《“十四五”时期 生物质能市场潜力加快释放》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-03-31
  • 在碳达峰、碳中和目标下,生物质能产业发展正迎来诸多利好。“农林生物质发电与水电、光伏发电、风电等同属于可再生清洁能源,为推动我国能源结构转型发挥着巨大作用。”全国两会期间,全国人大代表、九洲集团董事长李寅接受记者采访时指出,“农林生物质发电特有的环保、扶贫、民生三大属性具有重要的现实意义。”
    进入“十四五”阶段,生物质能的市场潜力正逐渐释放,中长期前景良好,但与此同时,行业发展目前也面临诸多瓶颈和挑战。在李寅看来,大力发展生物质能,应着力解决行业当前面临的各种问题,采取有效举措,助推行业走绿色低碳、自然循环、可持续和高质量发展之路,推动我国能源结构转型。
    市场潜力引关注
    记者了解到,我国农林生物质资源丰富,合理有序开发利用生物质能,对维护国家能源安全、降低化石能源依赖、优化能源结构、减少环境污染、促进农村和农业循环经济发展具有重要意义。在“碳中和”目标和乡村振兴战略的引领下,生物质能产业的市场潜力正在受到越来越多的关注。
    “生物质发电(含农林生物质、垃圾焚烧和沼气发电)是可再生能源发电的重要组成部分。”全国政协委员袁爱平指出,在《中华人民共和国可再生能源法》和相关政策支持下,我国农林生物质发电产业发展迅速,目前已投运和在建项目466个,发电规模仅次于巴西位居世界第二,为构建国家清洁低碳、安全高效的能源体系,促进生态文明建设发挥了重要作用。
    中国产业发展促进会生物质能产业分会发布的数据显示,2020年全国生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达到2952万千瓦,同比增长22.6%;全年生物质发电量1326亿千瓦时,同比增长19.4%,继续保持稳步增长势头。李寅认为,风能、太阳能、生物质能已经成为非水可再生能源的三驾马车,实现“3060”碳目标离不开生物质能。
    “生物质能产业发展迎来重要‘窗口期’,我国生物质资源潜力巨大,发展生物质能事关环境安全、能源安全和粮食安全。”李寅表示,生物质发电可以提供灵活、可调节、低成本的优质绿电和绿热,中国生物质能源产业现状与中国拥有的巨大生物质能源潜力非常不匹配,中国每年可能源化的农林废弃物超过9亿吨,相当于近4亿吨的标准煤,如果都用来焚烧发电,可投建3000多座生物质电厂。当前我国农林废弃物能源化率非常低,每年只有近9000万吨被用来发电,因此未来我国生物质发电的发展空间还非常大。
    与此同时,生物质能非电利用也正在迎来政策与市场利好。中国产业发展促进会生物质能产业分会秘书长张大勇表示,若实现“十四五”非电利用规划目标,预计拉动社会投资约1.2万亿元,年处理各类有机废弃物约3.5亿吨,带动100万人就业,年增加农民收入600亿元。他表示,当前生物质供暖已经有一定起色,后续政府仍需在排放标准制定、非电利用示范(试点)项目、后端奖补、绿色金融等多方面给予政策支持。
    多重挑战待破解
    根据业内预计,到2030年,生物质能利用在我国可再生能源消费占比将提升至8%左右,碳中和目标带来的市场估值也会一部分倾斜至生物质能领域,未来,生物质能产业规模将有望达到5000亿元。但与此同时,行业目前仍然面临诸多瓶颈,有待进一步破解。其中,国家补贴逐步退出带来的挑战以及由来已久的补贴拖欠问题,是备受关注的焦点。袁爱平直言,“依据《可再生能源法》制定的国家电价补贴政策,在执行过程中存在不同行业拨付比例严重失衡、农林生物质发电补贴款多年拖欠导致企业运营举步维艰等问题。”对此,李寅表示认同,他指出,近15年,我国生物质能发展主要以发电利用为主,非电利用为辅,以发电为主的生物质能利用方式,需要国家每年给予一定电价补贴支持,且短期内补贴无法大幅退坡,加上可再生能源电价补贴缺口越来越大,补贴拖欠已成为常态。“当前,可再生能源发展基金累计拖欠生物质发电行业补贴达470亿元。”李寅强调,“生物质能现有发展模式难以为继。”
    “当前,我国生物质能产业还没有达到预期规模,产业还不够成熟,谈退坡还为时过早。”李寅表示,相对于蓬勃发展的风电、光伏产业,生物质能产业投资热情日渐衰退,这与技术、原料收集等问题关系不大,最主要的原因是政策支持的稳定性和力度不够。
    李寅认为,单纯生物质发电利用方式由于受到能源利用效率、电能附加值、可再生能源电价退坡和电力市场交易等诸多因素限制,以发售电为主要盈利模式的发展方式,在新时期经济高质量发展的大好形势下面临巨大挑战,“十四五”期间亟须探索生物质能新的发展模式。此外,在他看来,生物质能产业目前还存在生物质能的环境、社会价值没有得到充分体现,认识不到位,以及国家重视不够、缺乏顶层设计等问题。
    政策扶持是关键
    为推动行业的长远发展,破解当前面临的多重困境,全国两会期间,多位代表、委员就行业发展建言献策。袁爱平建议,财政部等相关部委,按照国务院《优化营商环境条例》要求,以有利于促进农林生物质能源开发利用和经济合理为原则,及时修订完善“通知”相关内容,应明确“农林生物质发电项目中央财政补贴年限为20年”,与风、光发电项目保持一致。
    对于补贴拖欠问题,袁爱平强调,财政部应严格落实国家既往确定的支持政策,积极统筹国家和地方各类资金,优先足额拨付纳入国家前七批补贴目录的农林生物质发电项目拖欠资金。同时,他还认为,国家能源局应加快制定生物质发电产业可持续发展促进政策,鼓励生物质能非电领域应用技术革新与示范,提升生物质发电项目经济性和产品附加值,减少补贴依赖。
    对此,李寅则建议,全面恢复农林生物质发电补贴的优先支付,保持农林生物质发电上网电价长期稳定,保持上网电量全额收购,缓收未收到补贴电价部分的所得税等。企业所得税按实际补贴到账金额结算缴纳,已投运项目尽快列入可再生能源发电补贴目录等。
    从生物质能的多样化应用模式的角度,李寅指出,要大力支持生物质能在清洁能源供暖领域快速推广应用。特别是在县域、农村地区,采用生物质能供暖可就地取材,利用秸秆、畜禽粪污和有机生活垃圾,以产业化项目为依托,通过生物质热电联产、厌氧发酵生产沼气及生物天然气,可很好地解决县域、农村清洁供暖难题。
    此外,从生物质能的环保属性出发,袁爱平表示,生态环保部应综合考虑生物质燃料特性差异、污染物排放特征、协同控制技术及减排综合环保效益等,加快研究制定科学合理的生物质发电专用污染物排放标准。生物质发电全生命周期是净零碳排放,不应单纯参照一般火电厂烟气污染物排放标准。

相关报告
  • 《研究释放CRISPR改变微生物组的潜力》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2020-04-08
    • 2019年10月4日《自然-通讯》报道,加拿大韦仕敦大学(Western University)的研究人员开发了一种新方法,将CRISPR-Cas9导入实验室微生物,可以有效地对特定细菌发起有针对性的攻击。该研究证明了利用CRISPR改变人类微生物群落构成的可能性。这种方式可用于开发下一代抗菌剂,以应对抗生素耐药性这一全球难题。此外,该系统还可以实现微生物组的私人定制,开发微生物疗法,帮助“好”细菌产生化合物来治疗蛋白质缺乏引起的疾病。 CRISPR系统可被编程以靶向特定的遗传密码片段并在精确位置编辑DNA。研究人员常常使用CRISPR对活细胞和生物体中的基因进行永久性的修饰。理论上,研究者也对CRISPR进行编程以杀死细菌,但直到目前为止,还没有一种方法可以有效地、特异性地靶向某些细菌菌株。 细菌接合是指细菌通过细胞的暂时沟通和遗传物质转移而导致基因重组的过程。此次,韦仕敦大学开发的这种传递系统主要就利用了这种细菌接合现象将CRISPR传递给特定的细菌,从而改变其DNA并杀死它。该传递系统突破了特异性这一新疗法开发瓶颈。实验证明,在与另一种细菌亲密接触的条件下(生物膜中),运载工具几乎完全转移到了目标细菌体内。因为生物膜是大多数细菌聚集的自然状态,在这种条件下转移DNA通常很困难,该研究找到了一种简单而有效的方法。这个新的传递系统不仅可以广泛使用,而且比以前的递送系统更高效,有望被用于新的疾病治疗方案的开发。
  • 《综合智慧能源科普系列:生物质能》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-12-30
    • 一、生物质能定义 生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量,这些植物以生物质作为媒介储存太阳能,属再生能源。据计算,生物质储存的能量比世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主。生物质能可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能发电是将生物质能源转化为电能的一种技术,主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可再生能源,生物质能发电在国际上越来越受到重视,在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。 二、发电原理 生物质发电的原理是将生物质中的化学能通过燃烧转化为高温高压蒸汽的内能,产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机转动形成机械能,最终通过发电机将机械能转变为电能。 根据工作原理的不同,生物质能的发电主要有以下几种方式:1)直接燃烧发电;2)将生物质气化,产出可燃性气体发电;3)经过厌氧发酵产出沼气发电;4)将城市生活垃圾焚烧,具体如下: (一)直接燃烧发电技术 生物质直接燃烧发电是一种最简单也最直接的方法,但是由于生物燃料密度较低,其燃料效率和发热量都不如化石燃料,因此通常应用于大量工、农、林业生物废弃物需要处理的场所,并且大多与化石燃料混合或互补燃烧。显热,为了提高热效率,也可以采取各种回热、再热措施和各种联合循环方式。 目前,在发达国家,生物质燃烧发电占可再生能源(不含水电)发电量的70%。我国生物质发电也具有一定的规模,主要集中在南方地区,许多糖厂利用甘蔗渣发电。例如,广东和广西两省共有小型发电机组300余台,总装机容量800MW,云南省也有一些甘蔗渣发电厂。 (二)生物质燃气发电技术 生物质燃气发电系统主要由气化炉、冷却过滤装置、煤气发动机、发电机四大主机构成,其工作流程为:首先将生物燃气冷却过滤送入煤气发动机,将燃气的热能转化为机械能,再带动发电机法发电。 (三)沼气发电技术 沼气发电系统分为纯沼气电站和沼气-柴油混烧发电站。按规模沼气发电站可分为50kW以下的小型沼气电站、50~500kW的中型沼气电站和500kW以上的大型沼气电站。沼气发电系统主要由消化池、气水分离器、脱硫化氢及二氧化碳塔(脱硫塔)、储气柜、稳压箱、发电机组(即沼气发动机和沼气发电机)、废热回收装置、控制输配电系统等部分构成。沼气发电系统的工艺流程首先是消化池产生的沼气经气水分离器、脱硫化氢及二氧化碳的塔(脱硫塔)净化后,进入储气柜,再经稳压箱进入沼气发动机驱动沼气发电机发电。发电机所排出的废水和冷却水所携带的废热经热交换器回收,作为消化池料液加温热源或其他热源再加以利用。发电机所产生的电流经控制输配电系统送往用户。 (四)城市垃圾发电技术 当今世界,城市垃圾的处理是一个非同小可的问题。垃圾焚烧发电最符合垃圾处理的减量化、无害化、资源化原则。此外还有一些其他方式。例如,1992年加拿大建成第一座下水道淤泥处理工厂,把干燥后的淤泥无氧条件下加热到450℃,使50%的淤泥气化,并与水蒸气混合转变成为饱和碳氢化合物,作为燃料供低速发动机、锅炉、电厂使用。 三、生物质发电产业链 生物质发电产业链主要包括上游的原料及设备,其中有生物质原料及相关的发电设备,焚烧炉则是垃圾焚烧处理系统最核心的设备;中游则是生物质能发电的方式;下游则是用电渠道。 四、生物质能的优点与缺点 (一)优点 1.可再生能源:枯死的植物、垃圾和粪便随手可得,使其成为可再生能源。 2.碳中和:在光合作用过程中,大气中的二氧化碳被植物吸收。一旦植物腐烂,碳就会被释放回大气中。这导致释放的生物质和被吸收回的量之间达到平衡。当一些植物腐烂时,会种植其他新植物以中和生物质生产过程中释放的碳量。 3.多种用途:生物质可用于家庭烹饪和取暖,用于干燥农作物和生产沼气。 4.减少空气污染:多年来,生物质已取代化石燃料,减少了环境中的空气污染。 (二)缺点 1.氮氧化物污染:生物质提取过程会产生乙醇,从而增加大气中氮氧化物的含量。 2.环境破坏:生物质比太阳能和风能产生更多的能量。使用生物质能源会释放一氧化碳和二氧化碳等气体,从而导致空气污染。这种气体也会导致全球变暖。 3.设施不足:在季节性供应期间,生物质能源厂面临空间短缺,无法储存来自不同生物质供应源的各种成分。 4.效率低下:一些生物质最终产品必须结合起来才能有效发挥作用。例如,对于完整的发动机燃烧,乙醇与汽油结合。 五、发展现状 根据中国产业发展促进会生物质能产业分会日前发布的《2023中国生物质能产业发展年鉴》,当前,我国生物质能的利用方式主要为生物质发电、生物天然气、生物质清洁供热、生物液体燃料、热解气化等,其中发电仍是最主要的利用形式。 在国家能源局新能源和可再生能源司副司长王大鹏看来,多元化发展、提升产业附加值是我国生物质能转型升级的关键所在。王大鹏指出,在发电利用方面,要继续挖潜,将生物质能发电纳入绿色电力证书的合法范围,推动生物质发电项目利用其灵活、可控的特性参与深度调峰等电力辅助服务,同时,鼓励发电项目因地制宜向热电联产转型升级。在非电利用方面,更要积极稳妥推动生物质天然气、生物质能清洁供暖等试点示范,鼓励大型龙头企业先行先试,培育发展生物质能多元化利用新型市场。 中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任杜祥琬指出,生物质能既可以用于发电,又有丰富的非电利用场景,而且是唯一一种可以通过固、液、气多种形态进行利用的非化石能源,要充分利用这一特质对生物质能采用多元全产业链的模式进行开发。杜祥琬指出,以瑞典为例,当前,瑞典生物质能占一次能源的比例达到约34%,通过“生物柴油+生物气+发电”的方式,生物质能在瑞典的碳减排贡献度达到25%左右。“相比而言,我国生物质能仍有较大开发利用潜力。” 六、发展前景 生物质发电总体将保持平稳增长垃圾焚烧发电建设格局向县域延伸,中部等人口密集县级地区将成为投资重点。农林生物质发电受成本高制约明显,新增投资将放缓。沼气发电碳资产开发潜力大,碳减排交易收益将成为新的利润增长点。大力发展可再生能源,是保障世界能源安全和推动能源转型发展的必然要求。“十四五”期间,预计可再生能源发电量在全社会用电量中,占比达到33%,到2030年进一步提升至36%以上。“十四五”期间,电力装机增量超过一半来自风电和光伏,“十五五”前期,新能源装机将超过煤电,成为第一大电源。 生物质能发电是可再生能源乃至新能源的重要组成部分,但是目前由于生物质能发电补贴,政策支持等因素,我国生物质能发电处置项目运营艰难,经济状况欠佳,急需通过碳市场、碳交易获得额外收入,改善经营状况。推进生物质能高效利用,加强生物质发电项目区域协调,完善林业垃圾和生活垃圾集运制度,通过引导生物质能发电向热电联产转型,使行业逐年加大供热收入占比,减少对发电补贴的需求。未来,生物质能将在2030年和2060年为我国碳达峰碳中和做出巨大贡献,不仅促进农业经济的大规模发展,而且在应对气候变化、能源短缺和环境污染等问题发挥积极作用。