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完善政策导向 推进生物质能开发利用
2017-03-22 18:05 来源:中 证 网

  生物质能的开发利用由来已久,巴西早在1931年就规定其国内销售的汽油必须添加2%-5%的无水乙醇。近几年,高能源价格刺激和出于能源安全的考虑才使得生物质能真正为各国政府重视。生物质资源的利用形式主要是发电、制取可燃气体及液体燃料等。各国对发展生物质能源的主要考虑有不同的侧重点,但有两个主要原因是相同的,即能源替代和环境保护。

  曾经有一段时间,许多人认为生物质能源可以替代化石能源,使人类摆脱对传统石化能源的依赖,减少温室气体排放。并且许多人认为,由于国际石油价格上涨和环境成本加大,生物质能源在经济上已经可行。但事实上,生物质能源发展确实不尽如人意。生物质能源发展涉及许多重要方面,比如说,许多国家生物质能源主要以玉米等农作物为主要原料,当玉米通过加工可以转化成乙醇汽油时,玉米已经具有能源属性,不再是简单的粮食,而是能源供应体系中的一部分,这样玉米价格随着能源价格波动,使能源安全与粮食安全相联系。

  生物质能是可再生能源的一个重要组成部分,一般是指以生物质为载体储存的化学能。生物质能原料来源广泛,主要包括各种农林废弃物、生活垃圾、禽畜粪便以及废水废渣等。生物质能的利用方式多种多样,既可以用来发电,也可以加工成固体成型燃料,还可以转化为多种气体或者液体燃料,储存和运输都比较方便。因此,生物质能可以满足各种形式的能源需求,这也是生物质能的一个优势。中国生物质能总量比较丰富,目前主要以农林废弃物为主,根据相关数据统计,2014年,农业废弃物主要是农作物秸秆可利用总量折合约4.4亿吨标准煤,林业废弃物约2亿吨标准煤,禽畜粪便0.28亿吨标准煤,生活垃圾0.12吨标准煤,废水废渣0.2亿吨标准煤。

  发展进程相对滞后

  随着2006年中国《可再生能源法》实施,可再生能源产业得到了较快发展。中国目前生物质能的主要利用方式有生物质发电,加工转化为固体、气体、液体燃料等。2014年生物质发电累积核准装机容量为1423万千瓦,并网约为950万千瓦。生物质发电主要有农林生物质发电和城市生活垃圾发电。其中农林生物质发电占比为59%,并网容量约为500万千瓦,原料是各种农作物秸秆和林业废弃物,主要集中在华中和华东等原料比较丰富的地区。垃圾发电并网约为423万千瓦,原料以城市生活垃圾为主,主要分布在大中城市周边地区。生物质固体成型燃料主要用于各种锅炉,原料以农作物秸秆和木屑为主,近几年发展速度较快,2014年产量已达700万吨。沼气是我国农村利用生物质能的主要方式。沼气利用在中国发展起步较早,近几年也得到较快的发展。2000年,农村沼气用户约有848万户,到2013年中国农村沼气用户达4122万户,沼气利用量每年约137亿立方米。沼气利用方式比较灵活,可以根据具体需要设计不同的规模。一般来说,农村户用沼气的规模相对较小,在一些农村地区也建立一些中型的沼气设备集中使用。除一般家用沼气之外,一些规模相对较大的沼气工程也得到了一定程度的发展。

  但是相对于中国能源消费总量的规模,生物质能发展仍然相对缓慢。从规模和发展速度来看,生物质能与其他可再生能源形成鲜明对比。2014年我国水电利用量241百万吨油当量,位居世界第一,占全球水电总量的27.4%。非水可再生能源利用总量53百万吨油当量,仅次于美国的65百万吨油当量,其中风电发电量占全球总量的22.4%,光伏发电占15.7%,都位居世界第二。从增速上看,2014年中国风电新增装机容量2319万千瓦,占全球新增装机容量的44.9%,远超其他国家。2014年中国光伏新增装机1056万千瓦,也位居世界首位。风电装机容量已从2005年的106万千瓦增加到2014年的9637万千瓦,太阳能(行情000591,买入)并网容量也从7万千瓦增加到2805万千瓦。而2014年中国生物质发电累积并网装机容量为950万千瓦,美国最多,为1610万千瓦,德国为880万千瓦。中国现阶段生物质液体燃料主要有燃料乙醇和生物柴油两种,发展速度也相对缓慢,2014年产量分别为28亿升和11亿升。在总量上,中国虽然位于全球第四位,但是与美国和巴西的差距非常大,美国的燃料乙醇和生物柴油产量分别为543亿升和47亿升,远高于中国。从增长速度来看,即使在低油价的背景下,前两位的美国和巴西2014年的增长速度为3.9%和1.6%,中国仅增长0.3%。

  由此可见,中国生物质能源的几种主要利用方式发展都相对缓慢。然而,与其他可再生能源不同,生物质能源现阶段的主要原料是农林废弃物以及生物垃圾等,如果不能得到合理利用,不仅是一种资源浪费,更会对环境产生负面影响。因此,发展生物质能源具有环境保护与发展新能源的双重意义。即使发展困难重重,也不应该被忽视。

  生物质能源发展缓慢的原因是多方面的。其中主要一个原因就是原料的供应问题,这是由生物质能源自身特点决定的。中国耕地有限(相对于人口),农产品(行情000061,买入)很难实现大幅增产(相对于目前生产水平),生物质资源不足,这是规模发展生物质能源的首要障碍。此外,农林生物质发电所需的农作物秸秆搜集比较困难,成本比较高。垃圾发电也存在类似的问题,由于中国没有实行垃圾分类,垃圾热值不高,焚烧过程中可能产生有毒物质,对周边环境造成危害,因此常常遭到周边百姓的抵制。以食用粮为原料的生物质液体燃料可能会威胁到粮食安全,并且现阶段以微藻等转化燃料的技术还不够成熟。

  发展存在新问题

  近年来,生物质能源发展也出现了一些新的问题。目前农林生物质发电标杆电价的标准是2010年确定的0.75元/千瓦时,垃圾发电标杆电价是2012年确定的0.65元/千瓦时。与光伏发电技术不同,生物质发电与火电类似,其中主要设备如锅炉、汽轮机等技术相对比较成熟,成本下降空间不大。光伏和风电在建成之后,只需要少量人员维护,不需要大量的劳动力。然而,生物质发电所需的原料如农作物秸秆,城市生活垃圾的搜集和运输需要较多的人力劳动,发电过程中也需要较多数量的劳动力。由于劳动力成本在不断上升,从整体上来看,生物质发电成本并没有明显下降,很多地区还有所上升。这与光伏发电成本较快下降形成了鲜明对比。因此,现行的标杆电价对于很多地区生物质发电来说已经不能满足要求。

  2016年底,国家发改委发布《关于调整新能源标杆上网电价的通知(征求意见稿)》,提出从2017年1月1日以后并网的农林生物质发电、其他生物质发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等新能源发电项目标杆上网电价,由各省(区、市)价格主管部门确定继续执行国家制定的标杆电价或根据本地实际情况研究制定标杆上网电价。目前大部分地区还没有出台明确的标杆电价政策。

  非粮生物质液体燃料的技术还不成熟,与光伏和风电相比,国家在相关领域的科研支持和投入还相对较小,技术发展比较缓慢。以能源植物来说,由于各地区的气候和自然条件不同,适合的品种和转化技术也不一样。但是发展能源作物和配套产业的周期较长,地方缺乏积极性,国家也没有系统的规划和指导。因此,中国生物质液体燃料的规模还相对较小。生物质成型燃料可以替代燃煤锅炉,可以减少大气污染。虽然生物质固体成型燃料的加工生产相对比较简单,但是长距离运输成本较大,国家在该领域缺乏相关的支持,致使生物质成型燃料推广较慢。农村沼气的使用有诸多益处,在国家的补贴下,很多农村地区也建成了沼气设施,但是总体运行状况并不理想。农民继续使用的积极性不高。主要原因在于很多地区沼气原材料种类较多,在使用过程中不当操作造成设施损坏,产气量下降。在沼气建成后,后期维护跟不上,很多地区建成的沼气设施被荒废。

  中国石油(行情601857,买入)对外依存已达63%。与其它石油消费国一样,寻找石油替代是中国降低油价冲击和保障能源安全的重要措施。目前所知道的石油可能替代很多,但都有一个量和价的问题:替代量太小,代价太高。从价格和可行性看,生物质能源是一个比较接近的替代,尽管问题很多,发展燃料乙醇及生物柴油等生物质能源也应该是实施替代能源的战略之一。

  相关政策建议

  可以说,中国生物质能源的发展还处于起步阶段。在生物质能源发展的鼓励政策上,政府必须十分慎重和具有选择性。在扶持发展生物能源的过程中,政府除了应当把握不能“与粮争地”的基本原则,还必需用相应的财税扶持政策鼓励技术进步和企业提高效率。针对现阶段生物质能源发展存在的问题,笔者提出以下几点政策建议。

  第一,对于生物质发电,在政府的指导下,根据各地具体情况,对当地生物质发电成本进行核算,适当提高上网标杆电价。政府在总量规划上进行指导,可再生能源基金上给予一定的补贴,提高地方发展生物质发电的积极性。生物质液体燃料未来发展前景广阔,要进行总体规划。微藻可以利用近海养殖,不占用土地,可能是未来液体燃料的一种主要原材料。因此,要加快微藻培育和转化技术的研发。

  第二,对于边远地区来说,农民做饭取暖全靠烧柴烧煤。在这些地区发展生物质能源的好处很多:首先技术装置不复杂,适合农村的特点;其次原料充足,可利用秸秆、柴草、谷壳、刨花等在农村随处可见的废料造气;三是节省煤炭、减少室内污染;最后,由于不是规模利用,对耕地粮食影响不大。因此,因地制宜地利用生物质能源的确为农民提供了一条新能源的可持续之路。

  第三,中国有大量的边际土地,能源作物未来也很有可能是一种重要的原料,考虑到能源作物发展的地区性差异,该领域的科研资金应该向地方农林科研机构倾斜,各个地区根据当地特点,发展适合的能源作物和相关产业。对于生物质成型燃料,推进对燃煤锅炉的替代,特别是在城市地区,对于减少雾霾有积极作用。生物质燃料从农村地区加工成型运输到城市距离相对较远,成本较高,需要给予一定的补贴和支持。农村沼气一直是中国生物质能源的重要方面,目前的发展关键在于后期使用过程中的维护。因此,在沼气池建成后,可以确定相关责任人,在后期使用过程中帮助农户解决使用中的困难,责任人可以是政府农技服务人员或者是沼气设备的售后服务人员。

  第四,中国耕地有限(相对于人口),农产品很难实现大幅增产(相对于目前生产水平),生物质资源不足,这是规模发展生物质能源的首要障碍。因此,生物质能源可以是中国新能源战略的重要一环,但作为能源替代应该是一个补充,不能夸大它的替代作用。