撰文 / 涂彦平 

编辑 / 钱亚光 

设计 / 赵昊然

人类一直有一个能源自由的梦想。当前最热的能源技术就是可控核聚变，有人把它的重要性比作人类发现了火种。但可控核聚变何时能够商用，科学界的判断永远是“还需要50年”。

其实，在我们已经拥有的各类能源中，有很多能源的潜力并没有被好好挖掘。

有一种能源，只要太阳还在，只要地球上的绿色植物还在，它就永远不会枯竭。这就是继煤炭、石油、天然气之后人类的第四大能源——生物质能。

生物质是指一切有生命的可以生长的有机物质，包括所有植物、微生物、以植物和微生物为食的动物及其废弃物。而由生物质直接或者间接通过光合作用产生的能量，便是生物质能。所以，本质上，生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的一种能量形式。

虽然我们现在习惯把生物质能划入新能源之列，但其实它是人类最早使用的能源。不管是燧人氏钻木取火，卖炭翁伐薪烧炭，还是今天我们吃淄博烧烤，用的都是生物质能。

生物质能处于地表生态系统的碳循环中，在整个能源应用过程中，CO₂排放量几乎等于其生长过程中的CO₂吸收量，没有增加地表的CO₂总量。因此，生物质能是一种真正零排放的可再生能源。

通过一定的技术手段，生物质可以转化为液态、气态和固态的能源形式。相对比风能、水能、太阳能和潮汐能等，它是唯一能实现存储和运输的可再生能源。

生物质能的分布极为广泛，只要有绿色植物生长的地方就能获得生物质。农业、林业、畜牧业和人类的日常生活都会产生大量的生物质资源。

零碳排放、稳定供给、储量巨大，这是生物质能的三大特点。碳中和战略下，在对化石能源的替代方面，生物质能能否发挥重大作用？答案是肯定的。

如果说可控核聚变是可以期盼的未来，生物质能则是可以把握的现在。

占比仅为3.3%

依据来源的不同，生物质可以分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

图片来源：《2023中国生物质能产业发展年鉴》

根据中国产业发展促进会生物质能产业分会编制的《2023中国生物质能产业发展年鉴》（以下简称《年鉴》），我国生物质能主要包括秸秆、畜禽粪污、生活垃圾、林业三剩物、尾菜、废弃油脂及污水污泥，当前各类生物质资源总量约为37亿吨。从能源化利用率来看，除生活垃圾利用率较高外，秸秆、蓄禽粪污、林业剩余物的利用率都较低，还有很大潜力。

生物质能的利用方式主要有生物质发电、生物天然气、生物质清洁供热、生物液体燃料、热解气化等。

《年鉴》显示，到2022年底，我国生物质发电装机容量累计达到4132 万千瓦，连续第四年位列世界第一；规模化生物天然气产量不断扩大，目前年产约3 亿立方米；生物质清洁供热规模显著提高，供暖面积超过3亿平方米。生物质成型燃料年利用量约2000万吨；生物液体燃料增长快速，2021年生物液体燃料产量440万吨/年，预计2022年产量将超过520万吨/年。

图片来源：《2023中国生物质能产业发展年鉴》

中国产业发展促进会副秘书长兼生物质能产业分会秘书长张大勇指出，目前我国生物质能产业的发展以发电领域为主。

根据生物质能产业分会的数据，2022年，我国生物质发电新增装机容量334万千瓦。其中，生活垃圾焚烧发电新增装机257万千瓦，农林生物质发电新增装机65万千瓦，沼气发电新增装机12万千瓦。全年全国生物质发电量达1824亿千瓦时，同比增长11%。

根据国家能源局的数据，2023年一季度，全国可再生能源装机达到12.58亿千瓦，其中，常规水电装机3.68亿千瓦，抽水蓄能装机4699万千瓦，风电装机3.76亿千瓦，光伏发电装机4.25亿千瓦，生物质发电装机4195万千瓦。

经计算可知，生物质发电装机量在可再生能源总装机量的占比仅为3.3%，远远不及水电、风电、光电所占的比例。不过，同期，生物质发电装机量同比增长8%；生物质发电量490亿千瓦时，同比增长8.8%。

放眼全球，欧美发达国家也正在加快对生物质能的发展。

《年鉴》显示，以欧盟为例，2019年，在成员国的总能源供应中，可再生能源的占比为15.1%，其中约63%的可再生能源来自生物质能。美国的生物质能在可再生能源中的占比超过45%，德国的占比超过了60%。

可以看出，不管是与风电、光电、水电相比，还是与欧美相比，我国生物质能行业的发展都还有很大进步空间。

亟需一场“原料革命”

我国生物质能行业发展缓慢的原因有哪些呢？

在今年4月17日举办的第四届全球生物质能源创新发展论坛上，中国农业大学教授程序表示，生物质自身在原料特性上存在能量密度和质量密度低的天生缺陷，导致原料收、集、运困难和高成本，转化路径受限，效率低。“这是造成当下几乎所有生物质产业成本均持续高企，难以赢利和摆脱补贴的根本原因。”

生物质能否替代煤呢？程序指出，理论上，生物质也能通过气化，走进一步合成油、气、材料的路。但受制于能量密度和质量密度低下，气化技术和质量不过关，迄今无法走通“生物质化工”之路。

那么，能否从根本上改变生物质能量和质量密度属性，去除秸秆作为生物天然气主要原料的技术瓶颈，使我国生物质产业摆脱困境呢？

程序认为，答案是肯定的，通过提高生物质的能量密度、对煤化生物质直接利用及其衍生的生物基合成气平台、煤化生物质进一步转化为生物基等举措，可以推进生物质产业的“原料革命”。

他还提到生物质产业“原料革命”的另一个重要内涵：长期以来，我国生物质产业之所以发展不理想，还有一个根本性原因，就是公众乃至决策机构对生物质原料的供应能力存有很大的疑虑。

我国生物质原料潜力的估算，基本上都限于对农、牧业废弃物和林业三剩物资源量的计算，结论是年资源潜力相当于4亿多吨标准煤。全国一次能源年消费总量有54亿吨标准煤，生物质能占比显然很低，注定得不到国家重视。

程序认为，必须走出误区，即只看到农林废弃物是生物质资源，而忽视或不了解我国有面积接近耕地的边际土地，能够大量种植能源灌木、草类原料。生物质原料需要在生产方面来一场革命。

根据中国农业大学生物质工程中心2021年的研究，我国边际土地有13类，其中灌木林、疏林地和低覆盖度草地3类土地是能够种植能源植物的，面积有17亿亩。

此次论坛上，中国工程院院士倪维斗建议要通过技术创新，大力发展超级能源生物质燃料。而超级芦竹就是近年来超级能源生物质燃料的一项重大突破。

倪维斗称，武汉一公司培育出了新一代超级芦竹。这种植物每年亩产可以达到10吨干生物质燃料（水稻秸秆是1吨左右），热值达到4000-4500大卡/公斤，比褐煤还要好，接近动力煤的5000大卡/公斤。

“按每亩5吨干的生物质能源计算，如果有6亿亩边际土地种植，就可以把我们所有燃煤电厂的燃煤都顶替掉；有2亿亩种植，就可以顶替现在全国3000亿立方米天然气用量。”

而且，这种超级芦竹在年降雨量500毫米以上地区的边际土地、荒坡、滩涂、盐碱地都可以种植，一年能长6、7米高，可以年年收割，旺产期达20年。

潜力股

早在2016年8月，我国就召开了第一次全国性的生物质能开发利用工作会议，提出从资源评价入手，做好规划工作，通过示范项目和基地建设，推动生物质能的开发利用。

同年9月，财政部等部门出台《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，提出通过建立风险基金制度与实施弹性亏损补贴机制、原料基地补助、项目示范补助、实行税收优惠等多项财税政策扶持生物质能发展。

2021年8月，发改委、财政部、能源局联合印发《2021年生物质发电项目建设工作方案》，方案指出，2021年生物质发电项目中央补贴资金总额为25亿元。

不过，当前生物质能行业存在补贴拖欠的情况。截止到2022年底，生物质能行业年补贴需求达到300亿元，新增补贴需求达到23亿元。而在2022年底，行业补贴拖欠额至少达600亿元。

除了补贴拖欠需要解决，中国产业发展促进会副秘书长兼生物质能产业分会秘书长张大勇指出，我国生物质能产业发展还面临支持政策需要完善、技术装备需要创新等挑战。

尽管有这样那样的挑战，但生物质能仍然是潜力股。

《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》显示，当前我国生物质能实际转化为能源不足0.6亿吨标煤，而开发潜力约为4.6亿吨标煤。

年鉴预测：到2030年，我国生物质发电装机容量将达到5000万千瓦左右；生物质清洁供热面积将达到10亿平方米；生物天然气年产量将达到30亿立方米；生物液体燃料将逐步应用于航运、海运，年产量将达到2500万吨。

在生物质能的社会价值方面，预计到2030年，生物质能行业处理有机废弃物超过7.6亿吨，替代标煤量超过1.3亿吨，可拉动上中下游投资近6100亿元，带动就业人数超42万人。

而这些目标能够实现的前提是，生物质能的商业化能够顺利推进。

在当前全球为实现碳中和而共同努力的大背景下，各行业各业正在推进的碳中和行动正是生物质能的发展机遇。

“之前我们这个行业（生物质能行业）实际上跟航空、海运这些行业基本不搭杠，联系的很少，自从去年的上半年，协会频繁接到航空、海运企业的联系，要跟我们做交流，了解生物质能行业发展中存在的问题、资源、潜力、主要企业等。”论坛上，张大勇透露了一个重要信号。

从2020年开始，国际特别是欧盟对海运、航空领域脱碳的步伐开始加快。

2023年4月，欧洲议会和理事会谈判代表就RefuelEU航空规则达成了一项临时协议，规定了欧盟机场提供的可持续航空燃料的最低份额，从2025年开始至少2%的航空燃料将是绿色的，到2050年这一比例将升至70%。

据协议，可持续航空燃料包括合成燃料、生物燃料以及回收喷气燃料。这对于生物燃料的发展来说无疑是一个利好。

BECCS技术。图片来源: James Round/中外对话

生物质能相关前沿技术的价值需要还进一步开掘。碳捕集、封存及再利用技术（CCUS）是应对全球气候变化的关键技术之一。CCUS技术和生物质发电相结合，就是生物质能-碳捕集与封存(BECCS)技术，它能将生物质燃烧或转化过程中产生的CO2进行捕集、封存。与传统CCUS技术的区别是，BECCS可以实现负排放。

BECCS被视为最具潜力的负碳技术，一旦技术成熟且商用可行，其价值将不止于发电这么简单。