sunshine

Heinz Kopetz:我们需要怎么样的生物质能源

来源:能源评论 时间:五月 19, 2014, 3:01 p.m.

生物燃料——包括木材、秸秆、木炭、玉米乙醇以及富含甲烷的沼气等——目前占全球能源供给的10%。大多数转变为热能的形式得以利用,其余的用于发电和运输。

一些国家已经在这方面取得了巨大的进展,尤其是瑞典、奥地利、巴西以及中国。但是也有一些国家并没有充分利用生物燃料,例如,在澳大利亚,每年的收割季节后,仍然有数以百万吨的秸秆在田野中被焚烧。事实上,这些“废料”可以被用来生产能源。

批评家通常认为,生物燃料的发展占用了生产粮食用的土地,并已经在全球范围内导致了更严重的饥饿状况。但是,这几乎没有任何科学依据。事实上,生物质能源的发展伴随着对农林业更多的投资及其生产能力的提高。同时,由于许多生物质能源的副产品含有丰富的蛋白质,反而能够加强粮食的供给。

我相信通过增加农林业的效率,可以在全球范围内推进生物燃料的生产,并且不损害粮食生产能力。政策制定者需要加深对相关的可行方案的熟悉程度,采取激励措施、税收以及补贴等方式鼓励家庭和工业界转向使用生物质能源并对先进能源的长期发展进行投资。  


植物的力量

生物质能源中所含的碳是由植物的光合作用从大气中吸收而来,并因腐烂或其他使用过程又返回到大气中。因此,生物质能源是一种碳中性的能源资源。相比之下,化石燃料中的碳则来自于地壳,所以燃烧这些燃料会向大气中注入额外的碳。

用于能源的生物质中,超过80%来自于森林,它们包括原木、木片、木头颗粒、木屑、树皮以及其他副产品。全球40亿公顷的森林中,只有1/3用于木材生产或其他商业用途。这些森林具备种植更多生物质原料的空间,例如,在瑞典和奥地利,可持续森林每年每公顷可以生产4~8立方米的木材。而欧洲仅仅通过改进林业活动以及增加2亿公顷的森林面积,每年就可以额外生产25艾焦的能源。

类似,可以更好地使用低产量的草原、稀疏的林地,以及退化的土地,在不损害粮食生产能力的前提下生产更多的生物燃料。全球130亿公顷的土地中,有12%用于农作物种植,13%用于畜牧业。但是,有8.93亿公顷的土地可以适应雨养农业和新生林业。只要在其中的1.7亿公顷的土地上种植能源作物,就可以生产15艾焦的能源,并仍然为不断增长的人口、城市发展和生物多样性保护,以及新生林业留有空间。


生物质能市场潜力分析

由于在生物质能源的生产过程中——种植、施肥、收割、运输,以及加工——需要消耗化石燃料,因此,它的净减排量会因为生产和利用方式的不同而出现很大的差异。

使用木头颗粒的火炉和锅炉十分适合于郊区的家庭所用,因为木头颗粒能源密度高、体积小、易储存。农场或有着更大储存空间的公司可以选择体积较大但更为便宜的木片。往改造过的燃油锅炉中增添木粉已经帮助一些斯堪的纳维亚的公司避开了不断上升的石油价格的影响。

在北半球,化石燃料依然主导着热能市场,即便生物质能源只有石油的一半价格。但是一些国家正在树立好的榜样。30年前,瑞典开始对化石燃料征收环境税,导致利用生物质来生产热能相对更为便宜。目前,全国只有不足5%的家庭用热能来自于煤炭或石油。此外,在人口密集的市中心地区,瑞典进行了集中供暖。在该系统中,作为热源中心的热电联产发电厂(combined heat and power plant, CHP)燃烧生物质进行发电并向供热网络注入废弃的热能,供热网络则负责向外传输热水,丹麦和芬兰也采用了集中供暖的方式。

意大利拥有繁荣的木头颗粒市场,为全国15%的公寓提供热能。在奥地利,政府补贴投资成本的30%,以鼓励公司和房屋业主安装燃烧木头片或颗粒的生物质能供暖系统,这使得生物质燃料占据了该国1/3的热能市场。

对于电力生产而言,生物燃料提供了全球2%的电能需求。德国使用来自能源作物、粪肥,以及废料的沼气生产了全国2%的电力。其中,热电联产(CHP)是最高效的方式。

绿色交通由乙醇和生物柴油等第一代生物燃料主导,它们来自于玉米、油菜、大豆、油棕榈或甘蔗。产量在过去的十年里迅速增长,在2010年达到了860亿升乙醇和200亿升生物柴油。在全球范围内,为了生产生物燃料而种植的谷物和油菜,共提供了6.4亿吨蛋白质饲料——相当于2.2亿公顷的大豆。全球来看,1%的农业用地被用于种植生产这些燃料的原料,同时生产了全球20%的蛋白质供应。我相信,如果政府只支持在废弃的土地上种植生物燃料,可以获得更好的收益,同时不损害粮食供应。

交通领域的另一个可行方案是使用先进生物燃料,它们来自于纤维素或半纤维素原料,例如,秸秆、木材加工废弃物或城市垃圾或藻类。目前,这些燃料都较为昂贵,生产过程复杂,只在示范工厂中有少量进入了商业化阶段。这类生物燃料的原料和物流成本包括——如采集、运输以及储存——通常被低估,而生产成本高于化石燃料。只有得到政府的支持,先进生物燃料才能迅速发展。  


今后的计划

未来,发展生物质能源最优先考虑的应该是供热,使用生物质能源和集中供热以代替用化石能源和电能供热。政府必须对化石燃料征税,提供政府补贴并支持集中供热网络的建设。

生物质能发电,尤其是沼气,可以补偿风电和太阳能发电存在的间歇性。由于沼气发电的成本高于市场价格,最好的解决办法是——像德国早在15年前所实施的那样——由所有的消费者提供资金,系统向沼气发电的生产者保证购电价格。交通部门应该力争保持第一代生物燃料的适度增长。

每年,全球对于化石燃料的补贴超过5000亿美元,并已经在所有的市场上充分地建立起来。没有目标明确的、长期的政府政策,生物质能源的发展将过于缓慢,以致于无法帮助应对气候变化。基于可持续农林业的农村发展,必须成为政府和国际性组织经济政策中优先考虑的事项。

我号召国际性组织,如联合国粮食和农业组织、国际可再生能源署、世界生物质能协会一起努力,编制已经取得成功的生物质能源政策的案例。这样,政策制定者可以为他们的国家选择最好的生物质能源战略。通过学习别国的经验,每个国家可以加快向更加可持续的社会体系的转变。  

(作者系世界生物质能协会主席)



下一篇: