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四川生物质能技术发展之路该如何突破困境?

生物质能是指由太阳能以化学能形式在生物质中贮存的能量,是一种清洁环保的可再生能源。作为唯一可再生的碳源,生物质能可通过发电、供热、供气等方式,广泛应用于工业、农业、交通、生活等多个行业,因其具备分布广、供应稳定、效益可观的显著优势,被认为是加速能源系统革命、优化产业结构的有效手段,对促进经济社会发展全面绿色转型、积极应对气候变化、支撑“双碳”目标实现具有重要的现实意义。

作为农业大省,四川省蕴含丰富的生物质资源,具备良好的生物质能产业发展基础。据统计,每年可开发利用的农作物秸秆有4212.24万吨,人畜粪便有3148.53万吨,薪柴有1189.03万吨,可推动大规模生物质燃料制造、生物质发电等清洁能源技术研发。此外,川菜承载的餐饮业在加工和消费过程中也会产生大量的动植物油脂类废弃物,也为生物质能技术开发提供了丰富的基质。四川省沼气建设稳居全国前列,发展数量和规模最大,全省年产沼气10亿立方米,居全国第一,建立了以县级沼气协会为支撑、乡镇沼气服务站为纽带、村级服务网点为基础的农村沼气服务体系。

生物质能技术发展将有力推进四川省生态文明建设,助力四川省加快形成绿色低碳、可持续发展的现代化格局。但是,四川省生物质能技术发展起步晚,与国内外发达地区相比仍有差距,面临不少问题。



家底有待摸清,技术创新阻力较大


生物质原料来源分散,集中收集半径大,既有的生物质能基础统计数据时空粒度不足,数据更新滞后,尚未建立生物质原料的资源保障体系,导致对区域生物质能资源基础状况掌握不充分,分区域生物质能产业规划的合理性不足,易引起项目开发中资源竞争和供给不足的问题。生物质能技术尚未成熟,生物质发电效率低下和生物质燃料稳定性不足等问题亟待解决。生物质能项目前期建设成本高,回本期限长,与水能、风能、太阳能等可再生能源项目相比,不具有明显的价格优势。


应用示范有待加强

落地实践转化不足


生物质产业集中度低,产业结构有待完善,现有的生物质能源开发和利用产业链都较为脆弱,原料来源分布于农家散户,难以形成规模化开发。上下游企业易与农户脱节,尚未形成种植、收集、储存、运输及加工利用的全产业链条。原料利用的排他性导致生物质能产业集聚不足,关键性配套设备研发和生产力度有待加强,规模化高效原料收、储、运等基础配套设备与全过程产业链发展同步性有待提升,生物质能源转化效率低下问题突出。


政策体系有待优化

发展环境有待改善


生物质能产业经济政策有待完善,目前的补贴仅仅针对以发电为主的生物质能利用方式,可再生能源电价补贴缺口较大,落实执行力度有待加强。在非电利用领域,尚未明确建立生物质能激励和补偿机制,生物质热力、生物燃气、生物柴油等产品受寡头垄断与特许经营限制,难以进入市场公平竞争。生物质产品缺乏高值化市场竞争优势,如秸秆等农作物原料供应连续性差、储存成本高等问题,导致投资方回报率低、投资积极性不足。此外,生物质能产品类别多样,除国家标准外,不同产品也有各自的规定和标准,但多数标准为非强制性标准,仅为行业推荐标准,导致标准实施和监管存在较大缺失。

为积极发挥生物质能技术正向效益,有效应对生物质能技术创新和产业化推广过程中面临的现实困难,发展符合四川省定位的生物质能技术,助力碳达峰碳中和目标早日实现,笔者提出三点建议。


探索设计生物质能创新研发路径


一是加强生物质资源基础调查,探索规模化开发和利用新途径。整合优化能源、化工、农业、林业、生态环境等部门既有要素,通过科学系统设计,全面摸清四川省生物质资源总量和时空分布特征,为有针对性地制定不同生物质能开发和利用技术路径提供基础数据支撑。

二是综合考虑生物质资源条件、气候差异、农林业生物质产出异质性,探索生物质结构演变规律,优化生物质采收、储蓄和多样性原料结合的后勤保障体系,如木质类废弃物宜加工为生物质固体燃料,废弃油脂等可加工为生物液体燃料,草本类废弃物可经厌氧发酵技术生产沼气,引导生物质能开发多向发力。

三是加大生物质能核心技术研发创新,突破技术产业化瓶颈。鼓励产、学、研合作,整合省内外高校和科研院所研发能力,打造生物质技术和产业创新联盟,借助联合力量来进行技术研发和应用转化,重点在生物质固化成型、生物质热解气化、液体生物燃料制备、成型燃料高效清洁燃烧技术等领域突破关键技术瓶颈,申请具有自主知识产权、高附加值的技术专利,提升生物质资源利用和转化效率,形成具有较强市场竞争力的生物质能新型产品。


打造生物质技术创新产业链

推广技术应用与示范


一是合理利用生物质资源,因地制宜建立原材料供应链。以农业剩余物为重点开发资源,探索集收集、转化、消费为一体的生物质能商业化开发利用模式,采用“企业+农户+原料基地”的供应链组织模式,突出企业在供应链上的主导作用,强化原料基地建设的调节作用,建立供需匹配的电商平台,基于大数据、云计算、人工智能等新兴技术的创新和应用,广泛开展供需信息的收集、处理、融合与分析,加强供应链上各利益关联主体的沟通与联系,解决分布不均匀、运输成本高、转化率低、规模小等问题。

二是开展成熟技术示范工程,打造生物质能利用样板和标杆。结合各地区资源禀赋和发展条件,开展不同原料、不同用途、不同运行模式的生物质能源技术试点示范,推动生物质能利用从单一原料和产品模式向多元化、多样化、多联产的循环利用模式转变。抓好落实攀枝花、成都、广元、巴中、达州、南充、广安等畜牧业重点地区开展规模化养殖场和养殖小区沼气工程建设,推进成德眉资规模秸秆固态成型燃料产业示范园区建设,加强省内外生物质能产业合作,以点带面,探索形成可复制、可推广的经验。

三是统筹城乡生物质能源发展规划,推动分布式能源低碳网络系统形成。结合各地区生物质资源的区域异质特征,优化生物质能源系统组合配置,持续完善规模化生物质原料收集、规模化沼气生物净化与提纯、沼气发电及其余热利用等配套装备,构建分布式低碳能源网络系统,推进生物质协同利用,逐渐形成“电为中心、多能源耦合、多种网络互通”的综合能源体系。


优化政策机制设计

营造良好产业环境


一是推进生物质能运营机制模式创新,扩大生物质能市场应用规模。加强生物质能市场准入保障,制定保障性收购生物质能政策,在源头建立生物质能优先利用机制,研究有关市场准入的规范和标准,加强对第三方接入企业接纳生物质能产品的监管,包括产品质量标准、收购价格、价格分摊机制及支付程序等,确保生物质发电项目绿证交易优先权和生物质能电力配额优先享有权。

二是构建统一高效的资金保障机制,引导生物质能产业持续健康发展。加大政策引导扶持力度,对掺烧生物质发电项目、秸秆燃料乙醇制备技术、生物质热电联产、生物质锅炉供热等技术研发和升级改造给予一定的补贴、税收优惠和审批支持,通过绿色债券、政府和社会资本合作(PPP)等方式拓宽融资渠道,采用杠杆租赁融资方式,为生物质能原料生产和配套相关企业提供优惠融资贷款和资金担保,疏解生物质能企业前期固定投资成本大的困境。

三是构建生物质能产业建设机制,提高生物质能利益关联主体绿色属性认知。以支持精准扶贫、乡村振兴作为生物质能开发与利用的突破口与试验田,加大生物质利用价值宣传力度,同时建立专业的技能培训服务机构,构建政府、企业、农户共建、共治、共享的利益共同体,通过政府、企业和农户合作的方式,由政府牵头,推动农户和企业协商,统一收集价格、收集区域,降低原料收集成本和储存成本,逐步形成“政策鼓励、商业激励、自愿参与”的引导机制,逐步实现经济效益与环境效益双赢。

(作者姜晓亭 系四川省委、省政府决策咨询委员会资源环境组组长,四川省科协副主席;

赵锐系 西南交通大学地球科学与环境工程学院教授、环境系主任)


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