云南省生物質能利用現狀及發展趨勢

楊振燕，孟小露，柳 娥

（西南林業大學經濟管理學院，云南昆明650224）

生物質是地球上最廣泛存在的物質，包括所有的動物、植物和微生物，以及由這些由生命物質派生、排泄和代謝的物質[1]。生物質能通常包括木材及森林工業廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業有機廢棄物及動物糞便等[2]。生物質能一直是人類賴以生存的可再生能源，是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第4位的能源，在整個能源系統中占有重要地位[3]。云南省具有得天獨厚的生物資源優勢，站在國家能源發展戰略安全的高度，研發生物質能源產業發展新技術對云南省能源安全、生態環境整治和優化農業結構、鄉村振興和打造“三張牌”具有十分重大的戰略意義。

1 國內外生物質能發展概況

隨著社會的發展，生物質能源對人類的貢獻體現在生活中各個領域，特別在發展中國家生物質能源的使用比例更為突出。與不可再生能源不同，生物質能源有緩和能源短缺，促進資源優化，維護生態平衡的效果。國外學者們的研究主要集中在生物質能的技術創新、產業對社會的影響、生物質能發展經驗等方面。韓文科在其著作中論述到，生物質發電在西方國家可為社會提供就業機會，生物質發電的市場價值也隨之提升[4]。李昌珠等認為，巴西生物質能技術與政策的持續性，生物質能原料基地建設、產業運行模式與法律保障體系建設等經驗，為中國生物質能產業健康發展提供了借鑒作用[5]。

目前中國對生物質能相關的理論研究已有一定進展，可以歸納為2類：一類是有關生物質能產業的研究。吳修文等認為，中國的生物質能產業在沼氣技術、生物質氣化技術、固體和液體燃料技術以及生物質工程技術等方面都有一定的發展，但仍然存在著技術開發進展緩慢、關鍵技術不成熟的問題[6]。管天球指出，中國是繼美國和巴西后的第三大燃料乙醇生產大國，中國應借鑒美國和巴西發展生物質能產業的經驗，大力發展生物質燃料技術[7]。舟丹指出，如沼氣技術等一批生物質能已經初步實現了商業化、規?；瘧茫壳靶枰ㄟ^補貼等經濟激勵政策促進商業化發展[8]。另一類是關于新能源產業競爭力的研究。劉鴻雁等用層次分析法從市場影響力、規模競爭力、經濟效益力和科技創新力4個方面對保定市的新能源產業競爭力進行了評價，對其它?。ㄊ校┨嵘履茉串a業競爭力有很好的借鑒作用[9]。孟浩等用層次分析法對中國的新能源產業進行了分領域的系統分析和綜合評價，最后認為目前中國整個新能源產業發展能力處于中等偏下水平[10]。

2 云南省生物質能發展現狀

云南山地占國土面積的94%，傳統能源滿足不了農村生活生產需求，而且現存農村薪柴燃料既不符合國際有關環境問題的公約，也不利于生態文明建設，因此云南省發展生物質能恰逢其時。

2.1 云南省生物質能產業發展基礎

云南省現階段林地面積約2213萬hm2，每年可收集大量木質燃料資源，能夠長時間的為云南省的生物質產業供應大批秸稈、渣滓、木材等其他生物質原料。生物質能產業鏈是建立在對秸稈、渣滓、木材等其他生物質原料進行搜集、存儲、運輸、預處理到經過轉化反應成為各種清潔能源，并應用于多領域的技術系統與產業模式的基礎上。生物質能產業鏈的上游研究機構由大學科研機構及專業公司組成，在生物柴油原料研發、燃料乙醇原料研發、生物質能原料選育方面取得了較好進展。云南農業大學對甘薯、木薯、芭蕉芋和甘蔗等生產燃料乙醇、油菜生產生物柴油都進行了相應的基礎研究，篩選出含油量高的品種并進行了引種試驗等。云南大學申請了組織培養規模生產生物小桐子種苗的方法專利，通過專利組織培養技術對優選種子和種苗進行脫毒，能夠提高種源品質與產量，并能夠排除季節限制條件下縮短種苗繁育周期。

2.2 云南省生物質能產業發展成效顯著

云南省生物質能產業應用方面主要集中在產業鏈的中下游。早在2001年，北京神州大蓄生物質科技有限公司針對云南金平農村燒柴問題對傳統爐灶進行改進，制造成節能氣化灶，不僅使用方便，而且節能環保。生物質能產業鏈的中游提供了生物質成型設備、生物質成型燃料燃燒爐具等相關設備。下游為各種生物質能源在發電、供氣與燃料及供電供暖、有機肥銷售、燃料乙醇、生物柴油等領域的應用，代表企業有云南騰眾新能源科技有限公司、云南科維生物產業有限公司等。

隨著可再生能源中生物質能的開發和利用方向的增多，政府政策的完善與落實，現階段云南生物質能產業在技術研究上獲得了進展。生物柴油方面，已申請國家發明專利的環境友好的高效無催化劑生物柴油亞臨界——超臨界流體制備技術由昆明理工大學研發。西南林業大學初步研究了生物質能源材料的油脂抗氧化儲存等技術。燃料乙醇方面，云南省工業微生物發酵工程重點實驗室采用新菌種和新工藝使發酵轉化率提高，該技術已經達到此類研究的世界級水平。云南省現擁有自主知識產權的含水乙醇汽油的“添加劑”技術和柴油與燃料乙醇混燃技術的“振動乳化”技術，該技術一旦得到國家的認可，將有利于增強云南生物質能源產業發展的競爭力。沼氣方面，云南師范大學等單位研制的“商品化戶用玻璃鋼沼氣池”和“扁球形改性塑料沼氣池”具有較高的綜合技術水平。

3 云南省生物質能發展存在的問題

在2018年中國生物質能源排行榜中，山東、浙江、江蘇、安徽、廣東5省在生物質發電累計裝機、新增裝機、年發電量排名中均名列前茅。而云南一直是“西電東送”主力省份，卻排名居后，主要存在下列問題。一是技術瓶頸問題。包括基礎薄弱創新不足和技術依存度高兩方面問題，一方面云南省生物質發電在原料處理轉化技術及成套裝備研發等關鍵技術方面仍存在困難；另一方面核心技術及設備依賴進口，資金投入較少，使得原料生產規模小、生產效率不高、清潔能源推廣程度低，環境問題未能從根本上解決。二是生物質產業結構待完善，投資消費環節韌性不足。生物質產業集中度低、產業結構有待完善，相關部門對生物質資源的有效利用宣傳力度不足，企業帶動作用有限，生物質產品缺乏高值化市場競爭優勢，導致投資方回報率低，消費方積極性不足。三是知識產權意識淡薄。生物質能產業需要拓展國際市場，應考慮從中央和地方政府層面出臺知識產權保護法律法規，讓生物質能技術轉移過程中減少產權糾紛，這是云南省生物質能發展中應重點考慮的問題。

4 云南省生物質能產業發展的側重點

4.1 云南省生物質能的發展重點

云南省生物質能培育的重點領域包括：一是利用云南省的立體氣候優勢，發展大中型養殖業、現代化綠色農場、生態農莊等以沼氣為連接的循環農業，嘗試把沼氣工程應用到工業有機廢水處理項目中，燃料乙醇產業在改進原有技術設備的基礎上與保護生態環境協同發展，生物柴油產業依靠先進科研技術大力發展。結合新型城鎮化建設和旅游產業的推進，利用好餐飲廢油發展生物柴油，助力云南省食品安全。二是用生物質發電彌補水力發電的不足，多建立清潔能源基地，鼓勵大眾用能方式向清潔能源傾斜。對農村農業剩余物質和城鎮垃圾進行分類深度處理、合理高效利用，增加可替代能源的使用范圍，減少環境污染。

4.2 云南生物質能發展趨勢分析

從資源可持續供給和取得根本性技術突破的角度看，生物質熱解液化、生物質氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎和廣闊的發展應用前景，與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質液體燃料[11]?；谠颇蠈η鍧嵞茉吹慕Y構劃分及利用狀況，生物質能發展前景如下：

4.2.1 生物柴油

隨著石油價格的上升，云南發展生物柴油的商機越來越明顯。云南有獨特的甘蔗、麻瘋樹等生物質資源，尤其是麻瘋樹果油有廉價且出油率高的特點；國家出臺的生物能源和生物化工農業原料基地補助政策，也有利于從政策上扶持云南省發展生物柴油，進而推動規?；a與增加就業機會。

4.2.2 生物質氣化發電

生物質氣化發電在原料多樣、操作安全便捷、使用成本逐年遞減方面有突出優勢。云南是核桃和咖啡主產區，生物質氣化項目也可選擇用核桃殼和咖啡殼為原料。同時，生物質氣化發電可彌補水利發電存在水電價格限制，對經濟貢獻不足等問題。

4.2.3 燃料乙醇

燃料乙醇技術加工種類多且易學，因此云南發展以甘蔗、薯類等纖維素為原料的燃料乙醇產業有原料優勢，這不但使焚燒廢棄的秸稈進一步優化利用，而且避免了環境污染問題，利于生態平衡。

5 云南省發展生物質能產業的建議

一是完善發展模式，整合分散資源。改變云南省生物質資源分散與綜合開發利用增加難度大的局面，建議組建云南省生物質交流中心，用于生物質資源整合、模式，傳播技術水平，落實扶持政策，跟蹤產業實施進程，同時為產業鏈中上游提供基礎研究數據，優化生物質采收、儲蓄和多樣性原料結合的后勤保障體系。

二是走綜合高值化生物質利用路線。需綜合考慮云南省生物質資源條件、氣候差異、農林業生物質產出時間的差異性，探索生物質結構演變規律，加快學科與技術相融合的生物質能產業化進程。

三是加大資金投入，兼顧環境友好。生物質能因資金不足，技術上多為重復步驟，而關鍵技術未能突破，可能會造成環境污染，需增強環保監測管理力度，做優做好清潔能源。

四是推進國際間交流合作，培育創新技術人才。對國外先進的生物質設備與技術進行吸收、消化再創新，打破依賴進口思維。加強生物質領域人才的培育，以提高技術產業創新力。

發展生物質能必須與精準扶貧、鄉村振興等國家重大戰略相結合，加強頂層設計，進行系統設計規劃[12]。應立足云南省特色的資源優勢，消化吸收已有的先進生物質能源產業化技術，以優質原料培育技術、加工轉換技術以及相關配套技術研究為突破口，通過增強自主創新能力，爭取早日把云南省建設成為輻射東南亞最重要的生物質能源產業化大省。