余智涵，蘇世偉

（南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，南京 210037）

1 引言

人類(lèi)幾千年的文明進(jìn)步，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，也付出了環(huán)境嚴(yán)重污染、自然災(zāi)害頻發(fā)、全球氣候變暖的慘重代價(jià)[1]。特別是自工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)創(chuàng)造的物質(zhì)財(cái)富在超過(guò)以往歷史總和的同時(shí)，也加速了地球資源的消耗[2]。40年來(lái)改革開(kāi)放的重要成就使得中國(guó)已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，但伴隨發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境與生態(tài)破壞、資源與能源短缺等問(wèn)題則制約了中國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)前中國(guó)能源需求的急劇增長(zhǎng)對(duì)世界能源供應(yīng)格局的沖擊，加劇了能源安全和國(guó)家安全問(wèn)題。在全球化石燃料面臨枯竭和大氣污染日漸嚴(yán)重的雙重背景下，基于傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)的中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與生態(tài)環(huán)境破壞之間的矛盾日益突出，以環(huán)保和可再生為特質(zhì)的新能源取代了資源有限、污染突出的化石能源，加快以生物質(zhì)能源為代表的新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的必然戰(zhàn)略選擇。

世界能源格局中，目前可再生能源在一次能源供應(yīng)中所占比重仍然較低，未來(lái)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用還面臨技術(shù)不夠成熟、成本相對(duì)較高、貿(mào)易壁壘增加等諸多挑戰(zhàn)。用短期的成本收益來(lái)衡量，美國(guó)的“頁(yè)巖氣革命”似乎有遲滯可再生能源發(fā)展的勢(shì)頭[3]。但事實(shí)上，生物質(zhì)能源作為全球排名第四位的能源，是唯一可以作為化學(xué)品或石油替代品的能源[4]。從長(zhǎng)期來(lái)看，推動(dòng)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其收益遠(yuǎn)不僅是應(yīng)對(duì)氣候變化和保障能源安全，而且有望引發(fā)新的技術(shù)革命，推動(dòng)全社會(huì)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)范式的轉(zhuǎn)換，成為我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，關(guān)系中國(guó)在未來(lái)能源戰(zhàn)略調(diào)整中的創(chuàng)新能力和綜合能源安全戰(zhàn)略地位。

從世界范圍來(lái)看，2010年世界生物質(zhì)能源產(chǎn)量約占人類(lèi)總能源生產(chǎn)量的10%，且將來(lái)這個(gè)比例會(huì)越來(lái)越大[5]。根據(jù)《全國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，巴西乙醇燃料已占該國(guó)汽油燃料消費(fèi)量的50%以上；瑞典生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)年發(fā)電量約1 000億kw，占全國(guó)能源消費(fèi)量的16.5%，占供熱能源消費(fèi)總量的68.5%；丹麥的生物質(zhì)直燃發(fā)電年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬(wàn)t，提供全國(guó)5%的電力供應(yīng)。美國(guó)從1999開(kāi)始帶動(dòng)世界生物質(zhì)能源的發(fā)展，計(jì)劃在2035年生物質(zhì)能源替代其石油使用量的30%。中國(guó)連續(xù)在國(guó)家五年計(jì)劃中將生物質(zhì)能源利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，國(guó)家發(fā)改委在《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014—2020年）》中特別指出發(fā)展生物質(zhì)能源，2020年實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3 000萬(wàn)kw。2014年11月，中美兩國(guó)簽訂了《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，中國(guó)CO2排放在2030年左右達(dá)到峰值，到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將提高到20%左右，新能源戰(zhàn)略已成為中國(guó)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的必然選擇。

2 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)梳理

2.1 生物質(zhì)資源供應(yīng)水平與替代潛力研究

中國(guó)生物質(zhì)資源分布廣泛，主要包括農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林木采伐及森林撫育剩余物、木材加工剩余物、畜禽養(yǎng)殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工業(yè)有機(jī)廢棄物和高濃度有機(jī)廢水等，可作為能源的總量水平約3億t標(biāo)準(zhǔn)煤[6]。我國(guó)生物質(zhì)能源的經(jīng)濟(jì)可采資源量在可再生能源比重中是最多的，這是我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源的重要優(yōu)勢(shì)和基礎(chǔ)，而且主要分布在中國(guó)南部和東部等能源需求最大的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，不需要大規(guī)模的能源傳輸轉(zhuǎn)移[7]。學(xué)者們對(duì)中國(guó)生物質(zhì)能總量水平、能源空間格局及替代潛力進(jìn)行了研究。就中國(guó)農(nóng)田廢棄物、森林廢棄物、工廠固體廢棄物等數(shù)量來(lái)看，中國(guó)農(nóng)田秸稈等大約有9.39×108t，其中51.9%被浪費(fèi)，生物質(zhì)資源的供應(yīng)水平和能源轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)良好[8]。1993—2013年這20年間，中國(guó)林木生物質(zhì)能源資源潛力增長(zhǎng)了34.62%，生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為能源及其替代潛力巨大[9]。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，生物質(zhì)能源利用潛力將進(jìn)一步增大。

發(fā)達(dá)國(guó)家新能源替代的前期研究具有重要借鑒價(jià)值。Thr?n等人（2010）運(yùn)用情景分析方式，分析了2010年、2015年、2020年和2050年的全球生物質(zhì)能源作物的潛力變化情況[10]。Welfle等人(2014)運(yùn)用生物質(zhì)資源模型，考慮了氣候變化、糧食安全、土地利用和其他因素，對(duì)英國(guó)主要的生物質(zhì)資源供應(yīng)鏈進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，到2050年，在沒(méi)有進(jìn)口的情況下，國(guó)內(nèi)的生物質(zhì)資源能夠滿(mǎn)足英國(guó)能源需求的44%；同時(shí)，到2050年，英國(guó)生物質(zhì)資源潛力大小依次是能源作物、城市固體垃圾和農(nóng)業(yè)剩余物[11]。

2.2 生物質(zhì)能源的減排貢獻(xiàn)及能效特征研究

同化石能源相比，生物質(zhì)能源作為可再生、污染小的能源，具有顯著優(yōu)勢(shì)[12]。發(fā)展可再生能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)，可以為實(shí)現(xiàn)全球溫升不超過(guò)2℃而努力，為全球氣候變化作出貢獻(xiàn)。對(duì)2010年中國(guó)各?。ㄊ小^(qū)）農(nóng)村生物質(zhì)能源利用的CO2排放量進(jìn)行的估算表明，秸稈和薪柴的利用對(duì)CO2減排有重要貢獻(xiàn)；在空間分布特征上，生物質(zhì)能源利用的CO2排放量呈現(xiàn)出中西高、東南偏低的分布特征[13]。另外，利用秸稈、稻殼等農(nóng)林廢棄物、蔗渣和城市生活垃圾等生物質(zhì)發(fā)電都是清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）的潛在項(xiàng)目，2010年生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)施使中國(guó)的碳排放減少了500萬(wàn)t，預(yù)計(jì)2020年此類(lèi)項(xiàng)目的碳減排潛力約為2 000萬(wàn)t[14]。

發(fā)達(dá)國(guó)家生物質(zhì)能源利用及其環(huán)境貢獻(xiàn)的研究具有積極評(píng)價(jià)。就生物質(zhì)能源在可再生能源系統(tǒng)中的重要性而言，生物質(zhì)能源可以滿(mǎn)足荷蘭艾克菲斯能源方案的需求，且是可持續(xù)的，溫室氣體排放量小，能為2050年全球?qū)崿F(xiàn)95%可再生能源的能源結(jié)構(gòu)做出貢獻(xiàn)，與化石燃料相比，可以減少75%～85%的溫室氣體的排放[15]。在生物質(zhì)能源中，農(nóng)林生物質(zhì)能源在固碳和生產(chǎn)生物質(zhì)燃料方面具有很大的潛力。針對(duì)挪威的研究表明，木材剩余物用來(lái)替代化石燃料對(duì)減緩氣候變化雖然在短期沒(méi)有明顯的效果，但是中長(zhǎng)期效果顯著[16]。對(duì)林木生物質(zhì)能源和化石燃料的比較研究表明，林木生物質(zhì)能源具有很好的環(huán)境效益，林木生物質(zhì)替代煤炭對(duì)氣候變化的效益最大[17]。據(jù)此，生物質(zhì)能源在國(guó)內(nèi)外的減排貢獻(xiàn)和能效水平值得重視。

2.3 生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程及約束條件研究

為應(yīng)對(duì)日益突出的能源危機(jī)和氣候變化，世界各國(guó)高度重視生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)與利用，提出了明確的發(fā)展目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。中國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，通過(guò)政府提供補(bǔ)貼等激勵(lì)政策，部分實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。但不同技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀并不平衡，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)、秸稈生物氣化技術(shù)等一批生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)正處于試點(diǎn)示范階段，或剛進(jìn)入商業(yè)化早期發(fā)展階段[18]。我國(guó)生物質(zhì)原料分布在廣闊的農(nóng)地和林地上，而生物質(zhì)能源密度小、原料體積大，原料運(yùn)輸半徑控制在100 km較為合適，這就決定了生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化要構(gòu)建分布式能源體系[19]。

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽涉各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條的諸多環(huán)節(jié)，目前生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的約束條件較為顯著。中國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于起步階段，面臨認(rèn)識(shí)不足、重視不夠，原料供應(yīng)短缺，技術(shù)創(chuàng)新能力較弱，配套政策不健全，資金缺口較大、市場(chǎng)體系建設(shè)不完善等困難。今后生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，在大規(guī)模生物燃料原料種植生產(chǎn)前，決策者應(yīng)制訂具有科學(xué)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，要因地制宜，充分考慮生態(tài)平衡、物種多樣性和樹(shù)種多樣化，做到不破壞森林，不破壞生態(tài)環(huán)境，不與農(nóng)爭(zhēng)地，不與民爭(zhēng)糧，合理利用，持續(xù)發(fā)展[20]。

3 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文獻(xiàn)述評(píng)

新能源戰(zhàn)略是我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的迫切訴求，新能源戰(zhàn)略中可再生能源的應(yīng)用及推廣，是國(guó)際公認(rèn)緩解能源危機(jī)的有效途徑和最佳替代方式。綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，還存在以下問(wèn)題值得進(jìn)一步研究：

3.1 生物質(zhì)能源與氣候問(wèn)題的關(guān)聯(lián)解決方案，促使生物質(zhì)能源及其減排貢獻(xiàn)應(yīng)進(jìn)入國(guó)家層面的能源替代潛力名單

國(guó)內(nèi)對(duì)生物質(zhì)資源的需求研究，缺乏量化指標(biāo)和模型；而生物質(zhì)資源的供應(yīng)研究也只是理論上的資源量和可利用資源的估算，是一種定性的量化分析。需要從制訂新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃出發(fā)，科學(xué)估算中國(guó)生物質(zhì)資源總量，并基于中國(guó)生物質(zhì)能源的地理分布和土地類(lèi)型，對(duì)中國(guó)生物質(zhì)資源總量及其供需匹配狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，進(jìn)而形成全國(guó)的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)減排潛力和氣候貢獻(xiàn)。

3.2 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展應(yīng)促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從減排貢獻(xiàn)、投入產(chǎn)出和社會(huì)效應(yīng)的角度，去探討生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制和管理體制的模式創(chuàng)新

現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能源的意義、作用、規(guī)模和規(guī)劃制訂、政策建議等研究多于實(shí)踐操作，生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)化發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于能源戰(zhàn)略的政策研究，生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程缺乏產(chǎn)業(yè)鏈合作共生的形成機(jī)理和動(dòng)力機(jī)制的系統(tǒng)性及可操作性的研究。

4 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能的重點(diǎn)研究領(lǐng)域

4.1 基于稟賦條件的生物質(zhì)資源總量及供需匹配的估算研究

生物質(zhì)能源是依賴(lài)于土地的可再生能源，必須按照地理分布和土地類(lèi)型等稟賦水平，綜合考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展、氣候變化、土地利用、能源安全以及政策規(guī)制等因素，對(duì)中國(guó)生物質(zhì)資源總量及其供需匹配狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，估算未來(lái)可再生能源的問(wèn)題和階段的需求。

4.2 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化理論內(nèi)涵與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)再造

基于對(duì)國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)的判斷，認(rèn)真考量生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的條件、特征、時(shí)空布局和演進(jìn)規(guī)律，深入剖析生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)的關(guān)系，構(gòu)建符合一體化運(yùn)行工作機(jī)理的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系。

4.3 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制和外生動(dòng)力機(jī)制創(chuàng)新模式研究

結(jié)合林油、林熱、林電等生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的典型案例，基于不同地區(qū)的林業(yè)生物質(zhì)資源稟賦狀況和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，從減排貢獻(xiàn)、投入產(chǎn)出和社會(huì)效益等多維視角，對(duì)林油、林熱、林電等生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)模式的效率和效益進(jìn)行比較鑒別，科學(xué)地選擇產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主體，研究各產(chǎn)業(yè)模式中主要產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)合作共生的工作機(jī)理和動(dòng)力機(jī)制。

4.4 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化互惠型利益分配機(jī)制研究

從原料的采集貯運(yùn)、生產(chǎn)技術(shù)革新、產(chǎn)業(yè)政策配套等諸多方面，綜合分析中央政府和地方政府、企業(yè)、農(nóng)戶(hù)等相關(guān)主體在生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的利益博弈，分析影響利益分配的顯性和隱性因素，研究企業(yè)與農(nóng)戶(hù)雙方利益分配合作共贏的分配機(jī)制。

4.5 生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化保障體系及實(shí)施路徑研究

基于生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的合理布局，建設(shè)適合國(guó)情、區(qū)情的多層次、網(wǎng)絡(luò)化、物流合理循環(huán)的生物質(zhì)能源體系。從政府規(guī)制和市場(chǎng)機(jī)制運(yùn)行體、財(cái)稅和補(bǔ)貼政策激勵(lì)、綠色能源示范點(diǎn)建設(shè)等方面，研究生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的制度保障體系及實(shí)現(xiàn)路徑。