中国生物质能源发展存在技术和成本瓶颈

2013年7月24日/董秀成

　　近年来，中国政府高度重视可再生能源开发，制定相关政策予以支持和鼓励可再生能源产业发展和技术研发。在国家发改委《产业结构调整指导目录(2011年版)》中，鼓励类新增的新能源门类中，涉及太阳能、风能、生物质能、海洋能与潮汐能等可再生能源产业，对生物质能产业予以支持。

　　2007年，国家发改委发布国家《可再生能源中长期发展规划》，规划刮2020年全国生物质发电装机容量将达到3000万千瓦，其中农林生物质发电装机容量可达2400万千瓦。2010年，发改委发布生物质发电统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元的政策，推动生物质能源进一步发展。

　　近年来，国际石油价格持续上涨，全球范围内民众对核电事故恐惧，以及各国对化石能源日益枯竭的担忧，生物质能源开发获得高度认识，这些因系无疑在一定程度上促进了中国生物质能源的发展。当然，对于世界上最大的能源消费国和温室气体排放国，即使没有上述因素，单从应对气候变化和生态环境保护角度看，中国政府也应积极鼓励和支持生物质能开发。中国未来能源发展总体思路应是能源多元化，其中生物质能是一种非常重要的能源形式。

　　从世界范围内看，目前生物质能源总量估计是化石能源总量的四倍，中国生物质能源潜力也很大，确实需要得到政府的高度重视。但是，中国生物质能源分布比较分散，没有成熟的和有足够市场竞争力的开发和利用技术和经营模式，如何充分有效地利用这种分散的能源确实存在很大困难。

　　生物质能源利用方式不可能千篇一律，有些生物质可以通过燃烧来发电，但对那些含水量比较高的生物质显然不适合用来发电。例如，城市垃圾和动物粪如果用来燃烧发电，就必须先对其脱水后才能燃烧发电，这在经济上就会大大增加成本，市场竞争力将被大打折扣。因此，对于这些生物质能来说，可能的利用方式就是通过厌氧发酵来转换成生物天然气。

　　有些生物能源可以用来发电，但有些生物质能源可以做动力燃料，例如利用生物质来生产乙醇和丁醇等。虽然这种生物质能利用方式很有发展前景，但是又存在相当大的技术瓶颈，关健是降低生物质转化成本和提高转化和利用效率。

　　从环境保护角度看，发展生物质能源意义重大。例如，农村秸秆和动物粪便等如果不处理就是污染物，而一旦处理转化之后又变成一种资源，既解决环境问题，同时又增切加了能源，可谓一举二得。

　　从生物质能源利用方式看，应是多元化思路:一是用来发电，二是用来生产燃料，三是用来生产化学原料品。只有综合开发和利用生物质能，才有可能提高经济效益和社会效益。

　　中国政府在前些年曾经鼓励和支持以粮食作物作为生产原料来生产乙醇燃料，现在看来此政策存在严重失误，车与人争食绝对没有可持续性。因此，中国必须发展非粮乙醇，即生物质乙醇。然而，生物质乙醇生产技术还不十分成熟和完善，预处理过程存在较大技术瓶颈，生物转换效率仍然比较低。

    作为第三代生物燃料的丁醇，其热值和汽油接近，燃烧值比乙醇高，启动车时效率比乙醇要好，但发酵效率比乙醇要低好多，技术瓶颈更大一些。

　　生物质能资源种类繁多，利用技术多样。生物质能包括农作物秸秆、林业剩余物、油料植物、能源作物、生活垃圾和其它有机废弃物。根据生物质能利用技术和资源状况，中国生物质能开发和利用的重点将是沼气、生物质发电、生物质液体燃料等。

　　中国的沼气利用由来己久，技术基本成熟，尤其是户用沼气，已经有几十年的发展历史。自2003年，中央财政资金年投入规模超过25亿元，户用沼气已经形成了规模产业；自2000年，畜禽场、食品加工、酒厂、城市污水处理厂等大中型沼气工程开始发展。，随着沼气技术不断进步和完善，户用沼气系统和零部件基本实现了标准化生产和专业化施工，大部分地区建立了沼气技术服务机构，具备了较强的技术服务能力。大中型沼气工程工艺技术成熟，已形成了专业化的设计和施工队伍，服务体系基本完备，具备了大规模发展的条件。

　　中国其它生物质能技术的应用仍处于产业化发展初期。在生物质发电方面，已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术，但目前的开发利用规模还有待扩大，需解决资源分散、原料收集成本高、原料供应的连续性和保证度等问题。

　　在生物液体燃料方面，为缓解石油供需矛盾，中国政府积极推进生物液体燃料技术研发和试点示范工作，建设以陈化粮为原料的生物燃料乙醇生产试点项目，在一些省份或地市开展车用乙醇汽油试点工作。近几年来，国家开始限制以粮食为原料的燃料乙醇的生产，燃料乙醇的发展势头变缓。

    中国生物液体燃料的重点技术研发方向是利用非粮食原料生产燃料乙醇技术，以及以小桐子等油料作物为原料制取生物柴油技术，并建设规模化原料供应基地，建立生物质液体燃料加工企业。目前，以甜高梁、木薯为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料制取生物柴油已开展了小规模试验。某些企业正在研究开发以秸秆、木材等非粮食为原料的生物液体燃料技术，并取得了一定突破，可望形成规模化生产能力。

    但是总起来看，不论是生物质发电还是生物液体燃料的发展，由于存在资源和技术瓶颈，达到大未规模开发和利用困难重重。