生物質能源 任重而道遠

李旻旻

生物質能源是重要的可再生能源，在地球上的資源較為豐富，通常包括農作物秸稈、林木能源、沼氣、燃料乙醇、油料植物、動物糞便、生物柴油和生物質燃燒發(fā)電等。

面對全球性的氣候變暖，減少化石能源消耗、控制溫室氣體排放已是大勢所趨，生物能源燃料既有助于促進能源多樣化，幫助我們擺脫對傳統(tǒng)化石能源的依賴，還能緩解對環(huán)境的壓力。據悉，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1500億噸，其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10～20倍，但其利用率不到3%。目前這種可再生、低污染、分布廣泛的能源產業(yè)的規(guī)模和水平遠遠低于風能、太陽能等其他清潔能源，其發(fā)展可謂是任重而道遠。

國外生物能源發(fā)展狀況

早在1991年美國能源部就提出了生物質發(fā)電計劃，并在1979年就開始建設生物質能源計劃的第一個項目。美國國會在2000年通過了《生物質研發(fā)法案》，并在2002年成立生物質項目辦公室和生物質技術咨詢委員會。2008年，生物質能占美國能量供給的3%，成為國內最大的可再生能源來源。截至2010年，美國將新增約1100萬千瓦的生物質發(fā)電裝機。美國可再生能源生產稅為生物質發(fā)電提供了每千瓦時1.8美分的稅收優(yōu)惠。美國計劃2020年使生物能源達到能源總消費量的25%，2050年達到50%，每年減少碳排放量1億噸和增加農民收入200億美元。

德國政府多年來一直重視生物質的開發(fā)和利用，2001年國會通過了《生物質能條例》。2003年生物柴油產量達到71.5萬噸，成為全球生產和使用生物柴油最多的國家。德國政府從2004年1月起開始實行免稅政策，免征純生物燃料或混合燃料部分稅款。2005年，德國擁有140多個區(qū)域熱電聯(lián)產的生物質電廠，同時有近80個此類電廠在規(guī)劃設計或建設階段。

法國從2005年1月起實施促進生物質能開發(fā)的新計劃，并在2006年宣布，投資10億歐元建設10套生物燃料裝置。2008年生物燃料占燃料消費的比例達到5.8%，2010年達到7%。目標截至2030年，可再生能源占歐盟能源消費總量的20%，生物燃料占歐盟運輸燃料消費總量的10%。

我國生物質能源的發(fā)展之路

我國是石油資源相對貧乏的國家，隨著近幾年石油進口依存度不斷升高，大量的燃油燃煤造成的污染使我國的生態(tài)環(huán)境急劇惡化。與此同時，我國擁有豐富的生物質能資源，據測算，我國理論生物質能資源至少為10億噸的標準煤，還有約20億畝宜農、宜林荒山荒地可用于發(fā)展能源農業(yè)和能源林業(yè)。目前可利用的生物質能源主要有油菜、大豆、向日葵、油棕櫚等油料作物加工成的生物柴油和從玉米、薯類作物或農作物秸稈中提煉的乙醇燃料。此外還有從農林加工剩余物、工業(yè)有機廢水廢渣、城市生活垃圾中提取的氣體燃料、固體燃料。

從20世紀 70年代開始，我國就在農村試點開發(fā)沼氣池技術。

2000年我國開始了燃料乙醇試點工作，年產燃料乙醇100萬噸，先后在黑龍江、河南、安徽等5省封閉使用。

2006年以來，生物質燃油在上海、江蘇、安徽、重慶、新疆、貴州等地陡然升溫，民營資本、國有資本乃至外資加速進入。到2006年9月底，全國各地大大小小的生物質燃油項目已近百個，生物質燃油的產出已正式進入產業(yè)化生產。

到2010年全國已建成500個秸稈固化成型燃料應用示范點，利用量年達100萬噸。吉林省利用林業(yè)剩余物為原料生產高密度顆粒燃料，生產能力為年產量4.5萬噸。

我國正在大力發(fā)展生物質能源，規(guī)劃到2015年，生物質能發(fā)電將達1300萬千瓦的目標。據統(tǒng)計，農業(yè)產出物51%轉化為秸稈，年產能6億噸，約3億噸可作燃料使用，折合1.5億噸標準煤;林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億噸，約3億噸可能源化利用，折合2億噸標準煤;甜高粱、小桐子、黃連木、油桐等能源植物種植面積達2000多萬公頃，可滿足年產量約5000萬噸生物液體燃料的原料需要;畜禽養(yǎng)殖和工業(yè)有機廢水理論上可產沼氣約800億立方米。

發(fā)展生物質能源是解決農業(yè)、環(huán)境、能源問題的重要途徑之一，對于發(fā)展農村經濟、增加農民收入，建設環(huán)境友好型社會，滿足能源需求、改善能源結構都具有重大的意義。雖然我國重視發(fā)展生物質能源，各地各部門相繼制定了有關的促進政策和措施，但總體上看，我國的發(fā)展還處于起步階段，沒有在全國范圍內普及，其中還面臨一系列的困難和問題。

原料資源短缺有待技術突破

生物質能源作為一個產業(yè)想要在中國規(guī)?；l(fā)展，充足、穩(wěn)定的原料供應是首要前提?，F(xiàn)在世界各國都將各類植物纖維素，如作物秸稈、木質纖維素等作為豐富、廉價的原料來源。

在我國，生物質能源的原料主要來源于廢棄的生物質資源，如農作物秸稈、林業(yè)加工廢料、甘蔗渣和城市垃圾等。然而，受到糧食資源不足的制約，目前以糧食為原料的生物質燃料已不具備大規(guī)模生產的條件。如今，生物質燃料乙醇生產已轉為用適宜在鹽堿地、荒地等惡劣地質條件和干旱地區(qū)種植的甜高粱、黃連木等為主要原料。雖然中國有大量的荒山、鹽堿、荒漠型土地可以種植甜高粱、麻風樹和黃連木等油料植物，但由于目前缺乏對這些土地利用的合理評價和科學規(guī)劃，導致其數量偏少，不足以支撐生物燃料的規(guī)?；a。

中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所所長蔣劍春在報告中指出：“原料供給是生物質能源發(fā)展的瓶頸。而且生物質能源的原料缺乏實際上是對于技術的發(fā)展提出了更高的要求，迫切需要通過應用基礎和關鍵技術的研究，在基礎理論、過程和裝備等技術方面獲得新的突破，為生物質資源的高效、高值的利用提供強有力的技術支撐?！?/p>

《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》中明確指出：“針對木質纖維素原料預處理技術成本過高，以及多元化生物質資源規(guī)模化培育與利用技術轉化率低等問題，相關各方將著重圍繞規(guī)模化和降低生產成本開展研究，重點突破纖維素原料預處理技術和轉化等關鍵技術，開發(fā)出具有自主知識產權的工藝路線，為燃料乙醇、丁醇和生物汽油等的規(guī)模化生產提供原料保障?！?由此可見在未來幾年，生物質能源的原料短缺對相關技術提出了更高的發(fā)展要求。endprint

成本過高缺乏市場競爭力

受耕作制度的限制，我國生物質資源分布廣泛而又分散，這大大提升了收集、儲存、運輸的成本，從而導致農業(yè)廢棄物的規(guī)?；掷щy。國家能源局史立山副司長曾表示：“‘十一五以來，全國建設的一批生物質發(fā)電廠面臨的共同問題是生物質資源收集難度大，成本高，導致一些缺乏合理布局的地區(qū)生物質電廠存在原料供應短缺問題?！?/p>

實際上，生物質發(fā)電原料主要有兩種，一種是垃圾，一種是秸稈。垃圾可以說是沒有成本的，但它屬于市政項目，無法輕易拿到。因此大部分生物質發(fā)電使用秸稈。企業(yè)發(fā)展秸稈燃料，在原料收集時一般是去找農民付費收取，地區(qū)不同價格也不一樣，平均每噸200～300元。但是，秸稈的成本主要來自運輸。在我國大部分地區(qū)，秸稈產量大約在每平方公里300噸左右，有些貧乏的地區(qū)則在每平方公里100噸左右。在半徑10公里的范圍內，如果秸稈利用率以30%計算，一般農業(yè)地區(qū)可獲得的原料僅有5萬～7萬噸。10公里以內農用車運輸成本在每噸30元左右，10公里以上則需要專用運輸工具，運輸費高達60元每噸。除了運輸成本，人力成本也不可小覷。如果要收購20萬噸秸稈，按我國戶均10畝耕地計算，需要大約10萬農戶來完成，那么收購時要一批批貨裝車，還要有專人負責開票。

中科院戰(zhàn)略問題咨詢研究中心的周主任表示：“中國非糧生物質能源不能與糧爭地，隨著用地成本提高以及農戶分散等因素帶來的收集成本增加，生物質能源還未具備成本優(yōu)勢?！蔽覈F(xiàn)有的生物質能開發(fā)企業(yè)大多為中小企業(yè)，其生產運營極易受原料來源、價格等因素的影響。如果收集半徑過大，需要農民花費大量時間收集、運輸，那農民就會要求按外出打工時間來計算人力成本，如此一來，企業(yè)為原料支出的成本就會大大提高。

以甜高粱、木薯等為原料生產的燃料乙醇的成本約為每噸4000元。按等效熱值與汽油比較，汽油價格達到每升8元以上時，燃料乙醇才可能贏利。在目前的技術和市場條件下，以甜高粱和麻風樹為原料的燃料乙醇和生物柴油的產業(yè)化程度還很低，在成本方面的競爭力還比較弱。因此，生物質燃料的成本也是制約其發(fā)展的重要因素。

政策與產業(yè)模式不健全

生物質能源產業(yè)是具有環(huán)境效益的弱勢產業(yè)，政府的政策支持是生物質能源市場發(fā)育初期的原始動力。不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，生物質能源的發(fā)展均離不開政府的支持，例如投融資、稅收、補貼等一系列的優(yōu)惠政策。

燃料乙醇作為生物質能源的一種近年來被國家組織試點生產和銷售，建立了包括燃料乙醇的生產基地、技術標準、稅收優(yōu)惠和財政補貼等在內的政策體系。但是，由于以糧食為原料的燃料乙醇發(fā)展?jié)摿τ邢?，為避免對糧食安全造成負面影響，國家對燃料乙醇的生產和銷售采取了嚴格的管制。近年來，雖有許多企業(yè)和個人試圖生產或銷售燃料乙醇，但由于受到現(xiàn)行政策的限制，不能普遍享受到財政補貼，也難以進入汽油現(xiàn)有的銷售渠道。與此同時，即使是國家提倡的非糧燃料乙醇也因銷售不佳而遭遇重重阻力。例如，廣西中糧就是以木薯作為原料發(fā)展非糧燃料乙醇生產技術的企業(yè)之一，年產20萬噸燃料乙醇。但是從2010年開始，由于銷售困難，生產的燃料乙醇成品已無法存放，北海木薯乙醇工廠開始大幅度減少木薯收購量。

在生物柴油方面，國家還沒有制定相關的政策與標準，也沒有生物柴油正常的銷售渠道。此外，生物質能源的其它應用包括燃燒發(fā)電、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣項目等，因其前期投入巨大，需要政府優(yōu)惠的投融資政策降低成本。政策的不夠完善在一定程度上制約了生物質能源企業(yè)的規(guī)模，阻礙了整個生物質能產業(yè)的發(fā)展，并形成惡性循環(huán)。

生物質能源被視為替代燃料之一，對緩解能源危機有重要作用。生物質能源資源分散、季節(jié)性強的特點決定了其適于簡單技術設備就地化生產，這與我國傳統(tǒng)工業(yè)模式出現(xiàn)了矛盾。我國的國情決定了追求單一項目的規(guī)模效益的結果就是收效甚微，而發(fā)展分布式生物質能源的利用方式，形成整體效益才應該是我國發(fā)展生物質能源產業(yè)的重要目標。但是我國的生物質能源開發(fā)利用分散，項目規(guī)模較小，產業(yè)化進程較緩慢。

與風能、太陽能等其他可再生能源相比，生物質能源的發(fā)展需要面對原料、技術、產業(yè)結構等諸多挑戰(zhàn)，任重而道遠?，F(xiàn)階段生物質能源在我國還是應該立足于未來能源戰(zhàn)略，促進技術創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)新的有機結合，調整產業(yè)結構，推動其健康可持續(xù)發(fā)展。endprint