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    生物質能:農業和城市廢棄物的重生

    更新時間:2022-08-15 09:17:13點擊次數:2933次字號:T|T

    摘 要

    田野里的秸稈不再隨意燃燒,城市里的垃圾有序分類,使我們的天空更藍、空氣更清新、土地和水更純凈。那沒有燃燒的秸稈和有序分類的垃圾去哪里了?它們化作了電力、燃氣和燃油等生物質能源,為我們更好的生活重新出發,再次創造價值。


    在國家環保與能源發展政策的推動下,生物質能在近十年迎來快速發展,供能規模從2010年的1,200萬噸標煤增長至2020年的4,700萬噸標煤,年平均增速達15%。在國家政策的持續推動下,到2025年,預計全國生物質供能規模將突破7,000萬噸標煤,繼續保持高速增長。

    ? 生物質發電/供熱:短期內,受限于區域型生物燃料短缺、環保要求提高、國家補貼縮減等因素,生物質發電/供熱將進入調整期;長期來看,受益于全國范圍內豐沛的燃料供應和國家對農村清潔電力/熱力的25GW建設目標,生物質發電/供熱將迎來穩健發展。

    ? 城市垃圾制生物天然氣:多個城市計劃在2030年實現80%—100%的垃圾分類回收和處理,因其低空氣污染排放的特點,城市垃圾制生物天然氣將迎來新一輪增長。

    ? 農村沼氣:在養殖業集中化趨勢下,大型農村沼氣設施逐漸替代家庭沼氣池成為市場主流;預計未來在進一步的養殖集中化和政策補貼激勵下,農村沼氣將迎來高速增長。

    ? 生物柴油:向歐盟出口是我國生物柴油行業當前最主要的銷售渠道,未來幾年,隨著歐盟需求進一步提升、國內需求逐步興起以及原料收集持續改善,生物柴油市場將保持強勁的增長勢頭。

    ? 生物乙醇:生物乙醇具備廣闊的需求空間,但是受糧食安全問題限制,高淀粉作物生物乙醇的進一步發展空間有限;若能突破纖維素生物乙醇制造技術,我國生物乙醇的供給能力將大幅提升。



    本文將就這五大細分領域,從發展現狀、產業格局、未來機遇與挑戰等維度簡要介紹中國生物質能市場的基本情況。


    1

    生物質發電/供熱


    生物質發電/供熱一般指通過燃燒農作物秸稈以及林業廢棄物進行單純發電或熱電聯產。2005—2020年間,在政策推動下,我國生物質發電/供熱領域歷經三大階段,累計新建生物質發電/供熱裝置達13.3GW。


    由于生物質收集、儲運的本地化屬性,生物質發電/供熱市場格局較為分散,眾多國有電力企業、民營龍頭和民營中小企業都參與其中。地方政府在項目立項和審批過程中發揮著決定性作用,但較少直接影響生物質電(熱)廠的日常運營。

    短期來看,受燃料區域性短缺、尾氣環保要求提高、國家補貼逐步退出等因素影響,生物質發電/供熱領域將進入調整期。

    ? 由于缺乏全面的產能規劃,部分生物質燃料豐沛地區出現了裝機量過大、燃料供給不足的問題,導致生物質發電/供熱成本上漲。


    ? 2020年以來,部分省份(如河南、山東等)對當地生物質電(熱)廠尾氣中氮氧化合物含量提出更高要求(<20mg/m3),導致生物質發電/供熱企業需增加額外約15%的固定資產投資。

    ? 2020年,國家要求中央財政每年給付新建生物質電(熱)廠的補貼總額控制在15億元以內,并將逐年降低補貼總額上限;地方政府補貼雖可協商,但顯著低于國家補貼。

    長期來看,全國范圍內擁有可觀的燃料供應潛力,在政府持續的政策支持下,生物質發電/供熱市場將迎來穩健發展。

    ? 雖部分地區已經出現燃料供不應求的局面,但是全國范圍內仍有85%的生物質燃料尚未被有效利用。

    ? 到2035年,國家計劃新建25GW生物質熱電聯產機組作為農村地區清潔電力/熱力來源。


    2

    城市垃圾制生物天然氣


    在全國各城市不斷強化對餐飲和生活垃圾監管的趨勢下,城市垃圾制生物天然氣領域在過去五年經歷了快速發展,供能總量從2015年的11萬噸標煤提升至2020年的88萬噸標煤。


    ? 餐飲廢棄物:2018年,由于餐飲廢棄物是導致非洲豬瘟在中國傳播的重要原因,政府開始禁止使用餐飲廢棄物進入養殖業,為生物天然氣制造提供原料供給。

    ? 家庭廚余垃圾:2017年,國務院首次發布生活垃圾分類政策,以逐步實現在2020年35%的生活垃圾再利用率。

    在城市垃圾管理規范化、垃圾再利用政策支持等有利因素下,城市垃圾制生物天然氣行業將迎來快速增長,預計到2025年,供能量將超過240萬噸標煤。

    ? 到2030年,多個城市計劃實現80%—100%的垃圾實現分類投放、回收和處理。

    ? 制生物天然氣是城市垃圾處理的重要路徑,可提升城市垃圾管理能力,與垃圾管理工作實現協同。

    ? 相比于垃圾直接燃燒發電,通過厭氧發酵工藝生產的生物天然氣發電可顯著減少二氧化硫和氮氧化物等空氣污染物。


    3

    農村沼氣


    在強有力政策支持和養殖業集中化程度提升的趨勢下,大型農村沼氣設施的沼氣產量實現大幅度提升。農村沼氣設施布局相對分散,由大規模養殖場通過EPC合同的方式進行建設并自主運營,所以設施建設與沼氣產量及大規模養殖場的發展趨勢息息相關。

    ? 2017年,發改委印發《全國農村沼氣發展“十三五”規劃》,為大型農村沼氣設施建設提供40%的投資補貼。

    ? 養殖行業集中化趨勢明顯,大型養殖場正替代家庭養殖,為大型沼氣設施建設提供了更好的基礎。




    4

    生物柴油


    得益于歐盟對生物柴油的旺盛需求、國內餐飲廢棄物回收監管的不斷完善以及政策支持等因素,中國生物柴油市場增長迅速,規模從2015年的40萬噸增長至2020年的130萬噸,年平均增速達26%。


                


    在我國,生物柴油產業鏈主要由地溝油回收、燃料用生物柴油生產、出口等環節構成:

    ? 利用地溝油生產燃料用生物柴油是我國生物柴油領域產業流程的主要路徑;目前,我國燃料用生物柴油產能合計約100萬噸,集中于三家民營企業,CR3達65%;

    ? 國內生物柴油價格顯著低于出口價格,致使我國生物柴油的銷售以出口為主,少量產品銷售給國內的石油企業進行摻配;

    ? 國內尚無生物柴油使用比例的增長目標,生物柴油的需求落后于歐盟和美國;但隨著碳達峰、碳中和目標的逐步落實,我國極可能出臺明確的生物柴油增長目標,本土需求也將迎來較快增長。

    在歐盟出口需求強烈、中國綠色經濟政策落實以及原料收集環節改善的情況下,生物柴油產業在接下來幾年將保持持續增長勢頭,預計到2025年,實現總供能達380萬噸標煤。但是長期來看,受到餐飲廢棄物總量的限制,生物柴油產量可能遇到增長瓶頸。


    5

    生物乙醇


    出于糧食安全考量,我國對生物乙醇的發展十分謹慎,主要將制造生物乙醇作為一種合理利用超期糧食和低食用價值糧食的技術工具?!笆濉逼陂g是我國生物乙醇產業的萌芽階段,主要利用超期糧食生產生物乙醇,以避免超期超標糧食進入正常的糧貿渠道。2007年以后,生物乙醇產量迎來穩健發展,年平均增速約5%,到2020年實現生物乙醇產量320萬噸。

    使用超期糧食生產生物乙醇的技術已經成熟,但在運營過程中,生物乙醇企業在項目啟動、原料采購和產品銷售上都受到國家發改委的高度監管。

    中國重視糧食安全問題,提出了“確保谷物基本自給,口糧絕對安全”的新糧食安全觀。* 因此,在生物乙醇發展上,預計我國將繼續保持謹慎態度。但是,如果在纖維素生物乙醇領域實現技術突破,纖維素生物乙醇將對我國生物質能發展提供強勁助力。

    * 來源:人民網,《保障糧食安全,端牢中國飯碗》。


    相比于生物質發電,纖維素生物乙醇在空氣污染排放、附加值、市場需求規模等領域更具優勢,是對農作物秸稈的一種具備更高價值的處理和利用手段。但是,在纖維素生物乙醇的生產過程中,仍存在預處理成本高、水解酶昂貴、發酵菌種仍待開發、蒸餾能耗高等一系列挑戰,離工業化運營尚存較大差距。


    文章來源:微信公眾號 BCG波士頓咨詢

    (編輯:admin)
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