在介紹生物質(zhì)能時(shí)，兩院院士石元春喜歡形容其為“灰姑娘”。這個(gè)“灰姑娘”看起來(lái)“灰頭土臉”，總是離不開農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民；想要了解她也不那么簡(jiǎn)單，復(fù)雜多樣的原料種類和利用形式，常常讓人望而卻步。

實(shí)際上，雖然生物質(zhì)能同樣位列我國(guó)可再生能源的發(fā)展規(guī)劃，但過(guò)去五年，中國(guó)已成為全球最大的風(fēng)電裝機(jī)市場(chǎng)，全球超過(guò)一半的太陽(yáng)能電池組件也被打上“中國(guó)制造”的標(biāo)簽。而與這兩者相比，生物質(zhì)能的發(fā)展實(shí)在是不值一提。

“由于生物質(zhì)原料工業(yè)化應(yīng)用不成熟的特點(diǎn)，生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)本身發(fā)展就有一些難度。”一位業(yè)內(nèi)人士表示，“而且生物質(zhì)直燃發(fā)電的燃燒技術(shù)和裝備制造相對(duì)成熟，對(duì)新型發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的帶動(dòng)并沒(méi)有那么大，所以資金也相對(duì)較少流向這個(gè)行業(yè)。”

在沉寂多年之后，這一局面正在發(fā)展逆轉(zhuǎn)。日前于北京召開的全國(guó)農(nóng)村能源工作會(huì)議上，國(guó)家能源局局長(zhǎng)劉鐵男表示：到2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1300萬(wàn)千瓦、集中供氣達(dá)到300萬(wàn)戶、成型燃料年利用量達(dá)到2000萬(wàn)噸、生物燃料乙醇年利用量達(dá)到300萬(wàn)噸，生物柴油年利用量達(dá)到150萬(wàn)噸。

這是近30年來(lái)第一次圍繞農(nóng)村能源召開的專題會(huì)議，而許多從事生物質(zhì)能利用的人士都相信，這次會(huì)議也被視為中國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展的標(biāo)志性拐點(diǎn)。

“國(guó)家現(xiàn)在重視起來(lái)了。”發(fā)改委能源研究所高級(jí)顧問(wèn)周鳳起說(shuō)，“國(guó)際上常把生物質(zhì)能作為僅次于水電發(fā)展的第二大清潔能源，我國(guó)也應(yīng)該更多發(fā)展。”

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

不過(guò)，考慮到生物質(zhì)發(fā)電的熱效率只有30%-50%，石元春認(rèn)為，直燃發(fā)電可以作為現(xiàn)階段生物質(zhì)能利用的重點(diǎn)，但是中長(zhǎng)期來(lái)看，生物質(zhì)液體、氣化燃料，以及生物質(zhì)產(chǎn)品，應(yīng)該受到更多的關(guān)注。”

生物質(zhì)發(fā)電將邁“井噴”期

“生物質(zhì)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(zhì)三項(xiàng)的年產(chǎn)能潛力即超過(guò)7億噸標(biāo)煤。”石元春介紹，“其中，秸稈原料與木質(zhì)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(zhuǎn)化途徑與產(chǎn)品。”

據(jù)了解，眾多的利用方式中，以生物質(zhì)直燃發(fā)電的技術(shù)門檻最低，也是目前生物質(zhì)替代煤最成熟的方式，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

從業(yè)內(nèi)人士看，其效能很具優(yōu)勢(shì)。即與風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性的特征相比，生物質(zhì)直燃發(fā)電的原理基本與火電相似，電能穩(wěn)定、質(zhì)量高，對(duì)于電網(wǎng)而言更為友好；與同樣穩(wěn)定的水電相比，生物質(zhì)直燃發(fā)電的全年發(fā)電小時(shí)數(shù)為7000-8000小時(shí)，水電則只有4000-5000小時(shí)，而風(fēng)電、太陽(yáng)能則更低。

根據(jù)國(guó)家能源局的數(shù)據(jù)，十一五期間，我國(guó)已建設(shè)了200萬(wàn)千瓦農(nóng)林剩余物直燃發(fā)電廠，年發(fā)電量超過(guò)100億度電。

如果按照國(guó)家十二五期間裝機(jī)1300萬(wàn)千瓦的規(guī)劃，就意味著到2015年，我國(guó)年生物質(zhì)能發(fā)電量將達(dá)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(huì)給生態(tài)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。”石元春表示。

作為專注于清潔能源和清潔技術(shù)領(lǐng)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(qiáng)早就關(guān)注到了生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目。

“中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，有很多的秸稈和農(nóng)業(yè)廢料。”陳家強(qiáng)表示，“從發(fā)電技術(shù)和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上來(lái)講應(yīng)該是很有前景的。”

但當(dāng)他真正的去看這個(gè)領(lǐng)域的投資時(shí)，陳家強(qiáng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)難題，秸稈的所有者是分散的農(nóng)民，電廠直接和他們打交道，成本會(huì)很高；而且農(nóng)民知道秸稈能掙錢了，往往可能抬價(jià)。最令人頭疼的，則是一些農(nóng)民可能會(huì)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(shè)備的使用壽命。

“這樣的情況確實(shí)可能發(fā)生，但卻不是不可控的。”中糧科學(xué)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(huì)永也表示了同樣的看法，他是國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司（下稱國(guó)能生物）科技部的負(fù)責(zé)人。

目前，國(guó)能生物號(hào)稱是全球最大，產(chǎn)業(yè)鏈最完整的生物質(zhì)直燃發(fā)電投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)一體化公司。其投資的第一個(gè)國(guó)家級(jí)生物質(zhì)發(fā)電示范項(xiàng)目——國(guó)能單縣生物發(fā)電項(xiàng)目于2006年12月1日投產(chǎn)。目前已建設(shè)了40多家生物質(zhì)發(fā)電廠，其中24家已投入運(yùn)營(yíng)，總裝機(jī)容量達(dá)到100萬(wàn)千瓦，累計(jì)發(fā)電約100億千瓦時(shí)。

“糧食都能收上來(lái)，以前是廢物的秸稈應(yīng)該更好收集。”莊會(huì)永表示，“大家覺(jué)得難，是因?yàn)檫^(guò)去從來(lái)沒(méi)有把秸稈作為商品，在收集上沒(méi)有可借鑒的商業(yè)模式。”

莊介紹，國(guó)能生物的電廠規(guī)模一般是30兆瓦，在滿負(fù)荷發(fā)電的情況下，一小時(shí)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(jià)，一年花在秸稈上的費(fèi)用是約6600萬(wàn)元。

“每個(gè)月我們需要將近600萬(wàn)元的秸稈，有哪個(gè)農(nóng)民能有這么大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力囤積秸稈坐地漲價(jià)？”莊會(huì)永認(rèn)為，即使有實(shí)力的經(jīng)紀(jì)人也難以承擔(dān)100萬(wàn)元左右的秸稈存儲(chǔ)保管風(fēng)險(xiǎn)，“如果他有這么多錢，肯定去炒樓或者豬肉了。”

總體而言，中國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電比較適合北方干燥地區(qū)。因此，國(guó)能生物目前有四個(gè)基地，分別位于東北、華東、內(nèi)蒙和新疆。“電廠還是選址在糧食的主要地區(qū)，一個(gè)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(gè)縣，一噸玉米對(duì)應(yīng)著一噸秸稈。”莊表示。

按照國(guó)能生物的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)產(chǎn)糧大縣基本可以保證每年100萬(wàn)噸的糧食，5個(gè)縣就是500萬(wàn)噸，去除100萬(wàn)噸難以回收的，剩下的400萬(wàn)噸只要能收集到一半，就能保證電廠的正常運(yùn)行。

能源效率遠(yuǎn)遜于國(guó)外

“發(fā)展生物質(zhì)直燃電廠只要能夠做到合理布局，將大中小型的項(xiàng)目結(jié)合，秸稈的回收不是一個(gè)太大的難題。”周鳳起表示，“只要能以合理的價(jià)格收到秸稈，企業(yè)盈利并不難。”

去年，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布通知，出臺(tái)全國(guó)統(tǒng)一的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其未采用招標(biāo)的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為含稅每度0.75元。“這基本可以與生物質(zhì)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(xiàng)目的補(bǔ)貼，IRR即能維持在8%。”莊會(huì)永介紹。

“我們投資電廠是20%來(lái)自自有資金，80%來(lái)自銀行貸款，投資收益一般在12年。”國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)蔣大龍表示。他同時(shí)透露，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，裝機(jī)在30兆瓦的生物質(zhì)發(fā)電廠的造價(jià)，已從原來(lái)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(shuō)。他介紹，一噸秸稈的熱值約相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤。秸稈的熱值在3000-3500大卡，標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是7000大卡。

“在熱值相同的情況下，生物質(zhì)發(fā)電所需的鍋爐要比燃煤鍋爐體積大。”石元春解釋，而因?yàn)樯�物質(zhì)的灰熔點(diǎn)較低，燃燒容易結(jié)渣，所以生物質(zhì)發(fā)電的鍋爐還需要考慮堵塞煙道的問(wèn)題。

為了獲得先進(jìn)的鍋爐生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)能生物與其股東公司龍基電力收購(gòu)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(zhì)發(fā)電專用燃燒鍋爐技術(shù)。”莊會(huì)永解釋。

“我們將丹麥BWE的技術(shù)進(jìn)行了消化吸收和再創(chuàng)新，現(xiàn)由濟(jì)南鍋爐集團(tuán)制造生產(chǎn)。”莊會(huì)永說(shuō)。

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

據(jù)了解，不同于我國(guó)燃燒生物質(zhì)只用來(lái)發(fā)電，國(guó)外通常是把余熱收集起來(lái)充分利用，燃燒后的廢渣也可以做其他產(chǎn)品。熱能利用最高的國(guó)家是挪威，熱效率可達(dá)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(guò)程中實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，轉(zhuǎn)換效率可也可以達(dá)到80%-88%。”莊會(huì)永介紹。

但他坦言，類似的熱電聯(lián)產(chǎn)在我國(guó)現(xiàn)階段并不容易實(shí)現(xiàn)。“許多電廠所在地的供熱管網(wǎng)不是很成熟。”

實(shí)際上，最主要的原因還是國(guó)家沒(méi)有生物質(zhì)發(fā)電供熱的相關(guān)補(bǔ)貼政策。莊介紹，國(guó)能生物位于東北的一個(gè)電廠，曾經(jīng)嘗試過(guò)給當(dāng)?shù)匾粋�(gè)地產(chǎn)項(xiàng)目供熱，但結(jié)果卻讓國(guó)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(jià)格也很難計(jì)算，因?yàn)楝F(xiàn)在都是以燃煤供熱的價(jià)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(chǎn)來(lái)設(shè)計(jì)，“但除非國(guó)家有支持政策，不然電廠沒(méi)有積極性去供熱。”

非糧乙醇燃料短期難產(chǎn)業(yè)化

“從我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)來(lái)講，生物質(zhì)利用最好的方式其實(shí)不是發(fā)電。”石元春表示，“風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能都可以發(fā)電。但是生物質(zhì)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(rèn)為，從世界范圍來(lái)看，生物質(zhì)替代化石能源的主要方向，不是煤和電，而是油和氣。

實(shí)際上，我國(guó)目前有10個(gè)省市作為乙醇汽油的試點(diǎn)，在汽油中調(diào)配10%的乙醇。其中黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省內(nèi)的所有加油站都作此調(diào)配；湖北、山東、河北、江蘇、廣西5個(gè)省區(qū)則是部分地區(qū)作此調(diào)配。

“現(xiàn)在市場(chǎng)的車不做任何改動(dòng)，使用添加10%-15%乙醇汽油沒(méi)有問(wèn)題。”林海龍介紹。而據(jù)美國(guó)通用汽車的研究，一輛車花200-300美元的改裝費(fèi)用，就可以實(shí)現(xiàn)任意比例的乙醇添加。

2001年，中國(guó)政府為了消化積壓的陳化糧，批準(zhǔn)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(dāng)時(shí)名為華潤(rùn)酒精）、吉林燃料乙醇和河南天冠集團(tuán)，用于向中國(guó)部分城市的車用汽油里添加10%的燃料乙醇。但僅過(guò)了2年，陳化糧就被消化一空，乙醇企業(yè)對(duì)糧食的大量消耗反而被質(zhì)疑“與民爭(zhēng)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(guò)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(chǎn)纖維素乙醇的原料完全是非糧，也被業(yè)內(nèi)稱作第2代。

可惜，在非糧液體生物燃料方面實(shí)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(gè)由中糧建在廣西的木薯燃料乙醇廠。“一批當(dāng)時(shí)生機(jī)勃勃的民營(yíng)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(guó)燃料乙醇的產(chǎn)量約是170萬(wàn)噸，其中150萬(wàn)噸左右仍是以玉米為原料，只有十來(lái)萬(wàn)噸是木薯為原料的非糧燃料乙醇。

“目前政府不鼓勵(lì)禁止利用糧食作物生產(chǎn)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(guó)內(nèi)發(fā)展燃料乙醇必須取用農(nóng)作物秸稈等廢棄物。”中投顧問(wèn)新能源行業(yè)研究員蕭函說(shuō)。

中糧于2006年在黑龍江肇東建了一個(gè)以玉米秸稈為原料、年產(chǎn)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(chǎn)來(lái)講，7噸干燥的秸稈能夠生產(chǎn)出1噸燃料乙醇。而目前國(guó)內(nèi)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(wàn)噸燃料乙醇的發(fā)展目標(biāo)，僅需要2100萬(wàn)噸的秸稈。

據(jù)了解，我國(guó)目前還有3套纖維素乙醇示范裝置，分別在河南天冠集團(tuán)、安徽豐原集團(tuán)、山東龍力科技優(yōu)先公司，生產(chǎn)能力從幾千到上萬(wàn)噸不等。

蕭函提醒，目前國(guó)內(nèi)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(chǎn)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(zhì)發(fā)電產(chǎn)生沖突。

但在石元春看來(lái)，纖維素乙醇在短期要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并不是容易的事，“這是各國(guó)都在攻關(guān)的制高點(diǎn)，做也能做，就是成本太高，很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)。”

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

不過(guò)，中糧正在試圖打破“無(wú)法產(chǎn)業(yè)化”這個(gè)固有的結(jié)論。“我們將在黑龍江，或者是其他合適的地方去建一個(gè)5萬(wàn)噸規(guī)模的纖維素乙醇廠。”林海龍介紹，“時(shí)間不會(huì)太久，我們正在等待發(fā)改委批準(zhǔn)。”

固、氣態(tài)燃料或?yàn)楹隈R

盡管眼下來(lái)看，生物質(zhì)直燃發(fā)電仍是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，但是石元春預(yù)計(jì)，固體成型燃料和產(chǎn)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(shí)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(zhì)原料的瓶頸是它的松散，能量密度低和不便運(yùn)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(yùn)輸和市場(chǎng)流通。”

不過(guò)，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(wàn)的秸稈粉碎成煙絲那么細(xì)，壓縮成燃料燃燒，對(duì)于我們電廠來(lái)說(shuō)，成本還是太高了，太奢侈。”莊會(huì)永表示。

莊介紹，國(guó)能生物收集秸稈的成本約在240元/噸，加上打包、存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)膬r(jià)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(guò)1000元/噸。”

“當(dāng)前我國(guó)成型燃料宜以供熱市場(chǎng)為主，特別是全國(guó)幾十萬(wàn)個(gè)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(diǎn)，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(shì)。上世紀(jì)八九十年代，在中國(guó)開始發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣的時(shí)候，德國(guó)與瑞典等開發(fā)了沼氣的規(guī)模化生產(chǎn)與工業(yè)性用途，因此被叫做“產(chǎn)業(yè)沼氣”。

“產(chǎn)業(yè)沼氣生產(chǎn)技術(shù)在德國(guó)瑞典等歐洲國(guó)家已相當(dāng)成熟，商業(yè)化程度高。”石元春說(shuō)，“但我國(guó)目前沼氣的規(guī)�；�程度和容積產(chǎn)氣率尚低，分離純化技術(shù)和設(shè)備剛起步。”

不過(guò)，他認(rèn)為這些都是可以很快彌補(bǔ)和趕上的，“預(yù)計(jì)一兩年內(nèi)，北京、河南、山東、海南、河北等地將出現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)純化壓縮的車用沼氣CBG的示范試點(diǎn)。只要扶持政策和標(biāo)準(zhǔn)制定到位，逐步健全物流系統(tǒng)和培育市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)沼氣必將有個(gè)大的發(fā)展。”

來(lái)源：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道