石元春:我国需要新的国家能源战略

2010-12-09 09:23 来源: 科学时报
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——为编制国家“十二五”规划建言献策


中国科学院院士、中国工程院院士 石元春

  国家发改委主任张平11月初在北京宣布启动全国人民为编制“十二五”规划建言献策活动,作者谨以此文相献。

我国需要新的国家能源战略

  近年全球气候变暖和化石能源资源渐趋枯竭的坏消息频传,应对全球气候变化和能源转型已成为一股强劲的世界潮流。美欧和巴西正在领跑这场21世纪的“马拉松赛”,我国情况又是如何?

  中国经济快速发展,能源需求剧增,缺口不断扩大,以及化石能源资源贫乏的先天不足的矛盾日益突出。以2005年计,中国煤炭、石油和天然气的储产比分别为52、14和45,也就是说,如无重大矿藏资源发现和不计进口,中国的煤炭、石油和天然气分别只够用52年、14年和45年。如按2010年计,就更加令人寝食不安了。

  面对剧增的能源需求,现行的做法一是“竭泽而煤”,2000年的原煤产量12亿吨,2007年上升到25.3亿吨,7年翻了一番,一缺电就想到挖煤;二是石油和天然气到国外去买去采,2009年的石油进口依存度为53.6%,天然气也近30%,油气已是事实上的立足国外了。

  我国虽也提出2020年可再生能源在能源消费总量中达到15%的目标,可是按大水电属传统能源的联合国惯例就只剩下7.5%了。此外,这是按2020年能源消费总量40亿吨标煤计算的,显然这是打不住的,所以实际比7.5%还少。2009年末,国家能源局又提出“实现到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右”,也就是加进核能后仍是15%,可再生能源的指标可能不到5%了,而美欧是20%,巴西、瑞典更高。另外,我国以煤为主的能源消费结构使二氧化碳排放量居世界首位,大气污染严重和减排的国际压力越来越大,现在正在开坎昆会议。

  能源资源极贫,需求与缺口剧增,事实上的立足国外,以及在化石能源上大刀阔斧和一掷千金,而在可再生能源上遮遮掩掩和裹足不前的现实说明,我国的能源形势已经相当严重,病得不轻了。

  当今世界,经济即国力,能源是基础。我国的崛起必然引起美日等国家的警觉与反制,能源不能自主和需求立足国外乃国之软肋与重大隐患,一旦有个风吹草动,对国内经济和社会的负面影响将不可估量。崛起中的中国需要的不是踌躇满志,而是多一些忧患与安全意识,多一些远虑和未雨绸缪的谋划。近十年中国和世界能源形势变化实在太大了,早先提出的48字能源方针和现行能源政策应该重新审视与评估了,需要研究和制定一个新的国家能源大战略,其关键词至少有“自主”、“安全”与“积极转型”。

发展可再生能源以生物质能源为主导是大趋势

  在未来相当长的时间里,化石能源仍将是主导性能源,所谓的能源转型主要是指可再生能源对化石能源的逐渐替代。在此过程中,各国竟殊途同归地走上了以生物质能源为主导之路。

  在早期,20世纪70年代爆发世界石油危机和开始寻求石油替代时,美国的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北欧的生物质发电、德国的沼气等纷纷出台。后来美国进行甲醇车用燃料试验失败后进一步确认了生物乙醇方向,瑞典在进行公交车的9种替代燃料试验后也最终选择了沼气与生物乙醇。

  1999年美国发布了《开发和推进生物基产品和生物能源》总统令,制定了一个关于到2030年以生物质燃料替代目前石油消费总量30%的发展目标,占国家电力的5%、交通运输燃料的20%和化工产品的25%。2005年美国能源部给国会提交的一份报告说:“生物质已经开始对美国的能源作出贡献,2003年提供了1亿吨标煤能量,占美国能源消费总量的3%,超过水电而成为可再生能源的最大来源。”

  美国20世纪90年代开始建设大型风能和太阳能试验装置并逐渐加大开发力度,更彰显了生物质能源的主导角色。分别于2005年、2007年、2008年和2009年经国会通过的《美国能源政策法案》、《能源自主与安全法案》、《农业法案》和《美国清洁能源安全法案》均是以法律形式确定了生物质能源的主导地位和具体发展指标。据美国能源信息署(EIA)不久前发布的《能源展望2010》预测,2008年至2035年间石油消费量的增长部分将全部由液体生物燃料提供,燃料乙醇的消费量可占到石油消费量的17%以及使原油进口依存度由70%以上降低到45%;发电量的增量中可再生能源占41%,其中生物质发电占49.3%,风电占37%,光伏发电占4.2%。也就是说,未来的二三十年里,美国的生物质能源不仅要全部担当起替代石油增量的任务,还要在可再生能源发电中挑起半壁河山的重担。

  2007年欧盟通过立法提出2020年能源消费总量中可再生能源要占到20%,交通部门燃料消费中生物质能源要占到10%的目标。瑞典是一个杰出代表,其能源消费结构中的石油份额由1970年的77%下降到2008年的32%;生物质能的工业用途达1230亿千瓦时,分别是天然气(100亿千瓦时)和煤炭(270亿千瓦时)的12.3和4.5倍。其生物质供热发电1030亿千瓦时,占全国能源消费总量的16.8%,占供热能源消费总量的71.6%。在2006年的世界生物质能源大会上,瑞典总理佩尔松宣布:“生物质能源已能满足目前瑞典25%的能源需求,2020年瑞典将成为世界上第一个不依赖石油的国家。”

  在巴西,生物燃料产值已经占到全国GDP的8%,超过信息产业而排在第一位。巴西已建成10大甘蔗乙醇生产基地和由甘蔗种植—乙醇加工—专用汽车FFVs—国内市场—国际贸易的一套完善体系。在2008年的“国际生物燃料大会”上,巴西全国公民协会主席Dilma Rossef在开幕词中讲道:“巴西的经济是建立在可再生能源基础上的,目前全国以生物乙醇替代了50%的汽油(2009年达56%,作者注),生物柴油替代了3%的化石柴油,这一比例正在快速提高。2003年启动了的灵活燃料汽车(FFVs)市场,现已有700多万辆(2010年2月已超过1000万辆,作者注),汽车销售中90%以上是FFVs汽车。”巴西国内有1.2万架小型及农用飞机使用乙醇燃料。

  印度于2004年开始石油/农业领域的“无声的革命”,制定了2011年全国运输燃料中必须添加10%乙醇的法令,违者将被起诉等等。连生物质资源贫乏的日本,2002年也经内阁会议审议通过了《日本生物质综合战略》,提出由“石化日本”向“生物质日本”的战略转变和制定了“摆脱石油”的时间表。

  各国在可再生能源发展中不约而同地走上以生物质能源为主导的道路,主要是由生物质能源的特质决定的。

以生物质为主导是其特质所决定的

  能给地球持续提供能量来源的是太阳辐射。由于球体不同部位接受的辐射量不等和不同地面物质的不同热反应,导致近地面大气流动而蓄动能于风;导致水在地面与大气间蒸散与凝降而蓄势能于江河;通过植物光合作用而蓄化学能于生物质,以及可以通过人工设施而集聚太阳辐射的热能和发电。所以,风能、水能、生物质能和太阳能乃太阳辐射赋存于不同载体所表现出的不同能态,是一母所生的兄弟,但又是“龙生九种,种种不同”。

  风能、水能、太阳能、地热,以及核能、氢能和未来的核聚变等均为物理态能量,需要通过复杂的技术和装备才能转化为电与热,而且风能和太阳能很不稳定和储能性差。生物质能则别具一格,是太阳辐射经植物光合加工转化后形成的,以生物质为载体的一种化学态能量,既稳定又储能,原料易得,现代加工转化技术与途径多样,产品既有热与电,又有固、液、气三态的多种能源产品,以及塑料、生物化工原料等众多的非能生物基产品,这些特质与功能是其他所有物理态清洁能源所不具备的。此外,生物质能源的生物性使它与农业和农民有着亲密关系,可以帮助农民增收,促进农村经济发展,这也是其他所有物理态清洁能源做不到的。正是这种特质与功能,使人们在需要对化石能源替代时,首先想到的是生物质能源,利用已有技术进行生物质的直燃或混燃发电;利用甘蔗、玉米和纤维素等生产乙醇和生物柴油;利用畜禽粪便和城市污水垃圾等生产沼气等等。这是生物质特质所决定而不是人的意志和政策导向所能长期左右的,谁看不到这一点谁就会吃亏。

  将生物质能源提升到应有的战略高度

  美欧等工业化国家很重视生物质能源的促农功能,对农村经济还很落后的发展中国家就更具重要意义。中国的“三农”问题已严重影响到社会公正与和谐稳定,影响经济的健康和持续发展,生物质能源正是解困“三农”的一剂良药,发展现代农业的必经路径。

  中国“三农”困境的病根是将8亿农民捆绑在人均不到0.1公顷土地上从事附加值极低的粮食和初级农产品生产上,他们的收入增长和享受到的福利怎能与城里人相比,城乡差距只能越拉越大,这是长期执行工农二元化和城乡二元化的结果。正如十七届三中全会提出的,“当前推进农村改革中城乡二元结构造成的深层次矛盾突出”,要“把着力构建新型工农、城乡关系作为加快推进现代化的重大战略”。十七届五中全会提出要“更加注重保障和改善民生,促进社会公平正义”和“加快发展现代农业,拓宽农民增收渠道”。当前中国最大的“民生”和“公平正义”就是对8亿农民的民生和公平正义,而发展“现代农业”的根本是要改变现行的落后的农业产业结构。免农业税、发种粮补助、搞新农村建设等非常必要,但更重要的是培育“三农”自身的“造血功能”和“成长机制”。

  将“三农”局限于初级农产品生产的产业结构是不行的,必须将生产链条向农产品加工和生物质产业等高附加值方向延伸并组织农民参与,必须推进农业和农村的工业化、市场化和城镇化,否则现代农业就是一句空话。生物质产业的原料生产一头在“三农”,加工和市场一头在工业和城市,是“构建新型工农、城乡关系”的最佳“纽带”和“抓手”。而且生物质能源又是清洁的、低碳的、可持续的,是一个市场需求极旺的时代宠儿,国家何不将这个时代机遇尽早地惠及“三农”?

  如果使每年可用于能源的4亿吨秸秆(其中1亿多吨被白白地焚烧)得到开发,可相当于8座三峡发电站和帮农民每年增收800亿~1000亿元;如果利用非粮低质边际性土地种植甜高粱和薯类,可每年转化为1亿吨燃料乙醇和使农民增收1000亿至1500亿元;如果开发畜禽粪便等有机废弃物,可转化为900亿立方米的天然气(相当于全国现消费量)和使农民增收1000亿元。这是多么宝贵的一笔财富,它还可以促进农村工业化、城镇化,农村富余劳动力就近转移就业,缩小工农差距和城乡差距;可以使国家公平正义、科学和谐地发展和维护社会稳定。这种对农民对国家功德无量的事情难道不值得在“十二五”规划中留下浓墨重彩的一笔吗?

  农业部门是美国实现节能减排的重点。奥巴马总统上任才两三个月就对农业部长Vilsack下达了总统令,要求农业部大力加快生物燃料产业的投资和生产,在美国建立永久的生物燃料基地,扩大生物燃料基础设施,利用这个产业为美国加快发展农村经济提供唯一的机会,同时减少对外国石油的依赖,迎接21世纪美国国家最大的挑战之一。可惜在长期受工农二元影响下的中国,生物质能源被“就能源论能源”地划归到能源工业部门而备受歧视、欺侮和冷落。最近成立的国家能源委员会的组成中,连外交部和解放军总参谋部都参与了,唯独没有农业部和国家林业局,从另一个侧面反映了我国当前重化石能源轻生物质能源,和重外轻内的倾向。

  我国一面强调“三农”是“全党工作的重中之重”和“着力构建新型工农、城乡关系作为加快推进现代化的重大战略”,一面又忽视以至排斥能够“构建新型工农、城乡关系”的重要“纽带”和“抓手”,这是观念落后和行政体制不健全的一种表现。希望“十二五”规划中不要再“就能源论能源”地对待生物质能源了,只有打破现行的工农分隔体制和上升到解困“三农”和实现农业现代化的战略高度,“十二五”规划中的生物质能源才有可能科学到位。

 
中国生物质能源具有突出的资源优势

  在我国的可再生能源中,生物质能源占尽了资源优势。

  据中国工程院可再生能源发展战略咨询报告资料,我国水电的经济可开发量4.02亿千瓦,年发电量能力1.75万亿千瓦时,开发程度32%;陆地风能(离地面10米高度)的技术可开发量2.97亿千瓦,可开发面积20万平方公里,离岸20公里海域范围内技术可开发量1.80亿千瓦,可开发面积3.7万平方公里(即能形成风电场的面积为国土面积的1/40);可利用的生物质原料资源量为11.71亿吨标煤,其中48.2%来自农林有机废弃物,51.8%来自低质边际性土地上的能源植物;太阳能资源丰富,但目前尚无资源量的具体数据。

  我国不含太阳能的清洁能源的年开采资源量为21.48亿吨标煤,其中生物质占54.5%,大水电、小水电和风电分别占18.5%、8.7%和15.5%,核电为2.8%,生物质能源的资源量是水能的2倍和风能的3.5倍。在区域分布上,水能资源集中于西南,风能和太阳能资源集中于西北和青藏高原,而生物质资源则富集于经济发达的东部与南方。风能与太阳能的资源富集区与终端市场的分离,使得如河西走廊的风电需经一两千公里的远距离传输,而生物质能源则可以就地消费。

  不同生物质原料适合生产不同的能源产品,经原料与产品的匹配与整合,11.71亿吨标煤的生物质原料中,约4.59亿吨标煤的产能(39%)适合于生产液体燃料以替代石油;约5.59亿吨标煤产能(48%)适合于生产固体燃料以替代燃煤;约1.53亿吨标煤产能(13%)的生物质原料适合于生产气体燃料以替代天然气。

  我国的可再生能源中,生物质能源的资源量最大和占尽区位优势,原料与产品又多种多样和可以全面替代石油、煤炭和天然气,生物质能源是篇值得大书特书的大文章。

固体生物质燃料要有大的发展

  生物质原料资源中以固体者最多,仅作物秸秆、林业剩余物和林地生物质三项的年产能潜力即超过7亿吨标煤,其中秸秆原料与木质性原料分占四成和六成,分别富集于农田和林地,可以有直燃发电、混燃发电、裂解气化或液化等多种转化途径与产品。固体燃料可随着资源状况和技术成熟度的不同而在不同时期和地区选择不同开发重点,宜多元化开发而不存在绝对优劣取舍与非此即彼。

  生物质供热发电是最简捷的一种对煤的替代方式,至今在美欧仍为生物质能源的重要品种,技术成熟和产业化程度最高,可作为我国近中期选择开发的重点。当前可用于能源的4亿吨秸秆中被白白地焚烧掉的就有1亿多吨,仅以此转化为电力即可相当于两个三峡电站。另一大块是我国的1亿公顷天然林需要人工抚育,每五年轮流清林一次,平均每年可获得1.6亿吨生物质,相当于一座年产1.3亿吨的煤田。生物质直燃发电要注意向热电联产和混燃方向发展,将热效率提高到90%以上。同时注意因地制宜地发展热裂解气化和技术成熟后的秸秆沼气与纤维素乙醇,使更多营养物质回归土壤。

  开发固体生物质原料的瓶颈是它的松散,能量密度低和不便运输流通。经粉碎压缩后的成型燃料则可以解决这道难题,其容重与热值接近于原煤,且干净、便于运输和市场流通。当前我国成型燃料宜以供热市场为主,特别是全国几十万个中小燃煤供热锅炉因难以清洁燃烧而成为节能减排的死角和难点,成型生物燃料替代是一种最佳选择。

  成型生物燃料可直接用于燃烧供热发电,也可以作为裂解气化/液化,纤维素乙醇和其他生物基产品的原料。成型燃料从原料收集、成型、运输及相关机械制造是一个较长的生产链条,可以吸引企业资金、技术、管理和服务的参与;可以带动农村工业,提供就业岗位和增加农民收入,这是一个有数亿吨产品交换流通的大市场,培育成型燃料市场对推动固体生物燃料产业具有重要意义。按《可再生能源中长期发展规划》,成型燃料的2020年指标是3000万吨,目前仅几十万吨,“十二五”期间要有一个大的发展。

  秸秆直燃发电是“十一五”期间产业化推进较快的一种生物质能源。截至2008年底,国家发改委已审批170余项生物质发电项目,总装机容量460万千瓦;已投产50项,装机容量110万千瓦。按《可再生能源中长期发展规划》,2020年生物质发电的3000万千瓦指标,“十二五”期间至少需要新增1000万千瓦以上的生物质发电能力。有人担心秸秆发电是否会影响还田,其实几千年来一半以上的秸秆都是用作薪柴,从来就不是全部还田和养牛的,更何况当前并不是争夺秸秆资源,而是尽快治理亿万吨冗余秸秆被露地焚烧的顽疾。有人认为收集和运输秸秆耗能多不合算,其实秸秆的收集、打捆和运输的机械化基本解决,收集半径不过百公里,肯定比从数百公里外运煤到火电厂的耗能少得多。

燃料乙醇不能停,要加快步伐

  我国石油资源最缺,需求增长最快,进口依存度最高,无疑应为能源转型替代的重点,尤其是运输用燃料。美欧与巴西等对运输用化石燃料的替代主要是燃料乙醇,美国2020年的替代目标是汽油消费量的20%;欧盟是生物燃料占运输燃油的10%;巴西现在已达56%,我国仅2%。自2005年到2009年,美国燃料乙醇的年产量新增了2000万吨、巴西新增了700万吨、欧盟新增了250万吨,我国仅新增60万吨,严重滞后。

  我国“十五”以陈化粮乙醇起步,2005年过百万吨,居世界第三。“十一五”期间因粮食趋紧而叫停新增粮食乙醇和鼓励发展非粮乙醇是非常及时和正确的,只可惜此间粮食乙醇生产依旧,非粮乙醇只完成了新增200万吨指标的10%。在“十一五”的前四年里,我国汽车由722万辆增加到1364万辆,石油净进口量由1.68亿吨增加到2.19亿吨,而燃料乙醇仅增加了32万吨。再次说明当前应对石油和运输燃料缺口迅速扩大的办法单纯以巨资到国外去买而不重视对本国绿色替代能源的开发,这无疑是短视和有害的。

  第1代的粮食乙醇在我国绝不可行,现有的年产100多万吨也应该尽快转为非粮。美欧斥巨资攻关多年的2代纤维素乙醇,因技术难度太大于不久前宣布大幅调低2011年的生产指标,而我国在纤维素乙醇上一直没有认真下过功夫。2010年燃料乙醇年产仅100多万吨,2020年的指标是1000万吨,如此大的任务,靠粮食乙醇吗?绝不行!靠纤维素乙醇吗?太不实际!靠什么?

  今年5月在北京举行的中美先进生物燃料论坛上,我们提出了“1.5代乙醇”的概念,即以中国优势的非粮能源作物甜高粱、薯类和菊芋等为原料生产燃料乙醇,技术成熟,设备国产,可较快形成产业化和规模化生产。发展非粮乙醇还能将我国千万公顷沉睡的边际性土地和广大农民的积极性激活,它是完成2020年1000万吨燃料乙醇指标的唯一和最佳选择。令人高兴的是,制约甜高粱乙醇产业化的发酵工艺瓶颈最近终于得到解决,清华大学固体发酵技术及其产业化生产的成功将极大地推动我国具有巨大潜力的甜高粱乙醇的发展,希望能引起政府关注。

  “十一五”即将过去,“十二五”的燃料乙醇该有个说法了。是1代、2代,还是1.5代?新增300万吨还是500万吨?是按“十一五”不成功的政策还是放开和鼓励民营中小企业参与的政策?当然,在抓1.5代乙醇的同时,要下真功夫抓实纤维素乙醇和微藻生物柴油的研发,作好技术储备,做到兼顾当前与长远,现实与前景。

产业沼气替代天然气该提上议事日程

  上世纪八九十年代,在中国开始发展农村户用沼气的时候,德国与瑞典等开发了沼气的规模化生产与工业性用途,我们叫它“产业沼气”。30年过去了,中国农村户用沼气池从600多万个发展到了3000多万个和年产沼气120亿立方米,而欧洲的产业沼气也由以城市污水和有机垃圾为原料发展到以畜禽粪便和专用能源作物为原料;由传统厌氧发酵工艺发展到连续搅拌发酵(CSTR)和中高温发酵工艺;由供热发电发展到对天然气的替代;由环保目标发展到能源环保目标。德国有4780家沼气厂(2009年),装机容量1600兆瓦;瑞典有沼气驱动车1.5万辆(2007年),加气站布网遍布全国,预计2040年前后全国天然气消费将由产业沼气替代。俄乌“斗气”加速了欧盟沼气对天然气的替代,2009年的产业沼气产量已达140亿立方米。

  我国继石油进口依存度过半后,液化石油气的进口依存度也快速上升到30%。由于天然气缺口迅速扩大和供应吃紧,近年以巨资向澳大利亚、土库曼斯坦、伊朗、俄罗斯等大规模引进天然气和在沿海大规模设立LNG接收站,而国内丰富的沼气原料资源却弃而不用。我国仅大中型养殖场废水、工业有机废水和城市污水三类原料即具年产830亿立方米沼气,或700亿立方米天然气的资源潜力,接近于现全国天然气的年消费总量。产业沼气的原料比较集中,易于收集和规模化生产,生产过程即是有机污染物的无害化和资源化过程,可与资源循环利用和环保融为一体,与发展农村经济和新农村建设密切结合。在碳水化合物的各种转化中,以厌氧反应的能耗最低,减排效率最高,可以充分保存植物营养物质和有机质还田,还有纯化后的沼气可以共用现成的天然气输运/分配系统的优势。

  产业沼气生产技术在德国瑞典等欧洲国家已相当成熟,商业化程度高。我国目前沼气的规模化程度和容积产气率尚低,分离纯化技术和设备刚起步,但这些都是可以很快弥补和赶上的,预计一两年内,北京、河南、山东、海南、河北等地将出现生产经纯化压缩的车用沼气CBG的示范试点。只要扶持政策和标准制定到位,逐步健全物流系统和培育市场,产业沼气必将有个大的发展,为减轻国家天然气缺口压力作出贡献。

  发展产业沼气需要观念创新与模式升级,即在继续发展农村户用沼气的同时,向产业沼气升级;农村能源向商业能源升级;单纯为环保处理向能源环保双赢升级。建议在制定“十二五”规划中将农村户用型沼气与产业沼气分开,产业沼气中的自用与商用分开,供热发电与替代天然气的CBG分开,分别提出发展指标并重在CBG。

 
用20年时间建设本土绿色“三田”

  化石能源资源会越来越少,价格会越来越贵,从长远和战略上看,我国必然或迟早是要建设自己的生物质能源基地的,这个百年大计早谋划早主动。

  绿色煤田是指能替代煤炭的生物质发电和成型燃料等的原料生产基地,主要有:

  ——秸秆绿色煤田,位于粮食主产区,年产出潜力约3亿吨原煤;

  ——清林绿色煤田,位于天然林区,年产出潜力约1.2亿吨原煤;

  ——荒坡绿色煤田,全国宜林荒山荒坡,年产出潜力约3亿吨原煤;

  ——沙地绿色煤田,位于北方四大沙地,年产出潜力约3000万吨原煤。

  绿色油田是指能替代石油的液体生物燃料的原料生产基地,主要有甜高粱乙醇绿色油田、薯类乙醇绿色油田和木本油料绿色油田。它们主要分布在蒙东及东北三省西部、环渤海及长江口以北的海涂和滨海盐土、内蒙古中部、武陵山区等8大片宜能荒地及约1000万公顷的非粮低产农田。绿色油田的年产出潜力是1亿吨燃料乙醇。如纤维素乙醇和微藻转化技术取得突破,还有这两片潜力巨大的绿色油田。

  绿色气田是指能替代天然气的产业沼气原料生产基地。仅三片气田的年产出潜力即有830亿立方米沼气或700亿立方米天然气,它们是:

  ——加工业有机排放物绿色气田,主要有两广地区的废糖蜜、淀粉加工高COD废水等;

  ——大型养殖场绿色气田;

  ——大城市与周边有机垃圾及污水绿色气田。

  在建设绿色“三田”上,对兼有环保功能的农林及加工业有机废弃物利用无异议,但开发宜农后备荒地和宜林荒山荒坡是否会引起生态恶化呢?是的,过去曾经有过,但以现在的理念、技术和政府管理水平,不仅不会恶化生态,还可以使受损生态得以修复与重建。现在国家那么缺油少气,能源安全形势那么严峻,为什么不能启用这些储备性土地去建绿色“三田”?资本不流通是“死钱”,该用的地不用就是“废地”。为什么不能为农民栽种出这一片片的“摇钱树林”呢?

  任何加工工业都需要有原料生产系统的支撑,火电厂需要采煤业支撑、冶金业需要采矿业支撑、石化业需要采油业支撑,当然,转化绿色电力、燃料乙醇、生物柴油和生物天然气也是需要原料生产系统,即绿色“三田”支撑的,这是大工业生产的分工。道理虽然简单,但是前者的原料生产与加工生产两头都在工业系统,人们熟悉和习惯了,而生物质能源的加工生产在工业系统,原料生产在农业系统,人们对它不熟悉不适应。为什么国家不能像开煤矿和钻石油一样地投资建一批大型的绿色煤田、绿色油田和绿色气田呢?发展新产业需要新观念新行动。

  当前我国发展经济中的第一要务是扩大内需,如果从每年约1万亿元的购油款中拿出一小部分用于建设本土绿色“三田”及生物质能源的转化加工企业群,可以培育出一个庞大的内需市场。从土地和农民,农林废弃物和非粮能源植物,原料生产和加工转化,机械制造和储藏运输,科技研发和社会服务等,是多么长的一个链条,可以提供多少的工作岗位啊!巴西的甘蔗乙醇生产可以带动农业、机械制造、化工、汽车等13种行业;石油工业每提供1个工作岗位计,水电和煤炭可提供3~4个,而乙醇产业可以提供152个;每提供一个工作岗位,乙醇产业的投资额是1.1万美元,而消费品、汽车、冶金和石油化工分别是4.4万、9.1万、14.5万和22.0万美元。生物质能源是个投资、提供就业岗位多和带动面广的产业,这也是风能和太阳能所不能及的。

  建议国家对建设本土绿色“三田”有个长眼光和大战略,在“十二五”规划中开始谋划。

中国生物质能源企业已经“破土出茧”

  “十二五”期间,一批民营生物质能源企业在艰难条件下破土而出了,它们不是传统的能源产业和制造业,而是新型的农工联合型企业。

  国能生物发电集团2004年自丹麦引进生物质直燃发电技术,经消化吸收和再创新过程,已经是技术世界先进和设备可以全部国产化,特别是创造了适合华北粮食主产区田间秸秆收集储运的机械化系列和已建立起与农民合作机制。截至2009年8月,该公司已建成类似生物质发电厂的项目20个,在建项目10个,总装机容量达420MW,年消耗秸秆400万~450万吨秸秆,农民新增收入8亿~9亿元,2009年的发电量为30亿千瓦时。

  武汉凯迪公司以农林废弃物为原料,先后在湖北、湖南等5省建成14座生物质热电厂,替代15万吨标煤,发电27亿千瓦时和减排二氧化碳330万吨,农民增收7.5亿元和获得4.5万个工作岗位。二期工程计划建装机容量为300万千瓦的100个生物质热电项目,替代标煤1500万吨和减排二氧化碳3000万吨,为农民年增收60亿元和获得40万个岗位。

  一位房地产商为回报社会,2005年开始自筹资金到内蒙古毛乌素沙地种沙柳治沙,利用“平茬”下来的沙柳枝条(成年沙柳必须每三四年割除地上部分才能生长旺盛)建了一座生物质发电厂。在治理2万公顷沙地的同时,年发电1.8亿度和减排20万吨二氧化碳,当地农牧民得到了7000多万元现金收入和7000多个劳动岗位,做到治沙与绿能双赢。这个毛乌素生物质发电公司今年又利用烟筒释放的二氧化碳和热量在塑料大棚里种养微藻成功,他们叫沙柳治沙固碳、发电减碳和微藻捕碳的“三碳”经济。这个“三碳”模式将于2011年在浑善达克沙地复制两个。

  全国投入使用的生物质压缩成型设备近千台,但年产颗粒燃料不到30万吨,一个主要原因是市场定位没解决好。吉林辉南宏日新能源公司利用长白山林区弃置的枝丫材压制成颗粒,运到周边乡镇和长春市吉隆坡酒店替代煤炭和石油供暖,减排和降低供暖费用效果突出。2008年供暖面积8万平方米,随着吉林省投资公司的介入和在全省推开,2010年的供暖面积达80万平方米。山东百川同创公司研制的生物质裂解气化供热技术进入产业化后,2010年设备销售产值近1亿元。

  在产业沼气战线,北京德青源鸡场日处理鸡粪212吨和产沼气1.9万立方米,发电能力1.6MW和年减排8万吨CO2,2009年开始稳定向电网供电;山东民和牧业公司日处理鸡粪300吨和产沼气2.7万立方米,发电能力3MW和年减排9万吨CO2,这两个养鸡场将于2011年投产经纯化压缩的车用沼气。广西武鸣县安宁公司处理木薯淀粉加工的高COD废水,日产沼气2万立方米,沼气纯化装置即将运行;南宁市正在策划一个日产40万立方米生物天然气的大型CBG项目。安阳贞元集团在河南安阳、海南神州新能源公司在海南的大型车用生物天然气工程也将先后投产。中国的产业沼气正蓄势待发。

  可惜液体生物燃料方面乏善可陈。“十五”期间建成4座陈化粮乙醇厂后,考虑到国家粮食安全,正确地叫停粮食乙醇和鼓励发展非粮乙醇。可是2006年下发的依靠大型央企的一纸文件后,仅新建了一个由中粮建在广西的木薯燃料乙醇厂,一批当时生机勃勃的民营非粮乙醇中小企业都被封杀在摇篮里了,情形很惨。

  “十一五”期间孕育了我国第一批脱颖而出的生物质能源企业,固体、液体和气体生物燃料的产业化技术和生产、国产装备和企业经营渐趋成熟。建议“十二五”规划中加大对它们的政策扶持力度,给它们一个更加宽松的成长和扩张环境,让星星之火形成燎原之势。

关于对发展生物质能源的质疑与答疑

  对生物质能源的一个最大质疑或误会就是怕影响国家粮食安全,这都是简单类比美国玉米乙醇造成的。上面谈到那么多种的固体生物燃料会影响粮食安全吗?绝对不会!生产产业沼气会影响粮食安全吗?绝对不会!非粮乙醇和生物柴油会影响粮食安全吗?也不会!发展生物燃料可走的路那么多,为什么非要在所谓的粮食安全问题上纠缠不清呢?也许有人说,薯类和甜高粱也是粮食,这就有点强词夺理了。薯类和高粱从来就是生产淀粉和酒的工业原料和饲料而不是人的口粮,再说它们只是种在那些种不了粮食的低质土地上,加工后的废渣仍可作为饲料和肥料。所谓的影响粮食安全是一种误解,如果有所涉及也是完全可以通过政策和管理解决的,切不可一叶障目和因噎废食。

  质疑之二是发展生物燃料会不会引起作物秸秆和薯类甜高粱等原料的价格上涨。随着社会需求和商品价格而调整原料价格是一种正常的市场行为,哪种商品和原料都是如此。使毫无或经济价值很低的秸秆和畜禽粪便等污染物无害化、资源化和增值化有什么不好?再说,在需求旺盛和附加值较高的能源产品拉动下,合理提高薯类和甜高粱等的价格,增加农民收入有什么不好?

  质疑之三是国家的补贴多了。这应当是指目前对100多万吨粮食乙醇而言,因为对成型燃料和产业沼气至今还没有国家补助政策,对生物质发电的补助也低于风能和太阳能发电。国家为发展战略新兴产业和减排,扶持与补贴是正常和必要的,各国都是如此,且力度要大得多。如果说国家对风能和太阳能的补贴给的只是企业,那么生物质发电和燃料乙醇成本中原料占六七成,政府对企业的补贴实际上是转移支付给了农民。国家正在想方设法增加农民收入和缩小城乡差距,这种补贴方式不仅增加了农民收入,还培育了农村工业,既有“鱼”又有“渔”,何乐而不为!

  质疑之四,生物质能源的技术不成熟。上节已经用事实和实证回答了这个问题,中国的生物质能源技术与国外差距并不大,且自主性强,装备国产化程度高。相反,风能和太阳能的核心技术与材料多被国外少数大公司垄断。至于生物质原料分散和能源密度低的不足也是可以通过成型燃料和分布式布局解决的。

  生物质能源于国于农的意义如此重大和深远,产业优势又如此突出,其不足也是技术性的和可以解决的,我们应当摒弃误解与偏见,让它为国家和农民作出应有的贡献。

关于“十二五”目标及政策建议

  “十二五”的可再生能源规划应为国家《可再生能源中长期发展规划》的一部分。经统一换算为标煤后,该《规划》提出的2020年发展目标中,生物质能、小水电、风电、太阳能和地热分别为299万、100万、21万、37万和12万吨标煤,分别占43%、33%、7%、13%和4%,体现了以生物质能源为主导的思想。但是“十一五”期间没有认真执行《规划》精神和完成生物质能源的2010年各项指标,加重了“十二五”期间的任务。

  如按2020年生物质能源各项规划指标的40%和60%分别提出2015年目标的AB两个方案,其相关数据列入了下表。表中看出,无论是A方案或B方案,非粮乙醇和成型燃料的“十二五”任务都很繁重,需要有专项计划和得力措施才可能完成。建议沼气规划中将产业沼气独立出来,作为“替代天然气专项计划”提出。

  以上诸节阐述了对我国发展生物质能源的有关指导思想和战略建议,有关政策性的建议如下。

  首先,我国油气资源极缺,需求、缺口以及进口依存度猛增,建议在增加进口以应急需的基础上,加大石油和天然气替代进程,“十二五”规划中可安排“加快发展非粮燃料乙醇和产业沼气专项(或重点工程)”。

  其次,鉴于生物质原料的分散性,宜发展中小规模及分布式布局的加工厂,建议发挥民营中小企业的优势和给予足够的政策支持。大型央企国企拥有资金与技术优势,建议与国家绿色“三田”建设计划结合,总体规模与分布式布局相结合,原料生产与地方和农业部门结合。

  第三,总结“十一五”期间生物质发电的成功经验和未能完成液体生物燃料的政策教训。建议“十二五”期间改变“发改工业[2006]2842号文件”的做法,政策放开,鼓励和支持民营中小企业参与燃料乙醇和生物柴油的发展。

  最后,鉴于生物质能源亦工亦农的特点,建议借鉴国外做法,成立由国家能源局、农业部、国家林业局、环保部组成的协调领导小组和办公室。