国际能源组织即将开会审议重新研究生物质能是否属于真正清洁能源

面试热点相关背景

“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。

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30 第四届上海信息化博览会 7月27-29日 一楼 上海市电子商务行业协会 上 上海天和会展服务有限公司 021-5595903163179195

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32 第五届中国汽车用品（全球）采购交易会 8月16-18日 一楼 上海歌华展览服务有限公司

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34 第五届国际不锈钢展览会

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36 2007上海国际汽车零部件及汽车用品展览会 2007上海国际汽车制造装备展览会 9月26-28日 一楼 雅式展览服务有限公司

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39 2007年国际非织造布展览会 10月22-24日 一、二楼

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40 2007中国国际建筑文化交流暨第七届上海国际建筑设计与城市规划展览会 10月27-29日 一、二楼 上海浦东国际展览公司

41 2007上海国际风能大会暨技术展览会 11月1-3日 一、二楼 上海市国际展览有限公司

42 2007上海国际渔具钓具用品展览会 11月11-13日 一楼 中国国际广告公司

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43 2007加拿大中国综合交流博览会 11月22-25日 一、二楼 加拿大国际展会公司

44 2007亚洲国际运输与物流展览会 12月10-12日 一楼

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45 第十三届中国国际家具展览会 12月14-17日 一、二楼

上海博华国际展览有限公司

生物质资源以林业和农业废弃物为主

我国生物质资源丰富，主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪便、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。其中农业废弃物资源量约4亿吨，折算成标煤量约2亿吨林业废弃物资源量约3.5亿吨，折算成标煤量约2亿吨其余相关有机废弃物约为6000万吨标准煤。

生物质发电保持稳步增长势头

随着国内大力鼓励和支持发展可再生能源，生物质能发电投资热情迅速高涨，各类农林废弃物发电项目纷纷启动建设。我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。据国家能源局数据显示，2019年，我国生物质发电累计装机达到2254万千瓦，同比增长26.6%我国生物质发电新增装机473万千瓦我国生物质发电量1111亿千瓦时，同比增长20.4%，继续保持稳步增长势头。

生物质能占可再生能源比例逐步扩大

从我国能源结构以及生物质能地位变化情况来看，近年来，随着生物质能发电持续快速增长，生物质能装机和发电量占可再生能源的比重不断上升。具体表现为：2019年我国生物质能源装机容量和发电量占可再生能源的比重分别上升至2.84%和5.45%。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。

垃圾燃烧发电占比不断提高

根据中国产业发展促进会生物质能产业分会于2019年6月30日发布的《2019中国生物质发电产业排名报告》数据，截至2018年，我国已投产生物质发电项目902个，并网装机容量为1784.3万千瓦，年发电量为906.8亿千瓦时。

其中：我国农林生物质发电项目为321个，并网装机容量为806.3万千瓦，较2017年增加了51个项目、105.5万千瓦装机容量。而垃圾发电项目已达到401个，并网装机容量为916.4万千瓦，较2017年增加了63个项目、191.3万千瓦装机容量。

垃圾焚烧发电项目401个，并网装机容量916.4万千瓦，年发电量为488.1亿千瓦时，年处理垃圾量1.3亿吨。

沼气发电项目180个，较2017年增加44个装机容量为61.6万千瓦，较2017年增加11.7万千瓦年发电量、上网电量分别达到24.1亿、21.4亿千瓦时，较2017年各增加2亿、2.1亿千瓦时。

2018年农林生物质发电全行业发电设备平均利用小时数为4895小时，同比2017年减少774小时。装机容量增加约105.5万千瓦，但是发电量和上网电量和2017年基本持平，主要原因一是部分企业转为热电联产，供热量增大二是行业原料成本固定，但是盈利能力减弱，发电补贴未能及时下发，部分企业资金链紧张，最终导致停产。自2017年开始，垃圾焚烧发电装机增速明显高于农林生物质发电，装机装量超过农林生物质发电。到2018年，垃圾焚烧发电装机容量高于农林生物质发电约110万千瓦，上网电量高于农林生物质发电约35.7亿千瓦时。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《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》。

说生物质不好，主要是因为开发利用的技术水平太低。往往是投入大，回报低！不过，我一直认为生物质的开发利用不单单是作为替代能源这一环，它的潜力在于循环利用以及与第一产业的紧密结合。对于环境保护，以及农民增收都颇具潜力。

一、生物质热解综合技术

该项技术是生物质在反应器中完全缺氧或只提供有限氧和不加催化剂条件下，高温分解为生物炭、生物油和可燃气的热化学反应过程。可热解的生物质非常广泛，农业、林业和加工时废弃的有机物，都可以作为热解的原料。生物质热解后，其能量的80%-90%转化为较高品位的燃料，有很高的商业价值。农业、林业废弃生物质热解产生的固体和液体燃料燃烧时不冒黑烟，废气中含硫量低，燃烧残余物很少，减少了对环境的污染。分选后的城市垃圾和废水处理生成的污泥经热解后，体积大为缩小，臭味、化学污染和病原菌被除去在消除公害的同时，获得了能源。

热裂解工艺有以下3种类型。

1、慢速热解（烧炭法）：主要用于烧木炭业。将木材放在种型式的窑内，在隔绝空气的情况下，加热烧成木炭。一个操作期一般要几天，可得到原料重量30%-35%的木炭，烧木炭法也称木材干馏或碳化。低温干馏的加热温度为50 0-580℃，中温干馏温度为660-750℃，高温干馏温度为900-1100℃。

2、常规热解：是将生物质原料通过常规热解的装置，一般要经过几个小时的热解，可得到原料重量20%-25%的生物炭、10%-20%的生物油。

3、快速热解：是将磨细的生物质原料在快速热解装置中进行，过程经历的时间很短，只有几秒钟，热解产物中生物油的比率明显提高，一般可以达到原料重量的40%-60%，快速热解过程需要的热量以热解产生的部分气体为热源供应。

另外，国内外正在研究“闪激加热”热解气化技术，加热速率越高，热解所获得的气态和液态的燃料产品率越高。

热解所用原料和工艺不同，所得生物炭、生物油和燃料气3种产品的比率及其热值也有差异。

二、生物质液化技术

该技术是以生物质为原料，制取液体燃料的工艺。将生物质转化为液体燃料使用，是有效利用生物质能的最佳途径。其转换方法可分为热化法、生化法、机械法和化学法。生物质液化的主要产品是醇类和生物柴油。

醇类是含氧的碳氢化合物，其分子式为R-OH，其中R表示烷基。常用是甲醇和乙醇。甲醇可用木质纤维素经蒸馏获得，亦可将生物质气化产物一氧化碳与氢经催化反应合成。生产甲醇的原料比较便宜，但设备投资较大。乙醇可由生物质热解产物乙炔与乙烯合成制取，但能耗太高，采用生物质经糖化发酵制取方法较经济可行。一般情况下，乙醇生产成本的60%以上为原料所占。因此选用廉价原料对降低乙醇成本很重要。制取乙醇的原料主要有两类，一类是本质纤维原料，另一类是含糖丰富的植物原料，也可选用农业废弃物，如高梁秸、玉米秸、制糖废渣等。

乙醇作为燃料使用已有很久的历史，1900年英国就出现了以乙醇为燃料的内燃机。70年代以来的能源危机使乙醇燃料又得到发展，据统计，世界上有上千万辆汽车用汽油混合乙醇为燃料。

生物柴油是动植物油脂加定量的醇，在催化剂作用下经化学反应，生成性质近似柴油的酯化燃料。生物柴油可代替柴油直接用于柴油发动机上，也可与柴油掺混使用。生物质液体燃料的可再生性和低污染性使期成为良好的替代能源，作为动力燃料和发电能源有持久的生命力，但目前仍受到石油市场的左右。

巴西利用甘蔗大规模生产乙醇作汽车燃料，以替代进口石油，节约外汇。僵已建有480多家加工厂，年产乙醇127亿升，乙醇汽车累计量达530多万辆。美国利用玉米、马铃薯等生产乙醇，以1：10的比例渗入汽油作汽车燃料，1993年有39个工厂，年产11亿加仑乙醇，每吨玉米可产40加仑乙醇。

三、生物质气化技术

世界上研究应用生物质气化技术发展较快，主要有热解气化技术和厌氧发酵生产沼气技术等。

1、热解气化技术。国外以不同种类的生物质为原料，大都采用压力燃烧气化技术以驱动燃气轮机，还有发生炉煤气甲烷化，流化床气化炉或固定床气化炉热解气化等技术。美国、日本、加拿大、瑞典等国的气化技术已能大规模生产水煤气。

2、厌氧发酵生产沼气，是有机物在厌氧条件下被微生物分解发酵生成一种可燃性气体——沼气，又称生物气。其主要成分是甲烷，含量占60%左右。每立方米沼气的热值相当于1公斤煤的热量。

沼气是1776年由意大利物理学家A??沃尔塔在沼泽发现的。1781年法国人L?穆拉根据沼气产生的原理，将简易沉淀池改造成世界上第一个沼气发生器。但是，资本主义国家在发展工业化、城市化过程中，走了一条“先污染后治理”的路子，对沼气并未引起重视，直至20世纪七八十年代，才越来越引起世界各国的重视。不论是研究、开发、利用厌氧消化技术和大型沼气工程处理城市、工业污泥和垃圾，既治理了污染，又获得了能源。

四、生物质发电技术

1、生物质发电。对于以生物质资源为原料进行发电，工业发达国家已有成熟的技术设备，并形成一定的生产规模。美国采用这种生物质能转型优化方式有三种技术的支持：一是能源林生产技术，包括种子选型、培育和种植。美国利用退耕或轮作的土地种植能源作物，包括树和草，因为这类土地种树或草只需要很少的化肥、农药和管理费用，有利于改良土壤结构，保护水土资源，改善生态环境。二是有专用的加工设备，包括秸秆打捆机、粉碎机、木材削片、整树粉碎等设备和专用的运输工具等。三是生产设备，主要是燃烧炉、蒸汽发电装置等。而毛里求斯、哥斯达黎加等国则大量使用蔗渣发电。

1998年12月英国首座利用特殊培育的柳树为燃料的发电厂在西约克郡奠基。这座新型发电厂使用的主要燃料是生长速度很快的矮柳。该柳树3-4年便可成材。柳树的种植和采伐将使用轮作方式，采伐后立即种植，保证电厂能获得持续的燃料供应。除了柳树外，电厂还可使用农业和渔业废物作为燃料。

2、垃圾发电。随着城市化和食品、医药等工业的发展，城市垃圾迅速增加，许多城市面临着垃圾围城的困扰，大量垃圾堆放占用土地、污染环境。而卫生掩埋、焚化、就也燃烧、堆肥、填低洼地及任意倾弃，衍生出二次污染，危害生态环境和人们的健忘。随着科学技术进步，现代垃圾中被认定为可回收的成分越来越多，因而发达国家，加强了利用垃圾发电的技术研究、开发与应用。

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。