生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可行性分析

胡凱

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，湖南 長沙 410128)

生物燃料是指由生物質(zhì)生產(chǎn)的液體或氣態(tài)燃料，主要有生物乙醇、生物柴油、生物甲醇、生物二甲醚、乙基叔丁基醚(ET–BE)、合成烴、氫能、植物油等。生物燃料生產(chǎn)方法分為生化法和熱化學(xué)法。統(tǒng)計表明，生物質(zhì)能源95%以上通過燃燒方式加以利用。發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)有利于解決我國當(dāng)前正面臨的能源安全和環(huán)境保護的雙重壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級。國家十二·五規(guī)劃中明確要求加快開發(fā)生物燃料，并提出：“以生物能源、生物基產(chǎn)品和生物質(zhì)原料為主要內(nèi)容的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，是拓展農(nóng)業(yè)功能、促進(jìn)資源利用的朝陽產(chǎn)業(yè)”，“啟動農(nóng)作物秸稈固化成型燃料試點項目”，“鼓勵有條件的地方利用荒山、荒地等資源，發(fā)展生物質(zhì)原料作物種植”。其戰(zhàn)略意義如下：第一，有利于實現(xiàn)生態(tài)文明，建立環(huán)境友好資源節(jié)約型社會。傳統(tǒng)化石能源嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，生物燃料取代部分化石燃料勢在必行。我國農(nóng)林資源豐富，大量生物質(zhì)被廢棄或低效燃燒，開發(fā)利用生物燃料可提高現(xiàn)有生物質(zhì)資源的利用率。同時，種植能源作物還可以充分利用廢棄土地，提高植被覆蓋率，減少水土流失，改良鹽堿地，遏制土地荒漠化。第二，有利于拓展農(nóng)業(yè)功能，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級。生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有利于農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，有效利用農(nóng)產(chǎn)品廢棄物、畜禽糞便，從而增加農(nóng)業(yè)的附加值，拓寬農(nóng)民就業(yè)渠道，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級。第三，有利于緩解能源壓力，保障能源安全。我國經(jīng)濟高速增長，石油需求量巨大，石油對外依存度超過了55%。與此同時，我國有著豐富的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源，初步測算，如果充分利用現(xiàn)有生物質(zhì)資源，可以新增約5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全國一次能源生產(chǎn)總量的三分之一?，F(xiàn)對生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可行性從以下幾個方面予以分析。

1 生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性

1.1 確保國家能源安全的需要

隨著工業(yè)化水平的不斷提高，具有不可再生性的化石能源的消耗量日益增大。自新中國成立以來，全國的能源消耗以年均8.25%的速度增長，尤其是20 世紀(jì)80年代以來，石化能源加速消耗，地下儲量迅速下降(表1)[1]?；茉慈諠u稀缺。而石化能源的生產(chǎn)和消費造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，能源安全問題日益凸顯。發(fā)展生物燃料作為清潔能源和替代能源，是從技術(shù)角度解決能源危機的重要途徑，必然成為全球發(fā)展趨勢[2]。

表1 不可再生能源占全球能耗比例及可用年限

首先，煤炭、石油、天然氣儲量有限。據(jù)最新統(tǒng)計，中國煤炭的總探明儲量接近1 900 億噸，可以使用不到25年，現(xiàn)有石油和天然氣資源最終可采儲量可維持30年。其次，水電、風(fēng)能、太陽能開發(fā)成本高，供給有限。2012年全國累計完成發(fā)電量49 400 億千瓦時，其中水電778.544 億千瓦時。因地質(zhì)災(zāi)害，河道淤積、生態(tài)及文化保護，水電開發(fā)成本非常高。2011年全國風(fēng)電總裝機容量達(dá)到58.3GW，其中僅有31.1GW 連接到電網(wǎng)。風(fēng)電生產(chǎn)主要局限在三北地區(qū)，需要長距離電力傳輸，開發(fā)成本較高。太陽能開發(fā)因核心技術(shù)沒有突破，生產(chǎn)成本太高且供給有限。

生物燃料是以農(nóng)林等有機廢物和利用邊際土地種植的能源植物為原料而進(jìn)行生產(chǎn)，現(xiàn)在廣泛使用的沼氣、秸稈氣、燃料乙醇和生物柴油都屬于生物燃料。在化石能源日益稀缺，又不可能大量開發(fā)和利用水能、風(fēng)能、太陽能的背景下，開發(fā)和利用生物質(zhì)能源將成為必然選擇[3]。

1.2 環(huán)境保護和生態(tài)文明建設(shè)的需要

化石燃料的生產(chǎn)和使用造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。據(jù)統(tǒng)計，能源消費產(chǎn)生的碳排放量占全球碳排放總量的 60% 以上?；剂先紵a(chǎn)生的氣體加快了全球氣候變暖，形成了酸雨，并造成了臭氧層的破壞。能源產(chǎn)品在其燃燒過程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體和其中的微量重金屬嚴(yán)重危害人體健康。燃煤發(fā)電和核能發(fā)電排放的冷卻水和高溫?zé)煔馐窃斐伤w熱污染和空氣溫度升高的重要原因[4]。

石油勘探開發(fā)活動進(jìn)一步向海上、極地和沙漠等環(huán)境承受能力更脆弱的地區(qū)轉(zhuǎn)移，對這些地區(qū)的自然環(huán)境必然造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。核能的發(fā)展也存在對環(huán)境造成放射性污染等安全隱患。而作為清潔能源的生物質(zhì)能能有效地減少人類對環(huán)境的危害。例如，沼氣是各種有機物質(zhì)在隔絕空氣的厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。其主要可燃成分是甲烷，含熱值約為21 520 KJ/m3，燃燒時對環(huán)境污染??；生物柴油和燃料乙醇氧含量高，燃燒充分，二氧化碳排放比柴油減少10%，二氧化硫和硫化物的排放減少30%(有催化劑時可減少70%)；生物柴油中不含對環(huán)境造成污染的芳香族烷烴，因而對人體的損害很??；大量使用生物柴油可使空氣毒性降低90%，患癌率降低94%；由于生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于該植物生長過程所吸收的二氧化碳，從而可緩解由于二氧化碳大量排放導(dǎo)致的氣候變暖這一對人類有重大影響的環(huán)境問題。

2 生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可行性

2.1 資源可行性

我國生物質(zhì)資源極為豐富，理論上達(dá)到50 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是全國目前能源消費總量的4 倍。當(dāng)前利用生物質(zhì)能主要形式有生物燃料、生物質(zhì)能、沼氣和生物質(zhì)成型燃料。生物質(zhì)能利用的主要形式是：生物質(zhì)氣化和直接燃燒發(fā)電。使用生物質(zhì)發(fā)電在我國尚處于早期階段，到2008年底，全國生物質(zhì)發(fā)電運行才達(dá)到3 GW。根據(jù)“可再生能源‘十一·五’規(guī)劃綱要”提出的目標(biāo)，到2020年全國生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量將達(dá)到30 GW，超過6 000 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可替代化石燃料。

中國目前正處于從中期和工業(yè)化后期的過渡階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要有大量的資金，因而對水電、風(fēng)能、太陽能開發(fā)雖然啟動早，但進(jìn)展緩慢，難以緩解短期的能源供需矛盾。我國生物能源具有巨大的開發(fā)潛力。專家預(yù)測，只要有政策支持，經(jīng)過10年努力，2020年全國油菜種植可以達(dá)到0.29 億hm2，平均每公頃產(chǎn)量可以達(dá)到3 000 kg，油含量約為50%，那么每年依靠油菜籽可以生產(chǎn)60 萬t 生物柴油(包括4 000 萬噸源于油菜，20 萬t 源于油菜秸稈)。此外，全國還有4 529.68萬hm2的灌木林(占林地總面積16.02% )，其中生物量202 萬噸/年。另有5 700 萬hm2可待開發(fā)的荒沙(荒地)、100 萬hm2的不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的土地，多適宜栽植灌木林，因此，在這個階段，開發(fā)和利用生物質(zhì)能具有資源上的可行性。

2.2 經(jīng)濟可行性

生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用不僅具有良好的環(huán)境效益，而且還具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。以沼氣得到廣泛推廣的農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)戶為例，建立一個8 m3的戶用沼氣池，就可以解決一家四口80%的炊事用能，并產(chǎn)生相當(dāng)于2.5 噸化肥沼氣。據(jù)測算，一個農(nóng)民使用沼氣每年的直接經(jīng)濟效益是700元，等于人均收入增加200 元。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)表明將油菜籽直接生產(chǎn)生物柴油具有可觀的經(jīng)濟效益(表2)[5]。同時，農(nóng)民種植油菜可以充分利用耕地，油菜秸稈具有良好的肥田效果，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

表2 利用油菜籽深加工生產(chǎn)生物柴油經(jīng)濟效益核算

3 生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制度保障

我國對生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展已制訂四部法律，并從規(guī)劃、資金、財稅、技術(shù)等方面制定了相關(guān)政策，建立了比較完備的法規(guī)與政策體系[6]，從制度上為生物燃料發(fā)展提供了保障[7]。生物燃料相關(guān)法規(guī)與政策主要包括：1)相關(guān)法律規(guī)制：《可再生能源法》、《節(jié)約能源法》、《循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)法》、《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》、《農(nóng)業(yè)法》；2)規(guī)劃政策：《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》、《節(jié)能減排“十二·五規(guī)劃”》、《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展若干政策》、《“十二·五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2007—2015年)》、《可再生能源與新能源國際科技合作計劃》、《關(guān)于做好林業(yè)生物質(zhì)能源工作的通知》；3)財稅政策：《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財政扶持政策的實施意見》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分?jǐn)偣芾矶刃修k法》、《關(guān)于加強生物燃料乙醇項目建設(shè)管理，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》、《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》、《關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價格政策的通知》、《國務(wù)院關(guān)于實施成品油價格和稅費改革的通知》、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展若干政策的通知》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》、《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》、《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》、《電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生涌源電量監(jiān)管辦法》、《生物能源和生物化工非糧引導(dǎo)獎勵資金管理暫行辦法》、《生物能源和生物化工原料基理地補助資金管理暫行辦法》、《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》；4)其他政策：《關(guān)于加強生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》、《林業(yè)生物能源原料基地檢查驗收辦法》、《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)劃》[7]。

[1]莊幸，姜克雋．推廣使用生物燃料是我國的一項長期戰(zhàn)略[J]．宏觀經(jīng)濟研究，2007(9)：14–19．

[2]白永宏．全球生物燃料的發(fā)展及對中國的啟示[J]．世界農(nóng)業(yè)，2012(9)：12–16．

[3]薛狄．生物燃料產(chǎn)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展研究[J]．經(jīng)濟縱橫，2009(11)：74–76．

[4]林琛．生物燃料—21 世紀(jì)的能源新寵[J]．環(huán)境保護，2009(11)：10–13．

[5]王雅鵬．中國生物質(zhì)能開發(fā)利用探索研究[M]．北京：科學(xué)出版社，2010：8．

[6]趙勇強，王仲穎，張正敏．中國生物燃料發(fā)展戰(zhàn)略和政策探討[J]．國際石油經(jīng)濟，2011(7)：24–30．

[7]周鳳翱，趙保慶，朱曉紅，等．生物質(zhì)能政策與法律問題研究[M]．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2013．