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1、生物质能产业发展 与科技创新调研报告目 录一、产业发展现状 1（一）产业在国民经济中的地位与作用 1（二）国内外产业发展现状 4（三）产业发展前景 7（四）产业发展遇到的主要问题 8二、产业科技创新状况 13（一）科技创新对产业发展的推动作用分析 13（二）产业科技的国际发展趋势与国内产业科技发展需求 14三、5-10 年产业与科技发展目标 17I一、产业发展现状（一）产业在国民经济中的地位与作用生物质能占世界一次能源消耗的14%，是排在主要的化石能源煤、油、气之后的第四位能源。现代生物质能源利用是指借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术，生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃
2、料，为人类生产生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。现代生物质能源利用技术的开发对替代或部分替代化石能源、保护生态环境、实现人类社会的可持续发展具有非常重要的现实意义和长远意义。（1）维护国家能源安全，增加能源供应渠道从化石能源储量上看，我国煤炭丰富，油、气资源较为贫乏，长期以来形成了以煤为主的能源消费结构，是世界上最大的煤炭消费国。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，我国年石油进口量增长迅速，进口量占石油总消费量的比值从 2003 年的 40%左右增长到 2007 年的 49.3%。预测到 2020 年，国内石油产量只能保持目前 1.8亿吨的水平，如果不采取其他措施，石油进口
3、量将增加到 4.2 亿吨，占石油加工总量的比例高达 70%，供需矛盾突出、安全隐患巨大，严重威胁国家的能源供应安全。据统计，全球石油可开采年限为 40.6年，而亚太地区能源危机尤其严重，石油可开采年限仅为 13.7 年。所以，寻找石油替代品，解决我国石油资源短缺已成为国家长远的能源政策。综上，我国面临的能源局势是：供应不足，资源单一，污染严重。依靠现有的以化石燃料为主的能源结构难以满足经济发展的需要，必须大力发展具有巨大资源潜力的生物质可再生能源，建立多种能源形式并存的可持续发展能源体系，缓解能源短缺的局面。这对促进能源、经济与环境的协调发展具有重要的意义，已成为事关我国国民经济可持续发展、国
4、家安全和社会进步的重大课题，是国家能源战略的必然选择。（2）减少温室气体排放及环境污染能源开发和利用与环境密切相关。中国是世界上最大的能源生产国和消费国，也是世界上环境污染较严重的国家之一。近年来，人们已开始感受到环境恶化给人们生存条件带来的威胁和影响，开始关心大气质量和环境保护问题。我国 SO2 排放量已居世界第一位，酸雨面积已超过国土面积的 1/3。SO2 和酸雨造成的经济损失约占GDP 的 2%。 IEA 预测：由于中国强劲的经济增长，发电行业以及工业对煤炭的严重依赖，中国二氧化碳排放总量在 2004-2030 年期间会增加一倍多，可能在 2010 年之前超过美国，成为世界上最大的二氧化
5、碳排放国。1997 年京都议定书对发达国家减排温室气体目标作出了明确的规定，作为世界上温室气体第二排放国的中国，同样面临着减少温室气体排放的压力。因此，环境保护对能源战略有十分重要的影响，环境因素将会明显的制约我国能源的发展。生物质能属于清洁能源，有助于国家的环境建设和CO2 减排。生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量仅为中质烟煤的 1/10 左右。同时，生物质生长利用过程中的二氧化碳排放和吸收构成自然界的碳循环，其能源利用可实现二氧化碳零排放，扩大生物质能利用是减排 CO2 的最重要的途径之一。实践证明，生物质能源对减少CO2 排放的作用是十分明显的。所以，开发利用生物质能源技术，是减少温室
6、气体排放，防止全球环境恶化的一种科学选择。（3）改善农村环境，促进新农村建设发挥农村资源优势，将农村地区的生物质资源转换为商品能源，使其成为农村特色产业，可有效延长农业产业链，提高农业效益，增加农民收入，改善农村环境，促进农村地区经济和社会的可持续发展。比如秸秆的收购价如果是 250 元/吨，利用上述 6 亿吨秸秆的 30%作为生物能源和生物质材料的原料，可以为农民增收 450 亿元。如果初步的预处理（切碎、粉碎费用以 50 元/吨计算）也由农民完成，又产生 90 亿元粗加工费用。这两项合计有 540 亿元，按照我国耕地面积1.8 亿公顷计算每亩增收 20 元，相当于国家种粮补贴的一半，这将大
7、大提升农民种粮积极性，间接保障了国家粮食安全。实现农村燃料的商品化和清洁化，提高电力及可再生能源在农村能源消费中的比重，有助于解决能源供需矛盾，逐步改变农村用能方式，优化农村能源结构，改善农民生产生活条件，提高农民生活质量，有利于“三农”问题的解决，大力推进社会主义新农村的建设，是构建和谐社会的时代要求。符合国家中长期科技发展规划中提出的要求：把科技进步作为解决“三农”问题的一项基本措施，大力提高农业科技水平，加大先进适用技术推广力度，突破资源约束，持续提高农业综合生产能力，加快建设现代农业的步伐，推动战略性新兴产业的建立。（二）国内外产业发展现状发达国家对生物质能源的利用比较重视，生物质能源
8、产业比我国发达。比较我国与国外发达国家的生物质能技术和产业发展，国内外生物质能产业特点差别较大：国外主要生物质能源产业构成：生物质发电燃料乙醇生物柴油工业沼气；国内主要生物质能源产业构成：农村沼气燃料乙醇少量的其他形式 (如生物质发电等)；各国发展生物质能产业的动机差异明显：发达国家-减少CO2 排放，保护环境；发展中国家-补充能源、农村能源。生物质发电是目前世界范围内总体上技术最成熟、发展规模最大的现代生物质能利用技术，包括生物质燃烧发电和生物质气化发电。在国际上，生物质发电自 20 世纪后期以来取得较快发展，目前总体上看技术已经成熟，并在欧美等国形成产业化应用，成为生物质能利用的重要领域。
9、1990 年至 2001 年，国际能源组织（IEA）成员国的固体生物质发电装机容量逐年稳定增长，2001 年总装机容量达到 12GW，总发电量达到 840 亿kWh，占可再生能源发电量的 6.1%。沼气工业化生产技术在欧、美等发达国家发展很快。以德国为例，截至 2005 年底，德国的沼气工程有 2700 处，全部的沼气用来发电，总装机容量达到 650MW。在技术上，所有的沼气工程都实现了机械化、自动化；英国有 45 座大型沼气工程，以实现农场废弃物处理、利用其营养成份改良土壤等目的。我国沼气利用技术的特点是以户用沼气池为主。自 70 年代初，我国为解决农村能源短缺的问题，大力开发和推广户用沼气
10、池技术，农村户用沼气技术和建设规模处于世界领先水平。在最近的连续三个五年计划中，国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目。“十一五”期间，科技部在沼气的低温产气与工业化利用技术、沼气发酵过程微生物调控技术，秸秆高效生物转化与催化合成制取“生物合成气”技术等方面给予了大力支持，取得了一定的科技成果。科技支撑计划专门投入 1 个亿的资金用于不同地域、不同原料成分的沼气发酵工艺开发和工程示范，建设了北京德青源畜牧粪便 2MW 沼气发电示范工程、山东民和牧业 3MW 沼气发电示范工程等。生物燃气正成为推动低碳经济发展和能源结构改善的重要方向。生物质成型燃料在欧美等国已经基本进入产业化、规模化发展阶
11、段，在北欧地区应用较多，主要用于家庭供暖。900 万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为 150 万吨，约 25%的集中供热是生物质颗粒燃料完成的；600 万人口的丹麦年消费成型燃料 70 万吨。亚洲一些国家(泰国、印度、韩国、菲律宾等)对这项技术的研究与应用也相当重视，已建了不少生物质固化、碳化专业生产厂，并研制出相关的燃烧设备。生物液体燃料方面，近二十年利用甘蔗和玉米等糖和淀粉类原料制取燃料乙醇（例如巴西和美国）、利用动植物油脂制取生物柴油（例如欧盟和美国）的技术已经逐步实现商业化应用，目前正处于稳步发展阶段。国内吉林燃料乙醇公司扩建成为国内最大的乙醇生产企业。 2006 年，生产能力由 30 万
12、吨/年扩能到 50 万吨/年；2008 年，生产燃料乙醇 47.4 万吨，累计生产 171 万吨。除满足东北三省需求外，扩展销售到华北、华中地区。中石油组织完成了黑龙江、吉林、辽宁、河南和湖北等 10 省推广区的封闭销售；截至 2008 年底，在推广示范区内累计改造油库 92 个，加油站 4511 座，销售乙醇汽油 2657 万吨（占全国的 54%）。目前中石油完成了非粮燃料乙醇关键技术攻关项目准备工作，将针对薯类、甜高粱和纤维素等非粮原料开展燃料乙醇生产技术攻关；完成 3000 吨/年纤维素乙醇中试装置前期准备工作，小型试验已取得初步成果。近年来，为扩大原料来源、降低生产成本，国际上一些领先
13、国家和企业开始探索利用纤维素生物质原料生产燃料乙醇和生物质合成燃料。我国生物柴油产业发展较晚，“九五”期间科技部将“植物油能源利用技术”纳入国家攻关计划，“生物燃料油技术开发”、“木本油料植物研究与示范”等相继列入国家 863 计和攻关计划，开创了中国生物燃料油（生物柴油）系统研究。生物柴油产业率先在民营企业实现，四川古杉、海南正和、福建卓越等相继建成 12 万吨生产线。原料主要以餐饮废油、酸化油等为原料，随着生物柴油产业科技进步，生产工艺从间歇过渡到连续工艺，原料适应性达到国际先进水平。“十一五”期间科技部支持开展了木质纤维素原料生物高效转化技术、秸秆制乙醇的超临界、亚临界组合预处理与水解、
14、生物柴油、生物质快速热解液化等方面的研究工作，在技术层面上进一步的积累，也取得了一定的成果。在生物质液体燃料方面，建立了个年生产能力达万吨的生物柴油新技术应用示范工程，1 个纤维素废弃物制燃料乙醇 600 吨/年的装置，建立了千余燃料油植物种质与优质种苗基地，建成 1 个 400 吨生物质快速热解液化制生物油的中试装置，建成 1 个年产千吨的生物质气化合成DME 示范工程，各示范工程的调试运行仍在进行。总体来看，木质纤维素基液体燃料、生物质合成燃料和生物质裂解油具有更加宽厚的资源基础和广阔的发展应用前景，与纤维素乙醇通称为第二代生物液体燃料。目前国内相关技术尚处于实验研究阶段，距离产业化还有较
15、长的路要走。今后需继续加大木质纤维素生物液体燃料、生物质合成燃料和生物质裂解油技术研发示范力度，特别是要重点发展可与现有车用燃料基础设施相兼容的生物液体燃料和车用燃气，力争早日实现工业化应用，从而在中远期实现规模化替代石油基车用燃料。生物液体燃料技术和产业在我国刚刚开始起步。（三）产业发展前景从长远来看，能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础。能源植物通常包括速生薪炭林、能榨油或产油的植物、可供厌氧发酵用的藻类和其它植物等。许多能源作物是自然生长的，收集比较困难。以科学的方法培育高产、抗逆性强的能源植物，满足对生物质能源规模化发展的需要，是生物质能源发展和利用的根本保障。生物质能虽然居世界能源消费总量的第四位，但是仍以传统的低效的直接燃用方式为主，在亚洲及非洲的发展中国家传统生物质能利用占有相当高的比例，而且利用效率一般都不高。平均而言，这些国家一次能源的近 38%依赖于薪柴燃烧获得的热能。研究生物质能向高品位能源产品转化的技术，提高生物质能的利用价值，是未来多途径高效利用生物质能的基础，也是今后提高生物质能作用和地位的关键。以传统和低效方式使用生物质燃料，会限制农村经济发展，应当采取措施降低传统生物质能的利用量。发达国家过去都采用石油、天然气和煤炭等商品能
