在介紹生物質能時，兩院院士石元春喜歡形容其為“灰姑娘”。這個“灰姑娘”看起來“灰頭土臉”，總是離不開農業、農村和農民；想要了解她也不那么簡單，復雜多樣的原料種類和利用形式，常常讓人望而卻步。

實際上，雖然生物質能同樣位列我國可再生能源的發展規劃，但過去五年，中國已成為全球最大的風電裝機市場，全球超過一半的太陽能電池組件也被打上“中國制造”的標簽。而與這兩者相比，生物質能的發展實在是不值一提。

“由于生物質原料工業化應用不成熟的特點，生物質能產業本身發展就有一些難度。”一位業內人士表示，“而且生物質直燃發電的燃燒技術和裝備制造相對成熟，對新型發電設備制造業的帶動并沒有那么大，所以資金也相對較少流向這個行業。”

在沉寂多年之后，這一局面正在發展逆轉。日前于北京召開的全國農村能源工作會議上，國家能源局局長劉鐵男表示：到2015年生物質發電裝機達到1300萬千瓦、集中供氣達到300萬戶、成型燃料年利用量達到2000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達到300萬噸，生物柴油年利用量達到150萬噸。

這是近30年來第一次圍繞農村能源召開的專題會議，而許多從事生物質能利用的人士都相信，這次會議也被視為中國生物質能發展的標志性拐點。

“國家現在重視起來了。”發改委能源研究所高級顧問周鳳起說，“國際上常把生物質能作為僅次于水電發展的第二大清潔能源，我國也應該更多發展。”

在力推了近十年生物質能之后，石元春也不禁感慨，“這次的發展目標出乎我意料之外。”

不過，考慮到生物質發電的熱效率只有30%-50%，石元春認為，直燃發電可以作為現階段生物質能利用的重點，但是中長期來看，生物質液體、氣化燃料，以及生物質產品，應該受到更多的關注。”

生物質發電將邁“井噴”期

“生物質原料資源中以固體最多，僅作物秸稈、林業剩余物和林地生物質三項的年產能潛力即超過7億噸標煤。”石元春介紹，“其中，秸稈原料與木質性原料分占四成和六成，可以有直燃發電、混燃發電、裂解氣化或液化等多種轉化途徑與產品。”

據了解，眾多的利用方式中，以生物質直燃發電的技術門檻最低，也是目前生物質替代煤最成熟的方式，已經實現了產業化規模。

從業內人士看，其效能很具優勢。即與風能和太陽能發電具有波動性和不穩定性的特征相比，生物質直燃發電的原理基本與火電相似，電能穩定、質量高，對于電網而言更為友好；與同樣穩定的水電相比，生物質直燃發電的全年發電小時數為7000-8000小時，水電則只有4000-5000小時，而風電、太陽能則更低。

根據國家能源局的數據，十一五期間，我國已建設了200萬千瓦農林剩余物直燃發電廠，年發電量超過100億度電。

如果按照國家十二五期間裝機1300萬千瓦的規劃，就意味著到2015年，我國年生物質能發電量將達到910億度-1040億度電。“三峽水電站一年的發電量是600億度-700億度，而建水電站會給生態帶來負擔。”石元春表示。

作為專注于清潔能源和清潔技術領域的投資人，圓基環保資本首席執行官兼董事總經理陳家強早就關注到了生物質發電項目。

“中國是一個農業大國，有很多的秸稈和農業廢料。”陳家強表示，“從發電技術和整個產業鏈條上來講應該是很有前景的。”

但當他真正的去看這個領域的投資時，陳家強發現了一個難題，秸稈的所有者是分散的農民，電廠直接和他們打交道，成本會很高；而且農民知道秸稈能掙錢了，往往可能抬價。最令人頭疼的，則是一些農民可能會在秸稈中加入水、沙和石頭等雜物，降低秸稈的發電量和設備的使用壽命。

“這樣的情況確實可能發生，但卻不是不可控的。”中糧科學研究院生化研發中心總經理助理林海龍表示，“這和收集糧食的區別不大。”

莊會永也表示了同樣的看法，他是國能生物發電集團有限公司（下稱國能生物）科技部的負責人。

目前，國能生物號稱是全球最大，產業鏈最完整的生物質直燃發電投資、建設、運營一體化公司。其投資的第一個國家級生物質發電示范項目——國能單縣生物發電項目于2006年12月1日投產。目前已建設了40多家生物質發電廠，其中24家已投入運營，總裝機容量達到100萬千瓦，累計發電約100億千瓦時。

“糧食都能收上來，以前是廢物的秸稈應該更好收集。”莊會永表示，“大家覺得難，是因為過去從來沒有把秸稈作為商品，在收集上沒有可借鑒的商業模式。”

莊介紹，國能生物的電廠規模一般是30兆瓦，在滿負荷發電的情況下，一小時的發電量需要約30噸秸稈，一天消耗的秸稈約為600噸。按照目前的300元/噸的秸稈售價，一年花在秸稈上的費用是約6600萬元。

“每個月我們需要將近600萬元的秸稈，有哪個農民能有這么大的經濟實力囤積秸稈坐地漲價？”莊會永認為，即使有實力的經紀人也難以承擔100萬元左右的秸稈存儲保管風險，“如果他有這么多錢，肯定去炒樓或者豬肉了。”

總體而言，中國生物質直燃發電比較適合北方干燥地區。因此，國能生物目前有四個基地，分別位于東北、華東、內蒙和新疆。“電廠還是選址在糧食的主要地區，一個電廠的原料理論收集半徑是50-100公里，一般是要覆蓋4-5個縣，一噸玉米對應著一噸秸稈。”莊表示。

按照國能生物的經驗，一個產糧大縣基本可以保證每年100萬噸的糧食，5個縣就是500萬噸，去除100萬噸難以回收的，剩下的400萬噸只要能收集到一半，就能保證電廠的正常運行。

能源效率遠遜于國外

“發展生物質直燃電廠只要能夠做到合理布局，將大中小型的項目結合，秸稈的回收不是一個太大的難題。”周鳳起表示，“只要能以合理的價格收到秸稈，企業盈利并不難。”

去年，國家發改委發布通知，出臺全國統一的農林生物質發電標桿上網電價標準，規定其未采用招標的標桿上網電價為含稅每度0.75元。“這基本可以與生物質直燃發電的成本持平，如果企業管理規范，再加上CDM項目的補貼，IRR即能維持在8%。”莊會永介紹。

“我們投資電廠是20%來自自有資金，80%來自銀行貸款，投資收益一般在12年。”國能生物發電集團有限公司董事長蔣大龍表示。他同時透露，隨著規模的擴大，裝機在30兆瓦的生物質發電廠的造價，已從原來的3.3億元降低至2.4億元。

“投資成本主要是在鍋爐的投資上。”石元春說。他介紹，一噸秸稈的熱值約相當于0.5噸標準煤。秸稈的熱值在3000-3500大卡，標準煤的熱值是7000大卡。

“在熱值相同的情況下，生物質發電所需的鍋爐要比燃煤鍋爐體積大。”石元春解釋，而因為生物質的灰熔點較低，燃燒容易結渣，所以生物質發電的鍋爐還需要考慮堵塞煙道的問題。

為了獲得先進的鍋爐生產技術，國能生物與其股東公司龍基電力收購了丹麥百安那公司。“丹麥百安那公司擁有丹麥BWE公司的生物質發電專用燃燒鍋爐技術。”莊會永解釋。

“我們將丹麥BWE的技術進行了消化吸收和再創新，現由濟南鍋爐集團制造生產。”莊會永說。

如果只用秸稈發電，目前我國與國外的發電效率已經相差無幾。“我們是30%，國外也就是40%左右。”石元春表示，“但是發達國家并不僅用秸稈發電，他們往往是熱電、燃料聯產。”

據了解，不同于我國燃燒生物質只用來發電，國外通常是把余熱收集起來充分利用，燃燒后的廢渣也可以做其他產品。熱能利用最高的國家是挪威，熱效率可達97%。

“我們除了發電以外，50%-60%的熱能都損失了，如果在發電過程中實現熱電聯產，轉換效率可也可以達到80%-88%。”莊會永介紹。

但他坦言，類似的熱電聯產在我國現階段并不容易實現。“許多電廠所在地的供熱管網不是很成熟。”

實際上，最主要的原因還是國家沒有生物質發電供熱的相關補貼政策。莊介紹，國能生物位于東北的一個電廠，曾經嘗試過給當地一個地產項目供熱，但結果卻讓國能生物的積極性受挫。

“要保證穩定的供熱，我們就必須把發電效率降低為20%，這必然影響我們的發電量。此外，供熱價格也很難計算，因為現在都是以燃煤供熱的價格相比，但是燃煤供熱都是賠本在做的。”莊直言，雖然一些新建的發電廠都是按照熱電聯產來設計，“但除非國家有支持政策，不然電廠沒有積極性去供熱。”

非糧乙醇燃料短期難產業化

“從我國的能源結構來講，生物質利用最好的方式其實不是發電。”石元春表示，“風能、太陽能、水能都可以發電。但是生物質可以做液體和氣體燃料，其他的可再生能源卻不行。”

因此，石元春認為，從世界范圍來看，生物質替代化石能源的主要方向，不是煤和電，而是油和氣。

實際上，我國目前有10個省市作為乙醇汽油的試點，在汽油中調配10%的乙醇。其中黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省內的所有加油站都作此調配；湖北、山東、河北、江蘇、廣西5個省區則是部分地區作此調配。

“現在市場的車不做任何改動，使用添加10%-15%乙醇汽油沒有問題。”林海龍介紹。而據美國通用汽車的研究，一輛車花200-300美元的改裝費用，就可以實現任意比例的乙醇添加。

2001年，中國政府為了消化積壓的陳化糧，批準建立四家燃料乙醇企業：安徽豐原生化、中糧生化能源（肇東）有限公司（當時名為華潤酒精）、吉林燃料乙醇和河南天冠集團，用于向中國部分城市的車用汽油里添加10%的燃料乙醇。但僅過了2年，陳化糧就被消化一空，乙醇企業對糧食的大量消耗反而被質疑“與民爭糧”。

2007年，以玉米、小麥為主的第1代燃料乙醇被叫停，各大燃料乙醇公司不得不尋找過渡性的非糧原料乙醇。木薯、甜高粱等原料成為第1.5代，生產纖維素乙醇的原料完全是非糧，也被業內稱作第2代。

可惜，在非糧液體生物燃料方面實在乏善可陳。2006年下發的依靠大型央企的一紙文件后，僅新建了一個由中糧建在廣西的木薯燃料乙醇廠。“一批當時生機勃勃的民營非糧乙醇中小企業都被封在搖籃里了。”石元春回憶。

據林海龍介紹，去年全國燃料乙醇的產量約是170萬噸，其中150萬噸左右仍是以玉米為原料，只有十來萬噸是木薯為原料的非糧燃料乙醇。

“目前政府不鼓勵禁止利用糧食作物生產液體燃料，總體發展思路是穩步發展非糧生物液體燃料，這就意味著國內發展燃料乙醇必須取用農作物秸稈等廢棄物。”中投顧問新能源行業研究員蕭函說。

中糧于2006年在黑龍江肇東建了一個以玉米秸稈為原料、年產500噸纖維素乙醇的中試裝置。根據中糧提供的數據，以目前的工業生產來講，7噸干燥的秸稈能夠生產出1噸燃料乙醇。而目前國內每年的纖維素廢棄物是6億-7億噸，其中玉米秸稈約是1.4億噸。按照十二五期間300萬噸燃料乙醇的發展目標，僅需要2100萬噸的秸稈。

據了解，我國目前還有3套纖維素乙醇示范裝置，分別在河南天冠集團、安徽豐原集團、山東龍力科技優先公司，生產能力從幾千到上萬噸不等。

蕭函提醒，目前國內利用秸稈等廢棄物發展纖維素乙醇的規模很小，尚未形成產業規模。但是隨著非糧生物液體燃料的發展，在燃料獲取上必然與生物質發電產生沖突。

但在石元春看來，纖維素乙醇在短期要實現產業化并不是容易的事，“這是各國都在攻關的制高點，做也能做，就是成本太高，很難實現商業生產。”

石介紹，纖維素乙醇的價格比玉米乙醇要高出1-2倍，“主要是酶價太高，占到整個成本的50%。”

不過，中糧正在試圖打破“無法產業化”這個固有的結論。“我們將在黑龍江，或者是其他合適的地方去建一個5萬噸規模的纖維素乙醇廠。”林海龍介紹，“時間不會太久，我們正在等待發改委批準。”

固、氣態燃料或為黑馬

盡管眼下來看，生物質直燃發電仍是產業發展的重點，但是石元春預計，固體成型燃料和產業沼氣可能是十二五期間的“黑馬”。

所謂成型燃料，就是指在收割秸稈等原料的同時把它粉碎，把它變成顆粒狀，或者是壓成塊狀。顆粒狀的直徑在30mm以下，密度比較高，在1.1左右；塊狀的直徑大于30mm，密度比較小，約在0.7-0.9。

“開發固體生物質原料的瓶頸是它的松散，能量密度低和不便運輸流通。”石元春表示。“經粉碎壓縮后的成型燃料則可以解決這道難題，其容重與熱值接近于原煤，且干凈、便于運輸和市場流通。”

不過，這種成型燃料并不適合用于大規模的發電廠。“把成千上萬的秸稈粉碎成煙絲那么細，壓縮成燃料燃燒，對于我們電廠來說，成本還是太高了，太奢侈。”莊會永表示。

莊介紹，國能生物收集秸稈的成本約在240元/噸，加上打包、存儲和運輸的價格，也能將成本控制在300元/噸，但成型燃料塊狀可以賣到400-500元/噸，顆粒狀則可以賣到600-800元/噸，“如果是用于出口的木頭顆粒，還能賣到超過1000元/噸。”

“當前我國成型燃料宜以供熱市場為主，特別是全國幾十萬個中小燃煤供熱鍋爐因難以清潔燃燒而成為節能減排的難點，成型生物燃料替代是一種最佳選擇。”石元春解釋。

此外，沼氣也將在“十二五”期間，形成快速發展態勢。上世紀八九十年代，在中國開始發展農村戶用沼氣的時候，德國與瑞典等開發了沼氣的規模化生產與工業性用途，因此被叫做“產業沼氣”。

“產業沼氣生產技術在德國瑞典等歐洲國家已相當成熟，商業化程度高。”石元春說，“但我國目前沼氣的規模化程度和容積產氣率尚低，分離純化技術和設備剛起步。”

不過，他認為這些都是可以很快彌補和趕上的，“預計一兩年內，北京、河南、山東、海南、河北等地將出現生產經純化壓縮的車用沼氣CBG的示范試點。只要扶持政策和標準制定到位，逐步健全物流系統和培育市場，產業沼氣必將有個大的發展。”

來源：21世紀經濟報道