歐盟國家生物質(zhì)能源供熱利用綜合分區(qū)

宋晨晨 何繼江 張浩然

摘要 供熱是全球最大的能源消費領域，全球終端能源消費中供熱占到50%左右。2019年國際能源署指出：發(fā)展可再生能源供熱已經(jīng)成為全球應對氣候變化、治理環(huán)境污染、促進能源轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展的關鍵途徑。生物質(zhì)能源作為優(yōu)先發(fā)展的可再生供熱來源而受到世界各國的重視。歐盟國家生物質(zhì)供熱事業(yè)發(fā)展較早、技術(shù)較為成熟、政策體系較為完善，其生物熱能占歐盟可再生熱能消費總量的86%，效果頗為顯著，成為供熱行業(yè)脫碳的重要動力，在全球范圍具有極高的示范效應。文章構(gòu)建歐盟國家生物質(zhì)能源供熱利用綜合分區(qū)理論框架，基于對生物質(zhì)能源供熱體系供需潛力的測算，通過FCM法對歐盟28個國家的生物質(zhì)資源利用現(xiàn)狀進行量化分區(qū)。結(jié)果表明，歐盟各國生物質(zhì)能源供熱利用存在顯著差異，可以分為五類利用綜合區(qū)，分別是重點發(fā)展類（芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞）、資源優(yōu)先類（奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞）、政策導向類（德國、意大利、葡萄牙和塞浦路斯）、潛力良好類（捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、法國和斯洛伐克）和匱乏遲緩類（英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡和馬耳他）。同時，探討不同類型的歐盟國家生物質(zhì)供熱利用的特點和形成原因，并結(jié)合中國現(xiàn)階段供熱實際情況及未來可再生能源發(fā)展即將面臨的挑戰(zhàn)，總結(jié)歐盟國家成熟的供熱體系和豐富的供熱經(jīng)驗，提出有利于中國清潔供暖發(fā)展、能源高效利用、能源供應安全以及能源結(jié)構(gòu)升級的一些啟示和借鑒。

關鍵詞 歐盟;生物質(zhì)能源;供熱;綜合分區(qū);供需

中圖分類號 F062.1，F(xiàn)062.9文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2021）05-0067-0010DOI：10.12062/cpre.20200933

2019年10月21日，國際能源署（IEA）[1]發(fā)布的《可再生能源2019至2024年的分析和預測》報告中顯示，到2024年全球可再生能源的熱消費將比2019年增長五分之一，中國、歐盟、印度和美國占全球可再生熱量消費增長的三分之二，其中生物能源是最大的可再生熱能來源。然而，生物質(zhì)能源供熱的消耗仍然不能滿足現(xiàn)代能源供熱的需求，不足以實現(xiàn)全球氣候目標[2]，生物質(zhì)供熱潛力的開發(fā)和利用仍然需要世界各國更有力的措施和政策加以扶持、推動。

中國為響應聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標，致力于解決環(huán)境污染和氣候變化等嚴峻問題，逐年加大對可再生能源發(fā)展的技術(shù)支持和政策引導。2018年中國《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—2021）》規(guī)劃中指出[3]，到2021年中國生物質(zhì)能清潔供暖面積達到21億m2。生物質(zhì)作為綠色、低碳、經(jīng)濟的可再生能源，是替代化石能源實現(xiàn)清潔供熱，有效應對大氣污染和霧霾災害的重要舉措。國家能源局發(fā)布的《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中對中國分布式農(nóng)林生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、生活垃圾焚燒、用戶側(cè)替代等生物質(zhì)能源供熱的智能發(fā)展制定了明確的目標[4]。

歐洲國家生物質(zhì)能源供熱事業(yè)發(fā)展較早，綜合利用技術(shù)成熟，政策制度較為完善[5-6]。歐盟許多國家位于高緯度、高海拔地區(qū)，冬季漫長寒冷，供暖需求巨大，他們較早將生物質(zhì)作為優(yōu)先發(fā)展的可再生能源供熱來源并予以高度的重視，越來越多的家庭、工業(yè)、地區(qū)供熱網(wǎng)絡和建筑都依賴生物質(zhì)能，生物質(zhì)能在多國供熱領域的開發(fā)利用已經(jīng)成為重要的產(chǎn)業(yè)。近十幾年，歐盟國家可再生能源供熱在供熱能源總量中占比顯著上升，從2004年的10%上升到2017年的20%。歐盟生物質(zhì)供熱占最終能源消費量的比重大于10%的國家有14個，其中拉脫維亞占比最高，為33.21%。其次是芬蘭、瑞典、愛沙尼亞、丹麥和立陶宛，占比超過20%?？肆_地亞、奧地利、羅馬尼亞在15%左右，葡萄牙、斯洛文尼亞、保加利亞、捷克和匈牙利生物質(zhì)供熱占最終能源消費量的比重在11%左右。然而，不同歐盟國家因其地理位置、氣候條件、自然資源、政策背景、技術(shù)水平、環(huán)境理念、可持續(xù)發(fā)展目標的不同，導致其生物質(zhì)能源供熱體系的供需狀況和發(fā)展水平存在差異性[7-8]。本研究基于歐盟28個國家生物質(zhì)供熱生態(tài)系統(tǒng)的供需現(xiàn)狀，對不同主體生物質(zhì)能源供熱利用現(xiàn)狀進行分類研究，探討不同類型的國家生物質(zhì)供熱利用的特點和形成原因，并與中國現(xiàn)階段供暖實際相結(jié)合，學習歐盟國家生物質(zhì)能源管理利用的豐富供熱經(jīng)驗，對中國清潔供暖發(fā)展、減少化石能源依賴、能源供應安全以及能源結(jié)構(gòu)升級具有一定的啟示和借鑒意義。

1理論框架

生物質(zhì)能源供熱是一個供需體系，供給側(cè)是生物質(zhì)資源量潛力，需求側(cè)是人們對生物質(zhì)能源的供熱消耗，生物質(zhì)資源量潛力和生物質(zhì)供熱消耗直接決定生物質(zhì)供熱系統(tǒng)的平衡。同時，生物質(zhì)供熱系統(tǒng)也是半自然化和半人工化的系統(tǒng)[4]，主要由自然成分和人工成分構(gòu)成。其中，生物質(zhì)供熱體系的自然成分包括耕地資源、森林資源、水熱資源、城市垃圾、動物糞便、污水污泥等物質(zhì)資源要素，是生物質(zhì)供熱的主要物質(zhì)來源[9];生物質(zhì)供熱體系的人工成分主要包括供熱技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、垃圾處理技術(shù)、政策扶持、工業(yè)工程、經(jīng)濟環(huán)境等人類輸出要素，它們規(guī)范物質(zhì)資源的使用并促進生物質(zhì)供熱生態(tài)系統(tǒng)的各種功能得以實現(xiàn)[10]。人類輸出要素將所有物質(zhì)資源要素輸入系統(tǒng)，通過“半自然化-半人工化”供需運行，最終可以實現(xiàn)生物質(zhì)供熱系統(tǒng)的生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能。

通過對研究主體生物質(zhì)供熱供需系統(tǒng)的評價，了解到生物質(zhì)能源供熱利用現(xiàn)狀，在人口條件、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境和政治環(huán)境的影響下[11]，對不同研究主體的生物質(zhì)能源供熱利用情況進行綜合分區(qū)研究。最后，結(jié)合生物質(zhì)供需系統(tǒng)服務質(zhì)量（如技術(shù)水平、能源安全，氣候目標和創(chuàng)新發(fā)展）的反饋，可以調(diào)整生物質(zhì)供熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行條件，以提供更高效的生物質(zhì)供熱利用能力[12]（圖1）。

2研究對象、數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1研究對象與數(shù)據(jù)來源

文章以歐盟28個成員國為研究對象（包括英國），研究樣本以2008—2018年間歐盟成員國各國的年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)、聯(lián)合國（Eurostat）統(tǒng)計數(shù)據(jù)、國際可再生能源署（IEA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源。其中涉及的研究數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)來自歐盟地圖。在統(tǒng)計數(shù)據(jù)方面，可用于供熱的生物質(zhì)資源主要來自林業(yè)廢棄物、木質(zhì)工業(yè)廢棄物、動物廢棄物、農(nóng)作物廢棄物、養(yǎng)殖業(yè)廢棄物、城市廢棄物、污水廢棄物和能源終端利用的種植作物。具體可以歸納為林木生物質(zhì)、秸稈和農(nóng)作加工剩余物、城市垃圾和廢水、動物糞便四類[13]。因此生物質(zhì)資源量的具體觀測值包括森林木材可供應量、農(nóng)作物供應量、動物糞便總量、城市固體垃圾總量、污水污泥量、人口量。生物質(zhì)供熱能源需求的觀測值為生物質(zhì)供熱消費量和供熱能量總消耗。

作者用的數(shù)據(jù)處理工具主要有Matlab2019a和Spss22.0。通過Spss22.0軟件對觀測數(shù)據(jù)進行整理并將各個指標標準化處理。Matlab2019a可以各個指標通過混合模糊聚類算法進行聚類。

2.2研究方法

2.2.1供需潛力測算

通過指標法對生物質(zhì)供熱供給潛力和需求潛力的測算，用以分析歐盟國家生物質(zhì)供熱現(xiàn)狀。國內(nèi)外對生物質(zhì)資源量進行測算有不同的方法，歐盟地區(qū)常采用自下而上生物質(zhì)能源潛力估算法（BottomUpApproach）[14]。文章所指的生物質(zhì)資源量為理論可獲得量，即歐盟成員國蘊藏生物質(zhì)能源全部理論產(chǎn)量的總和，并且假設成員國之間生物質(zhì)資源不進行輸送和交換[15]。

2.2.2模糊聚類分析

指標法、經(jīng)驗法和聚類法都可作為區(qū)域劃分的方法，考慮到生物質(zhì)供熱綜合利用分區(qū)的供給與需求多指標間信息量重疊性以及區(qū)域劃分的模糊特征性，因此，以歐盟國家行政區(qū)域為基本單元，采用模糊C-均值（FuzzyC-Means，F(xiàn)CM）[16-17]聚類算法對歐盟國家生物質(zhì)供熱利用情況進行混合模糊聚類分區(qū)。FCM算法的目的是找到一種最佳的分類結(jié)果，這是目前國際上常用的一種聚類方法。它首先將個樣本分類，然后指定樣本之間和類之間的距離。之后，它選擇距離最小的一對樣本合并到一個新類中，并重新計算距離，然后合并距離最近的兩個類，以此類推，直到所有樣本合并到一個類中為止。具體步驟為：

（1）FCM算法的聚類中心和隸屬度。假設模糊矩陣U=uij，樣本為X=x1，x，…，xn。將樣本分為c類且1≤c≤n。Cj為第j個聚類中心?！瑇i-cj‖表示x到cj的歐式距離，uij為第i個樣本對于第j類的隸屬度。

（2）設置初始化控制參數(shù)。種群個體大小設置為sizepop=28，最大進化次數(shù)設置為MAXGEN=10，交叉概率設置為Pc=0.7。生成初始種群Chrom。

（3）對群體Chrom進行遺傳計算。計算新產(chǎn)生個體的C個聚類中心。通過新個體替換舊個體原則，將新產(chǎn)生個體的聚類中心和隸屬度計入，放棄舊個體。如果gen

（4）如果Ti

3生物質(zhì)供熱供需潛力測算

3.1供給潛力測算

3.1.1生物質(zhì)資源實物量

生物質(zhì)資源主要來自林木生物質(zhì)、秸稈和農(nóng)作加工剩余物、城市垃圾和廢水、動物糞便四個方面[18]。林木生物質(zhì)資源是指林木生長、林業(yè)生產(chǎn)和加工活動的剩余物，秸稈是各種農(nóng)作物收籽后剩余的植株。城市垃圾是指所有未被單獨收集或進一步用作材料的生活垃圾。廢水包括生活廢水和工業(yè)廢水。動物糞便主要指家畜、家禽在養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的所有糞便（包括液體和固體）。逐一對林木生物質(zhì)資源量、秸稈資源量、城市垃圾和廢水資源量、動物糞便資源量進行測算[19-24]，計算方法詳見表1所示。

其中，不同種類的林木生物質(zhì)資源可作為能源利用的部位和比例不同，涉及產(chǎn)量系數(shù)[28];不同種類的農(nóng)作物產(chǎn)生的剩余生物量差異較大，涉及谷草比系數(shù)[29];不同種類的禽畜在整個飼養(yǎng)周期內(nèi)的糞便排放總量不同，涉及年（按365d計算）排泄物總量[30]。具體見表2、表3、表4所示。

3.1.2生物質(zhì)折標能源總量

將上述四種生物質(zhì)資源實物量乘以相應的折合標準能源系數(shù)（ηi，簡稱“折標系數(shù)”），可以分別得到林木、秸稈、城市垃圾和廢水、動物糞便四種生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為標準能源的總量[20]，計算公式如下所示，主要生物質(zhì)資源的折標系數(shù)ηi見表5可知。

3.1.3生物質(zhì)能量密度

文章用能量密度來測度不同國家生物質(zhì)供熱能源系統(tǒng)中供給側(cè)的生物質(zhì)能源。能量密度[15]是單位面積或人口的生物質(zhì)能源擁有量，這是一個用以反映資源豐度的指標。文章的生物質(zhì)能量密度為單位人口生物質(zhì)能源，得到歐盟28個國家人均生物質(zhì)折標能源總量（表6）。

3.2需求潛力測算

在生物質(zhì)供熱系統(tǒng)中，對生物質(zhì)能源的需求取決于消費者的總熱需求，并且受到生物質(zhì)質(zhì)量、生物質(zhì)燃料價格、供熱技術(shù)、供熱規(guī)模等因素的影響[31]。生物質(zhì)供熱需求的觀測值為生物質(zhì)供熱消費量和供熱能量總消費兩個指標（表7）。

3.3生物質(zhì)供熱利用綜合分區(qū)結(jié)果

將歐盟國家生物質(zhì)供熱供給與需求潛力測算指標值進行統(tǒng)計，并進行數(shù)據(jù)標準化處理，遵循最小距離準則，確定初始分類數(shù)，在Matlab2019a中運行混合模糊聚類算法，輸入分類矩陣，選擇最大迭代次數(shù)，根據(jù)初步分區(qū)結(jié)果，并且結(jié)合定性指標的判定，對分區(qū)結(jié)果進行調(diào)整，得到28個歐盟國家生物質(zhì)供熱綜合利用協(xié)調(diào)強度、供需關系和隸屬度，并依據(jù)最大隸屬度原則得到分類結(jié)果（表8）。

4綜合分區(qū)結(jié)果分析

依據(jù)上述初步分區(qū)結(jié)果，并結(jié)合現(xiàn)有對歐盟國家生物質(zhì)供熱利用區(qū)域劃分和定性指標的判定，對分區(qū)結(jié)果進行局部調(diào)整。生物質(zhì)資源具有可再生性，但并非意味著可以無限制地利用，技術(shù)效率、創(chuàng)新水平、生產(chǎn)條件能夠影響生物質(zhì)供熱資源供給能力，政策目標、生態(tài)環(huán)境、氣候條件同樣影響著生物質(zhì)供熱資源的需求水平。這些影響因素具有地區(qū)差異性，共同作用決定著歐盟國家生物質(zhì)供熱綜合利用現(xiàn)狀。基于上述考慮，結(jié)合綜合分區(qū)結(jié)果，進一步分析不同類型的國家生物質(zhì)供熱發(fā)展特征，Ⅰ區(qū)為重點發(fā)展類，包括芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞。Ⅱ區(qū)為資源優(yōu)先類，包括奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞。Ⅲ區(qū)為政策導向類，包括德國、意大利、葡萄牙、塞浦路斯。Ⅳ區(qū)潛力良好類，包括捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、法國、斯洛伐克。Ⅴ區(qū)為匱乏遲緩類，包括英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡、馬耳他。具體分區(qū)方案見表9所示。

Ⅰ區(qū)為重點發(fā)展類生物質(zhì)供熱利用區(qū)，包括芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞6個國家，這類國家擁有豐富的生物質(zhì)資源量，并且生物質(zhì)供熱整體發(fā)展利用水平最好。芬蘭和瑞典均地處北歐，其化石能源匱乏，是高度工業(yè)化、高能耗國家，然而芬蘭和瑞典也是歐洲人均林木生物質(zhì)最多的國家。芬蘭和瑞典不僅具有先天資源優(yōu)勢，同時對林木生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用非常重視，生物質(zhì)能源承擔了全國供暖需求的50%以上。從1999年至今，兩國政府通過各種能源計劃、環(huán)境戰(zhàn)略以及各種扶持政策，都在大力推進生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域供暖方面的運用，并取得了一定規(guī)模和成效。丹麥可再生能源結(jié)構(gòu)中生物質(zhì)是風能的三倍，并計劃將在2030年棄煤。丹麥依靠本土生產(chǎn)的生物質(zhì)所產(chǎn)生的人均能源量，大于中國煤炭所產(chǎn)生的人均電力能源量。丹麥在供熱用能生物質(zhì)排名第一，占比35.5%，天然氣占18.4%。并且生物質(zhì)是集中供熱和單體建筑供熱的主體能源。愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞三國位于高海拔波羅的海地區(qū)，供熱是國家最重要的問題之一。三國森林覆蓋率較高，生物質(zhì)資源充足，為減少對俄羅斯天然氣進口的依賴，為解決能源供應和安全問題，大力發(fā)展本國生物質(zhì)供熱，逐漸實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和社會發(fā)展。

Ⅱ區(qū)為資源優(yōu)先類生物質(zhì)供熱利用區(qū)，包括奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞5個國家，這類國家生物質(zhì)資源優(yōu)勢較為明顯，資源導向致使生物質(zhì)供熱發(fā)展現(xiàn)狀和前景都較好。奧地利森林覆蓋率為44.7%，擁有豐富的森林和水資源，是人均供熱消耗生物質(zhì)能源較多的國家之一，并且擁有世界生物質(zhì)熱電領域領航技術(shù)，在國際生物質(zhì)供熱技術(shù)交流與合作中發(fā)揮重要作用。斯洛文尼亞、克羅地亞和保加利亞森林和水力資源豐富，森林覆蓋率分別為49.7%、47%和31%，為生物質(zhì)供熱提供大量木質(zhì)資源，且發(fā)展現(xiàn)狀良好。羅馬尼亞農(nóng)業(yè)資源豐富，被譽為歐洲糧倉，農(nóng)業(yè)面積占國土面積的61.7%，為生物質(zhì)供熱提供大量的秸稈等農(nóng)作物剩余物，并且基于垃圾的能源生產(chǎn)保持穩(wěn)步增長。

Ⅲ區(qū)為政策優(yōu)先類生物質(zhì)供熱利用區(qū)，包括德國、法國、意大利、葡萄牙、塞浦路斯5個國家，這類國家缺乏生物質(zhì)資源優(yōu)勢，但由于政府政策導向，在國家戰(zhàn)略規(guī)劃、政策制定、技術(shù)研發(fā)和管理機制等方面積極鼓勵生物質(zhì)供熱的發(fā)展和利用，未來對生物質(zhì)供熱需求較大。德國自然資源匱乏，在原料供應和能源方面很大程度上依賴進口，而生物質(zhì)能供熱領域的市場卻一直在蓬勃發(fā)展，德國生物能源村是歐洲生物能源成功的一個縮影，這得益于從1999年至今，不間斷的聯(lián)邦和州兩級政府各種資助計劃的支持。法國政府非常重視對生物質(zhì)能源的研發(fā)，并采取一系列財政支持、稅收優(yōu)惠以及用戶補貼等措施對生物質(zhì)供暖企業(yè)和用戶側(cè)進行大力扶持。意大利能源自給率一直極低，超過80%能源資源需要進口，但其生物質(zhì)供熱技術(shù)優(yōu)勢迅速積累，可再生能源規(guī)模逐年擴大。雖然意大利國家級能源戰(zhàn)略頒布較晚，但更充分、徹底地尊重了民眾意愿。葡萄牙和塞浦路斯非常重視可再生能源發(fā)展，政策力度強而持續(xù)，不惜花費巨額補貼發(fā)展包括生物質(zhì)在內(nèi)的可再生能源，強力在其供熱領域推行“去煤炭化”。

Ⅳ區(qū)為潛力良好類生物質(zhì)供熱利用區(qū)。捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、斯洛伐克6個國家，這類國家可再生能源較為豐富，資源基礎較好，然而生物質(zhì)供熱發(fā)展現(xiàn)狀一般，缺乏有效的政策體系和技術(shù)標準推動市場和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對生物質(zhì)資源的開發(fā)和利用不足，在歐洲氣候目標推動下未來具有很大潛力。捷克發(fā)展水平僅為歐盟平均水平的三分之一，目前差距較大，但是近五年捷克生物質(zhì)能源增速較快。西班牙和匈牙利擁有豐富的生物燃料和生物燃氣，雖然目前生物質(zhì)能源在整體能源結(jié)構(gòu)中只占小部分，但其政府制定了替代化石能源的長期規(guī)劃，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α２ㄌm具有豐富的生物質(zhì)資源，并且擁有完整的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)鏈，在日益增長的生物質(zhì)供熱市場需求量的激勵下，波蘭生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿σ约吧镔|(zhì)供熱利用潛力巨大。

Ⅴ區(qū)為匱乏遲緩類生物質(zhì)供熱利用區(qū)。英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡和馬耳他6個國家，這類國家生物質(zhì)資源匱乏，生物質(zhì)供熱行業(yè)發(fā)展遲緩，并且國家對生物質(zhì)能源的發(fā)展和利用尚未引起足夠重視，未來生物質(zhì)供熱需求較小。荷蘭人均資源匱乏，生物質(zhì)供熱行業(yè)起步較晚，技術(shù)投資較少，發(fā)展程度相比北歐國家和波羅的海三國明顯低很多，生物質(zhì)能源還有較大的發(fā)展空間，但支撐和保障體系明顯不足。英國過去一系列不明智的政府行動嚴重阻礙了生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目的發(fā)展，并通過對生物質(zhì)的偏激而破壞國家整體的能源政策。馬耳他、盧森堡、荷蘭和英國等國家總終端能源消費的生物質(zhì)比例均在10%以下，生物質(zhì)資源利用率很低。

5對中國的啟示和建議

中國生物質(zhì)資源蘊藏富足，主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾、有機廢水和廢渣等，發(fā)展?jié)摿薮?。其中每年農(nóng)業(yè)廢棄物資源量約4億t，林業(yè)廢棄物資源量約3.5億t。然而，中國生物質(zhì)資源量總體上分布不均，地域省際差異較大。中國生物質(zhì)理論蘊藏量最為豐富的省份為四川、西藏、云南、廣西和廣東，占全國生物質(zhì)資源量的四分之一以上，而四川、云南、廣西和廣東均處于南方，冬季多為電暖，西藏供暖技術(shù)落后，發(fā)展遲緩，這些供暖需求少或技術(shù)相對落后的地區(qū)可以借鑒西班牙和葡萄牙等Ⅳ區(qū)潛力良好類國家的經(jīng)驗，將大量的生物質(zhì)資源制成燃料進行生產(chǎn)利用，不僅可以滿足當?shù)厝陮崴男枨螅峙嘤宿r(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。生物質(zhì)成型燃料具有比重大、品質(zhì)好、經(jīng)濟運輸半徑大的優(yōu)勢，因此有必要加快成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，培育跨縣市、跨地區(qū)燃料物流體系。其次生物質(zhì)資源較為富足的是黑龍江、山東和河南三個省份，占全國生物質(zhì)資源總量的20%，其生物質(zhì)供熱發(fā)電均處于國內(nèi)領先地位。山東濱州市陽信縣優(yōu)先打造全國首個清潔供熱“無煤縣”，積極開展生物質(zhì)清潔供熱試點，“陽信模式”取得積極成效。黑龍江長青集團牡丹江生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)和河南鶴壁市成型生物質(zhì)取暖都是具有代表性的生物質(zhì)供熱案例。這些省份在發(fā)揮自身優(yōu)勢的同時，亦可以借鑒瑞典、丹麥等Ⅰ區(qū)重點發(fā)展類國家經(jīng)驗，強化布局規(guī)劃并大力給予政策支持，推進生物質(zhì)能源清潔供熱，爭取國家專項基金，建立完善生物質(zhì)能源節(jié)能、環(huán)保、安全、質(zhì)量管理體系，以期實現(xiàn)全省綠色能源生產(chǎn)并優(yōu)先完成能源結(jié)構(gòu)的改革。再次為內(nèi)蒙古、吉林、湖南、河北，這些地區(qū)生物質(zhì)資源量較為豐富，但整體上發(fā)展并不理想，供熱多為戶用和民用供暖，可以借鑒Ⅱ區(qū)資源優(yōu)先類歐盟國家，給予先進的技術(shù)支持，幫助供熱公司適應來自其他技術(shù)的競爭，同時，低廉的電價正在挑戰(zhàn)區(qū)域生物質(zhì)供熱市場的發(fā)展。對生物質(zhì)區(qū)域供熱系統(tǒng)和技術(shù)的更多研究和開發(fā)可以支持基礎設施的現(xiàn)代化，并將區(qū)域生物質(zhì)供熱保持為能源系統(tǒng)的重要組成部分。生物質(zhì)資源量最少的地區(qū)為北京、天津、上海、寧夏和青海，對于霧霾較為嚴重、生物質(zhì)資源匱乏、冬季供暖需求較大的地區(qū)，更需要給予大力的政策支持和引導。參考德國等Ⅲ區(qū)為政策優(yōu)先類歐洲國家近年更換生物質(zhì)爐具的經(jīng)驗，推廣節(jié)能安全爐具。提倡爐具的供暖功能與炊事功能分開。爐具本身要擴大爐膛，同時盡量避免正壓排風或提高正壓排風口的封閉性，最大限度減少一氧化碳泄露的可能性。相關部門可以出臺技術(shù)標準，加強質(zhì)量監(jiān)管。“宜氣則氣、宜電則電、宜熱則熱”，其中“宜”可以理解為選擇合適的熱源，采用節(jié)能、高效的供暖系統(tǒng)，同時要兼顧成本問題，并且提高對系統(tǒng)能效、對儲熱水箱應用等認識。

立足于中國國情和可再生能源清潔利用現(xiàn)狀，基于對歐盟國家生物質(zhì)能源供熱供需測算以及綜合利用分區(qū)研究，面對聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標這一新挑戰(zhàn)，進一步提出對中國生物質(zhì)能源供熱發(fā)展的啟示和相關建議。

（1）宏觀——供熱領域能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略的調(diào)整。20世紀90年代以來，中國在供熱領域的能源消費結(jié)構(gòu)在很大程度上依賴煤炭資源?，F(xiàn)如今伴隨著國際范圍日益嚴峻的能源危機、氣候變化、環(huán)境污染等問題，化石能源將逐漸被清潔可再生能源所取代，同時單一能源高度依賴的供熱體系也將慢慢被淘汰。Ⅰ區(qū)重點發(fā)展類國家如丹麥、芬蘭，歷史上都在遭遇能源危機之后大力調(diào)整能源供應結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)可再生能源和清潔能源。瑞典的生物質(zhì)能源比例在歐盟國家排名第一，其中生活垃圾回收率達到百分之九十九以上。中國是高能耗國家，冬季供暖燃燒散煤是霧霾天氣重要原因。然而，中國所采取的“煤改氣”和“煤改電”等措施較難持續(xù)推進。當前，中國可以借鑒北歐等國的供熱經(jīng)驗，對國家能源結(jié)構(gòu)和能源戰(zhàn)略提出新的調(diào)整，學習發(fā)達的供熱系統(tǒng)和家庭供熱技術(shù)，強調(diào)生物質(zhì)能源的角色，發(fā)展“煤改生物質(zhì)”。長期以來中國在供熱領域存在耗能較高、污染較重、能源利用率較低等問題，從宏觀上對能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略的調(diào)整，可以減少能源的浪費，逐步實現(xiàn)能源自給自足，有效掃除中國能源戰(zhàn)略安全潛在的巨大威脅，大力促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

（2）中觀——立足國情開發(fā)利用生物質(zhì)供暖熱源。歐盟國家大多是立足于自身資源稟賦和能源結(jié)構(gòu)，選取適合本國國情的供暖能源類型。尤其是Ⅱ區(qū)資源優(yōu)先類國家，資源優(yōu)勢明顯，生物質(zhì)供熱產(chǎn)業(yè)起步早、發(fā)展好。歐盟國家生物質(zhì)能源消費可以滿足歐洲總體供熱領域能源需求的13%。中國是農(nóng)業(yè)大國，每年可收集約7t秸稈等農(nóng)業(yè)剩余物，且中國人口眾多，年垃圾清運量接近3億t。中國年均可開發(fā)生物質(zhì)能源可達12億t標準煤，超過中國全年總能耗的三分之一，潛力巨大。然而目前中國生物質(zhì)在供暖領域中的應用卻不足1%，遠低于歐洲發(fā)達國家，甚至低于世界平均水平。因此，中國應該立足國情，四川、西藏、云南、廣西和廣東等地生物質(zhì)資源最為豐富、供暖需求最少，黑龍江、山東和河南資源豐富并且生物質(zhì)供熱發(fā)展良好，北京、天津、上海、寧夏和青海生物質(zhì)資源匱乏、冬季供暖需求較大，對于不同現(xiàn)狀的地區(qū)，需根據(jù)自身條件，因地制宜對生物質(zhì)能源進行開發(fā)利用，不僅可以解決中國冬季供暖能源短缺、環(huán)境污染等問題，還可以為農(nóng)民增收、增加就業(yè)提供更多機會。

（3）微觀——采取積極的生物質(zhì)能源供熱政策。能源是實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎，中國正處新型工業(yè)化發(fā)展階段，是世界第一大能源消費國。然而相較于能源高消費，中國的能源儲備并不富足，伴隨著能源需求與日俱增，很多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的能源緊張，同時能源價格也成為制約中國經(jīng)濟增長的重要因素。因此，發(fā)展可再生能源是解決能源短缺、供需失衡的重要途徑。通過對歐盟第Ⅲ類政策優(yōu)先型國家供熱利用情況的分析可知，制定積極的、符合本國國情的能源政策，可以更好地推動可再生能源的開發(fā)和利用，改變舊的能源結(jié)構(gòu)，提升國家能源安全。德國目前是歐洲熱電聯(lián)產(chǎn)裝機容量最大的國家，然而其自然資源相對貧乏，在石油危機之后為減少對化石能源的依賴，德國先后出臺了《節(jié)能法》《可再生能源供熱法》《近零能耗建筑標準》以及各種能效行動計劃等，通過大量的能效措施和扶持政策大力發(fā)展可再生能源，并且效果顯著。中國可以借鑒德國在供熱領域能源轉(zhuǎn)型的成功經(jīng)驗，學習德國實現(xiàn)能效目標的技術(shù)路線，完善中國節(jié)能法律法規(guī)，制定積極的、符合國情的可再生能源供熱政策，培養(yǎng)民眾的節(jié)能意識，用以應對能源危機，確保能源安全。

可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源是未來發(fā)展的必然趨勢，歐洲國家根據(jù)1.5攝氏度特別報告相繼調(diào)整更高標準的低碳目標和行動計劃。對中國而言，制定2030年可再生能源發(fā)展規(guī)劃確實是一個較大的挑戰(zhàn)。如若實現(xiàn)高比例可再生能源目標，可再生能源的資源量和價格應該不是制約其發(fā)展的主要因素，關鍵是如何調(diào)整能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略、如何獲得靈活性資源、如何進行政策支持，并且如何激發(fā)可再生能源需求使其進入市場參與良性、可持續(xù)競爭。目前中國在能源轉(zhuǎn)型與發(fā)展過程中仍存在許多疑點和難點，供熱領域?qū)崿F(xiàn)可再生能源替代更是困難重重，農(nóng)村貧困并伴隨著供熱資源貧乏，大城市規(guī)模過大而供熱能效管理水平較低，基于熱計量的供熱市場難以提供精確的供熱服務，能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的落后造成大量的資源浪費和嚴重的環(huán)境污染，煤改電和煤改氣在一定程度上陷入困境，等等?；诖爽F(xiàn)狀，中國發(fā)展生物質(zhì)清潔供熱有著極大的可行性和前瞻性，中國以其農(nóng)業(yè)大國屬性擁有大量秸稈資源，生物質(zhì)原料收集、存儲及烘干技術(shù)較為成熟，同等供熱面積和室溫前提下生物質(zhì)取暖成本相較電暖、天然氣供暖具有較大優(yōu)勢，加之歐盟國家在生物質(zhì)供暖產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中多年來總結(jié)的經(jīng)驗和教訓，以及歐盟先進的清潔供暖工藝技術(shù)、設備、外部環(huán)保條件等，都為中國大力發(fā)展生物質(zhì)供熱提供充足的保障，立足中國國情和可再生能源清潔利用現(xiàn)狀，生物質(zhì)能源清潔供熱發(fā)展可以從宏觀、中觀和微觀三個層面施以重墨。生物質(zhì)能源供熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要政府相關部門系統(tǒng)性、實質(zhì)性的布局與作為，明確生物質(zhì)供熱的優(yōu)先地位，因地制宜完善生物質(zhì)資料保障體系，推廣節(jié)能安全爐具加大農(nóng)村生物爐具升級改造，加強金融支持、稅收減免鼓勵生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)新供熱補貼機制。大力發(fā)展生物質(zhì)清潔供暖是響應國家實現(xiàn)能源綠色低碳發(fā)展目標的重大舉措。有助于國家能源安全保障計劃和多元供給策略的有效實施，促進國家智慧能源系統(tǒng)建設、能源科技改革與創(chuàng)新，加快中歐綠色伙伴協(xié)作、能源國際合作以及生態(tài)環(huán)保國際合作，爭取在全球碳中和進程中形成了互利多贏的良好局面。

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（責任編輯：于杰）