一、前言

生物質經濟（biomass economy）指以農林剩余物、畜禽糞便、城市固體廢物等可再生或可循環(huán)的生物質資源為原料，發(fā)展生產生物質能和生物基產品，實現(xiàn)綠色、低碳和可持續(xù)發(fā)展的經濟形態(tài)[1]。我國是一個農業(yè)大國，生物質資源豐富，《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》中明確提出，推動能源清潔低碳安全高效利用。習近平總書記在 2020 年 9 月 22 日召開的聯(lián)合國大會上表示：中國將提高國家自主貢獻力度，CO2 排放力爭于 2030 年前達到峰值，爭取在 2060 年前實現(xiàn)碳中和。發(fā)展生物質經濟，有利于促進農村經濟增長、農民增收，減少化石能源的消耗和溫室氣體排放，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

二、我國生物質資源總量分析

我國生物質資源種類繁多，根據來源不同，可以分為農業(yè)生物質資源、林業(yè)生物質資源、城市固體廢物、廢棄食用油脂等。

（一）農業(yè)生物質資源

1. 農作物秸稈

秸稈是成熟農作物莖葉（穗）部分的總稱。我國秸稈資源豐富，2017 年我國秸稈產生量為 8.05億噸，秸稈可收集資源量為 6.74億噸，秸稈利用量為 5.85億噸。其中，可能源化利用的秸稈資源量約為 1.45億噸，折合約為 7.25×107 tce（折標系數(shù)為 0.5 kgce/kg）[2]。

2. 農產品初加工剩余物

農作物收獲后進行初級加工時，如在糧食加工廠、食品加工廠、制糖廠等進行加工時，會產生廢棄物，主要包括稻殼、玉米芯、花生殼和甘蔗渣等，產量大且容易收集，可作為燃料使用。2019 年，我國農產品初加工剩余物約為 1.24億噸，可供能源化利用的約為0.62億噸，折合約為 3.1×107 tce（折標系數(shù)為 0.5 kgce/kg）[3]。

3. 畜禽養(yǎng)殖剩余物

2019 年，全國豬牛羊肉禽產量為 0.765億噸，禽蛋產量為0.331億噸，牛奶產量為0.32億噸[4]。可以測算，我國豬牛雞等畜禽糞便排放量為26.1億噸，可轉化沼氣資源量為 1.30×1012 m3 ，折合約為 9.30×107 tce（折標系數(shù)為 0.714 kgce/m3 ）[5]。

4. 適合種植能源作物的土地資源

根據土地利用現(xiàn)狀調查 [6]，我國鹽堿地約為 1.02×107 hm2 ，主要分布在西北、華北的干旱和半干旱地區(qū)；糧改飼面積為 1.67×106 hm2 ，壓采地下水耕地面積為 7.26×106 hm2 ，適合種植耐鹽堿、耐干旱的甜高粱、菊芋等含糖作物，可用于生產液體生物燃料和生物化工產品。另外，農業(yè)農村部已將甜高粱納入《糧改飼工作實施方案》和《2017 年推進北方農牧交錯帶農業(yè)結構調整工作方案》中。

（二）林業(yè)生物質資源

第九次全國森林資源清查結果表明 [7]，全國森林面積為 2.2×108 hm2 ，其中可利用的林業(yè)撫育和木材采伐剩余物生物質資源年產量約為 1.95億噸，折合約為 9.75×107 tce（折標系數(shù)為 0.5 kgce/kg）。

（三）城市固體廢物

2019 年，全國城市生活垃圾清運量約為 2.42億噸，無害化處理量為 2.40億噸，生活垃圾處理率為 99.2% [8]。其中，全國已建立垃圾焚燒廠 389 座，并網裝機容量為 9.16×106 kW，年垃圾處理量 1.21億噸，折合約為 2.76×107 tce（折標系數(shù)為 0.271 4 kgce/kg）。

（四）廢棄食用油脂

廢食用油脂主要來源于家庭烹飪、餐飲服務業(yè)和食品加工工業(yè)（如油炸工序）。根據國家糧油信息中心數(shù)據顯示，2018—2019 年，我國食用油市場的總供給量為0.391億噸 [9]。按照每消耗 1 kg 食用油脂產生 0.175 kg 廢食用油脂，廢食用油脂的回收率按 50% 計算 [10]，2019 年我國可回收廢食用油脂為 3.42百萬噸，可生產生物柴油為 2.91百萬噸，折合約為 4.15×106 tce（折標系數(shù)為 1.426 kgce/kg）。

綜上所述，我國生物質資源總量約為 3.26×108 tce/a（見表 1）。我國農作物秸稈、農產品初加工剩余物、林業(yè)剩余物等資源總量豐富，是未來開發(fā)利用的重點。但是，我國農業(yè)生產以家庭承包為主，戶均種植面積小，秸稈分布分散，農業(yè)生產季節(jié)性強，收集困難且成本高。林業(yè)資源主要分布在東北、西南幾大林區(qū)，尚未形成規(guī)?；⒁?guī)范化、集約化的專用能源林基地；林業(yè)資源密度低、單位面積產出低、林區(qū)交通條件差，在一定程度上影響了林業(yè)生物質資源的應用。另外，限于我國土地、水資源等的發(fā)展現(xiàn)狀，可利用的后備土地資源緊缺，利用木薯、甘薯和甜高粱莖稈等非糧能源作物發(fā)展燃料乙醇的空間有限。

表 1 我國生物質資源量匯總表

三、生物質技術產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

近年來，我國生物質資源呈現(xiàn)多元化利用態(tài)勢，規(guī)模化沼氣工程、生物質供熱、生物質發(fā)電 / 耦合發(fā)電等各種利用方式并舉，技術不斷進步，規(guī)模化發(fā)展取得較大進展。

（一）規(guī)?；託夤こ?/span>

在“十二五”期間，我國用于農村沼氣建設的投資累計約為 142億 元，在政策的激勵下，農村沼氣事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，逐步由以戶用沼氣為主轉化為供氣、發(fā)電等多元化發(fā)展的格局。截至 2017 年年底，全國建設的沼氣工程達 1.13×105 處，總池容為 2.07×107 m3 ，年產沼氣為 2.61×109 m3 ，供氣戶數(shù)達到 1.98×107 戶，年發(fā)電量為 7.6×108 kW·h [11]。另外，出現(xiàn)了一批規(guī)模超過 1×104 m3 的特大型沼氣工程，大型生物天然氣工程也開始建設試點。

發(fā)展生物天然氣等規(guī)?；託夤こ?[12]，有利于構建分布式清潔燃氣生產消費體系，對有效治理縣域生態(tài)環(huán)境污染，增加國內天然氣供應，提高能源安全保障程度具有重要意義。未來，沼氣工程將朝規(guī)?；?、專業(yè)化、標準化和市場化方向發(fā)展。

（二）生物質成型燃料供熱

我國生物質供熱產業(yè)的規(guī)?；l(fā)展始于 2006 年，發(fā)展態(tài)勢迅猛，但受高污染燃料爭議的影響，近年發(fā)展受到了一定限制。生物質成型燃料成型設備解決了功率大、生產效率低、成型部件磨損嚴重和壽命短等問題，秸稈成型燃料專用供熱鍋爐、燃料燃燒等技術日益成熟，具備規(guī)?；?、產業(yè)化發(fā)展基礎。山東省陽信縣等地也積極探索，開展生物質清潔取暖改造試點，初步構建了集投資、建設、運營和綜合服務于一體的商業(yè)化生物質供暖模式 [13]。目前，生物質成型燃料年利用量約為 8.0百萬噸，主要用于農村居民炊事取暖用能、工業(yè)鍋爐、發(fā)電廠燃料等。

當前，國家高度重視北方地區(qū)冬季清潔取暖，相繼出臺了一系列文件，明確提出生物質能清潔供暖就地加工轉換、就近消費、分布式開發(fā)利用，以用于北方生物質資源豐富地區(qū)的縣城及農村取暖?？傊?，生物質能供熱可利用本地生物質資源，構建城鎮(zhèn)分布式清潔能源供熱體系，對減少農村秸稈露天焚燒、替代燃煤具有重要意義。我國中小型燃煤供熱鍋爐數(shù)量較多，生物質能供熱今后有較大發(fā)展空間。

（三）生物質發(fā)電 / 耦合發(fā)電

我國生物質發(fā)電主要包括農林生物質發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和沼氣發(fā)電。近年來，生物質發(fā)電保持持續(xù)增長，截至 2019 年年底，我國已投產生物質發(fā)電項目共計 1094 處，裝機容量為 2.25×107 kW，年發(fā)電量達 1.11×1010 kW·h，其中，農林生物質發(fā)電并網裝機容量達 9.73×106 kW [14]。2020 年 1 月，財政部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局印發(fā)了《關于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》和《可再生能源電價附加資金管理辦法》，明確提出以收定支，合理確定新增補貼項目規(guī)模，穩(wěn)步推進新增農林廢棄物發(fā)電項目建設。

2017 年 11 月，國家能源局、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關于開展燃煤耦合生物質發(fā)電技改試點工作的通知》，提出依托現(xiàn)役燃煤高效發(fā)電系統(tǒng)，重點在 13 個糧食主產省份，消納農林生物質、生活垃圾和污泥等，對存在秸稈消納困難、田間直燃致霾嚴重等情況的地區(qū)進行重點布局，并確定了 84 個技改試點項目。廣東、寧夏、湖北等地也相繼啟動了一批煤炭與農林生物質、污泥等耦合發(fā)電試點項目。目前，生物質發(fā)電 / 耦合發(fā)電領域仍存在難以計量、補貼政策不明確等問題，在一定程度上制約了產業(yè)的發(fā)展。

（四）生物液體燃料

1. 燃料乙醇

在“十五”期間，我國糧食產量相對過剩，在河南、安徽、吉林和黑龍江等地分別建設了以陳化糧（玉米、小麥）為原料的燃料乙醇生產企業(yè)，年產燃料乙醇約為 1.34×106 t，并在 9 個省開展車用乙醇汽油銷售。在“十三五”期間，燃料乙醇已在全國范圍內進行推廣和應用。2017 年 9 月 13 日，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局等十五部門聯(lián)合印發(fā)《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》，提出到 2020 年，在全國范圍內基本實現(xiàn)車用乙醇汽油全覆蓋的目標。國投生物能源（海倫）有限公司年產 3.0×105 t 燃料乙醇項目等相繼開工建設。我國在連續(xù)固體發(fā)酵甜高粱生產乙醇技術方面也取得了突破，生產乙醇后的酒糟可做牛羊飼料 [15]。2018 年 12 月，山東東營市弘力生物科技有限責任公司利用耐鹽堿甜高粱稈連續(xù)固體發(fā)酵年產 3.0×104 t 變性燃料乙醇項目獲得核準。

我國人口基數(shù)大，耕地資源緊缺，糧食供需處于緊平衡狀態(tài)，未來以糧食為原料的燃料乙醇產業(yè)發(fā)展存在極大的不確定性。近年來，纖維素乙醇逐步成為研究的熱點 [16]。但是，受國際原油價格下跌以及技術不成熟等因素影響，大部分正式運營的已具商業(yè)規(guī)模的纖維素生物燃料設施已關閉 [17]。

2. 生物柴油

2019 年，我國生物柴油的產量約為 1.2×106 t，主要以廢棄的食用油脂為原料 [18]。2018 年，上海印發(fā)《上海市支持餐廚廢棄油脂制生物柴油推廣應用暫行管理辦法》的通知，在全市 21 個加油站試點 B5 生物柴油，年消納地溝油約為 3.0×104 t。目前，我國生物柴油的發(fā)展仍處于初級階段，與國外相比還有一定差距。具體來看，我國生物柴油的生產多以民營企業(yè)為主，存在裝置規(guī)模小、技術水平低、原料供應不足、質量標準不一、市場流通不規(guī)范、綜合利用和深加工水平偏低等問題。

（五）生物基產品

生物基產品指以可再生生物質為原料制造的新型材料和化學品等 [19]。生物基產品在天然環(huán)境下易分解，屬于環(huán)保型產品，對降低化石資源依賴、改善生態(tài)環(huán)境、促進綠色經濟增長具有重大意義 [20]。2017 年，國家發(fā)展和改革委員會印發(fā)的《“十三五”生物產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出，提高生物基產品的經濟性和市場競爭力。我國相關企業(yè)建成了一批生物基塑料、生物基乳酸等生產線，如 2015 年 12 月，浙江建成了萬噸級聚乳酸生產線，可生產聚乳酸樹脂及改性產品 30 余種。2020 年 7 月，安徽豐原集團有限公司自主研發(fā)的從乳酸菌種、發(fā)酵、提純、丙交酯合成到聚合的年產 5.0×104 t 聚乳酸生產線成功投產，聚乳酸纖維成本已低于棉花、天絲、莫代爾等，可廣泛應用于服裝、床上用品等領域，替代石油基一次性塑料和化學纖維。

綜上，從我國生物質能資源稟賦和技術發(fā)展水平來看（見圖 1），生物質成型燃料供熱技術已趨于成熟，可替代煤炭為農村和城鎮(zhèn)提供熱源。規(guī)?；託夤こ碳夹g成熟，可替代天然氣進入管網，或作為車用燃料。生物質發(fā)電和熱電聯(lián)產仍是今后一段時期規(guī)?；玫闹匾绞街?，生物質能梯級綜合利用將是主要發(fā)展方向。隨著科學技術的進步，纖維素類、微藻等生物質能資源將不斷發(fā)展；聚乳酸、非糧燃料乙醇在技術上取得突破。今后，生物質能研究的重點和難點將主要圍繞第二代生物液體燃料技術、微藻的第三代生物液體燃料技術、生物基產品等 [21]。

　　
圖 1 生物質技術的成熟度和市場潛力

四、生物質經濟發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

生物質經濟通過處理農林廢棄物，可直接改善生態(tài)環(huán)境，是發(fā)展循環(huán)經濟的重要載體，綜合效益明顯，但其發(fā)展仍面臨諸多問題和挑戰(zhàn)。

（一）認識不到位

對農業(yè)生物質能利用的認識不夠，尚未將農業(yè)生物質能作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。一些地方甚至出臺限制生物質成型燃料應用的政策措施，在一定程度上影響了生物質經濟和產業(yè)的發(fā)展、應用和推廣。

（二）收儲運體系不健全

農作物秸稈量大、分散、體積蓬松、收獲季節(jié)性強，存在運輸難、堆存難、經濟性差等問題，再加上農忙時勞動力缺乏、儲存場地少，以及收集、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)經濟實用的技術裝備不足，使秸稈收儲運體系建設嚴重滯后。林業(yè)撫育和采伐剩余物大多分布在山地和沙丘，相對分散，主要以人工收集、運輸為主，存在效率低、成本高等問題。

（三）技術有待突破

部分生物質經濟技術仍處于發(fā)展初期，專業(yè)化程度不高，市場體系不完善。如亟需開發(fā)高效混合原料發(fā)酵裝置、大型低排放生物質鍋爐等現(xiàn)代化專用設備，提高生物天然氣和成型燃料工程化水平。另外，纖維素乙醇關鍵技術及工程化尚未實現(xiàn)突破。

（四）政策體系不完善

生物質經濟涉及原料收集、加工轉化、能源產品消費、伴生品處理等諸多環(huán)節(jié)，目前相關政策分散，難以形成合力。另外，尚未建立生物質能產品優(yōu)先利用機制，缺乏對生物天然氣和成型燃料的終端補貼政策支持。

五、我國生物質經濟發(fā)展的戰(zhàn)略思路

（一）總體要求

堅持因地制宜、綜合利用、就地消納、多能互補、城鄉(xiāng)互助的原則，以縣級區(qū)域為單元，立足區(qū)域資源稟賦、經濟發(fā)展水平和產業(yè)發(fā)展需求，以農林剩余物能源化利用為重點，實行政府規(guī)劃、市場為主、農民參與，鼓勵試點先行、創(chuàng)新機制、創(chuàng)設政策，努力建立起政府補助與市場經營相結合、企業(yè)與農民利益相統(tǒng)一、縣鄉(xiāng)城鎮(zhèn)與農村供能相統(tǒng)籌的長效運行機制，為實現(xiàn)農業(yè)強、農民富、農村美作出重要貢獻。

我國生物質經濟發(fā)展的技術路線，如表 2 所示。

表 2 我國生物質經濟發(fā)展技術路線

（二）戰(zhàn)略目標和發(fā)展重點

1. 近期（2020—2025 年）

生物質經濟發(fā)展進入技術和產業(yè)成熟階段。全面實現(xiàn)生物質供熱、規(guī)?；託夤こ痰燃夹g的商業(yè)化應用。生物質燃氣的年利用量達 2.3×1010 m3 ，生物質成型燃料年利用量達 1.0×107 t。

（1）積極推進生物質成型燃料產業(yè)化。完善原料收集、儲存、運輸、預處理到成型燃料生產、配送和應用的整個產業(yè)鏈；結合大氣環(huán)境治理和北方地區(qū)冬季清潔取暖需求，大力推動城鎮(zhèn)燃煤鍋爐改造為生物質成型燃料鍋爐；在人口居住分散的農村地區(qū)，推廣戶用生物質成型燃料爐具，為農戶提供炊事及采暖用能。

（2）積極發(fā)展沼氣工程。在農林生物質資源豐富，農民經濟條件較好，具備鋪設燃氣管網條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村莊，推廣沼氣集中供氣工程；在鄉(xiāng)鎮(zhèn)設置沼氣能源服務站點，為周邊居民提供罐裝沼氣，加快構建與新型農村社區(qū)配套的分布式生物能源體系。建設大型生物天然氣工程，將經凈化提純的沼氣輸入城市天然氣管網或作為交通車輛的燃料。

（3）有序推進生物燃料乙醇。利用鹽堿地、干旱地等邊際土地種植甜高粱，生產燃料乙醇和飼料，帶動畜牧業(yè)發(fā)展。

2. 中期（2026—2035 年）

生物質經濟進入機制和體系創(chuàng)新階段。到 2030 年，生物質能要成為國家能源供應體系中的主流能源，生物質燃氣的年利用量達 3.8×1010 m3 ，生物質成型燃料年利用量達 5.0×107 t。開展纖維素乙醇、航空生物燃料、微藻能源等先進生物燃料技術示范。

（1）加快非糧生物液體燃料技術研發(fā)。突破關鍵設備和工藝，降低纖維素乙醇生產成本，提高經濟性，建設一批規(guī)?；w維素乙醇示范工程，配套建成纖維素酶生產基地，纖維乙醇生產能力達到?5.0×105 t/a；積極推進以廢棄動植物油脂、木本油料作物為原料的生物柴油和航空生物燃料示范工程及應用，航空生物燃料產量達到 2.0×105 t/a。

（2）鼓勵微藻能源產業(yè)化示范。利用工業(yè)廢水和 CO2 廢氣，建設含油微藻規(guī)?；B(yǎng)殖場，開展微藻生物燃料的多聯(lián)產示范，在生產微藻生物燃油的同時生產高附加值的功能性食品等。

3. 長期（2036—2050 年）

生物質經濟發(fā)展進入規(guī)模替代階段。生物質能大規(guī)模替代化石能源，實現(xiàn)能源生產消費結構的基本性改變。生物質燃氣的年利用量達 10億m3 ，生物質成型燃料年利用量達 1.0億噸。

六、對策建議

（一）加強技術研發(fā)

建議整合現(xiàn)有資源，組建技術研發(fā)平臺，集中力量對生物質經濟共性技術開展科研攻關，攻克能源植物的篩選與高效培育、成型燃料高效清潔燃燒技術、纖維素酶等技術難點；加大對生物質能裝備制造體系的發(fā)展力度，重點支持規(guī)?；镔|原料收集設備、甜高粱莖稈乙醇規(guī)模化裝備和規(guī)?；託馍飪艋c提純、沼氣發(fā)電及其余熱利用等裝備的發(fā)展，以農林剩余物、畜禽糞便、有機廢水和生活垃圾等為原料，發(fā)展電力、供暖和燃氣的多聯(lián)供技術，發(fā)展以沼氣為紐帶的生態(tài)循環(huán)農業(yè)，推進生物質能利用技術產業(yè)化進程。

（二）完善激勵政策

當前，我國生物質經濟尚處于初級階段，面臨投入高、生產成本高、市場競爭力差等挑戰(zhàn)，亟需國家完善相關支持政策。建議對生物質清潔爐具的生產出臺相應的產品補貼政策，對農戶購買爐具和成型燃料給予一定補貼。采用政府和社會資本合作（PPP）、特許經營權等模式，引導社會資本進入規(guī)?；託?、生物質供熱等領域，對生物天然氣入網、沼肥、沼氣產品給予補貼等。另外，落實生物質經濟稅收優(yōu)惠政策，建立農村碳減排和碳交易市場，增加使用生物質能技術的農民收入。

（三）強化市場培育

與化石燃料相比，生物質能源和生物基產品的成本偏高，特別是在國際油價處于低位的背景下，經濟性和市場競爭力尚未展現(xiàn)，且存在一定的市場壁壘。建議研究電網、燃氣和成品油的基礎設施和管理體系，采取配額制或建立碳交易市場，推動生物質發(fā)電、生物天然氣和生物液體燃料的商品化、規(guī)?；?、市場化應用；完善生物質原料收集、運輸，以及生物質燃料配送、沼氣管網、加氣站等服務體系，增加就業(yè)機會，全面提高生物質能產業(yè)服務水平；研究將符合條件的生物質產品列入節(jié)能產品政府采購品目清單。

（四）加大資金投入力度

建議國家將可再生能源發(fā)展基金支持范圍從電力擴展到生物質成型燃料、生物天然氣、生物液體燃料和可生物降解塑料等，并設立專戶，專項用于支持生物能源和生物化工產品的開發(fā)利用活動，同時，吸引社會參與，拓寬融資渠道。各級地方政府要按照《可再生能源法》和有關政策的要求，安排專項資金支持生物質能和生物基產品的開發(fā)和利用。

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