管天球

（湖南科技學院，湖南 永州 425100）

0 引 言

在化石能源漸趨枯揭、環(huán)境壓力日益沉重、需求和價格持續(xù)上漲及世界能源資源爭奪戰(zhàn)愈演愈烈的情況下，尋求可再生清潔能源和能源的多元化，已成為世界能源發(fā)展大勢。在新能源的探求和開發(fā)中，生物質能源以其原料來源豐富、清潔環(huán)保和可再生性脫穎而出，成為各國競相發(fā)展的重要能源產業(yè)。自上個世界90年代以來，我國開始重視生物質能源開發(fā)，逐步確定了生物質能源的發(fā)展戰(zhàn)略，經過十幾年的發(fā)展，已取得顯著成效。但是，與發(fā)達國家相比，與我國經濟社會發(fā)展的需求相比，目前我國生物質能源發(fā)展不論規(guī)模、數量和水平，都遠遠不夠，發(fā)展中存在著諸多有待解決的問題。如何來創(chuàng)新機制和技術，創(chuàng)造各方面的條件，大力促進我國生物質能源及其產業(yè)的快速、優(yōu)化發(fā)展，是一個亟待探討的重大問題。

1.國能源戰(zhàn)略和能源產業(yè)發(fā)展的必然選擇

生物質能源是以生物質(生物糖類、秸稈、生物油脂等可再生原料)為原料生產的能源，包括燃料乙醇、生物柴油、生物氫氣、生物沼氣和生物質氣化或液化等產生的能源產品。對于我國來說，發(fā)展生物質能源和生物質產業(yè)可以在緩解中國能源緊張和環(huán)境壓力的同時，拉動農村經濟，促進農民增收、推進新農村建設，是一個具有巨大發(fā)展?jié)摿徒洕鐣r值的領域。

自進入工業(yè)社會、特別是20世紀以來，人類主要依靠的能源是煤炭和石油等不可再生的礦產資源。多年來高強度的開采與消費，使得非再生的石油、煤炭等能源資源漸趨枯竭，且對生態(tài)環(huán)境造成了沉重的壓力。自20世紀90年代以來，為應對化石能源漸趨枯竭、溫室效應導致全球變暖，以及所造成的生態(tài)環(huán)境日益惡化等問題，世界各國紛紛制定國家戰(zhàn)略并采取對策行動，積極推動生物質的研究和產業(yè)化發(fā)展。世界經合組織的最新研究報告指出：“各國政府應大力支持和鼓勵生物質能源領域的技術創(chuàng)新，減小它與傳統(tǒng)原油及天然氣產品的價格差距，以最終達到替代的結果”[1]。

發(fā)展生物質能源是改善我國能源緊缺狀況，保障我國能源可持續(xù)供給的戰(zhàn)略選擇。目前，中國能源的基本狀況是：資源短缺，消費結構單一，石油的進口依存度高，形勢十分嚴峻。2006年，中國一次能源消費結構中，煤炭占70%，石油占21%，天然氣占3%，水電等可再生能源占6%。這種能源結構導致對環(huán)境的嚴重污染和不可持續(xù)性。中國石油儲量僅占世界總量的2%，消費量卻是世界第二，且需求持續(xù)高速增長，1990年的消費量剛突破1億噸，2000年達到2.3億噸， 2008年，我國石油消費量達3。89億噸噸，中國自1993年成為石油凈進口國后，2005年進口原油及成品油約1.3億噸，2008年，進口2.18億噸，進口依存度達51%[2]。進口依存度越高，能源安全度就越低。中國進口石油的80%來自中東，且需經馬六甲海峽，受國際形勢影響很大。因此，今后在厲行能源節(jié)約和加強常規(guī)能源開發(fā)的同時，改變目前的能源消費結構，向能源多元化和可再生清潔能源時代過渡，已是大勢所趨。而在眾多的可再生能源和新能源中，生物質能源的規(guī)模化開發(fā)無疑是一項現(xiàn)實可行的選擇。我國具有發(fā)展生物質能源的良好條件，原產料來源豐富。我國是農業(yè)大國，各種農作物的秸稈、廢棄物、禽畜糞等，都是生產生物質能源的好材料；我國土地遼闊，各種山地、湖泊等非常多樣和豐富，可以有效利用來種植生產生物質能源的原材料。據農業(yè)部提供的數據，我國擁有充足的可發(fā)展能源作物，如農作物秸稈年產6億噸,畜禽糞便年產21.5億噸,農產品加工業(yè)如稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣等副產品的年產量超過1億噸、邊際土地4.2億公頃，同時還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。據中國科學院石元春院士估計，如果能利用現(xiàn)有農作物秸稈資源的一半，生物質產業(yè)的產值就可達近萬億元人民幣[3]。在技術創(chuàng)新和有效政策的支持下，生物質能源發(fā)展前景十分廣闊。

發(fā)展生物質能源有利于減少環(huán)境污染，促進我國環(huán)境友好型社會建設。石油、煤炭、天然氣的開發(fā)利用是造成當今地球溫室效應的主要元兇，給人類的生存環(huán)境帶來了嚴重的污染和危機。目前，我國能源結構極不合理，煤炭在一次能源消費中占65%以上，是世界上界惟一以煤炭為主要能源的大國。在未來幾十年，我國將面臨履行國際公約和實行二氧化碳減排的巨大壓力。生物質能源是可再生能源，通過光合作用吸收CO2固化光能產生生物質，不僅可生產量巨大，而且不釋放C02和S02等有毒氣體，充分體現(xiàn)了“綠色”和“循環(huán)”的特色。生物質的有害物質(硫和灰分等)含量僅為中質煙煤的 1/10左右；乙醇汽油的使用，可使一氧化碳等污染物的排放量減少40 %。同時，生物質生產和能源利用過程所排放的二氧化碳可納入自然界碳循環(huán)，實現(xiàn)二氧化碳零排放，是減排CO2的最重要的途徑。生物質能源的使用能夠改善日益惡化的生存環(huán)境，因而它被科學界、環(huán)保人士視為緩解生態(tài)安全的希望。另外，生物質能源的開發(fā)利用，還可以治理有機廢棄物污染；能源植物的種植還能起到防風固沙和有利于水上保持的作用。

發(fā)展生物質能源對于促進農民增收，促進我國農村經濟社會發(fā)展，有著重要的現(xiàn)實意義。生物質產業(yè)是以農林產品及其加工生產的有機廢棄物，以及利用邊際土地種植的能源植物為原料，進行生物能源和生物基產品生產的產業(yè)。中國是農業(yè)大國，生物質原料生產是農業(yè)生產的一部分，生物質能源的蘊藏量很大，每年可用總量折合約5億噸標準煤。僅農業(yè)生產中每年產生的農作物秸稈，就折合 1.5億噸標準煤。中國有不宜種植糧食作物、但可以種植能源植物的土地約 1億公頃，可人工造林土地有 311萬公頃。按這些土地20%的利用率計算，每年約可生產 10億噸生物質，再加上木薯、甜高粱等能源作物，據專家測算，每年至少可生產燃料乙醇和生物柴油約 5000萬噸，農村可再生能源開發(fā)利用潛力巨大。生物基產品和生物能源產品不僅附加值高，而且市場容量幾近無限，這為農民增收提供了一條重要的途徑；生物質能源生產可以使有機廢棄物和污染源無害化和資源化，從而有利于環(huán)保和資源的循環(huán)利用，可以顯著改善農村能源的消費水平和質量，凈化農村的生產和生活環(huán)境。

2.國生物質能源發(fā)展中存在的主要的問題及其制約因素

我國生物質能源發(fā)展已經取得初步成績，前景十分廣闊。但由于種種原因，目前我國生物質能關發(fā)展還存在諸多問題，亟待有效解決。

一是我國生物質利用效率低，生物質能源發(fā)展規(guī)模還很小，水平不高。我國每年有2億噸秸稈露地燃燒，25億噸 畜禽糞便污染環(huán)境，2億多萬噸林地廢棄物白白遺棄，1億多公頃邊際土地拋荒。如能利用現(xiàn)有資源的一半，生物質產業(yè)年產值就可達2萬億元。我國生物質能除了農村沼氣發(fā)展較好以外，其他方面還剛剛起步。截至2005年底，我國生物質發(fā)電量2GW，離國家能源發(fā)展規(guī)劃設定的2010年的5.5GW和2020年的30GW，還有很大的發(fā)展空間。目前，生物燃料乙醇的年產量才100多萬噸，生物柴油也剛剛起步，我國的生物能源產業(yè)發(fā)展的規(guī)模還非常小。2006年后，基于國家糧食安全的考慮，我國暫停了利用玉米生產燃料乙醇，確立了“因地制宜，非糧為主”的原則。但由于技術和成本等方面的原因，以非糧紅薯類原料、木質纖維素原料的燃料乙醇的開發(fā)利用還剛剛起步，還未形成規(guī)模化的生產。

二是成本過高，經濟效益低，市場競爭力不強。目前，制約生物質能源發(fā)展的根本問題是成本過高，經濟效益較低。由于目前生物燃料乙醇的生產成本過高，幾乎所有的生物燃料乙醇企業(yè)都處于虧損狀態(tài)，國家定點生產的幾家企業(yè)之所以能維持，是因為國家出臺了補貼扶持政策。按目前的加工成本和生物燃料乙醇的價格來計算，生產1噸生物燃料乙醇要虧損1000元左右，國家給予的補貼是1600元左右。國家每年要拿出20多億元來補貼這幾家生物燃料乙醇生產企業(yè)。成本高過使得企業(yè)生產無利可圖，發(fā)展積極性不高；成本高也必然造成的產品價格高，又使消費需求受到抑制。目前，乙醇燃料等生物質能源還缺乏與傳統(tǒng)化石能源的競爭優(yōu)勢，有待通過進一步的技術創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新，價低成本，提高市場競爭力和經濟效益。

三是還沒有建立起完備的生物質能源工業(yè)體系，產業(yè)鏈和市場不完善，制約生物質能源的生產和使用。雖然中國已實現(xiàn)以糧食為原料的燃料乙醇的產業(yè)化生產，但以其他能源作物為原料生產生物質燃料尚處于技術試驗階段，要實現(xiàn)大規(guī)模生產，還需要在生產工藝和產業(yè)組織等方面做大量工作。生物質能源從開發(fā)到最終消費需要經過許多環(huán)節(jié)，需要系列相關產業(yè)的配套。如燃料乙醇的開發(fā)利用，上游的原材料生產、儲運，下游的燃燒器生產、改造，營銷渠道的開拓和銷售網店的布局，以及技術研發(fā)、信息發(fā)布等相關的服務，任何一個環(huán)節(jié)的缺失或不完善，都會使其開發(fā)利用受到制約。目前，我國生物質能源開發(fā)的產業(yè)鏈還不完善，一些環(huán)節(jié)還未健全起來。這些缺失，不僅影響了生物質能源開發(fā)利用的順利進行，而且限制了產業(yè)通過的專業(yè)化、規(guī)?；洜I來提高效益和市場競爭力。

四是研究開發(fā)能力弱，技術創(chuàng)新不足，開發(fā)利用水平受到限制。當前，制約我國生物質能源產業(yè)發(fā)展的最大瓶頸在于，生物質轉化的技術效率較低和自主知識產權少，創(chuàng)新能力不足。一些關鍵性的技術有待突破或提高，如陳化糧或農作物秸稈等纖維質生物質制酒精，生物柴油的發(fā)酵、提煉技術研究，生物質能源的液化技術、生物技術和轉基因技術在能源農業(yè)上的應用研究、高濃度乙醇發(fā)動機或純乙醇發(fā)動機開發(fā)等，都有許多的技術難題有待破解。

我國生物質能源開發(fā)利用中存在的諸多問題，是發(fā)展中的問題，有各方面的原因。如觀念、技術、客觀條件等，其中，產業(yè)發(fā)展的體制機制不健全，是重要原因。主要表現(xiàn)在：一是我國對生物質能源發(fā)展的國家戰(zhàn)略規(guī)劃還不夠明晰，還缺乏建立在深入科學研究基礎上的、長期的、系統(tǒng)的生物能源開放和產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，這使得我們在生物質能源開發(fā)的政策上出現(xiàn)了一些不確定性或搖擺現(xiàn)象。二是產業(yè)發(fā)展激勵機制不健全。一方面是激勵不全面。國家得補貼主要集中在幾家大型定點企業(yè)，有不少已進入或想進入這個產業(yè)的民營企業(yè)，難以得到有效的補償；另一方面扶持、激勵的力度待進一步加強。三是融資、投資機制有待完善。國家的投入還缺乏穩(wěn)定的、可持續(xù)增長的保障；民間資本基于利益考慮，也對投資生物質能源投入相當謹慎，如何促進民間投資、形成良好的融資條件，對生物質能源產業(yè)發(fā)展至關重要。

3.進我國生物質能源優(yōu)化發(fā)展的政策建議

生物能源的發(fā)展是一項重大的國家戰(zhàn)略，是一項復雜的系統(tǒng)工程。需要站在國家經濟社會長期、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度，積極創(chuàng)造條件，采取行之有效的措施，大力推進生物質能源發(fā)展。

3.1.定并實施國家生物質能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。

取桂冠生物質能源發(fā)展涉及到國家能源安全和經濟社會可持續(xù)發(fā)展，因此，不能簡單地任其自發(fā)發(fā)展，而是需要從國家戰(zhàn)略的高度，制定長期的發(fā)展規(guī)劃并積極進行實施。目前，生物質能源發(fā)展領先的國家，如美國、巴西、歐盟等，都有明確的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。早在1975年，巴西政府制定了生物能源計劃和在全國實施發(fā)展燃料乙醇生產的計劃，幾十年來一直按照當時制定的戰(zhàn)略不斷發(fā)展，取得舉世矚目的成就。2002年，美國能源部和農業(yè)部聯(lián)合提出了《生物質技術路線圖》，以及《農業(yè)部生物能源計劃》、《能源部生物燃料系統(tǒng)計劃》以及《清潔替代能源計劃》等，確定了美國生物質能源發(fā)展的長遠戰(zhàn)略和實施路線圖。歐盟委員會從20世紀90年代開始實施生物能源開發(fā)計劃，確定了發(fā)展戰(zhàn)略目標和實施機制。我國在發(fā)展生物質能源過程中，雖然已經提出了一些發(fā)展規(guī)劃和一些相關的政策，但還缺乏完整和長期的生物質能源國家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，迫切需要從國家戰(zhàn)略出發(fā)，根據可持續(xù)發(fā)展的要求，認真分析我們的基礎和優(yōu)勢，找準產業(yè)定位，制定系統(tǒng)的可實施的國家生物質能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。積極開展可利用土地資源調查評估和能源作物種植規(guī)劃。結合土地資源狀況，研究分析原料供需總量和區(qū)域分布，圍繞產業(yè)經濟性和目標市場，因地制宜確定產業(yè)發(fā)展的指導思想、發(fā)展目標、項目布局原則等。目前，我國各地擬建燃料乙醇項目積極性很高，產業(yè)發(fā)展面臨著開發(fā)非糧原料，提高產業(yè)發(fā)展水平，完善政策環(huán)境等諸多挑戰(zhàn)，必須從宏觀上統(tǒng)一規(guī)劃和正確引導生物燃料乙醇產業(yè)有序、健康發(fā)展，規(guī)范市場秩序和投資行為，防止盲目建設和投資浪費。

3.2.大對生物質能源發(fā)展的政策扶持。

目前，生物質能源產業(yè)還是具有環(huán)境效益的弱勢產業(yè)。從國外的經驗看，政府支持是生物質能源市場發(fā)育初期的原始動力。不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，生物質能源的發(fā)展均離不開政府的支持，例如投融資、稅收、補貼、市場開拓等一系列的優(yōu)惠政策等。一是加大對生物質能源開發(fā)技術研發(fā)的國家專項投資，力爭關鍵技術取得突破；二是進一步完善和加大稅收優(yōu)惠政策，對生物質能源開發(fā)、生產和銷售各環(huán)境，實施更為優(yōu)惠的稅收政策，保障其有利可圖，積累長期發(fā)展能力。三是提供公共財政貼息與銀行貸款。對所有從事生物質能源開發(fā)生產的企業(yè)，提過優(yōu)惠貸款，通過政府提供貼息貸款，鼓勵關鍵技術開發(fā)和生產企業(yè)的研發(fā)和生產，從而促進和保障生物質能源開發(fā)的資金投入及其效益。

3.3.強生物質能源技術研發(fā)和產業(yè)體系建設。

在生物質能源技術開放中，生物質燃料技術最為關鍵。應該整合現(xiàn)有生物燃料乙醇技術資源，完善技術和產業(yè)服務體系，加快人才培養(yǎng)，全面提高生物燃料乙醇技術創(chuàng)新能力和服務水平，促進生物燃料乙醇技術進步和產業(yè)發(fā)展。將生物燃料乙醇的科學研究、技術開發(fā)及產業(yè)化納入國家各類科技發(fā)展規(guī)劃，在高技術產業(yè)化和重大裝備扶持項目中安排有關專項，支持國內研究機構和企業(yè)在生物燃料乙醇核心技術方面提高創(chuàng)新能力，在引進國外先進技術基礎上，加強消化吸收和再創(chuàng)造，盡快形成自主創(chuàng)新能力。建立生物質行業(yè)標準。

在生物燃料乙醇開發(fā)利用過程中要重點突破若干技術關鍵：陳化糧或農作物秸稈等制酒精的發(fā)酵、提煉技術研究；生物質能源的液化技術研究；生物技術和轉基因技術在能源農業(yè)上的應用研究；開發(fā)高濃度乙醇發(fā)動機或純乙醇發(fā)動機等相關研究；利用纖維素生產生物燃料乙醇的技術等。同時，需要提高轉化率包括水解轉化率和單糖發(fā)酵成乙醇的轉化率；能量綜合利用以降低過程能耗；通過開發(fā)副產品提高經濟性同時降低廢水處理費用；開發(fā)連續(xù)能高效、低成本產酶工藝；開發(fā)先進的乙醇發(fā)酵與精餾工藝和設備，選育出高轉化、能發(fā)酵多種單糖、耐乙酸抑制、耐乙醇反饋抑制的超級乙醇發(fā)酵菌；開發(fā)高效纖維素原料連續(xù)水解工藝與設備。近期重點發(fā)展以木薯、甘薯、甜高粱等為原料的生物燃料乙醇技術。從長遠考慮，要積極發(fā)展以纖維素生物質為原料的生物燃料乙醇技術。

發(fā)展生物燃料是一項復雜的系統(tǒng)工程。如生物乙醇燃料，涉及原料供應、乙醇生產、乙醇與組分油混配、儲運和流通及相關配套政策、標準、法規(guī)的制定等各個方面，業(yè)務跨多個部門，需要多個部門的協(xié)同配合。中石油、中石化等成品油銷售企業(yè)要按有關法律規(guī)定，全額收購生物燃料乙醇產品，并積極建設混配中心，為發(fā)展生物燃料乙醇創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。農業(yè)、林業(yè)部門要做好資源評價，做好育種等基礎工作，并引導做好生物燃料乙醇基地建設。逐步完善生物質能源產業(yè)體系，為生物質能源產業(yè)的快速和長期發(fā)展奠定良好基礎。

3.4.步開放市場，加強國際合作。

鼓勵多種所有制的內外資企業(yè)介入非糧燃料乙醇研發(fā)生產領域，探討利用商品期貨交易所價格發(fā)現(xiàn)機制，為燃料乙醇生產商提供套期保值手段，以利用市機手段和市場機制推進生物質能源產業(yè)的發(fā)展。中國燃料乙醇產業(yè)在向非糧乙醇轉換過程中和制定行業(yè)準入標準時，除選擇部分國有骨干企業(yè)作為中間力量外，還應大力吸收有實力的民營企業(yè)參與，銷售部門對達到規(guī)定質量標準的產品應敞開收購。通過市場開放，形成多元競爭的良性發(fā)展格局，是促進生物質能源發(fā)展的基本機制。

在注重加強國內能力建設的同時，積極開展國際的合作，利用國際市場來促進我國生物質能源產業(yè)的發(fā)展。一是鼓勵國內有實力的企業(yè)“走出去”尋找資源，開發(fā)市場。通過在國外直接參與能源作物的種植，或在當地設廠，就地加工提煉乙醇后運回國內等經營方式，實現(xiàn)部分替代進口石油和能源進口多元化，平衡與我有較大貿易逆差的國家和地區(qū)雙邊貿易額，以及減少在國內生產加工過程中對環(huán)境帶來的污染。目前東南亞、拉美、非洲、獨聯(lián)體國家等都是較有潛力的投資場所，政府應當積極為企業(yè)“走出去”提供相關政策、法規(guī)和市場信息服務，在境外企業(yè)信貸資金和相關稅收優(yōu)惠政策的獲得上予以支持，對納入國家計劃的進口燃料乙醇商品，應參照國內同類定點生產企業(yè)的補助標準予以財政補貼，并在進口關稅和國內相關流通環(huán)節(jié)稅收上給以減免優(yōu)惠；二是積極開展國際間多、雙邊合作，共同營造公平、開放、良好的國際生物液體燃料生產和國際貿易新秩序。中國已是繼美國和巴西之后的世界第三大燃料乙醇生產國，經濟發(fā)展帶來的能源消費快速增長預示著中國對燃料乙醇的需求將是長期和持久的，為避免將來被動適應與中國利益相悖的國際標準或貿易規(guī)則，應密切關注國際間燃料乙醇領域合作的新動向，尤其是美國和巴西這兩個乙醇生產大國關于商討成立乙醇燃料戰(zhàn)略聯(lián)盟、建立“乙醇歐佩克”，以及在燃料乙醇全球標準化制定上可能采取的聯(lián)手行動，主動參與相關國際機構如國際生物燃料論壇的活動，積極開展能源外交，與非洲、南美洲國家建立長期穩(wěn)定的合作關系。

[1]葉慧.我國生物質能源產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的SWOT分析與對策[J].西南林學院學報,2008, 28(4):12-15.

[2]葉迎.中國生物質能源產業(yè)發(fā)展研究[J]. 安徽農業(yè)科學,2009, 37 (23):11221-11223

[3]王應寬.中國生物質能產業(yè)的發(fā)展空間探析[J].農業(yè)工程技術, 2007,(2):19-27.