我国农村生物质资源利用现状分析及对策研究

夏敏，王磊

（天津城建大学经济与管理学院，天津300384）

改革开放30余年来，随着我国工业化进程的快速推进，大量使用化石能源，虽推动了我国经济的高速发展，同时也带来了一定的资源短缺、环境污染、气候变暖等问题。通过大力开发利用生物质能源资源，减少化石能源使用，减缓全球气候变暖，保护生态环境，对此世界各国基本已达成共识。生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。所要研究的主要是指农、林业生产过程中除粮食、果实本身以外的秸秆、树木等木质纤维素、农业产品加工后剩下的下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便等废弃物。生物质能是指太阳能以生物质为载体、以化学能形式贮存在生物质中的一种能量形式。有机物中除转化为矿物质燃料以外的所有来源于动植物的能源均属于生物质能。通过生物质能转换技术,可以更高效地利用生物质资源,生产各种清洁燃料,替代煤炭、石油和天然气等传统化石燃料。这种能源可以明显地改善环境、经济及能源安全问题。我国农林资源丰富，农村现有的生产模式中会产生大量的秸秆、畜禽粪便等有机废弃物，既是污染源，又是潜在的农林生物质和绿色化工产品的原料资源。从资源和环境角度而言，充分利用农林资源开发生物质能源，不仅促进农村经济发展，增加农民收入，而且对农村人居环境的改善起到了重要的作用，是新农村建设的重要内容。

1 我国农村生物质资源的利用现状

1.1 农业生物质资源非常丰富

作为一个农业大国，我国农业生物质资源丰富、种类繁多、数量巨大。据相关数据统计，我国农林废弃物现有实物存量为15亿t，折合标准煤7.4亿t，可开发量约为4.6亿t标煤。预计到2015年我国主要农作物秸秆将达到9亿t，其中约50%可作为能源开发，薪柴年产量可达2亿t，折合约1.16亿t标准煤；禽畜养殖可产生20亿t粪便，可产沼气1 950亿m3，折合标准煤3.1亿t[1]。根据理论推算，我国农作物秸秆年可收集量约为4.5亿t，折合1.8亿t标准煤，与我国一次能源中的化石燃料年消费量相比，所占比例并不大，但对于解决我国生物质资源丰富区域的新能源利用问题则意义重大。

1.2 生物质资源化利用向多元化、高质化方向发展

我国对农业生物质资源利用有着悠久的历史，传统低技术处理包括：堆肥（调整和增肥土壤）、厌氧消化（使生物质腐烂以产生沼气或将污泥转成肥料）、发酵和蒸馏（用来制造乙醇）等技术在传统的生态理念指引下被广泛应用。相关调查数据显示，中国每年仅农作物秸秆、谷壳等就达7亿t，在传统的利用方式中，有31.9%的农作物秸秆用于牲畜饲料，15.6%用于造肥还田，17.8%作为生活燃料，2.6%作为工业原料，2.6%用于食用菌基料，剩余的绝大多数是作为废弃物抛弃或焚烧掉了。燃烧生物质的能量转换效率低,不仅造成了资源的浪费,还造成较为严重的大气污染，因此使用传统生物质能转换技术，资源综合利用率仍然不高。但随着传统农业向农业现代化的转变，以及现代科学技术的发展，农村能源、饲料结构等发生了深刻变化，传统的生物质资源利用途径发生了历史性的转变。通过高技术转化为新材料、电力能源、清洁能源等，如利用植物纤维素生产可降解塑胶和纸张、固体成型燃料、气体燃料（沼气、生物质燃气和氢气等）、液体燃料（燃料乙醇、生物柴油、生物原油等），用于生产、生活用能、运输及发电等更多元、更高质化方向[2]。利用农业生物质开发新型的生物材料、生化产品及替代石化产品和紧缺资源替代物，极大地拓展了农业生物质的资源化领域。

1.3 生物质资源化处理技术向规模化、专业化方向发展

我国生物质资源主要来源于农作物秸秆、畜禽粪便、林业废弃物、农产品加工下脚料和能源作物等。从整体上看，当前我国农村生物质能开发利用仍处在发展的初始阶段，不同种类技术的产业化水平发展并不平衡。农村户用沼气、养殖场沼气工程技术通过政府提供补贴等经济激励政策，应用已经比较成熟，实现了产业化发展；固体成型燃料技术、秸秆气化等技术正处于试点示范阶段，发展尚未成熟，或正在进入商业化早期发展阶段；与此同时，生物液体燃料技术（燃料乙醇、生物燃油）发展初具规模，潜力巨大，但是还存在诸如技术、成本、粮食安全等问题，影响了产业化推广应用。

1.3.1 农村户用沼气加速发展

沼气是生物质在厌氧条件下经微生物分解作用而产生出来的一种气体。是我国农村地区当前运用最广泛、最成熟的可再生能源。我国早在20世纪80年代就已经开始了沼气的生产与应用，历经几十年的发展，我国农村的沼气工程形成以沼气发酵综合利用技术为纽带，物质多层次循环利用、能量合理流动的高效农产模式。通过综合利用技术产生的沼气通过管道向居民集中供应，用于农户生活用能和农副产品生产、加工，沼渣用于肥料还田。在此期间，我国政府不断加大对农村沼气工程建设的支持力度，投入了巨大的人力和财力，出台了相关的补贴政策。2002年我国农村沼气池仅为1 100万户，截止到2011年底，全国户用沼气达到3 996万户，占乡村总户数的23%以上，受益人口达1.5亿人；新建乡村服务网点近9万个、县级服务站800多个，服务沼气用户3 000万户左右，覆盖率达到75%[3]。经过各方面的共同努力，我国农村沼气产业发展进入了大发展、快发展的新阶段，户用沼气池的数量增加明显，已经成为沼气产业的主力。

1.3.2 固体成型燃料初步发展，尚未成熟

生物质固体成型燃料（BMF）是采用农林废弃物（秸秆、稻糠、锯末等）作为原材料，通过专用成型机械设备经过粉碎、混合、压缩、烘干等处理工艺，压制成各种成型（如颗粒状）可直接燃烧的固体生物质燃料。该燃料具有易燃、灰分少、易储存、成本低等特点，其燃烧后的渣是富含钾、磷的优质肥料，返田后可以肥田改良土壤。可替代木柴、原煤等燃料应用于生活炉灶、工业锅炉等。但由于产品价格较无烟煤高，以及受用户消费习惯与偏好等因素制约，农户使用比例仍然很小。该技术目前还处于示范阶段，成型燃料生产量小，参加试点示范的居民用户数量有限，还未形成成熟的管理、运行机制。生物质固体成型燃料的推广使用，有赖于专用成型设备及专用炉具生产的规模化。通过试点工程，逐步完善现有技术，实现设备生产规模化、产业化，有效降低生物质压缩颗粒燃料的使用成本，为新型生物质固体燃料的广泛使用提供必要条件。

1.3.3 生物质液体燃料发展初具规模，潜力巨大

生物燃油和燃料乙醇是利用生物质生产液体燃料的主要品种。我国能源作物品种有200多种，比如可以生产酒精的玉米、甘蔗、甜高梁等；用于生产生物燃油（如生物柴油）的油菜、黄连木等。1998年以来主要以粮食为原料的燃料乙醇生产初步形成规模，但随着人口的不断增长，出于粮食安全考虑，生物液体燃料的发展需严格遵循“不与人争粮，不与粮争地”的原则，2007年国家开始禁止发展粮食乙醇项目，将燃料乙醇生产转为以薯类、甜高梁等代生物乙醇技术。资料显示，我国将在西北和西南规划建设1 333.3亿m2林木生物质能源基地，预计可实现2 000万t生物柴油原料供应能力，但由于尚处于种植发展阶段，而只有形成规模以后才能生产生物柴油[4]。因此，就现在而言，无论是以废弃动植物油还是以林木为原料的生物柴油均未形成规模。

1.3.4 生物质发电前景广阔，有待扶持

目前，利用生物质发电主要有3种形式：农林废弃物直接燃烧发电、沼气发电和生物质气化发电。我国农村经济发展迅速，电力供应存在较大的缺口，开发适合我国农业特点的中小规模生物质发电技术，灵活高效地利用农业废弃物资源，不失为一条有效的解决途径。为推动生物质发电产业的发展，2003年以来，国家先后批准了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目。随着《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等的出台，该技术备受关注，秸秆发电呈快速增长趋势，长期的实践已经证明了新技术的良好效益，但同时推广难的问题也越来越清晰地显现出来，源于生物质发电规模小，比较分散，效率偏低，国内建设的一些秸秆燃烧发电站都出现了较大的成本问题。为此，国家进行了0.25元/kW·h的用电补贴，但各种成本算在一起，农民用电成本仍然较高；农民提供的原料是有季节性的，原料供应没有保障，加之对原料的市场控制能力差，电厂的运行时间无法保障，制约了生物质资源的规模化利用，大规模推广秸秆燃烧发电技术在我国仍有较大的局限性。因此国家应扶持生物质发电产业稳步持续发展，引导发电企业合理选址，规划规模，更新技术，提高发电效率，合理有序地推广生物质发电技术。

1.4 政策体系初步形成

近年来，国家为了扶持农村新能源使用，在立法、政策体系、示范试点、补贴条例、技术标准、循环经济理念宣传等各个方面取得了积极进展。例如国务院2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，将“农林生物质综合开发利用”列为农业重点领域的优先主题，强调要重点研究开发高效、低成本、大规模农林生物质的培育、收集与转化关键技术，沼气、固化与液化燃料等生物质能以及生物基新材料和化工产品等生产关键技术。农业部办公厅、国家发展改革委办公厅下发的《全国农村沼气服务体系建设方案（试行）》[5]，国家各相关部委下发的《中华人民共和国农业技术推广法》、《农村沼气项目建设资金管理办法》、《中共中央国务院关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》等，出台了一系列项目补贴、财政支持、技术标准等，为加强农村节能减排，发展循环农业，推进生物质能源开发持续健康发展提供了稳定的保障。累计制定并发布农业行业标准共70余项，涵盖省柴节煤炉灶、农村沼气、生物质能、新型液体燃料等农村能源多个技术领域，涉及了产品及设备和试验方法、工程设计与施工、运行与管理等多个方面，初步形成了农村能源标准化体系，对规范农村能源行业发展发挥了重要的作用[6]。

2 我国农村生物质资源利用中存在的主要问题

2.1 开发利用技术装备缺乏创新

现代农业离不开科学技术支撑，农村环境治理、基础设施建设、新能源开发利用需要多领域技术集成配套、综合应用于农业居民生产、生活之中。虽然我国有良好的生物质资源利用传统，但是创新的技术少，具有自己知识产权的技术和适应性能好、推广价值高的技术更少，农村能源建设的技术水平与农村经济发展水平不适应，农村居民当前使用的仍是设备转化率低的传统类型技术，导致我国农业废弃物转化产品品种单一、质量差、利用率低、商品价值低，不能形成产业化，生物质资源利用科技创新方面还有待提高。

2.2 缺乏完善的政策扶持细则

为了确保农村新能源产业的健康发展，我国政府出台了一系列法律法规、补贴政策和技术标准等，积极推动了农业生物质能源的开发和利用。但国家目前仍没有完整的针对农村生物质利用的专门法律或法规。国家环保局出台的规模化畜禽场粪污排放、农业废弃物资源化的标准或技术准则等标准化程度较低，随意性强，可操作性不强。而且针对不同地域和不同类型的农业生物质资源没有不同的废弃物管理办法，更谈不上系统的监测、管理、维护、预警体系。我国急需因地、因时地制订出相关的财政投入、优惠激励政策等法律法规来规范不同地区、不同种类农村生物质资源利用。生物质能源化利用发展政策导向忽略了农民的真正需求，而以供给为主，缺乏具体实施细则，补贴难以真正落实到户，导致生物质能推广在农村的市场空间狭小和拓展速度缓慢。

2.3 注重前期建设，忽视后期管理

生物质资源利用存在着广阔的应用前景，但当前我国农村生物质资源利用技术依然低端，规模小，利用范围窄，缺乏科学管理和长远规划。例如，我国在2009年沼气用户就稳步跨上了3 000万户的台阶，但沼气发酵原料的来源不稳定仍是制约沼气产业化发展的一个重要因素。目前养殖业已由传统的千家万户饲养转型到标准化、规模化、集约化养殖，养殖的农户数量急剧减少，同时农作物秸秆贮存难，沼气发酵原料来源不稳定是户用沼气进一步发展的最大瓶颈[7]。再加上沼气发酵微生物对温度变化反应十分敏感，只有在10～60℃范围内才能正常发酵产生，我国北方农村冬季保证这样的温度条件有一定的难度，技术服务又不到位，导致沼气池的产气量不稳定；农户对沼气池的管理水平参差不齐，沼气池产气水平差异较大等问题，使得沼气难以成为农户的日常稳定能源。这种因缺乏科学管理、原料供给不平衡等问题不利于沼气等新型能源的可持续发展。

2.4 群众对生物质资源综合利用的认识不足

农业生物质资源综合利用的实践者是广大农民群众，只有当他们真正理解了生物质资源利用对环境治理的意义和综合利用能给他们带来的切身经济利益，他们才可能真正地将这种理解认识落实到自觉行动中来。近年来，随着农村经济的不断发展，农民生活质量不断提高，越来越多的农民开始使用石油液化气和天然气等一次性商品能源，以农业秸秆作为主要生活能源的地区越来越少，大量的秸秆在刚收割即就地焚烧，不仅带来环境污染问题，也放弃了生物质资源的能源经济效益。虽然国家和地方政府都出台了秸秆禁烧相关文件，但由于各种秸秆废弃物数量巨大，贮存困难，回收不便，且目前可大规模有效利用的技术途径较少，浪费和焚烧问题仍然很严重。

3 促进我国农村生物质资源利用的对策

通过对我国农村生物质资源利用过程中存在问题的分析，并结合我国农村生物质资源现状，提出以下对策。

第一，加大新型可再生资源利用技术的研发和运用。政府要制定长远的农村生物质资源产业发展规划，投入适当资金进行可再生资源利用技术的研发，并通过政府财政扶植农村地区生物质资源的开发利用。加快资源综合利用技术在农村地区的推广和技术转化。为农村能源建设者创造技术培训和交流平台，营造技术创新的氛围，引导和激励技术创新。

第二，将可再生能源发展规划纳入新农村建设的整体规划中，加大农村相关项目资金投入，完善经济激励机制。一是通过财政补贴，鼓励农民积极使用可再生能源，扶植农村生物质资源产业健康发展，包括投资补贴和价格补贴；二是通过税收政策，包括税收优惠政策和强制性税收政策，鼓励乡镇企业开发利用生物质能源和促进污染者提高技术水平，促进县域经济可持续发展；三是建立健全信贷支持，如在农村地区通过小额信贷鼓励农户建立沼气池，农村信用社在户用沼气建设户中实行方便、快捷畅通的绿色信贷支持，多管齐下，降低农民使用新型能源资源成本。

第三，完善产业服务体系。加快资源综合利用技术推广和垃圾回收网络的建设，推进能源供应设施和环保基础设施逐步向农村延伸，增强农村生态环保等基本公共服务能力。加大资源综合利用的宣传和服务工作的力度，加快农村废弃物集中回收网络建设，充分调动广大农民的积极性，为农业生物质综合利用做好各项准备工作。

第四，加大宣传力度。提高农民对可持续发展、生态文明等战略的重要性认识，还要明确农民和各集体组织在农业废弃物综合利用中的任务和责任，一方面需要利用各种宣传方式，大力宣传环境保护、资源综合利用的意义；另一方面，需要加强技术培训和推广，安排专业技术人员下乡宣传、指导，而且各组织要做好相关的监督、管理工作，逐步把农业生物质资源化利用转变为农民群众的自觉行动。通过政府、企业、农村集体组织和农民的共同努力，建立起农村可再生资源综合开发利用的长效机制，推动农村走一条经济、社会和生态协调发展的新路子。

[1]汪静，赵恒海.浅议中国农村可再生能源发展[J].资源与产业，2007(9):78-80．

[2]Wang X，Dai X，Zhou Y.Domestic energy consumption in rural China:a study on sheyang county of jiangsu province[J].Biomass and Bioenergy，2002(22)：251～256.

[3]田宜水.中国农村能源发展现状与“十二五”展望[J].中国能源，2011(5)：16-19.

[4]魏丹，韩晓龙.我国生物质能源开发利用现状及发展政策研究[J].2013(4)：131-132.

[5]国务院.国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)[R].2006.

[6]田宜水.2012年中国农村能源发展现状与未来趋势[J].中国能源，2013(3)：14-18.

[7]璐羽，车尧.生物质资源制约产业发展的问题及对策[J].中国科技论坛，2013(5)：76-80.