生物質(zhì)資源是自然界目前唯一可獲得的可再生燃料，在一次能源品種中地位特殊，未來必將在現(xiàn)代能源體系中發(fā)揮關(guān)鍵作用。城市能源供應(yīng)競爭日益激烈，發(fā)揮農(nóng)村資源稟賦優(yōu)勢，以生物質(zhì)能源為核心建設(shè)縣域綜合能源，是可容納眾多企業(yè)進入的藍海市場。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路仍很艱辛，但隨著能源需求增速放緩和能源轉(zhuǎn)型加速，從以能源為主的業(yè)務(wù)定位轉(zhuǎn)向能源、環(huán)保并重，追求對社會、環(huán)境正的外部性并獲得與之相關(guān)的收益，將是能源企業(yè)在轉(zhuǎn)型當口需要考慮的問題，也將為生物質(zhì)能發(fā)展帶來新的契機。綜合衡量生物質(zhì)能的減碳、環(huán)保、農(nóng)村社會發(fā)展等方面屬性，是構(gòu)建生物質(zhì)能生態(tài)與促進縣域綜合能源良性發(fā)展的必要視角。
01生物質(zhì)能的特殊稟賦與發(fā)展意義
1.生物質(zhì)能源在能源結(jié)構(gòu)中的特殊地位
可再生性和能量密度是衡量不同一次能源品種重要的兩種屬性，前者是能源的時間尺度，生成時間越短的能源，可再生性越強;后者是空間尺度，能量密度越低的，越難以運輸、儲存，需要實時轉(zhuǎn)換和利用。自然界可獲得的不同能源形式中，從核能-石油-煤炭-生物質(zhì)-水-風(fēng)-光的鏈條中，基本遵循生成時間越短、能量密度越低的規(guī)律，也就是說追求能源的可再生的同時，一般就要承受其間歇性、不可儲存帶來的問題，對于風(fēng)光資源尤其如此。
不過，在上述鏈條中，處于中間的生物質(zhì)資源，以年(季)為時間尺度，具有可再生特點，同時又在較長的生長周期內(nèi)積累了一定的能量密度(1噸秸稈接近0.5噸煤)，是唯一的一次可再生燃料。其來源廣泛、體量巨大，一定程度上可儲存、可運輸，同時可轉(zhuǎn)化為電、熱、氣、液體燃料等多種形式，在終端應(yīng)用領(lǐng)域可實現(xiàn)對化石能源的全替代。
隨著能源革命的深度推進，我國缺油少氣的資源稟賦以及油氣大部分依賴進口的矛盾日益突出，考慮生物質(zhì)資源的特殊稟賦，生物質(zhì)能源在清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系中必將發(fā)揮特殊且關(guān)鍵的作用。
2.生物質(zhì)能的綜合利用對于改善農(nóng)村環(huán)境、振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟的重要意義
農(nóng)林廢棄物是農(nóng)村環(huán)境污染的主要因素之一，秸稈焚燒影響大氣環(huán)境;林業(yè)廢棄物堆積易產(chǎn)生有害氣體，引發(fā)山林火災(zāi);養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便更造成水體、土壤、空氣的污染。相對于堆肥、飼料化、基料化等利用方式，能源化利用是實現(xiàn)生物質(zhì)減量和無害處理的最有效途徑。
同時，利用現(xiàn)代化手段發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)，加快產(chǎn)業(yè)資本、技術(shù)向農(nóng)村聚集，提高農(nóng)村“有效知識供給”，以此為支點推動農(nóng)村能源革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)村就業(yè)和農(nóng)民收入，加快新農(nóng)村特別是貧困地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)的發(fā)展，整體推進農(nóng)業(yè)工業(yè)化和中小城鎮(zhèn)發(fā)展，縮小城鄉(xiāng)差距，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。
02發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
(一)我國生物質(zhì)商品能規(guī)模整體偏低
上世紀70年代全球性石油危機以來，生物質(zhì)能源發(fā)展在全球范圍內(nèi)受到重視，在世界能源消費總量占比已達到9.51%，其中在芬蘭、丹麥、瑞典等北歐國家超過25%，德國約為10%。
我國是生物質(zhì)資源大國，每年林業(yè)廢棄物可作為能源利用的約3.58億噸，折合標準煤2億噸;農(nóng)作物秸稈年可收集利用量約9億噸，除作為原料、飼料等用途外，大約4億噸可作為燃料使用，折合標準煤2億噸;規(guī)?；笄菁S便資源年可收集量約13.3億噸，考慮肥料化、飼料化等利用后，年可利用量約9.3億噸，折合標準煤0.35億噸;預(yù)計2030年城市垃圾焚燒年可利用量約2.4億噸，折合標準煤0.66億噸。以上可能源化利用的各類生物質(zhì)資源總計折合標準煤約5億噸，全部利用可達到我國一次能源總量的10%。
我國生物質(zhì)能商品化利用起步于上個世紀，但利用規(guī)模總量仍較小。當前生物質(zhì)能源主要利用形式包括發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))、制氣、成型燃料和液體燃料等。截至2018年底，我國生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機總?cè)萘繛?784.3萬千瓦(農(nóng)林生物質(zhì)裝機806.3萬千瓦，生活垃圾焚燒發(fā)電裝機916.4萬千瓦，沼氣發(fā)電裝機 61.6萬千瓦)，與“十三五”規(guī)劃中生物質(zhì)發(fā)電裝機目標相比已超額完成。但在生物質(zhì)氣、成型燃料和液體燃料方面，與規(guī)劃仍有較大差距。2018年，我國生物天然氣總產(chǎn)量僅6億立方米;生物質(zhì)成型燃料利用量約1500萬噸;液體燃料產(chǎn)能達到500萬噸，但由于經(jīng)濟性較差，且由國家“核準生產(chǎn)、定向流通”，實際生產(chǎn)量遠低于產(chǎn)能。
以上各種利用形式總共利用生物質(zhì)折合標煤約0.6億噸(不含農(nóng)村散燒利用量約0.91億噸標煤)，占我國能源消費總量的比例僅1.2%，距離世界平均水平存在很大差距，在能源轉(zhuǎn)型中遠未發(fā)揮該有的作用。 (二)產(chǎn)業(yè)鏈和政策瓶頸未有效突破
與風(fēng)電、光伏的發(fā)展相比，生物質(zhì)能可謂“起了個大早，趕了個晚集”。主要存在以下問題：
1.產(chǎn)業(yè)鏈問題
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈條長，從燃料收集、運輸、儲存、轉(zhuǎn)化到終端利用，相對于其他能源產(chǎn)業(yè)鏈條較長，特別是制氣、成型燃料等利用方式，不但受到上游供給約束，同時受到下游燃氣接入、產(chǎn)品(副產(chǎn)品)銷路的影響。整個產(chǎn)業(yè)需要打通的環(huán)節(jié)較多，價格和銷售體系不暢，導(dǎo)致進入的企業(yè)上下受制，寸步難行，最終黯然出局。
資源集中在農(nóng)村，長期以來不受產(chǎn)業(yè)資本的重視，限制了資金、人才、技術(shù)等要素的聚集(特別在凱迪生態(tài)破產(chǎn)后，企業(yè)更加望而卻步)，未形成一批立足高端、管理科學(xué)、技術(shù)先進的龍頭領(lǐng)軍企業(yè)，同時市場集中度較低，難以形成一致的行業(yè)訴求，不利于政策的爭取和產(chǎn)業(yè)鏈的生成。
反觀風(fēng)電、光伏，其起步之初對政策補貼的依賴甚至大于生物質(zhì)能，但由于其產(chǎn)業(yè)鏈條短，從自然界的風(fēng)、光直接變到電上網(wǎng)，電站建成后原料、產(chǎn)品基本有保障，易于被資本市場理解、接受。同時定位為新興產(chǎn)業(yè)，催生了一批頭部裝備制造、投資運營企業(yè)，形成了有力量的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，進一步倒逼支持政策出臺，促進了資本、人才的聚集和技術(shù)創(chuàng)新，形成良性循環(huán)，終于進入平價時代。 2.經(jīng)濟性受到制約
由于秸稈、林業(yè)剩余物、畜禽糞便等生物質(zhì)資源一般較為分散，地處偏遠，受收集、運輸經(jīng)濟半徑的影響，難以像煤電一樣實現(xiàn)幾十萬到幾百萬千瓦級別的規(guī)?；?，制約了能源效率和經(jīng)濟性。
多種利用形式中，生物質(zhì)發(fā)電能量轉(zhuǎn)化效率低，需要建立龐大的收、儲系統(tǒng)，燃料成本高昂，同時發(fā)電系統(tǒng)投資較大，導(dǎo)致發(fā)電成本高，需要依賴電價補貼;生物質(zhì)制氣的效益同時依賴于沼氣等能源產(chǎn)出品和有機肥等副產(chǎn)品及其環(huán)保效益，當前受制于有機肥市場的需求和銷售網(wǎng)絡(luò)不健全;成型燃料的廣泛應(yīng)用，取決于農(nóng)戶價格接受程度和清潔采暖補貼力度;液體燃料按照國家“核準生產(chǎn)、定向流通”的體系發(fā)展，基本不具備市場可行性。 3.政策支持不明朗
國家在扶持生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面出臺了較多政策，但主要為鼓勵引導(dǎo)類，實際可落地的支持政策并不多，且由于涉及到農(nóng)業(yè)、發(fā)改、工信、環(huán)境等多政府管理部門，現(xiàn)有政策較為零散，力度不足。生物質(zhì)發(fā)電雖然有電價補貼，但其環(huán)保屬性、惠農(nóng)屬性未能直接商品化，在可再生能源補貼退坡大勢下未來政策不明朗，制約了企業(yè)擴大投資的意愿;生物質(zhì)制氣補初裝的政策容易造成項目騙補，針對產(chǎn)出品的補貼尚未出臺;生物質(zhì)成型燃料能有效替代散燒煤，但清潔供暖補貼主要集中在“煤改氣”、“煤改電”，對生物質(zhì)成型燃料重視不夠。 4.標準體系不健全
目前生物質(zhì)行業(yè)標準體系尚不健全，生物質(zhì)原料供應(yīng)，生物天然氣、固體成型燃料等產(chǎn)出品，有機肥等副產(chǎn)品，生物質(zhì)終端燃燒設(shè)備均沒有完整的技術(shù)、排放、價格規(guī)范，市場監(jiān)督管理困難，產(chǎn)品價格、質(zhì)量混亂，損害了生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的公信力，對產(chǎn)業(yè)鏈的完善以及產(chǎn)品、設(shè)備的健康發(fā)展增加了巨大的困難，也導(dǎo)致有些地方政府對生物質(zhì)支持力度不大，甚至將生物質(zhì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)列入污染行業(yè)。 03生物質(zhì)能與縣域綜合能源發(fā)展之路
促進生物質(zhì)能的健康發(fā)展，需要綜合考慮其資源稟賦與應(yīng)用場景的結(jié)合，將其放到縣域綜合能源大的場景之下，以此為依托促進生物質(zhì)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
(一)縣域綜合能源服務(wù)需求廣闊
縣域經(jīng)濟圈是以縣城為中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)為紐帶、農(nóng)村為腹地的區(qū)域經(jīng)濟。我國共有縣城1800余個，總?cè)丝?.55億人;建制鎮(zhèn)超過2萬個，總?cè)丝诩s1.95億人;另外農(nóng)村人口約5.64億人。即生活在縣域范圍內(nèi)的人口超過9億，初步估算住宅面積超過300億平方米，公共建筑面積在50億平方米以上，僅每年建筑能耗就超過5億噸標準煤。另外，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，縣域經(jīng)濟圈存在大量工業(yè)企業(yè)、園區(qū)，能耗量巨大?？h域綜合能源恰是當前各方主體關(guān)注較少的領(lǐng)域，存在巨量市場空間。
(二)生物質(zhì)能與縣域綜合能源發(fā)展的原則
1.以生物質(zhì)為核心進行多能互補，實現(xiàn)縣域能源自治
縣域經(jīng)濟圈內(nèi)，一般擁有大量的生物質(zhì)資源，同時存在風(fēng)、光、水、再生水、地熱等其他可再生能源。因地制宜開展縣域能源系統(tǒng)規(guī)劃，對不同供用能系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)、優(yōu)化，改變原來能源使用中粗放、分散和無序的局面，實現(xiàn)能源的梯級和高效利用。由于生物質(zhì)類化石能源特性，充分發(fā)揮其基石作用，作為縣域采暖、炊事、工業(yè)蒸汽原料，秸稈特別豐富地區(qū)進行熱電聯(lián)產(chǎn)，同時利用畜禽糞便制備沼氣，結(jié)合分布式光伏、風(fēng)電、水/地源熱泵、水電等方式，實現(xiàn)縣域熱、電、氣、冷、肥供應(yīng)，提高可再生能源利用率，實現(xiàn)縣域能源自治和清潔轉(zhuǎn)型。同時推進電動農(nóng)機和充換電設(shè)施的建設(shè)和使用，建立與電網(wǎng)友好協(xié)同的生態(tài)能源體系。 2.尋找最佳能源轉(zhuǎn)化路徑，提升經(jīng)濟性水平
減少生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)以提升能源使用效率，同時從分散式的能源稟賦出發(fā)匹配分布式的應(yīng)用場景，提升生物質(zhì)能源利用經(jīng)濟水平。
盡量發(fā)揮農(nóng)林生物質(zhì)可再生燃料特性直接燃燒成熱進行利用，同時集約化與分散式相結(jié)合，分層次匹配多種場景：縣城采用秸稈打捆或成型燃料集中供暖;城鎮(zhèn)利用分布式成型燃料鍋爐進行供暖，對臨近工業(yè)區(qū)進行蒸汽供應(yīng);農(nóng)村采用“一村一廠、來料加工”的方式，將農(nóng)戶秸稈加工成成型燃料，供家庭分散式采暖和炊事。
由于直接面向用戶進行分布式供能，有效簡化供能系統(tǒng)及能源輸送環(huán)節(jié)，使基于生物質(zhì)供暖的經(jīng)濟性大于“煤改電”、“煤改氣”。經(jīng)測算，在農(nóng)村設(shè)置加工點，采用“代加工”、“折量兌換”或“加工出售”方式，燃料加工費約300元/噸，燃料售出價格視質(zhì)量情況為600-1000元/噸不等。農(nóng)民若利用自家秸稈，只需支付一定的加工費或者足夠數(shù)量的秸稈就能實現(xiàn)供暖自給自足，按照每戶每個供暖季使用2.5噸生物質(zhì)成型燃料，戶均供暖成本為750元/供暖季;即便購買成型燃料戶均供暖成本為2000元/供暖季，也僅為“煤改電”、“煤改氣”的50%。 3.充分發(fā)揮環(huán)保、社會效益
最大限度發(fā)揮生物質(zhì)能源、環(huán)保、社會等多重效益。前文提到，生物質(zhì)的能源化利用是其減量化、資源化和無害化利用的最有效途徑，將秸稈等農(nóng)林廢棄物加工成成型燃料進行可控燃燒，所排放的CH4和N2O是所有利用方式中最少的，“一村一廠”的成熟燃料發(fā)展方式，能充分利用空閑勞動力，降低秸稈還田成本和農(nóng)戶用能成本。特別對于國內(nèi)越來越集中的畜禽養(yǎng)殖場，畜禽糞便對水體、土壤、空氣的污染非常嚴重，采用“畜禽糞便-沼氣-有機肥”循環(huán)利用模式，處理養(yǎng)殖廢棄物同時，增加能源自給率，同時形成有機肥產(chǎn)業(yè)，促進化肥農(nóng)藥減量，有利于實現(xiàn)無公害、綠色和有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
04縣域綜合能源將生未生之際，正是企業(yè)大有作為之時
生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路仍很艱辛，但在縣域綜合能源將生未生之際，正是企業(yè)大有作為之時。深入認知生物質(zhì)資源的特有屬性，才能了解未來廣闊的發(fā)展空間，我們估計2030年，與生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)聯(lián)的縣域綜合能源市場年產(chǎn)值將達到3000億元。當然，要實現(xiàn)這一目標，需要更多的企業(yè)及其他主體投入到生物質(zhì)生態(tài)圈的建設(shè)中來。
一是推動政府制定相關(guān)支持政策，促進生物質(zhì)能發(fā)展的市場環(huán)境建立。包括：對具有環(huán)保、惠民效應(yīng)的生物質(zhì)項目提供投資補貼、產(chǎn)出補貼和財稅優(yōu)惠;將生物質(zhì)成型燃料納入北方地區(qū)清潔取暖支持范圍;對生物質(zhì)清潔爐具等具有技術(shù)先進性和市場潛力的產(chǎn)品，出臺相應(yīng)的研發(fā)補貼;建立針對生物質(zhì)的碳減排獎勵機制，推進全國碳交易市場建設(shè);拓寬生物質(zhì)能開發(fā)利用的融資渠道，設(shè)立政府扶助基金。
二是企業(yè)發(fā)揮資金、技術(shù)、人才等優(yōu)勢，促進生產(chǎn)要素向生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)、縣域綜合能源聚集。開發(fā)技術(shù)先進、經(jīng)濟可行的生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)設(shè)備和終端燃燒設(shè)備，促進成型燃料技術(shù)發(fā)展;同時因地制宜促進項目開發(fā)：針對縣城園區(qū)、建筑綜合體和居民樓區(qū)，以及農(nóng)村城鎮(zhèn)等人口聚集區(qū)，發(fā)展以生物質(zhì)成型燃料鍋爐為主熱源的區(qū)域集中供熱項目，建立分布式生物質(zhì)供熱體系;與大型養(yǎng)殖公司聯(lián)合，開展以大型集中養(yǎng)殖場畜禽糞便為原料的沼氣制備及提純項目，實現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物處理、能源資源充分利用等協(xié)同效益。
三是建立產(chǎn)學(xué)研用體系，整合高校、研究機構(gòu)、企業(yè)等現(xiàn)有資源，組建公共技術(shù)研發(fā)平臺，集中力量對生物質(zhì)經(jīng)濟技術(shù)的基礎(chǔ)性研究開展科研攻關(guān)，編制出臺統(tǒng)一行業(yè)標準。
四是構(gòu)建生物質(zhì)燃料基礎(chǔ)體系，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，推動生物質(zhì)資源綜合利用商品化、規(guī)范化發(fā)展，降低產(chǎn)品交易成本，形成良性循環(huán)。
