1.5 生物質能源發展現狀與趨勢

生物質能對全球能源的供應遠高于其他可再生能源。2015年生物質能滿足的能源需求達60EJ。從2010年開始，生物質能利用率以每年2%的速度增長。自2005年起，生物質能在全球總的一次能耗中始終占10%左右，并且從2005—2015年，全球生物質能需求已經增長了24%。生物質能的利用主要體現在供熱、發電及運輸這三個方面。2015年，全球生物質發電裝機總容量達106.4GW，發電量達464TW·h。發電量具有代表性的國家有美國（69TW·h）、德國（50TW·h）、中國（48TW·h），巴西（40TW·h）、日本（36TW·h）及英國和印度。2015年，全球生物燃料產量達1330億L，其中主要的生物燃料為乙醇（74%）和生物柴油（22%）及少量的加氫植物油。美國和巴西生物燃料產量占全球主導地位，總占比達70%。

1.5.1 國內外生物質能發展現狀

目前生物質能源是美國國內最大的可再生能源。美國在開發利用生物質能方面處于世界領先地位，主要生物質能源的利用形式包括乙醇、生物柴油、生物電能以及工業過程利用等，大規模種植的能源作物主要是大豆、玉米和向日葵。美國生物質能產業是當今發展得最成功的國家。2009年，時任美國總統奧巴馬對美國農業部長下達了總統令，要求農業部大力加快在生物燃料產業的投資和生產，在美國建立永久的生物燃料產業，擴大生物燃料基礎設施，利用這個產業為美國加快發展農村經濟提供唯一的機會。

巴西是世界上生物質能源生產及利用的先驅，全球最大的生物質能源項目普羅阿克爾（PROALCOOL）于1975年在巴西建立。巴西是當今世界上利用生物質生產酒精且規模化開發生物質能最好的國家之一，是全球第一大生物乙醇生產國和出口國。其不僅是目前世界上唯一不使用純汽油作汽車燃料的國家（該國乙醇產量的97%都用于燃料），而且也是世界上最早通過立法手段強制推廣乙醇汽油的國家。燃料乙醇成為了巴西的支柱產業，有利于巴西保證能源安全、促進經濟發展和增加就業。

歐盟各成員國生物質燃料產業的發展進度，基本呈現三大類：①第一大類是以德國、瑞典、法國為代表的已成功啟動生物燃料產業的國家；②第二大類包括捷克、波蘭、斯洛伐克等國家，這些國家在早期引入生物質燃料產業以支持農業的發展，并取得了一定的成功，但是這些國家政府的支持政策均在實施過程中出現一定的波動，導致市場對該行業缺乏足夠的信心與投資興趣，影響了該行業的發展；③第三大類主要包括英國、荷蘭、馬耳他等國家，這些國家在發展生物質燃料的問題上仍處于謹慎觀望、小步慢走的階段。

目前，中國生物質能的主要轉換技術是熱解技術、生物質能氣化和生物質發電。總體而言，中國的技術水平仍相對比較滯后，生物質能源產業要進一步發展就要力爭突破技術瓶頸，尤其是第二代生物燃料和部分新生物化學品研發尤為重要。為進一步完善我國生物質能產業政策體系，加強生物質能供熱應用，著力推進產業改造升級，改善環境質量，治理大氣環境污染等，2014年至今，先后出臺的政策有：《關于實施聯合國開發計劃署——中國生物質顆粒燃料示范項目有關問題的通知》《關于開展生物質成型燃料鍋爐供熱示范項目建設的通知》《京津冀及周邊地區秸稈綜合利用和禁燒工作方案（2014—2015年）》《關于加強和規范生物質發電項目管理有關要求的通知》《北方地區冬季清潔取暖規劃2017—2021年》《關于促進生物質能供熱發展指導意見的通知》等。

世界各國都在加快生物質能源的發展進度，生物燃料供給量將會快速增長，預計2050年將超過30 EJ（圖1.7）。其中普通生物柴油及普通乙醇供給量將逐年減少，最終被生物甲烷、生物噴氣燃料、高級生物柴油、纖維素乙醇和甘蔗乙醇等更加清潔的生物燃料取代；高級生物柴油將得到迅猛發展，到2050年，供給量將超過10 EJ。

1.5.2 我國生物質能的發展趨勢與對策

我國生物質資源豐富，能源化利用潛力大。全國可作為能源利用的農作物秸稈及農產品加工剩余物、林業剩余物和能源作物、生活垃圾與有機廢棄物等生物質資源總量每年約4.6億t標準煤。截至2015年，生物質能利用量約3500萬t標準煤，其中商品化的生物質能利用量約1800萬t標準煤。生物質發電和液體燃料產業已形成一定規模，生物質成型燃料、生物天然氣等產業已起步，呈現良好發展勢頭。

1.生物質發電

截至2015年，我國生物質發電總裝機容量約1030萬kW，其中，農林生物質直燃發電約530萬kW，垃圾焚燒發電約470萬kW，沼氣發電約30萬kW，年發電量約520億kW·h，生物質發電技術基本成熟。

2.生物質成型燃料

截至2015年，生物質成型燃料年利用量約800萬t，主要用于城鎮供暖和工業供熱等領域。生物質成型燃料供熱產業處于規模化發展初期，成型燃料機械制造、專用鍋爐制造、燃料燃燒等技術日益成熟，具備規模化、產業化發展基礎。

3.生物質燃氣

截至2015年，全國沼氣理論年產量約190億m³，其中戶用沼氣理論年產量約140億m³，規模化沼氣工程約10萬處，年產氣量約50億m³，沼氣正處于轉型升級關鍵階段。

4.生物液體燃料

截至2015年，燃料乙醇年產量約210萬t，生物柴油年產量約80萬t。生物柴油處于產業發展初期，纖維素燃料乙醇加快示范，我國自主研發生物航煤成功應用于商業化載客飛行示范。

我國生物質能具有良好的發展勢頭，預測生物質發電量逐年增長，2050年將達到1100億kW·h（圖1.8），尤其秸稈發電和垃圾發電量更是迅猛增長，將分別達到300億kW·h和460億kW·h。預計2025年后，生物質供給量也開始急劇增長，預計到2050年達到6.5EJ。

《生物質能發展“十三五”規劃》最新指出：生物質能是唯一可轉化成多種能源產品的新能源，通過處理廢棄物直接改善當地環境，是發展循環經濟的重要內容，綜合效益明顯。從資源和發展潛力來看，生物質能總體仍處于發展初期，還存在以下主要問題：

（1）尚未達成共識。目前社會各界對生物質能認識不夠充分，一些地方甚至限制成型燃料等生物質能應用，導致生物質能發展受到制約。

（2）分布式商業化開發利用經驗不足。受制于我國農業生產方式，農林生物質原料難以實現大規模收集，一些年利用量超過10萬t的項目，原料收集困難。畜禽糞便收集缺乏專用設備，能源無害化處理難度較大。急需探索就近收集、就近轉化、就近消費的生物質能分布式商業化開發利用模式。

（3）專業化市場化程度低，技術水平有待提高。生物天然氣和生物質成型燃料仍處于發展初期，受限于農村市場，專業化程度不高，大型企業主體較少，市場體系不完善，尚未成功開拓高價值商業化市場。纖維素乙醇關鍵技術及工程化尚未突破，急待開發高效混合原料發酵裝置、大型低排放生物質鍋爐等現代化專用設備，提高生物天然氣和成型燃料工程化水平。

（4）標準體系不健全。尚未建立生物天然氣、生物成型燃料工業化標準體系，缺乏設備、產品、工程技術標準和規范。尚未出臺生物質鍋爐和生物天然氣工程專用的污染物排放標準。生物質能檢測認證體系建設滯后，制約了產業專業化規范化發展。缺乏對產品和質量的技術監督。

（5）政策不完善。生物質能開發利用涉及原料收集、加工轉化、能源產品消費、伴生品處理等諸多環節，政策分散，難以形成合力。尚未建立生物質能產品優先利用機制，缺乏對生物天然氣和成型燃料的終端補貼政策支持。

在未來20年生物質能源基本發展策略如下：

（1）農村能源。進一步推廣實用技術，充分發揮生物質能作為農村補充能源的作用，為農村提供清潔的能源，改善農村生活環境，提高人民生活條件。

（2）工業化應用。促進成熟技術的產業化，提高生物質能利用的比重，提高生物質能在能源領域的地位，為生物質能今后的大規模應用奠定工業基礎。

（3）技術前沿與新技術。提高生物質能的利用價值，實現生物質能多途徑利用，大力開發高品位生物質能轉化的新技術，建立工業性試驗示范工程，為未來大規模利用生物質能源提供技術支撐和技術儲備。

（4）基礎理論研究。對于生物質能技術研究中存在且必須加以解決的重大科學理論問題，應予以足夠的重視，加大研究力度，為生物質能新技術或新工藝與研究提供理論依據。

（5）資源發展。研究、培育、開發速生、高產的能源植物品種，利用山地、荒地、沙漠、湖泊和近海地區發展能源農場、林場或養殖場，建立生物質能資源發展基地，提供可工業化利用的糖類、淀粉、木質或油類等生物質能資源。

（6）政策扶持。由于生物質能的現代化利用尚處于發展初期，與其他能源建設相比，需要政府給予更多的支持和相應的扶持政策。提高認識，加強領導；制定優惠政策，增加資金投入；應用高新技術，做好試驗示范；加強產業建設，提高經濟效益；隨著企業的發展，必須建立相應的服務體系、并要不斷提高服務質量；提高業務素質，壯大技術隊伍；開展國際合作，引進先進技術和資金。