李 楠

（中共甘肅省委黨校（甘肅行政學(xué)院）后勤服務(wù)中心，甘肅 蘭州 730070）

1 植物資源及其能源價值

1.1 植物資源的能源價值

用植物發(fā)電也叫作生物發(fā)電，或者生物質(zhì)電力。生物發(fā)電是指通過化合作用以利用植物資源能量的一種綠色能源生產(chǎn)發(fā)生。目前，可以作為綠色能源利用的植物資源主要包括：多種植物、動物排泄物、垃圾以及有機廢水等。這種從植物資源向綠色電力能源的轉(zhuǎn)化是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方面，是世界科技技術(shù)創(chuàng)新的自然結(jié)果，代表著21世紀(jì)綠色能源發(fā)展的大方向。這方面的技術(shù)主要包括三個方面[1]：一是利用生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電；二是把礦物燃料與生物質(zhì)結(jié)合在一起進行混合燃料發(fā)電；三是生物質(zhì)氣化發(fā)電，主要是將生物質(zhì)原料經(jīng)燃?xì)獍l(fā)生爐，在高溫流化床內(nèi)被氣化而產(chǎn)生高溫燃?xì)猓?jīng)處理后得到清潔的燃?xì)狻?/p>

1.2 發(fā)展綠色能源的趨勢

進入21世紀(jì)以來，利用植物資源開發(fā)生物電力，已經(jīng)成為世界綠色能源發(fā)展的大趨勢，成為大多數(shù)國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共同性戰(zhàn)略選擇，并由此助長綠色能源的快速成長，使得“生物質(zhì)能作為可再生的清潔能源之一，是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費的第四位能源，它提供14%的世界能源需求，而在發(fā)展中國家生物質(zhì)能更是占到總能耗的35%。即使是這樣，如今生物質(zhì)的利用總量依舊不足其生產(chǎn)總量的1%?！盵2]從全球能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)看，目前生物能源占一次能源的比重約為10%。從發(fā)達國家看，生物質(zhì)能占供熱市場的比例將持續(xù)提高。例如，瑞典生物質(zhì)供熱占其全部供熱市場的比例高達70%，人均消費量約為270 kg，位居世界第一。

1.3 中國是植物資源大國

中國是發(fā)展中國家中開發(fā)植物資源能源能量比較早的國家之一。生物質(zhì)能資源相當(dāng)豐富，僅各類農(nóng)業(yè)廢棄物（如秸稈等）的資源量每年就達到3.08億t標(biāo)煤，薪柴資源總量為1.3億t標(biāo)煤，加上牲畜的糞便、城市生活垃圾等，總計植物資源在6.5～7億t標(biāo)煤。由于植物資源中的部分要作為牲畜飼草，扣除這部分植物資源，可用于開發(fā)為能源的生物質(zhì)資源量可達3億t標(biāo)煤，這是一個龐大的能源后續(xù)潛力資源。根據(jù)研究，隨著農(nóng)業(yè)、林業(yè)和草業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，特別是隨著速生炭薪林技術(shù)的推廣和大規(guī)?；亟ㄔO(shè)，生物質(zhì)資源將會越來越多，規(guī)模會越來越大，有著廣大的發(fā)展空間，對全國性大力發(fā)展綠色能源是非常有力的支撐。

1.4 中國的綠色能源發(fā)展現(xiàn)狀

這些年以來，特別是自2000年國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，國家明確提出生態(tài)建設(shè)與綠色能源要有機結(jié)合。為此，國家出臺了大量相關(guān)政策，支持生物發(fā)電等綠色能源發(fā)展，到目前的總體形勢非常好。根據(jù)統(tǒng)計，截至2017 年，生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)裝機容量達1 345 萬kW·h時，替代約2 500萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳約6 500萬t。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電共計處理農(nóng)林廢棄物約5 400萬t；垃圾焚燒發(fā)電共計處理城鎮(zhèn)生活垃圾約10 600萬t，約占全國垃圾清運量的37.9%。到2020年，生物質(zhì)發(fā)電在我國基本實現(xiàn)商業(yè)化和規(guī)?；?，裝機容量達到15 GW（吉瓦），達到90 000 GWh（吉瓦時）年發(fā)電量，年節(jié)約5.8×107t標(biāo)準(zhǔn)煤?！盵3]隨著綠色能源的發(fā)展強勁勢頭，也影響到其他相關(guān)資源的再利用和開發(fā)進程加快。到2020年，我國的城市生活垃圾利用率為22.73%，農(nóng)作物秸稈利用率為18.18%[4]。但是，全國區(qū)域之間的發(fā)展差別也比較大，東部地區(qū)明顯高于西部地區(qū)。

2 甘肅省的資源基礎(chǔ)和發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 政策機遇

從政策預(yù)期來看，今后國家對植物資源的能源價值的開發(fā)支持力度將持續(xù)加強，一方面是能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要；另一方面，這樣做也是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇。從國家政策創(chuàng)新進程來看，從2010年到2020年，國家持續(xù)加強對綠色能源的開發(fā)支持政策創(chuàng)新進程。2010年7月18日，國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價格政策的通知》，2012年3月28日，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》，2017年11月27日，國家能源局與環(huán)境保護部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點工作的通知》，2020年9月14日，國家發(fā)改委等多部門聯(lián)合印發(fā)了《完善生物質(zhì)發(fā)電項目建設(shè)運行的實施方案》。由此可見，在我國有關(guān)生物發(fā)電的政策體系已經(jīng)趨于成熟。這些政策為甘肅植物資源的開發(fā)利用提供了極好的機遇。

2.2 資源存量

甘肅省是我國植物資源發(fā)展豐富的地區(qū)之一，主要植物資源來源有6個方面：一是森林資源。甘肅目前有林地425.69萬hm2，森林覆蓋率僅為13.42%，活立木蓄積量17 429萬m3；二是草場資源。草場有天然草地、人工草地和半人工草地3種形式。甘肅的可利用草場總面積為427.53萬hm2，占全省利用草場總面積的23.84%，年平均鮮草產(chǎn)量18.2kg/hm2；三是人工及半人工草地；四是栽培植物資源。主要是由糧食秸稈構(gòu)成，可供能源化利用的秸稈總量每年1 050萬t。五是主要野生植物資源；六是畜禽糞便，年均產(chǎn)生糞便資源約1 300萬t。以上綜合測算，甘肅的植物理論資源存量每年約有1 800萬t，可收集量每年約有15 000萬t，其中，可以作為肥料、飼料、食用菌基料、造紙等用途的每年約有740萬t?！案拭C農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、果蔬廢棄物等4大類植物資源總量分別為1 278.3萬t、2 770.31萬t、3.51萬t、85.61萬t；資源再利用量分別為529.73萬t、405.46萬t、3.51萬t、85.61萬t[5]。

2.3 發(fā)展目標(biāo)

甘肅是全國比較早提出發(fā)展綠色電力的省份，發(fā)展目標(biāo)也在不斷更新。2018年，甘肅省人民政府在《甘肅省推進綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出了新的綠色能源發(fā)展目標(biāo)為：2020年，生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系初步形成；2025年，生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系進一步完善，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯改善，清潔生產(chǎn)、高效生產(chǎn)、低碳生產(chǎn)占主導(dǎo)地位。根據(jù)統(tǒng)計，2020年，甘肅全省節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達1 000億元，非化石能源占能源消費總量的比重達20%。預(yù)計到2025年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達2 000億元，這個比重將提高到30%。預(yù)計到2025年，甘肅的清潔和低碳生產(chǎn)特征將更加明顯，基本建成綠色環(huán)保型產(chǎn)業(yè)體系，生態(tài)產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重明顯提高，全省將建成一批生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范工程和園區(qū)，生態(tài)產(chǎn)業(yè)對區(qū)域發(fā)展的貢獻率將顯著提高。

2.4 區(qū)域進展

近年來，甘肅圍繞植物資源的能源化采取了多種扶持政策，使得全省各個地區(qū)的綠色能源開發(fā)速度加快。主要表現(xiàn)在：一是中深層地?zé)崮荛_發(fā)利用。在天水、定西、隴南等地區(qū)建設(shè)了一大批地?zé)峁┡痉缎^(qū)；二是生物柴油、生物燃料乙醇和生物質(zhì)直燃發(fā)電進展順利。在定西、張掖、慶陽、平?jīng)龅鹊?，建設(shè)了一批生物質(zhì)發(fā)電和城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電的實驗性項目，并不斷完善資源收集、運輸、存儲、轉(zhuǎn)化機制；三是推進區(qū)域水電資源的合理開發(fā)與空間布局，重點是甘南、臨夏和隴南等特殊區(qū)域；四是支持利用沼氣發(fā)電，重點是對康樂、紅古、臨夏等規(guī)模養(yǎng)殖區(qū)；五是拓展植物資源能源化利用新途徑的研究工作持續(xù)加強。主要包括對生物質(zhì)氣化發(fā)電、甜高粱莖稈制取乙醇燃料、纖維素廢棄物制取乙醇燃料、生物質(zhì)熱裂解液化、生物質(zhì)固化等方面的新技術(shù)運用。

2.5 總體成效

近年來，在國家和省上政策的支持下，甘肅的植物資源再利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較快，發(fā)展機制已經(jīng)趨于成熟：一是開展農(nóng)村戶用沼氣及大中型沼氣工程建設(shè)，大力推廣秸稈、畜禽糞便能源化利用。已建成農(nóng)村戶用沼氣池900座，普及率接近30%；二是在生物質(zhì)發(fā)電上已累計核準(zhǔn)生物質(zhì)發(fā)電裝機容量約有6.4萬kW；三是在生物液體燃料方面，文冠果的種植面積累計達到2.673 hm2；四是初步形成“政策支持、企業(yè)主導(dǎo)、市場運作”的發(fā)展機制；五是糧食秸稈飼料化等再利用量為850萬t，利用率為47.50%。

3 植物能源化的典型案例

由于綜合經(jīng)濟實力的關(guān)系，植物資源能源化的發(fā)展在甘肅目前還處在成長期，區(qū)域差別也比較大大，今后的發(fā)展有充足的空間。但發(fā)展快的縣域、企業(yè)和項目也比較多。這些成功的典型案例的共同性經(jīng)驗和啟示是，要做好植物資源的能源化利用，必須堅持“政府主導(dǎo)、政策扶持、企業(yè)運作、社會參與、技術(shù)支撐”的政策導(dǎo)向。

3.1 康樂縣

近年來，該縣大力推廣和應(yīng)用清潔能源。到2020年底，全縣已經(jīng)在15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、117個村建成“一池三改”戶用型沼氣池18 760座，建成鄉(xiāng)村沼氣服務(wù)網(wǎng)點68個，培養(yǎng)沼氣技術(shù)服務(wù)和管理人員68名。特別是在康美公司等大型養(yǎng)殖企業(yè)中建成沼氣發(fā)電工程多處，這些沼氣發(fā)電工程不僅可以滿足企業(yè)正常用電需要，而且能夠向外提供。

3.2 涇川縣

該縣位于甘肅東部、陜甘交界處。近年來該縣大力發(fā)展果品、畜牧、蔬菜等三大產(chǎn)業(yè)，為發(fā)展農(nóng)村清潔能源特別是沼氣項目提供了充足的植物資源。該縣從2003年開始大規(guī)模建設(shè)農(nóng)村沼氣項目，把農(nóng)村三個綠色產(chǎn)業(yè)與發(fā)展沼氣緊密結(jié)合，依托農(nóng)村沼氣國債資金項目，全縣域統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)、運行和管護，使得沼氣建設(shè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。全縣累計推廣戶用沼氣池1.96萬座，占農(nóng)村總戶數(shù)的68.3%，惠及13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的120個村。

3.3 張掖華西

張掖華西垃圾發(fā)電項目，是由華西能源張掖生物質(zhì)發(fā)電有限公司投資興建的，項目總投資3.5億元，2015年4月開工建設(shè)，2017年8月建成投產(chǎn)。該項目位于張掖市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟示范園內(nèi)，是甘肅省市以特許經(jīng)營權(quán)轉(zhuǎn)讓方式建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施項目。該項目建設(shè)了2臺300 t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒爐、2臺6 MW直接空冷凝汽式汽輪發(fā)電機組。目前，建成的一期項目1×6 MW發(fā)電機組，年發(fā)電量可達到430萬kW·h，每年可節(jié)約2.29萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，日處理生活垃圾能力為300 t，年處理能力達到11萬t。

3.4 蘭州花莊

蘭州花莊生物發(fā)電項目，位于蘭州市紅古區(qū)的花莊鎮(zhèn)。該工程是國家農(nóng)業(yè)部在甘肅安排的農(nóng)村示范工程之一，也是中荷合作建設(shè)項目。該項目自2005年10月建成投產(chǎn)以來，目前的奶牛存欄數(shù)量達到2 300頭，日產(chǎn)沼液70 t，日產(chǎn)沼氣1 500m3。建成的沼氣發(fā)電項目日發(fā)電量達到10 900 kW·h時。不僅如此，該項目的建成還為企業(yè)帶來許多益處：每年節(jié)約20萬元的排污費，每年可節(jié)省30多萬元的電費支出，每年可獲得肥料收益30萬元。

3.5 甘肅云發(fā)

甘肅云發(fā)集團現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)示范園大型沼氣發(fā)電工程，是近年來甘肅省的重點扶貧項目，項目位于臨夏州和政縣的經(jīng)濟開發(fā)園區(qū)。這個項目的技術(shù)層次比較高，是甘肅最早的生物發(fā)電上網(wǎng)項目，也是唯一獲得國家可再生能源電價補貼的項目。該總投資508萬元，建設(shè)有厭氧發(fā)酵罐1 000m3，柔性貯氣柜300 m3，安裝80 kW·h沼氣發(fā)電機組一套。該工程于2011年5月建成投產(chǎn)，沼氣發(fā)電全部并入國家電網(wǎng)，沼液沼渣全部被加工成有機肥，由此形成了“養(yǎng)殖—沼氣—發(fā)電—沼肥—種植”的良性循環(huán)。目前，項目年產(chǎn)沼氣40萬m3并網(wǎng)發(fā)電65萬kW·h，獲國家補貼49萬多元。

4 存在問題及對策建議

4.1 存在問題

一是資源分散、利用成本高。比如，目前生物質(zhì)發(fā)電投資成本在單位千瓦造價1萬元左右；以陳化糧、甜高粱為原料生產(chǎn)的燃料乙醇的成本每噸約為4 100元；以文冠果為原料的生物柴油成本每噸約為14 000元。降低成本是難題；二是農(nóng)村技術(shù)人才少，技術(shù)水平低，推廣起來有難度；三是黃土高原地區(qū)農(nóng)村推廣沼氣供熱、或者建設(shè)大型沼氣池用于發(fā)電，面臨水資源保障不足的問題；四是政策支持面上的比較多，而專門針對大中型企業(yè)的比較少；五是上網(wǎng)電價過低，而且國家的支持政策又不穩(wěn)定，影響了項目建設(shè)和企業(yè)的積極性；六是植物資源的收集、購買成本也在上升，收、儲、運組織比較困難。

4.2 對策建議

針對甘肅存在的這些問題，對策選擇：一是建議分類指導(dǎo)、分區(qū)建設(shè)，做好規(guī)劃。將全省植物資源劃分成隴東黃土高原區(qū)、甘南臨夏高原區(qū)、天水隴南山區(qū)、中部干旱區(qū)、河西區(qū)等，統(tǒng)籌規(guī)劃與指導(dǎo)工作；二是堅持因地制宜的建設(shè)原則，按照“宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤”的原則，大力推進清潔供暖等方式，逐步代替燃煤散燒；三是充分發(fā)揮市場機制的調(diào)節(jié)作用，出臺專門支持企業(yè)投資建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電的項目，完善“政府推動、市場引導(dǎo)、企業(yè)實施、公眾參與”的發(fā)展機制；四是完善政策支持體系，重點解決可再生能源的電力配額指標(biāo)、補貼額度、稅收和土地政策；五是設(shè)立“甘肅省清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金”，支持基金用于生物發(fā)電和清潔能源的駕駛室運用；六是強化人才支持，引進和培養(yǎng)一批生物發(fā)電和運用型技術(shù)人才，特別要在農(nóng)村實用人才中培養(yǎng)人才。