生物质能源管理论文

摘要综述了世界生物质能源分类利用技术现状，包括生物质固化利用技术、生物质液化利用技术、生物质气化利用技术，从生物质固化成型燃料、生物质液体燃料、生物质气化燃料几方面，分析了我国生物质能源开发利用现状，根据国内外现有政策提出了加快生物质能源发展的建议。下面是小编为大家整理的《生物质能源管理论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

生物质能源管理论文 篇1：

全球生物能源政策比较及启示

摘要：本文从产业发展角度，探讨了生物质能源发展的一般规律，描述了全球生物能源产业现状和发展困境，比较了国外生物质能源大国的政策沿革、内容及其特点，提出了中国发展生物质能源的原则和重点。通过比较与借鉴，本文认为，在生物质能源发展问题上，中国同时具有“资源劣势”和“政策优势”双重特征，未来生物质能源的政策框架应该综合考虑保障国家能源安全、保障粮食安全、保护农业和维护经济稳定等更多的因素，形成一个均衡发展的新能源产业体系。

关键词：生物质能；生物质能源产业；生物能源政策

文献标识码：A

基金项目：教育部人文社会科学研究一般项目“低碳技术创新与产业政策保障研究”（10YJA790249）；中国地质大学（武汉）资源环境经济研究中心开放基金项目“我国能源发展新体系和新模式研究”（2011A001）

作者简介：张平，武汉大学经济与管理学院教授、博士生导师（湖北 武汉 430072）；张晔，武汉大学经济与管理学院博士研究生，华中农业大学经济管理学院讲师（湖北 武汉 430070）

生物质能源是一种可再生能源，大力发展生物质能源技术和生物质能源产业，对缓解能源危机和改善生态环境至关重要。在生物能、太阳能、风能、地热能、水能、氢能、核能等新能源当中，生物质能源具有一定的特殊性，即在理论上，它的使用不会净增温室气体排放，还能在一定范围内维持甚至增加陆地土壤的碳储量，从而可以有效地解决化石能源枯竭和全球环境污染问题。因此，全球主要发达国家在以开发应用低碳能源技术为核心的能源改革计划中，都把生物质能源作为国家战略性产业来发展，以保证本国的政治安全、经济安全和环境安全。

一、生物质能源产业的发展规律

（一）生物质能源范畴

生物质指的是地球上一切通过光合作用生长的生命体，其主要的存在形式包括动物、植物、微生物，以及上述生命体新陈代谢产生的有机物。生物质能则是上述生物质将太阳能转化，并以化学能量的形式储存于体内的能量，因此，生物质能源是一种间接的太阳能。迄今为止，人类利用生物质能源的主要来源有农业作物及副产品、木质纤维素、城市废水以及其他有机废弃物（如表1所示）。

表1生物质能按来源分类

农业作物及副产品木质纤维素城市污水和废弃物

原料来源能源作物；农业副产品或废弃物（如：梗、茎等）；动物副产品；农产品加工业副产品（如：稻壳、小核籽、甘蔗渣、动物脂等）；水生物（如：微藻、大型藻类等）。森林木本植物；芒草；木质产品加工废弃物；城市林木废弃物；森林火灾破坏的树木等。城市有机固体废弃物；城市废水；垃圾填埋产生的气体；污泥等。

资料来源：Bioenergy Industry Report 2010。

现阶段，全球生物质产的主导产品，正在经历从第一代生物质能源向第二代生物质能源的转变。以农业作物及副产品（除了水生物）为原料的生物质能源，被称为第一代生物质能源或传统生物质能源，如生物乙醇和生物柴油，主要通过液体或固体发酵。第一代生物质能源已在一些国家形成产业化生产，产业链结构较为完善，如美国、巴西等。然而，第一代生物质能源由于其抢占本可用于人类食用或加工的粮食作物，可能带来粮食安全和食品价格上涨问题，在许多国家的产业发展遇到瓶颈。另外，第一代生物质能源的生产过程还可能造成第二次环境污染。由于第一代生物质能源的局限性，以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源备受关注。目前，第二代生物质能源仍处于技术创新阶段，绝大多数企业受到负利润率的影响，至今未能形成产业化生产。然而毋庸置疑的是，第二代生物质能源是生物质能源产业发展的必然趋势。

（二）影响生物质能源产业发展的因素

1生产企业规模影响。规模经济效应在生物质能源产业非常突出。单位生物质能源产出所分摊的固定资本投入，以及产生的边际运营费用，都将随着企业规模扩大而显著下降。例如，一个生产能力达到40兆瓦的生物质能电站，其每百万瓦特分摊的固定成本约为250万美元；而一个生产能力仅为1兆瓦的生物质能电站，其每百万瓦特分摊的固定成本要达到约800万美元。因此，将有限的生产要素向若干企业集中，将有利于生物质能源产业规模扩大和资本积聚。

2供求结构影响。生物质能源在供给方面的影响因素有：特定的生物质数量和质量、生物质能源转化技术、生物质能源生产成本、企业规模以及产业内部和产业间竞争的状况。生物质能源的需求则主要受能源需求量、各国关于生物质能源的生产消耗出台的规制、可替代产品的价格和供给状况、消费者心理以及能源输送渠道的建设等因素影响。可以说，生物质能源供求影响因素在很大程度上决定了世界各国生物质能源产业的发展现状和特点。

3上下游产业链发育程度影响。与其他形式的可再生能源不同的是，生物质能源的产出除了受产业关联、供需关系等因素影响外，还在很大程度上受制于上游产业的发展水平、上下游的产业关系和社会服务的水平。一个完整的、层次合理的、有明显空间指向性的产业链结构，例如，农业、林业、食品加工业，以及物流业等上游和周围产业的发展水平，以及该国的废水管理，垃圾填埋场的气体管理，二次污染的防治等社会服务水平，都在不同程度上促进或者制约了该国生物质能源产业的发展。如何能使生物质能源产业在价值链、企业链、供需链和空间链上形成均衡对接，是目前世界各国发展生物质能源产业的现实问题。

4产业政策影响。生物质能源是朝阳产业，即使在一些发达国家，其发展仍处于产业生命周期的初创期。在此阶段，政府的作用更多体现在研发资金支持和投资补助如建立企业孵化器和培育初创企业等方面，它们对于生物质能源产业的起步将有重要作用。

二、生物质能源产业发展状况

（一）全球生物质能源产业发展格局

在全球能源体系当中，第一代生物质能源已经成为仅次于化石燃料之后的第二大能源供给产业。根据21世纪可再生能源政策公司（REN21）发布的“2013年全球可再生能源发展报告”的数据，在2011年全球消耗的能源中，化石燃料比重首次低于80%，可再生能源则提供了超过19%的能源，其中传统生物质能源的比重达93%（如图1所示）。另外，据国际能源署（IEA）预测，到2050年，全球生物质能源产能有望达到每年1500 EJ。

从全球生物质能源产业分布看，主要集中在一些发达国家和能源短缺但生物质原料丰富的国家。从生物质能源产量规模看，美国和巴西两国的生物乙醇产量已经达到全球产量的70%；从生物质能源占国内能源消费比重大小来看，芬兰和瑞典两个国家该项指标较大，如在芬兰国内全部总能源消耗中，已经有超过12%是由生物质能源供给的。

需要注意的是，尽管生物质能源占全球能源消费的比例达到19%，但是其中的生物燃料比例却非常低，2011年只有08%。生物燃料增长陷入停顿的主要原因是：全球最大生物燃料供应国家巴西和美国的生产放缓。如美国生物质能源产品主要集中在生物乙醇和生物柴油，其主要生产原料为玉米。生物燃料产业消耗了美国国内近40%的玉米，对美国国内食品价格稳定造成不小压力。

图12011年全球能源消耗结构——可再生能源消耗分析

资料来源：Renewables 2013 Global Status Report。

（二）中国生物质能源发展状况

目前，中国已经产业化的生物质能利用方式有：沼气、生物质发电、成型燃料、燃料乙醇和生物柴油等。2010年，生物质能源产业总产值超过211亿元，年增长率达到89%。其中，燃料乙醇和生物柴油产值约为70亿元和32亿元；生物质发电实现产值约35亿元；农村沼气估计产值约为68亿元。

1沼气产业。中国是最早利用沼气的国家之一，但是在2005年以前，沼气利用主要以户用沼气为主，缺乏大型沼气工程。经过近十年的技术攻关和财政支持，2012年初，已经建成大中型沼气工程226万处、养殖小区和联户沼气工程199万处、秸秆沼气示范工程47处。其中，大型沼气工程年产沼气共计40亿立方米。

2生物质发电。截至2010年6月底，中国国内已经投产的总装机规模由2006年的140万千瓦增加到550万千瓦，其中农林生物质发电400万千瓦，垃圾发电70万千瓦，沼气发电80万千瓦。已经有50个生物质发电项目实现了并网发电，发电装机容量达到200万千瓦以上。2006-2010年，生物质能发电的投资总额由168亿元增加到586亿元。目前生物质能发电行业的区域分布是：华东地区装机容量占全国比重为49%；中南地区22%；东北地区15%；华北地区占8%，西南和西北地区占3%。

3燃料乙醇。2011年，中国燃料乙醇产量为190万吨，按照“定点生产、定向流通、封闭销售”原则布局设点。中国目前已经成为继美国、巴西、欧盟之后的全球第四大燃料乙醇生产国和消费国。但是，近期粮食燃料乙醇已经不可能实现增产，中期非粮燃料乙醇受制于原料的持续供应，所以，从远期看，发展纤维乙醇是必然选择。

三、全球生物质能源大国政策特点

（一）美国生物质能源政策特点

1制定鼓励和规范生物质能源发展的法律体系。美国已经建立了一套生物质能源相关的法案和政策法规。2005年出台的《能源政策法》是美国能源政策的重大转折点，标志着美国以扩大供应为重点的能源政策，开始转向扩大供应与扩大国内能源开发并重的能源政策。该政策极大地提升了生物质能源的战略地位。奥巴马总统执政后，推出了“清洁能源国家战略”，明确将生物质能源的开发和市场化作为经济振兴计划的重点之一。

2由政府强制规定可再生能源消费比例。在联邦政府层面，尽管生物燃料与玉米消耗有一些矛盾，但是出于低碳和环保目的，美国仍然计划2020年生物质能源和生物质化工产品比2000年增加20倍，达到能源总消费量的25%。美国环境保护局（EPA）为此还规定了全国每年生物燃料使用目标。如2013年的强制使用量为16055亿加仑，2014年增加至1815亿加仑。

在州政府层面，美国已有36个州政府通过《可再生能源配比标准》（RPS），这是一个强制执行的规则。RPS中强制规定了电力产业输送的电能中，必须有相应比例的电能来自于规定的可再生能源。其中，生物质能源是重要的部分。此标准逐年递增。每个州的标准的制定，都是基于本州的基本状况，如经济发展水平、能源供应的多元性和环境因素。

3实施积极的财税政策，鼓励生物质能源企业发展。其中，政府财政补贴是重要方式之一。奥巴马政府在2011年推出51亿美元的财政补贴计划，用以鼓励第二代生物质能源产业的发展。美国还通过政府风险共担机制，为生物质能源企业的贷款提供担保，保障生物质能源企业的资金需求。这些财政刺激政策效果显著，吸引了大量的传统能源企业纷纷进入生物质能源领域。

4鼓励生物质能源国际合作和国内企业联盟。由于美国和巴西是世界上最主要的乙醇燃料生产国，所以美国通过与巴西签订在生物质能源技术转让和国际标准等方面的合作备忘录，积极推动“乙醇欧佩克”国际组织的组建，以控制乙醇燃料的国际市场。与此同时，在国内鼓励生物质能源企业组建企业联盟，提高生物质能源生产集中度。

5通过生物质能源产业带动就业。2010年美国联邦政府通过财政拨款形式，向生物质能源企业拨款6646亿美元。其中生物乙醇和生物柴油企业发展为农村地区带来了厂房建设、企业运营和设备维护等多种就业机会。根据美国可再生能源委员会统计，生物乙醇产业仅2005年一年就创造了超过15万人的就业机会，增加了57亿美元的家庭收入。生物质能源产业与就业形成一种良性循环。

6特别重视生物质能源原料供应保障。在联邦政府层面上，美国于2008年颁布的《农场法案》中，提出了《生物质作物援助计划》（BCAP），目的在于补贴生物质能源产业上游企业或农场主，保障来自于农业和林业的原料供应，以推进生物质能源产业供应链的建设。在该计划中，美国农业部下属的农场服务局向从事符合规定的有关生物质原料收获、储藏和运输的业务，提供最多为每千吨45美元的补贴。从2010年4月至今，该计划已向生物产业上游提供了约245亿美元的资金补助。

7严格控制生物质能源产业可能造成的第二次污染。美国《可再生能源标准计划II》（RES2）中规定，从事第二代生物质能源生产的企业，尤其是木质纤维质能源企业，在生产中造成的温室气体排放量，必须低于美国对所有能源企业设置的标准的50%～60%。而且，温室气体排放量的测量要基于整个产品的生命周期。

（二）欧盟生物质能源政策特点

在欧洲，生物质能尤其是生物柴油，是可再生能源中最主要和最重要的部分之一。欧盟统计局2010年数据显示，生物质能源提供了欧盟27国（EU27）超过67%的可再生能源产能。因此，发展和推广可再生能源，是欧盟减少温室气体排放、应对气候变化和强化能源安全的重要战略之一。欧盟已拟定长远规划和具体目标：在2020年之前，可再生能源在欧盟总能源消耗中的比重达到20%，在运输部门的总能源消耗中的比重超过10%。

欧盟生物质能源政策的特点是：将其产业发展纳入整个经济体的发展中，强调产业发展可能带来的出口贸易和就业机会的增加（尤其是在农村地区）。生物质能源产业发展目标被定位于应对欧盟扩大引起的某些问题，如农田废弃、失业率上升和过度城市化。因此，生物质能源产业也被作为农业政策的一部分，得到欧盟《共同农业政策》提供的资金支持。

欧盟委员会于2005年12月通过了《生物质能行动计划》（BAP），详细规划了欧盟增加生物质能用于取暖、发电和交通运输的措施。另外，为发展生物质能源产业，欧洲多国采取了强制电价补贴（Feedin Tariff）的产业激励政策。德国是该政策实施的成果最显著的国家之一，成功推动了包括生物质能源产业在内的可再生能源产业的发展。德国政府向产自能源作物的生物质能源提供每千瓦时4～7欧分的奖励。荷兰也于2009年起，开始推行新的激励可持续能源补贴计划（SDE），以实现其到2020年可再生能源占能源消耗超过20%的目标。

（三）巴西生物质能源政策特点

1利用气候资源优势，鼓励扩大生物原料种植面积。巴西的国情决定了其生物质能源产业有巨大的发展潜力。巴西有适宜生物质生长的气候条件，土地资源丰富，国内有大量目前闲置或者被用作牧场的适宜耕种的土地。目前，巴西是世界上第二大生物乙醇生产国。2011年巴西生物乙醇产量达到2102亿升，其主要生产原料为甘蔗；生物柴油产量达到2727亿升，主要生产原料包括大豆、蓖麻籽、向日葵、棉花和动物脂肪。但是，由于巴西生物乙醇依赖甘蔗作为主要原料，因此，在巴西生物燃料政策当中，尤其重视甘蔗供应的保障。巴西已经拟定和实施政策，计划花近20年的时间，改造现有富余的牧场，在2017年以前，将甘蔗种植面积从2008年的440万公顷增加到800万公顷，其中约50%的甘蔗产出将用于生物乙醇生产。

2制定专项财税计划，推动生物燃料消费。巴西政府于1975年推行制定乙醇汽油计划，并在税收、补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业制定相关配套政策。第二次石油危机（1978—1979年）后，巴西进入“乙醇阶段”，开始大量使用乙醇以代替石油。巴西汽车工业对车辆实行必要改装所需的投资都是由政府通过软贷款方式筹集的。2004年12月，巴西政府颁布了有关使用生物柴油的法令，规定从2008年起，全国市场上销售的柴油必须添加2%的生物柴油；到2013年添加比例提高到5%。

四、关于生物质能源产业化的争议与共识

近几年来，关于生物质能源大规模产业化的争议逐步加大，主要集中在以下几个方面：

第一，使用生物质能源是否确实能降低温室气体排放量？“碳中立”（Carbonneutral）是衡量一个能源产业是否能实现内部碳平衡，达到碳减量的一个标准。一个“碳中立”的能源产业，应能通过使用可再生能源，使排放到空气中的二氧化碳总量和从大气中移除的二氧化碳总量达到平衡。近年来，各国学者对于生物质能源是否真正达到“碳中立”，存在越来越多的争议和质疑。事实上，生物质能源对温室气体排放的影响，很大程度上取决于具体的生产和使用方式。例如，以农业作物为原料的第一代生物质能源，其种植、运输及生产过程，都可能会加剧温室效应的产生。

第二，生物质能源大规模生产是否对粮食安全和食品价格产生负面影响？据联合国粮食与农业组织（FAO）数据，全球有超过925亿人存在严重的营养不良问题，其中16%来自发展中国家。在中国，农村地区还有2 688万人的温饱问题没有得到彻底解决，大部分粮食首先要用来满足人们的基本生活需要。原料主要取自于农业作物的第一代生物质能源产业的发展，可能使得原本供给食用或饲料加工的作物被转而用做生物质能源生产的原料，这将间接影响土壤用途，减少或者改变农业土壤的使用结构，可能造成人口基数较大、土地资源紧缺的国家面临粮食安全和土地竞争的困境。同时，粮食供给量减少带来的供需关系变动，必然影响到食品价格的稳定，这也将给本国经济的稳定带来负面影响。这也是一些人口大国发展生物质能源产业所面临的主要困境之一。

第三，生物质能源产业化带来的大规模种植和提取是否会破坏环境？有研究表明，扩大生物燃料的生产可能会导致更多的物种遭受威胁。尤其是以开发木质纤维素为主要方向的第二代生物质能源，其产业发展将有可能威胁到原始森林的保有、生物多样性，以及土壤和水资源的保护。

尽管存在上述质疑和争论，但是，主要的生物质能源国家对其本国生物质能源产业发展依然存在一种共识，那就是：生物质能源在替代传统化石能源、优化能源结构和减少温室气体减排放等方面的积极作用不容忽视。未来的生物质能源政策框架应该综合考虑应对气候变化、保障能源安全、保护生态环境、保护农业、保障粮食安全和维护经济稳定等更多的因素，并通过一个均衡发展的生物质能源体系，使生物质能源产业的发展更加理性化，减少其对社会、经济和环境的负面影响。

五、中国生物质能源政策要点

（一）生物质能源政策沿革

中国是全球第二大能源消耗国，优化能源结构的中长期规划对经济社会可持续发展至关重要。在生物质能源产业发展方面，中国同时具有“资源劣势”和“政策优势”的双重特征。一方面，生物质能源资源的约束主要来自于巨大的人口及其粮食需求、耕地稀缺等，因此，在生物质能源的战略思路上，国家需要优先考虑粮食保障问题，这就决定了生物质能源产业发展的局限性。另一方面，在生物质能源政策上，政府已经制定并出台的一系列政策措施，又促进生物质能源产业快速发展。早在2007年9月，国家发展和改革委员会就出台了《可再生能源中长期发展规划》，提出逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例，力争到2020年，使可再生能源消耗量达到能源消耗总量的15%左右。2009年6月出台的《促进生物产业加快发展的若干政策》中再次明确提出：对经批准生产的非粮燃料乙醇、生物柴油、生物质热电等重要生物质能产品，国家给予适当支持。因此，尽管生物质能源起步较晚，但是其发展较快。

（二）生物质能源发展原则

第一，从资源约束角度，生物质能源产业政策的制定，应考虑本国的基本国情。生物质能源产业的发展，将对本国的劳动力市场、土地资源的使用、小农整合状况等产生影响，尤其更应重视其发展对于粮食安全的威胁。因此，对于如中国这样的人口大国，在制定发展生物质能源产业的战略思路和产业政策上，应首先考虑粮食保障问题，使其产业发展与人口的增长相协调。

第二，从经济安全角度，生物质能源产业政策的制定，应以维护本国能源安全为前提。能源安全有四重意义：一是保证能源的供给安全，以提供足够的能源，支持国家经济发展；二是价格的稳定，需要政府密切监控；三是能源运输安全；四是对环境的影响。对于生物质能源产业来说，其发展应该服从国家的能源安全战略，不可无限扩张，但也不可忽视化石能源的不可持续性。掌握世界能源的话语权是维护国家安全的重要途径之一。

第三，从环境保护角度，生物质能源产业政策的制定，应考虑其给环境带来的综合影响。其中重要的环境因素有：温室气体的排放、空气质量、土壤质量、水质量和生物多样性。

（三）生物质能源发展目标

“十一五”以来，我国以《可再生能源法》为基础，制定了一系列支持可再生能源发展的政策，推动可再生能源产业的快速发展。在生物质能源方面，依据《国家能源发展“十二五”规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》，国家能源局于2012年7月24日印发《生物质能发展“十二五”规划》，作为“十二五”时期我国生物质能产业发展的基本依据。

该《规划》提出了我国生物质能源产业在“十二五”期间的发展目标为：到2015年，生物质能产业形成较大规模，其中，生物质发电装机容量1 300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时，生物质年供气220亿立方米，生物质成型燃料1 000万吨，生物液体燃料500万吨；在电力、供热、农村生活用能领域初步实现商业化和规模化利用；在交通领域扩大替代石油燃料的规模。同时，生物质能利用技术和重大装备技术能力显著提高，出现一批技术创新能力强、规模较大的新型生物质能企业，形成较为完整的生物质能产业体系（如表2所示）。

表2“十二五”时期生物质能发展目标

领域利用规模年产能量

数量单位数量单位

1生物质发电1 300万千瓦780亿千瓦时

其中：农林生物质发电800万千瓦480亿千瓦时

沼气发电200万千瓦120亿千瓦时

垃圾发电300万千瓦180亿千瓦时

2生物质供气220亿立方米

其中：沼气用户5 000万户190亿立方米

大型农业剩余物燃气6 000处25亿立方米

工业有机废水和污水处理厂污泥等沼气1 000处5亿立方米

3生物质成型燃料1 000万吨

4生物液体燃料

其中：生物燃料乙醇400万吨

生物柴油和航空燃料100万吨

资料来源：中华人民共和国国家能源局：《生物质能发展“十二五”规划》。

（四）生物质能源政策重点

1发展以农林作物副产品为原料的生物质能源产业。在生物质能发电方面：在秸秆剩余物资源较多、人均耕地面积较大的粮棉主产区，发展秸秆直燃发电；在甘蔗种植主产区和蔗糖加工集中区推进蔗渣直燃发电；在重点林区和林产品加工集中地区，结合林业生态建设，利用林业剩物和林产品加工剩余物发展林业生物质直燃发电；在“三北”地区，结合防沙治沙，建设灌木林种植基地，发展沙生灌木平茬剩余物直燃发电及综合利用工程等。

在生物燃料方面：非粮燃料乙醇是未来发展重点。按照《可再生能源中长期发展规划》，到2020年要实现生物燃料乙醇年利用量为1 000万吨的目标。据测算，如果以木薯、甘蔗、甘薯、甜高粱等经济作物为原料，每年可生产第15代非粮乙醇1 800万吨；以稻草、玉米秸秆等农林废弃物，每年可低成本生产第2代纤维素乙醇5 000万至7 000万吨左右，生产潜力巨大。

在木质纤维素开发方面：政策应鼓励建设非粮能源原料基地。比如在未开发的、荒地较多的地区，可以根据当地自然条件和作物植物特点，种植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源作物植物，建设非粮生物液体燃料的原料供应基地。国家《生物质能发展“十二五”规划》提出，在“十二五”时期，建设一批产业化规模的纤维素乙醇示范工程，建成纤维素酶批量生产基地。由于目前木质纤维素为原料的生物质能源技术仍未完善，生产成本非常高，尚无法实现经济效益。因此，产业政策应支持相关的应用研究，突破关键设备和集成工艺，以降低纤维素乙醇生产成本，提高其经济性。

2发展城市有机废弃物利用过程中的生物质能。例如，在人口密集和土地资源紧张的中东部地区和城市，鼓励建设生活垃圾焚烧发电项目；在西部地区则引导开发和建设垃圾填埋场沼气发电项目。无论采取什么方式，应结合城市生态环境保护，选择适宜的生活垃圾、污水处理厂污泥处理及能源利用方式，实现地区产业与社会经济的协调发展。

3鼓励第三代生物质能源技术的发展。比如在条件适合地区，利用工业废水及富含二氧化碳的废气，采用先进养殖技术，建设“含油微藻”规模化养殖场，开展微藻固碳生物燃料产业化项目，并通过其示范效应和带动效应，推进商业化规模的微藻生物燃油生产。

综上所述，生物质能源产业的发展是世界能源结构变化的一个显著内容，也是优化中国能源结构的一个现实途径。基于生物质能源产业化特征和基本国情，未来中国生物质能源的政策目标和政策重点应该逐步转移到第二代和第三代生物质能源，以减少与人口、资源和环境之间的冲突。

作者：张平 张晔 代木林

生物质能源管理论文 篇2：

生物质能源的分类利用技术研究

摘要综述了世界生物质能源分类利用技术现状，包括生物质固化利用技术、生物质液化利用技术、生物质气化利用技术，从生物质固化成型燃料、生物质液体燃料、生物质气化燃料几方面，分析了我国生物质能源开发利用现状，根据国内外现有政策提出了加快生物质能源发展的建议。

关键词固化；液化；气化；生物质；能源；发展

A

Key wordsSolidification； Liquefaction； Gasification； Biomass； Energy； Development

近年来，三大化石能源的使用造成了二氧化碳排放量呈几何级数增长趋势，导致全球大范围气候异常和局部气候失衡，因此研发和利用可再生清洁能源具有重要意义。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的可再生能源，能够长期保障人们的生活用能[1]，在所有能源中具有不可替代的地位[2]。研究和开发可再生生物质能源可有效控制温室效应和酸雨等环境危机[3]。生物质能燃烧过程中产生的二氧化碳近似为零，是控制温室效应的重要途径之一[4]，如果能够大规模种植能源作物，逐渐实现生物质燃料的大规模生产，按年产 1 亿 t 计算， 就能减少5.5%的二氧化碳排放[5]。20世纪70年代世界各国开始重视对生物质能源的研发，相应的许多国家也根据自身国情计划今后如何发展生物质能源，并且纷纷投入大量人力和物力。生物质能是太阳能的一种形式，能够在一定条件下转化为固体颗粒、液体生物乙醇和气体沼气等燃料，是一种可长期获取的可再生能源[6]。据估计，2017年世界生物质燃料消费将增加到811亿美元，比2014年扩大1倍[7]。笔者介绍了世界各国生物质固化、液化和气化的利用现状，对我国发展生物质能源的已有平台做了综述，提出了国内生物质能源的发展建议，以期为生物质能源的开发和利用提供借鉴。

1世界生物质能源分类利用技术现状

生物质能源的利用可以分为直接燃烧利用，压缩成致密颗粒利用，通过化学方式转化成液体利用，以及在高温下添加汽化剂反应或发酵成可燃气体利用。以下笔者就世界上生物质固化利用、液化利用及气化利用的现状作出介绍。

1.1生物质固化利用技术

生物质能源的固化利用技术是把生物质粉碎成细小颗粒，然后在设定好温度、湿度和压力的情况下，用颗粒燃料成型机压缩成为热值高、密度大的成型燃料，能很好地克服生物质热值低、体积大、物理形态不规则等缺点。由于颗粒燃料的热值接近煤热值的60%，可以成为煤、天然气等的替代燃料[8]。在20世纪30年代，全球开始对生物质颗粒燃料进行研发，直至70年代石油危机期间才作为产业发展起来。20世纪90年代，随着大量的一次性石化能源的损耗和温室效应及酸雨等环境危机的日益严重，加大可再生能源的研发力度迫在眉睫。1997年经世界各国的努力，第1次以法规的形式制定出《京都协议书》限制温室气体的排放，并于2005年生效，要求各个签署国在2008～2012年的温室气体排放总量要比1990年下降5个百分点。2009年制定的《哥本哈根协议书》要求在2050年全球温室气体总量要比1990年下降80%。另外，许多国家还根据国情制定了适合本国的法律法规，这大大刺激了新能源的发展。生物质颗粒燃料再次进入到人们的视线，其产量在21世纪后以 18%～25%的速度增长[9]。2000年世界生物质颗粒燃料仅有165.0万t，2010年已达到1 570.0万t，增长了近10倍。主要产区聚集在欧盟和北美洲国家，其在2010年产量分别达到928.6万和432.0万t，占世界总产量的59.3%和27.6%，而东欧俄罗斯地区和亚洲、澳洲地区产量分别只占世界总量的9.2%和3.9%[10]。1991年瑞典颗粒燃料厂家只有2家，2003年达到30家，1990年年产量只有1.0万t， 2004年达到100.0万t。在2008年，其厂家达到94家，年产颗粒燃料220.0万t[11]。在2010年丹麦、荷兰、意大利、比利时和瑞典是生物质颗粒燃料进口量最大的国家，而加拿大、俄罗斯、德国、波兰和美国是出口量最大的国家。2010年加拿大生物质颗粒燃料出口量达到165.5万t，约为生产总量的95%，成为世界生物质颗粒燃料的最大出口国。目前，用于发电和供暖是生物质颗粒燃料的主要途径，主要用于取暖的国家有法国、奥地利、意大利和德国，而在芬兰、丹麦、瑞典主要用于发电[12]。

1.2生物质液化利用技术

生物质能源液化利用技术是指在特定条件下把生物质通过化学方法分解成为可以混合到汽油或柴油中使用的液体燃料的过程。生物燃料乙醇在汽油中含量低于10%～15%时，可以不用对现有汽车发动机进行改进，且含乙醇汽油还具有辛烷值高和抗暴性能好的优点。

2008年世界生物质燃料产值达到348亿美元，比2007年增加37.0%[13]。2009年世界燃料乙醇达到5 860.0万t，比2008年增加了12.7%，估计世界生物燃料会在2016时以每年12.9%的速度递增，全球生物质燃料总量将会在2030年达到1.2亿t[14]。2005年美国跃为燃料乙醇生产总量最大国，2008年美国的燃料乙醇生产量同比上升122.85亿L，生产厂家达到170个[15]。2007年发布的《能源独立和安全法》中提到本国汽车在2022年前期间需要增加1 638.00亿L，主要是乙醇的生物质燃料作为动力源。2004年欧洲燃料乙醇用量达175.0万t，并且其传统燃料中乙醇或其他生物化学燃料最少要占2.0%。欧洲燃料乙醇在2006年达到15.65亿L，与2005年相比提升了71.0%。而德国生物乙醇总量达到4.31亿L，西班牙国家的生物乙醇总量达到4.02亿L，法国生物乙醇总量达到2.50亿L，欧洲于2007年规定各成员国到2020年生物燃料在交通运输中消耗的总量要占到10.0%[15]。而巴西是世界上唯一一个不供应纯汽油的国家，在2008年Dilma Rossef表示：全国燃料乙醇已经代替了50%的汽油，并且该比例还在继续增长。灵活燃料汽车（FFV）市场自从2003年启动以来，已使用的汽车达到700余万辆。目前巴西90%以上在销汽车是FFV汽车[16]。

1.3生物质气化利用技术生物质气化是指在一定条件下生物质通过气化介质发生化学反应或通过发酵反应生成可燃气体的过程。笔者主要对世界生物燃气发展状况作出综述。20世纪90年代以后，尤其是进入21世纪，国际上开始对沼气投入大量研究[17-18]。

从图1可以看出，欧盟及其中的德国分别从2010年总产量217.5亿和133.4亿m3到2011年总产量201.7亿和101.4亿m3，分别下降了15.8亿和32.0亿m3；瑞典和丹麦的总产量相对来说比较稳定；中国和美国则呈现快速增长趋势。美国沼气研发源自于20世纪上半叶的能源压力，当时只是基础研究，主要是厌氧菌的基因排序及沼液中存在的特殊酶等，进入21世纪后，美国将沼气研究提高到为本国创造更多就业机会、保障美国能源安全等高度。联合国工业发展组在《生物质能源战略（2007）》中提出，生物质天然气可以从沼气中被提纯出来，这一发现可以使被提纯出来的生物质天然气加入现存国家天气管网。

2012年主要国家生物燃气净提纯处理能力：德国为117 806 m3/h，瑞士为2 225 m3/h，美国为73 700 m3/h，挪威为1 500 m3/h，瑞典为26 505 m3/h，法国为1 400 m3/h，荷兰为9 130 m3/h，英国为1 000 m3/h，西班牙为4 100 m3/h，日本为550 m3/h，奥地利为2 210 m3/h，丹麦为500 m3/h。

2008年欧盟制定如何应对未来世界气候变化时表示，全部能源消费的20%要用可再生能源来代替，用于交通方面的可再生能源占10%，以上所有数据其中的50%是生物天然气 [19]。近年来，沼气的发展已不仅仅是对废弃物厌氧发酵处理，而是从玉米、小麦等能源作物提取出来。2010年瑞典共有7万辆压缩生物天然气的汽车在使用中，且加气站总数达到500余个。2008～2014年瑞典总共为扶持沼气生产厂家投出6亿多克朗。生物天然气方面，德国在欧盟处于领先地位，在2000年时全国沼气加工厂总数量只达到1 000个，到2010年全国已有5 000个沼气加工厂，占据欧洲全部沼气加工厂的80%以上[17]。

2我国生物质能源开发利用现状

自“十五”以来，我国对生物质能源规模化研究利用已开始重视起来，尤其是《可再生能源法》成立以后，生物质能源等可再生资源有了相关法律的支撑，一系列行业规划、监管措施及扶持政策相继出台，对我国生物质能源的快速发展奠定了坚实的基础。

2.1生物质固化成型燃料

2005年《可再生能源法》通过以后，通过立法形式确定了可在生能源在国家发展中的重要位置，在同年11月为配合《可再生能源法》的实施，我国又在此基础上继续出台了《可在生能源产业发展指导目录》，而生物质能项目在其中就达到13个，占总数量的15%。2008年10月我国在《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》中提出对生产生物质成型燃料的厂家中注册金额超过1 000万元，并且生物质原料的消耗在1万t以上的厂家进行综合性补贴。

2.2生物质液体燃料

“十五”计划第1次提出加大生物质燃料酒精替代石油的要求，并且将生物质燃料产业开发纳入国民经济计划。“十一五”要求扩大生物质燃料乙醇并实施在税务、投资和强制性市场的份额制度。“十二五”提出在石化能源消耗中非石化能源占据其中的11.4%。2006年联合部门发布了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，提出要加大可再生清洁生物质燃料取代一次性石化能源的力度。并在2011年6月，国家税务局发布《关于明确废弃动植物油生产纯生物柴油免征消费税使用范围的通知》，更好地促进了生物质液体燃料的发展。

2.3生物质气化燃料

1996年出台的《中华人民共和国经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》首次指示要因地制宜地开发利用生物质能源，改善能源结构。2007年我国各部门联合发布了《农村沼气项目建设资金管理办法》，规范了投资沼气的建设资金预算及管理办法。2008年出台并于2009年年初实施《循环经济促进法》，其中第34条提到支持综合利用各种农业废弃物以及木料碎屑等进行生物质沼气发展。我国对沼气的发展给予了大量财政补助，其中 “十五”期间扶持金额达35.34亿元，“十一五” 期间扶持金额达202.00亿元，2011年扶持金额达44.00亿元。《全国农村沼气服务体系建设方案》提到按照政府补贴，各沼气建设地自筹等互相结合原则，而且各地方对筹建沼气乡村建设基地给予支持，并且对我国东部、中部、西部地区进行资金补贴。此外，《绿色能源示范县建设补助资金管理暂行办法》提出对沼气发酵池的容积到达350 m3，每年年产到达10万m3的项目，并且生活燃气供给达到150户住宅的项目提供中央财政补贴。

3我国生物质能源的发展建议

我国的生物质能源研究起步较晚，相比一些发达国家的研发进度仍有很大一段距离，笔者根据国内外现有政策对加快发展生物质能源提出以下建议：

（1）随着一次性能源的快速损耗以及环境污染的加重，开发和利用生物质能源显得越发重要，为防止一次能源危机及能够在今后的国际形势下应对自如，我国应该将生物质清洁能源开发及利用提升至国家安全战略高度。

（2）在发展生物质能源的前提下，应该注重不与粮食争地，确定粮食安全与发展能源作物并重，通过计划种植能源作物，与实际开发利用相结合，做到发展进度与生物质资源齐头并进，防止资源短缺与资源浪费。

（3）目前的生物质资源种类单一，应该扩大资源的种类，对能源草及其他资源量大的植被加大研发力度，找出能够作为生物质能源资源的物种进行大量培育，或通过转基因技术加快生长期，防止工业和商业化生产时出现资源短缺。

（4）国内技术尚在摸索发展期，应该加大国际交流力度，结合国内实情对研发团队加大资金注入量。多与发达国家进行交互式合作研究，尽快突破一些关键技术的瓶颈。

4结语

我国生物质资源相当丰富，随着一次性能源的损耗和环境污染的日益严重，发展和利用生物质能源成为必然趋势。一些国家已经把生物质能源作为一种国家安全战略能源，相信今后生物质能源会逐渐替代一次性能源成为主流能源。从发达国家生物质颗粒燃料、燃料乙醇和生物柴油以及沼气的发展现状可以看出，我国与之相比还存在距离。因此，我国应该提高对发展生物质能源的重视，加大政策和资金投入力度，完善法律法规体系，为开发和利用生物质能源提供坚实的后盾。

参考文献

[1]

PUROHIT P，TRIPATHI A K，KANDPAL T C.Energetics of coal substitution by briquettes of agricultural residues[J].Energy，2006，31：1321-1331.

[2] 方升佐， 万劲， 彭方仁.木本生物质能源的发展现状和对策[J].生物质化学工程， 2006，40（S1）：95-102.

[3] 杨邦杰.生物质能发展方向： 技术开发、产业化模式与政策[J].中国发展，2010，10（4）：1-4.

[4] 江泽慧.发挥资源优势、强化科技创新、大力促进林业生物质能源加快发展[J].生物质化学工程，2006，40（S1）：2-7.

[5] 莫令飞.做好办公室工作的几点思考[J].中国核工业，2004（6）：49.

[6] 姚向君，田宜水.生物质能资源清洁转化利用技术[M].北京：化学工业出版社， 2005.

[7] 车长波，袁际华.世界生物质能源发展现状及方向[J].天然气工业，2011，31（1）：104-106.

[8] 陈彦宏，武佩，田雪艳，等.生物质致密成型燃料制造技术研究现状[J].农机化研究，2010（1）：206-211.

[9] JUNGINGER M，SIKKEMA R，FAAIJ A，et al.Analysis of the global pellet market including major driving forces and possible technical and non-technical barriers[R].Utrecht， The Netherlands： Intelligent Energy Europe，2009： 33-34.

[10] COCCHI M，JUNGINGER M，FAAIJ A，et al.Global wood pellet markets industry and trade study[R].Paris， France： International Energy Agency （EIA） Task 40，2011： 9-10.

[11] 郭海霞，左月明，张虎.生物质能利用技术的研究进展[J].农机化研究，2011（6）：179-185.

[12] RECHBERGER P.Overview of pellets for bioenergy in Europe[C].Brussels， Belgium： AEBIOM Gesbois Annual Meeting，2010：15-22.

[13] 丁声俊.生物能源发展全球冷热不均[N].中国经济导报，2010-04-15（A04）.

[14] 徐昌洪，方家骥.国内外燃料乙醇生产与应用情况分析[J].精细与专用化工品，2007，15（22）：30-35.

[15] 王素雅.世界燃料乙醇产业发展探析[J].安徽农业科学，2009，37（20）：3658-3660.

[16] 程景明，徐莉，徐伟平.美国、巴西和中国燃料乙醇发展现状比较[J].世界农业，2008（6）：10-13.

[17] 邓伟良，陈子爱.欧洲沼气工程发展现状[J].中国沼气，2007，25（5）：23-31.

[18] 王飞，蔡亚庆，仇焕广.中国沼气发展的现状、驱动及制约因素分析[J].农业工程学报，2012，8（1）：184-189.

[19] 程序，朱万斌.欧盟国家新兴的生物天然气产业[J].中外能源，2011，16（6）：22-29.

作者：张得政　张霞　蔡宗寿

生物质能源管理论文 篇3：

四川生物质能源产业发展思路及对策

生物质能源是由植物光合作用储存在植物中的太阳能,是唯一一种可再生的碳能源,也是现有人类使用能源的第四大来源。

一、四川发展生物质能源的有利条件

作为中国农业生产大省,四川在利用和开发生物质能源上有着得天独厚的优势,拥有丰富的可供开发的生物质能源原材料。例如,四川甘薯产量占到世界产量的16%,在燃料价格不断上涨的今天,利用甘薯进行燃料酒精的生产无疑具有很高的经济价值。

四川还是油菜籽生产大省,常年种植面积稳定在1200万亩左右,年产菜籽110—130万吨,占全国产量的10%以上,油菜籽在榨油生产过程中产生的废弃酸化油正是进行生物柴油生产的廉价原材料。

据估计,四川的野生麻风树有16万亩以上,近年来人工栽培面积也有15万亩以上,这些麻风树是生产生物柴油极佳的原材料,且对保持环境、水土和植被有不可估量的价值。

此外,四川的畜牧业和川菜餐饮业在加工过程中产生了大量的动植物油脂废弃物,利用生物质能源开发技术可将其变废为宝,生产出生物柴油。

在四川农村中大规模、集约化的禽畜饲养每天排出大量的禽畜粪便,将其用作沼气生产的发酵原材料,可使之成为一种重要的生物质能源。

最后,四川大量的农村剩余劳动力为充分开发生物质能源提供了充足的人力条件。

二、四川生物质能源产业发展现状

四川省的生物质能源开发尚处于积极的初期尝试。

经过多年的研发,四川省的沼气技术逐步成熟,已经高度专业化。现在四川农村的沼气建设开始尝试利用各种渠道募集资金,构建生物质能源高效转化利用的生态产业链。在技术上已实现在农村建立以村为单位的集体沼气供给系统。

四川发展燃料酒精的主要原材料依赖于不属于主粮的甘薯,现在四川的甘薯生产燃料酒精项目主要是进行甘薯育种栽培和小规模的燃料酒精生产。由中石油与首都国际投资集团合资的首佳能源已在甘薯上投资了200万元进行育种开发。

四川对于生物柴油的开发工作处于初期。四川省政府通过与中石油签订合作开发生物质能源框架协议确定了建立10万吨利用麻风树生产生物柴油的规模。由于种植麻风树投资少、收益高,麻风树的种植很早就吸引了很多新能源投资资金的介入,包括一些外资。

三、四川发展生物质能源产业存在的问题

一是以户为单位的沼气池建设,无法实现规模经济,也无法在将来利用能源交易市场将沼气产品在市场上进行交易,不利于该项目的持续发展和技术进步。

二是应清醒地认识到甘薯酒精的生产将受限于原料市场价格波动的冲击。首先,现在四川的燃料酒精项目盈亏预算是以低粮价时代的甘薯价格计算的,粮食商品的涨价趋势、燃料酒精项目实施对甘薯需求的冲击,势必会对该项目产生巨大的影响,这值得政府、企业仔细斟酌。其次,现有的甘薯生产酒精技术对水的大量需求将对水环境造成巨大的压力,如果排污不能得到有效控制,对产地的环境会产生破坏性的作用。最后,燃料酒精生产企业还必须应对我国油料零售市场的垄断格局和国家控制的成品油价格体制造成的不透明、不确定的价格波动,这些都增加了燃料酒精生产的成本。

三是生物柴油在四川虽已有小规模生产,但是受制于麻风树生长周期和废弃物的收集技术,以及外部的油价涨跌,这一技术还未充分发展。另一主要问题是其生产过程产生的废水和固体废弃物的处理问题。再就是国内成品油市场的寡头垄断导致了有生产渠道,无销售渠道的问题。

四、四川发展生物质能源的产业思路

(一)加强生物质能源生产技术的研发,发展具有四川特色的生物质能源产业

生物质能开发是一项技术密集型的产业,其产业优势体现在新技术的引入,新生物质能源原材料的使用,这个行业不是靠资金和劳动力的多寡推动的,若希望四川在今后能够相较其他省市具备比较优势,技术和人才储备是关键。也只有拥有充足的技术和研发实力,才能充分利用四川的自然禀赋优势,建立有本地特色的生物质能源开发产业。

(二)大力发展生物质能源开发利用系统集成和相关服务

现存的生物质能源开发产业链过短,缺乏系统集成,上下游企业和农户脱节,整个产业链显得非常脆弱,下一步开发市场的思路应该集中在如何实现系统集成,提升和建立生物质能源开发各项环节的服务水平上。这方面,政府可以提供帮助和政策扶持,但主要应该依靠企业的自主、自愿投入。

(三)建立面向国内和国际市场的生物质能源技术创新基地

四川发展本地的生物质能源开发应该立足国内市场,引进国际先进技术,要有自己的技术、专利,要有能够占领国际技术制高点的决心。要学习其他省市开发科技产业的方法,建立生物质能源技术创新基地,利用研发单位的集聚效应,增强知识和技术在研发者中的传递,才能在将来获得和巩固其领先地位。

五、四川发展生物质能源的政策取向

首先,在垄断性的国内能源市场,国有石油公司利用自身的行政优势和影响力可以非常低的代价获得石油、天然气的开发权,他们无心进行新能源开发,甚至有动力阻止新能源开发企业对其垄断市场的冲击,阻止技术进步和能源产品的多样化。现阶段怎样协调垄断者和竞争者的冲突、引入竞争者,是对地方政府经济管理能力的最大挑战,也是眼下发展生物质能源最大的瓶颈。

其次,国家出台《中华人民共和国可再生能源法》和农业部制定的《农业生物质能产业发展规划》对生物质能源的开发加以鼓励和支持。中央支农建设、农民增收的政策、退耕还林政策和长江上游的水土保持政策,对四川利用自身地理、气候优势进行生物质能源的原材料开发也有推动作用。在这样的大环境下,四川省也推出了不少细化的政策鼓励生物质能源的开发,例如,《四川省高新技术产业及园区发展实施方案》中关于新能源的扶持和四川的能源发展目标定位方针等。

但生物质能源的开发是一项长期而且技术要求很高的领域,仅依靠政府的政策是远远不够的,市场化的开发方式才是关键。如何利用市场化的方式组织生物质能源的开发和推进该产业的技术进步,这是政府应该主要关注的。否则,低层次地开发生物质能源这一高新产业,最终无法实现政府对该行业的期望。

最后,在引进资金方面,政府机构也应该抱着市场化的观点,不要对外资或者国内资金、国有企业资金或者民间资金存有区别对待,只有对这一新生事物采取市场化的态度,才可以避免行政力量对能源市场的进一步扭曲,生物质能源产业才可以从农业生产中孵化出来,并持续发展下去。

(李建平,1972年生,四川会理人,西南石油大学讲师。研究方向:区域经济方向和经济增长理论。唐元琦,西南石油大学经济管理学院)

作者：李建平 唐元琦