單明

我國生物質資源折算標煤的總量約為10億～15億tce/年，其中有將近6億tce可以能源化利用。目前我國生物質秸稈的消納方式主要是“肥料化、飼料化、基料化、燃料化、原料化”，五化利用總占比約80%，而剩余的基本被直接露天焚燒。相比于風能、水能、太陽能等，生物質能是最穩(wěn)定的可再生能源，其自帶化學儲能屬性，更加便于儲存、運輸及轉化。更為重要的是，其他可再生能源主要以電力輸出為主，生物質是未來唯一的可以作為燃料的零碳能源，同時生物質可以轉化可燃氣、熱、油、蒸汽、肥料以及材料等多樣化產品，應當受到重視。

生物質能利用現狀及挑戰(zhàn)

其一是生物質發(fā)電和生物質熱電聯(lián)產。生物質發(fā)電和熱電聯(lián)產主要利用農林剩余物（以林業(yè)剩余物為主）、養(yǎng)殖場剩余物所生產的沼氣，以及城市生活垃圾等進行發(fā)電。目前我國生物質發(fā)電技術已基本成熟，但是以垃圾焚燒發(fā)電為主，還包括秸稈發(fā)電和沼氣發(fā)電等。截至2020年底，我國的生物質發(fā)電總裝機容量約2952萬kW，年發(fā)電總量約520億kWh，這些電廠如滿負荷發(fā)電，則每年可消耗將近3億噸生物質。不論是市場需求還是企業(yè)發(fā)展，抑或國家能源戰(zhàn)略要求，生物質發(fā)電領域熱電聯(lián)產將成為未來的必然發(fā)展方向。

綜合來講，生物質發(fā)電或者熱電聯(lián)產發(fā)展面臨的主要問題如下：大型農林生物質發(fā)電存在原料收集半徑大、系統(tǒng)綜合效率低、經濟性差等難題;缺乏生物質熱電廠的區(qū)域性布局規(guī)劃，局部范圍內生物質電廠（熱電廠）數量過多，存在互相爭搶原料的情況;熱源和供熱負荷難以實現很好的匹配，導致生物質熱電項目供熱能力大量閑置;新建生物質發(fā)電項目國家可再生能源補貼發(fā)放不及時，項目經營壓力大;缺乏生物質熱電聯(lián)產熱量的補貼機制，在生物質發(fā)電電價補貼的情況下，因供熱價格較低，致使生物質發(fā)電企業(yè)供熱的積極性不高;生物質發(fā)電標準體系建設滯后，相關標準等執(zhí)行的是燃煤火力發(fā)電項目標準，沒有結合生物質燃料的實際情況等。

其二是生物質氣化多聯(lián)產。生物質氣化多聯(lián)產技術通過將生物質在缺氧狀態(tài)下進行氣化，可產生氣、固、液等多種產品，其中燃氣可用于發(fā)電、供暖、供蒸汽等，生物質燃油或液體肥可做燃料或肥料，生物質活性炭可以做肥料的基肥。該技術近些年發(fā)展迅速，應用領域多樣，例如河北灤平縣某項目，采用山桃、山杏殼等為原料，產出活性炭的同時利用余熱向周邊學校、住宅等供暖;山東某中藥廠項目，采用該廠廢棄藥渣作為原料，氣化產生可燃氣燃燒提供蒸汽用于企業(yè)的再生產等。

在國家“雙碳”發(fā)展目標的影響下，生物質多聯(lián)產氣化技術逐漸向小規(guī)模分布式方向發(fā)展。例如，北京某公司開發(fā)了集裝箱式可模塊化組裝的生物質氣化設備，在用水用地方面具有優(yōu)勢，發(fā)電規(guī)模調整范圍寬泛，焦油含量及氣化效率方面性能較好，適用于村級微電站場景，另外可根據季節(jié)性需求調整產出不同類型產品，發(fā)電的同時，冬季還可以給居民供暖、供氣，夏季可以給周邊產業(yè)園區(qū)供應蒸汽等。

其三是生物質清潔供熱。在生物質區(qū)域供熱方面，一種常見的形式是采用生物質成型燃料鍋爐，過去十幾年里已在工業(yè)園區(qū)蒸汽供應或者北方住宅小區(qū)供暖等多個領域得到了較好的發(fā)展，生物質成型燃鍋爐產品已形成完整的系列化，技術較為成熟，鍋爐房設計已具備標準化流程。在分散戶用清潔取暖方面，近幾年因為國家大力推進北方清潔取暖行動，戶用生物質清潔取暖得以迅猛發(fā)展，目前產品多樣并逐漸走向智能化、高效化、清潔化。戶用生物質清潔爐具主要包括熱水型和熱風型兩種，目前推廣總量初步估計達百萬戶以上。

生物質清潔供熱在快速發(fā)展的同時也面臨諸多挑戰(zhàn)，例如：成型燃料成本偏高，需要進行技術改進和新模式探索;生物質集中供熱政策不穩(wěn)定，環(huán)保方面存在爭議;生物質戶用取暖市場化程度不高，強度依賴國家清潔取暖政策;戶用生物質爐具熱效率、污染排放性能有待進一步提升等。

其四是生物天然氣。針對畜禽糞便等濕性生物質資源，通過沼氣發(fā)酵來生產生物天然氣是很好的利用方式。從2015年開始，國家發(fā)改委、農業(yè)農村部每年投資20億元，連續(xù)3年先后支持了64個規(guī)模化生物天然氣試點項目和1400多個規(guī)?；笮驼託夤こ蹋刂?020年底，全國共計建成生物天然氣工程55座，年產生物天然氣2.11億m?。2019年12月，國家十部委聯(lián)合下發(fā)《關于促進生物天然氣產業(yè)化發(fā)展的指導意見》指出：到2025年，我國生物天然氣年產量超過100億m?;到2030年，生物天然氣年產量要超過200億m?。

生物天然氣的發(fā)展挑戰(zhàn)包括：項目規(guī)模和初投資大，運營效益不理想;環(huán)保禁養(yǎng)等政策導致發(fā)酵原料來源不穩(wěn)定;干黃秸稈預處理困難，腐化不徹底;沼渣沼液量大，難以完全利用等。未來應該重點推廣種養(yǎng)結合的分布式生物天然氣項目，加快構建新型農村社區(qū)配套的分布式生物能源供應體系，為農村居民提供高品位的清潔能源，提高農村居民生活質量。

如何采取措施應對挑戰(zhàn)

我國生物質能開發(fā)利用面臨很多機遇和挑戰(zhàn)。機遇方面，國家能源轉型、“雙碳”發(fā)展目標、鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設等大的戰(zhàn)略以及相關政策的支持，越發(fā)凸顯生物質能的重要性，為生物質能規(guī)模化利用提供了良好機遇。挑戰(zhàn)方面，由于生物質原料擁有者以及使用者的分散性，不僅帶來收儲運上的困難，應用層面也存在諸多障礙，加上生物質能源利用技術多樣，導致各方在研發(fā)推廣技術方面所面臨的難度和困難都比較大。

針對這些挑戰(zhàn)，應重點采取以下應對措施：一是對生物質能的開發(fā)利用應由被動式消納轉化為主動化利用;二是建立經濟可持續(xù)的“收儲運用”一體化產業(yè)鏈，充分實現生物質能的商品化，提高其附加值，吸引社會投資，增加鄉(xiāng)村收入;三是對干濕生物質資源進行分類合理利用，聚焦研發(fā)，優(yōu)先突破一些關鍵性技術;四是實現生物質能與風光能源的巧妙協(xié)同利用，發(fā)揮其穩(wěn)定可燃的高品質優(yōu)勢;五是儲備碳匯技術，為鄉(xiāng)村振興開辟新興產業(yè);六是打破城鄉(xiāng)用能壁壘，實現鄉(xiāng)村生物質商品化并向城市輸出，解決國家城鄉(xiāng)用能一盤棋的問題。