淺析運(yùn)用生物質(zhì)能源發(fā)展循環(huán)、低碳經(jīng)濟(jì)

薛英攀

摘要 ：生物質(zhì)能源作為一種能夠進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的可再生能源正日益受到世界各國(guó)的青睞和重視，發(fā)展生物質(zhì)能源對(duì)于緩解能源危機(jī)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著重要意義。

關(guān)鍵詞 ：生物質(zhì)能源 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 低碳經(jīng)濟(jì)

一、生物質(zhì)能源定義

生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過(guò)光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。它包括植物、動(dòng)物和微生物。生物質(zhì)能（biomass energy ），就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。依據(jù)來(lái)源的不同，分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。

二、生物質(zhì)能源的特點(diǎn)

（1）可再生性---生物質(zhì)能源是從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)，儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部，地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍，其取之不盡、用之不竭，可實(shí)現(xiàn)能源的永續(xù)利用。與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同屬可再生能源。

（2）清潔、低碳---生物質(zhì)能源屬于清潔能源，其生物質(zhì)的硫、氮有害物質(zhì)含量低，燃燒過(guò)程中生成的SOX、NOX較少；由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零。能夠有效減少二氧化碳的凈排放量，降低溫室效應(yīng)。

（3）分布廣泛的可替代能源---目前我國(guó)生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)換為能源的潛力約5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，今后隨著擴(kuò)大造林面積的和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為能源的潛力可達(dá)10 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在傳統(tǒng)能源日漸枯竭的情況下，生物質(zhì)能源是理想的替代能源，被譽(yù)為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。

三、我國(guó)目前生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

目前以生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題

（1）認(rèn)識(shí)不夠；

（2）國(guó)家扶持政策單一；

（3）規(guī)劃布局合理能性差；

（4）創(chuàng)新不足，發(fā)展粗放單一。

四、克服生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)循環(huán)、低碳經(jīng)濟(jì)

（1）加強(qiáng)生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)認(rèn)知

我國(guó)未來(lái)生物資源潛能巨大，而石油、天然氣資源將在2050年前被罄盡的看法已被公認(rèn)。煤的資源也只能再滿足100～200年的需求，但其低碳排放的清潔利用技術(shù)還需花力氣開(kāi)發(fā)。但我國(guó)能源界卻有這樣的觀點(diǎn)——生物質(zhì)能源成不了“大氣候”，理由之一是生物質(zhì)原料來(lái)源有限、分散，且規(guī)?；a(chǎn)存在技術(shù)和成本約束。究其主要原因是相對(duì)于煤炭、石油、天然氣這些傳統(tǒng)能源，中國(guó)生物質(zhì)能源和生物化產(chǎn)業(yè)起步較晚，規(guī)模較小，總體發(fā)展水平還很低。這些對(duì)生物質(zhì)的誤解已影響了決策部門(mén)，極大阻礙了生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而與此同時(shí)，全球致力于生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)并未停止發(fā)展的步伐。2012年2月歐盟委員會(huì)通過(guò)了歐洲生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，2012年4月美國(guó)發(fā)布了《國(guó)家生物經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖》，2013年7月，德國(guó)發(fā)布了生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，這些國(guó)家分別就推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)，擺脫對(duì)化石能源的依賴等方面制定了新的戰(zhàn)略、布局，力圖在末來(lái)生物經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中占有有利地位。聯(lián)合國(guó)能源署也預(yù)計(jì)到2050年，生物質(zhì)能源將占全球人類總能源消耗的50%以上。生物質(zhì)能源將是未來(lái)能源的主戰(zhàn)場(chǎng)。打好生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)這場(chǎng)硬杖，首先要從上層統(tǒng)一思想。從戰(zhàn)略、策略、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保、法律及制度等方面，加強(qiáng)解決配套政策問(wèn)題，提高對(duì)生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)重要性的認(rèn)識(shí)。

（2）國(guó)家扶持政策多元化

過(guò)去國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能多采取補(bǔ)貼手段。但補(bǔ)貼門(mén)檻高，手續(xù)繁瑣、先墊后補(bǔ)方式給企業(yè)帶來(lái)困擾。國(guó)家應(yīng)學(xué)習(xí)國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，加大扶持的力度和廣度，從稅收優(yōu)惠、融資擔(dān)保、技改貼息、租金補(bǔ)貼、技術(shù)研發(fā)等多方面入手。例如瑞典征收二氧化碳排放稅和能源稅，但對(duì)于可再生燃料，免征二氧化碳稅，只征收能源稅，如果企業(yè)投資建設(shè)相關(guān)新項(xiàng)目，可申請(qǐng)國(guó)家或者歐盟的補(bǔ)助金。美國(guó)能源獨(dú)立與安全法案中要求化石燃料供應(yīng)商每年達(dá)到一比例的生物燃料混配。

（3）項(xiàng)目建設(shè)初期合理布局

中國(guó)原料種植地域分散，種植數(shù)量有限，收集及運(yùn)輸成本等問(wèn)題，離支撐生物質(zhì)能和生物化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還有很大差距，例如（1）生物發(fā)電方面：根據(jù)國(guó)家能源局規(guī)劃，我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電到2015年將達(dá)到1300萬(wàn)千瓦， 2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)3000萬(wàn)千瓦的發(fā)展目標(biāo)。而另一方面生物質(zhì)發(fā)電卻是一個(gè)依賴政府補(bǔ)貼產(chǎn)業(yè)， 2010年7月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價(jià)格政策的通知》，明確生物質(zhì)發(fā)電統(tǒng)一執(zhí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為0.75元/千瓦時(shí)，而政府對(duì)企業(yè)的補(bǔ)貼則是0.3元/千瓦時(shí)。即便在如此高的補(bǔ)貼下，生物質(zhì)能龍頭凱迪電力，其2010年的相關(guān)營(yíng)收也只有9000余萬(wàn)，不到其總營(yíng)收的3%。（2）生物燃料方面：國(guó)際上比較成熟、且技術(shù)難度較小燃料乙醇是以糧食為原料工藝路線。巴西以甘蔗為原料，美國(guó)以玉米為原料，而中國(guó)人口眾多用大量糧食做燃料乙醇不可行，這些都說(shuō)明，生物質(zhì)能源發(fā)展整體要求生物質(zhì)集中、數(shù)量足夠豐富、具備一定的規(guī)模與其原料分散、不足、季節(jié)性、運(yùn)行成本居高不下相矛盾。所以在哪些生物質(zhì)原料比較豐富且集中地區(qū)有序、規(guī)模的發(fā)展哪些生物質(zhì)能源需要國(guó)家、省、市各部分規(guī)劃統(tǒng)籌。

（4）多樣化、多途徑發(fā)展生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)

目前，我國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有的已具備一定規(guī)模，有的已經(jīng)濟(jì)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，也積累了一些豐富的經(jīng)驗(yàn)，如戶用沼氣技術(shù)。但筆者認(rèn)為我國(guó)生物質(zhì)能源化發(fā)展多為直接燃燒途徑，在熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換方面較少，未來(lái)應(yīng)多樣化、多途徑發(fā)展。如以下幾個(gè)產(chǎn)業(yè)：

1、微藻制油產(chǎn)業(yè)：微藻是簡(jiǎn)單的單細(xì)胞植物，這種原料屬于低等植物。光轉(zhuǎn)化油脂的轉(zhuǎn)化效率能夠達(dá)到12%。傳統(tǒng)生物柴油所需原料均為油料高等植物，其光轉(zhuǎn)化油脂的轉(zhuǎn)化效率最高僅1%，且由于油料植物的油脂面積產(chǎn)率不高，發(fā)展生物柴油必然要占用大量耕地，影響糧食生產(chǎn)。而微藻種類繁多、分布廣、繁殖快，可直接利用陽(yáng)光、二氧化碳及氮磷等簡(jiǎn)單營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速生長(zhǎng)，并在胞內(nèi)合成大量油脂，為生物柴油生產(chǎn)提供新的油脂資源，有資料顯示，同樣一畝地，種植大豆和微藻，產(chǎn)油率的差距是50-100倍?！笨梢?jiàn)高品質(zhì)的微藻油、高蛋白的微藻渣能擔(dān)綱固碳減排的角色。其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化放大在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

2、生物塑料產(chǎn)業(yè)：生物塑料的研制都是從純植物中獲取，植物中含有大量淀粉和蛋白質(zhì)，這也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要來(lái)源，在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再經(jīng)過(guò)各種工藝生產(chǎn)制成生物可降解塑料材料，這在很大程度上避免了傳統(tǒng)塑料在自然條件下不會(huì)降解，燃燒又會(huì)釋放出有害氣體等對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

3、有機(jī)廢物肥料產(chǎn)業(yè)：北京嘉博文生物科技有限公司聯(lián)手中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、清華大學(xué)共同完成，有機(jī)廢物生物強(qiáng)化腐殖化及腐植酸高效提取循環(huán)利用技術(shù)，解決傳統(tǒng)堆肥效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、過(guò)程二次污染難控三大技術(shù)難題。目前已在國(guó)家餐廚廢棄物資源化利用試點(diǎn)城市中建設(shè)了14個(gè)規(guī)?；幚韽S。

4、生物丁醇燃料產(chǎn)業(yè)：生物丁醇作為生物燃料時(shí)其蒸汽壓力低，與汽油混合時(shí)對(duì)雜質(zhì)水的寬容度大，而且腐蝕性較小。在燃料性能和經(jīng)濟(jì)性方面有明顯優(yōu)勢(shì)，能以更高比例與汽油混合，而無(wú)需對(duì)車輛進(jìn)行改造，單位體積儲(chǔ)存的能量也更高，目前日本開(kāi)發(fā)出利用廢棄柑橘、蘋(píng)果、甜菜、甘薯、稻草、廢紙以及木材生產(chǎn)紙漿后的廢棄物，都可以用來(lái)生產(chǎn)生物丁醇。

以上幾個(gè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)，各有其優(yōu)勢(shì)，但也存在技術(shù)、規(guī)模、成本、產(chǎn)業(yè)化等問(wèn)題亟待解決。過(guò)去化石能源產(chǎn)業(yè)花了上百年的時(shí)間構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，并消耗了巨額的投資。可見(jiàn)可再生能源的發(fā)展同樣也需要時(shí)間和金錢。這就需要國(guó)家和企業(yè)對(duì)生物能源的發(fā)展要有耐心，

在整合資源、加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)、加快成果轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、建設(shè)技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化基地等方面有所作為。

生物質(zhì)能源作為一種可再生資源正日益受到世界各國(guó)的青睞和重視，以生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)帶動(dòng)可循環(huán)、低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)于緩解能源危機(jī)，減輕溫室效應(yīng)、污染零排放方面有不可取代的意義。