任东明:“双碳”背景下生物质能发展战略 —— 反思与改变

发布:2023-03-08 | 浏览:1211
国家发改委能源研究所可再生能源发展中心研究员任东明以“双碳背景下的生物质能发展战略”为主题,通过对生物质能发展历程的反思来发现问题,同时以实现双碳目标战略的现实需求为目标,探讨生物质做出相应改变的路径安排。
 

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关于双碳背景

2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出,中国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。纵观大局,“双碳目标”的提出让我国在应对全球气候变化行动中掌握主动。此外,二十大也提出加快规划建设新型能源体系,积极稳妥推进碳达峰碳中和。实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,须立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。

 

02

为什么要做战略思考?

2007年,我国制定了《可再生能源中长期发展规划》,从该规划确定的目标中可以看出,当时对生物质规模化发展寄予了很高的期望。从资源、技术、产业基础等考虑,认为生物质能是最有可能实现规模化发展的非水可再生源。

 

1、生物质能纵向观

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通过对2005年到目前十多年的发展对比可以看出,在立法之初,也就是2005年生物质能发电累计装机只有200万千万,到2020年基本完成了中长期发展规划提出的目标,就是三千万千瓦的目标,截至2021年底,生物质发电累计装机达到3798万千瓦。其中,农林生物质发电装机1359万千瓦,垃圾焚烧发电装机2129万千瓦,沼气发电装机111万千瓦。

 

2、生物质能横向观

(1)生物质能与风电

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在2005年可再生能源法立法之初,风电总装机只有120多万千瓦。2020年完成了2.8亿千瓦,大大超过了《中长期发展规划》提出的3000万的目标。2021年,新增容量5592万千瓦,累计装机容量3.29亿千瓦。

 

(2)生物质能与光伏发电

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再对比光伏发电,在2005年我国的光伏装机只有7万千瓦,到了2020年却完成了2.5亿千瓦的装机量,也是大大超过了当初中长期发展规划设定的180万千瓦的目标。2021年,太阳能发电新增装机5493万千瓦,累计装机量超过3亿千瓦。

 

(3)生物质能与成型燃料、乙醇和柴油

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在2005年生物乙醇是102万吨,生物柴油5万吨。2020年,生物乙醇400万吨,低于当初1000万吨的规划目标。柴油200万吨,刚好完成目标。成型燃料2000多万吨,低于当初5000万吨的既定目标。

 

(4)生物质能与相关能源产量

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分别把生物成型燃料和煤炭、生物天然气和天然气、生物液体燃料和石油做对比,会发现生物成型燃料只有1100万吨标准煤,而我国2021年的煤炭产量是29亿吨,生物天然气去年只有13.7亿立方米,而我国国内的天然气产量是2076亿立方米,石油国内产量是2亿吨,而生物液体燃料乙醇和柴油加在一起是600万吨,可以看到生物燃料的规模和传统的能源相比,产量还非常少。

 

3、生物质能面临的挑战

(1)横向对比的差距

比较发现,生物质能相较于其他能源确实有一定差距。比如发展比较慢,从2005年到现在,生物质能发电装机每年平均增长200多万,而风电和太阳能每年增长几千万。另外就是体量比较小,生物质能和风电、太阳能相比,风电和太阳能发电规模都在3亿千瓦以上,而生物质能发电现在是3800万。另外各类生物燃料也无法和煤炭、石油、天然气来比较,所以体量比较小。此外就是成本问题,现在风电、太阳能基本可以实现平价,而生物质能发电还没有实现平价,且与传统能源相比也没有什么优势,在技术上还需要大的突破,所以现在从事或研究生物质能的,无论是企业家还是专家,都会越来越感到生物质能地位实际上是在降低,常常觉得被社会忽视,在可再生能源发展的地位也没法和风电、太阳能相提并论。

 

(2)发展中的问题

关于生物质能发展中遇到的一些问题我们时常会有所耳闻,比如说我们经常会觉得受到了歧视,明明《可再生能源法》已经界定了生物质能就是清洁能源,但是许多地方政府却把生物燃料列入了高污染目录,在垃圾发电厂建设过程中,还遇到了邻避现象。还有最近几年明显感到制约增多,环保部门、生产安全部门不断地提出要求,例如生物质能发电企业现在也被要求进行超低排放改造,规模化沼气工程被当作危化行业来管理;还有就是生物质能的产品进入市场,也是存在障碍,比如说某些地区无论是生物燃气,还是生物柴油,都不能顺利进入加气站或加油站。另外还有一个比较重要的问题,就是没有充分体现谁污染谁付费的原则,大家可能常听到外部成本内部化,但这种内部化要求却给了生物质能开发企业,而不是排污企业,我个人认为原因可能是多数人直接把垃圾和废弃物当成了资源,却忽视了把废弃物转化成资源过程中,企业要付出高额成本,这是许多人忽视的。另外如果把废弃物当做资源的话,你要获得的资源就要有市场价格,取得资源的一方就要付费,无疑会提高开发企业的成本。面对这些问题,现在我们绝大多数的生物质能开发企业都感到很无奈、很无力,甚至感觉到很委屈和憋屈,因此面对上述的严峻事实,整个生物质能行业都需要好好的反思一下,也应该思考一下在国家大的发展形势下,特别是双碳目标的新形势下,能不能找到新的发展机遇。

 

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发展战略应考虑的主要内容

明确自身优势。生物质能行业要发展,首先要对自身的优势有一个明确的认识。生物质能首先就是应本土化,这是最大的优势,因为二十大也提出,解决能源安全问题必须立足我国能源资源禀赋开发的原则,这一点尤为重要,生物质能就是本土化的资源,特别符合二十大提出的这个开发原则。特别同意有的专家的一个说法,说生物质能是地里长出来的,地里长出来的就是本土化,这一点是最大的优势。另外就是生物质能资源种类繁多,既有农林废弃物、城市固体有机废弃物,也有养殖废弃物,还有可以种植能源作物等等,来源是非常丰富的,且分布比较广泛。此外生物质能还可以转换为多种能源形式,可以供电、供暖、供气,供气里面又有沼气、生物天然气、生物氢气等等。还有液体燃料,比如说生物乙醇、生物柴油、航空煤油,还有固体燃料。另外它的布局灵活,可大可小,可以在城市周边,也可以在农村。还有很大的优势就是具有天然的碳中性的特征,就是在生物质形成本身就是固碳的过程,不往大气中排放额外的碳。生物质发电是特别稳定的电源也是一个应该被重视的优势,生物质能年均发电小时数可以达到七千多小时,太阳能平均才一千多小时,还不稳定,风电也就两千多小时,也不稳定,所以生物质能发电可以作为一种稳定的电源,比风电、太阳能更具有优势。

 

找准战略定位。在战略定位方面,我个人认为确实我们应该反思多年来生物质能发展的一种习惯,比如说能源管理部门仅仅把生物质能作为一个能源供应的品种来管理,出台的所有政策都是围绕鼓励能源生产的角度来进行的,还有环保部门也只单纯从城市有机废弃物、农业剩余物收集和处理角度来认识的,这就说明我们的认识确实存在局限,在统筹性、高度、前瞻性上都是不够的,也限制了我们国家生物质能发展的思路,没有真正实现绿色循环可持续,认识的局限也成了制约生物质能发展的根源所在,如果我们能够从更广阔的视角来审视生物质能,我个人认为我们一定能够发现更多的发展思路。

 

首先就是要站位于双碳目标的实现。力争在未来双碳目标实现过程中,发挥更重要的作用。我们通常说有为才有位,所以我们一定要争这个位,要立足于双碳目标的实现。还有就是站位于提高国家能源安全,在《“十四五”现代能源体系规划》中,关于生物液体燃料发展也明确提到了,按照不与粮争地、不与人争粮的原则,提升燃料乙醇综合效益,大力发展纤维素燃料乙醇、生物柴油、生物航空没有等非粮生物燃料,已经将生物液体燃料地位提升到了国家能源安全战略高度,故此生物液体燃料不是可有可无的领域,而是必须引起各方面重视的领域。另外要站在国家环境安全角度,比如说2016年习总书记在中央财经小组会议上,就说了要加快推进养殖废弃物处理和资源化,关系6亿多农村居民的生产生活环境,关系农村能源革命,关系能不能不断改善土壤地力,治理好农业面源污染,是一件利国利民利长远的大好事,所以未来定位也必须要立足于国家环境安全。还有要站在发展生物经济,今年5月10号,国家发改委发布了一个《“十四五”生物经济发展规划》,在这个规划中,把生物质替代作为四大重点发展领域提出来的,如果我们单纯把生物质能作为一个能源,层次就相对比较低。如果把生物质能作为生物经济的一种形态来看,这样的层次就相对会比较高。

 

确定战略目标。2019年十部委联合下发《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》中,明确提到了到2025年生物天然气要具备一定规模,形成绿色、低碳、清洁可再生燃气新兴产业,年产量100亿立方米,到2030年是200亿立方米,占国内天然气产量的一定比重,有了一定的规模、一定的比重,生物天然气的地位才能提升。在比较了生物天然气和天然气的规模后,发现确实比例非常低,规模非常小,若能把比例提高,规模扩大,未来生物天然气的地位也一定会提升。关于战略目标的确定,首先要瞄准双碳战略目标,双碳战略目标在我们国家许多的战略行动中,气候变化行动,碳达峰、碳中和的工作意见中,实际上都提到了发展生物质能,所以双碳目标是未来制定生物质能战略目标非常好的基础。包括这些年来,我们推动能源消费革命,关注新阶段可再生能源高比例、大规模、更高效率的发展,实际上都是把生物质能包括在内的,也就是说规模化和高质量将决定生物质能的战略定位。假设生物质能发电未来能真正替代两亿千瓦的煤电,且作为支撑电源。如果我们还能提供500亿立方米以上的生物天然气,极大减少天然气的进口量,则我们生物质能的地位将得到大幅度提升。

 

明晰战略路径。首先要往实现环境价值方面的路径方向迈进,《“十四五”可再生能源发展规划》也提出,要还原生物质发电的环境价值。如此,包括垃圾发电项目就可以作用环境工程,成为公共事业,而不是商业化的项目管理,这样可以获得更多的国家支持。另外我们要努力往支撑电源方向发展,因为它可以稳定发电,为大规模的风电、太阳能发展提供稳定的基荷。此外要做到城乡统筹,实现多元发展,就是要改变单纯的发电模式,不但要发电,而且要热电联产。另外就是鼓励生物质发电降碳项目,比如说通过BECCS实现固碳。此外“十四五”发展规划中也提出了一些具体路径,比如说积极发展生物质能清洁供暖,加快发展生物天然气,大力发展非粮生物质液体燃料等等。

 

关注发展机制。我们未来一定要关注两个机制,一是碳市场,在碳市场方面,生态环境部在2020年就已公布了碳排放权交易的办法,办法中已明确提到光伏、风电、生物质能、供热及发电,这些项目都可以开发出国家核证减排量,而且可以进入世界碳市场进行交易,这对于生物质发展来说是非常有利的。二是绿证市场,绿证市场在2020年公布的一个4号文中,提到要实行配额制下的绿色电力证书交易,还有今年11月15号,三部委局发了一个关于进一步做好新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制有关工作的通知里面再次提到了绿证市场,且有一点变化,从2017年发布的自愿绿证市场交易规则是不同的,新的规则是变化的,比如说技术范围,过去主要是风电、太阳能,而且是大规模陆上的,现在生物质能也被纳入其中了;另外过去原则上是不允许绿证转让的,现在原则上已被允许转让,这都是进步。所以这两个机制是未来制定生物质能发展战略不能忽视的。

 

采取实际行动。我们可以结合国家推动双碳目标的实现,既可以制氢,制航油,也可以做BECCS产业,还可以结合高比例可再生能源发展,把生物质能发电变成支撑/调峰电源进行发展,包括未来继续结合北方地区大气污染行动计划,美丽乡村建设、乡村振兴、供热供气等等,都是未来可以采取的战略行动要考虑的。未来发展离不开技术创新,以生物天然气为例,尽管现在已经开始发展,但是起步晚,底子薄,人才欠缺,特别是在专业制造方面能力还是不足的,配套能力比较差,运行效率比较低,还远远不能满足复杂工艺运行的需求。还有BECCS技术创新,这是IPCC在2013年就提到的,我国未来若想产生固碳效果,技术的发展与创新是必须要做的。包括“十四五”可再生能源发展规划明确提出了探索生物质发电与碳补集、利用与封存相结合的发展潜力和示范研究等等。

 

 

04

建议

未来我们行业自身一定要主动做出改变,必须定位于国家发展大局,必须认识双碳、顺应双碳和把握双碳,只有在实现双碳目标中发挥重要作用,才能真正体现生物质能的发展价值。我们必须发挥自身优势,且对自身优势一定要树立信心、深刻认识,寻找新的机遇。另外我们还需要创新发展,善于总结新思路、新路径、新价值、新模式,并积极成长,克服自身瓶颈。此外社会也要发生改变,全社会认识一定要站在贯彻新发展理念的角度,来认识生物质能发展。另外也不能把生物质能单纯作为能源属性,也要看到它的生态价值。还有就是提高全社会的认识,把生物质能开发当成是美丽中国建设的重要组成部分。国家宏观治理也需要相应发生一些改变,我们可以从顶层入手,统一协调各部门职责,在国家层次建立生物质能发展领导机制,各个部门要建立协同机制,来落实各部门的责任。此外地方政府也要落实主体责任,编制相关的规划和实施方案,来确保落实。另外各部门要严格执行谁污染谁付费和谁处理谁受益的原则,还有要执行《可再生能源法》的相关规定,使合格的生物质能热、电、气等产品顺利进入市场,打破行业的壁垒。