有28个省(市、区)开发了生物质能发电项目,累计核准容量12226.21兆瓦,其中并网容量占63.72%,为7790.01兆瓦。2013年生物质发电上网电量356.02亿千瓦·时;单位千瓦的投资额下降到8000元左右;等效满负荷运行小时数约为5844小时,部分省市超过7000小时,达到国际先进水平。

由于布局方面的考虑,生物质发电项目已经接近饱和,直燃发电项目原则上不再新建,燃气发电和热电联产项目还将继续发展。

 

其他方向

生物质能源多联产是提高产业生产效率、资源利用率和经济效益的重要途径,诸如热-电-成型燃料联产,热-电-醇联产,热-电-醇-生物天然气联产,醇-生物天然气-合成材料联产都取得了显著成功。联产类生物质工程将是未来的发展方向和重点。

生物质热化学与综合合成是欧美近年的热点研发方向,今后3~5年内是其产业化能否顺利实现的关键期。

第三代生物燃油,即油藻制油仍有很多技术难题需要攻克。第四代乃至其他新兴的方向正在积极推进中。

 

根据世界生物质能源协会(GBA)发布的2014年度统计报告,从2000年到2011年,全球生物质能源的绝对增长量位居可再生能源首位。2011年,生物质能源供应量合计54.9EJ (百万兆焦耳),占世界一次能源供应量的10%;最终能源消费量48.5EJ,占世界最终能源消费总量的14%,占可再生能源的比例高达76.5%。

 

50%

美国、欧盟等地区均制定了中长期生物质能源发展计划,基本目标是到2050年生物质能源替代50%的化石能源。为实现这一目标,各地区在生物质能源的科技研发、财税政策、绿色能源配额、温室气体减排量交易等方面实施了积极的政策,支撑了生物质能源产业的加速发展。根据权威咨询公司Clean Edge的报告,2013年全球生物燃料产值为978亿美元,风能为585亿美元,光伏发电为913亿美元。

 

6.8%

欧盟在发展生物质能源应对全球气候变化战略上更加积极。2011年,欧盟能源总消费量中生物质能源占6.8%,排第二位的水能仅占1.6%。瑞典是全球首个宣布2020年告别石油的国家,1970年瑞典能源消费结构中石油占77%,2003下降到32%,2013年更下降到26.4%。其正是依靠大力发展生物质能源实现对化石能源的替代,2009年能源消费结构中生物质能源已居首位,2013年达到33.6%。


 


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