中國生物能源的困境與突圍

文｜本刊記者 張文娟

生物能源是一種潔凈的、友好的新能源。發(fā)展生物能源，既能解決廢棄資源的減量化、無害化、資源化利用問題，又可以同時提供能源、改善生態(tài)環(huán)境、帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展和促進社會主義新農(nóng)村建設。

受化石能源枯竭和環(huán)境保護雙重壓力的影響，中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展再一次被提到戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的位置上來。

在“十二五”規(guī)劃中，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容，是社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大需求和優(yōu)先發(fā)展領域。規(guī)劃中指出，2015年我國非化石能源占一次能源消費比重達11.4%，較2010年提高3.1個百分點，這是“十二五”規(guī)劃綱要草案增設的4個約束性指標之一，這意味著未來幾年我國將加強清潔能源產(chǎn)業(yè)建設力度。對于中國正在夾縫中生存的生物質(zhì)相關行業(yè)來說，此舉意味著行業(yè)發(fā)展的春天即將來臨。

能源困境考驗中國

生物質(zhì)是傳統(tǒng)的可再生資源，在工業(yè)革命以前，一直是支撐人類社會發(fā)展的主要能源。生物質(zhì)能是通過植物的光合作用固定于地球上的太陽能。它具有自我生成性。不論是木本植物還是草本植物，只要有適度的雨水和充裕的陽光，每年都生生不息。據(jù)測算，植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍。它還能進行自我循環(huán)，人類未加以利用的生物質(zhì)，只要遵循自然規(guī)律完成其碳循環(huán)，絕大部分通過自然腐解將能量和碳素釋放回自然界中。

在化石能源大幅利用之前，生物質(zhì)能是人類利用最早、最多、最直接的能源，它支撐著人類由遠古走到現(xiàn)在，至今世界上還有15億多的人口以生物質(zhì)作為生活能源。在煤炭、石油等化石能源發(fā)現(xiàn)和開發(fā)利用之前的漫長歲月里，祖先們持續(xù)有效地利用地表的“生物質(zhì)能源”，如柴薪、木炭、植物油、動物脂等物質(zhì)，以燒水煮飯、燃燈照明、御寒取暖，使光明溫暖，薪火相傳。當時的遠足、澆灌、負荷、載重，不外乎是肩挑人背、車載船運，依靠的是人力、畜力、風力、水力。葉綠植物、人畜糞便等都作為寶貴的肥料而重歸田園，加入下一輪的生物質(zhì)循環(huán)，從而為后人保留了綠水青山、碧海藍天的自然環(huán)境。

進入工業(yè)時代后，能源消費模式發(fā)生了巨大的變革，由依靠木炭轉為依靠煤炭、石油與天然氣等化石能源。工業(yè)革命讓火車、汽車、飛機等現(xiàn)代交通工具得以盛興，這使得地球變小，生活變快，人們的視野變寬，欲望變強。通過煤炭、原油、天然氣的直燃發(fā)電，電能應用于生產(chǎn)生活的方方面面，我們每個人都在分享著化石能源和電能帶來的便捷、舒適與安逸。

但是，隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，化石能源的消耗帶來了嚴重的傷痛：一是地球上現(xiàn)存的化石能源儲存量越來越少，相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，世界石油資源在今后50—80年間將最終消耗殆盡，到2059年，也就是世界上第一口油井開鉆200周年之際，世界石油資源大概所剩無幾。煤炭的利用年限大約還有140年，天然氣的儲存也只能夠用不到100年的時間。

二是造成環(huán)境污染日益嚴重，由于過度消費化石燃料，過快、過早地消耗了這些有限的資源，釋放大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧層破壞，全球氣候變暖，酸雨等災難性后果。

這就是說，如果不開發(fā)出新的能源來取代化石常規(guī)能源在能源結構中的主導地位，在21世紀必將發(fā)生嚴重的、災難性的能源和環(huán)境危機，人類所面臨的災難將近在眼前。

生物質(zhì)能變廢為寶

在化石能源日漸枯竭的時候，生物質(zhì)能的科學利用日益被提上了日程。按照中國工程院可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報告資料顯示，中國每年可開發(fā)的生物質(zhì)能源約合12億噸標準煤，約占中國每年能源總耗量的1/3。在中國發(fā)展生物質(zhì)能源是有效利用各種有機廢棄物（或排泄物）的理想方式。

專家們認為，生物質(zhì)能是唯一一種能被存儲的太陽能，由于它是從太陽能轉化而來的，只要太陽不熄滅，生物質(zhì)能源就取之不盡，用之不竭，因此在替代化石交通燃料方面有不可比擬的優(yōu)勢。其次，生物能源是一種清潔能源，具有可再生性，生物質(zhì)能的轉化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì)，生物質(zhì)能的使用過程又生成二氧化碳和水，形成一個理論上二氧化碳的凈排放為零的物質(zhì)循環(huán)。因此，通過生物質(zhì)能轉換技術可以高效地利用生物質(zhì)能源，產(chǎn)生各種清潔能源，以替代煤炭、石油和天然氣等化石燃料，保護國家有限的能源資源，減輕能源消費給環(huán)境帶來的污染。生物質(zhì)能源將成為未來可持續(xù)能源的重要部分，預計到2020年，全球總能源將有40%來自生物質(zhì)能源。在技術路線方面，通過一系列轉換技術，可以生產(chǎn)出不同品種的替代能源，如固化和炭化，可以生產(chǎn)固體燃料，氣化可以生產(chǎn)氣體燃料，液化和植物油提取技術可以獲得液體燃料，還可以將秸稈和枝杈材等直接燃燒產(chǎn)生蒸汽進行發(fā)電?？傊镔|(zhì)種植、收集、儲運、轉化等各個環(huán)節(jié)，可以形成一個龐大的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)群體。

生物源產(chǎn)業(yè)的尷尬

生物質(zhì)能生產(chǎn)企業(yè)在中國其實已經(jīng)開始起步并發(fā)展，根據(jù)公布的《2010中國節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》：我國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，每年有生物質(zhì)能資源50億噸左右，其中農(nóng)作物殘留物占一半多。生物質(zhì)能源是我國僅次于煤與石油的第三大能源，在全部能源消耗中約占15%，是唯一可運輸和儲存的可再生能源。生物質(zhì)能源目前主要用于發(fā)電和轉化為“綠色汽油”與“生物石油”。

截至2008年年底，全國生物質(zhì)能發(fā)電累計裝機容量達到300萬千瓦。2010年，全國沼氣發(fā)電容量為80萬千瓦，2020年將達到150萬千瓦；2010年垃圾焚燒發(fā)電裝機達到50萬千瓦，到2020年焚燒發(fā)電的垃圾處理量將達到總量的30%，垃圾焚燒發(fā)電總裝機將達到200萬千瓦以上。我國最先起步的是生物質(zhì)轉化替代石油，即乙醇汽油。截至2008年年底，全國共生產(chǎn)銷售燃料乙醇165萬噸，我國已成為全球第三大燃料乙醇生產(chǎn)國，僅次于巴西和美國。在生物柴油方面，目前全國有7家萬噸級生物柴油生產(chǎn)企業(yè)，生物柴油年產(chǎn)量超過100萬噸。

但相比其他新能源，如風能、電能等，生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)卻遭遇了“叫好不叫座”的尷尬局面。生物質(zhì)能家族十分龐大，雖然發(fā)展類型不同，發(fā)展特色各異，但現(xiàn)在普遍遭遇了原料供給不穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)化技術不成熟、產(chǎn)業(yè)鏈條不通暢、競爭平臺不公平的困局。

首先，在原料供給上，生物質(zhì)能利用需要大量的能源植物或者是有機廢棄物作支撐，以甜高粱乙醇為例，生產(chǎn)1噸無水乙醇就需要16～18噸高含糖量的甜高粱秸稈。但是，我國能源作物和能源植物產(chǎn)業(yè)尚未形成。此外，有機廢棄物也是生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的重要原料。隨著進入這一領域的生產(chǎn)企業(yè)增多，有機廢棄物成為搶手的“香餑餑”，其價格在供需雙方的博弈中不斷攀升，許多廠家出現(xiàn)了“無米下鍋”的景象。所以，沒有原料基地作保障，生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)化將是空談。

其次，產(chǎn)業(yè)化技術仍然有發(fā)展瓶頸。技術向產(chǎn)業(yè)轉化不僅包括實驗室里研究的技術成果，而且包括規(guī)?；a(chǎn)中所需的新技術、新工藝和新設備。當前，我國纖維素制備燃料乙醇核心技術仍未取得突破；生物柴油酶轉化技術仍未進入商業(yè)化大規(guī)模應用；直接燃燒發(fā)電技術急需中小型核心裝備；氣化發(fā)電技術小規(guī)模下效率較高，但急需提高配套設備的穩(wěn)定性；燃氣（沼氣）發(fā)電技術急需發(fā)展低熱值生物質(zhì)燃氣發(fā)電裝置等產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)技術瓶頸問題遠沒有得到解決。

再次，生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)還面臨產(chǎn)業(yè)鏈條不通暢的困境。以生物質(zhì)液體燃料銷售為例，中石油、中石化只收購拿到正式批文的4家定點供應企業(yè)的燃料乙醇，不收購中小企業(yè)生產(chǎn)的非糧乙醇，對采購生物柴油也持“暫不參與”的態(tài)度。部分生物燃料企業(yè)產(chǎn)品由于不能進入市場流通而無法將產(chǎn)品變現(xiàn)，最終使整個生產(chǎn)鏈條無法正常運行。

此外，國家對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)有優(yōu)惠、補貼和獎勵政策，但這些政策很難落實到中小企業(yè)。除農(nóng)村沼氣項目外，支持生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大部分政策傾向于規(guī)?；拇笮晚椖?，中小企業(yè)很難進入國家計劃。以燃料乙醇為例，國家每年向4家陳化糧燃料乙醇定點企業(yè)發(fā)放補貼，走非糧路線的中小企業(yè)卻很難拿到同等的補助。沒有得到補貼的中小企業(yè)生產(chǎn)成本相對較高，在競爭中明顯處于劣勢，很難得到大的發(fā)展。

困境之中如何突圍

2011年全國“兩會”期間，全國政協(xié)委員、國家能源局原局長張國寶在接受記者采訪時指出，要著力調(diào)整能源結構，使我國非化石能源占一次能源消費總量的比重由目前的8.3%，提高至2015年的11.4%，再到2020年實現(xiàn)我國向國際社會承諾的15%的目標。

作為11.4%這個目標數(shù)字的參與制定者，張國寶認為這個約束性指標經(jīng)過努力可以完成，途徑是大力發(fā)展風電、太陽能和生物質(zhì)能等新能源，在保護生態(tài)的前提下積極發(fā)展水電，在確保安全的基礎上高效發(fā)展核電，同時推進傳統(tǒng)能源清潔高效利用。

可見，國家對生物質(zhì)能的長遠發(fā)展還是相當重視的。那么，中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展到底該如何突圍呢？

賽迪顧問分析師張擎指出，我國新能源短期內(nèi)可以各有側重發(fā)展，著眼長遠的根本出路還在于能夠最大限度實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生物能源。他認為，我國生物能源未來發(fā)展應主要集中在以下幾個方面：

其一，在燃料乙醇上，要突破纖維素乙醇技術，生物質(zhì)能發(fā)展要做到不與人爭地，不與地爭糧，那么未來燃料乙醇的發(fā)展重點將集中于纖維素、木薯、紅薯、甜高粱等非糧原料乙醇。對纖維素乙醇這種影響國家能源未來發(fā)展的重大技術，政府應設立產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項基金，支持纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化攻關。尤其加強對原料預處理技術和高效纖維素酶低成本化技術的研發(fā)支持力度。盡快推進纖維素乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)。

其二，在生物柴油方面，要尋找新的產(chǎn)業(yè)化原料，占據(jù)成本70%～80%的原料是制約生物柴油發(fā)展的關鍵。目前中國生物柴油的原料以廢棄油脂為主，雖然原料來源相對廣泛，但是來源地分散，收集成本高，并不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。同時，我國耕地資源匱乏，糧食供應形勢不容樂觀，擴大油料作物種植的潛力非常有限。但是，我國宜林地豐富，農(nóng)林廢棄生物質(zhì)資源量巨大。因此，許多投資者正在考慮培育和種植速生、高含油、高熱值、高產(chǎn)專用能源植物品種，尤其是以小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果為代表的木本油料作物，以此作為發(fā)展生物柴油的原料來源。

生物技術產(chǎn)業(yè)還在不斷開發(fā)新的資源空間。對海洋微藻進行基因工程改造，使其縮短生長周期，提高產(chǎn)油量是生物柴油的又一發(fā)展方向。

其三，對于生物質(zhì)發(fā)電，要強化政策支持力度。從農(nóng)業(yè)和社會效益的角度來看，生物質(zhì)發(fā)電能夠大量消耗農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，燃燒后的灰分還可以以肥料的形式還田，是一個變廢為寶的良性循環(huán)過程。若在利用農(nóng)戶家庭生物質(zhì)方面投入與生物質(zhì)發(fā)電站等量的資金，還能夠為農(nóng)村居民創(chuàng)造出多達5～10倍以上的就業(yè)機會。然而目前生物質(zhì)發(fā)電的盈利水平堪憂，成本高居不下是企業(yè)發(fā)展的最大困境，因此，盡管國家對生物質(zhì)發(fā)電采取了鼓勵支持政策，但現(xiàn)有優(yōu)惠及補貼標準仍不能支撐行業(yè)良性運轉。目前我國生物質(zhì)發(fā)電仍處于起步階段，還需要國家更大力度、更廣范圍的政策支持。

生物能源是一種潔凈的、友好的新能源。發(fā)展生物能源，既能解決廢棄資源的減量化、無害化、資源化利用問題，又可以同時提供能源、改善生態(tài)環(huán)境、帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展和促進社會主義新農(nóng)村建設。因此，發(fā)展生物能源無可爭議。但就行業(yè)目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，當務之急是面向未來，調(diào)整戰(zhàn)略思路，明確發(fā)展重點，盤活資源存量，加大扶持力度，才能讓這個新興的產(chǎn)業(yè)不至于在世界競爭的舞臺上落敗。