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朱建军:生物质能源助推碳中和+乡村振兴战略落实

作者: 朱建军,国家电网国能生物发电集团副总经理 发布日期:2021-09-17
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实现“双碳”目标是我国对国际社会的庄严承诺,是党中央经过深思熟虑作出的重大决策,关系中华民族永续发展和构建人类命运共同体大业,是一场广泛而深刻的经济社会变革。

能源领域的绿色低碳和可持续发展是落实“双碳”目标的重要手段。2020年底国务院发布了《新时代的中国能源发展》白皮书,提出要以“四个革命、一个合作”能源安全新战略为主线,突出反映党的十八大以来,我国能源领域贯彻能源安全新战略,推进能源革命,走绿色低碳可持续高质量发展道路,主动参与全球能源治理,积极应对气候变化,共同维护全球能源安全,共建清洁美丽世界的愿景。今年全国两会上,碳达峰、碳中和首次被写入政府工作报告。为了早日实现“双碳”目标,必须要促进新型节能环保技术、装备和产品研发应用,培育壮大清洁能源和节能环保产业。

生物质能源就是清洁能源和节能环保事业中非常重要的一种,其立足于农林剩余物综合利用的县域综合能源服务产业,具备工农互补的特点,契合国家乡村振兴和碳中和发展战略,对推动循环经济发展和富农惠农具有重要意义。

助力碳中和目标,生物质能源大有可为

自古以来,钻木取火、薪火相传的生物质能源一直是人类生存、文明诞生和延续的重要能源。生物质能源是具有天然储能功能特性、碳中和特性和稳定输出保障的可再生能源,资源量大、获取简单、转化灵活。近代,伴随着工业革命的发展,农林生物质能源与煤炭、石油、天然气互济共存,成为推动社会进步的重要能源。当代,以直燃发电、供热形式消纳农林剩余物,仍然是优化自然生态与改善城乡人居环境,兑现碳达峰与碳中和承诺,惠农富民与精准脱贫,助力农村能源生产与消费革命,保持资源化高效利用的便捷、经济且有效的手段,在终端应用领域可实现对化石能源的完全替代。

所谓生物质能源,是指对经过光合作用的林木剩余物(枝丫、树皮、树叶、杂草、板材等)、农业剩余物(秸秆、稻壳、果皮等)和畜牧业废弃物(畜禽排泄物等)资源进行科学处置、有序利用,转化为电能、热能、沼气、天然气、甲醇等多种能源类型。生物质能源综合利用是有效杜绝农村焚烧污染空气、抛弃污染水源和田地,减少植物腐烂产生的温室气体排放,改善人居环境和自然生态环境,保障林农业生产安全,防范林木火灾事故,提高粮食产量的有效举措。据不完全统计,2020年全国生物质发电替代约7000万吨标准煤,减排二氧化碳约15000万吨、二氧化硫570万吨、氮氧化物300万吨。

以秸秆为例。秸秆是大自然馈赠的礼物,只要利用得当,秸秆就是重要的生物质资源。比如,将秸秆粉碎还田,可以有效增加土壤有机质含量,提升地力,这是保护黑土地的良方;将秸秆压成颗粒、块状和棒状等成型燃料,便成为优质、清洁的生物质燃料;将秸秆与玉米一起制成青贮饲料,可以有效提升牛羊的瘦肉率、产奶量。秸秆粉碎处理后,还能发电、制取生物质天然气、沼气、做工业原料、食用菌基料等,用处众多。

大力开发利用生物质能源,提高农林生物质剩余物综合利用效率,促进秸秆的肥料化、饲料化、能源化、原料化、基料化等“五化”利用,还能谋项目、布产业、惠民生、宜生态,促进农林生物质综合利用向规模化、产业化、集约化、智能化方向发展,在我国广大农村地区构建以“生物质能源+分布式清洁能源”等末端能源融合的新型电力系统。

发展生物质能源,助力县域循环经济发展

党的十九届五中全会提出:“把乡村建设摆在社会主义现代化建设的重要位置。实施乡村建设行动,强化县城综合服务能力,把乡镇建成服务农民的区域中心。统筹县域城镇和村庄规划建设,保护传统村落和乡村风貌。完善乡村水、电、路、气、通信、广播电视、物流等基础设施,提升农房建设质量。”“气化乡村”意味着要让农村居民用上清洁、质优、廉价、方便的清洁能源,让农村生态环境获得持续改善。加快推进生物质能,不仅是全面贯彻党中央决策部署,全面推进县域能源生产和消费革命,更是扎实搞好农村人居环境整治,改善农村基础设施建设,推动乡村振兴和生态文明建设的重要抓手,是一项利国利民的民生工程。

农村地区的生物质资源主要来自农村居民生产生活的剩余物、废弃物,包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪污、生活垃圾等。目前全国秸秆的年可利用量约4亿吨,林业剩余物年可利用量约3.5亿吨,农村地区约8亿吨畜禽粪污、7000万吨生活垃圾尚未有效利用。我国西南、东北地区,林业生物质资源相对丰富;东北、华北、黄淮海地区种植的秸秆资源产量大。但囿于用能习惯、经济水平、收集区域、运输条件、人力状况、信息渠道、支持政策等多重因素限制,县域的生物质资源尚未得到有效开发利用。在资源丰富的地区,组织当地农民就地收集农林废弃物,在提高农民收入的同时,可换取清洁的生物质电力、热力、天然气、沼气、有机肥等。在荒漠化严重、或盐碱地等大片荒废土地的地区,可以考虑规模化种植能源作物(如沙棘、芦苇、油葵等),作为生物质资源种植基地,中远期战略发展前景广阔。

推进乡村振兴,助力实现中华民族第二个百年奋斗目标

生物质能源开发利用完全符合乡村振兴战略。自古以来,薪柴、秸秆等传统生物质能在农民的生产生活中发挥了重要作用,生物质与农民有着天然紧密的联系。随着社会经济发展、传统生物质能的使用方式已无法满足生态环境保护、绿色低碳发展的要求,在乡村振兴过程中,农村地区的用能理念和用能方式应随之变革。可组织农民因地制宜、因势制宜将“生之不易”“远道而来”的电能、天然气能源作为农村高品质能源,推进农业小加工、小作坊、制茶、炒烟等高附加值生产,提高农民收入;将“就地取材”“就地俘获”的薪柴、秸秆、畜禽粪污、生活垃圾、分布式光伏、小风电、小水电等传统生物质资源和清洁能源转化为清洁高效的现代农村生活、餐厨、取暖所需的主力能源,不仅可以提升农村居民用能质量,还可以解决就地焚烧难题、改善环境质量。生物质能是将农村地区有限资源最大程度利用,是开展农村能源革命、实现乡村振兴的可持续发展路径。

因此,发展可再生的生物质能源代替日益减少的煤和石油等石化资源,是关系到我国经济可持续发展和能源战略安全的重要战略决策。生物质能在能源乡村振兴中的作用不可或缺。生物质资源来源广泛,生物质能产品多元化,可以促进贫困地区绿色循环农业发展,对农村社会效益显著。生物质能产业涉及领域广、产业链长、涵盖了农业种植、加工、准备制造、交通货运、电力服务等多个行业,是跨领域融合发展的重要载体,也是产业精准扶贫的有效方式。为农村贫困家庭劳动力创造大量就业机会,有力解决了部分县域工业供热及农村居民清洁供暖问题。在推动农村用能方式转变和农村能源革命,促进农业机械化水平提升,带动农业种植、秸秆收、加、储、运等产业发展,繁荣县域循环经济发展等方面都发挥了不可替代的作用。

以运营一个30兆瓦的生物质电厂测算,每年需要消纳30万吨左右农业秸秆,需要参与秸秆种植和燃料收购、加工、储存、运输的农民经纪人500—2000人、农民工6000—12000人;生物质电厂在燃料的收、加、储、运等环节直接支付相关费用约1亿元,转化为农民和农民经纪人的收入,惠及农户可达3—6万户。可见,生物质发电可成为农民增收和工业反哺农业的直接载体。以2020年底农林生物质发电累计装机容量计算,年消纳约1.2亿吨农林剩余物,整个行业每年支付给农户的燃料款约350亿元左右,对促进县域循环经济发展效益显著。

生物质能源有助于推进农村能源革命

目前,我国农村(指以农林畜牧业为主要经济活动的村落)建筑用能总量为3.1亿吨标煤,约占我国建筑运行用能总量的1/3,其中,燃煤、燃气和电力等商品能源占农村用能总量的70%。尽管农村户均商品能消耗量低于城市居民,但目前农村户均用能总量却已经高于城市居民,并且生物质能比例逐年减少,煤、电和燃气户均用量不断提高。清洁取暖仅是农村能源革命的开始,全国农村都面临用能结构和用能方式的变革。“双碳”目标的提出,为构建农村清洁低碳能源体系提供了难得的历史机遇。

在碳中和目标下,应该因地制宜,结合农村当地经济发展状况、资源条件、农民生活习惯制定清洁能源发展规划,加快构建农村清洁能源体系。农村能源是农村的重要基础设施,也是现代能源体系的重要组成部分。按照十九届五中全会精神和“双碳”目标的要求,“十四五”期间要以绿色低碳为目标,加快构建农村清洁能源体系,以适应应对气候变化和满足农民对美好生活的新期待。

能源革命的核心是由化石能源转为以可再生能源为主的低碳能源系统。如同化石能源系统依赖矿产资源,发展风电、光电和生物质能源依赖于土地空间资源。相比人口高密集的城市,我国农村拥有广大丰富的土地空间资源。农村建筑屋顶、农畜业设施表面,以及不能耕作的空地都可以安装太阳能光伏电池。在不影响生产和生活的条件下,也可以零星布局风力发电装置。一些山区还有发展小水电的条件。而作为农林畜牧业的副产品所产出的生物质材料,又是唯一的零碳燃料资源。能源产业是资源依赖型产业,而对低碳能源系统来说,农村恰恰可为可再生能源提供丰富的资源。生物质作为一次能源直接转化为热,转化路径短、转化效率高,有着其他能源无可比拟的优势。

“十四五”时期,基于经济、能源、环境等方面多因素的综合研判,全社会清洁服务市场需求增大,产业发展前景广阔;产业发展驱动力、市场和格局演进、投资吸引力与可持续发展能力等将出现新的变化趋势。构建以绿色低碳清洁为目标的农村现代能源体系,是深化农村供给侧改革,促进农村一、二、三产业融合发展、改善人居环境的重要举措,有利于优化经济结构、能源结构,提高能源经济效率、技术效率、系统效率,尽早实现碳达峰及其与污染治理的协同,并提升国民经济体系整体效能,是推动经济、能源、环境高质量协同发展的重要方向,对于我国优化能源结构、实现碳减排和碳中和具有十分重要的战略意义。

作为可再生能源的“核心”,生物质能的开发利用不仅能改善生态环境,有力支撑美丽宜居乡村建设,同时可解决我国农村的能源短缺,推进农村能源革命,并促进绿色农业发展,创造新的经济增长点,是实现能源、环境和经济可持续发展的重要途径。生物质资源利用要走综合化、高值化的路径。紧紧围绕城乡一体化发展、乡村振兴与环境污染治理重大需求,通过科学技术突破,尤其是基础科学发现,找到生物质高值利用的新路径,找到生物质产业发展的新方案。重点瞄准生物基材料、化学品、高品质燃料等高值化的转化途径,依靠科技创新增加产业附加值,实现生物质产业的转型升级。

来源:《中国能源报》微信公众号 发表时间:2021年07月17日