我国生物质能行业发展现状及建议

李 琳，郑 骥

(北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027)

我国生物质能行业发展现状及建议

李 琳，郑 骥

(北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027)

指出目前我国生物质能产业化的程度较低，普遍存在成本高、原料规模化供给不足、盲目投资、资金缺乏等现状，介绍了我国生物质能资源总量、类型和分布，以及生物质能行业的发展概况等，并参考国内外生物质能产业发展的经验，提出着重开发基于废弃物类原料的生物质能、开辟生物质能源农场、合理规划产业布局、改进政府扶持政策等建议。

生物质能;废弃物;产业化;建议

近一个世纪以来，化石能源的大量开采和使用已将世界经济推到了前所未有的高度，但同时也引发了能源短缺、温室效应等全球性问题。为了人类社会的可持续发展，寻找和开发替代能源是必然选择。生物质能以其可再生、清洁性、取材广泛、易获得等优越性已引起世界的关注。

1 生物质能的概念及开发的必要性

植物生长时吸收太阳辐射中的能量使其叶绿素分子呈激发状态，同时把CO2和水合成为生物质有机物，从而将太阳能转化为化学能并以有机物的形式贮存于自身内部，即生物质能。生物质能以可再生或可循环的生物质有机物为载体，包括林业产品、能源植物、农林废弃物、城镇垃圾及粪便等，是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。据估算，每年全世界有2×1011t碳被固定为有机物，总量约1460亿t，热当量约为3×1021J，分别相当于现阶段世界总能耗、消耗化石能源和人口食物能量的10倍、20倍和160倍[1]。

生物质能具有可观的社会和环境效益。

（1）生物质能源通过植物光合作用产生，种类多、储量大，比化石能源更易获得且不会枯竭；生物质资源分布广泛，不存在化石能源面临的地域限制。因此生物质能作为替代能源可保证稳定供能，并可避免价格大幅波动，有利于缓解世界能源危机。

（2）秸秆、粪便、城镇垃圾等废弃物是生物质能的主要原料，若发展基于废弃物的生物质能技术并以此为重点，则可减轻甚至解决垃圾堆占土地、污染环境等问题，促进废弃物的再利用、减量化、清洁化，体现了循环经济的理念。

（3）与化石能源产业相比的另一优势是，生物质能产业可以较低的投资创造更多的就业岗位。总之，开发现代生物质能产品很有必要，但应遵循开发有度、平衡发展的原则，使之有利于人类社会的可持续发展。

2 生物质能行业的发展概况

2.1 国外

目前，世界各国的生物质能利用率都不高，平均不到总耗能的1%，且未经加工转化的初级生物质能仍为利用主体，而加工水平较高的现代生物质能产品比重也较低，消费结构很不合理。这可通过2000年全球能源消耗量排名前11位国家的生物质能消费情况反映出来（见下表[2]和下图）。这些国家的生物质能消费总量占总能耗的比重在0.92%～41.2%之间，初级生物质能仍是利用主体，占7.6%～100%。印度虽位居生物质能消费总量榜首，但均为初级能源，因此利用结构并不合理；美国生物质能虽仅占总能耗的3.4%且初级生物质能占大部分，比例为77.6%，但在工业废物、可再生市政固废、气体及液体生物质能利用量方面均有涉及，分别占生物质能消费总量的4.9%、9.1%、3.8%和3.8%；韩国初级能源产品仅占消费总量的7.6%，在可再生市政固废、工业固废、气体生物质方面的消费量分别以0.065EJ、0.015EJ、0.002EJ占生物质能总消费量的70.7%、16.3%、2.2%。

2000年主要耗能大国生物质能消费情况汇总表（单位：EJ）

2000年主要耗能国家生物质能消费量与能源消费总量关系图

20世纪70年代，美、日、瑞典等发达国家就开展了生物质热解气化的研究与实践，菲律宾、印度等发展中国家也紧随其后。发达国家的气化发电技术较成熟，主要为生物质气化联合循环发电技术并以装机容量10MW以上的大型生物质气化发电装置为主。美国在气化发电方面一直是世界领先，1992年其热解气化发电厂已有1000余家，投资为2000～3000美元/kW，运行装机容量为650×104kW，发电量为42×108kW•h/a，在美国是仅次于水电的第二大可再生能源工业。

目前国际上的燃料乙醇市场由巴西和美国主导，产量分别占全球总产量的43.73%和29.37%[3]。据统计，2005年世界燃料乙醇产量3428万t，1985年以来增长了3倍[4]。目前基于粮食的燃料乙醇技术已进入商业化示范阶段，但非粮食原料的转化技术还不成熟。

美国于1979年开始直燃垃圾进行发电，总装机容量超过10,000MW，单机容量达10M～25MW。在直燃发电设备研发制造龙头企业丹麦BWE公司的技术支撑下，丹麦、瑞典、芬兰、西班牙等国建造了大批生物质直燃发电厂。丹麦更是在1988年就兴建了世界上的第一座秸秆燃烧发电厂，目前全国已达130座。

2.2 国内

我国化石能源人均储量远低于世界平均水平，尤其是石油储量仅占化石能源总量的2%，对国际石油的依赖度高达50%，严重威胁能源安全。而且全国能耗随着经济增长和生活水平的提高也在不断增长，以致能源供需矛盾突出，成为制约我国经济发展的主要因素之一。为了缓解能源危机、保障能源安全、减少化石能源对外依存度，发展生物质能势在必行。我国能源需求市场广阔，但生物质能开发利用及其行业发展却并不尽如人意。从上表和图中可看出我国生物质能利用量在总能耗中的贡献较小，为19.6%。且未经加工转化的初级生物质能主要为炉灶燃烧薪柴，占9.244EJ生物质能消费总量的99.43%，而经过深加工的仅有气体生物质能一种，消费量为0.054EJ。

沼气是目前我国产业化程度较高的生物质能利用方式，但总体仍停留在个体小厌氧消化池水平。数据显示，2005年底，国内已建成农村户用沼气池1807万个，年产沼气约65亿m3，折合464万tecc[5]，已进入商业化应用阶段。大中型沼气工程虽已步入商业示范和初步推广阶段，并建成3万多个大中型沼气池，年产沼气约5500×104m3，但发展较慢。我国已开始重视沼气技术在有机废物和污水处理方面的利用并兴建了一批沼气工程，2006年底生活污水净化沼气池达14万个，养殖场和工业废水沼气工程2000多个。

我国生物燃料乙醇发展迅速，目前其消费量已占汽油消费量的20%，是仅次于巴西、美国的第三大生产和使用国。“十五”期间国家批准建设了4个以粮食为原料的生物燃料乙醇生产试点项目，生产能力已达到102×104t/a，但非粮原料的生产转化技术还不成熟，产业化水平还很低。

民营企业在发展生物柴油方面异军突起，现已有20多家企业，生产能力为30×104t/a，但相关技术总体上还处于发展初期。生产规模较小，因此产量较少、价格较高、供应缺乏保障，产品的不含硫特性，使其环保品质优于传统柴油，但这并非是消费者的关注点，而且中石油、中石化也不收购生物柴油，因而生物柴油难于销售。

另外，2006年国家和地方发改委共投资100.3亿元并核准了39个生物质直燃发电项目，装机容量合计128.4×104kW。值得一提的是，广州李坑生活垃圾焚烧发电厂利用生物质能发电，发电能力提高了10%以上，使发电量达到1.3亿kW•h/a，是我国首个高温、次高压锅炉垃圾焚烧发电项目。

3 我国生物质能行业发展面临的问题

3.1 与粮争地

不可否认，生物质能与粮食是一对矛盾，尤其在人口众多、耕地资源相对短缺的中国。在我国特定时期适当以粮油作物为原料生产生物质能可以优化种植结构、调节粮食供应品种、维持供求平衡、稳定粮价。但随着粮油生物质能生产的扩大，粮油作物需求量也将大幅增长，因而耕地资源的有限性和竞争性必将引发与粮争地的问题。同时为保障我国畜禽产品供应，首先要保证作为饲料的粮食供给，而以粮油作物为生物质能原料势必又会直接和间接影响我国食品的多样性和国民生活质量的提高。以上原因决定了发展粮油生物质能在我国是不可行的。另外，在基于废弃物类原料的生物质能方面，即使在技术成熟后，若脱离政府宏观调控而任由市场发展，只要有利可图，企业同样会吸收大量粮食作为原料而威胁粮食安全。此外，一些非粮油能源作物本身就是我国生产加工食品的原料（如甘蔗制糖、甘薯和木薯制淀粉和粉条等），若大量用其生产能源必将降低这些食品的产量，导致市场失衡。

3.2 破坏生态环境

（1）与巴西、美国等生物质能强国相比，我国的生态环境较脆弱，能源植物利用不当引起的森林和野生动植物生态环境破坏等更易导致不可逆的生态问题；

（2）我国生物质能的利用方式整体较粗放，尤其是农村主要采取炉灶燃烧方式，引起的大气污染甚至比化石燃料更严重；

（3）我国水资源极短缺，人均占有量只有世界平均水平的1/4。然而农作物的水耗系数大，再加上我国农业普遍采用粗放的大水漫灌方式且渠系衬砌率低，以致灌溉水利用率低、浪费严重，因此农作物生产耗水极多。用农作物生产生物质能会加重水资源短缺并影响江河湖泊的生态需水，得不偿失。

3.3 产业体系薄弱

3.3.1 原料规模化供应不足

目前粮食已不具备继续作为生产原料进行规模化供给的条件，今后生物质能的原料来源将转向非粮能源植物。虽然我国有大量不宜生产粮食但可种植能源植物的盐碱地、荒地、荒山等边际性土地，但受气候、地理位置等多因素制约，能源植物分布分散，很难形成规模，不利于集中收购、运输和销售，其数量和质量均难以满足企业生产要求。再加上目前对这些土地的利用缺乏科学评价和合理规划，进一步降低了能源植物规模化供应的稳定性、可靠性。而且，秸秆、粪便和有机垃圾等废弃物的原料分布也增加了收储运的难度，同样制约着其规模化供给和企业的扩大再生产。

3.3.2 生产成本过高

我国生物质能生产成本过高，其中原料成本占60%～80%，是造成高成本的主要因素，这将削弱其市场竞争力，主要包括以下方面：1）目前粮食仍是生产生物质能的重要原料，随着该行业的不断发展壮大，对粮食的需求量越来越大，其价格也不断攀升；2）我国非粮能源植物本身价格就很高，加之气候等条件的制约和我国边际性土地利用缺乏合理规划使能源植物不集中，很难形成种植及供给规模，从而增加了原料的收储运难度和成本。秸秆等废弃物类原料本身价格虽不高，但一方面由于产地不集中，另一方面，政府为保护环境而制定了较高的收购价格（如为防止农民焚烧秸秆而将秸秆的收购价定为100元/t左右），这些也造成了非粮能源植物原料成本的增加；3）我国生物质能生产工艺和技术相对滞后，原料转化率与综合利用率不高，耗能大，致使生产过程能耗及原料成本增加。

3.3.3 市场准入门槛低

由于我国生物质能市场准入门槛低，大批不具备技术、设备和资金条件的企业盲目跟风涌入，缺乏科学论证的项目短期内大量上马，它们或者不适合当地的自然条件和发展情况，或者对市场估计过于乐观而对客观形势和风险认识不足，扰乱了市场秩序，导致了行业无序发展。例如，东营、聊城等地用甜高粱生产燃料乙醇项目，由于鲁西地区不具备甜高粱生长的适合气候，结果直接造成项目的原料缺口，目前项目均已处于停产或半停产状态。此外，我国对该类企业的经营活动缺乏宏观调控和统一管理，整体布局亦无规划，企业及项目分布密度过大，加重了原料、技术、销售市场等方面的无序竞争。

3.3.4 投融资模式单一且资金投入力度弱

生物质能项目初始投资较高，因此需要稳定的投融资渠道和优惠的投融资支持政策。国外生物质能产业的资金来源主要有本国政府、国际金融组织、跨国公司、风险投资和民间资本等。且许多国家上世纪末就成立了专门能源基金，也可提供资金支持。但我国的生物质能资本市场目前发展仍不成熟，缺乏行之有效的投融资机制，投融资主体、模式和渠道单一。2010年4月1日起开始实施《可再生能源法》修正案设立可再生能源发展基金，但尚未成立具有一定规模的针对生物质能的专项基金。且我国金融机构对该行业的投资偏小，项目资金主要来源于政府拨款。目前虽然我国对生物质能的关注度逐渐提高并加大了资金投入力度，但与美、日等发达国家相比，资金保障仍很弱，不能保证其产业化进程。

3.4 技术落后

（1）我国生物质能技术创新能力较弱，低水平重复多，设备的本地化制造比例较低。当前先进的技术和设备基本来自国外，而引进技术、设备则增加了产品成本，造成生物质能产品价格普遍高于常规能源，从而影响了其市场竞争力。

（2）我国较成熟的生物质能技术是以粮食为原料的转化技术，但目前必须将着眼点转向基于纤维素类原料的第二代生物质能。然而其技术却很不成熟，仍处于研究试验阶段，关键技术突破尚需时日。

（3）技术落后也导致生产过程中的能耗高、排污量大、原料综合利用率差，增大了生物质能成本、削弱了市场竞争力并污染了环境。

3.5 扶持政策不健全

（1）我国还未制定针对生物质能的专门立法，仅在可再生能源法规中简单出台了一些相关法规和政策，且只是原则性的框架性规定，配套条款缺位，因而其在实际应用中缺乏可操作性。在税收方面尚无低税率引进相关技术及产品的明确规定，只能参照其它可再生能源的税收优惠政策，可执行性差。

（2）高于火电或水电的发电成本使生物质电价格也较高，加之发电量小，因此各大电网不愿购买，使其处于销售逆境。2010年4月1日起开始实施的《可再生能源法》修改案从法律上确立了国家实行包括沼电在内的可再生能源发电的全额保障性收购制度，确定了规划期内应达到的可再生能源发电量占全部发电量的比重，并由国务院能源主管部门会同国家电力监管机构在年度中督促落实。修正案中虽然规定了“电网企业未按照规定完成收购可再生能源电量，造成可再生能源发电企业经济损失的，应当承担赔偿责任”，但是否“按照规定完成收购可再生能源电量”的判定标准却并不明确，许多细则也仍处于待定状态，以致影响了其实际操作性。而且修正案并没有修改关于可再生能源发电上网电价的规定，也就未从根本上解决其入网问题。

（3）国家对生物质发电的补贴为0.25元/kW•h，额度偏低，电价与发电成本仍有较大差额，难以维持电厂的正常运转。而且发电成本与标杆电价在不同地区之间均有较大差别，但我国却采用无差别的固定补贴额度，灵活性差。

（4）国家《可再生能源法》规定发展生物质能等非化石能源可享受财政补贴等优惠政策，一些企业认为有利可图，盲目投资，造成大量未经科学论证的项目纷纷上马，扰乱了市场秩序。

4 关于生物质能发展的建议

4.1 加大利用废弃物类原料

首先，要尽快开发基于纤维素类原料的第二代生物质能。我国废弃物类原料丰富，主要包括：1）秸秆：作为农业大国，我国秸秆年产量约6.5亿t，预计2010年将达到7.26亿t，相当于5亿tce[6]；2）禽畜粪便：畜禽养殖厂年产粪污量约1.6亿t，折合1157.5万tce[6]；3）城镇垃圾：我国人口众多，生活垃圾产生量大，2005年已达1.33多亿t，占世界总量的1/4以上，并仍以年均8.98%的速度增长。经专家估算，仅用1/3生活垃圾年产量发电就可节省煤炭2100万t/a[7]。

其次，食品加工、纺织等行业也会产出大量有机工业废物和废水。经估算每年除乡镇企业外的工业废水排放量约360亿t，有机物含量约520万t，其中一半的废水即可产生250亿m3沼气，接近目前全国天然气的总产量[6]。因此我国尤其要以秸秆、粪便、垃圾等废弃物类原料的转化技术为重点，促进关键技术研发，加快试点工程建设，促进其产业化。这样在获得能源的同时还可避免以粮食和能源作物为原料时所面临的与粮争地和耗水量大的窘境，并可解决废弃物占地及环境污染问题，同时也体现了循环经济理念，是我国发展生物质能的主要方向。

4.2 开辟生物质能源农场

开辟生物质能源农场可以加强能源作物的规模化供给能力，也可解决原料规模供给和高成本问题。目前我国已具备开辟生物质能源农场的条件：

（1）《中国经济植物志》中记述了2411种经济植物，其中可作为生物质能源原料的纤维类、淀粉和糖类、油脂类植物分别有468、278和430种，占经济植物总量的40%以上[6]，为我国筛选适宜品种开辟生物质能源农场提供了丰富的植物资源。

（2）我国地域跨度大，地理及气候类型多样，具备适宜以上各种本土能源作物生长的自然条件。国外的优良能源作物也能找到合适的种植区，有利于我国因地制宜引进新品种，促进能源作物资源多元化。

（3）据国家统计资料显示，我国后备土地资源充足，为10.6亿亩，其中有大量不宜生产粮食的盐碱地、荒山等边际性土地可为生物质能源农场提供足够的土地资源。

4.3 建立原料回收机制

我国生物质资源分散，原料收集困难使成本居高不下，不利于扩大生产规模。建立原料回收机制可降低原料收储运的难度，缩短该环节的耗时并减少费用。比如企业可选择生物质丰富且集中的地域设立原料回收点进行有偿收购并铺设收储运网络，最终在当地建立起稳定的原料供给市场以解决原料的供给难题。

4.4 合理规划和布局

各地的有关部门应加强对生物质能行业的统一管理，根据原料、市场等因素进行合理规划，宏观调控当地该行业的发展规模及企业布局，避免由市场过饱和及企业过拥挤而引发原料、技术等方面的无序竞争，引导其健康发展。除政府引导外，企业于建厂之初也应综合考虑当地的自然条件、原料丰度、市场等因素，进行可行性分析和科学论证，保持投资理性。

4.5 技术研发

（1）应加强技术创新，促进适合国情的技术、设备的研发，提高自有关键技术和设备的水平，为其产业化提供保证。加强国际合作，与具有先进技术及经验的国家共同进行生物质能研发，在借鉴中学习。此外，优势企业应注重相关人才的引进并提高生产管理效率以及科技含量，在借鉴外国经验的同时提高自身研发水平。建立政府与民间的双层研究开发管理体系，是我国今后生物质能技术的发展方向。

（2）开发以纤维素为原料的第二代生物质能是发展趋势，尤其要加强基于废弃物类原料的技术研发，通过促进其工艺成熟来加大废弃物在原料总供给中的比重，引导原料供给环节向有利于可持续发展的方面转变；通过减少生产过程中的能耗、降低污染物排放量来实现节能减排目标，从而达到经济和环境效益的双赢；研发将回收利用、焚烧、填埋、堆肥等多种处理技术有机结合的联合处理工艺，提高废弃物的利用率，使其无害化、减量化、资源化的程度更高。

（3）加快能源作物的相关技术研发，积极筛选、开发、培育适应于不同生态环境和气候条件的优良品种，充分发挥其产量高、抗逆性强、生长迅速且加工转化性能好的优点。

（4）加大科研经费的投入力度，提高科研人员进行技术研发的积极性以促进技术创新；政府、社会团体和企业等可建立针对生物质能的专项基金，开辟多种投融资模式和渠道，为自主研发生物质能提供更加可靠的资金支撑。

4.6 改进扶持政策

4.6.1 完善税收优惠政策

应借鉴国外先进经验制定并完善切实可行的税收优惠政策，如实施投资抵免、减免增值税、关税优惠等，并制定相应的配套条款加以说明，增强其可操作性，使企业真正受惠进而提高其投资和生产的积极性。

4.6.2 改进补贴政策

转变仅针对生产环节进行补贴的现状，应更多补贴技术研发环节，以技术为突破口使该行业健康发展。我国目前对生物质发电补贴额度较低，应加大对其电价补贴力度，使生物质电厂扭转亏损局面，维持正常运转。

4.6.3 构建完备的立法体系

只有生物质能的法律地位得以明确才能保证其顺利发展，因此应尽快制定并出台关于生物质能的专门立法，增强其权威性，改变其仅在再生能源法规中笼统提及的局面。同时制定和完善相关法律法规的配套说明、实施方式及惩罚措施等实质性细则内容，使之更易于执行。立法应明确规定生物质电能必须强制进入电网系统销售，并制定相关标准、规范及实施细则，进行并按供应数量由国家给予补贴；规定现行电网所销售电能中生物质电的比例下限；制定电网不履行其义务时的惩罚措施。

[1] 司晶星．生物质能源的开发利用[J].科技信息，2009（11）：51-52．

[2] 陈霞．我国生物质能产业发展研究[D]. 天津商学报硕士毕业论文，2006.

[3] 闫逢柱，乔娟．国际生物质能源发展的评价——动机、支持措施及对世界粮食供求影响视角[J]. 财贸研究，2009（3）：53-60．

[4] 倪维斗．生物质能利用的现状、前景及应用指标[J]. 电力技术经济，2009（2）：1-6，15．

[5] 庞云芝，李秀金．中国沼气产业化途径与关键技术[J]. 农业工程学报，2006（22）（增刊1）：53-57．

[6] 丛璐，徐有宁，韩作斌．生物质能及应用技术[J]. 沈阳工程学院学报（自然科学版），2009（1）：9-13．

[7] 北京欧立信经济信息咨询中心. 2007年中国城市垃圾发电与沼气发电市场研 究咨询报告[R]．

Current Situation and Suggestions on Bioenergy Industry in China

LI Lin，ZHENG Ji

X321

A

1006-5377（2010）12-0050-05