江苏生物质能吴清泉.docx

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江苏生物质能吴清泉

美国生物质能发展经验及对江苏的启示

近年来，我国经济持续快速发展，能源需求持续加速增加，2020年前要实现国内生产者总值比2000年翻两番的目标，将持续面临着重化工业新一轮增长、国际制造业转移及城市化进程加速的新情况，经济发展对能源的依赖度将不断增加，能源问题已经成为制约经济社会发展、人民生活水平提高的“瓶颈”所在。

对江苏省而言，由于经济总量大，发展速度快，多年来江苏能源消费总量也一直保持较高水平。

2013年江苏能源消费总量为3.03亿吨标煤，占全国能源消费总量的8%。

以煤炭为主的能耗结构必然会产生较高的碳排放量，带来严重的环境污染问题，对江苏经济走可持续发展道路造成严峻挑战。

在加强常规能源开发和大力推动节能的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和清洁能源过度，已经迫在眉睫。

一、生物质能的重要性及特点

可替代能源是指可以替代化石燃料的能量来源，主要包括地热、太阳能、风能和生物质能等。

很多可替代能源是可再生的，因此能够解决化石燃料日益枯竭的危机。

而生物质能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。

生物质能占世界一次能源消费的14%，是排在主要的化石能源煤、油、气之后的第四位能源。

同时生物质有着方便运输和储存，分布广泛等优势，以及能量来源的普遍性和易取性等特点，如下图1-1所示。

图1-1生物质能的广泛来源图

从生物质能的开发应用上来看，生物质能能够进行生物质发电、生物质致密成型燃料、生物柴油、非粮燃料乙醇等应用，这些都是将生物质能转化为更便捷、高效的能源消费

方式。

二、美国生物质能的发展经验

（一）美国生物质能发展现状及展望

生物质能源是美国最大的可再生生物能源，约占美国全国能源供给量的3%。

截止至2012年底，生物质能已经成为美国可再生能源的主要来源，美国国家能源战略将生物质能作为主体，以确保合理能源结构和能源安全供给，减少对石油进口的依赖，逐步形成多样化的能源产品供给方式。

总体而言，美国在开发利用生物质能方面处于世界领先地位。

1、生物质发电方面

美国从1979年就开始采用生物质燃料直接燃烧发电，生物质能发电总装机容量超过10000MW，单机容量达10MW~25MW。

据报道，目前美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其他林产品加工厂，这些工厂大多位于郊区，提供了大约6.6万个工作岗位。

美国能源部又提出了逐步提高绿色电力的发展计划，到2010年，美国又新增大约1100万千瓦的生物质能发电装机。

2、液体燃料方面

目前，美国是仅此于巴西的燃料乙醇大国，美国的乙醇产量自2001年以来已翻了一番。

2006年，乙醇约占美国汽油消费总量的5%，乙醇掺烧比例通常为10%，添加乙醇的混合汽油占全国汽油供应总量的46%。

2007年乙醇的产量是64亿加仑，比2000年增加了4倍。

根据美国可再生燃料协会统计，截止2006年底，美国共有111个乙醇生产厂，生产能力为1600万吨。

另有76个厂和300个厂分别处在建设之中和筹划之中。

3、生物燃气方面

生物燃气是发展比较成熟的生物质能源技术之一。

截至2012年4月，美国近8200个农场已建成各种类型沼气工程用于发电，其中192个规模较大型沼气工程主要分布在奶牛场和养猪场，装机总容量达到5860亿W；另外，截至2012年年底，全国有1238个沼气工程运行于城市污水处理厂，平均每个沼气工程项目日处理有机废水450万加仑，日产电能100KW。

其中有837个污水处理厂用沼气作为工厂自身能源使用，292个污水处理厂用沼气发电，74个污水处理厂用沼气发电后并入电网，25个污水处理厂生产沼气后通过管道输送到用户使用。

截至2012年7月，有594个垃圾填埋场生产沼气并用于发电，装机容量达到1813MW。

（二）美国促进生物质能产业发展的做法

1、政府框架

美国是农业生产大国，在生物质资源开发和利用方面，美国政府十分重视，在2000年6月，美国政府通过了《生物质研究法》，并于2002年11月提出生物质能源长远规划，计划到2030年，生物质能不仅能够为国家能源安全提供保证，同时生物质能产业将成为农业经济新的增长点，并壮大为农业可持续发展的支柱产业。

近年来，美国政府出台一系列政策，促进生物质能发展。

2008年9月，能源部与农业部发布《国家生物燃料行动计划》提出降低纤维素生物燃料成本，促进生物燃料产业及其供应链的发展；2009年5月，美国能源部发布《生物质多年项目计划2009》，提出生物质项目下一步发展的规划、前景和阶段性技术目标；2009年6月，能源部就《国家藻类生物燃料技术路线图》草稿征询意见，旨在推动藻类生物燃料商业化研究实践；2010年，美国农业部发布《生物质作物援助计划》，与联邦航空管理局签署5年合作协议，共同开发利用运用农业、林业生物质原料生产航空油料相关技术；2011年，美国能源部公布未来五年《部门战略规划》利用变革性科学技术应对美国所面临的能源、环境和核电挑战，明确提出美国能源部未来5年发展战略目标；2012年，美国总统宣布投资计划，优先发展生物燃料工业以加强美国能源战略；2013年4月，美国能源部宣布《生物质创新计划项目》开发生物燃料用于军用飞机和船只。

2、激励机制

美国生物质资源的开发，一方面加强有限的土地资源和水资源的高效利用，另一方面采用新技术手段筛选高效微生物，最大限度地对可再生非实用性生物质资源加以利用，提高可利用生物质总量的利用率，持续生产高效、高附加值产品，创建气候、环境和生态友好的节约型社会。

为此，美国政府及各个州政府通过税收优惠或减免政策、提供补贴给生产者和消费者、政府采购生物质能产品和加速折旧方案等手段，制定不同的激励机制以促进生物质能产业健康、有序发展。

3、资金投入

二十世纪以来，经济危机席卷全球，致使美国经济空前萧条。

但在生物质能开发和利用方面，政府不仅没有削减财政支出，反而加大此方面的经济投入，与此同时引导相关企业注入资金，展开创造性的绿色能源开发战略。

但是运作方式方面，美国能源部则不直接管理实验室，而是通过公开招标管理公司进行管理，实行私有化管理模式，管理公司负责项目经费的管理和控制，并吸引社会资金加入，加快研究开发周期。

2008年，能源部投资2亿美元支持利用生物质能原料生产先进生物燃料的商业化研究与实践；2009年，能源部宣布复兴计划中，有7.865亿美元用于加快先进生物燃料的研究和开发，以及商业规模的生物精炼示范项目等；2010年，生物质能研发的拨款为太阳能和风能的5.8倍（生物质能、太阳能和风能分别为10.04亿、1.75亿和1.73亿美元）；2011年，美国政府宣布了一项高达5.1亿美元的投资计划，用于加速生物燃料在军事和其他领域的利用。

农业部和能源部向8个研发项目提供4700万美元资金来促进生物质能的研究和发展，投资3600万美元用于资助生物燃料以及生物产品的研发项目；2012年，农业部资助1570万美元用于先进生物燃料生产，能源部资助生物油热解研发1200万美元；2013年，农业部设立2500万美元基金项目，用于研究从生物质资源开发新一代可再生能源和高价值生物基产品。

由此可见，金融危机没有阻拦美国生物质能源开发的进程，生物质资源能源化仍是美国经济复兴和再投资计划的重要组成部分。

综上所述，美国在扶持生物质能发展的措施归纳起来主要体现在两个方面：

一是政府高度重视，明确了生物质能产业发展计划和目标，并给予立法保障；二是出台了一系列优惠的财政政策和税收政策，支持生物质能技术的研发、产品的生产和消费。

三、江苏生物质能的发展现状

江苏省生物质能资源的开发利用包括秸秆利用、沼气利用、垃圾利用、生物柴油和燃料乙醇等几个方面，但是主要集中在秸秆利用、沼气利用、垃圾利用和生物柴油等领域。

1、秸秆利用。

江苏省的薪柴资源十分丰富，但长期以来农业薪柴利用率低，浪费十分严重。

例如，每年收获季节，大量的农作物秸秆在露天被焚烧，不仅极其浪费资源，而且污染环境，影响交通安全。

目前，江苏省规模化利用秸秆主要有如下类型：

肥料化利用、能源化利用、工业原料化利用、饲料化利用以及基料化利用等。

截止到2009年年底，江苏省秸秆规模化利用企业中仅发电企业就有12家，年秸秆需求量225万吨，每个企业的秸秆需求量在12万吨以上。

另外，秸秆板材、造纸、饲料等企业对秸秆需求量也很大。

江苏省政府对秸秆利用非常重视，2009年12月，江苏省在全国最先发布了《江苏省秸秆综合利用规划（2010年~2015年）》。

根据规划，全省力争到2015年秸秆利用量在5万吨以上的企业达到100家。

2、沼气利用。

目前，江苏省沼气利用的方式主要分为户用沼气池和大中型沼气工程两种，有10多家大中型沼气工程利用企业。

（1）户用沼气池

农村户用沼气池在江苏有多年的推广历史，从20世纪80年代中期开始推广“圆、小、浅”型农村户用沼气池，各项技术已基本成熟，沼气池主体及其配套设施都有相应的国家标准。

江苏省农村沼气池容积一般为6~10立方米，造价为1200~1500元，年产沼气300~350立方米。

自2000年以来，江苏重点在苏北地区实施“一池三改”户用沼气工程建设，目前共有40多个县建成了200多个沼气生态村，受益农户总数高达数百万户。

该工程模式集经济、生态、社会效益于一体，深受农户的欢迎。

（2）大中型沼气工程

大中型沼气工程主要用于养殖场、酒厂、糖厂、屠宰场等有高浓度有机废水排放的场所，其系统组成为预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、后处理、检测控制系统等。

对于万头猪场而言，工程投资为15万~20万元，单位投资3500元/立方米池容左右。

目前江苏省的养殖场沼气工程还没有形成规模，很多养殖场沼气工程都处于自产自销状态，规模不大。

3、垃圾利用。

垃圾利用目前主要集中在发电领域，分为燃烧发电和制取沼气发电两种方式。

目前，江苏省的垃圾发电已经形成一定的规模，在南京、苏州、无锡和徐州等地先后建立了一批垃圾发电厂，其中位于无锡市桃花山生活垃圾填埋场的填埋气体发电厂是国内第一家自主开发建设的填埋气体发电厂，取得了明显的经济效益和社会效益。

但是垃圾发电在安全和环境等方面还存在一定问题。

4、生物柴油。

生物柴油是植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料，也是未来发展的重点领域之一。

现阶段，制取生物柴油的原料主要是油类植物。

江苏省提倡以地沟油、植物油下脚料以及废弃动植物油脂等作为生产生物柴油的原料，这样既可以防止造成环境污染，也可以变废为宝。

江苏省目前有10余家生物柴油生产企业，主要分布在苏南地区，其中具有代表性的企业是常州市卡特新能源公司，生产生物柴油的主要原材料有：

地沟油、植物油下脚料、棕榈油、米糠油、废弃动植物油脂等。

该公司依托省内外科研院所的技术优势，拥有多项生物柴油生产工艺，能实现整个生产过程中无废水排放。

5、燃料乙醇。

乙醇作为燃料使用已经有100多年的历史。

20世纪70年代以来的能源危机使乙醇燃料又得到了快速发展。

现阶段，燃料乙醇的原材料是含糖类植物，与生物柴油一样，国家禁止用粮食作为开发燃料乙醇的原材料，使得燃料乙醇的原材料获取存在较大的难度。

由于江苏省所在的地理位置所限，糖类植物不多，而且居民消费品又占据了产量中的一大部分，因此燃料乙醇发展较为缓慢。

四、江苏生物质能发展的对策建议

根据国家及江苏省生物质能产业发展的有关规划，并借鉴国外尤其是美国的发展经验，提出促进江苏省生物质能产业发展的对称建议，具体如下：

（一）提高对生物质能开发利用认识的深度和高度。

生物质能开发利用不仅是发展有竞争力、可持续和安全的能源供应体系的重要内容，也是促进新农村建设、构建和谐社会的重要举措。

因而，江苏省各级政府应从战略的高度用长远的眼光看待生物质能源的开发利用问题，利用各种媒体，采取多种形式，在全省范围内尤其是在生物质资源丰富的农村地区加大宣传力度，切实提高政府部门、相关企业和社会各界人士对生物质资源的了解以及开发利用生物质能重要性的认识，通过宣传先进典型和成功经验，形成全社会关心、支持生物质能产业发展的良好社会氛围。

（二）制定并完善相关政策、法规。

政府的支持是生物质能产业市场发育初期的原动力。

不论是发达国家还是发展中国家，生物质能产业的发展都离不开政府的支持，它需要政府在投融资、税收、补贴、市场开拓等方面给予实实在在的支持倾斜。

首先，从国家层面，要进一步明确我国生物质能产业的发展规划和目标，并借鉴国外经验对原有的相关政策、法规进行整合、完善和细化，提出鲜明的政策导向，并尽快制定科学的生物质能产业标准。

其次，就江苏省而言，也要在自身的行政、立法权限范围内，结合江苏实际，制定有利于生物质能产业发展的政策、法规。

尤其是要利用江苏经济实力强的优势，出台一些优惠的财政、税收等政策，充分调动社会各界的积极性，支持生物质能原材料的收集、技术研发、产品生产和消费等活动，降低生物质产品的生产成本，提高开发利用生物质能的经济效益。

（三）加强生物质能人才队伍和产业服务体系建设。

从国内外能源发展的经验来看，任何能源产业的发展都必须有人才和技术作为基础。

从我国常规能源产业发展的历史来看，我国煤炭、石油、电力都有从事研究、设计、建设和运行管理维护的人才培养体系和产业服务体系，有利地促进了常规能源建设的快速发展。

江苏省也可以发挥高校和人才聚集的优势，加大科研投入力度，推进产学研合作，强化生物质能转化与产业化技术集成创新和装备研发，提高生物质科研的自主创新能力；统筹协调有关高校开设生物质能相关专业，培养专业人才；鼓励有条件的社会机构提供生物质能的设计、咨询等服务，完善生物质能产业服务体系。

（四）统筹规划，合理布局。

江苏省相关政府部门应适时开展区域生物质能资源的评价工作，进一步摸清哪些地方适宜发展生物柴油、哪些地方适合从事秸秆利用等，明确江苏省应重点发展的生物质能领域，并在此基础上结合国家的有关产业规划，合理布局，制定切实可行的江苏省生物质能开发利用规划。

按照重点突出、有序推进、统筹发展的原则，搞好生物质能开发利用试点、示范工作，并在产业政策上给予必要的扶持和倾斜，促进江苏省生物质能产业的有序、健康发展。

（五）正确处理好发展生物质能与维护粮食安全和环境保护关系。

从可利用的生物质能原料来看，与有些国家主要依靠粮食和大规模种植能源植物等作为生物质能的原理不同，我国生物质能产业的发展必须立足于保证国家粮食安全，走“不与人争粮”的发展道路。

在生物质能原料方面，优先考虑农作物秸秆、林木废弃物、畜禽粪便和生活垃圾及工业有机废弃物等。

同时，可以利用江苏水域面积大的优势，开发藻类作物，为生物质资源的有效开发利用提供充足的原料。

需要注意的是，在生物柴油制取等生物质能产品生产过程中，会产生对环境有害的废气、废水和废料。

所以，要通过更新加工设备、改进生产工艺等途径减少对环境的污染，走绿色能源发展之路。