浅谈生物质资源利用现状及对策

（1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室）

浅谈生物质资源利用现状及对策

刘 鹏1,2，李 勇1,2※，闫树军1

（1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室）

文中阐述了国内外生物质能源的发展状况，梳理了生物质能源获取的常用技术，对发展生物质能源的战略意义进行了总结，并分析了当前生物质发展原料运输，技术装备的问题，对其提出了相应发展建议，可为生物质能源理论研究和产业发展提供参考。

生物质能源；应用；现状；对策

0 引言

生物质是地球上唯一可转化为气，液，固3种能源形态的可再生能源，也是仅次于煤炭、石油和天然气，位居第四的消耗能源[1]。开发和利用生物质能源有助于CO2，SO2减排和国家的环境改善[2]。可实现CO2近零排放，是CO2减排的重要途径之一[3]。人类赖以生存的重要能源中包括生物质能源，在整个能源消耗系统中生物质能源占具十分重要的地位[4]。生物质能占世界一次能源消耗的14%[5]。中国工程院院士王涛预测，到2050年，人类使用的能源一半来自于生物质能源。

1 生物质能源产业发展现状

1.1 国外生物质能源产业发展现状

世界各国政府已将发展生物质能源产业作为一项重大的国家战略来进行。2009年，欧盟生物质能源的消费量超过1.43亿t标准煤，约占欧盟能源消费总量的6%；2012年，美国出台的新农业法案以财政补贴促进生产燃料乙醇的玉米产量增长，玉米价格上涨使得支撑农产品高价的手段得到了加强，并于2013年4月发布《生物质创新计划项目》开发生物质运用到飞机和船只。截至2012年底，美国生物质能源发电量的75%属于直接燃烧发电，总装机容量将达到22 000MW，预计到2020年将突破40 000MW。美国生物质能源的利用达1.36亿t标准煤，占美国消耗能源总量的4%。在瑞典，生物质能源利用率已经达到了32%，粮食乙醇、固体成型燃料、沼气等技术已经比较成熟，形成了一定的产业规模[6]。美国乙醇产量约为2 059万t，欧盟共有约67个乙醇生产厂，其中生产乙醇能力大约536万t，乙醇产量大约为275万t[7～9]。部分生物质能源，如生物柴油等已经实现了一定的突破，进入产业化初期，产业得到了快速发展[10]。

1.2 国内生物质能源产业发展现状

如表1所示，我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约为46000万t标准煤，目前我国己利用生物质资源总量约为2200万t标准煤，还有约为43800万t可作为能源利用。我国建成大中型沼气厂4700多处。燃料乙醇产量已接近172万t，折合为标准煤达到246万t。生物柴油产能140万t，产量40万t。目前，我国大约有200家生物质固化成型燃料生产厂，总产量达到200万t，产品主要用于环保要求较高的城镇锅炉的替代燃料[11～12]。

但是，还有许多新兴生物质能技术正处于技术研发与示范阶段，如纤维素燃料乙醇和生物质合成燃料，还有能源藻类技术等。生物质能源转化工艺可以借鉴煤、天然气工业中已有的醇醚合成工艺研究成果和产业化经验，费托合成工艺使其更容易实现产业化[13]。“十三五”期间，我国生物质能源将大面积推广。

2 生物质能源常用技术对比分析

各种生物质能源常用技术及优缺点对比分析见表2。

3 存在问题

3.1 原料成本因素

当前高昂的原料成本是阻碍生物质能源产业大规模发展的主要瓶颈之一。原料占生物质发电总成本的70%以上，占生物柴油生产总成本的70%～90%。农业生产的季节性和分散性影响着生物质燃料生产的连续性和集中性。原料在收集、贮存、运输等方面难度较大，供给不稳定，制约着生物质发电、固体成型以及燃料乙醇、生物柴油企业的建设规模[6]。

3.2 技术体系问题

2013年，我国煤炭消费量达到36.1亿t、煤炭净进口量达到3.2亿t、石油消耗量达到4.98亿t。我国目前以化石能源为主要能源，可再生能源占我国能源消费的比例仅为12%[15]。据不完全统计，目前我国可利用的生物质资源量达3.0亿t标煤，实际利用率仍然偏低[16]。截止目前，尚未在能源体系中发挥重要作用。同时生物质能源技术自动化程度和系统集成度低，存在系统运行成本高、稳定性差、效率低等问题，很难在生物质能源高效转化上实现经济性能和效率两方面的双重突破。

表2 各种形态的生物质能获取的常用技术对比分析

总之，生物质能源产业开发整体方向不明确；生物质能源产业政策法律法规不健全；生物质能源产业研发基础理论，关键技术，成套设备，产业模式等不成熟；用于生物质培育的土地资源匮乏；产品市场不健全[17～20]。

3.3 生物质能源发展的争议焦点

3.3.1 生物质能源与我国粮食安全

我国生物质能源产业开始于21世纪初，起初的主要目的是处理陈化粮，利用玉米和小麦为原料来生产乙醇。2005年我国已经成为世界第三大乙醇生产国[21]。因受到2007年我国粮价上涨的影响，生物质能源在国内引起了广泛关注，“与人争粮”、“与粮争地”、“人车争粮”等字眼一度出现在生物能源研究中。

在我国禁止以粮食为原料生产生物质能源的背景下，我国生物质能源研究方向转向为使用非粮食原料和边际土地的利用上。研究表明，我国非粮食生物质资源丰富，只要合理开发和利用，不但不会威胁粮食安全，反而能保障粮食生产[22]，从而解决与粮食争地的冲突。

3.3.2 能源植物与粮食作物

生物质能源的发展必须与生态治理及环境保护相结合，与农业结构调整及中低产田改造相结合。只有在充分考虑生态治理与环境保护的前提下，才能有助于缓解“三农”、能源和环境问题[23]。

4 发展建议

4.1 国家政策

生物质能应用技术的研究，现阶段主要是从环境保护、生态环境的角度出发，从长远来看，将会弥补资源有限性的缺点。因此，生物质能源的开发与利用，其社会效应将远大于经济效应。现阶段，需要国家的政策扶持和财力支撑。国家应该制定相关政策，支持和鼓励企业投资生物质能源开发项目[24]。运用税收政策对生物质能的开发与利用给予支持，对生物质能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠[25]。在产业政策支持方面，建议从生物质原料收集、运输、产品生产以及销售等各环节入手，以国家战略规划重大专项为依托，完善相关法律法规和配套服务，加大对生物质能源企业的基础研发和产业化的扶持力度，同时搭建行业发展所必需的法律框架、政策环境和创新平台，建设利益调节机制，充分调动企业的创新积极性，促进企业合理有序的竞争和产业健康的发展。在重大国家专项资金支持的基础上，建议积极鼓励和采取有效措施，促进多元化和多渠道投融资机制的建立，积极鼓励和促进地方政府、企业以及社会资金的大力投入，确保生物质能源产业持续健康稳健发展。

4.2 提高技术

中国的生物质能源技术研究和应用起步时间晚，很多生物质能源关键技术尚未得到解决，为了加快发展我国生物质能源技术，应该引进国外先进技术和相关先进设备。坚持引进消化吸收与自主研发相结合的技术路线，同时积极加强我国科研投入力量，并坚持引进消化和创新相结合[26]。

4.3 大力宣传，提高社会意识

全社会应加强宣传力度，广泛而又深入的开展生物质能的宣传活动工作，不断提高全民的能源危机意识、节约意识和忧患意识，搞好生物质能利用宣传，宣传生物质能利用典型，使生物质能深入人心[27]。

4.4 加快产业链建设

生物质能源生产过程是由许多环节组成的，包括技术研发，原料生产，能源转换，销售，使用，所有这些环节形成一条完整的产业链。通过对整条产业链上各参与单位的组合，协调和整体化布局，提高产业链生产效率，实现效益最大化。通过提生物质能源产业链上同类型企业集中度，采用打造生物质能源产业园区和生物质原料生产基地等方式扩大产业规模，降低成本[10]。推动生物质燃油产业化进程，明确其“十三五”具体发展目标。

4.5 加强生物质能产品多元化和综合利用研究

生物质资源分布特征，原料特征以及市场对能源产品需求的多样性，决定了生物质能生产需要采取产品多元化和综合利用的发展战略。燃料乙醇、生物柴油、生物燃气（热解气化燃气、生物沼气）等技术需要独立发展一些具有更高附加值和应用潜力的产品技术，例如航空燃油、多元醇也需要发展[28]。

5 结语

生物质能源的有效利用可有效缓解秸秆露天焚烧、煤炭燃烧和PM2.5与雾霾等带来的环境压力，而且有利于减少我国CO2排放量，同时，我国能源需求增长旺盛，油气进口集中，对外依存度持续攀高，能源安全隐患突出，生物质能具有补充化石能源的急迫需求。

生物质能源与农业生产、工业利用、社会服务、生态环境保护、能源供给和人民生活紧密联系，是一项复杂和庞大的系统工程，需要政府多方面、多部门、多层次利益相关者的密切配合和协调。政府应尽快制定和完善相应的政策、法规和标准，加强软环境建设。重点支持已成雏形的生物柴油、生物质发电、生物质燃气和成型燃料等生物质能产业发展，突破生物质能源大规模低成本生产的关键技术，重点支持纤维素燃料乙醇等纤维生物质液体燃料的关键技术研发，加强科技创新平台建设，推动生物质能源产业健康、有序、稳步发展[6]。

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Biomass Energy Situation and Development Countermeasures

LIU Peng1,2,LIYong1,2※,YAN Shu-jun1

(1.Collage ofmechanicaland electricalengineering,Tarim University,Alar,843300,Xinjiang,China;2.Xinjiang Uygur Autonomous Region General InstitutesofHigher Education Key Lab ofModern Agriculture Engineering.)

The development statusof biomassenergy were expounded at home and abroad,combed the general techniquesof biomass energy access and summarized the strategic significance for developing biomass energy,analyzed the current existing problemsof development of biomassenergy and gave the suggestionson development.It can provide the reference for theory research and industrialdevelopmentofbiomassenergy.

Biomassenergy；Application；Status；Countermeasures

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.05.012

S233.2

B

1007-7782（2016）05-0042-04

2016-10-02

塔里木大学和中国农业大学联合基金（ZNTDLH1504）

李 勇