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林伯強:完善政策導向 推進生物質能開發利用

林伯強:完善政策導向 推進生物質能開發利用

生物質能的開發利用由來已久,巴西早在1931年就規定其國內銷售的汽油必須添加2%-5%的無水乙醇。近幾年,高能源價格刺激和出於能源安全的考慮才使得生物質能真正為各國政府重視。生物質資源的利用形式主要是發電、製取可燃氣體及液體燃料等。各國對發展生物質能源的主要考慮有不同的側重點,但有兩個主要原因是相同的,即能源替代和環境保護。

曾經有一段時間,許多人認為生物質能源可以替代化石能源,使人類擺脫對傳統石化能源的依賴,減少溫室氣體排放。並且許多人認為,由於國際石油價格上漲和環境成本加大,生物質能源在經濟上已經可行。但事實上,生物質能源發展確實不盡如人意。生物質能源發展涉及許多重要方面,比如說,許多國家生物質能源主要以玉米等農作物為主要原料,當玉米通過加工可以轉化成乙醇汽油時,玉米已經具有能源屬性,不再是簡單的糧食,而是能源供應體系中的一部分,這樣玉米價格隨著能源價格波動,使能源安全與糧食安全相聯繫。

生物質能是可再生能源的一個重要組成部分,一般是指以生物質為載體儲存的化學能。生物質能原料來源廣泛,主要包括各種農林廢棄物、生活垃圾、禽畜糞便以及廢水廢渣等。生物質能的利用方式多種多樣,既可以用來發電,也可以加工成固體成型燃料,還可以轉化為多種氣體或者液體燃料,儲存和運輸都比較方便。因此,生物質能可以滿足各種形式的能源需求,這也是生物質能的一個優勢。生物質能總量比較豐富,目前主要以農林廢棄物為主,根據相關數據統計,2014年,農業廢棄物主要是農作物秸稈可利用總量摺合約4.4億噸標準煤,林業廢棄物約2億噸標準煤,禽畜糞便0.28億噸標準煤,生活垃圾0.12噸標準煤,廢水廢渣0.2億噸標準煤。

發展進程相對滯后

隨著2006年《可再生能源法》實施,可再生能源產業得到了較快發展。目前生物質能的主要利用方式有生物質發電,加工轉化為固體、氣體、液體燃料等。2014年生物質發電累積核准裝機容量為1423萬千瓦,併網約為950萬千瓦。生物質發電主要有農林生物質發電和城市生活垃圾發電。其中農林生物質發電佔比為59%,併網容量約為500萬千瓦,原料是各種農作物秸稈和林業廢棄物,主要集中在華中和華東等原料比較豐富的地區。垃圾發電併網約為423萬千瓦,原料以城市生活垃圾為主,主要分佈在大中城市周邊地區。生物質固體成型燃料主要用於各種鍋爐,原料以農作物秸稈和木屑為主,近幾年發展速度較快,2014年產量已達700萬噸。沼氣是農村利用生物質能的主要方式。沼氣利用在發展起步較早,近幾年也得到較快的發展。2000年,農村沼氣用戶約有848萬戶,到2013年農村沼氣用戶達4122萬戶,沼氣利用量每年約137億立方米。沼氣利用方式比較靈活,可以根據具體需要設計不同的規模。一般來說,農村戶用沼氣的規模相對較小,在一些農村地區也建立一些中型的沼氣設備集中使用。除一般家用沼氣之外,一些規模相對較大的沼氣工程也得到了一定程度的發展。

但是相對於能源消費總量的規模,生物質能發展仍然相對緩慢。從規模和發展速度來看,生物質能與其他可再生能源形成鮮明對比。2014年水電利用量241百萬噸油當量,位居世界第一,佔全球水電總量的27.4%。非水可再生能源利用總量53百萬噸油當量,僅次於美國的65百萬噸油當量,其中風電發電量佔全球總量的22.4%,光伏發電佔15.7%,都位居世界第二。從增速上看,2014年風電新增裝機容量2319萬千瓦,佔全球新增裝機容量的44.9%,遠超其他國家。2014年光伏新增裝機1056萬千瓦,也位居世界首位。風電裝機容量已從2005年的106萬千瓦增加到2014年的9637萬千瓦,太陽能併網容量也從7萬千瓦增加到2805萬千瓦。而2014年生物質發電累積併網裝機容量為950萬千瓦,美國最多,為1610萬千瓦,德國為880萬千瓦。現階段生物質液體燃料主要有燃料乙醇和生物柴油兩種,發展速度也相對緩慢,2014年產量分別為28億升和11億升。在總量上,雖然位於全球第四位,但是與美國和巴西的差距非常大,美國的燃料乙醇和生物柴油產量分別為543億升和47億升,遠高於。從增長速度來看,即使在低油價的背景下,前兩位的美國和巴西2014年的增長速度為3.9%和1.6%,僅增長0.3%。

由此可見,生物質能源的幾種主要利用方式發展都相對緩慢。然而,與其他可再生能源不同,生物質能源現階段的主要原料是農林廢棄物以及生物垃圾等,如果不能得到合理利用,不僅是一種資源浪費,更會對環境產生負面影響。因此,發展生物質能源具有環境保護與發展新能源的雙重意義。即使發展困難重重,也不應該被忽視。

生物質能源發展緩慢的原因是多方面的。其中主要一個原因就是原料的供應問題,這是由生物質能源自身特點決定的。耕地有限(相對於人口),農產品很難實現大幅增產(相對於目前生產水平),生物質資源不足,這是規模發展生物質能源的首要障礙。此外,農林生物質發電所需的農作物秸稈搜集比較困難,成本比較高。垃圾發電也存在類似的問題,由於沒有實行垃圾分類,垃圾熱值不高,焚燒過程中可能產生有毒物質,對周邊環境造成危害,因此常常遭到周邊百姓的抵制。以食用糧為原料的生物質液體燃料可能會威脅到糧食安全,並且現階段以微藻等轉化燃料的技術還不夠成熟。

發展存在新問題

近年來,生物質能源發展也出現了一些新的問題。目前農林生物質發電標杆電價的標準是2010年確定的0.75元/千瓦時,垃圾發電標杆電價是2012年確定的0.65元/千瓦時。與光伏發電技術不同,生物質發電與火電類似,其中主要設備如鍋爐、汽輪機等技術相對比較成熟,成本下降空間不大。光伏和風電在建成之後,只需要少量人員維護,不需要大量的勞動力。然而,生物質發電所需的原料如農作物秸稈,城市生活垃圾的搜集和運輸需要較多的人力勞動,發電過程中也需要較多數量的勞動力。由於勞動力成本在不斷上升,從整體上來看,生物質發電成本並沒有明顯下降,很多地區還有所上升。這與光伏發電成本較快下降形成了鮮明對比。因此,現行的標杆電價對於很多地區生物質發電來說已經不能滿足要求。

2016年底,國家發改委發布《關於調整新能源標杆上網電價的通知(徵求意見稿)》,提出從2017年1月1日以後併網的農林生物質發電、其他生物質發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋氣發電、沼氣發電等新能源發電項目標杆上網電價,由各省(區、市)價格主管部門確定繼續執行國家制定的標杆電價或根據本地實際情況研究制定標杆上網電價。目前大部分地區還沒有出台明確的標杆電價政策。

非糧生物質液體燃料的技術還不成熟,與光伏和風電相比,國家在相關領域的科研支持和投入還相對較小,技術發展比較緩慢。以能源植物來說,由於各地區的氣候和自然條件不同,適合的品種和轉化技術也不一樣。但是發展能源作物和配套產業的周期較長,地方缺乏積極性,國家也沒有系統的規劃和指導。因此,生物質液體燃料的規模還相對較小。生物質成型燃料可以替代燃煤鍋爐,可以減少大氣污染。雖然生物質固體成型燃料的加工生產相對比較簡單,但是長距離運輸成本較大,國家在該領域缺乏相關的支持,致使生物質成型燃料推廣較慢。農村沼氣的使用有諸多益處,在國家的補貼下,很多農村地區也建成了沼氣設施,但是總體運行狀況並不理想。農民繼續使用的積極性不高。主要原因在於很多地區沼氣原材料種類較多,在使用過程中不當操作造成設施損壞,產氣量下降。在沼氣建成后,後期維護跟不上,很多地區建成的沼氣設施被荒廢。

石油對外依存已達63%。與其它石油消費國一樣,尋找石油替代是降低油價衝擊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,但都有一個量和價的問題:替代量太小,代價太高。從價格和可行性看,生物質能源是一個比較接近的替代,儘管問題很多,發展燃料乙醇及生物柴油等生物質能源也應該是實施替代能源的戰略之一。

相關政策建議

可以說,生物質能源的發展還處於起步階段。在生物質能源發展的鼓勵政策上,政府必須十分慎重和具有選擇性。在扶持發展生物能源的過程中,政府除了應當把握不能「與糧爭地」的基本原則,還必需用相應的財稅扶持政策鼓勵技術進步和企業提高效率。針對現階段生物質能源發展存在的問題,筆者提出以下幾點政策建議。

第一,對於生物質發電,在政府的指導下,根據各地具體情況,對當地生物質發電成本進行核算,適當提高上網標杆電價。政府在總量規劃上進行指導,可再生能源基金上給予一定的補貼,提高地方發展生物質發電的積極性。生物質液體燃料未來發展前景廣闊,要進行總體規劃。微藻可以利用近海養殖,不佔用土地,可能是未來液體燃料的一種主要原材料。因此,要加快微藻培育和轉化技術的研發。

第二,對於邊遠地區來說,農民做飯取暖全靠燒柴燒煤。在這些地區發展生物質能源的好處很多:首先技術裝置不複雜,適合農村的特點;其次原料充足,可利用秸稈、柴草、穀殼、刨花等在農村隨處可見的廢料造氣;三是節省煤炭、減少室內污染;最後,由於不是規模利用,對耕地糧食影響不大。因此,因地制宜地利用生物質能源的確為農民提供了一條新能源的可持續之路。

第三,有大量的邊際土地,能源作物未來也很有可能是一種重要的原料,考慮到能源作物發展的地區性差異,該領域的科研資金應該向地方農林科研機構傾斜,各個地區根據當地特點,發展適合的能源作物和相關產業。對於生物質成型燃料,推進對燃煤鍋爐的替代,特別是在城市地區,對於減少霧霾有積極作用。生物質燃料從農村地區加工成型運輸到城市距離相對較遠,成本較高,需要給予一定的補貼和支持。農村沼氣一直是生物質能源的重要方面,目前的發展關鍵在於後期使用過程中的維護。因此,在沼氣池建成后,可以確定相關責任人,在後期使用過程中幫助農戶解決使用中的困難,責任人可以是政府農技服務人員或者是沼氣設備的售後服務人員。

第四,耕地有限(相對於人口),農產品很難實現大幅增產(相對於目前生產水平),生物質資源不足,這是規模發展生物質能源的首要障礙。因此,生物質能源可以是新能源戰略的重要一環,但作為能源替代應該是一個補充,不能誇大它的替代作用。

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