生物质能发展现状与前景
我国生物质成型燃料仍处于发展初期,受限于农村市场,专业化程度不高,大型企业主体较少,市场体系不完善,尚未成功开拓高价值商业化市场。迄今,生物质能一直处于“一入能源深似海,从此碰壁是常态”的尬尴局面。但事实上,生物质能是新兴的生态能源,包含任何可再生或可循环有机物质,科学合理地对其开发和利用,能够拥有千亿级的产业市场。
与传统能源行业相比,生物质能具有可再生、污染低、分布广等特性。严酷的现实已经倒逼着人类社会必须寻找和发展可再生清洁能源,我们中国尤其如此。生物质能源可以覆盖化石能源的全品类,因此这个产业兴旺发展的时机已经成熟。国家能源局此前发布的《生物质能发展“十三五”规划》明确,全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。截至2020年“十三五”规划末,生物质能在可再生能源中占比将达到30%,超过光伏和风电的总和。据了解,我国生物质重点产业将实现规模化发展,成为带动新型城镇化建设、农村经济发展的新型产业。
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。属再生能源。据计算,生物质储存的能量为270亿千瓦,比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有: (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便,通过厌氧消化产生可燃气体甲烷,供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中,生物质能所占比重微乎其微。
生物质发电作为重要的可再生能源,具有高效、环保、节能、惠农、二氧化碳减排等优点,是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源。生物质具有取之不尽、用之不竭的特点。同时生物质能技术成熟、应用广泛、污染小、安全性高,对于应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境、惠及民生等方面发挥重要的作用,是能源转型的重要力量。根据国家能源局数据显示,截至2019年底,我国生物质发电装机容量达到2254万千瓦,同比增长26.6%2019年生物质发电量为1111亿千瓦时,同比增长20.4%。
从各省的生物质发电产业发展情况来看,东部沿海和广东地区装机容量处于领先地位。截至2019年底,山东省生物质发电装机容量达到324.3万千瓦,安徽省和江苏省分别为195.4万千瓦和203.1万千瓦,广东省装机容量达到239.4万千瓦。截至2019年底,全国25个省(区、市)农林生物质发电累计装机容量973万千瓦,较2018年增长21%,2019年新增装机容量170万千瓦。截至2019年底,农林生物质发电累计装机容量排名前五的省份分别是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省和江苏省,五省份合计装机容量占全国累计装机容量的54.3%。
目前我国生物质能源的总体利用局势是多集中在东部沿海地区,中部西部的比例较低目前总装机量较低但环比增长较高。根据最新国家发改委的文件,未来国家会加大对生物质能源发电的补贴力度,进一步落实全面禁煤的政策,生物质能源在未来仍有巨大的市场潜力并会逐渐发展为成熟的产业。
“一是高昂转化成本和低廉产品价值之间的矛盾,二是巨大市场需求和技术成熟度较低之间的矛盾,这两者是解决当前生物质转化利用技术发展的关键矛盾。”在日前召开的2019生物质能专委会学术年会上,中科院广州能源所所长马隆龙的这句话点出了当前生物质能面临的难题。在由暴发期进入瓶颈期的关键阶段,国内几乎所有与生物质能相关的顶尖专家齐聚济南,以学术年会的形式探讨“生物质能源将何去何从”的命题。专家们认为,在市场和政策加持下,生物质突破瓶颈还需在发力基础研究领域,并推动技术成熟以适应市场需求。
面试热点独家解析
生物质是通过光合作用产生的动植物、微生物及其产生的废弃物。利用生物质通过化学转化生成的生物柴油、生物乙醇、生物天然气等形态的能源便是生物质能源。专家们认为,生物质能源是全球继石油、煤炭、天然气之后第四大资源库,也是唯一可再生碳资源,是国际上替代化石能源的主要选项。
“前途是光明的,道路是曲折的。”在中国工程院院士、中国林科院林产化学工业研究所所长蒋剑春看来,以林业剩余物、木材废弃物、农业秸秆为代表的农林剩余物弃之为害,用之为宝,其转化为能源的潜力为4.6亿吨标准煤,但已利用量约为2200万吨标准煤,约占2018年中国能源消耗总量的0.47%。生物质“占比低”源于技术层面的挑战。
“由于生命的复杂性,生物质资源从微观和宏观层面具有天然的复杂性。”马隆龙的这句话也意味着,“组分多样和结构复杂使得生物质资源的利用技术挑战更高。”一般而言,生物质资源可通过热化学转化、生化转化、催化转化为燃气、沼气、乙醇、基础化学品等。但目前生物质资源多以肥料化、饲料化、燃料化为主(三者共73.4%)。因为生物质与石化原料化学组成差异较大,其含氧、含水较高,导致生物质转化技术对催化过程的催化剂、生化过程的微生物具有较高要求,大多数技术仍处于实验室研发及中试阶段,产业规模化程度较低。
蒋剑春和马隆龙的发言,指向一个观点:生物质利用技术总体处于集中攻关和实验示范阶段,即技术不成熟同时,技术集成度低,导致生物质不能大规模利用。而具有官方背景的国家发改委能源研究所可再生能源发展中心主任任东明则从政策、商业模式等层面解读生物质能面临的问题。他以农林生物质发电项目为例,这个项目存在着原材料供给保障难、相关财税补贴政策落地难等问题再以生物天然气项目为例,其存在着市场投资主体少,产业基础薄弱,商业模式不成熟等难题。
尽管面临着不少难题,但以“循环再生、清洁低碳”为卖点的生物质能源在“市场广阔,政策支持”的背景下,还是吸引着国内外众多科研力量。
我国是世界第一造纸大国,一度占全球28%份额,但我国造纸工业纤维资源对外依存度达到40%以上。缺口如何弥补?答案是农林剩余物利用。利用微生物或其产生的酶对制浆原料进行预处理后再与相应的机械处理相结合,这便是生物机械制浆技术。生物基材料与绿色造纸国家重点实验室主任陈嘉川带来的“基于造纸平台的农林废弃物纤维资源的绿色转化技术”在研制出专用生物酶制剂、生物反应器等核心技术之后,已经入产业化阶段山东省科学院能源所完成的“基于热解气化的生物质分质分级热化学转化技术”创造性发明了生物质复合式低焦油分级气化工艺和装置,克服了传统生物质气化技术存在的焦油含量高的行业难题。
技术层面的难题还需要加大研发去解决。中科院广州能源所所长马隆龙认为破解当前生物质难题的关键,是发展多元化利用,并推进技术创新。而这句话也成为与会专家们的共识。
有疑问的可以点击下方电话免费咨询,或者是点击下方进入官网找客服人员帮助大家解答。
新能源发展趋势:
1、全球新能源汽车发展已进入不可逆的快车道
全球汽车未来发展的方向是新能源化,或者说是电动化,已经成为全球各国和企业的共识。过去,很多国家对这点存在争议和摇摆,而中国的新能源汽车产业一直在增长,不断迈上新台阶。经过这几年的发展,新能源化这个不可逆的态势已基本形成。
2、中国将在较长时间内处于领跑地位
中国电动汽车百人会研究预测,2022年中国新能源汽车年销量将突破500万辆;2025年将达到至少700万辆,乐观估计为900万~1000万辆。从100万辆到1000万辆,也就几年时间,这个发展速度创造了全球新能源汽车行业之最。新能源汽车当前的保有量、增速以及所带动的产业规模,在过去难以想象。以动力电池为例,预计到2025年,中国电池装机量将达到600GWh。
3、中小城市与农村将成为新的市场增长点
过去,中小城市和农村消费者的第一辆车往往选择燃油车。进入电动化高速发展阶段,消费者的第一辆车很有可能是新能源车。因此,未来3~5年,继大型城市之后,中小城市和农村地区将成为中国新能源汽车市场的爆发点,并成为市场增量的重要组成部分,对碳减排、改善三四线城市和农村机动化出行发挥巨大作用。
4、中国电动汽车真正进入市场化竞争阶段
2021年是中国电动汽车产业的分水岭。从市场竞争格局来看,2022年财政补贴将全部退出,所有车企将处于同一政策起跑线,竞争会更加激烈。补贴退出后,新上市的车型也会扎堆出现,特别是外资品牌车型。2022~2025年,中国新能源汽车市场将进入新车型、新品牌扎堆涌现的阶段。
5、汽车电动化和智能化正式合二为一
过去10年,汽车产业变革的主题是电动化。下一阶段,变革的主题将是基于电动化的智能化。电动化的普及要靠智能化来拉动,单纯的电动汽车不会成为市场卖点,只有更加智能的汽车才是竞争焦点。反过来看,只有电动汽车才能更完整地嵌入智能化技术,智能化技术的最佳载体是电动化平台。因此,在电动化基础上会加速智能化,“两化”在汽车上将正式合体。
法律分析:未来我国生物质能源利用预计走规模化、产业化发展道路。国家将建立健全的生物质收存体系、开展生物质试点示范、完善激励政策,来推动生物质利用的产业化进程。由国家发改委修订发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中有数项生物质相关产业列入鼓励类目录,涉及生物天然气、生物质能清洁供热、燃煤耦合生物质发电、非粮生物质燃料,以及相关技术开发与设备制造等多个领域。包括《产业结构调整知道目录》在内的各项国家相关政策进一步明确了生物质能的定位——生物质能不仅是能源,在“大气污染防治攻坚战”“蓝天保卫战”以及“乡村振兴”战略的实施中,生物质能利用是关键一环,也为生物质行业发展带来了前所未有的发展机遇。各企业也需大力推动生物质能利用新技术研究和产业化,以及关键设备的自主化,提高利用和转化效率,提高综合效益。积极推动生物质能规模化发展,建立健全专业化建设管理模式,充分发市场机制作用,抢占市场份额,尽快形成具有较大规模和较高技术水平的新型产业。
法律依据:《中华人民共和国循环经济促进法》第三十四条 国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术,对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用,开发利用沼气等生物质能源。
进入21世纪以来,我国面临的能源安全和环境生态保护问题日趋严峻,可再生能源已经成为能源发展战略的重要组成部分以及能源转型的重要发展方向。根据可再生能源应用的不同领域,电力系统建设正在发生结构性转变,可再生能源发电已开始成为电源建设的主流。生物质发电技术是目前生物质能应用方式中最普遍、最有效的方法之一。
装机容量世界第一
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是能源生产和消费革命的重要内容,是改善环境质量、发展循环经济的重要任务。为推进生物质能分布式开发利用,扩大市场规模,完善产业体系,加快生物质能专业化多元化产业化发展步伐。截至2020年底,全国已经投产生物质发电项目有1353个。
在国家大力鼓励和支持发展可再生能源,以及生物质能发电投资热情高涨,各类生物质发电项目纷纷建设投产等推动下,我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2020年,生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达2952万千瓦。我国生物质发电装机容量已经是连续三年列世界第一。
生物质发电主要包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电。2020在,在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大,达到51.9%其次是农林生物质发电,累计装机容量占比为45.1%沼气发展累计装机容量占比仅为3.0%。
生物质能发电量稳定增长
近年来,我国生物质能发电量保持稳步增长态势。2020年,中国生物质年发电量达到1326亿千瓦时,同比增长19.35%。
从发电量结构来看,垃圾焚烧发电量最大,2020年中国垃圾焚烧发电量为778亿千瓦时,占比为58.6%农林生物质发电量为510亿千瓦时,占比为38.5%2020年沼气发电量为37.8亿千瓦时,占比为2.9%。
随着生物质发电快速发展,生物质发电在我国可再生能源发电中的比重呈逐年稳步上升态势。截至2020年底,我国生物质发电累计装机容量占可再生能源发电装机容量的3.2%总发电量占比上升至6.0%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾焚烧发电量将持续增长
在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大。国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧的需求也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市场从东部地区向中西部地区和乡镇转移,垃圾焚烧发电量将持续增长。
农林生物质发电项目利用小时数从2018年开始逐年走低,主要原因是可再生能源补贴拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019年农林生物质发电利用小时数超过5000h的项目未188个,总装机为526万千瓦。据此判断约50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目运营。2020年农林生物质发电新增装机容量也有所下降,为217万千瓦。
山东生物质发电全国领先
总体上来看,生物质发电整体呈现东强西弱的局面。东部和南部沿海地区发展较好。
2020年,全国生物质发电量排名前五位的省份是山东、广东、江苏、浙江和安徽,发电量分别为365.5万千瓦、282.4万千瓦、242.0万千瓦、240.1万千瓦和213.8万千瓦。
2020年,全国生物质发电新增装机容量排名前五位的省份是广东、山东、江苏、浙江和安徽,分别为67.7万千瓦、64.6万千瓦、41.7万千瓦、38.9万千瓦和36.0万千瓦。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
给祖国母亲庆过生之后,我国北方各省将进入到一年一度的取暖季。
每到这时,人们除了和寒冷斗智斗勇之外,总会发现“看山不是山,看水不是水”的日子开始多了起来。这倒不是因为人生境界的提升,实在是“雾霾在眼前遮住了帘,不好掀开”。
众所周知,由于城市里的大楼越建越高,阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象的增多,本就不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释,再加上冬季燃煤取暖需求迅速上升,导致污染物排放和空气中悬浮物开始大量增加。每到此时,全国各省就开始严阵以待,誓要在保证民生供暖的基础上,打赢蓝天保卫战!
正是在这样的背景下,从2016年底开始,一场以“削减燃煤、清洁供暖”为目标的“煤改电、煤改气”行动开始轰轰烈烈的展开。初衷虽好,然而受限于我国“富煤贫油少气”的资源禀赋和农村当前经济能力、房屋结构、技术可行性、取暖效果等因素影响,我国的“煤改气、煤改电”推行之路出现严重问题。
据了解,要实行“煤改气”,每户居民完成煤改气采暖设备加燃气管道安装费至少需支出8000元左右,虽然前期政府会有补贴,但补贴期过后,天然气壁挂炉冬季采暖同样贵的吓人,每年数千甚至上万的成本对于城市居民尚且是一笔不小的支出,更何况是“煤改气”的主要推行地区——农村。
此时,“煤改气”推行出现了第一道坎:改得起却用不起,不愿用,甚至不敢用。随着“煤改气”的大面积落地,大家突然发现,用不起还不算最大的问题,最大的问题是——根本没气用。
据三大石油公司数据,在煤改气大力推行的2017年,全国天然气缺口超过110亿立方米,天然气供应堪忧。在这种情况下,部分地区不仅取暖受限,甚至日常生活都受到了影响:微弱的火苗使得烧火做饭成了问题,外卖火爆,菜市场却冷清,更滑稽的是,电磁炉厂家怎么也没想到,煤改气竟然将自家产品的销量推向了高峰……
那一年,天然气保供的严峻性甚至超过了污染治理本身。在此背景下,就地取材、利用生物质供热是清洁取暖方式逐渐进入了人们的视线。
实际上,我国生物质能具有极大的发展潜力,过去几年,我国农林生物质和垃圾发电都在稳步发展,并且,利用生物质供热的“煤改生”是农村替代散煤供暖的更好选择。
我国生物质资源丰富,包括农业废弃物、林业废弃物、城市生活垃圾、有机废水和废渣等,每年可作为能源利用的生物质资源总量约相等于4.6亿标准煤。“煤改生”的路径不仅能够实现清洁供暖,还能让同时解决垃圾污染,实现废物利用。
更重要的是,生物质热电联产或者生物质供热具有多方面的优势:
如今,“煤改生”作为县域及农村更有优势的燃煤供暖替代方案,开始越来越受到重视。自2017年起,国家陆续出台多项政策支持生物质能清洁供暖的发展,生物质清洁供暖正逐步驶入发展快车道:
2017年末,国家发改委、国家能源局联合发布了《关于促进生物质能供热发展的指导意见》,为生物质能供热、乃至清洁能源供热展开新的篇章;
2018年2月,国家能源局下发《关于开展“百个城镇”生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》,强调要推进区域清洁能源供热,减少县域(县城及农村)散煤消费,有效防治大气污染和治理雾霾;
2018年11月,国家能源局发布了《国家能源局关于做好2018-2019年采暖季清洁供暖工作的通知》,提出了积极扩大可再生能源供暖规模,根据各地生物质资源条件,支持发展生物质热电联产或生物质锅炉供暖,以及分散式生物质成型燃料供暖。
今年7月3日,国家能源局再次发布《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》,明确提出要拓展多种清洁供暖方式,主推清洁煤、生物质供暖。《通知》强调,在农村地区,应重点发展生物质能供暖,同时解决大量农林废弃物直接燃烧引起的环境问题。
如今,生物质能清洁取暖已然等到了发展契机。面对一个如此广阔的市场,如何才能抓住机会?如何才能实现突破?
2019年11月6日-7日,中国产业发展促进会联合国际能源署(IEA)将在北京举办以“共筑生态文明之基、同走绿色发展之路”为主题的“2019全球生物质能创新发展高峰论坛”。在这里,你将找到这个问题的答案。
论坛由中国产业发展促进会生物质能产业分会(以下简称“生物质能产业促进会”)承办,将邀请国内外政府机构、科研院所、行业组织、领军企业和行业知名专家等出席会议并做主题演讲,同时,还将举办生物质能科技装备展和生物天然气工程建设运营技术培训活动。
作为中国生物质能源领域最值得期待的年度行业盛会,预计将有500家以上企业参展参会,上万人观展。目前,行业内排名靠前的众多知名企业已报名参展参会,多位企业高层将登台演讲。届时,让我们一同探讨生物质能清洁供暖的发展机遇一同破解目前面临的产业难题。