什么是生物质能,为何要发展生物质能?
阅读 30 次    更新时间:2021-06-30    

导读:2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上向全世界宣布,中国将提高国家自主贡献力度,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2020年12月12日,在召开的气候雄心峰会上,我国再次明确实现碳中和目标的进一步举措,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。

那么,作为全球公认的零碳可再生能源,生物质能在我国能源转型和双碳战略中处于什么地位,能发挥哪些作用,可能是很多人都较为关心的问题。中国产业发展促进会生物质能产业分会产业研究部根据部分会员企业需求并结合产业发展趋势,编写了此研究报告,在生物质能观察平台(微信号:CBEIPA)相继推出系列主题,仅供参考。

一、什么是生物质能  

所谓生物质能,从广义层面讲,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,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。从狭义和法律层面讲,生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。依据来源不同,可将适合于能源利用的生物质分为林业剩余物、农业剩余物、生活污水、工业有机废渣废液、城乡固体废物和畜禽粪便等六大类。

二、发展生物质能的意义

目前,生物质能在我国可再生能源消费总量中占比不到10%。当前的“小产业”若政策得当,方向正确,未来则是可再生能源领域的“巨人”。每年若对城乡各类有机废弃物进行无害化、减量化和资源化利用,将对我国环境、能源和粮食安全发挥巨大作用。随着生物质能产业发展规模不断壮大,将会逐步改变我国农业农村生产生活方式,实现新时代县域经济绿色低碳循环可持续发展新业态,进而推动我国新型城镇化、乡村振兴战略和碳中和目标尽早实现。

(一)持续改善城乡人居环境,保障国家环境安全。随着人民生活水平的不断提高,广大人民群众对生活居住环境要求越来越高,优美的生态环境已成为城乡居民安居乐业的最基本要求。对生产生活中产生的各类废弃物进行无害化、减量化处理和资源化利用,从源头根治废弃物“五乱”(乱堆、乱扔、乱排、乱烧、乱埋),已经成为我国生态文明建设的刚性需求和基本着力点,也是各级政府向当地广大民众提供的基本公共服务之一。

(二)增加县域清洁能源供应,保障国家能源安全。从“十三五”治理雾霾、防治大气污染经验来看,最难的环节是散煤替代,而每年六亿吨左右的散煤消费主要集中在农村地区。从现有各类替代散煤(生活和冬季取暖)手段的经济性来看,生物质能取暖成本是最接近燃煤的,在生物质富集地区,生物质能取暖成本甚至低于用煤成本。同时,农村地区还可就地取材,利用秸秆、畜禽粪污和有机生活垃圾,以产业化项目为依托,通过厌氧发酵生产沼气及生物天然气,解决农村生产生活中气源不足和用气成本高昂问题。例如:当前我国各类有机废弃物资源量约63亿吨(折合标煤约10-12亿吨)。若40%加以能源化利用,每年可生产热能100亿吉焦(折合取暖面积约200亿平米)、沼气1200亿方(折合生物天然气660亿方)、有机肥6000万吨。每年可替代标煤4亿吨,减少二氧化碳排放10亿吨、二氧化硫960万吨、氮氧化物300万吨。这些绿色低碳能源的开发利用,可降低我国天然气对外依存度30-35个百分点。再以山东省阳信县农村四口之家,120平米砖混结构平房,冬季室内温度16-18℃,4个月取暖期为例,不含取暖设施建设成本和政府补贴费用,仅计算燃料成本:用散煤(约4500大卡)1.5吨、成本约1300元;用天然气1800方,约4680元;用电1.2万度,约6000元;用生物质成型燃料1.6吨,约1500元。

(三)治理农村面源污染,保障国家粮食安全。我国耕地由于长期过量使用化肥、农药和未经无害化处理的生活垃圾、畜禽粪污,造成了地下水体污染,土壤严重板结,有机质大量减少和粮食质量下降。以东北黑土地为例:解放初期,黑龙江黑土地黑土平均深度100厘米,有机质含量8%,经过近几十年的过量施用化肥农药,目前黑土深度只有30-40厘米,有机质含量2%,相对于原有黑土厚度减少了60厘米,有机质减少了6个百分点。土壤面源污染若不加以防治,将会对我国粮食安全、食品安全和现代农业发展构成严重威胁,还会造成大量的温室气体排放到大气当中。而有机废弃物(秸秆、畜禽粪污、厨余果蔬垃圾等)厌氧发酵后的沼渣、沼液是天然优质有机肥,沼渣沼液返田后,将增加土地养分,有效改善土壤结构,增强土壤的固水、固氮、固碳能力。

(四)助力乡村振兴战略实施,促进新型城镇化建设。“三农”问题一直是全党工作重中之重,走中国特色社会主义乡村振兴道路,关键还是要促进农村地区产业兴旺,生态宜居,农民收入稳步提高。对海量农林剩余物、畜禽粪污、有机生活垃圾进行无害化、减量化和资源化利用,不仅使废物变废为宝,解决了农村环境、清洁用能和农民收入问题,而且可改变农村居民生产生活方式,形成新时代农村绿色低碳循环可持续发展模式,促进社会主义新农村和新型城镇化建设,为实现我国农业现代化不断注入绿色动能。

(五)促进碳中和目标率先在县域实现。由于我国城乡二元经济结构长期存在且发展不平衡,城市人均综合用能强度是农村居民的3倍。城市基础设施、生产生活配套设施相比农村更趋于成熟和完善。在实现碳中和难度上,农村要远小于城市。生物质能的可再生零碳属性和沼渣沼液改良土壤后的固碳优势(据有关文献,完全施用有机肥的耕地,其固碳能力可达0.586吨/亩/年。若每立方土壤有机质提高一个百分点,每亩地相当于从大气中净吸收17吨二氧化碳),将使县域率先进入碳中和时代。

以山西省芮城县为例:全县人口42万,2019年一次能源消费40.8万吨标煤。其中,消耗化石能源32.8万吨标煤,非化石能源8万吨标煤。2019年全县二氧化碳净排放63.1万吨,单位GDP二氧化碳排放强度0.69吨。全县每年产生各类有机废弃物91.38万吨(折合标准煤约41.1万吨)。其中,林业剩余物7.1万吨,农业剩余物30.4万吨,畜禽粪污40.9万吨,有机生活垃圾12.9万吨。当前该县有机废弃物能源化利用率仅为9.7%,若在2025年达到80%,芮城县将率先在全国县域中实现碳中和。

来源:中国产业发展促进会生物质能产业分会

作者:产业研究部

编辑:丁富宏  张佳琪

转载自:生物质能观察公众号(微信号:CBEIPA)