云南省生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

楊振燕，孟小露，柳 娥

（西南林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，云南昆明650224）

生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì)，包括所有的動(dòng)物、植物和微生物，以及由這些由生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的物質(zhì)[1]。生物質(zhì)能通常包括木材及森林工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物及動(dòng)物糞便等[2]。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的可再生能源，是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第4位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位[3]。云南省具有得天獨(dú)厚的生物資源優(yōu)勢(shì)，站在國家能源發(fā)展戰(zhàn)略安全的高度，研發(fā)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新技術(shù)對(duì)云南省能源安全、生態(tài)環(huán)境整治和優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、鄉(xiāng)村振興和打造“三張牌”具有十分重大的戰(zhàn)略意義。

1 國內(nèi)外生物質(zhì)能發(fā)展概況

隨著社會(huì)的發(fā)展，生物質(zhì)能源對(duì)人類的貢獻(xiàn)體現(xiàn)在生活中各個(gè)領(lǐng)域，特別在發(fā)展中國家生物質(zhì)能源的使用比例更為突出。與不可再生能源不同，生物質(zhì)能源有緩和能源短缺，促進(jìn)資源優(yōu)化，維護(hù)生態(tài)平衡的效果。國外學(xué)者們的研究主要集中在生物質(zhì)能的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)對(duì)社會(huì)的影響、生物質(zhì)能發(fā)展經(jīng)驗(yàn)等方面。韓文科在其著作中論述到，生物質(zhì)發(fā)電在西方國家可為社會(huì)提供就業(yè)機(jī)會(huì)，生物質(zhì)發(fā)電的市場(chǎng)價(jià)值也隨之提升[4]。李昌珠等認(rèn)為，巴西生物質(zhì)能技術(shù)與政策的持續(xù)性，生物質(zhì)能原料基地建設(shè)、產(chǎn)業(yè)運(yùn)行模式與法律保障體系建設(shè)等經(jīng)驗(yàn)，為中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供了借鑒作用[5]。

目前中國對(duì)生物質(zhì)能相關(guān)的理論研究已有一定進(jìn)展，可以歸納為2類：一類是有關(guān)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的研究。吳修文等認(rèn)為，中國的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)在沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、固體和液體燃料技術(shù)以及生物質(zhì)工程技術(shù)等方面都有一定的發(fā)展，但仍然存在著技術(shù)開發(fā)進(jìn)展緩慢、關(guān)鍵技術(shù)不成熟的問題[6]。管天球指出，中國是繼美國和巴西后的第三大燃料乙醇生產(chǎn)大國，中國應(yīng)借鑒美國和巴西發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，大力發(fā)展生物質(zhì)燃料技術(shù)[7]。舟丹指出，如沼氣技術(shù)等一批生物質(zhì)能已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用，目前需要通過補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策促進(jìn)商業(yè)化發(fā)展[8]。另一類是關(guān)于新能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的研究。劉鴻雁等用層次分析法從市場(chǎng)影響力、規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)力、經(jīng)濟(jì)效益力和科技創(chuàng)新力4個(gè)方面對(duì)保定市的新能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，對(duì)其它?。ㄊ校┨嵘履茉串a(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有很好的借鑒作用[9]。孟浩等用層次分析法對(duì)中國的新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了分領(lǐng)域的系統(tǒng)分析和綜合評(píng)價(jià)，最后認(rèn)為目前中國整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力處于中等偏下水平[10]。

2 云南省生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀

云南山地占國土面積的94%，傳統(tǒng)能源滿足不了農(nóng)村生活生產(chǎn)需求，而且現(xiàn)存農(nóng)村薪柴燃料既不符合國際有關(guān)環(huán)境問題的公約，也不利于生態(tài)文明建設(shè)，因此云南省發(fā)展生物質(zhì)能恰逢其時(shí)。

2.1 云南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

云南省現(xiàn)階段林地面積約2213萬hm2，每年可收集大量木質(zhì)燃料資源，能夠長(zhǎng)時(shí)間的為云南省的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)大批秸稈、渣滓、木材等其他生物質(zhì)原料。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)墙⒃趯?duì)秸稈、渣滓、木材等其他生物質(zhì)原料進(jìn)行搜集、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、預(yù)處理到經(jīng)過轉(zhuǎn)化反應(yīng)成為各種清潔能源，并應(yīng)用于多領(lǐng)域的技術(shù)系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)模式的基礎(chǔ)上。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈的上游研究機(jī)構(gòu)由大學(xué)科研機(jī)構(gòu)及專業(yè)公司組成，在生物柴油原料研發(fā)、燃料乙醇原料研發(fā)、生物質(zhì)能原料選育方面取得了較好進(jìn)展。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)甘薯、木薯、芭蕉芋和甘蔗等生產(chǎn)燃料乙醇、油菜生產(chǎn)生物柴油都進(jìn)行了相應(yīng)的基礎(chǔ)研究，篩選出含油量高的品種并進(jìn)行了引種試驗(yàn)等。云南大學(xué)申請(qǐng)了組織培養(yǎng)規(guī)模生產(chǎn)生物小桐子種苗的方法專利，通過專利組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)優(yōu)選種子和種苗進(jìn)行脫毒，能夠提高種源品質(zhì)與產(chǎn)量，并能夠排除季節(jié)限制條件下縮短種苗繁育周期。

2.2 云南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成效顯著

云南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。早在2001年，北京神州大蓄生物質(zhì)科技有限公司針對(duì)云南金平農(nóng)村燒柴問題對(duì)傳統(tǒng)爐灶進(jìn)行改進(jìn)，制造成節(jié)能氣化灶，不僅使用方便，而且節(jié)能環(huán)保。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈的中游提供了生物質(zhì)成型設(shè)備、生物質(zhì)成型燃料燃燒爐具等相關(guān)設(shè)備。下游為各種生物質(zhì)能源在發(fā)電、供氣與燃料及供電供暖、有機(jī)肥銷售、燃料乙醇、生物柴油等領(lǐng)域的應(yīng)用，代表企業(yè)有云南騰眾新能源科技有限公司、云南科維生物產(chǎn)業(yè)有限公司等。

隨著可再生能源中生物質(zhì)能的開發(fā)和利用方向的增多，政府政策的完善與落實(shí)，現(xiàn)階段云南生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研究上獲得了進(jìn)展。生物柴油方面，已申請(qǐng)國家發(fā)明專利的環(huán)境友好的高效無催化劑生物柴油亞臨界——超臨界流體制備技術(shù)由昆明理工大學(xué)研發(fā)。西南林業(yè)大學(xué)初步研究了生物質(zhì)能源材料的油脂抗氧化儲(chǔ)存等技術(shù)。燃料乙醇方面，云南省工業(yè)微生物發(fā)酵工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用新菌種和新工藝使發(fā)酵轉(zhuǎn)化率提高，該技術(shù)已經(jīng)達(dá)到此類研究的世界級(jí)水平。云南省現(xiàn)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的含水乙醇汽油的“添加劑”技術(shù)和柴油與燃料乙醇混燃技術(shù)的“振動(dòng)乳化”技術(shù)，該技術(shù)一旦得到國家的認(rèn)可，將有利于增強(qiáng)云南生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。沼氣方面，云南師范大學(xué)等單位研制的“商品化戶用玻璃鋼沼氣池”和“扁球形改性塑料沼氣池”具有較高的綜合技術(shù)水平。

3 云南省生物質(zhì)能發(fā)展存在的問題

在2018年中國生物質(zhì)能源排行榜中，山東、浙江、江蘇、安徽、廣東5省在生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)裝機(jī)、新增裝機(jī)、年發(fā)電量排名中均名列前茅。而云南一直是“西電東送”主力省份，卻排名居后，主要存在下列問題。一是技術(shù)瓶頸問題。包括基礎(chǔ)薄弱創(chuàng)新不足和技術(shù)依存度高兩方面問題，一方面云南省生物質(zhì)發(fā)電在原料處理轉(zhuǎn)化技術(shù)及成套裝備研發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)方面仍存在困難；另一方面核心技術(shù)及設(shè)備依賴進(jìn)口，資金投入較少，使得原料生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)效率不高、清潔能源推廣程度低，環(huán)境問題未能從根本上解決。二是生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)待完善，投資消費(fèi)環(huán)節(jié)韌性不足。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)集中度低、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有待完善，相關(guān)部門對(duì)生物質(zhì)資源的有效利用宣傳力度不足，企業(yè)帶動(dòng)作用有限，生物質(zhì)產(chǎn)品缺乏高值化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致投資方回報(bào)率低，消費(fèi)方積極性不足。三是知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)淡薄。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)需要拓展國際市場(chǎng)，應(yīng)考慮從中央和地方政府層面出臺(tái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)法律法規(guī)，讓生物質(zhì)能技術(shù)轉(zhuǎn)移過程中減少產(chǎn)權(quán)糾紛，這是云南省生物質(zhì)能發(fā)展中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。

4 云南省生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的側(cè)重點(diǎn)

4.1 云南省生物質(zhì)能的發(fā)展重點(diǎn)

云南省生物質(zhì)能培育的重點(diǎn)領(lǐng)域包括：一是利用云南省的立體氣候優(yōu)勢(shì)，發(fā)展大中型養(yǎng)殖業(yè)、現(xiàn)代化綠色農(nóng)場(chǎng)、生態(tài)農(nóng)莊等以沼氣為連接的循環(huán)農(nóng)業(yè)，嘗試把沼氣工程應(yīng)用到工業(yè)有機(jī)廢水處理項(xiàng)目中，燃料乙醇產(chǎn)業(yè)在改進(jìn)原有技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)上與保護(hù)生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展，生物柴油產(chǎn)業(yè)依靠先進(jìn)科研技術(shù)大力發(fā)展。結(jié)合新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和旅游產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，利用好餐飲廢油發(fā)展生物柴油，助力云南省食品安全。二是用生物質(zhì)發(fā)電彌補(bǔ)水力發(fā)電的不足，多建立清潔能源基地，鼓勵(lì)大眾用能方式向清潔能源傾斜。對(duì)農(nóng)村農(nóng)業(yè)剩余物質(zhì)和城鎮(zhèn)垃圾進(jìn)行分類深度處理、合理高效利用，增加可替代能源的使用范圍，減少環(huán)境污染。

4.2 云南生物質(zhì)能發(fā)展趨勢(shì)分析

從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術(shù)突破的角度看，生物質(zhì)熱解液化、生物質(zhì)氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景，與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質(zhì)液體燃料[11]。基于云南對(duì)清潔能源的結(jié)構(gòu)劃分及利用狀況，生物質(zhì)能發(fā)展前景如下：

4.2.1 生物柴油

隨著石油價(jià)格的上升，云南發(fā)展生物柴油的商機(jī)越來越明顯。云南有獨(dú)特的甘蔗、麻瘋樹等生物質(zhì)資源，尤其是麻瘋樹果油有廉價(jià)且出油率高的特點(diǎn)；國家出臺(tái)的生物能源和生物化工農(nóng)業(yè)原料基地補(bǔ)助政策，也有利于從政策上扶持云南省發(fā)展生物柴油，進(jìn)而推動(dòng)規(guī)模化生產(chǎn)與增加就業(yè)機(jī)會(huì)。

4.2.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電

生物質(zhì)氣化發(fā)電在原料多樣、操作安全便捷、使用成本逐年遞減方面有突出優(yōu)勢(shì)。云南是核桃和咖啡主產(chǎn)區(qū)，生物質(zhì)氣化項(xiàng)目也可選擇用核桃殼和咖啡殼為原料。同時(shí)，生物質(zhì)氣化發(fā)電可彌補(bǔ)水利發(fā)電存在水電價(jià)格限制，對(duì)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)不足等問題。

4.2.3 燃料乙醇

燃料乙醇技術(shù)加工種類多且易學(xué)，因此云南發(fā)展以甘蔗、薯類等纖維素為原料的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)有原料優(yōu)勢(shì)，這不但使焚燒廢棄的秸稈進(jìn)一步優(yōu)化利用，而且避免了環(huán)境污染問題，利于生態(tài)平衡。

5 云南省發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的建議

一是完善發(fā)展模式，整合分散資源。改變?cè)颇鲜∩镔|(zhì)資源分散與綜合開發(fā)利用增加難度大的局面，建議組建云南省生物質(zhì)交流中心，用于生物質(zhì)資源整合、模式，傳播技術(shù)水平，落實(shí)扶持政策，跟蹤產(chǎn)業(yè)實(shí)施進(jìn)程，同時(shí)為產(chǎn)業(yè)鏈中上游提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，優(yōu)化生物質(zhì)采收、儲(chǔ)蓄和多樣性原料結(jié)合的后勤保障體系。

二是走綜合高值化生物質(zhì)利用路線。需綜合考慮云南省生物質(zhì)資源條件、氣候差異、農(nóng)林業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)出時(shí)間的差異性，探索生物質(zhì)結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，加快學(xué)科與技術(shù)相融合的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

三是加大資金投入，兼顧環(huán)境友好。生物質(zhì)能因資金不足，技術(shù)上多為重復(fù)步驟，而關(guān)鍵技術(shù)未能突破，可能會(huì)造成環(huán)境污染，需增強(qiáng)環(huán)保監(jiān)測(cè)管理力度，做優(yōu)做好清潔能源。

四是推進(jìn)國際間交流合作，培育創(chuàng)新技術(shù)人才。對(duì)國外先進(jìn)的生物質(zhì)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行吸收、消化再創(chuàng)新，打破依賴進(jìn)口思維。加強(qiáng)生物質(zhì)領(lǐng)域人才的培育，以提高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力。

發(fā)展生物質(zhì)能必須與精準(zhǔn)扶貧、鄉(xiāng)村振興等國家重大戰(zhàn)略相結(jié)合，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃[12]。應(yīng)立足云南省特色的資源優(yōu)勢(shì)，消化吸收已有的先進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，以優(yōu)質(zhì)原料培育技術(shù)、加工轉(zhuǎn)換技術(shù)以及相關(guān)配套技術(shù)研究為突破口，通過增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，爭(zhēng)取早日把云南省建設(shè)成為輻射東南亞最重要的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化大省。