论能源饭碗 | 发展生物质能夯实能源安全

2021年10月21日下午，习总书记在考察山东胜利油田时指出，石油能源建设对我们国家意义重大，中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。总书记的殷切期望和能源安全观，化作一股暖流浸润到我们每一个能源人的内心深处，使我们既激动又忐忑，保障国家能源安全，坚定走绿色低碳发展之路，是我们这代能源人必须扛起的责任和使命。

请看一组数据：2020年我国能源消费总量49.8亿吨标准煤。同时，我国能源对外依存度总体达到20%，其中原油、天然气对外依存度分别为73%和43%。根据中国工程院研究预测，到2035年，我国能源消费总量将达57亿吨标准煤，对外依存度降至约19% 。到2035年、2060年，非化石能源占比分别达到27%和80%。通过可再生能源替代，有望降低能源对外依存度。

近期，一场罕见的能源危机，席卷全球，中国也不能独善其身。在我国部分省市出现了近十几年来极为罕见的“拉闸限电”现象，甚至一度影响到民生用电。与拉闸限电相伴的是，国际石油、天然气、煤炭等主要能源价格大幅上涨。目前我国动力煤期货价格最高已逼近2000元/吨大关，现货市场保持2400元/吨以上的价格，国内液化天然气价格超过6800元/吨，已严重危机到我国能源安全。

解决能源安全，核心需要系统考虑四个问题。一是有没有，二是可否用得起，三是稳定可靠可持续，四是环境友好。而生物能源全部满足以上四个基本条件。

发展生物质能既可解决县域环境问题和能源安全问题、还可实现县域经济绿色低碳转型、助推兴村振兴，可谓是“一箭四雕”。在全球能源危机背景下，生物质能如何发挥其内生动力，服务国家能源安全，促进双碳目标实现，需要引起各类研究机构和各级党委政府的高度重视。

1、什么是生物质能

随着我国经济社会发展和人民生活水平不断提升，每年城镇和乡村将会产生大量有机废弃物，主要包括农业废弃物、林业废弃物、有机生活垃圾（餐厨、厨余、果蔬等）、畜禽粪污、生活污水污泥和工业有机废渣废液等。这些废弃物如果不能得到妥善处理，不仅对环境、社会和居民身心健康带来巨大危害，而且其中蕴含的有价值资源也不能得到充分利用。

目前，世界各国通行做法都是在无害化、减量化处置基础上，将其“变废为宝”。一般是先对其进行资源化和高附加值利用，对不具备高附加值资源化利用的有机废弃物，再进行能源化利用，也就是我们通常所讲的生物能源，简称“生物质能”。

2、生物质能特性

生物质能原料是老百姓身边的废弃资源，能量密度低，分布广泛，适宜就地收集、就地处理、就地利用、就地消纳。同时，生物质原料受国际能源价格影响较小，价格相对稳定，可再生，易获得性强。

由于植物在生长过程中，通过光合作用吸收了空气中大量的二氧化碳，所以生物质能是可再生能源当中唯一一种可再生的碳源，也是唯一的绿色零碳燃料。生物质能属于多元化利用能源品类，既能生成固、液、气，也可转换为热、电、冷，可适应多种应用场景。

在现有农村清洁取暖方式中，生物质能成本是最接近燃煤成本的。以2020年山东阳信县农村四口之家、120平米砖混结构平房、冬季室内温度16-18℃、４个月取暖期为例，不含取暖设施建设成本和政府补贴费用，仅计算燃料成本：用散煤（约4500大卡）1.5吨、成本约1300元；用天然气1800方，约4680元；用电1.2万度，约6000元；用生物质成型燃料1.6吨，约1500元。

3、生物质能源化潜力

截至2020年，我国秸秆理论资源量约为8.29亿吨，可收集资源量约为6.94亿吨，其中，秸秆燃料化利用量8821.5万吨；我国畜禽粪便总量达到18.68亿吨（不含清洗废水），沼气利用粪便总量达到2.11亿吨；我国可利用的林业剩余物总量3.5亿吨，能源化利用量为960.4万吨；我国生活垃圾清运量为3.1亿吨，其中垃圾焚烧量为1.43亿吨；废弃油脂年产生量约为1055.1万吨，能源化利用量约52.76万吨；生活污水污泥年产生量干重约1447万吨，能源化利用量约114.69万吨。以上有机废弃物年合计产生量约为34.94亿吨，生物质资源作为能源利用的开发潜力为4.6亿吨标准煤。

根据中国农业大学、清华大学的测算数据，如果对我国的边际土地种植能源作物的潜力进行测算，适宜种植能源作物（灌木，草类）的三类边际土地，即灌木林、疏林地和低覆盖度草地，面积合计为1.79亿公顷。若将能源作物包含在内，我国可获得的年生物质能总资源量将达到9.56亿吨标准煤，直接燃烧用于发电或供热的可用生物质资源量约为5.69 吨标准煤。需要强调的是，该资源潜力是能源作物在完全自然生长条件下的情况。如果人工种植，必然会增加投入（水、肥，选种等）和管理成本，则能源植物的生物量和能源潜力将翻一两倍甚至更多。与此同时，随着人们生产和生活水平的不断提高，城乡有机垃圾的资源量将会持续增加，扩大造林面积也将增加林业“三剩物”的产出。预计到2060年，生物质每年可利用的资源量将会超过15亿吨标准煤，占我国当前能源消费总量的30%，占2035年预测能源消费总量的26.3%。

4、生物质能主要利用途径

由于生物质能具备多元利用属性，在具体开发利用过程中一定要采取因地制宜原则，结合项目所在地资源禀赋、原料收储成本和能源消费市场，科学合理确定项目建设规模和利用方式，必须坚持“宜”字当头，宜电则电、宜热则热、宜气则气、宜肥则肥。

（一）发电

截止2020年底，我国已投产生物质发电并网装机容量2952万千瓦，年提供的清洁电力超过1100亿千瓦时，替代标煤约3700万吨。目前生物质发电受制于原料收集局限，其成本高于风电、光伏等其他可再生能源发电成本，但是生物质发电输出可靠稳定，能够参与电力辅助服务市场，如果与储热相结合，更能参与电力市场深度调峰。生物质热电项目未来在电力交易市场获取电力辅助服务受益的同时，还能够为城乡居民提供清洁热力。据预测，到2030年，我国生物质发电总装机容量将达到5200万千瓦，可提供清洁电力2800亿千瓦时、热能10.08亿吉焦，替代标煤超1.8亿吨。

（二）供热

生物质清洁供热主要用于县域工业园区、工业企业、商业设施、公共服务设施、农村居民采暖等供热领域，主要供热方式有生物质热电联产、生物质锅炉集中或分布式供热、户用炉具采暖等。根据统计，目前我国生物质清洁供暖面积超过3亿㎡。从生物质成型燃料统计口径看，其每年产量超过1500万吨。从现有以燃用各类生物质、额定蒸发量小于65t/h口径统计，生物质锅炉数量超过1.6万台，总额定蒸发量达到8.3万吨/h。综合各类数据统计分析，目前全国生物质供热量超过3亿吉焦，替代标煤量约1200万吨。

随着清洁供暖工作的持续推进，到2030年，预计生物质清洁取暖面积将超过10亿㎡。在工商业领域，根据对全国燃煤锅炉的统计，目前额定蒸发量≤130t/h的燃煤锅炉数量超过1.7万台，总额定蒸发量达到52万t/h，假设到2030年生物质清洁供热能够替代以上燃煤锅炉的50%，生物质锅炉总蒸发量将超过26万吨/小时，2030年生物质年供热量将超过24亿吉焦，替代标煤约9600万吨。

（三）生物天然气（含沼气）

生物天然气是以农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾、农副产品加工废水等各类城乡有机废弃物为原料，经厌氧发酵和净化提纯产生的绿色低碳清洁可再生的天然气。根据统计，目前建成大型沼气、生物天然气工程7700余处，年产沼气量13.7亿立方米，供气47.8余万户。其中，规模化生物天然气项目数量超过20个，年产气量超过3亿立方米，替代化石天然气3亿立方米。

根据2019年12月十部委出台的《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》，提出到2030年，生物天然气年产量将达到200亿立方米，届时将替代化石天然气200亿立方米。

（四）生物液体燃料

在交通领域应用方面，生物质液体燃料具有巨大的发展潜力。燃料乙醇有效替代化石汽油，生物柴油可以替代化石柴油，生物航空煤油同样已经在航空领域得到应用验证。通过生物液体燃料替代化石石油，为交通领域减污降碳拓宽新的途径。根据统计，2019年全国生物液体燃料年产量约404万吨。其中，生物燃料乙醇的年产量约284万吨，生物柴油产量约120万吨。替代化石石油约400万吨。

根据有关机构预测，到2030年，燃料乙醇和生物柴油将是交通领域重要减排方式之一，生物航空燃油也会逐渐在航空领域使用。届时生物液体燃料利用量将超过2500万吨，替代石油2500万吨。

5、相关建议

完善支持政策和创新发展模式，政策框架须充分体现生物质能生态环境价值。

一是建立普惠制有机废弃物处理收费制度。按照“谁产生谁付费，谁污染谁付费”的原则，逐步形成对畜禽粪污、厨余（含餐厨）垃圾、以及其他有机废弃物有偿处理机制，以市场化方式建立安全高效的生物质原料收集体系。

二是压实地方治理环境责任。鼓励地方政府将废弃物处理纳入当地一般性公共预算，对有机废弃物处理企业给予适当的财政支持，以缓解国家可再生能源发电补贴资金压力。

将生物质清洁供热纳入“煤改电、煤改气”政策支持范畴。发展生物质清洁供热，要形成与煤改气、煤改电同部署、同落实、同检查、同考核。公平对待、一视同仁，享受与煤改气、煤改电同样的支持政策。

加大对生物质热电联产项目支持力度。

一是对达到一定热电比的热电联产项目，给予优先足额发放补贴支持。

二是生物质发电企业在建设配套热力管网时，国家或地方政府给予一定的贴息支持。

来源：生物质能观察（ID：CBEIPA）

（注：若需转载请注明出处）