曾经有一段时间,许多人认为生物质能源可以替代化石能源,使人类摆脱对传统石化能源的依赖,减少温室气体排放。并且许多人认为,由于国际石油价格上涨和环境成本加大,生物质能源在经济上已经可行。但事实上,生物质能源发展确实不尽如人意。生物质能源发展涉及许多重要方面,比如说,许多国家生物质能源主要以玉米等农作物为主要原料,当玉米通过加工可以转化成乙醇汽油时,玉米已经具有能源属性,不再是简单的粮食,而是能源供应体系中的一部分,这样玉米价格随着能源价格波动,使能源安全与粮食安全相联系。
生物质能是可再生能源的一个重要组成部分,一般是指以生物质为载体储存的化学能。生物质能原料来源广泛,主要包括各种农林废弃物、生活垃圾、禽畜粪便以及废水废渣等。生物质能的利用方式多种多样,既可以用来发电,也可以加工成固体成型燃料,还可以转化为多种气体或者液体燃料,储存和运输都比较方便。因此,生物质能可以满足各种形式的能源需求,这也是生物质能的一个优势。中国生物质能总量比较丰富,目前主要以农林废弃物为主,根据相关数据统计,2014年,农业废弃物主要是农作物秸秆可利用总量折合约4.4亿吨标准煤,林业废弃物约2亿吨标准煤,禽畜粪便0.28亿吨标准煤,生活垃圾0.12吨标准煤,废水废渣0.2亿吨标准煤。
发展进程相对滞后
随着2006年中国《可再生能源法》实施,可再生能源产业得到了较快发展。中国目前生物质能的主要利用方式有生物质发电,加工转化为固体、气体、液体燃料等。2014年生物质发电累积核准装机容量为1423万千瓦,并网约为950万千瓦。生物质发电主要有农林生物质发电和城市生活垃圾发电。其中农林生物质发电占比为59%,并网容量约为500万千瓦,原料是各种农作物秸秆和林业废弃物,主要集中在华中和华东等原料比较丰富的地区。垃圾发电并网约为423万千瓦,原料以城市生活垃圾为主,主要分布在大中城市周边地区。生物质固体成型燃料主要用于各种锅炉,原料以农作物秸秆和木屑为主,近几年发展速度较快,2014年产量已达700万吨。沼气是我国农村利用生物质能的主要方式。沼气利用在中国发展起步较早,近几年也得到较快的发展。2000年,农村沼气用户约有848万户,到2013年中国农村沼气用户达4122万户,沼气利用量每年约137亿立方米。沼气利用方式比较灵活,可以根据具体需要设计不同的规模。一般来说,农村户用沼气的规模相对较小,在一些农村地区也建立一些中型的沼气设备集中使用。除一般家用沼气之外,一些规模相对较大的沼气工程也得到了一定程度的发展。
但是相对于中国能源消费总量的规模,生物质能发展仍然相对缓慢。从规模和发展速度来看,生物质能与其他可再生能源形成鲜明对比。2014年我国水电利用量241百万吨油当量,位居世界第一,占全球水电总量的27.4%。非水可再生能源利用总量53百万吨油当量,仅次于美国的65百万吨油当量,其中风电发电量占全球总量的22.4%,光伏发电占15.7%,都位居世界第二。从增速上看,2014年中国风电新增装机容量2319万千瓦,占全球新增装机容量的44.9%,远超其他国家。2014年中国光伏新增装机1056万千瓦,也位居世界首位。风电装机容量已从2005年的106万千瓦增加到2014年的9637万千瓦,太阳能并网容量也从7万千瓦增加到2805万千瓦。而2014年中国生物质发电累积并网装机容量为950万千瓦,美国最多,为1610万千瓦,德国为880万千瓦。中国现阶段生物质液体燃料主要有燃料乙醇和生物柴油两种,发展速度也相对缓慢,2014年产量分别为28亿升和11亿升。在总量上,中国虽然位于全球第四位,但是与美国和巴西的差距非常大,美国的燃料乙醇和生物柴油产量分别为543亿升和47亿升,远高于中国。从增长速度来看,即使在低油价的背景下,前两位的美国和巴西2014年的增长速度为3.9%和1.6%,中国仅增长0.3%。
由此可见,中国生物质能源的几种主要利用方式发展都相对缓慢。然而,与其他可再生能源不同,生物质能源现阶段的主要原料是农林废弃物以及生物垃圾等,如果不能得到合理利用,不仅是一种资源浪费,更会对环境产生负面影响。因此,发展生物质能源具有环境保护与发展新能源的双重意义。即使发展困难重重,也不应该被忽视。
生物质能源发展缓慢的原因是多方面的。其中主要一个原因就是原料的供应问题,这是由生物质能源自身特点决定的。中国耕地有限(相对于人口),农产品很难实现大幅增产(相对于目前生产水平),生物质资源不足,这是规模发展生物质能源的首要障碍。此外,农林生物质发电所需的农作物秸秆搜集比较困难,成本比较高。垃圾发电也存在类似的问题,由于中国没有实行垃圾分类,垃圾热值不高,焚烧过程中可能产生有毒物质,对周边环境造成危害,因此常常遭到周边百姓的抵制。以食用粮为原料的生物质液体燃料可能会威胁到粮食安全,并且现阶段以微藻等转化燃料的技术还不够成熟。