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(yè)、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(fā)展規(guī)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(fā)展實在是不值一提。

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

在沉寂多年之后，這一局面正在發(fā)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(fā)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(fā)展的標志性拐點。

“國家現(xiàn)在重視起來了。”發(fā)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(fā)展的第二大清潔能源，我國也應該更多發(fā)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(fā)展目標出乎我意料之外。”

不過，考慮到生物質發(fā)電的熱效率只有30%-50%，石元春認為，直燃發(fā)電可以作為現(xiàn)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(fā)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(yè)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(fā)電、混燃發(fā)電、裂解氣化或液化等多種轉化途徑與產品。”

據(jù)了解，眾多的利用方式中，以生物質直燃發(fā)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(jīng)實現(xiàn)了產業(yè)化規(guī)模。

從業(yè)內人士看，其效能很具優(yōu)勢。即與風能和太陽能發(fā)電具有波動性和不穩(wěn)定性的特征相比，生物質直燃發(fā)電的原理基本與火電相似，電能穩(wěn)定、質量高，對于電網(wǎng)而言更為友好；與同樣穩(wěn)定的水電相比，生物質直燃發(fā)電的全年發(fā)電小時數(shù)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(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，十一五期間，我國已建設了200萬千瓦農林剩余物直燃發(fā)電廠，年發(fā)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(guī)劃，就意味著到2015年，我國年生物質能發(fā)電量將達到910億度-1040億度電。“三峽水電站一年的發(fā)電量是600億度-700億度，而建水電站會給生態(tài)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(huán)保資本首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理陳家強早就關注到了生物質發(fā)電項目。

“中國是一個農業(yè)大國，有很多的秸稈和農業(yè)廢料。”陳家強表示，“從發(fā)電技術和整個產業(yè)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(fā)現(xiàn)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(fā)電量和設備的使用壽命。

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

莊會永也表示了同樣的看法，他是國能生物發(fā)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(yè)鏈最完整的生物質直燃發(fā)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(fā)電示范項目——國能單縣生物發(fā)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(fā)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(fā)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(yè)模式。”

莊介紹，國能生物的電廠規(guī)模一般是30兆瓦，在滿負荷發(fā)電的情況下，一小時的發(fā)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(jīng)濟實力囤積秸稈坐地漲價？”莊會永認為，即使有實力的經(jīng)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(fā)電比較適合北方干燥地區(qū)。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(qū)，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(jīng)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(fā)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(yè)盈利并不難。”

去年，國家發(fā)改委發(fā)布通知，出臺全國統(tǒng)一的農林生物質發(fā)電標桿上網(wǎng)電價標準，規(guī)定其未采用招標的標桿上網(wǎng)電價為含稅每度0.75元。“這基本可以與生物質直燃發(fā)電的成本持平，如果企業(yè)管理規(guī)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(fā)電集團有限公司董事長蔣大龍表示。他同時透露，隨著規(guī)模的擴大，裝機在30兆瓦的生物質發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(chuàng)新，現(xiàn)由濟南鍋爐集團制造生產。”莊會永說。

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

據(jù)了解，不同于我國燃燒生物質只用來發(fā)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(fā)電以外，50%-60%的熱能都損失了，如果在發(fā)電過程中實現(xiàn)熱電聯(lián)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(lián)產在我國現(xiàn)階段并不容易實現(xiàn)。“許多電廠所在地的供熱管網(wǎng)不是很成熟。”

實際上，最主要的原因還是國家沒有生物質發(fā)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(jīng)嘗試過給當?shù)匾粋�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(wěn)定的供熱，我們就必須把發(fā)電效率降低為20%，這必然影響我們的發(fā)電量。此外，供熱價格也很難計算，因為現(xiàn)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(fā)電廠都是按照熱電聯(lián)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(yè)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(fā)電。”石元春表示，“風能、太陽能、水能都可以發(fā)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(qū)則是部分地區(qū)作此調配。

“現(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(yè)：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(yè)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(yè)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(fā)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(yè)都被封在搖籃里了。”石元春回憶。

據(jù)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(fā)展思路是穩(wěn)步發(fā)展非糧生物液體燃料，這就意味著國內發(fā)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(yè)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(jù)中糧提供的數(shù)據(jù)，以目前的工業(yè)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(fā)展目標，僅需要2100萬噸的秸稈。

據(jù)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(yōu)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(fā)展纖維素乙醇的規(guī)模很小，尚未形成產業(yè)規(guī)模。但是隨著非糧生物液體燃料的發(fā)展，在燃料獲取上必然與生物質發(fā)電產生沖突。

但在石元春看來，纖維素乙醇在短期要實現(xiàn)產業(yè)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(xiàn)商業(yè)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(yè)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(guī)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(fā)改委批準。”

固、氣態(tài)燃料或為黑馬

盡管眼下來看，生物質直燃發(fā)電仍是產業(yè)發(fā)展的重點，但是石元春預計，固體成型燃料和產業(yè)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(fā)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(jīng)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(guī)模的發(fā)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?shù)膬r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(jié)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(fā)展態(tài)勢。上世紀八九十年代，在中國開始發(fā)展農村戶用沼氣的時候，德國與瑞典等開發(fā)了沼氣的規(guī)�；�生產與工業(yè)性用途，因此被叫做“產業(yè)沼氣”。

“產業(yè)沼氣生產技術在德國瑞典等歐洲國家已相當成熟，商業(yè)化程度高。”石元春說，“但我國目前沼氣的規(guī)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(xiàn)生產經(jīng)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(tǒng)和培育市場，產業(yè)沼氣必將有個大的發(fā)展。”

來源：21世紀經(jīng)濟報道