生物質能源項目具有項目分散、項目類型多、涉及的主體多等特點，造成生物質能項目難以統計，而且很多類型的生物質能未納入到商品能源，有的也沒有納入到能源統計范疇。從目前來看，同為可再生能源與風力發電和光伏發電相比，生物質能受到關注度不高，只有技術相對成熟的生物質直接發電技術受到關注較多。然而，從降低碳排放的角度來說，生物質能源具有負排放的特性，而且多元化的能源特性在能源領域進入深度脫碳階段生物質能的價值尤為凸顯。
1.碳中和背景下的加快發展生物質能的必要性
雙碳目標提出以來，新型電力系統成為能源領域最為火熱的話題之一。風力發電、光伏發電等新型電源被賦予了重要的歷史使命，當然，生物質能源發電也將在其中發揮重要作用。但是，生物質能不僅僅是在電力系統發揮作用，還有新型能源系統領域和新材料領域。
1.1 當前能源轉型抓手單一，亟需能源技術多元化
長期以來，全世界能源供應主要形式包括煤炭、石油、天然氣和電力，多元化的能源供應支撐了整個社會的運轉。為應對氣候變化和減緩化石能源使用造成的環境污染，經過近20年的發展，風力發電和光伏發電技術成本快速下降，應用規模快速發展，部分國家可再生能源占比甚至超過了50%。可再生能源的產品主要以電力為主，其他固體、液體和氣體形式的能源較少。電力是當前能源轉型的主要抓手，生物質能發揮的作用較小。
國內外多數研究機構多數認為，未來能源轉型的核心是提高終端的電氣化水平，進而大幅提高全社會利用可再生能源的比例。電力的屬性是生產與消費必須同步，而實際生產生活中很難實現電力生產與消費的同步，電力儲存成為了必不可少的環節。若電力不是主要的能源形式，或者電力在能源系統中占比不高，少量的電力儲存不會造成電力成本的顯著增加。未來電力系統以風電和光伏發電為主要電源，大量的儲能必不可少，勢必造成用電成本的增加。
另外，與傳統能源時代不同，海量的不確定性的電源點給電力系統安全運行帶來巨大的挑戰，未來電力安全運行形勢不容樂觀。
1.2 實現碳中和的難點在碳基材料
當今全球絕大多數化學品及下游塑料等制品來源于煉化行業。從碳排放的行業領域來看，電力、鋼鐵、水泥、有色、石化、煤化工等行業是碳排放的主要來源。電力、鋼鐵、水泥和有色可以通過調整能源結構來實現減排。而石化和煤化工制備以碳基為原料的工業和生活用品，這些產品必須依賴含碳材料為原料制備，低碳政策推行下碳基材料成為減排面臨較大的技術難點。
1.3 風電和光伏發電僅能實現零碳排放
由于近些年風電、光伏的成本大幅下降，風電光伏僅能替代傳統的化石能源發電，這些環境風電、光伏發電都是零碳排放，而生產制造風電、光伏發電設備的過程中仍存在的一定的排放，若實現產業鏈全部的零排放短期內尚有難度，或者說全產業鏈的零碳排放經濟性欠佳。然而，生物質能源在生長的過程中一直在吸收二氧化碳，若制備成產品則二氧化碳一直儲存在材料，直到通過燃燒等途徑才釋放到大氣中，若燃燒過程中采用碳捕集的方式，則生物質能的使用屬于負碳排放技術。
1.4 能源零排放與環境治理結合
有機廢棄物的合理利用可以增加清潔能源的供應，同時可以改善環境，具有減污降碳的雙重效應。我國城鄉每年產生各類有機廢棄物（含農林剩余物、生活垃圾、生活污泥、畜禽糞污、果蔬剩余物和工業有機廢渣廢液等）約63億噸，折合標煤約8億噸。
分散式的燃煤取暖方式能源效率低，又造成了環境污染。農作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾、農副產品加工廢水等各類城鄉有機廢棄物是生物質能源的主要原料，若不充分利用，則會污染環境。通過采用生物質能供暖，既可以利用分散的生物質資源，又能減少生物質資料造成的環境。
1.5 農村地區能源使用條件亟待改善
隨著農村地區經濟條件的改善，人們對能源使用方式和能源使用的質量有了更高的要求。長期以來農村居民以薪柴和散燒煤為主要能源使用方式，能源使用效率低，室內空氣污染嚴重，不利于居民的身體健康和生活環境的改善。因此，亟需新型技術改進能源使用條件，滿足不斷增長的能源消費需求。
2.生物質能對實現碳中和的優勢顯著
2.1 生物質能的多元化能源特性
生物質能源可以制備成為固態、氣態和液態等各種易于儲存的能源形式，也可以以生物質能源原材料的形式，當然也可以用于最常見的發電。生物質以固體顆粒燃料的形式、或者制備出甲烷、氫氣等可燃氣體均可以利用既有的鍋爐等供熱和發電設備，一方面具備儲能的功能，另一方面可以用于給電力系統調峰。
生物質制備的液體燃料可以滿足飛機、汽車和船舶等交通工具使用。特別是，從減排的角度來說，飛機實現電動化的難度最大，采用生物質能源制備的航空燃油可以實現航空運輸的零碳排放。英國動力系統提供商羅爾斯·羅伊斯大中華區總裁李安（Julian MacCormac）指出，航空業的碳排放量占到全球排放量的2%左右，不算一個排放的‘大戶’，但在航空領域實現減排非常困難。
2.2 生物質能利用可實現治污減排的協同效應
城市垃圾圍城、農村秸稈直接燃燒污染和小型燃煤鍋爐燃燒均是嚴重的環境污染的問題。實際上，解決上述領域的問題，都是生物質能源利用的重要場景，可以有效的改善城市、農村的環境，也能提高生物質的利用質量。
目前采用的小型燃煤鍋爐一律關停的方式實際上沒有考慮分散的用戶用能需求，該類型眾多的小型鍋爐用戶可以采用。
2.3 生物質能是解決農村能源碳中和的核心
從農村居民的能源消費構成來看，取暖是農村能源消費的重要組成部分，要實現農村能源的碳中和的關鍵以清潔的生物質替代散燒煤。
經濟性是影響生物質能在農村清潔取暖應用中的的首要因素，“燃料適配爐具”是實現農村清潔取暖最經濟、有效的措施。生物質專用爐具配套成型燃料作為一種重要的技術路徑，經濟效益、環保效益、社會效益顯著，可在農村清潔取暖中發揮更大作用。
2.4 生物質能源可以提供更多就業崗位
與風電和光伏發電相比，生物質能源對當地的勞動力需求量更大。生物質能源開發利用項目是農業、工業和服務業融合發展的重要載體，具有產業鏈長、帶動力強等特點，不僅可以解除農民農作物秸稈收割處置等后顧之憂，實現生產清潔化、廢棄物資源化、產業模式生態化，提高農業可持續發展能力，有效促進農業綠色增長，而且也有利于解決當地部分農村勞動力就業問題。生物質能項目具有分布式的特點，因此可以解決就業覆蓋的范圍廣，涉及的人群多。據測算，按年約5400萬噸農林業廢棄物計算，每年支付給農民的燃料收購款約 150 億元，幫助了約 20 萬戶農民家庭脫貧致富。大規模的發展生物質能可以有力的促進就業，改善農村地區的收入水平，有利于深入推進美麗鄉村建設和鄉村振興戰略的實施。歐盟各類可再生能源發展均取得了較快的發展，然而生物質能領域提供的就業崗位高達46.8%。
3.生物質能源應用面臨的挑戰
3.1 生物質能源項目尚處于發展初期、發展質量有待提高
與國際上相比，我國的生物質利用規模不高，技術水平有待進一步升級。丹麥的農林廢棄物直接燃燒發電技術，挪威、瑞典、芬蘭和美國的生物質混燃發電技術均處于世界領先水平。日本的垃圾焚燒發電發展迅速，處理量占生活垃圾無害化清運量的70％以上。
從生物質能的產業規模來看，相比風電和太陽能發電，生物質能的發展速度較慢，規模較小。截至2018 年年底，我國農林生物質發電裝機803萬千瓦，僅占非水可再生能源發電裝機2%；當年我國非水可再生能源的總發電量為6700 億千瓦時，其中農林生物質發電量為356 億千瓦時，僅占5%。
目前生物基材料的制備技術尚不成熟，尚處于研發起步階段，未來綠色轉型需要向該領域投入更多研發資金，促進從石化基材料向生物基材料的轉換。
3.2 生物質資源利用效率低
眾所周知，生物質主要是由少量抽提物、半纖維素、木質素及纖維素組成。然而，我國木質纖維生物質長期處于單一組分資源化利用狀態，導致其他組分被破壞、遺棄，造成生物質資源巨大浪費。
我國木質纖維生物質數量巨大，其中，僅秸稈生物質年產量就超過7億噸，是造紙、化工、紡織和生物能源等工業領域的主要原材料。例如，傳統造紙工業和纖維乙醇產業僅利用纖維素。生產1噸纖維乙醇，廢料高達5噸。我國每年木質素產量超過1100萬噸，但有效利用率不到20%。糠醛及木糖醇工業僅利用半纖維素，剩余物高達75%以上，資源浪費十分嚴重。傳統生物質單一組分直接轉化利用，存在的弊病是資源嚴重浪費、產品附加值低、環境重度污染。
3.3 生物質能源利用的經濟性優勢不足
與光伏、風電規模化發展成本顯著降低不同，生物質發電不會隨著行業規模的擴大而實現單位造價有大幅度的下降。生物質能也是可再生能源中唯一需要為原料付費的能源形式。生物質能源發電原材料的單位體積能量密度低，且燃料成本會僅在幾十公里范圍內較為合適。
現在很多地方推廣煤改電、煤改氣補貼期限是3年，相比煤改電、煤改氣，生物質能取暖是更符合低碳發展理念的取暖方式，所以生物質取暖應該享受和改電、改氣一樣的補貼政策，甚至補貼力度應高于電和氣，以此推動行業技術創新，逐步形成規模化發展。
當前我國生物質能源發展速度較為緩慢，主要緣于經濟性沒有比較優勢。應豐富下游產品組合利用生物質能源，不能僅盯著電一個產品。要重點考慮制備生物基材料、氣體和液體能源等產品，通過提升產品的附加值，從而改善生物質能項目的經濟性。
4.發展建議
生物質能源發展應以能源補充替代和改善生態環境為目標，以廢棄生物質資源為主，培育有潛力的新型生物質資源，實現多元化資源供給。財政、稅收和金融政策工具要充分結合生物質自身特點，接地氣，有針對性。
4.1 強化生物質在實現碳中和路徑的戰略地位
發展生物質能源為發展戰略，一方面可以增加無碳能源時代能源供應零，另一方面能通過多種形態的能源供應形式豐富能源系統的靈活性和韌性，提高能源轉型新形勢下能源系統保障安全的能力。發展生物基材料是替代石化原料的必由之路，也是搶占材料領域競爭優勢制高點的關鍵點。
4.2 以科技創新驅動，引領生物質能高質量發展
生物基新材料替代石化材料已是全球發展大勢，限塑令也成為將塑料制品份額擠出市場的強有力的手段。我國的合成生物材料基礎研究水平不夠高，缺少專門從事基礎原料和后續應用研究的公司，一定程度上制約著新技術和新材料的開發和應用。
應著力培育有潛力的新型生物質資源，從生物質原料端降低成本，提高長期困擾生物質能產業發展原料成本高的瓶頸問題。集中優勢力量開展生物質基材料研發，替代對石化原材料的高度依賴，從而尋找生物質材料更高的價值點，提高生物質材料轉換的經濟性。此外，還要整合產學研用力量和資源，推動相關產業持續發展。
4.3 豐富財稅等政策工具，增強生物質能項目的經濟性
結合生物質能各技術所處的發展階段制定有針對性的財政政策。扶持一些有發展潛力的項目，特別是對能源替代貢獻顯著且不與糧食生產爭奪資源的項目，要給與一定財政支撐和稅收減免。針對技術成熟的技術，集中解決生物質能面臨的原料難以保障的問題，在生物質收集和種植領域給予一定的財政補貼；針對技術尚處于研發階段的，給予企業財政支撐，幫助企業孵化先進技術，逐漸實現商業化應用。
4.4 擴大綠色金融服務范圍，全面支持生物質能發展
建議統一全國的綠色金融標準體系，將生物質能各個領域全面納入綠色金融支持范疇。拓寬綠色金融服務對象，從大企業、大集團逐步擴大到生物質資源豐富的農村地區。豐富綠色服務提供商，將綠色金融服務的金融機構逐步滲透到地方商業銀行和信用社，支持地方和農民參與生物質能各個產業鏈。
作者：海南省綠色金融研究院
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