国外生物质能发展的经验与启示

孟小露，杨振燕，柳娥

（西南林业大学经济管理学院，昆明 650224）

1 生物质能概念界定及发展趋势

1.1 生物质能概念界定

生物质能（biomassenergy）是通过光合作用、化学转换形式储存在动植物枝叶、果实、根茎以及畜禽粪便的能量，近些年还发现城市垃圾和工业有机废水中也含有丰富的生物质。生物质能直接或间接的都可获得，是一种可再生能源，无穷无尽，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位[1]。生物质能特点比较突出，它包括再生性、清洁、低碳、替代优势和原料丰富等特点。按照来源和适合于能源利用的方式可将生物质能分为五大类，分别为生活污水和工业有机废水、农业资源、林业资源、城市固体废物和畜禽粪便等。

1.2 生物质能产业发展趋势

纵观全球，生物质能产业发展较好的有德国、美国和日本等国家，重点产业有沼气发电、掺混乙醇车用燃料和生物质燃料等。

1.2.1 生物质燃料进一步替代传统能源

全球生物质能燃料规模不断扩大。德国提高沼气发电总装机容量，预计到2020年达到950万kW；日本在车用燃料中掺混乙醇，预计到2020年比例将达到50%以上。到2025年，美国生物质燃料将重点替代中东进口原油，预计替代率为75%。到2030年，美国生物质燃料重点替代车用燃料，预计替代率为30%。此外印度、巴西和欧盟也分别制定了“阳光计划”“酒精能源计划”和“生物燃料战略”，在技术和政策的持续性和法律保障体系建设方面扩大了生物质燃料的应用规模。预计到2035年，全球约二分之一的传统能源将被生物质燃料替代。

1.2.2 生物质产业发展成本低于传统产业

在生物质混燃发电技术方面，成本将在2020年前低于普通燃煤发电成本。生物质直燃发电的技术方面，成本将在2025—2030年期间与燃煤发电技术成本持平。生物质气化发电技术方面，该技术可为未来生物质发电提供很好的发展途径，将在2030年发展成熟。生物质热电联产供热方面，成本将在2020年前与燃煤供热全成本持平。生物质锅炉供热方面，成本将在2025—2030年与燃煤供热全成本持平。

2020年起，与天然气相比，包括生物质热解气、生物质原料（不包括养殖畜禽便）在内生产的沼气成本更低。同时，与养殖场畜禽粪便制取沼气的成本接近，可相互补充与代替。生物乙醇（非粮淀粉类和糖类为原料）方面，成本在2022年与汽油成本持平。纤维素乙醇方面，成本在2025—2030年期间与汽油成本持平。

1.2.3 高值化生物基材料及化学品越来越受重视

目前，开发出低成本生物塑料和生物质染色剂、高分子单体乙二醇、军用特种燃油增能添加剂、己二酸、军用超低凝点柴油和高品质生物航油等高值化生物质产品，部分缓解了能源储备的紧张状况。开发高值化生物基材料及化学品成为未来发展趋势之一。

当前中美贸易摩擦正处于胶着时刻，美国经济与中国经济有很强的互补性，未来对外关系以中美关系为纲，应紧紧抓住国际和国内发展战略机遇期，如果能抓住时机，结合“另一半农业——农业生物质与生物质能源”的发展策略，将对我国今后乡村振兴的发展发挥重要作用。生物质产业得到了快速发展，生物质资源需求逐渐扩大。产业发展需求启示我们，应重视传统农林生物质发展并采取高效循环利用，积极发展包括藻类和能源植物等新型生物质能源。

1.2.4 多学科交叉多技术深度融合是大势所趋

目前在生物技术、高分子材料、现代信息技术、计算机技术和先进制造技术等领域取得的重大科学突破，生物质能的发展将迎来“互联网+”“大数据”和“人工智能”带来的更多新机遇，多学科相互融合。未来，网络化、智能化和多元化将成为生物质能开发利用的发展态势。

1.2.5 生物质能转换与生产深入发展

目前，为获得用于规模生产生物质能源产品尤其是液体燃料（如燃料乙醇、生物柴油）的原料，国外对能源植物的选育与种植开展了一系列的工作，主要是利用生物技术培育具有优质、高产和抗逆性强的能源植物，并通过大规模种植降低其价格，以获得更多生物质能原料。生物质能源转换利用技术呈现出多样化和商业化的发展趋势。目前，深入研发和形成规模化、产业化应用成为生物质液体燃料技术的发展的重点方向。裂解、生物柴油、燃料乙醇、生物质气化、致密成型和生物质直接燃烧等技术成为生物质液化燃料技术的主要发展趋势。

2 国外生物质能产业发展研究现状

2.1 国外生物质能研究现状

国外学者主要从生物质能产业的技术创新性、生物质能产业发展的影响因素以及政府支持力度等方面进行了细致的研究。瑞典总理称，2006年该国25%能源需求是依靠生物质能源来满足的，到2020年该国将成为全球首个不依赖石油的国家。Hektor（2002）通过对世界上各个国家已经实施的生物质能计划进行研究，并提出了国家在制定生物质能计划时应当考虑到所需要的全部因素，如自然因素、技术因素、劳动力因素和其它因素[2]。Jim Cook（2004）认为在生物质能产业发展过程中还需要解决两个问题，首先是成本过高的问题，过高的成本价格使得生物质能源在价格方面并不如一般的化石能源受欢迎；其次是如何提高生物质能源作物的利用率。在分析了瑞典开发利用生物质能经验的基础上，提出如果国家致力于发展生物质能产业，不仅可以有效缓解能源紧张的问题，还能促进经济发展，说明生物质能产业的联动效应是非常强的[3]。美国在2010年公布一系列计划用于加快生物质能源的发展，分别是生物质作物援助计划和联邦航空管理局的5年计划，这两个举措为生物质能源的进一步发展提供了有力支持，也将使得未来几年内美国的生物质能产业得到巨大发展[4]。Toklu（2017）的研究表明，土耳其生物质燃料占全国能源生产的比例高达14%，相当于3 300万t石油，生物质能在减缓气候变化和能源可持续性方面具有重要的作用[5]。Herbert，Krishnan（2017）认为生物质能源可以为社会经济发展做出贡献，产生的电能和热能可减少对化石燃料的依赖，它已被印度确定为未来能源需求的替代能源，今后会增加生物质能在家庭的使用[6]。Bilgili，Koc.ak 等（2017）通过研究实验表明，美国的生物质能源消耗降低了二氧化碳排放，提高了其人均国内生产总值，应在美国和其它国家推广[7]。

2.2 全球生物质能现行政策及具体做法

在全球能源图景中，可再生能源目标是一个定义特征，该特征源于国际可再生能源机构（IRENA）的新报告。国际可再生能源机构的“可再生能源目标设定”报告指出，2005年全球仅43个国家设定了最少一种类型的可再生能源目标，截至2015年已达到164个国家，翻了将近4倍。其中，设定了次级国家水平的可再生能源目标的有加拿大和阿联酋等国家。全球一半以上的发展中国家，都制定了可再生能源的激励政策，在迅速发展的可再生能源领域扮演着很重要的角色。

2.2.1 强制总量目标

分阶段明确可再生能源发展的总量目标，是世界上大多数发展生物质发电产业国家的成功经验之一。大多数发达国家是以国家制订一定时期内生物质发电的具体发展目标和计划制定发展生物质发电产业的思路，优惠政策充分运用市场经济的手段，以促进生物质能资源的投资和利用。

可再生能源发展总量目标制度是发展可再生能源最基本的制度。它由两个要点组成：第一是总量目标，指一个国家所采取的强制性手段对今后一段时间内可再生能源发展总量做出一种强制性规定，是必须实现的一个国家目标；第二是目标的实现途径，即可再生能源发展总量目标制度是现实的，这个目标必须有一系列配套的政策措施或机制予以保证。在这个体系中，总量目标和实现途径缺一不可。

德国积极发展清洁能源来进行能源升级转型，通过供热降低了二分之一的能源消费，如果应用生物热能在供热领域充分应用，将助益于清洁能源的发展。从更长远的目标来看，到2050年德国计划将能源消费减少二分之一，并计划进一步降低煤电的产量。

2.2.2 配置额

可再生能源发电配额制政策（Renewable Portfolio Standard，RPS）由政府强制规定，要求可再生能源必须达到电力产量或消费量的一定百分比。这项规定具有法律效力，是使不同地区都能均衡地发展可再生能源发电而做出的一个强制性规定。政府根据可再生能源发电的必要性和可行性确定可再生能源百分比目标，一般情况是按阶段递增，直至达到长期目标。对于地区间可再生能源资源和市场等情况的差异问题，在各地区（各电网）间的交易，采用配额比例相当的可再生能源电量的方式就可以很好地解决，这也是这项政策的优势。

2.2.3 绿色认证

绿色认证将市场机制和政策激励相结合，成为可再生能源配置的一项重要组成部分。对于市场交易的电力，绿色认证提供了简易核查指导流程，企业生产的绿色电力可按照流程来生产。在德国，电力企业出售绿色电力，想要提高定价，只有通过绿色认证才能获批。

2.2.4 专项补贴

国际上对生物质发电实施的专项补贴主要有公共财政支出补贴、投资补贴、产品补贴、用户补贴、费用分摊机制和信贷扶持等。例如：法国采取多种措施来补助低收入家庭的能源使用。

2.2.5 税收减免

政策分为两大类：一类是税收优惠，是针对利用的实施政策，包括减免增值税和所得税（企业所得税和个人收入税）、减免关税和减免固定资产税等；另一类是强制性税收政策，对非可再生能源如对化石燃料征收二氧化碳和二氧化硫排放税等。例如：法国政府降低30%的税收来鼓励改用可再生能源的家庭。瑞士的碳税融资政策提高温室气体排放税，对所有化石燃料征收二氧化碳税。此外还设定了增加碳中性能源使用和减少化石燃料消费等激励措施。

3 国外生物质能产业发展启示

3.1 能源激励政策促发展

法国、德国、美国和日本等国家都制定了相关能源激励政策，加快培育发展生物质能产业。我国在制定生物质能政策中可充分学习发达国家的先进经验，借鉴法国的减免税负、提供补贴和瑞士碳税融资等政策。未来在制定能源政策中可分阶段明确可再生能源发展的总量目标，制定配置额，采用将市场机制和政策激励相结合的绿色认证，补助低收入家庭的能源使用，提高温室气体排放税，减少化石燃料消费。

3.2 加强“一带一路”沿线各国交流与合作

引进国外先进的生物质设备与技术的同时，对现有技术进行吸收、消化和再更新，打破依赖进口思维，向建立拥有专利技术方向靠近。充分利用国内科研院所、大学和大型骨干企业资源组建重点实验室。针对能源植物、生物质功能材料利用领域，推进生物质领域人才的培育。立足中国的资源优势，吸收消化已有的先进生物质能源产业化技术，以优质原料培育技术、加工转换技术以及相关配套技术研究为突破口，通过增强自主创新能力，争取早日建成掌握先进技术的生物质能源产业化大国。目前，生物质能行业面对巨大的市场机遇与挑战，加强国际交流与合作，共同提升实力，推进生物质能产业发展融入“一带一路”沿线各国合作中。

3.3 结合实际实施合同能源管理

合同能源管理（EPC）是一种新型的市场化节能机制，是一种以节约的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。合同能源管理的客户可获得完整的服务链的服务，管理内容包括培训、能源效率审计、节能监测、原材料和设备采购、施工、运行维护和节能项目设计等。在中国，合同能源管理起步较晚，发展较慢。中国作为最大的发展中国家，能源消费较大。大量技术上可行、经济上合理的节能技改项目，都可采用合同能源管理模式。合同能源产业及节能服务产业在中国具有较大潜力。国家积极扶持合同能源管理，有望实现蓬勃发展。

3.4 坚持绿色生物质能产业发展

当前，生物质能产业受到了国内外政府和相关企业前所未有的重视，生物质能的发展将迎来快速成长期。我国提出加快调整能源结构，构建清洁低碳高效的能源体系，进一步体现了生物质能重要性。在乡村振兴战略、生态文明建设和农村能源发展的新时代背景下坚持绿色生物质能产业发展。未来生物质能的发展过程中，可持续发展的战略将放在突出位置。