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生物質(zhì)能清潔利用應用場景研究2023目 錄 CONTENTS第一章生物質(zhì)能清潔利用的重要意義 2(一)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容 2(二)是實現(xiàn)“雙碳”目標的有效途徑 2(三)是推動能源革命的發(fā)力點 3(四)是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要抓手 3(五)是北方地區(qū)清潔取暖的有效手段 3第二章生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程 4(一)起步階段 4(二)初步發(fā)展階段 4(三)快速發(fā)展階段 5(四)多元化發(fā)展階段 5第三章生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 7(一)生物質(zhì)資源 7(二)行業(yè)發(fā)展 15(三)存在問題 21第四章生物質(zhì)能戰(zhàn)略定位分析 24(一)雙碳目標下生物質(zhì)資源發(fā)展水平 24(二)生物質(zhì)能源化利用潛力分析 28(三)實現(xiàn)路徑分析 33第五章生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系 41(一)行業(yè)相關(guān)評價指標體系概述 41(二)評價指標體系構(gòu)建原則 44(三)項目關(guān)鍵影響因素 45(四)評價指標體系建立 47(五)案例評價及總結(jié) 56第六章相關(guān)建議 62(一)宏觀政策建議 62(二)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)能清潔利用建議 63PAGE10PAGE10第一章 生物質(zhì)能清潔利用的重要意義推動能源轉(zhuǎn)型等方面發(fā)揮著重要作用。發(fā)展生物質(zhì)能不僅能夠解決農(nóng)村用能問題,還可以對城鄉(xiāng)各類有機廢棄物進行無害化、減量化處理,改善城鄉(xiāng)居住環(huán)境。生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)將農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)展之路,發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)具有重要意義。(一)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容推進美麗中國建設(shè),統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、污染治理、生態(tài)保護、應對氣候變化,協(xié)同推進降碳、中既要持續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,大力發(fā)展綠色生態(tài)產(chǎn)品,推進基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳升級,提供綠色低碳服務(wù),又要開展城鄉(xiāng)環(huán)境整治,推進城鄉(xiāng)清潔工程。我國發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)主要是對農(nóng)作物秸稈、生活垃圾、畜禽糞污等廢棄物進行無害化處理和資源化利用,從源頭避免廢棄物亂堆、亂扔、亂排、亂燒、亂埋,改善城鄉(xiāng)人居環(huán)境的同時,所產(chǎn)生能源具有綠色、清潔、低碳等特點,可有效助力我國能源轉(zhuǎn)型及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)將為生態(tài)文明建設(shè)注入新的發(fā)展動力。(二)是實現(xiàn)“雙碳”目標的有效途徑立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。開發(fā)和應用可再生能源是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵。而在可再生能源中,相比風、光、電等低碳能源,生物質(zhì)能具有獨特的作用——生物質(zhì)能是唯一的零碳能源,能夠低成本儲存參與調(diào)峰;生物質(zhì)能具備多元化利用的特點,可轉(zhuǎn)化為固體、液體和氣體燃料,用于發(fā)電、供熱(冷)、交通燃料和工業(yè)原料等。基于此,在替代化石能源和化肥使用,降低二氧化碳排放方面有重要作用,同時林業(yè)生物質(zhì)(如森林)具有較強的碳匯能力,根據(jù)國家林業(yè)和草原局的統(tǒng)計,森林每增加1立方米蓄積量,可吸收1.83噸二氧化碳,釋放出1.62噸氧氣;用1立方米木材替代等量的混凝土,可減少0.8噸二氧化碳排放。綜上所述,生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)將是實現(xiàn)“雙碳”目標的有效途徑。(三)是推動能源革命的發(fā)力點第三次能源革命的核心是大力推動可再生能源的發(fā)展,提高可再生能源在一次能源中的比重,第二章 生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起源于20世紀70年代,經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展,從最初的為解決農(nóng)村用能問題重點關(guān)注的戶用沼氣發(fā)展為目前熱、電、氣、油等產(chǎn)品綜合利用的新格局。在此過程中,我國生物質(zhì)能清潔利用技術(shù)不斷突破,能源利用形式更加多元化,同時國家和地方層面也出臺了諸多促進生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策法規(guī)。下面從我國生物質(zhì)能利用形式、技術(shù)應用情況、政策法規(guī)等方面作簡單梳理。(一)起步階段(20世紀70年代初到80年代末)我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)起源于20世紀70年代,為解決當時農(nóng)村和邊遠地區(qū)能源需求和環(huán)境突出問題,農(nóng)村能源的開發(fā)利用急需政府立法和出臺相關(guān)的政策加以扶持。為此,頒布了促進生物質(zhì)能發(fā)展的政策性文件,例如《關(guān)于當前農(nóng)村建設(shè)中幾個問題的報告》(1979年)、《關(guān)于進一步發(fā)展沼氣的報告》(1984年)、《關(guān)于加強農(nóng)村能源建設(shè)的意見》(1986年)等,明確提出“發(fā)展沼氣是解決農(nóng)村能源,充分利用農(nóng)業(yè)資源,減輕環(huán)境污染的一項重要措施”[1]。此時沼氣工程主要以小型、分散的農(nóng)村沼氣池系統(tǒng)為主。這一階段相關(guān)政策的出臺促進了農(nóng)村生物質(zhì)能的快速發(fā)展,提高了農(nóng)村地區(qū)能源供應可靠性,但同時也存在政策支持力度不夠,缺乏持續(xù)性的資金和技術(shù)支持,造成一些項目難以實施和可持續(xù)發(fā)展。(二)初步發(fā)展階段(20世紀90年代初到21世紀初期)由于生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展未取得較大進展,扶持生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的法律法規(guī)文件較少,僅在《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》(1995)提出了“九五”至2010年新能源和可再生能源的發(fā)(1997中僅提到了生物質(zhì)能源可作為能源的一種,《中華人民共和國森林法》(1998年)中提到了森林資源可作為生物質(zhì)資源的一種,《關(guān)于進一步支持可再生能源發(fā)展有關(guān)問題的通知》(1999年)對可再生能源(包括生物質(zhì)能)發(fā)電項目財政優(yōu)惠進行了明確規(guī)定,鼓勵企業(yè)和地方政府投資建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電項目,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電從試點運行進入大規(guī)模建設(shè)階段,《中華人民共和國農(nóng)業(yè)法》(2002年)中指出農(nóng)業(yè)可以為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支持。2001年頒布了可供使用乙醇汽油的國家標準,次年在哈爾濱等城市實現(xiàn)乙醇汽油的試點使用。此時生物質(zhì)能更多的是一種理念性的能源,缺乏實際生產(chǎn)及發(fā)展此種能源的意識,生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于投入階段。在此階段競爭者較少,進入壁壘很低,可供利用的生物質(zhì)資源及技術(shù)手段較少,設(shè)備不夠先進、自動化程度不高,專業(yè)人員供需不平衡,生產(chǎn)及研發(fā)成本高,投入階段需要大量固定資產(chǎn)投資,經(jīng)營杠桿較高,經(jīng)營風險較大。因此,外界消極看待其盈利模式,商業(yè)銀行不愿提供貸款,企業(yè)融資較少不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展,難以實現(xiàn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化及商業(yè)化發(fā)展,發(fā)展主要依靠政府扶持。(三)快速發(fā)展階段(“十五”末期到“十二五”期間)“十五”后期,我國開始加強能源立法,特別是《中華人民共和國可再生能源法》(2005年)的頒布為生物質(zhì)能的開發(fā)利用提供了法律框架,標志著我國生物質(zhì)能的發(fā)展進入了一個新的發(fā)展階段[2]。發(fā)改委頒布的《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》(2005年)中生物質(zhì)能領(lǐng)域包含了13項開發(fā)利用和設(shè)備制造項目。2005年全國首個生物質(zhì)發(fā)電示范項目正式在江蘇運營,同年3月生物柴油生產(chǎn)技術(shù)取得較大突破,生物柴油生產(chǎn)逐步變多,9月關(guān)于農(nóng)林生物質(zhì)工程的國家專項設(shè)立,規(guī)劃了未來生物質(zhì)能源發(fā)展期望。2006年《可再生能源發(fā)電相關(guān)管理規(guī)定》和《可再生能源發(fā)電價格和分攤管理試行辦法》頒布,指出了多種生物質(zhì)發(fā)電的形式。同年1月黑龍江、湖北、江蘇等地實現(xiàn)了生物質(zhì)乙醇汽油的實際應用,河北和山東兩地的生物質(zhì)發(fā)電項目也順利通過國家發(fā)改委審批?!笆晃濉币?guī)劃指出,將建設(shè)沼氣工程兩萬余個,并且新增秸稈沼氣工程。此后逐步出現(xiàn)迪森股份、長青集團等從事生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的上市公司,但其總量較少、市場份額不出眾。2008年國家及地方發(fā)改委核準了39個生物質(zhì)發(fā)電項目,相關(guān)投資約100億元。據(jù)《中國私募股權(quán)投資基金年報》顯示,2010年起私募股權(quán)投資基金越來越青睞對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的投資。這一階段我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模逐漸擴大,生物質(zhì)發(fā)電、生物液體燃料等領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展,形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系,生物質(zhì)成型燃料、生物天然氣等發(fā)展已起步,呈現(xiàn)良好勢頭;政策支持力度,如鼓勵政策、補貼政策、稅收優(yōu)惠政策等進一步加大;國際合作與交流進一步加強,借鑒國外先進的技術(shù)與經(jīng)驗,為生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(四)多元化發(fā)展階段(“十三五”初期到現(xiàn)在)“十三五”是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型升級的重要時期,是新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)、全面建成小康社會的關(guān)鍵時期,生物質(zhì)能面臨產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要機遇(2016年)提出加快生物質(zhì)能發(fā)展,按照因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、綜合利用、提高效率的思路,建立健全資源收集、加工轉(zhuǎn)化、就近利用的分布式生產(chǎn)消費體系,提高生物質(zhì)能利用效率和效益。在此基礎(chǔ)上編制的《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(2016)闡述了“十三五”時期我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本原則、發(fā)展目標、發(fā)展布局和建設(shè)重點,提出了保障措施,為我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?!丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》(2022年)提出推進生物質(zhì)能多元化開發(fā)利用,穩(wěn)步發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電,積極發(fā)展生物質(zhì)能清潔供暖,加快發(fā)展生物天然氣,積極開展生物天然氣示范縣建設(shè),大力發(fā)展非糧生物質(zhì)液體燃料,支持生物柴油、生物航空煤油等領(lǐng)域先進技術(shù)裝備研發(fā)和推廣使用,初步形成生物質(zhì)電、熱、氣及液體燃料多元化利用格局。在生物質(zhì)發(fā)電方面,一是開發(fā)規(guī)模不斷擴大,2022年底,垃圾焚燒發(fā)電裝機容量較2016年增長330%;二是指導政策進一步完善,《國家發(fā)改委、國家能源局關(guān)于促進生物質(zhì)能供熱發(fā)展指導意見的通知》(2017年)指出要大力發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn),形成一批以農(nóng)林生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)為特色的縣域。在生物質(zhì)清潔供熱方面(2017-2021的通知(2017年)明確了生物質(zhì)清潔供暖利用的發(fā)展方向;《關(guān)于印發(fā)<2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村科教環(huán)能工作要點>的通知》(2020年)提出要因地制宜的發(fā)展生物質(zhì)清潔供熱技術(shù),為生物質(zhì)清潔供熱的發(fā)展提供了新的發(fā)展思路。在生物天然氣方面2015規(guī)劃》的出臺,促使規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化的沼氣工程的發(fā)展進入了快車道。2015-2017年,國家連續(xù)三年以投資補貼方式支持規(guī)模化生物天然氣工程建設(shè),相關(guān)支持工程數(shù)量累計達到64個?!蛾P(guān)于促進生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導意見》(2019年)制定了未來10年生物天然氣的發(fā)展目標,極大的鼓勵了生物天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在生物液體燃料方面,《關(guān)于擴大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》(2017),要求到2020年全國范圍將推廣使用車用乙醇汽油?!?021年能源工作指導意見》明確指出了發(fā)展纖維素燃料乙醇將是生物燃料乙醇的重點方向。《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》(2022年)提出推動生物燃料與生物化工融合發(fā)展,加快纖維素乙醇、藻類生物燃料等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),為生物質(zhì)重點發(fā)展方向指明了道路。這一階段的特點是生物質(zhì)能開發(fā)利用呈現(xiàn)多元化趨勢,生物質(zhì)能以發(fā)電利用為主,非電利用為輔。隨著國家可再生能源發(fā)展基金缺口不斷擴大,電價補貼拖欠已經(jīng)相當嚴重,加上財政補貼退坡政策的影響,生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)發(fā)展形勢并不樂觀;同時,國家也出臺了一系列政策鼓勵生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)高附加值發(fā)展,生物質(zhì)能非電利用規(guī)模不斷擴大。但是也存在分布式商業(yè)化開發(fā)利用經(jīng)驗不足,專業(yè)化市場化程度較低,技術(shù)水平需要提高等問題。第三章 生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國有豐富的生物質(zhì)資源,截止到2022年底,全國主要生物質(zhì)資源量超過34億噸,有大規(guī)模發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ);能源化利用水平相對較低,能源化利用率僅12%,但是發(fā)展?jié)摿薮?。十八大以來,我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績:生物質(zhì)發(fā)電裝機容量連續(xù)四年穩(wěn)居世界第一,生物天然氣年產(chǎn)量約33億平方米,生物質(zhì)成型燃料年利用量2000500體制機制、技術(shù)裝備等方面還存在諸多亟需解決的問題。(一)生物質(zhì)資源我國是人口和農(nóng)業(yè)大國,各類生物質(zhì)資源豐富。目前我國主要生物質(zhì)資源年產(chǎn)生量約為34.28億噸。其中,以秸稈、林業(yè)剩余物、畜禽糞污、生活垃圾資源量最為豐富。1、秸稈經(jīng)濟作物等其它作物秸稈為輔。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)統(tǒng)計,20228.657.34農(nóng)業(yè)活動、經(jīng)濟特點有密切關(guān)系,因而具有廣泛的區(qū)域差異性,據(jù)全國主要農(nóng)區(qū)秸稈資源臺賬統(tǒng)計結(jié)果顯示,秸稈產(chǎn)生量由大到小依次為長江中下游區(qū)、華北區(qū)、東北區(qū)、西北區(qū)、西南區(qū)、華南區(qū),分別占全國秸稈總量的32.41%、23.82%、20.66%、10.23%、8.44%、4.44%。圖3-1秸稈資源量分布(萬噸)我國農(nóng)作物秸稈利用的主要途徑包括肥料化利用、飼料化利用、能源化利用、原料化利用、基料化利用五種。肥料化利用主要以秸稈直接還田為主,包括機械化直接還田、覆蓋還田等;飼料化半纖維素、木質(zhì)素等轉(zhuǎn)化為含有豐富菌體蛋白、微生物等成分的生物蛋白質(zhì)飼料;能源化利用方式包括秸稈壓塊、秸稈直燃發(fā)電、秸稈打捆直燃供熱、厭氧條件下秸稈與畜禽糞污等有機物混合發(fā)酵生產(chǎn)沼氣等;原料化利用的方式包括秸稈造紙、秸稈生產(chǎn)板材、制作工藝品和生產(chǎn)木糖醇等,基料化利用主要是秸稈生產(chǎn)食用菌。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù),目前我國秸稈綜合利用率達到了88.1%,其中,肥料化利用率60%,利用量約4.4億噸;飼料化利用率達18%,利用量約1.32億噸;能源化利用率8.5%,利用量約0.6億噸;原料化利用率0.9%,利用量約660萬噸;基料化利用率0.7%,利用量約500萬噸。圖3-2農(nóng)作物秸稈利用形式及利用量2、林業(yè)剩余物林業(yè)剩余物是指林業(yè)生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的剩余物,主要包括林木采伐和造材剩余物、木材加工剩余物、竹材采伐和加工剩余物、森林撫育與間伐剩余物、城市園林綠化廢棄物、經(jīng)濟林修剪廢棄物、廢棄木質(zhì)材料共七大類。根據(jù)統(tǒng)計,目前我國林業(yè)面積約為179891,按相關(guān)計算,20223.5湖南最為豐富,占總量的40%。我國林業(yè)剩余物的利用途徑主要為原料化利用、能源化利用、肥料化利用、飼料化利用等[3]。原料化利用是指以林業(yè)剩余物為原料采用機械加工和化學加工利用等方式生產(chǎn)人造板、活性炭等;1.數(shù)據(jù)來源《林業(yè)和草原統(tǒng)計年鑒》能源化利用是指通過燃燒、熱解氣化、機械加工等方式生產(chǎn)固體成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)燃氣、發(fā)電供熱等;肥料化利用是將林業(yè)剩余物通過堆肥技術(shù)生產(chǎn)有機肥,用作園林環(huán)保植物的肥料;飼料化利用是利用林業(yè)剩余物生產(chǎn)各種飼料產(chǎn)品。圖3-3林業(yè)剩余物資源量分布(萬噸)圖3-4林業(yè)剩余物利用形式及利用量當前我國林業(yè)剩余物綜合利用率約60%,原料化利用是最主要的方式,利用率超過50%;能源化利用所占比例較小,僅為4.2%,利用量在1500萬噸左右;飼料化利用技術(shù)發(fā)展緩慢,特別是利用纖維素、木質(zhì)素生產(chǎn)飼料技術(shù)由于成本較高難以產(chǎn)業(yè)化;肥料化應用由于原料種類的不確定性導致生產(chǎn)的有機肥降解速度和穩(wěn)定性存在差異影響作物的生長,進而規(guī)模較小。3、畜禽糞污畜禽糞污是畜禽養(yǎng)殖過程中,畜禽產(chǎn)生的糞便、尿液等排泄物,主要包括生豬、牛、家禽等畜禽的糞便。截止到2022年,全國豬、牛、家禽三大類畜禽存欄量約分別為44922萬、9817萬、億,我國畜禽糞污(不包含沖洗廢水)的資源量共計18.682,其中,山東、河南、四川、河北、江蘇五省畜禽糞污資源量位居全國前列,占總量的38%。圖3-5畜禽糞污資源量分布(萬噸)根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模的不同畜禽糞污的處理方式也有所不同。傳統(tǒng)農(nóng)戶小規(guī)模養(yǎng)殖的畜禽固體糞污大多以農(nóng)家肥的形式直接還田,部分用于厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣;規(guī)?;B(yǎng)殖場主要集中在人口密集的大城市近郊,使得養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)分離,從事養(yǎng)殖的企業(yè)沒有配套的耕地,使得畜禽糞污很難直接返數(shù)據(jù)來源《中國農(nóng)業(yè)年鑒》《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》《中國畜牧獸醫(yī)年鑒》回到耕地,這部分畜禽糞污主要通過規(guī)模化的沼氣工程生產(chǎn)沼氣進行發(fā)電或者出售給第三方生產(chǎn)有機肥。當前我國畜禽糞污的處理方式主要有肥料化利用、飼料化利用和能源化利用等。肥料化利用主要是直接還田和生產(chǎn)有機肥,飼料化利用是將高溫、滅菌處理的糞便用作動物飼料或飼料添加劑,肥料化利用則主要通過厭氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)沼氣或生物天然氣。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)及協(xié)會統(tǒng)計的規(guī)模化沼氣(生物天然氣)項目計算,目前我國畜禽糞污綜合利用率約78%,肥料化利用率超過60%,利用量約12.14億噸;能源化利用率為11.29%,利用量約2.11億噸。4、生活垃圾
圖3-6畜禽糞污利用形式及利用量生活垃圾是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物,一般分為四類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其它垃圾,其中廚余垃圾占比超過二分之一,主要包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等,其主要來源為家庭廚房、餐廳、飯店、食堂、市場及其他與食品加工有關(guān)的行業(yè)。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市化進程的加快以及人民生活水平的迅速提高,生活垃圾產(chǎn)生量也隨之迅速增加,污染環(huán)境的狀況以及對人們健康的影響也越加明顯。根據(jù)住建部發(fā)布的《城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù),20223.16生活垃圾的清運量與經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關(guān),我國大、中城市中,北京城市生活垃圾清運量約為800萬噸,占全國生活垃圾總清運量的2.50%,上海城市生活垃圾清運量約為960萬噸,占全國生活垃圾總清運量的3.04%,分省份來看,廣東、山東、江蘇、浙江、四川五省的生活垃圾清運量占到總清運量的35%。圖3-7生活垃圾資源量分布(萬噸)當前我國生活垃圾基本上已實現(xiàn)無害化處理,處理方式包括衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥。2022年國內(nèi)生活垃圾無害化處理量達到3.15億噸,無害化利用率約99.6%。其中,能源化利用率約74%,利用量約2.35億噸;能源化利用的主要方式是垃圾焚燒發(fā)電和厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣(生物天然氣)。另外,隨著我國垃圾分類工作的持續(xù)推進,廚余垃圾在生活垃圾的占比呈現(xiàn)下降趨勢,當前我國廚余垃圾清運量約1.12億噸,處理方式以衛(wèi)生填埋為主。圖3-8生活垃圾利用形式及利用量5、其他有機廢棄物其他有機廢棄物包括廢棄油脂、污水污泥等。廢棄油脂是指不可再食用的動植物油脂和各類油水混合物。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)及《中國農(nóng)業(yè)展望報告》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2022年我國動、植物油消費總量大約是4000萬噸,在未統(tǒng)計畜禽處理產(chǎn)生的廢棄油脂情況下,廢棄油脂產(chǎn)量約為動植物油消費總量的30%,當前廢棄油脂產(chǎn)量在1200萬噸左右。如果這些廢油不能正當處理不僅污染環(huán)境,還會被不法商販進行簡單的加工后重新流入餐桌,直接威脅到人們的食品安全。廢棄油脂的產(chǎn)量與人口數(shù)量、飲食習慣等因素相關(guān),我國廢棄油脂資源分布主要集中在廣東、四川、河南、江蘇、湖南等人口大省,占到廢棄油脂總產(chǎn)量的35%左右。當前我國廢棄油脂利用途徑主要有三種,一是對地溝油等廢棄油脂進行簡單加工提純,直接作為低檔的工業(yè)油酸、硬脂酸和工業(yè)油脂等;二是利用地溝油制備無磷洗衣粉;三是將廢棄油脂醇解制取生物柴油。根據(jù)全國生物柴油生產(chǎn)規(guī)模推算,當前我國廢棄油脂綜合利用率超過24%,其中18%用于生產(chǎn)生物柴油或生物航煤,少部分用于生產(chǎn)油酸等化工原料。圖3-9食用油消費量分布(萬噸)圖3-10廢棄油脂利用形式及利用量根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù),2022年我國生活污水污泥產(chǎn)生量干重為1622萬噸,污水污泥資源集中在城市化程度較高區(qū)域,資源總量前五分別是北京、廣東、浙江、江蘇、山東,占全國總量的44.3%。圖3-11污水污泥資源量分布(萬噸)圖3-12污泥利用形式及利用量目前我國常用的污泥處理技術(shù)主要包括污泥濃縮技術(shù)、污泥脫水技術(shù)、污泥厭氧消化技術(shù)、高溫好氧發(fā)酵技術(shù)、污泥熱干化技術(shù)等。經(jīng)過處理的污泥需要進行安全處置,目前通常采用的處置方法有農(nóng)用(堆肥)、焚燒、衛(wèi)生填埋。但這些處置方式現(xiàn)在都遇到了不同程度的阻礙:農(nóng)用對污泥泥質(zhì)要求較高,污泥中重金屬和其他有毒有害物質(zhì)往往超標;焚燒存在能耗高、投資運營要求高、臭氣及尾氣處理不達標等問題;衛(wèi)生填埋通常遇到無地可埋的尷尬處境。當前,我國污水污泥無害化處理率超過80%,其中大部分用于衛(wèi)生填埋,少量用于焚燒發(fā)電及堆肥處理。(二)行業(yè)發(fā)展目前我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)涉及生物質(zhì)發(fā)電、生物天然氣、生物質(zhì)清潔供熱、生物液體燃料等領(lǐng)域。其中,生物質(zhì)發(fā)電裝機容量連續(xù)四年穩(wěn)居世界第一,生物天然氣、生物質(zhì)清潔供熱、生物液體燃料規(guī)模不斷擴大。1、生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電是可再生能源發(fā)電的重要組成部分,包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電。截止到202212.132.7生物質(zhì)發(fā)電全國并網(wǎng)裝機4132萬千瓦,年發(fā)電量1824億千瓦時,年上網(wǎng)電量15313。數(shù)據(jù)來源國家能源局、《2023中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展年鑒》、《中國可再生能源發(fā)展報2022》圖3-132022年全國各類可再生能源發(fā)電裝機比例圖3-142016-2022年全國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量和新增容量(萬千瓦)(1)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電截止到2022年底,全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電累計裝機容量1623萬千瓦,新增裝機65萬千瓦,較2021年增長3.7%。裝機容量排名前5的省份分別是:黑龍江省(14.29%)、山東?。?1.91%)、廣西?。?1.67%)、安徽?。?.78%)、河南?。?.71%)。全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)年發(fā)電量為517億千瓦時,較2021年增長0.2%。從地區(qū)發(fā)展來看,發(fā)電量排名前5位的省份是黑龍江省、山東省、安徽省、河南省、廣西壯族自治區(qū),分別為74.8億千瓦時、72.7億千瓦時、68.7億千瓦時、52.6億千瓦時和40.4億千瓦時。全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)年總上網(wǎng)電量為44220210.8%。從地區(qū)發(fā)展來看,上網(wǎng)電量排名前5位的省份是黑龍江省、安徽省、山東省、河南省和江蘇省,分別為65.2億千瓦時、63.5億千瓦時、63.3億千瓦時、47.6億千瓦時和22.7億千瓦時。圖3-152016-2022年農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電裝機容量和新增裝機容量(萬千瓦)圖3-162016-2022年農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電發(fā)電量和上網(wǎng)電量(億千瓦時)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)主要企業(yè)有:國能生物質(zhì)發(fā)電集團有限公司、中國光大綠色環(huán)保有限公司、理昂生態(tài)能源股份有限公司等。(2)生活垃圾焚燒發(fā)電202223862572021年增長11.4%。裝機容量排名前5的省份分別是:廣東省(14.24%)、浙江?。?0.38%)、山東省(8.50%)、江蘇?。?.35%)、河北?。?.11%)。3-172016-2022年垃圾焚燒發(fā)電裝機容量和新增容量(萬千瓦)3-182016-2022年垃圾焚燒發(fā)電發(fā)電量和上網(wǎng)電量(億千瓦時)全國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)年發(fā)電量為1268億千瓦時,較2021年增長16.9%。從地區(qū)發(fā)展來看,發(fā)電量排名前5位的省份是廣東省、浙江省、山東省、江蘇省和河北省,分別為184.0億千瓦時、130.5億千瓦時、108.3億千瓦時、107.5億千瓦時和65.2億千瓦時。全國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)年上網(wǎng)電量為1056億千瓦時,較2021年增長17.0%。從地區(qū)發(fā)展來看,上網(wǎng)電量排名前5位的省份是廣東省、浙江省、山東省、江蘇省和四川省,分別為158.2億千瓦時、102.5億千瓦時、88.9億千瓦時、88.7億千瓦時和55.4億千瓦時。生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)主要企業(yè)有:中國光大國際有限公司、深圳市能源環(huán)保有限公司、重慶三峰環(huán)境股份有限公司、中國環(huán)保集團有限公司等、瀚藍環(huán)境股份有限公司等。(3)沼氣發(fā)電2022122122021。裝機容量排名前5的省份分別是:廣東?。?6.18%)(12.18%)(7.57%)、湖南?。?.7%)、浙江?。?.14%)。圖3-192016-2022年沼氣發(fā)電裝機容量和新增容量(萬千瓦)圖3-202016-2022年沼氣發(fā)電發(fā)電量和上網(wǎng)電量(億千瓦時)全國沼氣發(fā)電行業(yè)年發(fā)電量為40億千瓦時,較2021年增加5.4%。從地區(qū)發(fā)展來看,年發(fā)電量排名前5位的省份是廣東省、山東省、湖南省、四川省、浙江省,分別為11.7億千瓦時、4.0億千瓦時、2.6億千瓦時、2.5億千瓦時和2.3億千瓦時。全國沼氣發(fā)電行業(yè)年上網(wǎng)電量為3320212.5%。從地區(qū)發(fā)展來看,上網(wǎng)電量排名前5位的省份是廣東省、湖南省、四川省、浙江省和河南省,分別為10.9億千瓦時、2.5億千瓦時、2.4億千瓦時、1.91億千瓦時和1.90億千瓦時。2、沼氣及生物天然氣根據(jù)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前我國已經(jīng)建成及正在建設(shè)的沼氣工程及規(guī)?;锾烊粴忭椖砍^200個,生物天然氣設(shè)計年產(chǎn)量約14億立方米。在這些項目中,正常運行的項目約127個,占項目總數(shù)的61%,設(shè)計產(chǎn)氣規(guī)模約7.9億立方米;半運行狀態(tài)的項目約17個,占項目總數(shù)的8.17%,設(shè)計產(chǎn)氣規(guī)模約1.68億立方米;處于停滯狀態(tài)的項目約30個,占項目總數(shù)的14.42%,設(shè)計產(chǎn)氣規(guī)模約2.52億立方米;在建項目17個,占項目總數(shù)的8.17%,設(shè)計產(chǎn)能0.63億立方米;其他項目沒有掌握運行情況,項目數(shù)量在17個左右,占項目總數(shù)的8.17%,設(shè)計產(chǎn)氣規(guī)模約1.27億立方米。分地區(qū)看,華東地區(qū)生物天然氣項目設(shè)計規(guī)模約4.34億立方米,占總設(shè)計規(guī)模的31%,居全國首位;其次是華北地區(qū)、東北地區(qū)、華中地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)、華南地區(qū),分別占全國總產(chǎn)氣規(guī)模的25%、13%、12.5%、9.7%、7.4%和2%。3、生物質(zhì)清潔供熱目前,生物質(zhì)已實現(xiàn)通過多種利用方式來滿足清潔供熱需求,如通過生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)鍋爐、生物質(zhì)熱解氣化,為縣城地區(qū)集中供熱;通過沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)或者沼氣鍋爐為區(qū)域集中供熱;通過生物質(zhì)戶用爐具為農(nóng)村散戶供暖。截止到2022年,我國生物質(zhì)清潔供熱量已超過3億吉焦,其中生物質(zhì)清潔供暖面積約3億平方米;生物質(zhì)成型燃料年利用量達到2000萬噸。(1)生物質(zhì)成型燃料+生物質(zhì)鍋爐集中供熱生物質(zhì)成型燃料鍋爐集中供熱是指把作物秸稈、林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)材料壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料,并將其與專用鍋爐相結(jié)合,利用生物質(zhì)成型燃料在鍋爐中的高溫裂解氣化反應,產(chǎn)生可燃性氣體,然后通過管道輸送至需要供暖的場所,實現(xiàn)對建筑物的供暖。當前我國生物質(zhì)成型燃料+生物質(zhì)鍋爐集中供熱模式主要對鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、醫(yī)院、學校、養(yǎng)老院等村鎮(zhèn)公共設(shè)施供暖。(2)生物質(zhì)成型燃料+生物質(zhì)戶用爐具分散式供熱生物質(zhì)戶用爐具一般利用生物質(zhì)燃料的半氣化燃燒原理,把焦油、生物質(zhì)炭渣等完全燃燒殆盡,明顯地降低顆粒物和一氧化碳等污染物的排放。當前我國生物質(zhì)成型燃料+生物質(zhì)戶用爐具已實現(xiàn)為散村的農(nóng)戶及管網(wǎng)新建成本較高、財政補貼困難的地區(qū)進行分散式供暖。(3)秸稈打捆直燃集中供暖秸稈打捆直燃集中供暖技術(shù)是一種將打成捆的秸稈,在新型專用鍋爐內(nèi)直接燃燒,替代燃煤,為社區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、學校、醫(yī)院、敬老院等提供集中供暖,為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供集中供熱的清潔能源技術(shù)。目前該技術(shù)在我國東北地區(qū)應用較為廣泛。4、生物液體燃料生物液體燃料包括生物燃料乙醇、生物柴油、生物甲醇、生物航煤等。截止到2022年,我國生物液體燃料年產(chǎn)量約550萬噸,具體來看,生物燃料乙醇以一代糧食乙醇為主,二代纖維素乙醇由于關(guān)鍵技術(shù)還未突破仍處于試驗階段,目前燃料乙醇的年產(chǎn)量約350萬噸;生物柴油主要以廢棄油脂為原料通過油脂與甲醇酯交換生產(chǎn)的第一代生物柴油為主,年產(chǎn)量約200萬噸。生物航煤及生物甲醇目前還處于試驗階段,并未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。(三)存在問題近年來,雖然我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了積極成效,但與我國豐富的生物質(zhì)資源和廣闊的市場前景相比,仍存在諸多亟需解決的問題,距離生物質(zhì)資源的高效利用還有較大差距,造成這些差距的主要原因如下:1、對生物質(zhì)能認識有待提高當前,我國生物質(zhì)能主要以農(nóng)林廢棄物、城鎮(zhèn)生活垃圾、廚余垃圾、畜禽糞污、工業(yè)有機廢棄物等為原料,生物質(zhì)能是在解決環(huán)保問題的基礎(chǔ)上,對生物質(zhì)資源進行能源化、資源化利用,具有顯著的綠色清潔、低碳環(huán)保的屬性和優(yōu)勢。但因生物質(zhì)能源化利用技術(shù)路徑多,利用規(guī)模相對較小,多年來一直沒有得到足夠重視,對生物質(zhì)能兼具的環(huán)保和清潔能源雙重屬性定位不清,對生物質(zhì)能開發(fā)利用產(chǎn)生的環(huán)保、民生、扶貧和公共服務(wù)等多重社會屬性和綜合效益認識不足,部分地方甚至出臺相關(guān)限制性政策措施,如深圳、唐山等市,在生態(tài)環(huán)境部20174月發(fā)布《高污染燃料目錄》后又相繼制定出臺了“把生物質(zhì)成型燃料等同于高污染燃料”的限制性政策文件,對我國生物質(zhì)能健康可持續(xù)發(fā)展造成較大的阻礙。2、頂層設(shè)計亟需加強生物質(zhì)能開發(fā)利用涉及發(fā)改、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、住建、林草等多個部門,多年來一直面臨“多頭”管理的局面,各部門職責界定不清。如農(nóng)林廢棄物資源的收儲運,從國家層面沒有一個專職部門進行管理,不少地方僅從環(huán)保角度出臺禁燒政策,對如何解決這一問題沒有配套措施,資源收集幾乎都是企業(yè)行為。多頭管理的另一弊端就是政出多門,部門間協(xié)調(diào)難度大,政策難以形成合力,執(zhí)行效率低下,甚至時有發(fā)生部門間相互掣肘的現(xiàn)象。典型問題之一,發(fā)改和能源部門從清潔的可再生能源角度出發(fā),積極推動生物質(zhì)能清潔供熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展,大力發(fā)展生物質(zhì)成型燃料,但生態(tài)環(huán)保部門卻將生物質(zhì)成型燃料視為高污染燃料,禁止推廣應用,導致企業(yè)無所適從,極大影響了生物質(zhì)能在清潔供熱領(lǐng)域的發(fā)展。3、支持政策需要進一步完善與風能、太陽能等可再生能源相比,我國對生物質(zhì)能發(fā)展的支持力度明顯不足,有些對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著關(guān)鍵作用的政策至今仍未出臺。以生物質(zhì)直燃鍋爐的大氣污染物專用排放標準缺失最為典型,由此導致部分地方政府要求生物質(zhì)發(fā)電項目執(zhí)行燃煤超低排放標準。有的方面雖然出臺了相關(guān)政策,但政策支持力度不足。如2019年12月十部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導意見》,明確提出了生物天然氣近期和遠期發(fā)展目標,但兩年多時間過去了,至今沒有出臺相關(guān)的配套政策措施。此外,生物質(zhì)能作為具有典型環(huán)保屬性的可再生能源,目前國家仍未出臺能實現(xiàn)其生態(tài)環(huán)境價值的相關(guān)政策,也未建立“誰排污、誰付費”的廢棄物有償處理機制,這是導致生物質(zhì)能非電利用沒有形成規(guī)模、發(fā)展速度嚴重滯后的一個重要因素。4、體系機制需要健全到目前為止,我國從未開展過全面系統(tǒng)的生物質(zhì)資源調(diào)查工作,生物質(zhì)資源量數(shù)出多門,沒有形成標準協(xié)調(diào)的統(tǒng)計口徑,也未建立國家生物質(zhì)原料收集、儲運保障體系和開發(fā)利用管理體系。多年來,沒有在國家層面建立專門的生物質(zhì)能研究機構(gòu),也未建立生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)及推廣應用機制,并缺乏相應的人才培養(yǎng)機制。投資生物質(zhì)能領(lǐng)域的企業(yè)大多以民營企業(yè)為主,企業(yè)規(guī)模普遍偏小,項目盈利能力弱,技術(shù)更新迭代緩慢,技術(shù)創(chuàng)新能力嚴重不足,產(chǎn)業(yè)體系和核心裝備制造體系還需完善,如粉碎機、干式厭氧發(fā)酵、攪拌器、提純等關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備還需依賴進口,這嚴重制約了我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。5、商業(yè)模式需要創(chuàng)新生物質(zhì)能是唯一可轉(zhuǎn)化成多種能源產(chǎn)品的可再生能源。發(fā)電、供熱、氣化制氣、生產(chǎn)液體燃料等任何一種能源化利用方式產(chǎn)業(yè)鏈都相對較長,目前尚未建立形成相對成熟的商業(yè)模式。在原料收集保障方面,農(nóng)業(yè)秸稈、畜禽糞污、廚余垃圾等廢棄物資源尚未建立“誰排污、誰付費”的由第三方專業(yè)化有償處理機制,原料收儲運成本占比過高,能源化利用項目經(jīng)濟性相對較差。在產(chǎn)品市場燃料乙醇、生物柴油等各種能源產(chǎn)品,普遍存在市場壁壘,需要營造良好的市場環(huán)境,打破市場壁壘,建立多元化的消費體系,增強盈利水平;生物天然氣有機肥產(chǎn)品相關(guān)政策、標準尚未建立健全,市場也有待進一步培育。6、技術(shù)裝備需要創(chuàng)新相比歐美發(fā)達國家,我國生物質(zhì)能利用技術(shù)還處于起步階段,核心裝備還需要進口。在農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)方面,原料預處理及高效轉(zhuǎn)化與成套裝備研制等核心技術(shù)仍存在瓶頸,鍋爐系統(tǒng)、配套輔助設(shè)備工藝等方面相對落后,燃燒裝置沉積結(jié)渣和防腐技術(shù)需要突破。在沼氣/生物天然氣方面,現(xiàn)階段我國投產(chǎn)運行的規(guī)模化、商業(yè)化項目不多,能適應不同原料、不同氣候條件的先進發(fā)酵酶工藝以及發(fā)酵、提純技術(shù)設(shè)備仍需從國外進口;生物天然氣核心裝備生產(chǎn)技術(shù)與國外同類產(chǎn)品相比仍有一定差距,還存在制造水平低、品種單一或缺檔、產(chǎn)品配套性差等問題。此外,在生物制清潔供熱方面,仍缺乏高效、大型低排放生物質(zhì)鍋爐等現(xiàn)代化的專用設(shè)備,生物質(zhì)成型燃料工程化水平還有待提高;纖維素制備燃料乙醇的核心技術(shù)仍未取得突破,許多關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備都依賴進口;生物柴油酶轉(zhuǎn)化技術(shù)仍未進入商業(yè)化大規(guī)模應用。第四章 生物質(zhì)能戰(zhàn)略定位分析生物質(zhì)能發(fā)展要服務(wù)于實現(xiàn)國家重要發(fā)展戰(zhàn)略,生物質(zhì)能發(fā)展目標應成為國家戰(zhàn)略目標的重要組成部分。二是服務(wù)于農(nóng)村建設(shè)和用能低碳轉(zhuǎn)型,加快生物質(zhì)能等可再生能源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活中的應用。生物質(zhì)能應服務(wù)于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。一是服務(wù)于鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興,以生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)為紐帶,促進鄉(xiāng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展;二是服務(wù)于北方地區(qū)大氣污染治理行動,拓展生物質(zhì)清潔供暖市場,特別拓展生物質(zhì)能的應用;三是結(jié)合零碳鄉(xiāng)村建設(shè),提升生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量和效益。服務(wù)于推動全社會高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略目標。一是服務(wù)于創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,加大技術(shù)研發(fā)投入,突破生物質(zhì)能行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)裝備;二是服務(wù)于推進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,促進全體人民共同富裕的目開放,積極引入國外資金及先進技術(shù),同時推動生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)參與“一帶一路”建設(shè)。在國家重大戰(zhàn)略目標指導下,生物質(zhì)資源能源化利用量呈現(xiàn)快速增長的趨勢,生物質(zhì)發(fā)電、生物天然氣、生物甲醇等生物質(zhì)能源在電氣化背景下將發(fā)揮其獨特的作用,能夠為實現(xiàn)我國2030年碳達峰,2060年碳中和做出巨大減排貢獻。本部分基于過去五到十年生物質(zhì)資源的發(fā)展趨勢,對秸稈、生活垃圾等廢棄物資源量及能源化利用量進行預測,結(jié)合各類生物質(zhì)能產(chǎn)品的優(yōu)勢,在電氣化背景下,預測2030年-2060年我國生物質(zhì)發(fā)電、生物天然氣等生物質(zhì)能利用的潛力及二氧化碳減排量。(一)雙碳目標下生物質(zhì)資源發(fā)展水平圖4-1我國生物質(zhì)資源總量增長預測(億噸)隨著經(jīng)濟的發(fā)展和消費水平不斷提升,我國生物質(zhì)資源產(chǎn)生量呈不斷上升趨勢,總資源量年增長率預計維持在0.8%以上。預計2030年我國生物質(zhì)總資源量達到36.34億噸,到2060年我國生物質(zhì)總資源量將達到44.06億噸。1、秸稈目前,根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計數(shù)據(jù),并依照第二次全國污染源普查公報草谷比參數(shù),我國秸稈產(chǎn)生量約為8.65億噸,可收集資源量約為7.34億噸。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的關(guān)于我國糧食產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析,近年來我國糧食產(chǎn)量總體保持1%的平穩(wěn)上漲趨勢,隨著人口增長率的降低,預計未來秸稈資源總量也將保持0.3%的低速增長,2030年秸稈產(chǎn)生量約為8.86億噸,秸稈可收集資源量約為7.52億噸;2060年秸稈產(chǎn)生量約為9.69億噸,秸稈可收集資源量約為8.22億噸。2、林業(yè)剩余物
圖4-2我國秸稈總量增長預測(億噸)根據(jù)國家林草局發(fā)布的《中國林業(yè)和草原統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計,目前我國林業(yè)面積約為17988.85萬公頃,森林覆蓋率達到22.96%,年采伐木材10045.85萬立方米,由此計算出林業(yè)廢棄物資源3.5億噸。林業(yè)碳匯做為重要的固碳手段,預計未來我國林業(yè)面積也會保持穩(wěn)定增長。根據(jù)20年年鑒數(shù)據(jù)分析,林業(yè)采伐總資源量保持1.5%的增長,預計未來林業(yè)剩余物資源量也隨之20303.9420606.16億噸。圖4-3我國林業(yè)剩余物資源總量增長預測(億噸)3、畜禽糞污根據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒及國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù),近年來我國主要畜禽類存欄量呈現(xiàn)小幅震蕩,雖然在2019年到低點后因擴大豬肉供給大幅反彈,總體上還是受短期市場因素影響。預計未來肉蛋奶消費市場將趨于飽和,畜禽糞污資源量保持在固定區(qū)間內(nèi),畜禽糞污資源量將保持0.4%的較低增長趨勢。預計2030年畜禽糞污資源總量約為19.29億噸;2060年畜禽糞污資源總量約為21.74億噸。圖4-4我國畜禽糞污資源總量增長預測(億噸)4、生活垃圾根據(jù)住建部發(fā)布的城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),當前生活垃圾清運量約為3.16億噸,人均垃圾產(chǎn)生量約650千克/日,其中廚余垃圾占到40%-60%,各地實行垃圾分類后,廚余垃圾清運量約1.12億噸。隨著我國城市化進程的不斷推進,人民生活水平的不斷提高,預計人均垃圾產(chǎn)生量也會逐年提升,保持3%的穩(wěn)步增長,并達到發(fā)達國家人均垃圾產(chǎn)生量水平。世界銀行報告顯示,人均垃圾產(chǎn)生量與人均GDP有較好相關(guān)性,有專家學者預測我國預計到2045年進入發(fā)達國家行列,人均垃圾產(chǎn)生量約為1.28/2030年我國生活垃圾清運量3.9120605.81億噸。隨著垃圾分類工作的持續(xù)推進,廚余垃圾在生活垃圾中的比重將逐漸降低,到2030年預計將有40%的廚余垃圾從生活垃圾中分離出來,廚余垃圾清運1.64,206053的廚余垃圾分離出來,廚余垃圾清運量達到2.91圖4-5我國廚余垃圾資源總量增長預測(億噸)5、廢棄油脂廢棄油脂的產(chǎn)量與人口數(shù)量、經(jīng)濟發(fā)展水平、飲食習慣等相關(guān),根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)計算,我國人均食用油消費量約30/年,根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),在未統(tǒng)計畜禽處理產(chǎn)生的廢棄油脂情況下,廢棄油脂產(chǎn)生量約為食用油消費量的30%,考慮到未來人口增速放緩及負增長的情況,假定人均食用油消費量基本不變,預計2030年廢棄油脂產(chǎn)生量約為1296萬噸,2060年廢棄油脂產(chǎn)生量約1192圖4-6我國廢棄油脂資源總量增長預測(萬噸)6、污水污泥由于社會發(fā)展,居民生活水平逐步提高,生活用水需求加大,同時生活污水處理率提高,推動生活污水污泥產(chǎn)生量增加。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)分析,當前我國生活污水污泥產(chǎn)生量為1433.57萬噸,生活污水污泥產(chǎn)生量增長率約為3-8%。預計2030年污水污泥產(chǎn)生干重約為2087萬噸,2060年污水污泥產(chǎn)生干重約為5369億噸。圖4-7我國污水污泥資源總量增長預測(億噸)(二)生物質(zhì)能源化利用潛力分析生物質(zhì)能源化利用潛力包括焚燒、發(fā)電、供熱、生產(chǎn)沼氣(生物天然氣)、生物燃料的生物質(zhì)資源量。本部分基于秸稈、林業(yè)剩余物、畜禽糞污、生活垃圾等生物質(zhì)資源利用現(xiàn)狀及過去十年能源化利用的發(fā)展趨勢,結(jié)合各類生物質(zhì)資源多元化、高附加值利用的原則,預測2030年、2060年生物質(zhì)資源能源化利用規(guī)模及二氧化碳減排量。查閱相關(guān)資料[4],二氧化碳減排量有三種計算方法,本部分選取基于原料(消耗廢棄物量)和基于標煤(廢棄物折合標煤量)兩種方法分別計算二氧化碳減排量。圖4-8我國生物質(zhì)資源能源化利用量增長預測(億噸)圖4-9基于原料各項生物質(zhì)資源能源化利用減排量預測(億噸)圖4-10基于標準煤的各項生物質(zhì)資源能源化利用減排量預測(億噸)隨著我國雙碳目標、能源轉(zhuǎn)型及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的推進,我國生物質(zhì)能源化利用水平不斷提升,2030年我國生物質(zhì)能源化利用量達到8.743.66億噸,二氧化碳減排量在4.3~9.5206022.3410.1112.56~2620225420306.8%2060年生物質(zhì)能對全國能源消費的貢獻18.7%。1、秸稈當前,我國秸稈超過70%用于肥料化和飼料化利用,能源化利用僅為8.5%。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田利用比例在20%左右既能夠保持土壤肥力又有較好的經(jīng)濟性。同時隨著雙碳工作的推進,秸稈的能源化利用將是未來重要的發(fā)展方向,預計到2030年秸稈能源化利用量約為1.19億噸,能源化16%0.591.37~1.5220604.2351%,2.104.83~5.40圖4-112030、2060年秸稈利用量預測(億噸)2、林業(yè)剩余物我國林業(yè)剩余物主要用于原料化利用,超過50%的林業(yè)剩余物用于生產(chǎn)人造板、紙制品、活性炭等。根據(jù)《中國人造板產(chǎn)業(yè)報告2022》顯示,隨著我國城鎮(zhèn)化水平的提高,家具制造、建筑裝飾及地板行業(yè)對人造板的需求緩慢增加,人造板產(chǎn)量會保持小幅增長,但是其所占比重會有所降低。林業(yè)剩余物作為生產(chǎn)固體顆粒的主要原料,與秸稈顆粒燃料相比具有熱值高、容易儲存等優(yōu)點,將是未來重要的利用方式。預計2030年林業(yè)剩余物能源化利用量約為6321萬噸,能源化利用率達到16%,折合標煤量0.32億噸,二氧化碳減排量0.177~0.84億噸;2060年能源化利用量約為2.36億噸,能源化利用率達到38%,折合標煤量1.21億噸,二氧化碳減排量0.66~3.14億噸。圖4-122030、2060年林業(yè)剩余物利用量預測(億噸)3、畜禽糞污當前我國畜禽糞污大約60%用于肥料化(堆肥、還田),能源化利用僅為11.29%。2019年十部委出臺的《關(guān)于促進生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導意見》,制定了到2030年生物天然氣年產(chǎn)量超過200億立方米的發(fā)展目標。畜禽糞污作為厭氧發(fā)酵的主要原料,生產(chǎn)沼氣(生物天然氣)將是未來主要的發(fā)展方向。預計2030年畜禽糞污能源化利用量約為4.05億噸,能源化利用率達到21%,折合標煤量2.18億噸,二氧化碳減排量2.10~5.68億噸;2060年能源化利用量約為10.72億噸,能源化利用率達到49%,折合標煤量5.78億噸,二氧化碳減排量5.50~15億噸。4、生活垃圾
圖4-132030、2060年畜禽糞污各類利用量預測(億噸)圖4-142030、2060年生活垃圾利用量預測(億噸)目前我國生活垃圾基本上全部實現(xiàn)無害化處理,超過70的生活垃圾用于焚燒發(fā)電,20用于衛(wèi)生填埋。生活垃圾中分離出來的廚余垃圾大部分通過衛(wèi)生填埋處理,少部分用于厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣??紤]到垃圾填埋存在占用土地、污染地下水等風險,未來垃圾焚燒處理比例將會進一步提高。20302.870.52二氧化碳減排量0.5~1.352060年能源化利用量約為4.58億噸,能源化利用率達到83%,0.820.78~2.145、廢棄油脂我國廢棄油脂利用途徑主要有兩類,一是作為原料出口歐盟,二是用于國內(nèi)生產(chǎn)。當前我國廢棄油脂綜合利用率大約20%,其中大部分用于生產(chǎn)生物柴油。隨著歐盟啟動亞洲生物柴油反傾銷調(diào)查,廢棄油脂的出口量大幅減少。同時,隨著國內(nèi)在生物柴油生產(chǎn)應用政策的日益完善,廢棄油脂能源化利用量將進一步提高。預計2030年能源化利用量約為304萬噸,能源化利用率達到23%,折合標煤量0.033億噸,二氧化碳減排量0.07~0.09億噸;2060年能源化利用量約為696萬噸,能源化利用率達到58%,折合標煤量0.077億噸,二氧化碳減排量0.16~0.20億噸。圖4-152030、2060年廢棄油脂利用量預測(萬噸)6、污水污泥當前我國污泥的無害化處理率超過85%,主要處理方式是衛(wèi)生填埋,占比大約65%,少部分用于能源化利用,占比大約8%?,F(xiàn)在及今后的較長一段時間,污泥與餐廚垃圾、生活垃圾協(xié)同處理將是主要處理技術(shù)。預計2030年能源化利用量約為357萬噸,能源化利用率達到17%,折合標煤量0.013億噸,二氧化碳減排量0.033~0.036億噸;2060年能源化利用量約為3596萬噸,能源化利用率達到68%,折合標煤量0.13億噸,二氧化碳減排量0.33~0.36億噸。圖4-162030、2060年污水污泥利用量預測(萬噸)(三)實現(xiàn)路徑分析2030碳達峰背景下,生物質(zhì)能利用主要在供電、供熱等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對化石能源的替代。2023年~2030年,生物質(zhì)清潔供熱和生物天然氣能在縣域有效替代燃煤使用,在縣域及村鎮(zhèn)構(gòu)建分布式能源站,徹底改變農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)。生物質(zhì)清潔供熱和生物天然氣的應用在處理各類廢棄物的同時,產(chǎn)生清潔能源,為居民供暖供氣,助力實現(xiàn)全面鄉(xiāng)村振興。預計到2030年,生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)清潔供熱、生物天然氣等生物質(zhì)能利用方式可消納廢棄物約94~92030~2060年,電氣化將占用能主導地位。生物質(zhì)能利用主要集中在難以用電氣替代的領(lǐng)域,如航空、生物基材料等,BECCS將會得到大力發(fā)展。預計到2030年,各生物質(zhì)能利用方式可消納廢棄物約22億噸,二氧化碳減排量在13~27億噸。圖4-17基于原料的生物質(zhì)能利用方式碳減排潛力(億噸)預測圖4-18基于標煤的生物質(zhì)能利用方式碳減排潛力(億噸)預測1、生物質(zhì)發(fā)電2022年底,我國已投產(chǎn)生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機容量4132萬千瓦,年提供的清潔電力超過1531億千瓦時。生物質(zhì)發(fā)電項目數(shù)量約1300個,帶動就業(yè)人數(shù)約60萬,促進農(nóng)民年增收約480億元。根據(jù)現(xiàn)有溫室氣體減排方法學進行測算,已有項目自愿減排量超過1.2根據(jù)國際可再生能源署IRENA的研究,大多數(shù)新建風電、光伏等可再生能源的發(fā)電成本,已經(jīng)比最便宜的化石燃料發(fā)電成本要低。越來越低的發(fā)電成本,使得可再生能源大規(guī)模代替煤炭發(fā)電成為可能。近10年生物質(zhì)發(fā)電的設(shè)備降本空間不大,影響發(fā)電成本的主要因素是其原料的價格。受制于原料的收集成本、運輸半徑的限制,預計未來發(fā)電成本保持平穩(wěn)。圖4-192030-2060年生物質(zhì)發(fā)電規(guī)模預測盡管生物質(zhì)發(fā)電成本遠高于風電、光伏等其他可再生能源發(fā)電成本,但是生物質(zhì)發(fā)電輸出穩(wěn)定,能夠參與電力調(diào)峰,如果與儲熱結(jié)合,更能參與電力市場的深度調(diào)峰,未來在電力交易市場獲取輔助服務(wù)、備用容量等受益的同時,能夠靈活參與熱力市場,提供清潔熱力。根據(jù)預測,到2030年,生物質(zhì)發(fā)電裝機容量約4654萬千瓦,年發(fā)電量約2239億千瓦時,廢棄物利用量約4.2億噸,二氧化碳減排量約1.64~4.32060年,生物質(zhì)發(fā)電裝機容量約5758375183.13~9.5圖4-20基于原料的生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)減排潛力(億噸)分析圖4-21(基于標煤)生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)減排潛力(億噸)分析2、沼氣(生物天然氣)根據(jù)統(tǒng)計,目前全國沼氣產(chǎn)量約90億立方米,其中包括規(guī)?;託猓ㄉ锾烊粴猓┕こ坍a(chǎn)沼氣量25億立方米及農(nóng)村戶用沼氣工程產(chǎn)沼氣量65億立方米。目前建成大型沼氣、生物天然氣工程7700余處,規(guī)?;锾烊粴忭椖繑?shù)量超過130個,產(chǎn)能10億立方米,年產(chǎn)氣量3億立方米。根據(jù)測算,目前生物天然氣的使用相等于替代標煤量超過160萬噸,二氧化碳減排量超過800萬噸。圖4-222030-2060年沼氣(生物天然氣)產(chǎn)量預測4-23基于原料的沼氣(生物天然氣)行業(yè)減排潛力(億噸)分析4-24基于標煤的沼氣(生物天然氣)行業(yè)減排潛力(億噸)分析根據(jù)實地調(diào)研,目前大多數(shù)的中小型沼氣項目因為原料收集麻煩、維護工作量大等原因,多數(shù)已經(jīng)廢棄。預計未來將會是以工業(yè)化、規(guī)?;锾烊粴忭椖浚ㄈ债a(chǎn)生物天然氣超過1萬立方米)發(fā)展為主。根據(jù)預測,到2030年,沼氣產(chǎn)量約420億立方米,其中提純?yōu)樯锾烊粴饧s100億立方米,廢棄物利用量約3.862.1~3.520601260其中提純?yōu)樯锾烊粴饧s5009.786~83、生物質(zhì)清潔供熱從目前縣域環(huán)境發(fā)展來看,生物質(zhì)熱電、供熱、生物天然氣可以在消費側(cè)直接替代散煤等傳統(tǒng)化石能源,因地制宜地利用生物質(zhì)資源,對推動鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活用能方式具有革命性影響,為農(nóng)村居民提供穩(wěn)定價廉的清潔可再生能源,享受與城市居民無差別的用能服務(wù)。從經(jīng)濟性方面進行測算,生物質(zhì)清潔供熱同電供熱、天然氣供熱相比,也是目前成本最接近燃煤,居民可承受的供熱方式。隨著可再生能源發(fā)電成本逐步走低,全面電氣化將是未來發(fā)展趨勢。在此到來之前,在未來10年間,應大力發(fā)展生物質(zhì)清潔供熱,在縣域替代燃煤小鍋爐,發(fā)揮生物質(zhì)零碳屬性,在供熱供暖領(lǐng)域做出減排貢獻。根據(jù)統(tǒng)計,目前我國生物質(zhì)清潔供暖面積超過3m2,主要是以農(nóng)林生物質(zhì)為原料的熱電聯(lián)產(chǎn)及生物質(zhì)鍋爐供熱項目為熱源。根據(jù)秸稈及林業(yè)剩余物資源量的增長以及清潔取暖工作的持續(xù)推進,用作清潔取暖的農(nóng)林廢棄物以7%的速度增長,預計到2030年生物質(zhì)清潔供暖面積17億立方米,廢棄物利用量接近0.9億噸,二氧化碳減排量約0.61~0.8億噸,到2040年全面進入電氣化時代,居民供暖用能以綠色電力為主,生物質(zhì)供熱逐步被淘汰,到2060年生物質(zhì)清潔供暖面積12億立方米,廢棄物利用量接近0.4億噸,二氧化碳減排量約0.4~0.52億噸。圖4-252030-2060年生物質(zhì)清潔供暖面積預測(億立方米)4-26基于原料的生物質(zhì)清潔供暖碳減排預測(億噸)4-27基于標煤的生物質(zhì)清潔供暖碳減排預測(億噸)4、生物液體燃料在交通領(lǐng)域應用方面,生物質(zhì)液體燃料具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。燃料乙醇有效替代化石汽油,生物柴油可以替代化石柴油,生物航空煤油同樣已?jīng)在航空領(lǐng)域得到應用驗證[5]。通過生物質(zhì)液體燃料替代化石石油,為交通領(lǐng)域碳減排拓寬新的途徑。根據(jù)統(tǒng)計,2022年全國生物液體燃料年產(chǎn)量約550萬噸。其中,生物燃料乙醇的年產(chǎn)量約350萬噸,生物柴油產(chǎn)量約200萬噸。以此進行測算,目前生物液體燃料二氧化碳減排量約為1000萬噸。目前生物液體燃料的生產(chǎn)成本仍然較高,是制約發(fā)展的重要原因。根據(jù)調(diào)研和測算,目前燃料乙醇和生物柴油的成本在6000元左右,在市場上還不具備競爭力,但是其成本仍低于氫能成本。如果未來以秸稈為原料的二代燃料乙醇能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破,預計成本將會降低40%左右,將會有大的發(fā)展空間。另外,從國外發(fā)展趨勢來看,生物燃料是未來降低航空排放水平、實現(xiàn)化石能源替代最直接、最有效的手段[6]。利用電能和氫能替代航空燃油的難度較大,我國是航空運輸大國和化石能源進口大國,生物燃料的研究和推廣應用需求比國外更為迫切。根據(jù)預測,到2030年,生物柴油產(chǎn)量約390萬噸,生物乙醇產(chǎn)量約500萬噸,生物航煤的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破,產(chǎn)量將達到150萬噸,生物甲醇產(chǎn)量約210萬噸,廢棄物利用量約0.3二氧化碳減排量約0.45~0.82060產(chǎn)量將突破300034~94-282030-2060年生物液體燃料產(chǎn)量預測(億噸)4-29基于原料的生物液體燃料減排量預測(億噸)圖4-30基于標煤的生物液體燃料減排量預測(億噸)5、化肥替代生物天然氣項目在厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的沼渣、沼液,其中富含有機質(zhì)、腐殖質(zhì)、微量營養(yǎng)元素、多種氨基酸、酶類和有益微生物。經(jīng)過腐熟劑腐熟生產(chǎn)成肥料后,可以替代或部分替代化肥施用,能夠增加土壤有機碳的存儲量、改善土壤環(huán)境、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、抑制病蟲害等。作為優(yōu)質(zhì)的有機肥資源,對發(fā)展綠色有機農(nóng)業(yè)提供支撐,為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域減排做出貢獻。根據(jù)對生物天然氣產(chǎn)業(yè)的預測分析,到2030年,我國有機肥的產(chǎn)量約5000萬噸,替代有機肥減少二氧化碳排放約600萬噸;到2060年有機肥產(chǎn)量約1.5億噸,二氧化碳減排量約2.4億噸。6、BECCS技術(shù)我國目前已在CCS項目積累了一定的經(jīng)驗,開展了數(shù)十個示范項目,在利用和封存方面取得了一定的突破,為BECCS技術(shù)的研發(fā)奠定了前期基礎(chǔ)。目前其碳捕集成本仍然較高,根據(jù)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會產(chǎn)業(yè)查閱資料顯示,目前CCUS500—1000/噸。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院最新發(fā)布的《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS(2021)CCUSCCUS2030CCUS(250公里運輸計)技術(shù)成310-770/2060140-410/噸二氧化碳。如果未來碳捕集成本能夠低于碳價,將能夠獲得正收益。另外報告中對BECCS碳減排潛力需求進行了分析,預20300.01,20603-6第五章 生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系當前我國生物質(zhì)能利用形式較多,包括生物質(zhì)發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)清潔供熱、生物天然氣、生物質(zhì)熱解氣化、生物液體燃料等。各種生物質(zhì)能利用形式的不同項目的工藝流程、技術(shù)路徑、經(jīng)濟沒有一個適合評價不同生物質(zhì)能利用形式的項目指標體系。本報告通過案例征集、現(xiàn)場調(diào)研等形式,20多個不同生物質(zhì)能利用形式的典型案例,為篩選出優(yōu)秀案例,需要建立適合各類生物質(zhì)能利用的項目評價指標體系。為此,課題組在分析不同生物質(zhì)能利用形式評價指標體系的基礎(chǔ)上,歸納總結(jié)出適合評價不同生物質(zhì)能利用項目的關(guān)鍵指標,建立生物質(zhì)能清潔利用評價體系。當前該評價指標體系也存在一些不足之處,在選擇評價指標時,考慮到評價指標需要適用所有生物質(zhì)能利用項目,對某一類型的生物質(zhì)能利用項目(如生物質(zhì)發(fā)電)可能適用性較低,后續(xù)還需要進一步完善。(一)行業(yè)相關(guān)評價指標體系概述通過查閱文獻、專家咨詢等方法,對行業(yè)相關(guān)評價指標體系[7-12]:固體廢物資源化技術(shù)多維績效評價指標體系,農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電項目評價指標體系,生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標體系進行對比分析,為建立生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系提供參考。1、固體廢物資源化技術(shù)多維績效評價指標體系固體廢物資源化技術(shù)多維績效評價指標體系評價方法是先根據(jù)指標的正向和負向?qū)傩?,對指標計算結(jié)果進行無量綱化處理;確定各指標權(quán)重并計算綜合評價結(jié)果,并對評價結(jié)果進行解釋。具體評價指標見表5-1。表5-1固體廢物資源化技術(shù)多維績效評價指標體系評價維度分類層指標層正向/負向定性/定量得分資源效率資源消耗處理單位固體廢物的原輔料消耗量負向定量處理單位固體廢物的綜合能耗負向定量處理單位固體廢物的新鮮水消耗量負向定量處理單位固體廢物的土地占用負向定量綜合利用固體廢物資源化率正向定量戰(zhàn)略資源回收的稀缺性貢獻正向定量水循環(huán)利用率正向定量余熱利用率正向定量環(huán)境影響全生命周期環(huán)境影響氣候變化負向定量酸化負向定量富營養(yǎng)化負向定量光化學污染負向定量生態(tài)毒性負向定量人體毒性負向定量經(jīng)濟可行經(jīng)濟可持續(xù)性處理單位固體廢物的投資建設(shè)費用負向定量處理單位固體廢物的運行成本負向定量銷售凈利潤率正向定量靜態(tài)投資回收期正向定量技術(shù)價值技術(shù)價值水平正向定量專利價值正向定量社會效應當?shù)厣鐓^(qū)與社會影響單位投資提供的就業(yè)崗位正向定量循環(huán)經(jīng)濟示范性正向定性公眾對技術(shù)實施的態(tài)度正向定性職工安全與福利職業(yè)暴露風險正向定性職工平均工資與當?shù)仄骄べY比例負向定量2、農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電項目評價指標體系農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目評價指標體系以統(tǒng)計指標體系為基礎(chǔ),并根據(jù)各一級指標權(quán)重對二級指標進行打分,實現(xiàn)對單一項目的評價,具體監(jiān)測和評價指標內(nèi)容詳見表5-2。表5-2農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目評價指標一級指標二級指標內(nèi)容說明備注總分分值原料年原料消耗量電廠每年各類秸稈消耗的總量(t)及占比定量241-8原料價格折算到低位發(fā)熱量為2500kcal/kg時的原料價格定量1-8原料特性原料熱值、含水率、含硫量等基本屬性定量1-8技術(shù)項目裝機規(guī)模鍋爐容量和發(fā)電機組發(fā)電功率。定量211-7機組工藝路線主要燃燒設(shè)備形式和發(fā)電機組形式定性1-7機組關(guān)鍵參數(shù)主蒸汽參數(shù)定量1-7經(jīng)濟年發(fā)電量發(fā)電機組年發(fā)電量,包含上網(wǎng)電量和廠用電兩部分定量201-10廠用電率電廠內(nèi)部年消耗電能占發(fā)電量的百分比定量1-10環(huán)境影響年粉塵排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的粉塵質(zhì)量,單位為t/a定量201-5年二氧化硫排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的二氧化硫質(zhì)量,單位為t/a定量1-5年氮氧化物排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的氮氧化物質(zhì)量,單位為t/a定量1-5碳減排量每年減少二氧化碳的排放量定量1-5社會影響勞動就業(yè)項目建設(shè)可直接和間接帶動的勞動就業(yè)人數(shù)定量151-5公眾接受度公眾對技術(shù)實施產(chǎn)生影響的接受程度定性1-10農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目評價指標在統(tǒng)計指標基礎(chǔ)上刪減掉部分經(jīng)濟指標,并根據(jù)一級指標權(quán)重設(shè)置二級指標分值,二級指標得分取值可采用基準法或歷史法(新建項目可采用可研測算值作為歷史數(shù)據(jù))。五項一級評價指標滿分合計100分,評價得分在85分-100分為優(yōu)秀,得分在70分-84分為良好,得分在60分-69分為合格,得分在60以下為不合格。3、生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標體系生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標體系以統(tǒng)計指標體系為基礎(chǔ),并根據(jù)各一級指標權(quán)重對二級指標進行打分,實現(xiàn)對單一項目的評價,具體評價指標內(nèi)容詳見表5-3。表5-3生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標一級指標二級指標內(nèi)容說明備注總分分值技術(shù)項目裝機規(guī)模鍋爐容量和發(fā)電機組發(fā)電功率定量271-9機組工藝路線主要燃燒設(shè)備形式和發(fā)電機組形式定性1-9機組關(guān)鍵參數(shù)主蒸汽參數(shù)定量1-9經(jīng)濟噸垃圾收益噸垃圾處置收益與發(fā)電收益的總和定量281-10年發(fā)電量發(fā)電機組年發(fā)電量,包含上網(wǎng)電量和廠用電兩部分定量1-9廠用電率電廠內(nèi)部年消耗電能占發(fā)電量的百分比定量1-9環(huán)境影響年粉塵排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的粉塵質(zhì)量,單位為t/a定量301-6年二氧化硫排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的二氧化硫質(zhì)量,單位為t/a定量1-6年氮氧化物排放量經(jīng)凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的氮氧化物質(zhì)量,單位為t/a定量1-6二噁英檢測值如果一年內(nèi)進行多次檢查,取平均值定量1-6碳減排量每年減少二氧化碳的排放量定量1-6社會影響勞動就業(yè)項目建設(shè)可直接和間接帶動的勞動就業(yè)人數(shù)定量151-5公眾接受度公眾對技術(shù)實施產(chǎn)生影響的接受程度定性1-10生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標在統(tǒng)計指標基礎(chǔ)上刪減掉部分經(jīng)濟指標,并根據(jù)一級指標權(quán)重設(shè)置二級指標分值,二級指標得分取值可采用基準法或歷史法(新建項目可采用可研測算值作為歷史數(shù)據(jù)。五項一級評價指標滿分合計10085-10070-84分為良好,得分在60分-69分為合格,得分在60以下為不合格。(二)評價指標體系構(gòu)建原則/項目運行管理、社會效益等屬于較重要的評價指標。在生物質(zhì)能開發(fā)利用方面,生物質(zhì)資源情況非常重要,因為生物質(zhì)原料的可獲得性及原料的價格等會直接影響生物質(zhì)能開發(fā)利用的可持續(xù)性;同時,在經(jīng)濟因素之外,生物質(zhì)能利用的社會和環(huán)境效益尤為重要。因此,在生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系建立時,既要遵循統(tǒng)計理論與統(tǒng)計指標建立的通用基本原則,也要充分考慮生物質(zhì)能行業(yè)的特點。在此分析基礎(chǔ)上分析確立了生物質(zhì)生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系的原則,原則如下:1、科學性和實用性科學性是指標的設(shè)計既要符合生物質(zhì)能利用的專業(yè)理論和數(shù)學統(tǒng)計原理,又要能真實反映生物質(zhì)能行業(yè)開發(fā)利用的實際情況。而實用性方面則應該考慮生物質(zhì)能利用統(tǒng)計評價系統(tǒng)指標設(shè)置及操作便捷性,盡可能選擇有代表性和便于統(tǒng)計的綜合指標。2、穩(wěn)定性與動態(tài)性生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標系統(tǒng)參數(shù)不僅應該具有一定的穩(wěn)定性,必須保證該指標在一定時期內(nèi)波動或變化不大。同時也必須兼顧指標的動態(tài)性,以表示統(tǒng)計評價指標具有靈活的統(tǒng)計評價功能,使其在不同邊界條件下均可以對生物質(zhì)能利用進行有效的評價。3、可測性和可比性生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標應該是具有可量化的特性,能夠直觀的進行比較,并且是具有可參數(shù)化、對比化的指標,以便于統(tǒng)計對比。4、完備性和代表性生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系的完備性是指,作為一個整體,該統(tǒng)計監(jiān)測評價指標體系應系統(tǒng)反映其主要影響因素和特征。同時,在指標體系比較完備的情況下,指標的選取也應該具有代表性和典型性,能夠極大的反映其對社會和環(huán)境的影響。5、特殊性和一般性生物質(zhì)能清潔利用項目評價指標體系的特殊性是指選取的評價指標既能夠反映不同生物質(zhì)能利用形式(如生物質(zhì)發(fā)電、生物天然氣、生物質(zhì)清潔供熱等)的特點,又能夠全面、客觀的反映生物質(zhì)能行業(yè)的發(fā)展狀況。(三)項目關(guān)鍵影響因素課題組經(jīng)過開展文案研究、專家訪談和項目調(diào)研等研究活動,對生物質(zhì)發(fā)電(含熱電聯(lián)產(chǎn))、生物質(zhì)清潔供熱、生物質(zhì)熱解氣化、生物天然氣等生物質(zhì)能清潔利用項目的各種影響因素進行了梳理與分析[13-17],并從中總結(jié)出對項目評價相對重要的共性指標,包括經(jīng)濟性、技術(shù)先進性和創(chuàng)新性、原料保障、環(huán)境效益、運行管理等方面。1、經(jīng)濟性對于任何一種生物質(zhì)能清潔利用形式,經(jīng)濟性都是較為重要的因素,它包括項目建設(shè)投資、生鋪底流動資金等。生產(chǎn)運營成本包括外購原料費、外購燃料動力費、員工工資福利支出、折舊攤銷費等。項目收益包括發(fā)電上網(wǎng)、供熱、供氣、出售副產(chǎn)品(有機肥、生物炭等)收益及參與碳市場、收取處理費等環(huán)境收益。這些因素對評價生物質(zhì)能項目能否持續(xù)、穩(wěn)定運行具有重要意義。2、技術(shù)先進性和創(chuàng)新性技術(shù)的先進性和適用性對于生物質(zhì)能清潔利用項目的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,通常先進的技術(shù)通常能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能源轉(zhuǎn)化效率和生產(chǎn)效率,從而降低生產(chǎn)成本。適用性強的技術(shù)能夠更好地適應項目的規(guī)模和需求,實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益。從技術(shù)層面評價項目的優(yōu)劣一般從技術(shù)的領(lǐng)先水平、是否獲得技術(shù)創(chuàng)新獎,項目是否引入或突破新的關(guān)鍵技術(shù)以解決生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化過程中的難點,以及項目采用的技術(shù)是否具備持續(xù)改進或創(chuàng)新的能力能夠滿足不同規(guī)模、地域的應用條件等方面考慮。3、原料供應保障原料供應的穩(wěn)定性、可持續(xù)性及原料質(zhì)量是維持生物質(zhì)能項目正常運行最基本的條件。根據(jù)協(xié)會掌握的數(shù)據(jù),國內(nèi)規(guī)?;锾烊粴猓ㄕ託猓╉椖恳蛟蠁栴}導致停產(chǎn)占總停產(chǎn)項目的比例超過25%,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目中原料收儲成本占到運營總成本的60%左右。為確保項目所需原料的安全性、穩(wěn)定性及供應的可持續(xù)性,選擇了多個評價指標,包括建立原料收儲運體系、原料來源多樣化、原料供應充足及原料質(zhì)量監(jiān)控等。4、環(huán)境效益生物質(zhì)能清潔利用項目主要功能之一是處理各類有機廢棄物。在降低生活垃圾、畜禽糞污等有機廢棄物污染、減少二氧化碳等溫室氣體排放、推動綠色循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。但是,在此過程中也會產(chǎn)生污水、噪聲、及顆粒物等大氣污染物。由于各類生物質(zhì)能清潔利用項目產(chǎn)生的廢棄物類型不同,如生物質(zhì)發(fā)電項目大多考慮煙塵排放、飛灰處理等,生物天然氣(沼氣)項目主要考慮沼渣沼液處理等,在分析各類項目污染物排放的基礎(chǔ)上,綜合其在減污降碳等方面的作用,選取廢棄物處理、二氧化碳減排、大氣污染物排放等多個指標進行項目評價。這些指標直接關(guān)系到項目的環(huán)保性,且易獲得。5、運行管理科學的運行管理能夠為生物質(zhì)能項目帶來更高的生產(chǎn)效率,更好地保護環(huán)境,能夠提高資源利用效率,確保項目安全、穩(wěn)定運行。項目建設(shè)的技術(shù)檔案資料如建設(shè)批文、驗收報告、工程建設(shè)圖紙等應保存完好。項目運行管理文件及資料如項目全年廢棄物處理量、全年輔助燃料消耗量、政府部門對項目排放物的監(jiān)測資料、年運行記錄、各種儀表校準及校驗記錄資料等應專人管理,方便查閱及事故排查、檢修等工作。故課題組選擇安全操作規(guī)程是否齊全、技術(shù)檔案是否齊全、管理制度、培訓制度和應急處預案是否完善、工作記錄是否完整等指標進行考核,以此來評價項目的運行管理。6、能效管理生物質(zhì)能清潔利用項目的能源利用效率直接反應了項目的技術(shù)水平,它是指在能源利用中,發(fā)揮作用的與實際消耗的能源量之比,是評價項目能源利用水平的重要指標。(四)評價指標體系建立根據(jù)上述評價指標體系構(gòu)建的原則及關(guān)鍵影響因素分析,參照農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電項目和生活垃圾焚燒發(fā)電項目評價指標體系,確定了生物質(zhì)能清潔利用項目的評價指標體系框架思路,主要包括經(jīng)濟性、技術(shù)水平、原料保障、環(huán)境效益、能效管理、運行管理、社會效益等7項一級指標,以及單位廢棄物處理成本、技術(shù)先進性、原料供應保障、二氧化碳減排量、能源利用效率、運行穩(wěn)定、員工福利等25項二級指標,各二級指標下又細分為39項三級指標,具體分析過程如下:1、研究范圍及邊界本課題的研究范圍包括新建、改建和擴建的生物質(zhì)發(fā)電(含熱電聯(lián)產(chǎn))、生物質(zhì)清潔供熱、生物質(zhì)熱解氣化、生物天然氣等生物質(zhì)清潔利用項目。2、經(jīng)濟性評價指標及評價方法(1)經(jīng)濟性評價指標生物質(zhì)能清潔利用項目的經(jīng)濟性評價指標包括單位廢棄物處理成本、項目收入、財務(wù)評估等3個關(guān)鍵指標。根據(jù)對生物天然氣、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)熱解氣化等30多個項目建設(shè)投資成本、生產(chǎn)運營成本、噸廢棄物處理收益等重要經(jīng)濟指標的計算,在處理單位廢棄物建設(shè)投資成本不高于50/500/200/420下,生物質(zhì)能清潔利用項目盈利能力、抗風險能力較強。(2)經(jīng)濟性評價方法依據(jù)經(jīng)濟性指標在生物質(zhì)能清潔利用項目實施中的權(quán)重2如果處理單位廢棄物建設(shè)投資成本≤50/350-60/(60)260/1500/3500-600/(含600)2600/12200/3,100-200/(100)2,1001分;收入來源途徑(如發(fā)電上網(wǎng)、收取處理費、售賣有機肥等41(4120290280%-90%(90%)1800155-4。序號評價指標序號評價指標評價方法及評分一單位廢棄物處理成本總建設(shè)投資成本≤50/50-60/(602;60/1500/500-600/(6002;600/1二項目收入200/100-200/(1002;100142-4(420三財務(wù)評估90%,2;80%-90%(90%),180%,0主營業(yè)務(wù)利潤率≥20%,2分;10%-20%,1分;﹤10%,0分。四經(jīng)濟性總分15分,3、技術(shù)水平評價指標及評價方法(1)技術(shù)水平評價指標生物質(zhì)能清潔利用項目的技術(shù)水平評價指標包括2個關(guān)鍵指標??紤]生物質(zhì)能清潔利用技術(shù)的發(fā)展,項目所采用的技術(shù)在國際或國內(nèi)宜處于領(lǐng)先地位或水平,項目宜引入或突破新的關(guān)鍵技術(shù)以解決生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化過程中的難點,技術(shù)獲得國家級、省級或市縣級技術(shù)創(chuàng)新獎;后端能源產(chǎn)品利用方式(發(fā)電上網(wǎng)、供熱、
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