非洲擁有竹林面積720 萬hm2，但竹子在生物能源方面的利用較少。《非洲竹生物能源生產(chǎn)綜述》(Synthesis Review of Bamboo Bioenergy Production in Africa) 是國際竹藤組織(INBAR) 的一份技術(shù)報告。該報告介紹了目前適用于竹生物能源生產(chǎn)的技術(shù)及其在非洲和世界各地成功實踐的案例； 同時，基于INBAR 非洲各成員國的國情，提出了推動非洲各國將竹生物能源生產(chǎn)納入主流的建議。該報告可在國際竹藤組織官網(wǎng)下載: https://www.inbar.int/resources/inbar ＿ publications/synthesis-review-of-bamboo-bioenergy-productionin-africa/。

1 竹生物能源生產(chǎn)技術(shù)及其成功實踐

生產(chǎn)竹生物能源的技術(shù)主要有直接燃燒、熱解、氣化、生化轉(zhuǎn)化和顆?；Ｈ紵抢蒙镔|(zhì)提供熱能和電能的最常用且成熟的技術(shù)，該技術(shù)多用于傳統(tǒng)小型爐灶(能效非常低)、改進型爐灶、設(shè)計精良的工業(yè)設(shè)備(能效更高) 和發(fā)電廠。報告中詳細(xì)介紹了非洲國家利用燃燒技術(shù)生產(chǎn)竹生物能源的情況，重點介紹了具有不同等級和燃料類別的改進型爐灶。

熱解是生物有機材料在溫度350～600 ℃、無氧條件下的熱分解過程。熱解過程的產(chǎn)物為炭(固相)、可冷凝熱解油(液相) 和不可冷凝氣體(氣相)。竹材在低升溫速率、高停留時間和中等溫度下，發(fā)生緩慢熱解，主要產(chǎn)物為竹炭； 在高升溫速率、低停留時間和高溫下，發(fā)生快速熱解，主要產(chǎn)物為生物油。慢速熱解技術(shù)因其工藝簡單而被廣泛應(yīng)用。在非洲，大多數(shù)竹炭是在露天礦坑中生產(chǎn)，該方式會產(chǎn)生大量空氣污染物。為了克服這一缺點，竹炭商業(yè)化生產(chǎn)通常采用機械化窯，如金屬窯。為提高竹炭能量密度，并具有低煙特性，通常將竹炭壓縮為顆?；蛘咝兔?，其中后者最受歡迎。型煤可以是圓柱形壓縮塊，也可以是各種尺寸的獨立壓制磚。在非洲，一些國家已開始生產(chǎn)竹炭塊。2009—2013年，INBAR 與歐盟在埃塞俄比亞和加納實施了“竹子作為非洲可持續(xù)生物能源”項目。該項目通過在2 個國家開展竹子種植、竹林管理、薪柴利用、竹炭制備、竹炭塊制作和改良爐灶生產(chǎn)等方面的培訓(xùn)，成功引進了中國竹生物能源生產(chǎn)技術(shù)。目前，在這2 個國家中生產(chǎn)竹生物能源的小型企業(yè)越來越多。

氣化是生物有機物在高溫、缺氧條件下發(fā)生的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。氣化過程所產(chǎn)生的氣體(合成氣) 可被引至發(fā)電機發(fā)電。在非洲，該技術(shù)主要用于電力匱乏的離網(wǎng)地區(qū)供電。除此以外，生物化學(xué)轉(zhuǎn)化也是能量轉(zhuǎn)化的一種途徑，是利用不同的微生物菌株對生物質(zhì)中所含的糖或其他成分進行發(fā)酵，將其轉(zhuǎn)化為乙醇、甲烷和其他燃料。與竹炭生產(chǎn)相比，非洲國家用于發(fā)電的氣化技術(shù)還不成熟，但也有許多成功的試點經(jīng)驗，如馬達加斯加的25 kW 的氣化爐。

生物質(zhì)顆粒是許多行業(yè)和歐洲市場首選的一種能源形式，用于區(qū)域供暖系統(tǒng)。生物質(zhì)造粒過程包括許多步驟，從原料預(yù)處理、造粒，到最后的后處理。報告中詳細(xì)介紹了該技術(shù)的工藝工程。

2 推動非洲將竹生物能源生產(chǎn)納入主流的建議

該報告對于如何幫助非洲各國將竹生物能源生產(chǎn)納入主流給出了建議的措施。為評估建議的措施可能對INBAR 非洲成員國產(chǎn)生的影響，根據(jù)各國的國情進行了分類，并建立了情景預(yù)測模型。

2.1 INBAR 非洲成員國分類

非洲有20 個INBAR 成員國，各國的竹資源量不同，對生物能源的需求也存在差異。尼日利亞、埃塞俄比亞、喀麥隆和馬達加斯加是非洲竹子種植面積最大的國家。非洲國家出口的竹制品主要是家具、座椅等，INBAR成員國中僅有12 個國家有竹炭出口貿(mào)易，其中尼日利亞的份額最大。與發(fā)達國家相比，非洲地區(qū)的能源尚不足以滿足其需求。有6 億多人無電可用，數(shù)百萬人連接不到可靠的電網(wǎng)。非洲大多數(shù)國家的電力接入率為25%～50%，約有6 個國家的接入率低于25%。報告中詳細(xì)分析了非洲各國的竹資源面積、竹產(chǎn)品出口情況以及能源生產(chǎn)與消費現(xiàn)狀。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，基于成功竹業(yè)企業(yè)(竹生物能源或工業(yè)化竹產(chǎn)品) 的經(jīng)營情況，將INBAR 非洲成員國分為2類: A類和B 類。A類國家是指擁有成功竹業(yè)企業(yè)的國家，具體包括埃塞俄比亞、加納、肯尼亞、馬達加斯加、尼日利亞、坦桑尼亞、烏干達； B類國家是指缺乏成功竹業(yè)企業(yè)的國家，具體包括貝寧、布隆迪、喀麥隆、中非共和國、剛果、厄立特里亞、利比里亞、馬拉維、莫桑比克、盧旺達、塞內(nèi)加爾、塞拉利昂、多哥。通過深入分析每一類別下每個國家在竹生物能源方面的潛力，報告認(rèn)為，有些因素可以使一些國家比同一類別下的其他國家發(fā)展的更快，因此將每個類別的國家再分為2 個子類別，考慮的因素包括: 現(xiàn)有竹林面積、非竹炭產(chǎn)品出口量、非竹炭產(chǎn)品國內(nèi)消費量、REDD＋的可用性、凈零碳承諾、乙醇承諾、電力接入率、承諾的造林面積、工業(yè)化竹產(chǎn)品現(xiàn)狀、油氣業(yè)現(xiàn)狀以及水泥業(yè)現(xiàn)狀?；谶@些因素，通過評分法又將A 類國家分為A－1和A－2子類，B類國家分為B－1和B－2子類。報告詳細(xì)給出了國家分類所考慮的具體因素。

2.2 推動竹生物能源主流化建的干預(yù)措施

為加快非洲各國竹生物能源的發(fā)展，報告建議了2 大類干預(yù)措施:“解鎖”(Unlocks) 和“支持”(Supports)?！敖怄i”措施是指為一些深層次的問題提供解決方案，以消除竹生物能源發(fā)展的瓶頸；“支持”措施是指如果與“解鎖”措施一起應(yīng)用，將有助于加快竹生物能源發(fā)展。報告建議了13 項“解鎖”措施和8 項“支持”措施。

2.2.1 解鎖措施

措施1，竹產(chǎn)業(yè)的不斷壯大會帶動竹生物能源的發(fā)展。竹加工過程中產(chǎn)生大量廢棄物，這些廢棄是生產(chǎn)生物能源的理想原料，或產(chǎn)生竹炭、竹炭型煤，或用作鍋爐或發(fā)電機的燃料來源。埃塞俄比亞已建有2 家這類的生產(chǎn)廠。因此，支持竹加工業(yè)發(fā)展，不僅會帶來積極的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，還將帶動竹生物能源的發(fā)展。

措施2，出臺政策，為來自竹子和其他可持續(xù)資源的炭產(chǎn)品提供市場優(yōu)勢。木炭是非洲國家的主要燃料來源，有些國家也出口木炭，加強對木炭行業(yè)的監(jiān)管，可降低森林砍伐率，并將其對環(huán)境和社會的負(fù)面影響(如空氣污染和土壤侵蝕) 降至最低。建議非洲各國效仿埃及的做法，將木炭生產(chǎn)由“露天礦坑”改為“機械化窯”。

措施3，支持可持續(xù)炭產(chǎn)品的生產(chǎn)與出口，以滿足歐盟市場對可持續(xù)炭產(chǎn)品的需求。歐盟已宣布到2030 年實現(xiàn)至少減排55%、到2050 年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。根據(jù)歐盟2019 年頒布的一項法令，木炭已被批準(zhǔn)用作有機農(nóng)業(yè)的肥料和土壤改良劑。因此，非洲決策者應(yīng)頒布并實施相關(guān)政策和行動計劃，以促進和鼓勵竹炭生產(chǎn)并將其出口到歐盟，這將對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟產(chǎn)生積極影響，也將對竹炭價值鏈的所有從業(yè)者產(chǎn)生重大的社會經(jīng)濟效益。

措施4，保障投資者種植竹子的土地供應(yīng)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)竹子原料供應(yīng)能夠得到保障時，竹生物能源項目就可盈利。非洲決策者可借鑒中國土地使用權(quán)制度改革取得的成功經(jīng)驗，重新審視當(dāng)前的土地使用權(quán)制度，開發(fā)有吸引力的土地利用模式，將竹林租賃給農(nóng)民或投資者，而不需要提供任何擔(dān)保。這將有利于非洲竹產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，特別是竹生物能源的發(fā)展。

措施5，開發(fā)有利于小型竹生物能源企業(yè)家的融資機制。對于非洲小企業(yè)家來說，商業(yè)銀行的貸款利率較高而無法獲得。加納的“富達銀行青年企業(yè)家”倡議下的“橙色角落創(chuàng)新基金”為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供了成功的經(jīng)驗借鑒。除“橙色角落創(chuàng)新基金”外，富達銀行還重點支持年輕企業(yè)家，為中小微企業(yè)提供10%年利率的貸款。荷蘭政府愿意在其他幾個非洲國家推廣這一做法。因此，建議非洲決策者與荷蘭政府和其他捐助方協(xié)調(diào)，制定更大規(guī)模的類似方案，并能提高每個受益人的資助上限。

措施6，開展竹子種植和生物能源項目，支持全球?qū)崿F(xiàn)凈零目標(biāo)。為實現(xiàn)凈零排放，大型碳排放國(如美國和歐盟) 需要大幅減排，并通過資助其他國家的綠色項目來抵消其剩余的排放量。鑒于竹子在緩解氣候變化方面的巨大潛力，非洲國家可以通過在專門用于土地恢復(fù)和再造林的地區(qū)種植竹子來支持全球?qū)崿F(xiàn)凈零目標(biāo)。同時，考慮到可以種植竹子的面積很大，非洲國家可以引進愿意開發(fā)大規(guī)模竹制乙醇的國際投資者，并將生產(chǎn)的乙醇出口到有生物乙醇混合承諾的國家。大面積的竹子還可促進在缺乏電力供應(yīng)的非洲農(nóng)村地區(qū)建造分散式發(fā)電廠。這些地方項目將通過替代化石燃料進一步減少溫室氣體排放。再者，大面積的竹子將有助于推動非洲竹加工業(yè)的規(guī)?；l(fā)展； 這將進一步替代木質(zhì)產(chǎn)品，從而減少森林砍伐，進一步減少溫室氣體排放。因此，建議非洲決策者盡快啟動與發(fā)達國家政府就這一概念及其實施手段進行高級別討論。

措施7，利用《聯(lián)合國氣候變化框架公約》 REDD＋基于結(jié)果的付款來增加竹子種植面積。鑒于竹子的高固碳潛力，種植竹子可幫助非洲國家實現(xiàn)其REDD＋目標(biāo)。因此，建議非洲各國將竹子納入相應(yīng)的戰(zhàn)略和行動計劃，這無疑將有助于促進竹產(chǎn)業(yè)和生物能源的發(fā)展。

措施8，將分散的竹生物能源項目納入相關(guān)的“基于結(jié)果的融資”(RBF) 計劃。能源發(fā)展(EnDev) 計劃是與能源相關(guān)的RBF 計劃中最成功的一個，該計劃于2013—2020 年在多個國家開展，其中包括8 個INBAR 非洲成員國，銷售的相關(guān)產(chǎn)品是改良的爐灶和迷你電網(wǎng)。因此建議非洲決策者與德國國際合作公司(GIZ) 協(xié)調(diào)，為該計劃制定下一階段的計劃，重點放在燃料方面，包括可用于高級爐灶的多種替代燃料來源(如竹子)。

措施9，最大限度利用碳金融資源開發(fā)一攬子小規(guī)模項目。非洲國家需要利用碳市場為小型竹生物能源項目(主要是竹炭或分散式發(fā)電) 提供資金。由于開發(fā)碳項目的交易成本較高，每個小投資者連續(xù)注冊其項目并不經(jīng)濟。在此情況下，通常的做法是將一組類似的項目一起注冊。這就需要政府組織(如環(huán)境部)、非政府組織或私人碳項目開發(fā)商通過與每個小規(guī)模投資者協(xié)調(diào)，牽頭進行項目開發(fā)。

措施10，提高竹企業(yè)主關(guān)于業(yè)務(wù)發(fā)展和營銷策略的能力。實地考察發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)主缺乏基本知識，不知如何營銷其竹生物能源產(chǎn)品。因此，建議在相關(guān)公共機構(gòu)監(jiān)督下開展能力建設(shè)方面的公私合作。

措施11，利用“無煙炭”概念來推銷竹炭蜂窩煤?，F(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，城市消費者特別喜歡無煙木炭(或低煙木炭)，他們在購買時不會太在意炭的原料來源。

措施12，為打開竹生物能源替代燃料的大門鋪平道路。如果一個國家的林業(yè)部門不注重與能源部的替代燃料部門溝通，那么竹子將不會被納入國家替代燃料行動計劃，也就不會被納入任何相關(guān)基金。因此，政府在這方面的協(xié)調(diào)至關(guān)重要。

措施13，提高公民和政府官員對竹子成功故事的認(rèn)識。如果公民和政府官員有機會了解竹產(chǎn)品和生物能源產(chǎn)品在非洲和世界各地的成功案例，這將對竹產(chǎn)品的市場接受度產(chǎn)生重大影響，并可能創(chuàng)造全新的市場，從而推動竹產(chǎn)業(yè)和生物能源的發(fā)展。

2.2.2 支持措施

報告建議的支持措施主要涵蓋發(fā)展環(huán)境、制度安排和協(xié)調(diào)機制3 個方面。發(fā)展環(huán)境方面的措施有1 項，即政府對可持續(xù)生物能源設(shè)備提供免稅激勵。制度安排方面的措施有3 項，即: 建立替代燃料和竹子的商業(yè)協(xié)會； 加強與中國和印度的合作； 以相關(guān)的非政府組織作為生物能源項目的實施實體。協(xié)調(diào)機制方面的措施有4 項，即: 支持大型碳排放企業(yè)將竹生物能源作為他們履行企業(yè)社會責(zé)任的一部分； 決策者將采用高產(chǎn)高效的炭窯納入項目目標(biāo)； 投資者應(yīng)致力于生物能源原料的多樣化； 政府每年采購竹制品，用于學(xué)校、政府大樓等設(shè)施，以提高民眾對竹制品的信心。

3 提高竹生物能源生產(chǎn)的情景分析

根據(jù)對非洲國家的分類，為每個國家設(shè)定了2 類情景:“最大潛力情景”和“中等潛力情景”。對于每種情景，計算開發(fā)竹生物能源項目所需的總成本，同時計算相應(yīng)的溫室氣體減排量； 按年計算，直到2040 年。對于每個國家的最大潛力情景將依據(jù)2 個關(guān)鍵點進行分析: 該國可種植竹子的最大面積和最大生物能源目標(biāo)。對于A 類和B 類國家，最大年面積增長率分別設(shè)定為當(dāng)前竹子種植面積的2.5%和1.5%。中等潛力情景下竹子種植面積假設(shè)是最大潛力的一個百分比，假設(shè)該百分比與該國在定義子類別時取相同的比例。如果該國實施建議的“解鎖”措施和“支持”措施，就可以發(fā)揮其全部潛力。

對于設(shè)定的2 類情景，根據(jù)新種竹子用于生物能源的份額，提出了3 個子情景: 第1 個子情景，新種竹子全部用于生物能源項目(電力、乙醇和竹炭)； 第2 個子情景，新種竹子全部用于工業(yè)竹產(chǎn)品； 第3 個子情景，新種竹子一半用于生物能源項目，一半用于工業(yè)竹產(chǎn)品。對于設(shè)定的情景，前3 年(2022—2024 年) 用于種植竹子。在這3 年中，將建立發(fā)電廠，可從2025 年開始運營。假設(shè)乙醇生產(chǎn)在發(fā)電后2 年開始(即2027 年開始)。

對于設(shè)定的每一種情景，模擬結(jié)果表明，不同國家在溫室氣體減排量和投資成本方面存在巨大差異。產(chǎn)生這些差異的原因是由于假定的竹子種植面積和每個國家得分不同造成的。報告中詳細(xì)給出了A 類和B 類國家在每種情景下的模擬結(jié)果。