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 總體而言,2015年上半年,中國生物質能源產業依然處于徘徊掙扎期。到2015年下半年,隨著能源價格的回調、能源革命戰略措施的落實,國家能源“十三五”規劃目標確定和相關鼓勵生物質能源產業發展的具體政策出臺,中國生物質能源產業將迎來一個快速發展的機遇期。


中國生物質能分布圖


生物質能源是僅次于煤炭、石油和天然氣的全球第四大能源,位居世界可再生能源第一位,被世界廣泛認為是中近期內替代化石能源的理想能種。

生物質能源具有可再生、清潔、碳中性和本地化的優勢。與化石能源相比,生物質資源每年都在更新,可以說取之不盡,用之不竭;硫化物、氮氧化物和可吸入顆粒物等污染物排放大幅度降低;更重要的是,理論上不向大氣中增排二氧化碳,是應對全球溫室效應的有效措施;生物質能源可以采用本地的農林廢棄物資源生產,不必向其他地區進口,是多國實現能源自主的渠道。

但相比起美國、歐盟、巴西等世界生物質能源領導者上世紀中期就開始發展生物質能源產業,中國在發展生物質能方面起步較晚。2003年,中國科學院院士、中國工程院院士石元春,中國農業大學教授程序領銜提出農林生物質工程國家戰略。自此12年來,中國生物質能源產業已奠定快速發展的基礎。

在各種可再生能源品種中,中國的水能開發比較成功,約占能源供應總量的10%,這與世界大多數國家都不同。如果不考慮水能,根據國家能源局、林業局、農業部和相關行業協會公布的資料,2013年中國生物質能源生產量折一次能源總量為5191.47萬噸標煤,超過風能的4117.50萬噸標煤和太陽能的4722.14萬噸標煤,位居中國可再生能源第一位。與生物質能、風能和太陽能相比,中國地熱能利用規模還比較小。事實上,自2010年風能和太陽能利用有官方統計數據發布以來,生物質能一直穩居中國可再生能源第一位。

2010年,中國生物質能源生產量折一次能源為4051.14萬噸標準煤,太陽能為2341.56萬噸,風能為1392.14萬噸,生物質能遙遙領先。此后兩年,在國家政策引導下,風能和太陽能發展迅速;而生物質能發展速度放緩,三者差距縮小。到2012年,生物質能開始提速,保持了在中國可再生能源(不含水能)中的領先優勢。2013年,中國生物質能源約占能源消費總量的1.6%,減排CO2超過1億噸,減排SO2超過100萬噸,為環境保護和溫室氣體減排做出了重要貢獻。

不得不提的是,國家在生物質能源產業領域的投資累計約800多億元,而在風能和太陽能領域完成的投資都已經是數千億元。因此也可以說,生物質能源是代價最低,但為中國節能減排和生態保護事業做出貢獻最大的可再生能源。

 

快速發展的機遇期

通常由于原料生產、收集和運輸環節較高的成本,技術和產業發育程度尚較低,以及配套設施不完善等原因,生物質能源的營利能力薄弱,利潤積累微薄,在沒有適當保護政策的支撐下,很難直接和化石能源展開市場競爭。比方說,石油、煤炭、天然氣的開采、輸配、儲存和使用的機械、設備、場、站、管線、專用車、專用罐已歷經上百年建設和發展,累計投入數量達到數百數千萬億美元,早已形成便捷網絡。而生物質能源的配套設施剛剛起步,選擇適用的設備常常不易,更徨論網絡化。這就是為什么歐佩克有資本讓油價大幅度跳水來打一場價格戰,意圖將頁巖油氣掐死在搖籃中的原因。

在這種直接競爭中,生物質能源處于劣勢的根本原因是其巨大的生態效益和社會效益在市場上還沒有得到體現,而化石能源造成的環境問題在市場上也沒有得到應有體現。在這種不公平的競爭中,生物質能源的發展必將經歷較多的曲折。

新生事物在成長初期盡管不夠強大,卻具有頑強的生命力。生物質能源產業的生態效益和社會效益正在逐漸得到民眾的認可,也必將得到政府部門和市場的逐步認可。中國政府此前承諾到2020年可再生能源占能源消費的比例達到15%,并于2014年底與美國達成共識,溫室氣體排放量在2030年達到頂峰,屆時非化石能源的占比達到30%。為實現這個宏偉目標,政府必將順應世界潮流,認清國內現實,出臺系列政策鼓勵生物質能源產業發展。這是生物質能源發展的重大機遇

受世界經濟增速放緩影響,國際油價在2014年大跌,煤炭價格也大幅度下降。化石能源價格下降,短期內加重了生物質能源產品經濟競爭的劣勢。然而,石油和煤炭價格不可能長期維持在低位,這是長期以來形成的規律。當能源價格上漲時,生物質能源產業將迎來新的發展機遇。

 

各產業迥異

2007年國務院頒布發布的《可再生能源中長期發展規劃》,提出2010年和2020年發展目標分別是3.06億噸標煤和5.99億噸標煤,其中生物質能占43%、小水電占33.5%、太陽能占12.5%、風電占7%,生物質能源的發展目標是比較激進的。2013年,國家能源局發布《生物質能發展“十二五”規劃》,生物質能源發展目標則進行了回調,提出到2015年,生物質能年利用量超過5000萬噸標準煤。2014年6月,國家主席習近平對中國能源革命5項要求中提出,“著力發展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系”,無疑對生物質能源的發展將注入強大動力。到國家能源發展“十三五”規劃出臺時,生物質能源發展目標會轉向積極。

生物天然氣

生產生物天然氣的原料主要是畜禽糞便、農作物秸稈、農產品加工業的高濃度有機廢水等農林廢棄物。在當前環境保護壓力巨大的形勢下,發展生物天然氣一舉多利。因此,生物天然氣將成為生物質能源產業的新星。

到2013年底,全國農村沼氣用戶達到4300多萬戶,產沼氣140億m3;大中型沼氣工程近10萬處,產沼氣20億m3;合計年產沼氣160億m3。今后二三十年中沼氣產業將由農戶沼氣和大中型沼氣工程向特大型的生物天然氣工程轉型,全國生物天然氣在中近期可以達到1000億m3、長期可達到2000億m3的年產量,能夠有力補充常規天然氣的不足。

生物天然氣除補充常規天然氣不足之外,將從2015年開始步入汽車替代燃料。生物天然氣(CBG/LBG)的綜合效益非常顯著:抗爆燃性好,辛烷值高達130;能效高,在專用車況下1m3氣可比1L油多行駛15%的里程;各種大氣污染物排放水平比汽油降低50%~90%;并且遠比汽油便宜,在當前汽油大降價的形勢下,依然遠比汽油便宜。作為天然氣的增量部分,生物天然氣不受燃氣供應形勢緊張的限制,今后生物天然氣很可能成為運輸燃料的主要替代能種。

 

生物質成型燃料供熱

生物質成型燃料是廉價的清潔可再生能源,替代燃煤供熱的成本比天然氣低30%以上。成型燃料的原料是可再生的農林廢棄物,由于含硫量和含氮量低,配套專用鍋爐可以達到很高的清潔燃燒水平,一般只需要適當除塵即可,即便是小噸位鍋爐也容易實現清潔燃燒。

全國煤炭使用量必須大幅度壓減,而集中供熱需求持續上漲。生物質成型燃料是替代煤炭供熱最理想的能種。2013年10月,國家能源局將生物質成型燃料供熱列為中國生物質能產業發展的重點,并發布了《生物質能供熱項目建設技術導則》。2014年6月,國家能源局和環保部聯合發出了《關于開展生物質成型燃料鍋爐供熱示范項目建設的通知》(國能新能[2014]295號)。

2013年,全國農作物秸稈固化成型工程合計1060處,燃料年產量達483萬噸;林業三剩物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)固體成型燃料年產量約200萬噸,總計683萬噸。隨著生產模式的創新和市場拉動,2~3年內全國固體成型燃料年產量將超過1000萬噸,中近期可達到2~3億噸,長期可達到4~5億噸。

 

生物質液體燃料

燃料乙醇和生物柴油產業發展緩慢。受補貼政策萎縮影響,燃料乙醇總產量略有下降,2013年約為160萬噸。2012年,國家降低糧食燃料乙醇的補貼到300元/噸,2015年全面取消。由于技術上的瓶頸性問題導致成本居高不下,纖維乙醇產業發展比較緩慢。而在地溝油治理、木本油料基地建設成效顯現和生物航煤飛行實驗取得成功等多重因素推動下,2013生物柴油產量增加到109萬噸,但是未來的發展潛力有限。

剛剛進入產業化階段的等離子氣化合成燃油、糖平臺醇基二甲醚和甜高粱燃料乙醇可能是液體生物燃料產業下一步發展的主引擎。

液體燃料是生物質能源的主戰場,因為運輸燃料的替代是最為緊迫的。中國具有年產上億噸液體燃料的生物質資源潛力,一旦新工藝的產業化取得突破,發展速度將非常快。

 

生物質發電

生物質發電產業趨于成熟。截至2013年底,除青海、寧夏、西藏三省區和未統計的港、澳、臺之外,全國已經有28個省(市、區)開發了生物質能發電項目,累計核準容量12226.21兆瓦,其中并網容量占63.72%,為7790.01兆瓦。2013年生物質發電上網電量356.02億千瓦·時;單位千瓦的投資額下降到8000元左右;等效滿負荷運行小時數約為5844小時,部分省市超過7000小時,達到國際先進水平。

由于布局方面的考慮,生物質發電項目已經接近飽和,直燃發電項目原則上不再新建,燃氣發電和熱電聯產項目還將繼續發展。

 

其他方向

生物質能源多聯產是提高產業生產效率、資源利用率和經濟效益的重要途徑,諸如熱-電-成型燃料聯產,熱-電-醇聯產,熱-電-醇-生物天然氣聯產,醇-生物天然氣-合成材料聯產都取得了顯著成功。聯產類生物質工程將是未來的發展方向和重點。

生物質熱化學與綜合合成是歐美近年的熱點研發方向,今后3~5年內是其產業化能否順利實現的關鍵期。

第三代生物燃油,即油藻制油仍有很多技術難題需要攻克。第四代乃至其他新興的方向正在積極推進中。

 

根據世界生物質能源協會(GBA)發布的2014年度統計報告,從2000年到2011年,全球生物質能源的絕對增長量位居可再生能源首位。2011年,生物質能源供應量合計54.9EJ (百萬兆焦耳),占世界一次能源供應量的10%;最終能源消費量48.5EJ,占世界最終能源消費總量的14%,占可再生能源的比例高達76.5%。

 

50%

美國、歐盟等地區均制定了中長期生物質能源發展計劃,基本目標是到2050年生物質能源替代50%的化石能源。為實現這一目標,各地區在生物質能源的科技研發、財稅政策、綠色能源配額、溫室氣體減排量交易等方面實施了積極的政策,支撐了生物質能源產業的加速發展。根據權威咨詢公司Clean Edge的報告,2013年全球生物燃料產值為978億美元,風能為585億美元,光伏發電為913億美元。

 

6.8%

歐盟在發展生物質能源應對全球氣候變化戰略上更加積極。2011年,歐盟能源總消費量中生物質能源占6.8%,排第二位的水能僅占1.6%。瑞典是全球首個宣布2020年告別石油的國家,1970年瑞典能源消費結構中石油占77%,2003下降到32%,2013年更下降到26.4%。其正是依靠大力發展生物質能源實現對化石能源的替代,2009年能源消費結構中生物質能源已居首位,2013年達到33.6%。


 


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