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(jìng)爭(zhēng)日益激烈，發(fā)揮農(nóng)村資源稟賦優(yōu)勢(shì)，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(jìn)入的藍(lán)海市場(chǎng)。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(duì)社會(huì)、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(dāng)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(jī)。綜合衡量生物質(zhì)能的減碳、環(huán)保、農(nóng)村社會(huì)發(fā)展等方面屬性，是構(gòu)建生物質(zhì)能生態(tài)與促進(jìn)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(shí)間尺度，生成時(shí)間越短的能源，可再生性越強(qiáng);后者是空間尺度，能量密度越低的，越難以運(yùn)輸、儲(chǔ)存，需要實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)，一般就要承受其間歇性、不可儲(chǔ)存帶來的問題，對(duì)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(shí)間尺度，具有可再生特點(diǎn)，同時(shí)又在較長(zhǎng)的生長(zhǎng)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(chǔ)存、可運(yùn)輸，同時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的全替代。
隨著能源革命的深度推進(jìn)，我國(guó)缺油少氣的資源稟賦以及油氣大部分依賴進(jìn)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(duì)于改善農(nóng)村環(huán)境、振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)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(duì)于堆肥、飼料化、基料化等利用方式，能源化利用是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)減量和無害處理的最有效途徑。
同時(shí)，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(shí)供給”，以此為支點(diǎn)推動(dòng)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(jìn)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(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。
02發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
(一)我國(guó)生物質(zhì)商品能規(guī)模整體偏低
上世紀(jì)70年代全球性石油危機(jī)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(fèi)總量占比已達(dá)到9.51%，其中在芬蘭、丹麥、瑞典等北歐國(guó)家超過25%，德國(guó)約為10%。
我國(guó)是生物質(zhì)資源大國(guó)，每年林業(yè)廢棄物可作為能源利用的約3.58億噸，折合標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)煤0.35億噸;預(yù)計(jì)2030年城市垃圾焚燒年可利用量約2.4億噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.66億噸。以上可能源化利用的各類生物質(zhì)資源總計(jì)折合標(biāo)準(zhǔn)煤約5億噸，全部利用可達(dá)到我國(guó)一次能源總量的10%。
我國(guó)生物質(zhì)能商品化利用起步于上個(gè)世紀(jì)，但利用規(guī)?？偭咳暂^小。當(dāng)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(guó)生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘繛?784.3萬千瓦(農(nóng)林生物質(zhì)裝機(jī)806.3萬千瓦，生活垃圾焚燒發(fā)電裝機(jī)916.4萬千瓦，沼氣發(fā)電裝機(jī) 61.6萬千瓦)，與“十三五”規(guī)劃中生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)目標(biāo)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(guó)生物天然氣總產(chǎn)量?jī)H6億立方米;生物質(zhì)成型燃料利用量約1500萬噸;液體燃料產(chǎn)能達(dá)到500萬噸，但由于經(jīng)濟(jì)性較差，且由國(guó)家“核準(zhǔn)生產(chǎn)、定向流通”，實(shí)際生產(chǎn)量遠(yuǎn)低于產(chǎn)能。
以上各種利用形式總共利用生物質(zhì)折合標(biāo)煤約0.6億噸(不含農(nóng)村散燒利用量約0.91億噸標(biāo)煤)，占我國(guó)能源消費(fèi)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(yuǎn)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(gè)大早，趕了個(gè)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(zhǎng)，從燃料收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)化到終端利用，相對(duì)于其他能源產(chǎn)業(yè)鏈條較長(zhǎng)，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(shí)受到下游燃?xì)饨尤?、產(chǎn)品(副產(chǎn)品)銷路的影響。整個(gè)產(chǎn)業(yè)需要打通的環(huán)節(jié)較多，價(jià)格和銷售體系不暢，導(dǎo)致進(jìn)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(zhǎng)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(jìn)的龍頭領(lǐng)軍企業(yè)，同時(shí)市場(chǎng)集中度較低，難以形成一致的行業(yè)訴求，不利于政策的爭(zhēng)取和產(chǎn)業(yè)鏈的生成。
反觀風(fēng)電、光伏，其起步之初對(duì)政策補(bǔ)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(chǎng)理解、接受。同時(shí)定位為新興產(chǎn)業(yè)，催生了一批頭部裝備制造、投資運(yùn)營(yíng)企業(yè)，形成了有力量的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，進(jìn)一步倒逼支持政策出臺(tái)，促進(jìn)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(jìn)入平價(jià)時(shí)代。 2.經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)，受收集、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)半徑的影響，難以像煤電一樣實(shí)現(xiàn)幾十萬到幾百萬千瓦級(jí)別的規(guī)模化利用，制約了能源效率和經(jīng)濟(jì)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(chǔ)系統(tǒng)，燃料成本高昂，同時(shí)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(jià)補(bǔ)貼;生物質(zhì)制氣的效益同時(shí)依賴于沼氣等能源產(chǎn)出品和有機(jī)肥等副產(chǎn)品及其環(huán)保效益，當(dāng)前受制于有機(jī)肥市場(chǎng)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(jià)格接受程度和清潔采暖補(bǔ)貼力度;液體燃料按照國(guó)家“核準(zhǔn)生產(chǎn)、定向流通”的體系發(fā)展，基本不具備市場(chǎng)可行性。 3.政策支持不明朗
國(guó)家在扶持生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面出臺(tái)了較多政策，但主要為鼓勵(lì)引導(dǎo)類，實(shí)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(jià)補(bǔ)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(bǔ)貼退坡大勢(shì)下未來政策不明朗，制約了企業(yè)擴(kuò)大投資的意愿;生物質(zhì)制氣補(bǔ)初裝的政策容易造成項(xiàng)目騙補(bǔ)，針對(duì)產(chǎn)出品的補(bǔ)貼尚未出臺(tái);生物質(zhì)成型燃料能有效替代散燒煤，但清潔供暖補(bǔ)貼主要集中在“煤改氣”、“煤改電”，對(duì)生物質(zhì)成型燃料重視不夠。 4.標(biāo)準(zhǔn)體系不健全
目前生物質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jià)格規(guī)范，市場(chǎng)監(jiān)督管理困難，產(chǎn)品價(jià)格、質(zhì)量混亂，損害了生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的公信力，對(duì)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(duì)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(jìn)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(chǎng)景的結(jié)合，將其放到縣域綜合能源大的場(chǎng)景之下，以此為依托促進(jìn)生物質(zhì)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
(一)縣域綜合能源服務(wù)需求廣闊
縣域經(jīng)濟(jì)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(jì)。我國(guó)共有縣城1800余個(gè)，總?cè)丝?.55億人;建制鎮(zhèn)超過2萬個(gè)，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(biāo)準(zhǔn)煤。另外，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，縣域經(jīng)濟(jì)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(dāng)前各方主體關(guān)注較少的領(lǐng)域，存在巨量市場(chǎng)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(jìn)行多能互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)縣域能源自治
縣域經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)，一般擁有大量的生物質(zhì)資源，同時(shí)存在風(fēng)、光、水、再生水、地?zé)岬绕渌稍偕茉础Ｒ虻刂埔碎_展縣域能源系統(tǒng)規(guī)劃，對(duì)不同供用能系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、優(yōu)化，改變?cè)瓉砟茉词褂弥写址拧⒎稚⒑蜔o序的局面，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)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(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，同時(shí)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(shí)現(xiàn)縣域熱、電、氣、冷、肥供應(yīng)，提高可再生能源利用率，實(shí)現(xiàn)縣域能源自治和清潔轉(zhuǎn)型。同時(shí)推進(jìn)電動(dòng)農(nóng)機(jī)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(jì)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(shí)從分散式的能源稟賦出發(fā)匹配分布式的應(yīng)用場(chǎng)景，提升生物質(zhì)能源利用經(jīng)濟(jì)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(jìn)行利用，同時(shí)集約化與分散式相結(jié)合，分層次匹配多種場(chǎng)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(jìn)行供暖，對(duì)臨近工業(yè)區(qū)進(jìn)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(jìn)行分布式供能，有效簡(jiǎn)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(jì)性大于“煤改電”、“煤改氣”。經(jīng)測(cè)算，在農(nóng)村設(shè)置加工點(diǎn)，采用“代加工”、“折量?jī)稉Q”或“加工出售”方式，燃料加工費(fèi)約300元/噸，燃料售出價(jià)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(fèi)或者足夠數(shù)量的秸稈就能實(shí)現(xiàn)供暖自給自足，按照每戶每個(gè)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(gòu)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(huì)效益
最大限度發(fā)揮生物質(zhì)能源、環(huán)保、社會(huì)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(jìn)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(dòng)力，降低秸稈還田成本和農(nóng)戶用能成本。特別對(duì)于國(guó)內(nèi)越來越集中的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，畜禽糞便對(duì)水體、土壤、空氣的污染非常嚴(yán)重，采用“畜禽糞便-沼氣-有機(jī)肥”循環(huán)利用模式，處理養(yǎng)殖廢棄物同時(shí)，增加能源自給率，同時(shí)形成有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)化肥農(nóng)藥減量，有利于實(shí)現(xiàn)無公害、綠色和有機(jī)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(shí)
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(shí)。深入認(rèn)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(jì)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(chǎng)年產(chǎn)值將達(dá)到3000億元。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，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(dòng)政府制定相關(guān)支持政策，促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境建立。包括：對(duì)具有環(huán)保、惠民效應(yīng)的生物質(zhì)項(xiàng)目提供投資補(bǔ)貼、產(chǎn)出補(bǔ)貼和財(cái)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(duì)生物質(zhì)清潔爐具等具有技術(shù)先進(jìn)性和市場(chǎng)潛力的產(chǎn)品，出臺(tái)相應(yīng)的研發(fā)補(bǔ)貼;建立針對(duì)生物質(zhì)的碳減排獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，推進(jìn)全國(guó)碳交易市場(chǎng)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(shì)，促進(jìn)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(jìn)成型燃料技術(shù)發(fā)展;同時(shí)因地制宜促進(jìn)項(xiàng)目開發(fā)：針對(duì)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(xiàng)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(chǎng)畜禽糞便為原料的沼氣制備及提純項(xiàng)目，實(shí)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(jī)構(gòu)、企業(yè)等現(xiàn)有資源，組建公共技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，集中力量對(duì)生物質(zhì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)性研究開展科研攻關(guān)，編制出臺(tái)統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
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(dòng)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)。
