云南省生物质能利用现状及发展趋势

杨振燕，孟小露，柳 娥

（西南林业大学经济管理学院，云南昆明650224）

生物质是地球上最广泛存在的物质，包括所有的动物、植物和微生物，以及由这些由生命物质派生、排泄和代谢的物质[1]。生物质能通常包括木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物及动物粪便等[2]。生物质能一直是人类赖以生存的可再生能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第4位的能源，在整个能源系统中占有重要地位[3]。云南省具有得天独厚的生物资源优势，站在国家能源发展战略安全的高度，研发生物质能源产业发展新技术对云南省能源安全、生态环境整治和优化农业结构、乡村振兴和打造“三张牌”具有十分重大的战略意义。

1 国内外生物质能发展概况

随着社会的发展，生物质能源对人类的贡献体现在生活中各个领域，特别在发展中国家生物质能源的使用比例更为突出。与不可再生能源不同，生物质能源有缓和能源短缺，促进资源优化，维护生态平衡的效果。国外学者们的研究主要集中在生物质能的技术创新、产业对社会的影响、生物质能发展经验等方面。韩文科在其著作中论述到，生物质发电在西方国家可为社会提供就业机会，生物质发电的市场价值也随之提升[4]。李昌珠等认为，巴西生物质能技术与政策的持续性，生物质能原料基地建设、产业运行模式与法律保障体系建设等经验，为中国生物质能产业健康发展提供了借鉴作用[5]。

目前中国对生物质能相关的理论研究已有一定进展，可以归纳为2类：一类是有关生物质能产业的研究。吴修文等认为，中国的生物质能产业在沼气技术、生物质气化技术、固体和液体燃料技术以及生物质工程技术等方面都有一定的发展，但仍然存在着技术开发进展缓慢、关键技术不成熟的问题[6]。管天球指出，中国是继美国和巴西后的第三大燃料乙醇生产大国，中国应借鉴美国和巴西发展生物质能产业的经验，大力发展生物质燃料技术[7]。舟丹指出，如沼气技术等一批生物质能已经初步实现了商业化、规模化应用，目前需要通过补贴等经济激励政策促进商业化发展[8]。另一类是关于新能源产业竞争力的研究。刘鸿雁等用层次分析法从市场影响力、规模竞争力、经济效益力和科技创新力4个方面对保定市的新能源产业竞争力进行了评价，对其它省（市）提升新能源产业竞争力有很好的借鉴作用[9]。孟浩等用层次分析法对中国的新能源产业进行了分领域的系统分析和综合评价，最后认为目前中国整个新能源产业发展能力处于中等偏下水平[10]。

2 云南省生物质能发展现状

云南山地占国土面积的94%，传统能源满足不了农村生活生产需求，而且现存农村薪柴燃料既不符合国际有关环境问题的公约，也不利于生态文明建设，因此云南省发展生物质能恰逢其时。

2.1 云南省生物质能产业发展基础

云南省现阶段林地面积约2213万hm2，每年可收集大量木质燃料资源，能够长时间的为云南省的生物质产业供应大批秸秆、渣滓、木材等其他生物质原料。生物质能产业链是建立在对秸秆、渣滓、木材等其他生物质原料进行搜集、存储、运输、预处理到经过转化反应成为各种清洁能源，并应用于多领域的技术系统与产业模式的基础上。生物质能产业链的上游研究机构由大学科研机构及专业公司组成，在生物柴油原料研发、燃料乙醇原料研发、生物质能原料选育方面取得了较好进展。云南农业大学对甘薯、木薯、芭蕉芋和甘蔗等生产燃料乙醇、油菜生产生物柴油都进行了相应的基础研究，筛选出含油量高的品种并进行了引种试验等。云南大学申请了组织培养规模生产生物小桐子种苗的方法专利，通过专利组织培养技术对优选种子和种苗进行脱毒，能够提高种源品质与产量，并能够排除季节限制条件下缩短种苗繁育周期。

2.2 云南省生物质能产业发展成效显著

云南省生物质能产业应用方面主要集中在产业链的中下游。早在2001年，北京神州大蓄生物质科技有限公司针对云南金平农村烧柴问题对传统炉灶进行改进，制造成节能气化灶，不仅使用方便，而且节能环保。生物质能产业链的中游提供了生物质成型设备、生物质成型燃料燃烧炉具等相关设备。下游为各种生物质能源在发电、供气与燃料及供电供暖、有机肥销售、燃料乙醇、生物柴油等领域的应用，代表企业有云南腾众新能源科技有限公司、云南科维生物产业有限公司等。

随着可再生能源中生物质能的开发和利用方向的增多，政府政策的完善与落实，现阶段云南生物质能产业在技术研究上获得了进展。生物柴油方面，已申请国家发明专利的环境友好的高效无催化剂生物柴油亚临界——超临界流体制备技术由昆明理工大学研发。西南林业大学初步研究了生物质能源材料的油脂抗氧化储存等技术。燃料乙醇方面，云南省工业微生物发酵工程重点实验室采用新菌种和新工艺使发酵转化率提高，该技术已经达到此类研究的世界级水平。云南省现拥有自主知识产权的含水乙醇汽油的“添加剂”技术和柴油与燃料乙醇混燃技术的“振动乳化”技术，该技术一旦得到国家的认可，将有利于增强云南生物质能源产业发展的竞争力。沼气方面，云南师范大学等单位研制的“商品化户用玻璃钢沼气池”和“扁球形改性塑料沼气池”具有较高的综合技术水平。

3 云南省生物质能发展存在的问题

在2018年中国生物质能源排行榜中，山东、浙江、江苏、安徽、广东5省在生物质发电累计装机、新增装机、年发电量排名中均名列前茅。而云南一直是“西电东送”主力省份，却排名居后，主要存在下列问题。一是技术瓶颈问题。包括基础薄弱创新不足和技术依存度高两方面问题，一方面云南省生物质发电在原料处理转化技术及成套装备研发等关键技术方面仍存在困难；另一方面核心技术及设备依赖进口，资金投入较少，使得原料生产规模小、生产效率不高、清洁能源推广程度低，环境问题未能从根本上解决。二是生物质产业结构待完善，投资消费环节韧性不足。生物质产业集中度低、产业结构有待完善，相关部门对生物质资源的有效利用宣传力度不足，企业带动作用有限，生物质产品缺乏高值化市场竞争优势，导致投资方回报率低，消费方积极性不足。三是知识产权意识淡薄。生物质能产业需要拓展国际市场，应考虑从中央和地方政府层面出台知识产权保护法律法规，让生物质能技术转移过程中减少产权纠纷，这是云南省生物质能发展中应重点考虑的问题。

4 云南省生物质能产业发展的侧重点

4.1 云南省生物质能的发展重点

云南省生物质能培育的重点领域包括：一是利用云南省的立体气候优势，发展大中型养殖业、现代化绿色农场、生态农庄等以沼气为连接的循环农业，尝试把沼气工程应用到工业有机废水处理项目中，燃料乙醇产业在改进原有技术设备的基础上与保护生态环境协同发展，生物柴油产业依靠先进科研技术大力发展。结合新型城镇化建设和旅游产业的推进，利用好餐饮废油发展生物柴油，助力云南省食品安全。二是用生物质发电弥补水力发电的不足，多建立清洁能源基地，鼓励大众用能方式向清洁能源倾斜。对农村农业剩余物质和城镇垃圾进行分类深度处理、合理高效利用，增加可替代能源的使用范围，减少环境污染。

4.2 云南生物质能发展趋势分析

从资源可持续供给和取得根本性技术突破的角度看，生物质热解液化、生物质气化合成燃料具有更加宽泛的资源基础和广阔的发展应用前景，与纤维素燃料乙醇一起通称为第二代生物质液体燃料[11]。基于云南对清洁能源的结构划分及利用状况，生物质能发展前景如下：

4.2.1 生物柴油

随着石油价格的上升，云南发展生物柴油的商机越来越明显。云南有独特的甘蔗、麻疯树等生物质资源，尤其是麻疯树果油有廉价且出油率高的特点；国家出台的生物能源和生物化工农业原料基地补助政策，也有利于从政策上扶持云南省发展生物柴油，进而推动规模化生产与增加就业机会。

4.2.2 生物质气化发电

生物质气化发电在原料多样、操作安全便捷、使用成本逐年递减方面有突出优势。云南是核桃和咖啡主产区，生物质气化项目也可选择用核桃壳和咖啡壳为原料。同时，生物质气化发电可弥补水利发电存在水电价格限制，对经济贡献不足等问题。

4.2.3 燃料乙醇

燃料乙醇技术加工种类多且易学，因此云南发展以甘蔗、薯类等纤维素为原料的燃料乙醇产业有原料优势，这不但使焚烧废弃的秸秆进一步优化利用，而且避免了环境污染问题，利于生态平衡。

5 云南省发展生物质能产业的建议

一是完善发展模式，整合分散资源。改变云南省生物质资源分散与综合开发利用增加难度大的局面，建议组建云南省生物质交流中心，用于生物质资源整合、模式，传播技术水平，落实扶持政策，跟踪产业实施进程，同时为产业链中上游提供基础研究数据，优化生物质采收、储蓄和多样性原料结合的后勤保障体系。

二是走综合高值化生物质利用路线。需综合考虑云南省生物质资源条件、气候差异、农林业生物质产出时间的差异性，探索生物质结构演变规律，加快学科与技术相融合的生物质能产业化进程。

三是加大资金投入，兼顾环境友好。生物质能因资金不足，技术上多为重复步骤，而关键技术未能突破，可能会造成环境污染，需增强环保监测管理力度，做优做好清洁能源。

四是推进国际间交流合作，培育创新技术人才。对国外先进的生物质设备与技术进行吸收、消化再创新，打破依赖进口思维。加强生物质领域人才的培育，以提高技术产业创新力。

发展生物质能必须与精准扶贫、乡村振兴等国家重大战略相结合，加强顶层设计，进行系统设计规划[12]。应立足云南省特色的资源优势，消化吸收已有的先进生物质能源产业化技术，以优质原料培育技术、加工转换技术以及相关配套技术研究为突破口，通过增强自主创新能力，争取早日把云南省建设成为辐射东南亚最重要的生物质能源产业化大省。