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【生物質能】行研一|什么是生物質能,為何要發展生物質能?

來源:      發布時間:2021-08-26 15:28:00

導讀



      2020年9月22日,在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上向全世界宣布,中國將提高國家自主貢獻力度,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。2020年12月12日,在召開的氣候雄心峰會上,我國再次明確實現碳中和目標的進一步舉措,到2030年,中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。

      那么,做為全球公認的零碳可再生能源,生物質能在我國能源轉型和雙碳戰略中處于什么地位,能發揮哪些作用,可能是很多人都較為關心的問題。中國產業發展促進會生物質能產業分會產業研究部根據部分會員企業需求并結合產業發展趨勢,編寫了此研究報告,今天在生物質能觀察平臺(微信號:CBEIPA)相繼推出系列主題,僅供參考。


一、什么是生物質能  

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所謂生物質能,從廣義層面講,就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。
從狹義和法律層面講,生物質能是指利用自然界的植物、糞便以及城鄉有機廢物轉化成的能源。依據來源不同,可將適合于能源利用的生物質分為林業剩余物、農業剩余物、生活污水、工業有機廢渣廢液、城鄉固體廢物和畜禽糞便等六大類。


二、發展生物質能的意義

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目前,生物質能在我國可再生能源消費總量中占比不到10%。當前的“小產業”若政策得當,方向正確,未來則是可再生能源領域的“巨人”。每年若對城鄉各類有機廢棄物進行無害化、減量化和資源化利用,將對我國環境、能源和糧食安全發揮巨大作用。隨著生物質能產業發展規模不斷壯大,將會逐步改變我國農業農村生產生活方式,實現新時代縣域經濟綠色低碳循環可持續發展新業態,進而推動我國新型城鎮化、鄉村振興戰略和碳中和目標盡早實現。
(一)持續改善城鄉人居環境,保障國家環境安全。隨著人民生活水平的不斷提高,廣大人民群眾對生活居住環境要求越來越高,優美的生態環境已成為城鄉居民安居樂業的最基本要求。對生產生活中產生的各類廢棄物進行無害化、減量化處理和資源化利用,從源頭根治廢棄物“五亂”(亂堆、亂扔、亂排、亂燒、亂埋),已經成為我國生態文明建設的剛性需求和基本著力點,也是各級政府向當地廣大民眾提供的基本公共服務之一。
(二)增加縣域清潔能源供應,保障國家能源安全。從“十三五”治理霧霾、防治大氣污染經驗來看,最難的環節是散煤替代,而每年六億噸左右的散煤消費主要集中在農村地區。從現有各類替代散煤(生活和冬季取暖)手段的經濟性來看,生物質能取暖成本是最接近燃煤的,在生物質富集地區,生物質能取暖成本甚至低于用煤成本。同時,農村地區還可就地取材,利用秸稈、畜禽糞污和有機生活垃圾,以產業化項目為依托,通過厭氧發酵生產沼氣及生物天然氣,解決農村生產生活中氣源不足和用氣成本高昂問題。
例如:當前我國各類有機廢棄物資源量約63億噸(折合標煤約10-12億噸)。若40%加以能源化利用,每年可生產熱能100億吉焦(折合取暖面積約200億平米)、沼氣1200億方(折合生物天然氣660億方)、有機肥6000萬噸。每年可替代標煤4億噸,減少二氧化碳排放10億噸、二氧化硫960萬噸、氮氧化物300萬噸。這些綠色低碳能源的開發利用,可降低我國天然氣對外依存度30-35個百分點。
再以山東省陽信縣農村四口之家,120平米磚混結構平房,冬季室內溫度16-18℃,4個月取暖期為例,不含取暖設施建設成本和政府補貼費用,僅計算燃料成本:用散煤(約4500大卡)1.5噸、成本約1300元;用天然氣1800方,約4680元;用電1.2萬度,約6000元;用生物質成型燃料1.6噸,約1500元。
(三)治理農村面源污染,保障國家糧食安全。我國耕地由于長期過量使用化肥、農藥和未經無害化處理的生活垃圾、畜禽糞污,造成了地下水體污染,土壤嚴重板結,有機質大量減少和糧食質量下降。以東北黑土地為例:解放初期,黑龍江黑土地黑土平均深度100厘米,有機質含量8%,經過近幾十年的過量施用化肥農藥,目前黑土深度只有30-40厘米,有機質含量2%,相對于原有黑土厚度減少了60厘米,有機質減少了6個百分點。土壤面源污染若不加以防治,將會對我國糧食安全、食品安全和現代農業發展構成嚴重威脅,還會造成大量的溫室氣體排放到大氣當中。而有機廢棄物(秸稈、畜禽糞污、廚余果蔬垃圾等)厭氧發酵后的沼渣、沼液是天然優質有機肥,沼渣沼液返田后,將增加土地養分,有效改善土壤結構,增強土壤的固水、固氮、固碳能力。

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(四)助力鄉村振興戰略實施,促進新型城鎮化建設。“三農”問題一直是全黨工作重中之重,走中國特色社會主義鄉村振興道路,關鍵還是要促進農村地區產業興旺,生態宜居,農民收入穩步提高。對海量農林剩余物、畜禽糞污、有機生活垃圾進行無害化、減量化和資源化利用,不僅使廢物變廢為寶,解決了農村環境、清潔用能和農民收入問題,而且可改變農村居民生產生活方式,形成新時代農村綠色低碳循環可持續發展模式,促進社會主義新農村和新型城鎮化建設,為實現我國農業現代化不斷注入綠色動能。
(五)促進碳中和目標率先在縣域實現。由于我國城鄉二元經濟結構長期存在且發展不平衡,城市人均綜合用能強度是農村居民的3倍。城市基礎設施、生產生活配套設施相比農村更趨于成熟和完善。在實現碳中和難度上,農村要遠小于城市。生物質能的可再生零碳屬性和沼渣沼液改良土壤后的固碳優勢(據有關文獻,完全施用有機肥的耕地,其固碳能力可達0.586噸/畝/年。若每立方土壤有機質提高一個百分點,每畝地相當于從大氣中凈吸收17噸二氧化碳),將使縣域率先進入碳中和時代。

以山西省芮城縣為例:全縣人口42萬,2019年一次能源消費40.8萬噸標煤。其中,消耗化石能源32.8萬噸標煤,非化石能源8萬噸標煤。2019年全縣二氧化碳凈排放63.1萬噸,單位GDP二氧化碳排放強度0.69噸。全縣每年產生各類有機廢棄物91.38萬噸(折合標準煤約41.1萬噸)。其中,林業剩余物7.1萬噸,農業剩余物30.4萬噸,畜禽糞污40.9萬噸,有機生活垃圾12.9萬噸。當前該縣有機廢棄物能源化利用率僅為9.7%,若在2025年達到80%,芮城縣將率先在全國縣域中實現碳中和。


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