從資源和技術(shù)(包括技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性)兩方面看,,利用生物質(zhì)能發(fā)電和生產(chǎn)生物燃油在我國有廣闊的發(fā)展前景,,將為滿足我國的電力需求、石油需求起到重要作用,,而且具有良好的經(jīng)濟(jì),、環(huán)境和社會(huì)效益。
1 我國生物質(zhì)能資源年可獲得量及其發(fā)展趨勢(shì)
1.1 目前我國生物質(zhì)能資源年可獲得量
通過分析我國主要生物質(zhì)能資源的現(xiàn)狀(見表1,,詳細(xì)分析,、統(tǒng)計(jì)過程在此省略),可以看到,,目前我國生物質(zhì)能資源年可獲得量達(dá)到3.14億噸標(biāo)準(zhǔn)煤量(2003年現(xiàn)狀數(shù)據(jù)),,其中秸稈的開發(fā)利用具有相當(dāng)?shù)臐摿Α?duì)那些技術(shù)成熟并且顯示出規(guī)?;l(fā)展趨勢(shì)的領(lǐng)域,,就可以加快把資源潛力變?yōu)閷?shí)際有效利用的能源,例如生物質(zhì)氣化發(fā)電,、大中型沼氣工程產(chǎn)生的沼氣等,。
注:
[1]見:姚向君、王德榮,,中國沼氣工程產(chǎn)業(yè)化發(fā)展國家行動(dòng)計(jì)劃分報(bào)告“全國農(nóng)業(yè)沼氣工程”,,2004年。
[2]計(jì)算獲得的沼氣資源量是各行業(yè)廢水(廢渣)在已建沼氣工程的處理中實(shí)際可做到的產(chǎn)沼氣量,,是完全可獲得的沼氣量,。
[3]折標(biāo)煤系數(shù)(當(dāng)量值):工業(yè)沼氣8.57tce/萬m3;農(nóng)業(yè)沼氣7.14tce/萬m3,;秸稈0.48tce/t,;薪柴0.57tce/t;城市生活垃圾4.20MJ/kg(0.143tce/t),;乙醇0.858tce/t,。
[4]取決于飼養(yǎng)方式、收集能力,、技術(shù)可利用性因素,。
[5]2003年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),。
[6]考慮到目前垃圾收集率僅為40%左右,則垃圾可獲得量約為0.6億噸,。
[7]我國實(shí)際應(yīng)用的能源植物目前主要包括甜高梁,、甘蔗、麻瘋樹等,,5600萬t甜高梁桿是指我國短期內(nèi)能源植物原料的最大開發(fā)量(按每畝年產(chǎn)4噸甜桿計(jì),,則需土地1400萬畝),因麻瘋樹種植需要時(shí)間,,而甘蔗絕大部分目前仍用于制糖,。
1.2 我國生物質(zhì)能資源潛力巨大(預(yù)測(cè)至2020年、2030年及2050年)
以國家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)所做的糧食生產(chǎn)預(yù)測(cè)(劉江主編:《中國資源利用戰(zhàn)略研究》,,中國農(nóng)業(yè)出版社,,2002年:171~173)、國家林業(yè)局所做的森林覆蓋率預(yù)測(cè)(中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究項(xiàng)目組編:《中國可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究總論》,,中國林業(yè)出版社,,2002年:219~220)、我國畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃和國民經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)規(guī)劃,、我國主要能源作物畝產(chǎn)水平和我國土地資源面積等為參照進(jìn)行預(yù)測(cè),,預(yù)測(cè)結(jié)果如表2所示(詳細(xì)的分析、預(yù)測(cè)過程在此省略),。
種植能源植物的土地資源策略:適當(dāng)利用我國現(xiàn)有農(nóng)林業(yè)用地和宜耕土地后備資源(0.552億公頃,,約占耕地和林業(yè)用地總面積的14%);合理開發(fā)我國的宜林荒山荒地(0.216億公頃,,占宜林荒山荒地面積的40%),;利用一定的易改造的鹽堿化耕地(0.013億公頃,約占鹽堿化耕地面積的17%),。
2 我國生物質(zhì)能的現(xiàn)代化利用及其發(fā)展趨勢(shì)
2.1 我國生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用已經(jīng)起步
2003年我國通過生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)替代的常規(guī)燃?xì)?、電力和燃油的?biāo)煤量為1185萬噸。目前它在我國能源消費(fèi)中僅有約1%的比例,,但由于它的巨大資源潛力及迅速的技術(shù)發(fā)展,,可以預(yù)計(jì)它將成為最有發(fā)展前景的一種可再生能源。
2.2 生物燃油,、生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)能利用的主要發(fā)展方向
我國以能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)來發(fā)展生物燃油有多重效益,,其中最主要的是可以改善能源結(jié)構(gòu)和緩解液體燃料進(jìn)口和供應(yīng)緊張的壓力,;有利于農(nóng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,,促進(jìn)農(nóng)林業(yè)發(fā)展,增加農(nóng)民收入,,創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì),。
我國電力短缺問題一直沒有得到徹底解決,,雖然在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)可以以其它電源(如核電、天然氣發(fā)電等)形式來解決這一問題,,但也存在農(nóng)作物廢棄物的無公害處理消化問題,;而在邊遠(yuǎn)缺電地區(qū)特別是電網(wǎng)沒有覆蓋的地區(qū)(全國近3000萬人還沒有電力供應(yīng)),利用當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)資源解決缺電問題,,也是一種技術(shù)選擇,;隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)民收入水平的提高,農(nóng)民對(duì)電力等優(yōu)質(zhì)能源的需求必將大幅度上升,,采用新技術(shù)開發(fā)利用農(nóng)村豐富的生物質(zhì)能,,對(duì)減輕常規(guī)能源供應(yīng)壓力、保障農(nóng)村全面小康社會(huì)的建設(shè)有深遠(yuǎn)的意義,。
注:[1]表中不包括2003年我國農(nóng)村2.9億tce的傳統(tǒng)利用量,;[2]生物質(zhì)能發(fā)電按每MW年發(fā)電量500萬kWh計(jì);[3]每發(fā)億kWh電量等價(jià)標(biāo)準(zhǔn)煤量為3.5萬tce,;[4]供氣工程產(chǎn)氣量來自實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)值,,每萬m3年產(chǎn)能量(等價(jià)值):工業(yè)沼氣8.57tce/萬m3;農(nóng)業(yè)沼氣和戶用沼氣12.8tce/萬m3,;秸稈氣化2.9tce/萬m3,;[5]“~”表示估計(jì)值;[6]秸稈炭化和壓塊的年產(chǎn)量合計(jì)不到5000噸,,故未列入,;[7]資料來源:2003年全國農(nóng)村可再生能源統(tǒng)計(jì)匯總表,農(nóng)業(yè)部科教司,,2004年,;可再生能源和新能源高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究報(bào)告,國家發(fā)改委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司,,2004年10月,。
從技術(shù)成熟性上看,目前我國生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于國際先進(jìn)水平,,而生物燃油特別是生物乙醇的研發(fā),、示范也取得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn);從經(jīng)濟(jì)性上看,,現(xiàn)有的不少研究都表明,,在中長期內(nèi),生物質(zhì)發(fā)電和生產(chǎn)生物燃油與常規(guī)能源相比將具有成本競(jìng)爭(zhēng)力,。
注:表4中能源需求總量和石油,、電力總需求量參考了一些相關(guān)的研究預(yù)測(cè)結(jié)果;生物質(zhì)發(fā)電折標(biāo)煤的方式與國際通用方式保持一致,,即采用當(dāng)量值(1kWh折合0.123kgce),;若按等價(jià)值計(jì)算,,按1kWh折合0.35kgce計(jì),則2050年生物質(zhì)將替代2億tce,。
此外,,傳統(tǒng)生物質(zhì)資源利用已經(jīng)越來越少,預(yù)計(jì)到2030年傳統(tǒng)方式直接燃燒生物質(zhì)能的需求只有0.9億t,。
2.3 我國生物質(zhì)發(fā)電,、生物燃油開發(fā)利用的前景良好
根據(jù)前面的生物質(zhì)能資源可獲得量:能源植物部分(制生物燃油),2020年,、2030年,、2050年分別取可獲得量的30%、50%,、70%的利用率(綜合考慮市場(chǎng)需求,、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和政策等因素)計(jì)算;其他資源主要用于生物質(zhì)發(fā)電,,2020年,、2030年、2050年分別取可獲得量的20%,、40%,、60%的利用率計(jì)算,發(fā)電效率按20%計(jì)算,。
總之,,到2050年我國生物質(zhì)能資源可開發(fā)量接近10億tce,其中能源植物(制生物燃油)3.6億tce,,占到了30%以上的份額,。
到2050年生物質(zhì)發(fā)電量可達(dá)到5900億kWh,按當(dāng)量值計(jì)算相當(dāng)于0.72億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,,按等價(jià)值計(jì)算相當(dāng)于替代了2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(占當(dāng)年能源需求總量的4.4%),。 生物燃油的意義更為重大,到2020年,、2030年,、2050年分別貢獻(xiàn)了我國石油需求的6.8%、14.2%,、30.2%,,可為我國的石油安全提供強(qiáng)有力的支持,也將為推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到巨大的作用,。
作者:清華大學(xué)公共管理學(xué)院 曾 麟 清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究院 王革華