杜祥琬:提高生物质能的战略地位,为碳中和做出更大贡献
阅读 33 次    更新时间:2021-12-22    

近日,中国工程院原副院长、院士,国家能源咨询专家委员会副主任,国家气候变化专家委员会顾问杜祥琬受邀出席“发展零碳能源,共建生态家园”——2021(第三届)全球生物质能创新发展高峰论坛(下称“高峰论坛”),并发表了题为《提高生物质能的战略地位》的主题演讲。


杜祥琬认为,生物质能是唯一可以多种形态对能源作出贡献的非化石能源,因为它既可以发电也可以非发电,有固态、液态、气态各种形态,在未来的高比例可再生能源中是一支稳定、连续、易操作的基荷。高比例可再生能源是能源转型的基本方向之一,生物质能是可再生能源家族的重要成员。对杜祥琬先生的精彩发言内容整理如下:

一、生物质能的构成和贡献潜力

生物质能的构成,一是农作物秸秆,包括小麦、玉米、稻米、豆类等作物;二是林业废弃物,包括森林采伐剩余物、木材加工剩余物、育林剪枝(林业三剩);三是畜禽粪便,包括牛、羊、猪等家禽的排出物、垫草等;还有就是生活垃圾,厨余、废塑料、废纸、灰渣等。

《生物质能发展潜力蓝皮书》里提出,中国生物质资源年产量34.94亿吨,其中,秸秆可收集量占6.94亿吨,畜禽粪便占18.68亿吨,林业剩余物3.5亿吨。作为能源,开发潜力大概有4.6亿吨标准煤,但是目前实际转化为能源用的不到0.6亿吨,所以还是一个小量。

国内和国际组织对生物质能的占比有一些不同的估计,国际可再生能源协会认为,2030年生物质能只占到一次能源的10%左右,到2050年占比可以到20%多。国际能源署认为,2040年生物质发电可以占到40%—67%,其中供热占比15%—20%,到2060年生物质占终端能源17%。

瑞典在生物质能方面可能是一种代表,在欧洲来说,它的生物质能占一次能源的34%,包括生物柴油、生物气、发电,贡献碳减排的25%。

国内也有一些预测,比如,《全球能源和气候展望》提出,2030年生物质占终端能源10%左右,国家可再生能源中心认为,2035年生物质占一次能源4.9%,2050年可以占到一次能源的6.3%。

当前,生物质发电装机为1330万Kw,生活垃圾发电装机为1533万Kw,总上网电量大于1000亿kwh。

在《读懂碳中和》一书中提出,生物质能发电装机可以达到5000万千瓦,发电量可以达到2242亿kwh,而生物质能供热每年可以相当于2亿吨标准煤。


二、生物质能技术和利用的模式

生物质能有几种技术,一是固体成型燃料技术,以后可以替代煤炭,也可以减少污染,成本比较低,也可以供热;二是液体燃料技术,包括燃料生物油、生物航空燃油、纤维素乙醇等形态;三是气化技术,比如做成沼气,主要是选择合成气、低碳醇醚等,可以作为气态的能源来利用;四是发电,生物质燃烧发电已经有很多地方都在做。

想特别强调一点的是,生物质可以替代化石原料,制造有机化学品,从而推动生物质能的经济发展,也是一个重要方向。

由此可见,生物质能应该说是唯一可以多种形态对能源作出贡献的非化石能源,因为它既可以发电也可以非发电,有固态、液态、气态各种形态,在未来的高比例可再生能源中是一支稳定、连续、易操作的基荷。

还有一部分非能源形态,有经济效益的利用,比如说做肥料。在我国中东部地区有大量的可再生能源资源,包括生物质能,在能源电力中可作出实际贡献。

还有就是对多元全产业链的利用模式,一种是综合高效利用模式,主要是能源量化的一种利用,典型的是兰考生物质综合利用工程。一种是分布式利用模式,就近收集和加工,比如河南安阳的秸秆成型工程。

另一种是集中推进循环经济模式,比如农作物最后产生了秸秆,秸秆可以做成沼气,它的沼渣又可以做成有机肥,有机肥可以供给作物,这样一个循环就非常具有建设性。

还有一种是全产业链模式,液体燃料可以做高价值的化学品,比如北京平谷“生态桥”工程,就是将农林废弃物变为有机肥,农民可以增收,土地用有机肥替代化肥,改善环境。

关于生物质能应用的几种形态,河南南阳天冠集团基本都有过实践,从分散的源到集中的工业加工模式也探索了很多年,社会经济效益非常明显。如果是1亿吨秸秆,收集90%,成本是一吨200元,则可增收200亿元,而且还可以创造就业,改善人居环境,是农村振兴的有力抓手。

《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》提到,估计到2030年,可以减碳9亿吨,到2060年可以减碳20亿吨。

倪维斗院士估计,如果进一步种植能源林,扩大森林的生态体量和年生长量,森林碳汇能力可倍增,现有可种植品种如巨菌草、芒草等,可以进一步扩大我们的生物质的来源,为碳中和做出实际的贡献。


三、发展建议

一是提高认识,提升生物质能在能源转型当中的战略地位。现在大家重视非化石能源,像太阳能、风能。但生物质能也是绿色、低碳的可再生能源,是可多种形态利用的、稳定、可连续供应的能源。生物质能利用兼具经济效益、环境效益、社会效益、气候效益,应提升至像风、光、地热一样的地位,制定发展战略。

二是做好基础性的工作,现在对生物质能各个方面的数据差别比较大,所以基础性数据还需要加强。几类生物质能应用都有不少企业在做,最好能够每一类都有典型的企业样板,这样大家便于相互学习。

三是改进我们现在生物质能的应用技术,提升转化率,降低成本,政策上还应该有一定的扶持力度。

四是创新产业模式,健全输出体系,把分散的生物质和有集中度的工业加工手段结合起来,创造一种新的产业模式并且推广。(来源:生物质能观察)