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歐盟國家生物質能源供熱利用綜合分區

2021-07-29 05:15:14宋晨晨何繼江張浩然
中國人口·資源與環境 2021年5期

宋晨晨 何繼江 張浩然

摘要 供熱是全球最大的能源消費領域,全球終端能源消費中供熱占到50%左右。2019年國際能源署指出:發展可再生能源供熱已經成為全球應對氣候變化、治理環境污染、促進能源轉型與可持續發展的關鍵途徑。生物質能源作為優先發展的可再生供熱來源而受到世界各國的重視。歐盟國家生物質供熱事業發展較早、技術較為成熟、政策體系較為完善,其生物熱能占歐盟可再生熱能消費總量的86%,效果頗為顯著,成為供熱行業脫碳的重要動力,在全球范圍具有極高的示范效應。文章構建歐盟國家生物質能源供熱利用綜合分區理論框架,基于對生物質能源供熱體系供需潛力的測算,通過FCM法對歐盟28個國家的生物質資源利用現狀進行量化分區。結果表明,歐盟各國生物質能源供熱利用存在顯著差異,可以分為五類利用綜合區,分別是重點發展類(芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞)、資源優先類(奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞)、政策導向類(德國、意大利、葡萄牙和塞浦路斯)、潛力良好類(捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、法國和斯洛伐克)和匱乏遲緩類(英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡和馬耳他)。同時,探討不同類型的歐盟國家生物質供熱利用的特點和形成原因,并結合中國現階段供熱實際情況及未來可再生能源發展即將面臨的挑戰,總結歐盟國家成熟的供熱體系和豐富的供熱經驗,提出有利于中國清潔供暖發展、能源高效利用、能源供應安全以及能源結構升級的一些啟示和借鑒。

關鍵詞 歐盟;生物質能源;供熱;綜合分區;供需

中圖分類號 F062.1,F062.9文獻標識碼 A文章編號 1002-2104(2021)05-0067-0010DOI:10.12062/cpre.20200933

2019年10月21日,國際能源署(IEA)[1]發布的《可再生能源2019至2024年的分析和預測》報告中顯示,到2024年全球可再生能源的熱消費將比2019年增長五分之一,中國、歐盟、印度和美國占全球可再生熱量消費增長的三分之二,其中生物能源是最大的可再生熱能來源。然而,生物質能源供熱的消耗仍然不能滿足現代能源供熱的需求,不足以實現全球氣候目標[2],生物質供熱潛力的開發和利用仍然需要世界各國更有力的措施和政策加以扶持、推動。

中國為響應聯合國2030年可持續發展目標,致力于解決環境污染和氣候變化等嚴峻問題,逐年加大對可再生能源發展的技術支持和政策引導。2018年中國《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017—2021)》規劃中指出[3],到2021年中國生物質能清潔供暖面積達到21億m2。生物質作為綠色、低碳、經濟的可再生能源,是替代化石能源實現清潔供熱,有效應對大氣污染和霧霾災害的重要舉措。國家能源局發布的《生物質能發展“十三五”規劃》中對中國分布式農林生物質熱電聯產、生活垃圾焚燒、用戶側替代等生物質能源供熱的智能發展制定了明確的目標[4]。

歐洲國家生物質能源供熱事業發展較早,綜合利用技術成熟,政策制度較為完善[5-6]。歐盟許多國家位于高緯度、高海拔地區,冬季漫長寒冷,供暖需求巨大,他們較早將生物質作為優先發展的可再生能源供熱來源并予以高度的重視,越來越多的家庭、工業、地區供熱網絡和建筑都依賴生物質能,生物質能在多國供熱領域的開發利用已經成為重要的產業。近十幾年,歐盟國家可再生能源供熱在供熱能源總量中占比顯著上升,從2004年的10%上升到2017年的20%。歐盟生物質供熱占最終能源消費量的比重大于10%的國家有14個,其中拉脫維亞占比最高,為33.21%。其次是芬蘭、瑞典、愛沙尼亞、丹麥和立陶宛,占比超過20%。克羅地亞、奧地利、羅馬尼亞在15%左右,葡萄牙、斯洛文尼亞、保加利亞、捷克和匈牙利生物質供熱占最終能源消費量的比重在11%左右。然而,不同歐盟國家因其地理位置、氣候條件、自然資源、政策背景、技術水平、環境理念、可持續發展目標的不同,導致其生物質能源供熱體系的供需狀況和發展水平存在差異性[7-8]。本研究基于歐盟28個國家生物質供熱生態系統的供需現狀,對不同主體生物質能源供熱利用現狀進行分類研究,探討不同類型的國家生物質供熱利用的特點和形成原因,并與中國現階段供暖實際相結合,學習歐盟國家生物質能源管理利用的豐富供熱經驗,對中國清潔供暖發展、減少化石能源依賴、能源供應安全以及能源結構升級具有一定的啟示和借鑒意義。

1理論框架

生物質能源供熱是一個供需體系,供給側是生物質資源量潛力,需求側是人們對生物質能源的供熱消耗,生物質資源量潛力和生物質供熱消耗直接決定生物質供熱系統的平衡。同時,生物質供熱系統也是半自然化和半人工化的系統[4],主要由自然成分和人工成分構成。其中,生物質供熱體系的自然成分包括耕地資源、森林資源、水熱資源、城市垃圾、動物糞便、污水污泥等物質資源要素,是生物質供熱的主要物質來源[9];生物質供熱體系的人工成分主要包括供熱技術、農業生產技術、垃圾處理技術、政策扶持、工業工程、經濟環境等人類輸出要素,它們規范物質資源的使用并促進生物質供熱生態系統的各種功能得以實現[10]。人類輸出要素將所有物質資源要素輸入系統,通過“半自然化-半人工化”供需運行,最終可以實現生物質供熱系統的生產、生活和生態功能。

通過對研究主體生物質供熱供需系統的評價,了解到生物質能源供熱利用現狀,在人口條件、生態環境、經濟環境和政治環境的影響下[11],對不同研究主體的生物質能源供熱利用情況進行綜合分區研究。最后,結合生物質供需系統服務質量(如技術水平、能源安全,氣候目標和創新發展)的反饋,可以調整生物質供熱系統的結構和運行條件,以提供更高效的生物質供熱利用能力[12](圖1)。

2研究對象、數據來源與研究方法

2.1研究對象與數據來源

文章以歐盟28個成員國為研究對象(包括英國),研究樣本以2008—2018年間歐盟成員國各國的年度統計數據、聯合國(Eurostat)統計數據、國際可再生能源署(IEA)統計數據為數據源。其中涉及的研究數據包括矢量數據和統計數據。矢量數據來自歐盟地圖。在統計數據方面,可用于供熱的生物質資源主要來自林業廢棄物、木質工業廢棄物、動物廢棄物、農作物廢棄物、養殖業廢棄物、城市廢棄物、污水廢棄物和能源終端利用的種植作物。具體可以歸納為林木生物質、秸稈和農作加工剩余物、城市垃圾和廢水、動物糞便四類[13]。因此生物質資源量的具體觀測值包括森林木材可供應量、農作物供應量、動物糞便總量、城市固體垃圾總量、污水污泥量、人口量。生物質供熱能源需求的觀測值為生物質供熱消費量和供熱能量總消耗。

作者用的數據處理工具主要有Matlab2019a和Spss22.0。通過Spss22.0軟件對觀測數據進行整理并將各個指標標準化處理。Matlab2019a可以各個指標通過混合模糊聚類算法進行聚類。

2.2研究方法

2.2.1供需潛力測算

通過指標法對生物質供熱供給潛力和需求潛力的測算,用以分析歐盟國家生物質供熱現狀。國內外對生物質資源量進行測算有不同的方法,歐盟地區常采用自下而上生物質能源潛力估算法(BottomUpApproach)[14]。文章所指的生物質資源量為理論可獲得量,即歐盟成員國蘊藏生物質能源全部理論產量的總和,并且假設成員國之間生物質資源不進行輸送和交換[15]。

2.2.2模糊聚類分析

指標法、經驗法和聚類法都可作為區域劃分的方法,考慮到生物質供熱綜合利用分區的供給與需求多指標間信息量重疊性以及區域劃分的模糊特征性,因此,以歐盟國家行政區域為基本單元,采用模糊C-均值(FuzzyC-Means,FCM)[16-17]聚類算法對歐盟國家生物質供熱利用情況進行混合模糊聚類分區。FCM算法的目的是找到一種最佳的分類結果,這是目前國際上常用的一種聚類方法。它首先將個樣本分類,然后指定樣本之間和類之間的距離。之后,它選擇距離最小的一對樣本合并到一個新類中,并重新計算距離,然后合并距離最近的兩個類,以此類推,直到所有樣本合并到一個類中為止。具體步驟為:

(1)FCM算法的聚類中心和隸屬度。假設模糊矩陣U=uij,樣本為X=x1,x,…,xn。將樣本分為c類且1≤c≤n。Cj為第j個聚類中心。‖xi-cj‖表示x到cj的歐式距離,uij為第i個樣本對于第j類的隸屬度。

(2)設置初始化控制參數。種群個體大小設置為sizepop=28,最大進化次數設置為MAXGEN=10,交叉概率設置為Pc=0.7。生成初始種群Chrom。

(3)對群體Chrom進行遺傳計算。計算新產生個體的C個聚類中心。通過新個體替換舊個體原則,將新產生個體的聚類中心和隸屬度計入,放棄舊個體。如果gen

(4)如果Ti

3生物質供熱供需潛力測算

3.1供給潛力測算

3.1.1生物質資源實物量

生物質資源主要來自林木生物質、秸稈和農作加工剩余物、城市垃圾和廢水、動物糞便四個方面[18]。林木生物質資源是指林木生長、林業生產和加工活動的剩余物,秸稈是各種農作物收籽后剩余的植株。城市垃圾是指所有未被單獨收集或進一步用作材料的生活垃圾。廢水包括生活廢水和工業廢水。動物糞便主要指家畜、家禽在養殖過程中產生的所有糞便(包括液體和固體)。逐一對林木生物質資源量、秸稈資源量、城市垃圾和廢水資源量、動物糞便資源量進行測算[19-24],計算方法詳見表1所示。

其中,不同種類的林木生物質資源可作為能源利用的部位和比例不同,涉及產量系數[28];不同種類的農作物產生的剩余生物量差異較大,涉及谷草比系數[29];不同種類的禽畜在整個飼養周期內的糞便排放總量不同,涉及年(按365d計算)排泄物總量[30]。具體見表2、表3、表4所示。

3.1.2生物質折標能源總量

將上述四種生物質資源實物量乘以相應的折合標準能源系數(ηi,簡稱“折標系數”),可以分別得到林木、秸稈、城市垃圾和廢水、動物糞便四種生物質資源轉化為標準能源的總量[20],計算公式如下所示,主要生物質資源的折標系數ηi見表5可知。

3.1.3生物質能量密度

文章用能量密度來測度不同國家生物質供熱能源系統中供給側的生物質能源。能量密度[15]是單位面積或人口的生物質能源擁有量,這是一個用以反映資源豐度的指標。文章的生物質能量密度為單位人口生物質能源,得到歐盟28個國家人均生物質折標能源總量(表6)。

3.2需求潛力測算

在生物質供熱系統中,對生物質能源的需求取決于消費者的總熱需求,并且受到生物質質量、生物質燃料價格、供熱技術、供熱規模等因素的影響[31]。生物質供熱需求的觀測值為生物質供熱消費量和供熱能量總消費兩個指標(表7)。

3.3生物質供熱利用綜合分區結果

將歐盟國家生物質供熱供給與需求潛力測算指標值進行統計,并進行數據標準化處理,遵循最小距離準則,確定初始分類數,在Matlab2019a中運行混合模糊聚類算法,輸入分類矩陣,選擇最大迭代次數,根據初步分區結果,并且結合定性指標的判定,對分區結果進行調整,得到28個歐盟國家生物質供熱綜合利用協調強度、供需關系和隸屬度,并依據最大隸屬度原則得到分類結果(表8)。

4綜合分區結果分析

依據上述初步分區結果,并結合現有對歐盟國家生物質供熱利用區域劃分和定性指標的判定,對分區結果進行局部調整。生物質資源具有可再生性,但并非意味著可以無限制地利用,技術效率、創新水平、生產條件能夠影響生物質供熱資源供給能力,政策目標、生態環境、氣候條件同樣影響著生物質供熱資源的需求水平。這些影響因素具有地區差異性,共同作用決定著歐盟國家生物質供熱綜合利用現狀。基于上述考慮,結合綜合分區結果,進一步分析不同類型的國家生物質供熱發展特征,Ⅰ區為重點發展類,包括芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞。Ⅱ區為資源優先類,包括奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞。Ⅲ區為政策導向類,包括德國、意大利、葡萄牙、塞浦路斯。Ⅳ區潛力良好類,包括捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、法國、斯洛伐克。Ⅴ區為匱乏遲緩類,包括英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡、馬耳他。具體分區方案見表9所示。

Ⅰ區為重點發展類生物質供熱利用區,包括芬蘭、瑞典、丹麥、愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞6個國家,這類國家擁有豐富的生物質資源量,并且生物質供熱整體發展利用水平最好。芬蘭和瑞典均地處北歐,其化石能源匱乏,是高度工業化、高能耗國家,然而芬蘭和瑞典也是歐洲人均林木生物質最多的國家。芬蘭和瑞典不僅具有先天資源優勢,同時對林木生物質能源的開發和利用非常重視,生物質能源承擔了全國供暖需求的50%以上。從1999年至今,兩國政府通過各種能源計劃、環境戰略以及各種扶持政策,都在大力推進生物質熱電聯產和區域供暖方面的運用,并取得了一定規模和成效。丹麥可再生能源結構中生物質是風能的三倍,并計劃將在2030年棄煤。丹麥依靠本土生產的生物質所產生的人均能源量,大于中國煤炭所產生的人均電力能源量。丹麥在供熱用能生物質排名第一,占比35.5%,天然氣占18.4%。并且生物質是集中供熱和單體建筑供熱的主體能源。愛沙尼亞、立陶宛和拉脫維亞三國位于高海拔波羅的海地區,供熱是國家最重要的問題之一。三國森林覆蓋率較高,生物質資源充足,為減少對俄羅斯天然氣進口的依賴,為解決能源供應和安全問題,大力發展本國生物質供熱,逐漸實現能源轉型和社會發展。

Ⅱ區為資源優先類生物質供熱利用區,包括奧地利、克羅地亞、保加利亞、羅馬尼亞和斯洛文尼亞5個國家,這類國家生物質資源優勢較為明顯,資源導向致使生物質供熱發展現狀和前景都較好。奧地利森林覆蓋率為44.7%,擁有豐富的森林和水資源,是人均供熱消耗生物質能源較多的國家之一,并且擁有世界生物質熱電領域領航技術,在國際生物質供熱技術交流與合作中發揮重要作用。斯洛文尼亞、克羅地亞和保加利亞森林和水力資源豐富,森林覆蓋率分別為49.7%、47%和31%,為生物質供熱提供大量木質資源,且發展現狀良好。羅馬尼亞農業資源豐富,被譽為歐洲糧倉,農業面積占國土面積的61.7%,為生物質供熱提供大量的秸稈等農作物剩余物,并且基于垃圾的能源生產保持穩步增長。

Ⅲ區為政策優先類生物質供熱利用區,包括德國、法國、意大利、葡萄牙、塞浦路斯5個國家,這類國家缺乏生物質資源優勢,但由于政府政策導向,在國家戰略規劃、政策制定、技術研發和管理機制等方面積極鼓勵生物質供熱的發展和利用,未來對生物質供熱需求較大。德國自然資源匱乏,在原料供應和能源方面很大程度上依賴進口,而生物質能供熱領域的市場卻一直在蓬勃發展,德國生物能源村是歐洲生物能源成功的一個縮影,這得益于從1999年至今,不間斷的聯邦和州兩級政府各種資助計劃的支持。法國政府非常重視對生物質能源的研發,并采取一系列財政支持、稅收優惠以及用戶補貼等措施對生物質供暖企業和用戶側進行大力扶持。意大利能源自給率一直極低,超過80%能源資源需要進口,但其生物質供熱技術優勢迅速積累,可再生能源規模逐年擴大。雖然意大利國家級能源戰略頒布較晚,但更充分、徹底地尊重了民眾意愿。葡萄牙和塞浦路斯非常重視可再生能源發展,政策力度強而持續,不惜花費巨額補貼發展包括生物質在內的可再生能源,強力在其供熱領域推行“去煤炭化”。

Ⅳ區為潛力良好類生物質供熱利用區。捷克、匈牙利、希臘、西班牙、波蘭、斯洛伐克6個國家,這類國家可再生能源較為豐富,資源基礎較好,然而生物質供熱發展現狀一般,缺乏有效的政策體系和技術標準推動市場和產業的發展,對生物質資源的開發和利用不足,在歐洲氣候目標推動下未來具有很大潛力。捷克發展水平僅為歐盟平均水平的三分之一,目前差距較大,但是近五年捷克生物質能源增速較快。西班牙和匈牙利擁有豐富的生物燃料和生物燃氣,雖然目前生物質能源在整體能源結構中只占小部分,但其政府制定了替代化石能源的長期規劃,具有很大的發展潛力。波蘭具有豐富的生物質資源,并且擁有完整的生物質成型燃料產業鏈,在日益增長的生物質供熱市場需求量的激勵下,波蘭生物質成型燃料產業發展潛力以及生物質供熱利用潛力巨大。

Ⅴ區為匱乏遲緩類生物質供熱利用區。英國、荷蘭、比利時、愛爾蘭、盧森堡和馬耳他6個國家,這類國家生物質資源匱乏,生物質供熱行業發展遲緩,并且國家對生物質能源的發展和利用尚未引起足夠重視,未來生物質供熱需求較小。荷蘭人均資源匱乏,生物質供熱行業起步較晚,技術投資較少,發展程度相比北歐國家和波羅的海三國明顯低很多,生物質能源還有較大的發展空間,但支撐和保障體系明顯不足。英國過去一系列不明智的政府行動嚴重阻礙了生物質熱電聯產項目的發展,并通過對生物質的偏激而破壞國家整體的能源政策。馬耳他、盧森堡、荷蘭和英國等國家總終端能源消費的生物質比例均在10%以下,生物質資源利用率很低。

5對中國的啟示和建議

中國生物質資源蘊藏富足,主要包括農業廢棄物、林業廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾、有機廢水和廢渣等,發展潛力巨大。其中每年農業廢棄物資源量約4億t,林業廢棄物資源量約3.5億t。然而,中國生物質資源量總體上分布不均,地域省際差異較大。中國生物質理論蘊藏量最為豐富的省份為四川、西藏、云南、廣西和廣東,占全國生物質資源量的四分之一以上,而四川、云南、廣西和廣東均處于南方,冬季多為電暖,西藏供暖技術落后,發展遲緩,這些供暖需求少或技術相對落后的地區可以借鑒西班牙和葡萄牙等Ⅳ區潛力良好類國家的經驗,將大量的生物質資源制成燃料進行生產利用,不僅可以滿足當地全年對熱水的需求,又培育了農村經濟發展新的增長點。生物質成型燃料具有比重大、品質好、經濟運輸半徑大的優勢,因此有必要加快成型燃料產業發展,培育跨縣市、跨地區燃料物流體系。其次生物質資源較為富足的是黑龍江、山東和河南三個省份,占全國生物質資源總量的20%,其生物質供熱發電均處于國內領先地位。山東濱州市陽信縣優先打造全國首個清潔供熱“無煤縣”,積極開展生物質清潔供熱試點,“陽信模式”取得積極成效。黑龍江長青集團牡丹江生物質熱電聯產和河南鶴壁市成型生物質取暖都是具有代表性的生物質供熱案例。這些省份在發揮自身優勢的同時,亦可以借鑒瑞典、丹麥等Ⅰ區重點發展類國家經驗,強化布局規劃并大力給予政策支持,推進生物質能源清潔供熱,爭取國家專項基金,建立完善生物質能源節能、環保、安全、質量管理體系,以期實現全省綠色能源生產并優先完成能源結構的改革。再次為內蒙古、吉林、湖南、河北,這些地區生物質資源量較為豐富,但整體上發展并不理想,供熱多為戶用和民用供暖,可以借鑒Ⅱ區資源優先類歐盟國家,給予先進的技術支持,幫助供熱公司適應來自其他技術的競爭,同時,低廉的電價正在挑戰區域生物質供熱市場的發展。對生物質區域供熱系統和技術的更多研究和開發可以支持基礎設施的現代化,并將區域生物質供熱保持為能源系統的重要組成部分。生物質資源量最少的地區為北京、天津、上海、寧夏和青海,對于霧霾較為嚴重、生物質資源匱乏、冬季供暖需求較大的地區,更需要給予大力的政策支持和引導。參考德國等Ⅲ區為政策優先類歐洲國家近年更換生物質爐具的經驗,推廣節能安全爐具。提倡爐具的供暖功能與炊事功能分開。爐具本身要擴大爐膛,同時盡量避免正壓排風或提高正壓排風口的封閉性,最大限度減少一氧化碳泄露的可能性。相關部門可以出臺技術標準,加強質量監管。“宜氣則氣、宜電則電、宜熱則熱”,其中“宜”可以理解為選擇合適的熱源,采用節能、高效的供暖系統,同時要兼顧成本問題,并且提高對系統能效、對儲熱水箱應用等認識。

立足于中國國情和可再生能源清潔利用現狀,基于對歐盟國家生物質能源供熱供需測算以及綜合利用分區研究,面對聯合國可持續發展目標這一新挑戰,進一步提出對中國生物質能源供熱發展的啟示和相關建議。

(1)宏觀——供熱領域能源結構戰略的調整。20世紀90年代以來,中國在供熱領域的能源消費結構在很大程度上依賴煤炭資源。現如今伴隨著國際范圍日益嚴峻的能源危機、氣候變化、環境污染等問題,化石能源將逐漸被清潔可再生能源所取代,同時單一能源高度依賴的供熱體系也將慢慢被淘汰。Ⅰ區重點發展類國家如丹麥、芬蘭,歷史上都在遭遇能源危機之后大力調整能源供應結構,積極開發可再生能源和清潔能源。瑞典的生物質能源比例在歐盟國家排名第一,其中生活垃圾回收率達到百分之九十九以上。中國是高能耗國家,冬季供暖燃燒散煤是霧霾天氣重要原因。然而,中國所采取的“煤改氣”和“煤改電”等措施較難持續推進。當前,中國可以借鑒北歐等國的供熱經驗,對國家能源結構和能源戰略提出新的調整,學習發達的供熱系統和家庭供熱技術,強調生物質能源的角色,發展“煤改生物質”。長期以來中國在供熱領域存在耗能較高、污染較重、能源利用率較低等問題,從宏觀上對能源結構戰略的調整,可以減少能源的浪費,逐步實現能源自給自足,有效掃除中國能源戰略安全潛在的巨大威脅,大力促進社會經濟可持續發展。

(2)中觀——立足國情開發利用生物質供暖熱源。歐盟國家大多是立足于自身資源稟賦和能源結構,選取適合本國國情的供暖能源類型。尤其是Ⅱ區資源優先類國家,資源優勢明顯,生物質供熱產業起步早、發展好。歐盟國家生物質能源消費可以滿足歐洲總體供熱領域能源需求的13%。中國是農業大國,每年可收集約7t秸稈等農業剩余物,且中國人口眾多,年垃圾清運量接近3億t。中國年均可開發生物質能源可達12億t標準煤,超過中國全年總能耗的三分之一,潛力巨大。然而目前中國生物質在供暖領域中的應用卻不足1%,遠低于歐洲發達國家,甚至低于世界平均水平。因此,中國應該立足國情,四川、西藏、云南、廣西和廣東等地生物質資源最為豐富、供暖需求最少,黑龍江、山東和河南資源豐富并且生物質供熱發展良好,北京、天津、上海、寧夏和青海生物質資源匱乏、冬季供暖需求較大,對于不同現狀的地區,需根據自身條件,因地制宜對生物質能源進行開發利用,不僅可以解決中國冬季供暖能源短缺、環境污染等問題,還可以為農民增收、增加就業提供更多機會。

(3)微觀——采取積極的生物質能源供熱政策。能源是實現經濟社會可持續發展的物質基礎,中國正處新型工業化發展階段,是世界第一大能源消費國。然而相較于能源高消費,中國的能源儲備并不富足,伴隨著能源需求與日俱增,很多地區出現了不同程度的能源緊張,同時能源價格也成為制約中國經濟增長的重要因素。因此,發展可再生能源是解決能源短缺、供需失衡的重要途徑。通過對歐盟第Ⅲ類政策優先型國家供熱利用情況的分析可知,制定積極的、符合本國國情的能源政策,可以更好地推動可再生能源的開發和利用,改變舊的能源結構,提升國家能源安全。德國目前是歐洲熱電聯產裝機容量最大的國家,然而其自然資源相對貧乏,在石油危機之后為減少對化石能源的依賴,德國先后出臺了《節能法》《可再生能源供熱法》《近零能耗建筑標準》以及各種能效行動計劃等,通過大量的能效措施和扶持政策大力發展可再生能源,并且效果顯著。中國可以借鑒德國在供熱領域能源轉型的成功經驗,學習德國實現能效目標的技術路線,完善中國節能法律法規,制定積極的、符合國情的可再生能源供熱政策,培養民眾的節能意識,用以應對能源危機,確保能源安全。

可再生能源替代傳統化石能源是未來發展的必然趨勢,歐洲國家根據1.5攝氏度特別報告相繼調整更高標準的低碳目標和行動計劃。對中國而言,制定2030年可再生能源發展規劃確實是一個較大的挑戰。如若實現高比例可再生能源目標,可再生能源的資源量和價格應該不是制約其發展的主要因素,關鍵是如何調整能源結構戰略、如何獲得靈活性資源、如何進行政策支持,并且如何激發可再生能源需求使其進入市場參與良性、可持續競爭。目前中國在能源轉型與發展過程中仍存在許多疑點和難點,供熱領域實現可再生能源替代更是困難重重,農村貧困并伴隨著供熱資源貧乏,大城市規模過大而供熱能效管理水平較低,基于熱計量的供熱市場難以提供精確的供熱服務,能源轉換技術的落后造成大量的資源浪費和嚴重的環境污染,煤改電和煤改氣在一定程度上陷入困境,等等。基于此現狀,中國發展生物質清潔供熱有著極大的可行性和前瞻性,中國以其農業大國屬性擁有大量秸稈資源,生物質原料收集、存儲及烘干技術較為成熟,同等供熱面積和室溫前提下生物質取暖成本相較電暖、天然氣供暖具有較大優勢,加之歐盟國家在生物質供暖產業發展進程中多年來總結的經驗和教訓,以及歐盟先進的清潔供暖工藝技術、設備、外部環保條件等,都為中國大力發展生物質供熱提供充足的保障,立足中國國情和可再生能源清潔利用現狀,生物質能源清潔供熱發展可以從宏觀、中觀和微觀三個層面施以重墨。生物質能源供熱產業的發展需要政府相關部門系統性、實質性的布局與作為,明確生物質供熱的優先地位,因地制宜完善生物質資料保障體系,推廣節能安全爐具加大農村生物爐具升級改造,加強金融支持、稅收減免鼓勵生物質成型燃料產業發展,創新供熱補貼機制。大力發展生物質清潔供暖是響應國家實現能源綠色低碳發展目標的重大舉措。有助于國家能源安全保障計劃和多元供給策略的有效實施,促進國家智慧能源系統建設、能源科技改革與創新,加快中歐綠色伙伴協作、能源國際合作以及生態環保國際合作,爭取在全球碳中和進程中形成了互利多贏的良好局面。

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(責任編輯:于杰)

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