與科技創(chuàng)新調(diào)研報(bào)告

1、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展 與科技創(chuàng)新調(diào)研報(bào)告目 錄一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1（一）產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 1（二）國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 4（三）產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景 7（四）產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的主要問題 8二、產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新狀況 13（一）科技創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用分析 13（二）產(chǎn)業(yè)科技的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)與國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展需求 14三、5-10 年產(chǎn)業(yè)與科技發(fā)展目標(biāo) 17I一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀（一）產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用生物質(zhì)能占世界一次能源消耗的14%，是排在主要的化石能源煤、油、氣之后的第四位能源?，F(xiàn)代生物質(zhì)能源利用是指借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段，通過一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃

2、料，為人類生產(chǎn)生活提供電力、交通燃料、熱能、燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品。現(xiàn)代生物質(zhì)能源利用技術(shù)的開發(fā)對(duì)替代或部分替代化石能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。（1）維護(hù)國(guó)家能源安全，增加能源供應(yīng)渠道從化石能源儲(chǔ)量上看，我國(guó)煤炭豐富，油、氣資源較為貧乏，長(zhǎng)期以來形成了以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)年石油進(jìn)口量增長(zhǎng)迅速，進(jìn)口量占石油總消費(fèi)量的比值從 2003 年的 40%左右增長(zhǎng)到 2007 年的 49.3%。預(yù)測(cè)到 2020 年，國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)量只能保持目前 1.8億噸的水平，如果不采取其他措施，石油進(jìn)口

3、量將增加到 4.2 億噸，占石油加工總量的比例高達(dá) 70%，供需矛盾突出、安全隱患巨大，嚴(yán)重威脅國(guó)家的能源供應(yīng)安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球石油可開采年限為 40.6年，而亞太地區(qū)能源危機(jī)尤其嚴(yán)重，石油可開采年限僅為 13.7 年。所以，尋找石油替代品，解決我國(guó)石油資源短缺已成為國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源政策。綜上，我國(guó)面臨的能源局勢(shì)是：供應(yīng)不足，資源單一，污染嚴(yán)重。依靠現(xiàn)有的以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，必須大力發(fā)展具有巨大資源潛力的生物質(zhì)可再生能源，建立多種能源形式并存的可持續(xù)發(fā)展能源體系，緩解能源短缺的局面。這對(duì)促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義，已成為事關(guān)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、國(guó)

4、家安全和社會(huì)進(jìn)步的重大課題，是國(guó)家能源戰(zhàn)略的必然選擇。（2）減少溫室氣體排放及環(huán)境污染能源開發(fā)和利用與環(huán)境密切相關(guān)。中國(guó)是世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，也是世界上環(huán)境污染較嚴(yán)重的國(guó)家之一。近年來，人們已開始感受到環(huán)境惡化給人們生存條件帶來的威脅和影響，開始關(guān)心大氣質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)問題。我國(guó) SO2 排放量已居世界第一位，酸雨面積已超過國(guó)土面積的 1/3。SO2 和酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP 的 2%。 IEA 預(yù)測(cè)：由于中國(guó)強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，發(fā)電行業(yè)以及工業(yè)對(duì)煤炭的嚴(yán)重依賴，中國(guó)二氧化碳排放總量在 2004-2030 年期間會(huì)增加一倍多，可能在 2010 年之前超過美國(guó)，成為世界上最大的二氧化

5、碳排放國(guó)。1997 年京都議定書對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家減排溫室氣體目標(biāo)作出了明確的規(guī)定，作為世界上溫室氣體第二排放國(guó)的中國(guó)，同樣面臨著減少溫室氣體排放的壓力。因此，環(huán)境保護(hù)對(duì)能源戰(zhàn)略有十分重要的影響，環(huán)境因素將會(huì)明顯的制約我國(guó)能源的發(fā)展。生物質(zhì)能屬于清潔能源，有助于國(guó)家的環(huán)境建設(shè)和CO2 減排。生物質(zhì)中有害物質(zhì)(硫和灰分等)的含量?jī)H為中質(zhì)煙煤的 1/10 左右。同時(shí)，生物質(zhì)生長(zhǎng)利用過程中的二氧化碳排放和吸收構(gòu)成自然界的碳循環(huán)，其能源利用可實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放，擴(kuò)大生物質(zhì)能利用是減排 CO2 的最重要的途徑之一。實(shí)踐證明，生物質(zhì)能源對(duì)減少CO2 排放的作用是十分明顯的。所以，開發(fā)利用生物質(zhì)能源技術(shù)，是減少溫室

6、氣體排放，防止全球環(huán)境惡化的一種科學(xué)選擇。（3）改善農(nóng)村環(huán)境，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)發(fā)揮農(nóng)村資源優(yōu)勢(shì)，將農(nóng)村地區(qū)的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為商品能源，使其成為農(nóng)村特色產(chǎn)業(yè)，可有效延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)業(yè)效益，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。比如秸稈的收購(gòu)價(jià)如果是 250 元/噸，利用上述 6 億噸秸稈的 30%作為生物能源和生物質(zhì)材料的原料，可以為農(nóng)民增收 450 億元。如果初步的預(yù)處理（切碎、粉碎費(fèi)用以 50 元/噸計(jì)算）也由農(nóng)民完成，又產(chǎn)生 90 億元粗加工費(fèi)用。這兩項(xiàng)合計(jì)有 540 億元，按照我國(guó)耕地面積1.8 億公頃計(jì)算每畝增收 20 元，相當(dāng)于國(guó)家種糧補(bǔ)貼的一半，這將大

7、大提升農(nóng)民種糧積極性，間接保障了國(guó)家糧食安全。實(shí)現(xiàn)農(nóng)村燃料的商品化和清潔化，提高電力及可再生能源在農(nóng)村能源消費(fèi)中的比重，有助于解決能源供需矛盾，逐步改變農(nóng)村用能方式，優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，改善農(nóng)民生產(chǎn)生活條件，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，有利于“三農(nóng)”問題的解決，大力推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)，是構(gòu)建和諧社會(huì)的時(shí)代要求。符合國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中提出的要求：把科技進(jìn)步作為解決“三農(nóng)”問題的一項(xiàng)基本措施，大力提高農(nóng)業(yè)科技水平，加大先進(jìn)適用技術(shù)推廣力度，突破資源約束，持續(xù)提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的步伐，推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的建立。（二）國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能源的利用比較重視，生物質(zhì)能源

8、產(chǎn)業(yè)比我國(guó)發(fā)達(dá)。比較我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的生物質(zhì)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)差別較大：國(guó)外主要生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)構(gòu)成：生物質(zhì)發(fā)電燃料乙醇生物柴油工業(yè)沼氣；國(guó)內(nèi)主要生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)構(gòu)成：農(nóng)村沼氣燃料乙醇少量的其他形式 (如生物質(zhì)發(fā)電等)；各國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的動(dòng)機(jī)差異明顯：發(fā)達(dá)國(guó)家-減少CO2 排放，保護(hù)環(huán)境；發(fā)展中國(guó)家-補(bǔ)充能源、農(nóng)村能源。生物質(zhì)發(fā)電是目前世界范圍內(nèi)總體上技術(shù)最成熟、發(fā)展規(guī)模最大的現(xiàn)代生物質(zhì)能利用技術(shù)，包括生物質(zhì)燃燒發(fā)電和生物質(zhì)氣化發(fā)電。在國(guó)際上，生物質(zhì)發(fā)電自 20 世紀(jì)后期以來取得較快發(fā)展，目前總體上看技術(shù)已經(jīng)成熟，并在歐美等國(guó)形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，成為生物質(zhì)能利用的重要領(lǐng)域。

9、1990 年至 2001 年，國(guó)際能源組織（IEA）成員國(guó)的固體生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，2001 年總裝機(jī)容量達(dá)到 12GW，總發(fā)電量達(dá)到 840 億kWh，占可再生能源發(fā)電量的 6.1%。沼氣工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。以德國(guó)為例，截至 2005 年底，德國(guó)的沼氣工程有 2700 處，全部的沼氣用來發(fā)電，總裝機(jī)容量達(dá)到 650MW。在技術(shù)上，所有的沼氣工程都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化；英國(guó)有 45 座大型沼氣工程，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)廢棄物處理、利用其營(yíng)養(yǎng)成份改良土壤等目的。我國(guó)沼氣利用技術(shù)的特點(diǎn)是以戶用沼氣池為主。自 70 年代初，我國(guó)為解決農(nóng)村能源短缺的問題，大力開發(fā)和推廣戶用沼氣

10、池技術(shù)，農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)和建設(shè)規(guī)模處于世界領(lǐng)先水平。在最近的連續(xù)三個(gè)五年計(jì)劃中，國(guó)家都將發(fā)展新的沼氣技術(shù)列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。“十一五”期間，科技部在沼氣的低溫產(chǎn)氣與工業(yè)化利用技術(shù)、沼氣發(fā)酵過程微生物調(diào)控技術(shù)，秸稈高效生物轉(zhuǎn)化與催化合成制取“生物合成氣”技術(shù)等方面給予了大力支持，取得了一定的科技成果?？萍贾斡?jì)劃專門投入 1 個(gè)億的資金用于不同地域、不同原料成分的沼氣發(fā)酵工藝開發(fā)和工程示范，建設(shè)了北京德青源畜牧糞便 2MW 沼氣發(fā)電示范工程、山東民和牧業(yè) 3MW 沼氣發(fā)電示范工程等。生物燃?xì)庹蔀橥苿?dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)改善的重要方向。生物質(zhì)成型燃料在歐美等國(guó)已經(jīng)基本進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展階

11、段，在北歐地區(qū)應(yīng)用較多，主要用于家庭供暖。900 萬人口的瑞典年顆粒燃料使用量為 150 萬噸，約 25%的集中供熱是生物質(zhì)顆粒燃料完成的；600 萬人口的丹麥年消費(fèi)成型燃料 70 萬噸。亞洲一些國(guó)家(泰國(guó)、印度、韓國(guó)、菲律賓等)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究與應(yīng)用也相當(dāng)重視，已建了不少生物質(zhì)固化、碳化專業(yè)生產(chǎn)廠，并研制出相關(guān)的燃燒設(shè)備。生物液體燃料方面，近二十年利用甘蔗和玉米等糖和淀粉類原料制取燃料乙醇（例如巴西和美國(guó)）、利用動(dòng)植物油脂制取生物柴油（例如歐盟和美國(guó)）的技術(shù)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，目前正處于穩(wěn)步發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)吉林燃料乙醇公司擴(kuò)建成為國(guó)內(nèi)最大的乙醇生產(chǎn)企業(yè)。 2006 年，生產(chǎn)能力由 30 萬

12、噸/年擴(kuò)能到 50 萬噸/年；2008 年，生產(chǎn)燃料乙醇 47.4 萬噸，累計(jì)生產(chǎn) 171 萬噸。除滿足東北三省需求外，擴(kuò)展銷售到華北、華中地區(qū)。中石油組織完成了黑龍江、吉林、遼寧、河南和湖北等 10 省推廣區(qū)的封閉銷售；截至 2008 年底，在推廣示范區(qū)內(nèi)累計(jì)改造油庫(kù) 92 個(gè)，加油站 4511 座，銷售乙醇汽油 2657 萬噸（占全國(guó)的 54%）。目前中石油完成了非糧燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目準(zhǔn)備工作，將針對(duì)薯類、甜高粱和纖維素等非糧原料開展燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)；完成 3000 噸/年纖維素乙醇中試裝置前期準(zhǔn)備工作，小型試驗(yàn)已取得初步成果。近年來，為擴(kuò)大原料來源、降低生產(chǎn)成本，國(guó)際上一些領(lǐng)先

13、國(guó)家和企業(yè)開始探索利用纖維素生物質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇和生物質(zhì)合成燃料。我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，“九五”期間科技部將“植物油能源利用技術(shù)”納入國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃，“生物燃料油技術(shù)開發(fā)”、“木本油料植物研究與示范”等相繼列入國(guó)家 863 計(jì)和攻關(guān)計(jì)劃，開創(chuàng)了中國(guó)生物燃料油（生物柴油）系統(tǒng)研究。生物柴油產(chǎn)業(yè)率先在民營(yíng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)，四川古杉、海南正和、福建卓越等相繼建成 12 萬噸生產(chǎn)線。原料主要以餐飲廢油、酸化油等為原料，隨著生物柴油產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步，生產(chǎn)工藝從間歇過渡到連續(xù)工藝，原料適應(yīng)性達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平?！笆晃濉逼陂g科技部支持開展了木質(zhì)纖維素原料生物高效轉(zhuǎn)化技術(shù)、秸稈制乙醇的超臨界、亞臨界組合預(yù)處理與水解、

14、生物柴油、生物質(zhì)快速熱解液化等方面的研究工作，在技術(shù)層面上進(jìn)一步的積累，也取得了一定的成果。在生物質(zhì)液體燃料方面，建立了個(gè)年生產(chǎn)能力達(dá)萬噸的生物柴油新技術(shù)應(yīng)用示范工程，1 個(gè)纖維素廢棄物制燃料乙醇 600 噸/年的裝置，建立了千余燃料油植物種質(zhì)與優(yōu)質(zhì)種苗基地，建成 1 個(gè) 400 噸生物質(zhì)快速熱解液化制生物油的中試裝置，建成 1 個(gè)年產(chǎn)千噸的生物質(zhì)氣化合成DME 示范工程，各示范工程的調(diào)試運(yùn)行仍在進(jìn)行。總體來看，木質(zhì)纖維素基液體燃料、生物質(zhì)合成燃料和生物質(zhì)裂解油具有更加寬厚的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景，與纖維素乙醇通稱為第二代生物液體燃料。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，距離產(chǎn)業(yè)化還有較

15、長(zhǎng)的路要走。今后需繼續(xù)加大木質(zhì)纖維素生物液體燃料、生物質(zhì)合成燃料和生物質(zhì)裂解油技術(shù)研發(fā)示范力度，特別是要重點(diǎn)發(fā)展可與現(xiàn)有車用燃料基礎(chǔ)設(shè)施相兼容的生物液體燃料和車用燃?xì)?，力?zhēng)早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，從而在中遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)規(guī)?；娲突囉萌剂稀Ｉ镆后w燃料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在我國(guó)剛剛開始起步。（三）產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)是未來發(fā)展生物質(zhì)能源的基礎(chǔ)。能源植物通常包括速生薪炭林、能榨油或產(chǎn)油的植物、可供厭氧發(fā)酵用的藻類和其它植物等。許多能源作物是自然生長(zhǎng)的，收集比較困難。以科學(xué)的方法培育高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的能源植物，滿足對(duì)生物質(zhì)能源規(guī)?；l(fā)展的需要，是生物質(zhì)能源發(fā)展和利用的根本保障。生物質(zhì)能雖然居世

16、界能源消費(fèi)總量的第四位，但是仍以傳統(tǒng)的低效的直接燃用方式為主，在亞洲及非洲的發(fā)展中國(guó)家傳統(tǒng)生物質(zhì)能利用占有相當(dāng)高的比例，而且利用效率一般都不高。平均而言，這些國(guó)家一次能源的近 38%依賴于薪柴燃燒獲得的熱能。研究生物質(zhì)能向高品位能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的技術(shù)，提高生物質(zhì)能的利用價(jià)值，是未來多途徑高效利用生物質(zhì)能的基礎(chǔ)，也是今后提高生物質(zhì)能作用和地位的關(guān)鍵。以傳統(tǒng)和低效方式使用生物質(zhì)燃料，會(huì)限制農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)采取措施降低傳統(tǒng)生物質(zhì)能的利用量。發(fā)達(dá)國(guó)家過去都采用石油、天然氣和煤炭等商品能源替代，這會(huì)增加化石能源的壓力，最好的方法是利用前述的各種生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用新技術(shù)，把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電力、氣體燃料、液體燃

17、料、固型燃料等，從根本上解決問題。（四）產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的主要問題我國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展主要存在成本制約、核心技術(shù)突破、資源瓶頸和產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變等 4 個(gè)方面的主要問題和挑戰(zhàn)。1.成本制約生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目和生物質(zhì)氣化發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電成本在可再生能源法出臺(tái)前后的變化比較，其生物質(zhì)直接發(fā)電成本分別由政策出臺(tái)前的 0.35 元/度和 0.37 元/度增長(zhǎng)至政策出臺(tái)后的 0.51 元/度和0.56 元/度，增長(zhǎng)幅度分別高達(dá) 45.7%和 51.4%。其中，生物質(zhì)原料成本增長(zhǎng)最快，而且占發(fā)電總成本的比例都在 70%以上。近年來生物質(zhì)原料成本大幅上漲，同時(shí)其他各項(xiàng)人工、材料等成本也有一定程度的上漲，使生物質(zhì)發(fā)電成

18、本也隨之逐年增長(zhǎng)，但主要是由于生物質(zhì)原料成本短期內(nèi)的大幅上漲引起，所以生物質(zhì)原料成本占發(fā)電成本的比例逐漸增長(zhǎng)，造成生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目在固定電價(jià)機(jī)制下陷于虧損的境地。沼氣發(fā)電近幾年發(fā)展較快，主要原因之一在于垃圾填埋場(chǎng)或禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的成本幾乎為零，發(fā)電成本不受原料成本影響。生物柴油的生產(chǎn)成本總體上看比較高，主要原因是原料成本較高。通常原料成本占生物柴油生產(chǎn)成本 70%以上。作為燃料乙醇，只有當(dāng)原料價(jià)格低于 600 元/噸時(shí)，才有可能保持與汽油價(jià)格持平，并維持達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的利稅率。在美國(guó)，玉米價(jià)格較低，每噸合 650 元人民幣左右，是玉米燃料乙醇能夠得以大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要原因之一。19

19、95 年Qureshi 和Manderson 對(duì) 4 種生物質(zhì)原料（木材，糖蜜，乳清，玉米淀粉）制酒精的工藝進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)核算，規(guī)模均為年產(chǎn)酒精1.465 億升，結(jié)果以木材為原料時(shí)每升酒精的生產(chǎn)成本為 0.53 美元。據(jù)專家估算，我國(guó)的甜高粱、木薯、甘蔗等可滿足年產(chǎn) 3000 萬噸生物質(zhì)液體燃料乙醇的原料需要，麻瘋樹、黃連木等油料植物可滿足年產(chǎn)上千萬噸生物柴油的原料需要，廢棄動(dòng)植物油回收可年產(chǎn)約 500 萬噸生物柴油。如果農(nóng)林廢棄物纖維素制取燃料乙醇或合成柴油的技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，生物質(zhì)液體燃料年產(chǎn)量可達(dá)到上億噸。從理論上講，我國(guó)生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展?jié)摿κ呛艽蟮摹?.資源瓶頸總的來說，淀粉類原料主要作為

20、糧食，玉米陳化糧不足以支撐未來龐大的乙醇燃料工業(yè)體系。糖類原料產(chǎn)量有限，只能因地制宜地作為燃料乙醇生產(chǎn)的補(bǔ)充原料。現(xiàn)階段，全球幾乎沒有一個(gè)國(guó)家擁有足夠的原料來支撐生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展，支撐生物柴油產(chǎn)業(yè)需要有足夠和廉價(jià)的原料油資源。能源作物潛力巨大，但開發(fā)與推廣工作不力，尚無提供大量原料的能力。中國(guó)目前最主要的生物質(zhì)資源仍是農(nóng)業(yè)廢棄物，且在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)這一特點(diǎn)不會(huì)改變。農(nóng)業(yè)廢棄物作為生物質(zhì)能源的原料，最大的特點(diǎn)是資源分散，收集和運(yùn)輸困難，而且季節(jié)性強(qiáng)，原料供應(yīng)的穩(wěn)定性差，這就決定了生物質(zhì)能源技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用有其獨(dú)特的要求。3.技術(shù)制約總的來說，國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化尚處起步階段，設(shè)備存在效

21、率較低、成套性較差的問題，從而造成生物質(zhì)發(fā)電核心設(shè)備制造能力較低、成本較高。生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備制造能力已成為制約我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。纖維素制燃料乙醇無論酸水解還是酶水解生產(chǎn)燃料乙醇均未達(dá)到商業(yè)化水平，其關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸在于：工藝過程復(fù)雜，濃酸水解所需酸濃度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、酸需回收、成本高；稀酸水解對(duì)設(shè)備要求高，反應(yīng)副產(chǎn)物多，對(duì)發(fā)酵有抑制作用；酶水解缺乏高效的預(yù)處理技術(shù)和合適的纖維素酶；對(duì)于所有技術(shù)都存在缺乏高效發(fā)酵半纖維素水解產(chǎn)物五碳糖菌種。生物質(zhì)快速熱解液化技術(shù)較為成熟的流化床反應(yīng)器因流化氣體消耗較大的能量，導(dǎo)致能耗高；同時(shí)生物油組成差別大，燃料特性較差，粘度大、揮發(fā)性差、水分高、腐蝕性大等缺

22、點(diǎn)，阻礙了生物油燃料品位的提升。生物酶法制備生物柴油目前存在著一些亟待解決的問題：脂肪酶對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對(duì)短鏈脂肪醇(如甲醇或乙醇等)轉(zhuǎn)化率低，一般僅為 40%60%；甲醇和乙醇對(duì)酶有一定的毒性，容易使酶失活；副產(chǎn)物甘油和水難以回收，不但對(duì)產(chǎn)物形成一致，而且甘油也對(duì)酶有毒性；短鏈脂肪醇和甘油的存在都影響酶的反應(yīng)活性及穩(wěn)定性，使固化酶的使用壽命大大縮短。這些問題是生物酶法工業(yè)化生產(chǎn)生物柴油的主要瓶頸。而原料規(guī)模生產(chǎn)和供應(yīng)是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。4.產(chǎn)業(yè)模式中國(guó)農(nóng)村地域廣闊，各地自然條件差別很大。同時(shí)，由于中國(guó)仍是發(fā)展中國(guó)家，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不高，很少有大規(guī)模的現(xiàn)代化農(nóng)場(chǎng)或果園化

23、的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，大部分農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式仍是中小規(guī)模的承包經(jīng)營(yíng)或單戶獨(dú)產(chǎn)的家庭式操作，生物質(zhì)在全國(guó)不同地區(qū)的密度差別很大。所以如果要充分利用各種農(nóng)業(yè)廢棄物建設(shè)生物質(zhì)能源項(xiàng)目，必須根據(jù)各地區(qū)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)特點(diǎn)來確定項(xiàng)目的規(guī)模，例如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達(dá)的平原地區(qū)可能適合采用規(guī)模大的利用技術(shù)；但在生物質(zhì)較分散的地區(qū)必須使用效果較好的小規(guī)模分散技術(shù)，否則經(jīng)濟(jì)性將很差。這就要求生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在規(guī)模上要有足夠的靈活性，可以根據(jù)不同的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。另一方面，生物質(zhì)液體燃料也必須要合適的生產(chǎn)模式。首先，隨著我國(guó)汽車保有量的不斷增加，燃料乙醇可為汽油的短缺提供有效的彌補(bǔ)和替代，具有很大的市場(chǎng)空間。為緩解不斷擴(kuò)張的

24、燃料乙醇產(chǎn)業(yè)對(duì)糧食安全的壓力，并獲取更高的化石能源替代效益，以纖維素等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇具有較大的發(fā)展前景。其次，我國(guó)農(nóng)村商品化生物質(zhì)能將由目前占農(nóng)村能源的 0.2%提高到 2020 年的 12.6。今后大部分農(nóng)村地區(qū)將以高質(zhì)煤和 LPG 為主要的生活燃料。目前，我國(guó)LPG 消費(fèi)總量巨大，而且需求不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致大量進(jìn)口。二甲醚與液化氣性能近似，且具有很高的十六烷值，可用作清潔柴油以及液化氣的替代燃料，因此，被譽(yù)為“二十一世紀(jì)的燃料” 和“綠色能源”。因此，作為民用燃料的替代品發(fā)展前景十分光明；另一方面，由于DME 具有其它代用燃料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，也將會(huì)成為柴油的主要替代燃料。同時(shí)二甲醚

25、也可做燃料電池，制氫和熱電廠燃料等，因此，利用生物質(zhì)廢棄物生產(chǎn)二甲醚作為替代能源的開發(fā)與應(yīng)用具有難以估量的市場(chǎng)前景。5.政府引導(dǎo)力度需要加強(qiáng)，企業(yè)參與熱情及程度亟待提升新能源產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)起步時(shí)間不長(zhǎng)，政府的引導(dǎo)非常重要。政府部門應(yīng)支持和鼓勵(lì)企業(yè)與大專院校、科研單位實(shí)行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，加強(qiáng)新能源技術(shù)創(chuàng)新、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和人才隊(duì)伍建設(shè)。同時(shí)，加強(qiáng)新能源中介服務(wù)體系建設(shè)，強(qiáng)化行業(yè)指導(dǎo)，提高服務(wù)質(zhì)量和水平，并且鼓勵(lì)新能源企業(yè)廣泛開展國(guó)際交流合作，加快技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新步伐。積極組織企業(yè)參加國(guó)際新能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)、項(xiàng)目洽談會(huì)和高峰論壇等活動(dòng)，舉辦新能源產(chǎn)品展示活動(dòng)，幫助企業(yè)開拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。發(fā)揮市場(chǎng)的資

26、源配置作用，通過政策的引導(dǎo)，鼓勵(lì)企業(yè)向規(guī)?；⒓s化和產(chǎn)業(yè)鏈高端發(fā)展，形成政府推動(dòng)、企業(yè)主導(dǎo)與公眾參與相結(jié)合的發(fā)展格局，培育一批具有較強(qiáng)技術(shù)規(guī)模和輻射能力的龍頭企業(yè)，加快科技平臺(tái)建設(shè)和新能源園區(qū)平臺(tái)建設(shè)，打造具有中國(guó)特色的新能源產(chǎn)業(yè)集群。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，利用生物質(zhì)資源生產(chǎn)燃料乙醇、生物柴油、合成燃料 DME 以及生物質(zhì)燃料油等第二代生物質(zhì)燃料的必須強(qiáng)調(diào)分散利用、強(qiáng)調(diào)中小企業(yè)為主體的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)能源工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，在發(fā)展可代替能源的同時(shí)發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。只有這樣，采用充分發(fā)揮生物質(zhì)能源的優(yōu)勢(shì)，提高生物質(zhì)能源的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，前景將越來越廣闊。二、產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新狀況（一）

27、科技創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用分析中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷證明：技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展之“根”，核心技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展之“本”。以纖維素乙醇技術(shù)為例：水解方面，為了降低纖維素結(jié)晶度和聚合度，使纖維素酶等催化劑能夠更充分與纖維素分子接觸，增加反應(yīng)表面積，加速酶促反應(yīng)，高效低成本的預(yù)處理技術(shù)的開發(fā)就尤為關(guān)鍵。此外，纖維素酶的開發(fā)非常重要，現(xiàn)在的酶的成本仍然很高，因此很多單位都將酶生產(chǎn)成本的降低作為目標(biāo)，這也是關(guān)系到纖維素燃料乙醇成本能否降低的關(guān)鍵。發(fā)酵方面，五碳糖的發(fā)酵已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，從最開始五碳糖不能利用，到現(xiàn)在轉(zhuǎn)化率達(dá)到 40%左右，已經(jīng)出現(xiàn)了很大的突破，但是如果五碳糖的轉(zhuǎn)化率能夠同六碳糖一樣高，那么

28、經(jīng)濟(jì)成本的降低不單單是無碳糖的利用，而且也會(huì)顯著降低后續(xù)乙醇濃縮工藝的能耗，因?yàn)橐掖紳舛鹊奶岣?，?duì)乙醇蒸餾的能耗影響非常大，而纖維素燃料乙醇的生產(chǎn)過程中，乙醇濃縮部分的能耗占整個(gè)工藝能耗的 60%以上。這些都體現(xiàn)了科技創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)的生物質(zhì)能現(xiàn)代技術(shù)研究和應(yīng)用起步較晚，還有大量的關(guān)鍵技術(shù)未得到解決，為了站在高起點(diǎn)上加快發(fā)展我國(guó)生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)，有必要積極開展對(duì)外人員、技術(shù)和信息的交流與合作，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)工藝和主要設(shè)備。但更重要的是必須堅(jiān)持自主開發(fā)與引進(jìn)消化吸收相結(jié)合的技術(shù)路線，在引進(jìn)時(shí)需要根據(jù)我國(guó)原料的特點(diǎn)、設(shè)備管理水平和消化吸收能力全面考慮，有目的、有選擇地引進(jìn)，

29、同時(shí)大力加強(qiáng)我國(guó)自身科研投入和力量，堅(jiān)持消化和創(chuàng)新相結(jié)合的發(fā)展模式，在一些關(guān)鍵性技術(shù)上突破，充分掌握相關(guān)的核心技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)水平。（二）產(chǎn)業(yè)科技的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)與國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展需求面對(duì)日益加劇的能源緊張、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和社會(huì)發(fā)展，以及應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景，世界各國(guó)紛紛把目光投向生物質(zhì)能。各國(guó)政府對(duì)生物質(zhì)能源在戰(zhàn)略層面上給予高度重視，出臺(tái)了一系列促進(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策法規(guī)，引導(dǎo)公司成為生物質(zhì)能源產(chǎn)品開發(fā)的主力，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)生物能源技術(shù)研究的時(shí)間早，制定了科技發(fā)展計(jì)劃，確定了具體的戰(zhàn)略目標(biāo)，促使該產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速、部分技術(shù)已經(jīng)開始具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，生物質(zhì)能是美國(guó)、

30、歐盟利用量最大的可再生能源，日本、德國(guó)、印度等國(guó)家也根據(jù)國(guó)情積極調(diào)整能源政策，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的建立。發(fā)展新型生物質(zhì)資源，擴(kuò)展原料的來源、降低成本，生物煉制已成為發(fā)達(dá)國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略。國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020 年）和可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃明確指出：根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和生物質(zhì)能利用技術(shù)狀況，重點(diǎn)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物質(zhì)固體成型燃料和生物液體燃料。到 2010 年，生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到 550萬千瓦，生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到 100 萬噸，沼氣年利用量達(dá)到 190 億立方米，增加非糧原料燃料乙醇年利用量 200 萬噸，生物柴油年利用量達(dá)到 20

31、萬噸。到 2020 年，生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000 萬千瓦，生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到 5000 萬噸，沼氣年利用量達(dá)到 440 億立方米，生物燃料乙醇年利用量達(dá)到 1000 萬噸，生物柴油年利用量達(dá)到 200 萬噸。但到目前為止，這一目標(biāo)還遠(yuǎn)未能實(shí)現(xiàn)。對(duì)適合我國(guó)生物質(zhì)資源特點(diǎn)，并具有廣闊發(fā)展前景的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)直接液化和間接液化技術(shù)的研究和開發(fā)，仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)生物質(zhì)能開發(fā)利用水平目前總體較低，各種技術(shù)的成熟度和商業(yè)化水平很不平衡。少數(shù)生物質(zhì)能利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，具有一定的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用，如沼氣技術(shù)；一批生物質(zhì)能利用技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化早期發(fā)展階段，

32、目前需要通過補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策促進(jìn)商業(yè)化發(fā)展，如生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)成型燃料、以糧糖油類農(nóng)作物為原料的生物液體燃料等；還有許多新興生物質(zhì)能技術(shù)正處于研發(fā)示范階段，可望在未來二十年內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、商業(yè)化應(yīng)用，主要是以纖維素生物質(zhì)為原料的生物液體燃料，如纖維素燃料乙醇、生物質(zhì)合成燃料和裂解油，還有能源藻類技術(shù)等。相比較而言，由于可以借鑒煤、天然氣工業(yè)中的醇醚合成工藝、費(fèi)托合成工藝的已有研究成果和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，生物質(zhì)氣化合成技術(shù)比較成熟，不存在技術(shù)障礙，預(yù)期比纖維素乙醇更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。我國(guó)在生物液體燃料領(lǐng)域還存在如下問題和差距：一是關(guān)鍵共性技術(shù)還有待突破，裝置的大型化和技術(shù)穩(wěn)定性不足；二是技術(shù)較單一

33、，發(fā)展不平衡，對(duì)于針對(duì)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)的先進(jìn)轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)發(fā)展不足；三是缺乏一定規(guī)模的技術(shù)集成，尚未建立高能效的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，原料綜合利用水平較低；四是部分技術(shù)的目標(biāo)產(chǎn)品品位還需提高。我國(guó)沼氣工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)大好，但距離我國(guó)規(guī)劃、政策法規(guī)的目標(biāo)還有一定的距離，還在一些問題和差距，主要表現(xiàn)在：一是工程技術(shù)和工程裝備水平低下；二是發(fā)酵原料單一，限制了沼氣工程的規(guī)?；?，目前禽畜糞便為主要原料來源，秸稈、有機(jī)生活垃圾等各種廢棄物原料還未得到利用；三是長(zhǎng)期重視工程工藝本身開發(fā)，對(duì)工藝的創(chuàng)新開發(fā)不夠，我國(guó)沼氣工程基本采用濕發(fā)酵工藝，高濃度濕發(fā)酵和干發(fā)酵應(yīng)用很少；四是沼氣利用簡(jiǎn)單粗放、利用價(jià)值低，高值化利用除

34、發(fā)電外，車用燃料、罐裝燃料等基本還沒有；五是沼渣沼液未得到安全和有效的利用，環(huán)境問題嚴(yán)重。根據(jù)國(guó)內(nèi)外目前生物質(zhì)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，采取發(fā)展優(yōu)勢(shì)、重點(diǎn)突破、多元互補(bǔ)的原則，以保障國(guó)家能源安全和服務(wù)三農(nóng)為目標(biāo)，以高新技術(shù)與核心技術(shù)研究開發(fā)為手段，在生物燃?xì)狻⒗w維素燃料乙醇、生物柴油、合成液體燃料、新型生物質(zhì)資源及利用和生物質(zhì)成型燃料等大方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，突破一批限制生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三、5-10 年產(chǎn)業(yè)與科技發(fā)展目標(biāo)根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和生物質(zhì)能利用技術(shù)狀況，重點(diǎn)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物質(zhì)固體成型燃料和生物液體燃料。生物質(zhì)發(fā)電包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電，建設(shè)重點(diǎn)為：在糧食主產(chǎn)區(qū)建設(shè)以秸稈為燃料的生物質(zhì)發(fā)電廠，或?qū)⒁延腥济盒』痣姍C(jī)組改造為燃用秸稈的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組。在大中型農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)、部分林區(qū)和灌木集中分布區(qū)、木材加工廠，建設(shè)以稻殼、灌木林和木材加工剩余物為原料的生物質(zhì)發(fā)電廠，到 2020 年達(dá)到 2400萬千瓦。在宜林荒山、荒地、沙地開展能源林建設(shè)，為農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電提供燃料。 沼氣發(fā)電方面到 2020 年，建成大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程 10000 座、工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程 6000 座，年產(chǎn)沼氣約 140 億立方米，沼