
進入“十四五”階段,生物質能的市場潛力正逐漸釋放,中長期前景良好。在碳達峰、碳中和目標下,生物質能產業發展正迎來諸多利好。
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,以及由這些有生命物質派生、排泄和代謝的許多物質。生物質發電是利用生物質所具有的生物質能進行發電(含農林生物質、垃圾焚燒和沼氣發電)是可再生能源發電的重要組成部分。生物質發電技術是目前生物質能應用方式中最普遍、最有效的方法之一,在歐美等發達國家,生物質能發電已形成非常成熟的產業,成為一些國家重要的發電和供熱方式。

生物質發電主要包括農林生物質發電、垃圾焚燒發電和沼氣發電。截至到2020年年底,全國已投產生物質發電項目1353個;并網裝機容量2952萬千瓦,年發電量1326億千瓦時,年上網電量1122億千瓦時。
我國生物質發電裝機容量已經是連續第三年位列世界第一。截至2020年年底,我國共新增裝機543萬千瓦,裝機容量較上年增長22.6%。
為推進生物質能分布式開發利用,擴大市場規模,完善產業體系,加快生物質能專業化多元化產業化發展步伐。生物質能發電是生物質能的主要利用形式,近年來,為推動生物質能發電,國家正式發布了一系列生物質能利用政策,包括《生物質能發展“十三五”規劃》、《全國林業生物質能發展規劃(2011-2020年)》等,并通過財政直接補貼的形式加快其發展。
在國家政策和財政補貼的大力推動下,我國生物質能發電投資持續增長。數據顯示,2020年我國生物質發電投資規模突破1600億元,全國已投產生物質能發電項目1353個,較2019年增長259個,較2018年增長了451個。
近年來,在國家政策支持下,生物質發電建設規模持續增加,項目建設運行保持較高水平,技術及裝備制造水平持續提升,助力構建清潔低碳、安全高效能源體系,對各地加快處理農林廢棄物和生活垃圾發揮了重要作用。
生物質能利用對促進農林廢棄物和城鄉有機廢棄物處理,推進城鄉環境整治,替代化石能源,減少溫室氣體排放等具有重要作用,國家也將繼續支持生物質能產業持續健康發展。通過對各環節相關政策支持和補償。鼓勵并探索生物質發電項目市場化運營試點,逐步形成生物質發電市場化運營模式。

2020年11月,財政部辦公廳印發《關于加快推進可再生能源發電補貼項目清單審核有關工作的通知》,明確國家不再發布可再生能源電價附加補助目錄,而由電網企業確定并定期公布符合條件的可再生能源發電補貼項目清單。
政策本身還是有利于促進行業整體規范、健康、有序發展的,但客觀上確實會給這一行業造成一些困難,值得生物質發電行業中各參與方認真研究、妥善應對。
(1)行業集中度提高
生物質發電行業IRR由79%降為4.9%將使得民營企業更加清楚地認識到,投資生物質發電行業不再是最佳選擇。龍頭企業要想進一步降本增效,以合理價格收購相對優質資產將成為選擇。
(2)行業規范化運營
企業將更加精打細算地平衡垃圾處理量、發電量和設備損耗之間的關系,一味地追求超燒、一味地強調連續運行小時數將成為歷史,而按設備性能要求的停機檢修、加強設備維護將越來越受到企業的重視。
(3)行業技術提升
在現有的技術條件下,降低成本是越來越困難的事情。這雖有管理水平的差異,但更重要的是技術的差異。因此,為了進一步降本增效,企業將會越來越重視技術的提升。
(4)產業鏈縱向延伸
新政將迫使企業延伸價值鏈條,最主要的是擁有自己的總承包資質和能力,畢竟合理運用政策賺取工程利潤將大大增加項目全生命周期的回報水平。另一方面,企業將會把產業鏈向上游延伸擴展。
進入21世紀以來,我國面臨的能源安全和環境生態保護問題日趨嚴峻,可再生能源已經成為能源發展戰略的重要組成部分以及能源轉型的重要發展方向。根據可再生能源應用的不同領域,電力系統建設正在發生結構性轉變,可再生能源發電已開始成為電源建設的主流。生物質發電技術是目前生物質能應用方式中最普遍、最有效的方法之一。
生物質能是重要的可再生能源,開發利用生物質能,是能源生產和消費革命的重要內容,是改善環境質量、發展循環經濟的重要任務。為推進生物質能分布式開發利用,擴大市場規模,完善產業體系,加快生物質能專業化、多元化、產業化發展步伐。截至2020年底,全國已經投產生物質發電項目有1353個。
在國家大力鼓勵和支持發展可再生能源,以及生物質能發電投資熱情高漲,各類生物質發電項目紛紛建設投產等推動下,我國生物質能發電技術產業呈現出全面加速的發展態勢。2020年,生物質發電新增裝機543萬千瓦,累計裝機達2952萬千瓦。我國生物質發電裝機容量已經是連續三年位列世界第一。
生物質發電主要包括農林生物質發電、垃圾焚燒發電和沼氣發電。2020年,在我國生物質發電結構中,垃圾焚燒發電累計裝機容量占比最大,達到51.9%;其次是農林生物質發電,累計裝機容量占比為45.1%;沼氣發電累計裝機容量占比僅為3.0%。
近年來,我國生物質能發電量保持穩步增長態勢。2020年,中國生物質年發電量達到1326億千瓦時,同比增長19.35%。
從發電量結構來看,垃圾焚燒發電量最大,2020年中國垃圾焚燒發電量為778億千瓦時,占比為58.6%;農林生物質發電量為510億千瓦時,占比為38.5%;2020年沼氣發電量為37.8億千瓦時,占比為2.9%。
隨著生物質發電快速發展,生物質發電在我國可再生能源發電中的比重呈逐年穩步上升態勢。截至2020年底,我國生物質發電累計裝機容量占可再生能源發電裝機容量的3.2%;總發電量占比上升至6.0%。生物質能發電的地位不斷上升,反映生物質能發電正逐漸成為我國可再生能源利用中的新生力量。
在我國生物質發電結構中,垃圾焚燒發電累計裝機容量占比最大。國內生活垃圾清運量和無害化處理率保持持續增長,對于垃圾焚燒的需求也在日益增加。為滿足垃圾焚燒消納生活垃圾的需求,隨著垃圾焚燒發電市場從東部地區向中西部地區和鄉鎮轉移,垃圾焚燒發電量將持續增長。

圖1 2015~2020年中國生物質發電新增裝機容量和累計裝機容量 (單位:萬千瓦)

圖2 2015~2020年中國垃圾焚燒發電累計裝機容量和新增裝機量 (單位:萬千瓦)
農林生物質發電項目利用小時數從2018年開始逐年走低,主要原因是可再生能源補貼拖欠對農林生物質發電項目影響較大。根據統計,2019年農林生物質發電利用小時數超過5000h的項目為188個,總裝機為526萬千瓦。據此判斷約50%的項目在承受電價補貼拖欠的壓力下,仍堅持項目運營。2020年農林生物質發電新增裝機容量也有所下降,為217萬千瓦。
總體上來看,生物質發電整體呈現東強西弱的局面。東部和南部沿海地區發展較好。
2020年,全國生物質發電累計裝機排名前五位的省份是山東、廣東、江蘇、浙江和安徽,分別為365.5萬千瓦、282.4萬千瓦、242.0萬千瓦、240.1萬千瓦和213.8萬千瓦。
2020年,全國生物質發電新增裝機容量排名前五位的省份是廣東、山東、江蘇、浙江和安徽,分別為67.7萬千瓦、64.6萬千瓦、41.7萬千瓦、38.9萬千瓦和36.0萬千瓦。
生物質能是重要的可再生能源,開發利用生物質能,是能源生產和消費革命的重要內容,是改善環境質量、發展循環經濟的重要任務。
在國家大力鼓勵和支持發展可再生能源,以及生物質能發電投資熱情高漲,各類生物質發電項目紛紛建設投產等推動下,我國生物質能發電技術產業呈現出全面加速的發展態勢。

圖3 2015~2020年中國農林生物質發電累計裝機容量和新增裝機量 (單位:萬千瓦)
據國家能源局數據顯示,2019年,生物質發電新增裝機473萬千瓦,累計裝機達到2254萬千瓦,同比增長26.6%;全年生物質發電量1111億千瓦時,同比增長20.4%,繼續保持穩步增長勢頭。
截至2020年底,生物質發電新增裝機543萬千瓦,累計裝機達到2952萬千瓦,同比增長30.1%。全年生物質發電1326億千瓦時,同比增長19.4%。繼續保持穩步增長勢頭。
新增垃圾焚燒發電并網容量占比過半。根據國家可再生能源發電項目信息管理系統監測數據顯示,2020年,全國生物質發電新增并網容量553.6萬千瓦,同比增長接近70%。其中,垃圾焚燒發電315.0萬千瓦,農林生物質發電226.2 萬千瓦,沼氣發電12.5萬千瓦。
垃圾焚燒發電能更能契合當前碳達峰、碳中和的政策方向,同時也更能有效地實現國家部委提出的“減量化、資源化、無害化”的目標。因此,未來固體廢棄物的處理將以焚燒發電為主。
首先,垃圾焚燒過程雖然也會產生二氧化碳,但焚燒生物質能替代化石燃料進行發電,能同時帶來凈碳減排。其次,相對于垃圾填埋方式,垃圾焚燒幾乎不排放甲烷。


據測算,以溫室氣體排放量最大的垃圾處理方式厭氧填埋為基準,焚燒發電碳減排比例高達71%,即相比厭氧填埋方式僅排放 29%的溫室氣體。2012~2019年,我國生活垃圾焚燒無害化處理比例持續增加,2019年焚燒無害化處理比例達50.29%,較2012年提升了近30個百分點,同時生活垃圾填埋和堆肥等方式無害化處理比重持續下降。
對標日本等人口密度較高的發達國家,垃圾焚燒占比可達 80%以上。從目前部分省市已出臺的規劃來看,各地政府仍將繼續提高垃圾焚燒占比,行業在 2030 年碳達峰前仍有較大的發展空間。
我國生物質資源豐富,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。
自2016年國家發改委在《生物質能發展“十三五”規劃》中鼓勵農林生物質發電全面轉向分布式熱電聯產和推進新建熱電聯產項目后,各省區市積極進行熱電聯產改造,提高裝機容量。
《2020中國生物質發電產業發展報告》的數據顯示,在農林生物質發電方面,2020年,農林生物質發電新增裝機 217萬千瓦,累計裝機達到1330萬千瓦;農林生物質發電新增并網項目70個;累計發電量約為510億千瓦時。
截至2019年底,全國25個省 (區、市)農林生物質發電累計裝機容量973萬千瓦,較2018年增長 21%。排名前五的省份累計裝機容量合計占全國累計裝機容量的54.3%。目前我國生物質能資源豐富,推進農林生物質能利用,能夠有效減少農林秸稈有害化燃燒,減少霧霾污染和碳排放。

截至2020年底,全國生物質發電在建容量1027.1萬千瓦,垃圾焚燒發電 624.5萬千瓦,占在建容量的60.8%。黑龍江、廣東、河南、山東、吉林在建容量位列前五,全國生物質發電累計并網裝機2962.4萬千瓦。其中,垃圾焚燒發電1536.4萬千瓦,占總容量的51.8%。山東、廣東、浙江、江蘇、安徽累計并網裝機均超過200萬千瓦,占全國累計并網容量的46.6%。
未來隨著可再生能源發展的持續加速,可再生能源占一次能源消費比重將持續上升,水電水利規劃設計總院院長鄭聲安預計,到2025年,可再生能源占一次能源消費比重將達到19%左右,可再生能源發電量占全社會用電量比重將達到32%左右。到2050年,可再生能源占一次能源消費比重將達到50%左右,可再生能源發電量占全社會用電量比重將達到70%左右。
生物質能源是重要的可再生能源,未來隨著國家加快發展可再生能源,生物質能發電發展前景較好,發展空間巨大,保守估計2026年,全社會用電量為8.79萬億千瓦時,則可再生能源發電量為2.81萬億千瓦時,生物質能年發電量占可再生能源發電量的13.64%,則2026年生物質能發電量約為3834億千瓦時,較2020年的1326萬千瓦時實現翻番。
生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質統稱為生物質。生物質能發電技術是以生物質及其加工轉化成的固體、液體、氣體為燃料的熱力發電技術。
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而生物質能就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料。
可利用生物質的種類很多,可以從各種各樣的農作物、森林的原材料直接獲得,也可以從森林工業的副產品,回收利用家庭垃圾、回收利用毀壞的木材和紙張中獲得。
我國與西方部分發達國家相比,在生物質能源的開發和利用雖然與歐盟、美國相比時間起步晚,差距大。但近幾年在國家和各級政府相關政策扶持下,我國生物質能源開發利用實現快速發展。
與此同時,國際能源署表示2023年中國或將超越歐盟成為全球最大的消費國,而支撐中國生物質能源快速發展的強大動力就是我國政府對于生物質發電行業發展的政策支持。


圖4 2020年累計生物質發電裝機容量省份排名 (單位:%)

圖5 2020年新增生物質發電在建容量前五省份占比 (單位:%)
2020年,我國生物質年發電量排名前五位的省份是廣東、山東、江蘇、浙江和安徽,分別為166.4億千瓦時、158.9億千瓦時、125.5億千瓦時和110.7億千瓦時。
在雙碳背景下,結合當前經濟發展環境及政策趨勢,能源安全、清潔化轉型將是“十四五”我國重要的能源戰略,可再生能源也將在“十四五”迎來更大發展。
目前,我國生物質發電的占比相對較小,“十四五”期間將得到進一步發展。2021年生物質發電量約達1583億千瓦時,到2026年將超過3834億千瓦時。
(內容來自前瞻產業研究院《中國生物質能發電產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》)


圖6 2020~2026年生物質發電量規模預測(單位:億千瓦)

圖7 2016~2020年全國已投產生物質能發電項目數量(單位:個)

圖8 2020~2026年生物質發電累計發電量及預測(單位:億千瓦)