碳中和背景下的生物質能發(fā)展新機遇

生物質能在“熱-電”、儲能上有共同優(yōu)勢，并能帶來“負碳”時機

生物質是一種生態(tài)友好的零碳動力，與當下其他商業(yè)化使用的動力比較，具有明顯的優(yōu)勢。

榜首，生物質能環(huán)境外部性較低，利于完成循環(huán)經濟。比方，生物質發(fā)電為處理使用農林廢棄物供給了一種有用方法，有助于減少秸稈露天燃燒及其所帶來的環(huán)境污染。此過程中，生物質燃燒后發(fā)生的灰渣還可作為有機肥料使用，從而完成農林廢棄物的循環(huán)使用、“變廢為寶”。此外，工業(yè)出產中推進生物質燃料代替煤炭也是一種生物質資源再使用的方法，并有助于完成工業(yè)范疇的碳減排。

第二，生物質能的使用，可以一起處理電和熱的問題，這是風電、光伏發(fā)電等其他可再生動力使用方法不具備的優(yōu)勢。由于技能、用地的限制以及風光水可再生動力的特性，未來我國會集大規(guī)劃地選用熱泵技能經過電氣化的方法處理供暖問題，現(xiàn)在看仍面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，另一種或許性是未來的新式電力系統(tǒng)中仍保存一部分火電，并使其一起供熱(下文將打開論及)。那么，在此情景下，生物質能將一起在供電供熱中發(fā)揮效果，并且顯現(xiàn)出其零碳的優(yōu)勢。

第三，生物質可助力處理不一起間標準的儲能問題，為構建以可再生動力為主體的、安全穩(wěn)定的新式電力系統(tǒng)供給支撐。就此而言，生物質可以作為處理不一起間標準儲能問題的動力挑選，包含小時級、跨天、跨周甚至是跨時節(jié)的。

第四，生物質帶來了完成負碳的時機，有助于大力推進村莊振興。生物質資源在其成長過程中有用吸收了大氣中的二氧化碳，盡管作為燃料或工業(yè)質料的過程中會把二氧化碳排放到大氣中，但從全周期的視點來說可以完成二氧化碳的“凈零”排放。在此基礎上，假如結合CCS技能，將其排放的二氧化碳捕集并封存，則可以完成名貴的二氧化碳的“負排放”，這無疑會助力碳中和方針的完成。這樣的布景之下，可以預見，生物質工業(yè)的進一步開展將會帶動村莊經濟增長、助力消除村莊動力貧窮問題，完成村莊振興。

面臨規(guī)劃化商業(yè)化瓶頸，需捉住“碳中和”機會有所打破

生物質在我國并非新生事物，已閱歷了必定時刻的開展。但是，到現(xiàn)在，我國生物質工業(yè)開展規(guī)劃依然有限。以電力行業(yè)為例，依據國家動力局的信息，到2021年底，我國生物質能發(fā)電裝機達3798萬千瓦，僅占可再生動力發(fā)電裝機總量的約3.6%;比較之下，風電和光伏發(fā)電裝機已分別到達3.28億千瓦和3.06億千瓦。究其底子，有兩方面的原因值得評論：

一是多方面因素的限制導致生物質并沒有構成大規(guī)劃的商業(yè)化。與現(xiàn)已可以完成會集式、規(guī)劃化使用的煤炭、汽油、天然氣、風能、太陽能等動力不同，生物質資源的規(guī)劃化使用面臨資源散布散、規(guī)劃廣、堆積密度較低等限制因素，使得其搜集、貯存、加工、運送同其他動力存在很大不同、更具難度，因而沒有構成完好的工業(yè)鏈，商業(yè)化規(guī)劃不行。從生物質的本身特色看，與煤炭、石油、天然氣等化石動力比較，生物質的能量密度比較低，所以平等體積或質量所能發(fā)生的熱量亦相對較低;從可得性與規(guī)劃性看，生物質資源的散布相對渙散、規(guī)劃廣并且很難直接拿來即用，因而導致其搜集、貯存、加工、運送的本錢較高，阻礙了完好工業(yè)鏈的構成，限制了規(guī)劃化的開展;從技能來看，當時在我國，生物質先進技能的使用總體處于不行老練的階段。發(fā)達國家在生物質資源使用和產品制作范疇具有明顯先發(fā)優(yōu)勢，核心技能的獨占使得我國對生物質轉化使用的許多要害技能和要害設備都依賴進口;從方針上看，長期以來，鼓舞方針與鼓勵辦法缺位，加之一些早期演示項目以失利告終，也使得生物質能沒能像其他可再生動力相同取得應有的方針扶植與更多的商場決心。綜上，本身特色、集儲效率、運送本錢、技能設備、方針辦法、商場決心等各方面因素歸納效果下，生物質能開展面臨工業(yè)本錢高、規(guī)劃化出產有限的問題，沒有構成大規(guī)劃的商業(yè)化使用。

二是生物質能此前并沒有遇到革新性的大開展機會。碳中和方針的樹立給未來我國動力開展提出了巨大且急迫的系統(tǒng)性革新的要求，這種系統(tǒng)性革新則為生物質能的進一步開發(fā)和使用供給了難得的要害。燒柴做飯是人類對生物質能最原始的使用，依據動力階梯理論，此階段使用的生物質能處于動力階梯的最低一級“初始動力”，在其之上階梯的則是“轉型動力”(木炭、煤炭、火油)、“優(yōu)質動力”(電力、液化石油氣/天然氣、沼氣)。但是，在碳中和帶來的機會之下，生物質將或許以不同的方法出現(xiàn)在不同的使用場景中，它在動力品種的階梯上很或許會完成等級的跨過。尤其是在未來清潔電力、熱電聯(lián)供這兩者的共同需求之下，生物質能不僅可以助力清潔發(fā)電與清潔供熱，更有時機完成負碳排放。在碳中和布景下，生物質能發(fā)揮效果的舞臺必將愈加廣闊。

生物質能在電力與熱力的清潔供給上具有共同效果，不該簡單與風光作比較

首要，從性質上來講，生物質能與風能、太陽能有底子的不同，因而其在電力系統(tǒng)中的效果也會不同。在未來，生物質能并不是要簡單追求在整個電力系統(tǒng)中奉獻的發(fā)電量比例到達多高，而是要在系統(tǒng)中扮演共同的角色。

可再生動力的間歇性特色將會處以風、光為主的新式電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來必定挑戰(zhàn)。比方，一旦連續(xù)幾天沒有風，或許繼續(xù)陰天，再抑或趕上冬季枯水期，系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題將凸顯出來。當時的電化學儲能技能只能敷衍小時級的削峰填谷，更長時刻標準的儲能問題沒有找到在經濟性和技能可行性上都已老練的零碳處理計劃。因而，為了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需求保存必定比例的火電——在當時已有和可預見的技能條件布景下，各界在這一點上基本是有一致的。那么，進一步的問題將是，這部分火電的燃料來歷是什么?假如以未來零碳的情形作為起點，或許的挑選則包含：煤電加CCS/CCUS(碳捕獲與封存/使用)，或用綠氫來代替煤，再或許用生物質代替煤。

這也是為什么說生物質能的經濟可行性，需求與CCUS、氫能在跨時節(jié)儲能的使用等技能的經濟可行性進行比較。生物質能要承當?shù)娜蝿帐窃谖磥淼男率诫娏ο到y(tǒng)中處理風、光發(fā)電所帶來的不穩(wěn)定性問題。現(xiàn)在看，這個問題是電化學儲能、抽水蓄能暫時無法處理的。

除了發(fā)電外，生物質另一個共同的角色在于供熱。供熱是完成碳中和過程中最難處理的問題之一。它直接關乎民生，動力需求量極大，有必要穩(wěn)定且有保證。碳中和布景下，未來北方地區(qū)的供熱問題怎么處理，現(xiàn)在的評論首要涉及兩種方法：一種是考慮會集式的供熱，用可再生動力發(fā)的電經過熱泵來供熱;另一種是保存現(xiàn)有的熱網，如此則仍需保存一部分火電。

現(xiàn)在來看，榜首種方法面臨幾方面的挑戰(zhàn)：一是我國的城市人口密度很大，尤其在冬季，即光伏發(fā)電與水電處于低谷的時期，或許需求添加十分多的裝機量，才干保證供暖所需的電力供給，而這或許會使得電網不堪重負;二是在現(xiàn)有的技能條件下，城市沒有足夠多的土地空間來安裝會集的供熱熱泵;三是在這種狀況下，熱網等基礎設施存在在未來變?yōu)槌翛]資產的危險。

盡管咱們對電氣化抱有很高期待，也在南邊和北方的村莊及小城鎮(zhèn)大力支撐相關作業(yè)。但筆者認為，根據我國的國情，在人口會集的北方大中城市，第二種方法更有可行性優(yōu)勢，即——將來新式電力系統(tǒng)中還需求一部分火電，一起這部分火電還可以發(fā)揮供熱的效果。在此過程中，生物質能將有時機在供電供熱兩方面都發(fā)揮其零碳的優(yōu)勢。

因此，生物質能在未來整個的新式電力系統(tǒng)中，未必會奉獻最大比例的發(fā)電量，但它在電力和熱力的清潔供給上必定可以發(fā)揮共同而要害的效果。

應推進生物質能多元化開發(fā)使用

生物質能的開發(fā)使用具有多元性。生物質發(fā)電是最老練、開展規(guī)劃最大的現(xiàn)代生物質能使用技能，北歐國家、德國及美國處于世界領先水平。我國的生物質發(fā)電起步較晚，當時開展規(guī)劃依然有限。如上文提及，到2021年底，我國生物質發(fā)電累計裝機達3798萬千瓦，占可再生動力發(fā)電裝機總量的約3.6%，生物質發(fā)電量為1637億千瓦時，占可再生動力發(fā)電總量的約6.6%。從生物質發(fā)電累計并網裝機狀況來看，我國當時以廢物燃燒發(fā)電、農林生物質發(fā)電為主，沼氣發(fā)電僅占3%左右。生物質發(fā)電的技能分類豐厚，包含直接燃燒、混合燃燒、廢物燃燒、沼氣、氣化發(fā)電等。在生物質能發(fā)電技能使用的初期，有必要推進多元化的開發(fā)及試點工程，這樣有利于摸清不同生物質發(fā)電技能在不同使用場景下的效果和優(yōu)劣勢，進而可以量體裁衣地推進生物質發(fā)電技能不同場景下的規(guī)劃化使用。與此一起，未來假如可以規(guī)劃化使用BECCS(生物動力與碳捕獲和貯存)技能，生物質發(fā)電將或許發(fā)明負碳排放，從而可以為完成碳中和方針做出巨大奉獻。

生物質清潔供暖是另一個頗具潛力的使用場景。如上所述，生物質能在供給清潔電力和清潔熱力方面具有共同優(yōu)勢，因而在未來，一方面可以量體裁衣推進生物質發(fā)電向熱電聯(lián)產轉型晉級，另一方面可開展以農林生物質、生物質成型燃料等為主的生物質鍋爐，為人口密布的大中城市及城鎮(zhèn)區(qū)域供給會集供暖。就生物質固體成型燃料技能而言，歐美處于全球領跑水平，這首要得益于其標準系統(tǒng)較為完善，并構成了從質料搜集、儲藏、預處理到成型燃料出產、配送和使用的整個工業(yè)鏈。歐洲是生物質成型燃料的首要消費地區(qū)，其中瑞典生物質成型燃料供熱約占其供熱動力消費總量的70%。這顯現(xiàn)出，樹立完好工業(yè)鏈的重要性以及生物質能在清潔供暖中的巨大潛力。

當時，生物液體燃料已成為最具開展?jié)摿Φ拇嫒剂希陔姎饣療o法處理的交通動力范疇，生物液體燃料供給了名貴的零碳處理計劃。在生物柴油范疇，我國相關行業(yè)技能在國際上處于榜首梯隊，是位居美國之后的全球生物柴油第二大技能來歷國，我國生物柴油專利申請量的全球占比為17%(到2021年9月)。2021年我國生物柴油產值約150萬噸，占全球產值約3.6%，坐落歐盟、印尼、美國、巴西等經濟體之后。在生物航油技能上，我國現(xiàn)已取得了打破，完成了生物質中半纖維素和纖維素共轉化合成生物航空燃油，現(xiàn)在已在國際上率先進入演示使用階段。此外，二代乙醇作為車用及航空燃料，生物甲醇、綠氨作為車用及船運燃料(尤其是遠洋)，都是生物液體燃料在未來具有潛力的使用場景，相關技能正處于打破或實驗階段。在此方面，《“十四五”可再生動力開展規(guī)劃》提出要支撐生物質液體燃料范疇的先進技能裝備研發(fā)和推廣使用，將推進不同場景下的生物液體燃料技能加快從“實驗”到“使用”的打破。

生物天然氣是電力、供熱、交通等范疇可以使用的一種重要零碳動力。早在2019年，國家發(fā)改委、國家動力局等十部委聯(lián)合下發(fā)的《關于促進生物天然氣工業(yè)化開展的輔導意見》就提出，到2030年生物天然氣年產值超越200億立方米的方針。據相關測算，我國生物天然氣每年生物天然氣可開發(fā)潛力高達600億立方米，可是到2020年，我國實踐年發(fā)生物天然氣不到1億立方米。這顯現(xiàn)出我國生物天然氣的開展依然處在起步階段，一起也意味著巨大的潛力。亦如《“十四五”可再生動力開展規(guī)劃》所提出的，應當有用使用好我國農林養(yǎng)殖業(yè)資源豐厚的優(yōu)勢，將糧林畜會集出產區(qū)統(tǒng)籌和諧，樹立以縣域為單位的工業(yè)系統(tǒng)，活躍開展生物天然氣演示項目。此過程中，籌建較大標準(千萬立方米級)的生物天然氣工程十分必要，如此可以經過同城市燃氣管網并網、多元化使用(車輛、鍋爐、發(fā)電)，大大促進生物天然氣的規(guī)劃化使用，加快動力系統(tǒng)的脫碳進程。

生物質能的多元開發(fā)使用關于完成村莊振興含義重大。如《“十四五”可再生動力開展規(guī)劃》所提及，加大生物質能的開發(fā)使用，進步農林廢棄物資源化使用率，將助力村莊人居環(huán)境整治提高;生物質能及其他可再生動力在取暖工程中的使用，有助于改善村莊供暖條件，并助力城鄉(xiāng)融合的清潔供暖系統(tǒng)的構建;建造以生物質成型燃料加工站或物質鍋爐等為主的村莊動力站，則可完成村莊可再生動力資源的集約開發(fā)和高效運營辦理;建造大標準的生物天然氣工程，也將有助于帶動村莊有機廢棄物處理、有機肥出產和消費、清潔燃氣使用的循環(huán)工業(yè)系統(tǒng)樹立——這些均為消除村莊動力貧窮、擴大村莊可再生動力的歸納使用，以及推進村莊社會經濟可繼續(xù)開展帶來新的機會。

生物質能開展仍需更多行業(yè)研判

去年，《中共中央國務院關于完好準確全面貫徹新開展理念做好碳達峰碳中和作業(yè)的意見》以及《2030年前碳達峰舉動計劃》等文件，都說到了活躍推進生物質能的開展;《中共中央國務院關于做好2022年全面推進村莊振興重點作業(yè)的意見》也說到，要“推進村莊光伏、生物質能等清潔動力建造”。在此基礎上，本年5月由國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”生物經濟開展規(guī)劃》，連同6月由九部委聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”可再生動力開展規(guī)劃》，也都對生物質動力的開展提出了詳細作業(yè)重點和開展方針。這一系列相關方針文件的出臺關于未來生物質的使用和開展無疑是十分利好的信號，也說明從各個視點、各個范疇，生物質能作為一個工業(yè)所遭到的注重程度在不斷提高。但是，要指出的是，盡管國家層面的許多文件為生物質能開展指明晰大方向，但多為定性的方面，關于未來生物質能開展的研判依然需求更多量化的分析與研討。

從生物質資源的可獲取性上看，我國一年的動力消耗大約是50多億噸標準煤，此布景下生物質動力的使用潛力怎么，現(xiàn)在并沒有很好地構成一致。由我國工業(yè)開展促進會生物質能分會等機構編制的《3060零碳生物質能開展?jié)摿λ{皮書》顯現(xiàn)，當時我國生物質資源作為動力使用的開發(fā)潛力約為4.6億噸標準煤。根據與清華的聯(lián)合研討，動力基金會近期發(fā)布的《村莊清潔用能系統(tǒng)助力減污降碳及村莊振興——我國村莊散煤管理歸納陳述》顯現(xiàn)，全國可使用的各類別生物質動力資源總計約合9.28億噸標準煤。在此基礎上，不同類型的生物質資源的搜集本錢、可開發(fā)性怎么?此外，咱們還需求更細致地去評估它們的商業(yè)化使用等級。

從定位上看，還需求進一步分析研判，未來新式電力系統(tǒng)中托底保供的電力需求是多少?火電的需求是多少?這些火電由什么燃料來供給?它與供熱之間是什么關系?

從技能上看，生物質使用的技能繁復，這些不同技能的詳細使用場景分別是什么，潛力怎么?不同技能中哪些是更先進的，哪些有助于提高農民收入與生活質量，可以助力村莊振興戰(zhàn)略并有用支撐碳中和戰(zhàn)略?

從商業(yè)形式上看，之前生物質能無法大規(guī)劃商業(yè)化的癥結之一，是在商業(yè)形式和可付出性方面帶來的財政不行繼續(xù)問題，未來假如本錢下降的話，或許說假如國家方針也像此前推進風電、光伏發(fā)電相同支撐生物質能開展，那么商業(yè)形式和投融資形式是否就必定可以構成?其他的影響因素還有哪些?

以上這一系列問題都需求咱們進一步地深入分析與研討。現(xiàn)在，動力基金會也正在推進一些相關的作業(yè)，包含：支撐村莊散煤的生物質代替的研討，對生物質使用技能以及試點作業(yè)進行梳理，并期望在此基礎上為生物質能未來的開展提出主張。此外，咱們也正在開展生物質在未來新式電力系統(tǒng)中的定位研討，以及推進有關生物質使用的試點演示、商業(yè)形式的評論等。

當時，從方針的視點來看，《“十四五”生物經濟開展規(guī)劃》、《“十四五”可再生動力開展規(guī)劃》現(xiàn)已為生物質能的開展指明晰大的方向，但就詳細的方針鼓勵辦法而言，現(xiàn)在或許還未到密布出臺階段，總體上還處于前期研判期。但咱們有理由信任，方針支撐力度的不斷加大，可以活躍推進一些試點及演示項目的落地，這關于生物質能在碳中和布景下的新開展含義重大，值得進一步期待。我國動力網作者：李潔(動力基金會項目副總裁)崔圣(動力基金會項目經理

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碳中和生物質能

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