5月10日，國家發(fā)改委發(fā)布了《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》。作為中國首部生物經(jīng)濟五年規(guī)劃，其明確提出，要積極開發(fā)生物質(zhì)能源，在生物質(zhì)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)燃料方面推動生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，推動化石能源向綠色低碳可再生能源轉(zhuǎn)型。隨后不久，6月1日發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》進一步提出，要推進生物質(zhì)能多元化開發(fā)。在此背景下，明確生物質(zhì)能自身的優(yōu)勢特點、厘清生物質(zhì)能規(guī)?；虡I(yè)化發(fā)展所面臨的問題非常重要;同時，找準生物質(zhì)能在未來能源系統(tǒng)中的角色定位，并且做好對生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)應(yīng)用等問題的研判，有助于推動生物質(zhì)能抓住新的發(fā)展機遇，在“十四五”時期實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

生物質(zhì)能在“熱-電”、儲能上有獨特優(yōu)勢，并能帶來“負碳”機會

生物質(zhì)是一種生態(tài)友好的零碳能源，與當下其他商業(yè)化利用的能源相比，具有明顯的優(yōu)勢。

第一，生物質(zhì)能環(huán)境外部性較低，利于實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。比如，生物質(zhì)發(fā)電為處理利用農(nóng)林廢棄物提供了一種有效方式，有助于減少秸稈露天焚燒及其所帶來的環(huán)境污染。此過程中，生物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的灰渣還可作為有機肥料使用，從而實現(xiàn)農(nóng)林廢棄物的循環(huán)利用、“變廢為寶”。此外，工業(yè)生產(chǎn)中推動生物質(zhì)燃料替代煤炭也是一種生物質(zhì)資源再利用的方式，并有助于實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域的碳減排。

第二，生物質(zhì)能的利用，可以同時解決電和熱的問題，這是風(fēng)電、光伏發(fā)電等其他可再生能源利用形式不具備的優(yōu)勢。由于技術(shù)、用地的限制以及風(fēng)光水可再生能源的特性，未來中國集中大規(guī)模地采用熱泵技術(shù)通過電氣化的方式解決供暖問題，目前看仍面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，另一種可能性是未來的新型電力系統(tǒng)中仍保留一部分火電，并使其同時供熱(下文將展開論及)。那么，在此情景下，生物質(zhì)能將同時在供電供熱中發(fā)揮作用，并且顯現(xiàn)出其零碳的優(yōu)勢。

第三，生物質(zhì)可助力解決不同時間尺度的儲能問題，為構(gòu)建以可再生能源為主體的、安全穩(wěn)定的新型電力系統(tǒng)提供支撐。就此而言，生物質(zhì)可以作為解決不同時間尺度儲能問題的能源選擇，包括小時級、跨天、跨周甚至是跨季節(jié)的。

第四，生物質(zhì)帶來了實現(xiàn)負碳的機會，有助于大力推動鄉(xiāng)村振興。生物質(zhì)資源在其生長過程中有效吸收了大氣中的二氧化碳，雖然作為燃料或工業(yè)原料的過程中會把二氧化碳排放到大氣中，但從全周期的角度來說可以實現(xiàn)二氧化碳的“凈零”排放。在此基礎(chǔ)上，如果結(jié)合CCS技術(shù)，將其排放的二氧化碳捕集并封存，則能夠?qū)崿F(xiàn)寶貴的二氧化碳的“負排放”，這無疑會助力碳中和目標的實現(xiàn)。這樣的背景之下，可以預(yù)見，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展將會帶動鄉(xiāng)村經(jīng)濟增長、助力消除農(nóng)村能源貧困問題，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

面臨規(guī)?；虡I(yè)化瓶頸，需抓住“碳中和”機遇有所突破

生物質(zhì)在中國并非新生事物，已經(jīng)歷了一定時間的發(fā)展。然而，截至目前，中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模仍然有限。以電力行業(yè)為例，根據(jù)國家能源局的信息，截至2021年底，中國生物質(zhì)能發(fā)電裝機達3798萬千瓦 ，僅占可再生能源發(fā)電裝機總量的約3.6%;相比之下，風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機已分別達到3.28億千瓦和3.06億千瓦。究其根本，有兩方面的原因值得探討：

一是多方面因素的限制導(dǎo)致生物質(zhì)并沒有形成大規(guī)模的商業(yè)化。與已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)集中式、規(guī)?；玫拿禾?、汽油、天然氣、風(fēng)能、太陽能等能源不同，生物質(zhì)資源的規(guī)?；妹媾R資源分布散、范圍廣、堆積密度較低等制約因素，使得其收集、儲存、加工、運輸同其他能源存在很大不同、更具難度，因而尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，商業(yè)化規(guī)模不夠。從生物質(zhì)的本身屬性看，與煤炭、石油、天然氣等化石能源相比，生物質(zhì)的能量密度比較低，所以同等體積或質(zhì)量所能產(chǎn)生的熱量亦相對較低;從可得性與規(guī)模性看，生物質(zhì)資源的分布相對分散、范圍廣而且很難直接拿來即用，因而導(dǎo)致其收集、儲存、加工、運輸?shù)某杀据^高，阻礙了完整產(chǎn)業(yè)鏈的形成，限制了規(guī)?；陌l(fā)展;從技術(shù)來看，當前在中國，生物質(zhì)先進技術(shù)的利用總體處于不夠成熟的階段。發(fā)達國家在生物質(zhì)資源利用和產(chǎn)品制造領(lǐng)域具有明顯先發(fā)優(yōu)勢，核心技術(shù)的壟斷使得中國對生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的很多關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備都依賴進口;從政策上看，長期以來，鼓勵政策與激勵措施缺位，加之一些早期示范項目以失敗告終，也使得生物質(zhì)能沒能像其他可再生能源一樣獲得應(yīng)有的政策扶植與更多的市場信心。綜上，自身屬性、集儲效率、運輸成本、技術(shù)設(shè)備、政策措施、市場信心等各方面因素綜合作用下，生物質(zhì)能發(fā)展面臨產(chǎn)業(yè)成本高、規(guī)?；a(chǎn)有限的問題，尚未形成大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。

二是生物質(zhì)能此前并沒有遇到變革性的大發(fā)展機遇。碳中和目標的確立給未來中國能源發(fā)展提出了巨大且緊迫的系統(tǒng)性變革的要求，這種系統(tǒng)性變革則為生物質(zhì)能的進一步開發(fā)和利用提供了難得的契機。燒柴做飯是人類對生物質(zhì)能最原始的利用，根據(jù)能源階梯理論，此階段利用的生物質(zhì)能處于能源階梯的最低一級“初始能源”，在其之上階梯的則是“轉(zhuǎn)型能源”(木炭、煤炭、煤油)、“優(yōu)質(zhì)能源”(電力、液化石油氣/天然氣、沼氣)。然而，在碳中和帶來的機遇之下，生物質(zhì)將可能以不同的形式出現(xiàn)在不同的應(yīng)用場景中，它在能源品種的階梯上很可能會實現(xiàn)等級的跨越。尤其是在未來清潔電力、熱電聯(lián)供這兩者的共同需求之下，生物質(zhì)能不僅可以助力清潔發(fā)電與清潔供熱，更有機會實現(xiàn)負碳排放。在碳中和背景下，生物質(zhì)能發(fā)揮作用的舞臺必將更加廣大。

生物質(zhì)能在電力與熱力的清潔供應(yīng)上具有獨特作用，不應(yīng)簡單與風(fēng)光作比較

首先，從性質(zhì)上來講，生物質(zhì)能與風(fēng)能、太陽能有根本的不同，因而其在電力系統(tǒng)中的作用也會不同。在未來，生物質(zhì)能并不是要簡單追求在整個電力系統(tǒng)中貢獻的發(fā)電量比例達到多高，而是要在系統(tǒng)中扮演獨特的角色。

可再生能源的間歇性特點將會給以風(fēng)、光為主的新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來一定挑戰(zhàn)。比如，一旦連續(xù)幾天沒有風(fēng)，或者持續(xù)陰天，再抑或趕上冬天枯水期，系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題將凸顯出來。當前的電化學(xué)儲能技術(shù)只能應(yīng)付小時級的削峰填谷，更長時間尺度的儲能問題尚未找到在經(jīng)濟性和技術(shù)可行性上都已成熟的零碳解決方案。因而，為了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要保留一定比例的火電——在當前已有和可預(yù)見的技術(shù)條件背景下，各界在這一點上基本是有共識的。那么，進一步的問題將是，這部分火電的燃料來源是什么?如果以未來零碳的情形作為出發(fā)點，可能的選擇則包括：煤電加CCS/CCUS(碳捕獲與封存/利用)，或用綠氫來替代煤，再或者用生物質(zhì)替代煤。

這也是為什么說生物質(zhì)能的經(jīng)濟可行性，需要與CCUS、氫能在跨季節(jié)儲能的利用等技術(shù)的經(jīng)濟可行性進行比較。生物質(zhì)能要承擔的任務(wù)是在未來的新型電力系統(tǒng)中解決風(fēng)、光發(fā)電所帶來的不穩(wěn)定性問題。目前看，這個問題是電化學(xué)儲能、抽水蓄能暫時無法解決的。

除了發(fā)電外，生物質(zhì)另一個獨特的角色在于供熱。供熱是實現(xiàn)碳中和過程中最難解決的問題之一。它直接關(guān)乎民生，能源需求量極大，必須穩(wěn)定且有保障。碳中和背景下，未來北方地區(qū)的供熱問題如何解決，目前的討論主要涉及兩種方式：一種是考慮集中式的供熱，用可再生能源發(fā)的電通過熱泵來供熱;另一種是保留現(xiàn)有的熱網(wǎng)，如此則仍需保留一部分火電。

目前來看，第一種方式面臨幾方面的挑戰(zhàn)：一是中國的城市人口密度很大，尤其在冬天，即光伏發(fā)電與水電處于低谷的時期，可能需要增加非常多的裝機量，才能保證供暖所需的電力供給，而這可能會使得電網(wǎng)不堪重負;二是在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，城市沒有足夠多的土地空間來安裝集中的供熱熱泵;三是在這種情況下，熱網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施存在在未來變?yōu)槌翛]資產(chǎn)的風(fēng)險。

雖然我們對電氣化抱有很高期待，也在南方和北方的農(nóng)村及小城鎮(zhèn)大力支持相關(guān)工作。但筆者認為，基于中國的國情，在人口集中的北方大中城市，第二種方式更有可行性優(yōu)勢，即——將來新型電力系統(tǒng)中還需要一部分火電，同時這部分火電還可以發(fā)揮供熱的作用。在此過程中，生物質(zhì)能將有機會在供電供熱兩方面都發(fā)揮其零碳的優(yōu)勢。

因此，生物質(zhì)能在未來整個的新型電力系統(tǒng)中，未必會貢獻最大比例的發(fā)電量，但它在電力和熱力的清潔供應(yīng)上一定可以發(fā)揮獨特而關(guān)鍵的作用。

應(yīng)推動生物質(zhì)能多元化開發(fā)利用

生物質(zhì)能的開發(fā)利用具有多元性。生物質(zhì)發(fā)電是最成熟、發(fā)展規(guī)模最大的現(xiàn)代生物質(zhì)能利用技術(shù)，北歐國家、德國及美國處于世界領(lǐng)先水平。中國的生物質(zhì)發(fā)電起步較晚，當前發(fā)展規(guī)模仍然有限。如上文提及，截至2021年底，我國生物質(zhì)發(fā)電累計裝機達3798萬千瓦，占可再生能源發(fā)電裝機總量的約3.6%，生物質(zhì)發(fā)電量為1637億千瓦時，占可再生能源發(fā)電總量的約6.6%。從生物質(zhì)發(fā)電累計并網(wǎng)裝機情況來看，我國當前以垃圾焚燒發(fā)電、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電為主，沼氣發(fā)電僅占3%左右。生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)分類豐富，包括直接燃燒、混合燃燒、垃圾焚燒、沼氣、氣化發(fā)電等。在生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的初期，有必要推動多元化的開發(fā)及試點工程，這樣有利于摸清不同生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在不同應(yīng)用場景下的作用和優(yōu)劣勢，進而能夠因地制宜地推動生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)不同場景下的規(guī)?；瘧?yīng)用。與此同時，未來如果能夠規(guī)模化應(yīng)用BECCS(生物能源與碳捕獲和儲存)技術(shù)，生物質(zhì)發(fā)電將可能創(chuàng)造負碳排放，從而可以為實現(xiàn)碳中和目標做出巨大貢獻。

生物質(zhì)清潔供暖是另一個頗具潛力的應(yīng)用場景。如上所述，生物質(zhì)能在提供清潔電力和清潔熱力方面具有獨特優(yōu)勢，因而在未來，一方面可以因地制宜推動生物質(zhì)發(fā)電向熱電聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級，另一方面可發(fā)展以農(nóng)林生物質(zhì)、生物質(zhì)成型燃料等為主的生物質(zhì)鍋爐，為人口密集的大中城市及城鎮(zhèn)區(qū)域提供集中供暖。就生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)而言，歐美處于全球領(lǐng)跑水平，這主要得益于其標準體系較為完善，并形成了從原料收集、儲藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個產(chǎn)業(yè)鏈。歐洲是生物質(zhì)成型燃料的主要消費地區(qū)，其中瑞典生物質(zhì)成型燃料供熱約占其供熱能源消費總量的70% 。這顯示出，建立完整產(chǎn)業(yè)鏈的重要性以及生物質(zhì)能在清潔供暖中的巨大潛力。

當前，生物液體燃料已成為最具發(fā)展?jié)摿Φ奶娲剂?，在電氣化無法解決的交通動力領(lǐng)域，生物液體燃料提供了寶貴的零碳解決方案。在生物柴油領(lǐng)域，我國相關(guān)行業(yè)技術(shù)在國際上處于第一梯隊，是位居美國之后的全球生物柴油第二大技術(shù)來源國，中國生物柴油專利申請量的全球占比為17%(截至2021年9月)。2021年我國生物柴油產(chǎn)量約150萬噸，占全球產(chǎn)量約3.6%，位于歐盟、印尼、美國、巴西等經(jīng)濟體之后。在生物航油技術(shù)上，我國已經(jīng)取得了突破，實現(xiàn)了生物質(zhì)中半纖維素和纖維素共轉(zhuǎn)化合成生物航空燃油，目前已在國際上率先進入示范應(yīng)用階段。此外，二代乙醇作為車用及航空燃料，生物甲醇、綠氨作為車用及船運燃料(尤其是遠洋)，都是生物液體燃料在未來具有潛力的應(yīng)用場景，相關(guān)技術(shù)正處于突破或試驗階段。在此方面，《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出要支持生物質(zhì)液體燃料領(lǐng)域的先進技術(shù)裝備研發(fā)和推廣使用，將推動不同場景下的生物液體燃料技術(shù)加速從“試驗”到“應(yīng)用”的突破。

生物天然氣是電力、供熱、交通等領(lǐng)域可以利用的一種重要零碳能源。早在2019年，國家發(fā)改委、國家能源局等十部委聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于促進生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》就提出，到2030年生物天然氣年產(chǎn)量超過200億立方米的目標。據(jù)相關(guān)測算，我國生物天然氣每年生物天然氣可開發(fā)潛力高達600億立方米，但是截至2020年，我國實際年產(chǎn)生物天然氣不到1億立方米。這顯示出我國生物天然氣的發(fā)展仍然處在起步階段，同時也意味著巨大的潛力。亦如《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》所提出的，應(yīng)當有效利用好我國農(nóng)林養(yǎng)殖業(yè)資源豐富的優(yōu)勢，將糧林畜集中生產(chǎn)區(qū)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立以縣域為單位的產(chǎn)業(yè)體系，積極開展生物天然氣示范項目。此過程中，籌建較大尺度(千萬立方米級)的生物天然氣工程非常必要，如此可以通過同城市燃氣管網(wǎng)并網(wǎng)、多元化應(yīng)用(車輛、鍋爐、發(fā)電)，大大促進生物天然氣的規(guī)?；?，加速能源系統(tǒng)的脫碳進程。

生物質(zhì)能的多元開發(fā)利用對于實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興意義重大。如《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》所提及，加大生物質(zhì)能的開發(fā)利用，提高農(nóng)林廢棄物資源化利用率，將助力農(nóng)村人居環(huán)境整治提升;生物質(zhì)能及其他可再生能源在取暖工程中的利用，有助于改善鄉(xiāng)村供暖條件，并助力城鄉(xiāng)融合的清潔供暖體系的構(gòu)建;建設(shè)以生物質(zhì)成型燃料加工站或物質(zhì)鍋爐等為主的鄉(xiāng)村能源站，則可實現(xiàn)鄉(xiāng)村可再生能源資源的集約開發(fā)和高效運營管理;建設(shè)大尺度的生物天然氣工程，也將有助于帶動農(nóng)村有機廢棄物處理、有機肥生產(chǎn)和消費、清潔燃氣利用的循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系建立——這些均為消除鄉(xiāng)村能源貧困、擴大鄉(xiāng)村可再生能源的綜合利用，以及推動鄉(xiāng)村社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來新的機遇。

生物質(zhì)能發(fā)展仍需更多行業(yè)研判

去年，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》以及《2030年前碳達峰行動方案》等文件，都提到了積極推進生物質(zhì)能的發(fā)展;《中共中央 國務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》也提到，要“推進農(nóng)村光伏、生物質(zhì)能等清潔能源建設(shè)”。在此基礎(chǔ)上，今年5月由國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，連同6月由九部委聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，也都對生物質(zhì)能源的發(fā)展提出了具體工作重點和發(fā)展目標。這一系列相關(guān)政策文件的出臺對于未來生物質(zhì)的利用和發(fā)展無疑是非常利好的信號，也說明從各個角度、各個領(lǐng)域，生物質(zhì)能作為一個產(chǎn)業(yè)所受到的重視程度在不斷提升。然而，要指出的是，雖然國家層面的很多文件為生物質(zhì)能發(fā)展指明了大方向，但多為定性的方面，對于未來生物質(zhì)能發(fā)展的研判仍然需要更多量化的分析與研究。

從生物質(zhì)資源的可獲取性上看，中國一年的能源消耗大約是50多億噸標準煤，此背景下生物質(zhì)能源的利用潛力如何，目前并沒有很好地形成共識。由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能分會等機構(gòu)編制的《3060零碳生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿λ{皮書》顯示，當前我國生物質(zhì)資源作為能源利用的開發(fā)潛力約為4.6億噸標準煤?；谂c清華的聯(lián)合研究，能源基金會近期發(fā)布的《農(nóng)村清潔用能體系助力減污降碳及鄉(xiāng)村振興——中國農(nóng)村散煤治理綜合報告》顯示，全國可利用的各類別生物質(zhì)能源資源總計約合9.28億噸標準煤。在此基礎(chǔ)上，不同類型的生物質(zhì)資源的收集成本、可開發(fā)性如何?此外，我們還需要更細致地去評估它們的商業(yè)化利用等級。

從定位上看，還需要進一步分析研判，未來新型電力系統(tǒng)中托底保供的電力需求是多少?火電的需求是多少?這些火電由什么燃料來提供?它與供熱之間是什么關(guān)系?

從技術(shù)上看，生物質(zhì)利用的技術(shù)繁多，這些不同技術(shù)的具體應(yīng)用場景分別是什么，潛力如何?不同技術(shù)中哪些是更先進的，哪些有助于提升農(nóng)民收入與生活質(zhì)量，能夠助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略并有效支撐碳中和戰(zhàn)略?

從商業(yè)模式上看，之前生物質(zhì)能無法大規(guī)模商業(yè)化的癥結(jié)之一，是在商業(yè)模式和可支付性方面帶來的財務(wù)不可持續(xù)問題，未來如果成本下降的話，或者說如果國家政策也像此前推動風(fēng)電、光伏發(fā)電一樣支持生物質(zhì)能發(fā)展，那么商業(yè)模式和投融資模式是否就一定能夠形成?其他的影響因素還有哪些?

以上這一系列問題都需要我們進一步地深入分析與研究。目前，能源基金會也正在推動一些相關(guān)的工作，包括：支持農(nóng)村散煤的生物質(zhì)替代的研究，對生物質(zhì)利用技術(shù)以及試點工作進行梳理，并希望在此基礎(chǔ)上為生物質(zhì)能未來的發(fā)展提出建議。此外，我們也正在開展生物質(zhì)在未來新型電力系統(tǒng)中的定位研究，以及推動有關(guān)生物質(zhì)利用的試點示范、商業(yè)模式的探討等。

當前，從政策的角度來看，《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)為生物質(zhì)能的發(fā)展指明了大的方向，但就具體的政策激勵措施而言，目前可能還未到密集出臺階段，總體上還處于前期研判期。但我們有理由相信，政策支持力度的不斷加大，可以積極推動一些試點及示范項目的落地，這對于生物質(zhì)能在碳中和背景下的新發(fā)展意義重大，值得進一步期待。