生物質能產業(yè)崛起的背后

　　前言：為了促進生物質能在能源領域的應用，歐盟委員會于2005年12月就提交了《歐盟生物質能行動計劃》，并呼吁成員國制定本國計劃，因此《德國生物質能行動計劃》應運而生，其目的是從宏觀整體角度出發(fā)，在遵守可持續(xù)性標準的同時，大幅度提高生物能源在德國能源供應中的份額，減輕氣候變化影響，確保能源供應，促進經濟發(fā)展，新創(chuàng)增值尤其是農村地區(qū)，從而實現生物質能的高效性，社會性和環(huán)境相容性。該行動計劃對于德國生物質能產業(yè)的總體布局與發(fā)展擴大起著十分重要的指導意義，對我國正在不斷擴張的生物質能產業(yè)也有一定的借鑒作用，本文將從不同方面展開詳細介紹。

　　背景和挑戰(zhàn)

　　在上次的系列文章中，我們從生物質能高效產熱出發(fā)，為大家介紹了該領域所面臨的挑戰(zhàn)，這是整個生物質能產業(yè)所面臨的難題，更是《德國生物質能行動計劃》需要涵蓋的內容，這里簡要做個總結。

　　•生物質能源生產，糧食作物和生物質原材料之間的多用途競爭，以及各類能源生產之間的競爭。

　　•來自生物能源生產的次級產品在動物和人類食物供應中的關鍵作用。

　　•生物質能相關技術僅在市場上部分可用，大部分無競爭性，需要進一步提升效率。

　　•生物能源領域需要大量研究工作，要通過政府高科技戰(zhàn)略不斷推進。

　　•生物質能利用需要得到大眾認可。

　　•用于能源供應的生物質能生產的增加所帶來的正負面的經濟和社會影響。

　　•越來越多的發(fā)展中國家正在出口生物質能，如何在可持續(xù)發(fā)展背景下更多地利用生物質能。

　　目標和方法

　　早在2007年的時候，德國內閣特別會議就商定了綜合能源和氣候變化方案，并對生物質能做出了長期的目標規(guī)劃。

 

 

　　轉眼已經到了2020年，我們來看一下來自2019年1月的一份關于電力供應的一次能源占比統(tǒng)計圖，這也側面反映了德國包括《生物質能行動計劃》在內的一系列能源政策法規(guī)與宏觀規(guī)劃是否經得起考驗?？梢钥吹剑瑹o論是生物質能（8.3%）還是可再生能源總占比（40.4%），與2007年的數據相比，都超額完成了目標。

圖：德國一次能源供電占比，2019年1月更新數據

　　雖然還未到2020年，德國生物質能在能源供應領域的份額已經翻了一番，但德國并不是生物質原料的生產大國，因此很大程度上依賴進口，例如生物柴油的主要原料為油菜籽、大豆、葵花籽等油料及其壓榨后的植物油以及棕櫚油，其中德國生產的生物柴油占歐盟產量的一半以上，但這些原料歐盟產量有限，預計進口量會隨著能源需求與其他需求的上漲不斷增加。

圖：德國生物質能進口比例

　　為了保障生物能源繼續(xù)擴張，需要從以下幾個方面構建政策框架和推廣措施：

　　在熱，電和燃料領域進一步促進更多的生物質能利用

　　生物質是一種多功能能源，木材可以供熱，沼氣能將熱能和動力結合在一起，油籽生產的燃料可為固定式和移動式發(fā)動機提供動力等。在熱，電和燃料領域出現的新技術還沒有得到充分開發(fā)，生物燃料目前是交通領域唯一的可再生替代品。因此生物能源在所有熱，電和燃料中都是必不可少的。

　　更好的市場準入

　　只有在很多技術合適可用并投放市場的情況下，才能有效廣泛利用生物質進行能源生產。這些技術中的一些仍待開發(fā)，因此，必須加大研究力度，并向其他國家轉讓有效的，對環(huán)境無害的，適應性強的技術。

　　增加生物質供熱比例

　　就短期和中期而言，在德國使用生物質來供熱（例如，通過燃燒木材）在環(huán)境，經濟和結構方面會非常有利，但前提是要限制與燃燒有關的空氣污染。

　　進一步開發(fā)其他生物質潛力，以減輕潛在的土地利用沖突

　　為了使生物能源的開發(fā)既經濟又環(huán)保，同時減輕其使用方面的潛在沖突，必須開發(fā)其他類型的潛力，例如：森林廢棄物，景觀維護產生的生物質，制造業(yè)（廢物和副產品）產生的生物質和廢物等，在創(chuàng)造就業(yè)和創(chuàng)造價值方面產生了相對較高的凈效應，且沒有引發(fā)土地爭奪。

　　生物質能必須采用可持續(xù)生產

　　農業(yè)和林業(yè)生物質生產必須采用可持續(xù)管理方法，以避免對社會和環(huán)境造成任何不利影響，必須在整個產業(yè)鏈中觀察生物質生產對環(huán)境的影響，以確保積極面不會被消極面所抵消。除了避免二氧化碳排放外，還必須保護生物多樣性，保證可持續(xù)種植。

　　進口可持續(xù)生產的生物能源

　　德國需要依賴其他歐盟成員國或第三國的供應來實現其能源政策目標。進口也應遵守可持續(xù)生產和加工生物質的標準。

　　為經濟發(fā)展和新創(chuàng)增值做貢獻

　　考慮到農村地區(qū)中型企業(yè)以及農林業(yè)帶來的經濟效益和機會，應在可行的情況下促進生物質的分散利用，包括供熱以及熱電聯(lián)產。此外，相關高效生產設備的出口也為德國企業(yè)提供了更多機會，同時有利于其他國家緩解氣候變化的壓力。

　　除以上幾點之外，還包括提高生物能源相對化石能源競爭力，減輕能源使用與原材料使用的沖突性，限制耕作環(huán)境的壓力等方面。

　　具體措施和手段

　　1. 確保可持續(xù)的生物質供應

　　生物質能的大規(guī)模生產也會帶來負面效應，例如作物輪換時間縮短會導致土壤中有機物質的損失（腐殖質耗竭）并威脅到生物多樣性，因此在尋求可持續(xù)發(fā)展的過程中要盡量避免負面結果，可以采取以下措施：

　　a）監(jiān)測和加強良好農業(yè)規(guī)范

　　具有約束力的耕作規(guī)范要求可以保障種植作物的可持續(xù)的生產，同時定期監(jiān)測耕作規(guī)范，并在必要時進行調整，例如德國的《聯(lián)邦林業(yè)法》和各州特定林業(yè)法律中都明文規(guī)定了可持續(xù)森林管理規(guī)范。

　　b）制定可持續(xù)發(fā)展標準

　　確?？沙掷m(xù)地生產和使用生物質需要制定合理的標準，以此為生物質作物的種植方法和生物質衍生品等提供檢驗方法。國家，歐盟和國際上都需要建立可持續(xù)性標準和相關的認證體系。例如歐盟的《可再生能源指令》，對于生物燃料做出了相關要求。德國的《可再生能源加熱法》也對所用生物質的類型提出了可持續(xù)性要求。

　　c）在國際層面制定和快速執(zhí)行可持續(xù)性標準

　　全球生物能源的使用雖然促進了生物能源燃料的國際貿易，但也降低了各國法規(guī)的有效性，因此在國際層面上需要積極制定統(tǒng)一的可持續(xù)性標準，建立全球適用的體制框架，例如國際公認和廣泛使用的森林可持續(xù)性認證（例如FSC和PEFC）。

　　d）促進可持續(xù)性研究與發(fā)展

　　政府需要積極促進和開展涉及可持續(xù)生物質利用的各類研究和開發(fā)工作，其中包括能源作物的種植方法，如何擴大使用范圍，如何建立可持續(xù)性標準和認證計劃以及生物質轉化等。

　　2. 緩解生物質利用沖突

　　生物質能的多用途性必然會導致生物質生產和土地利用方面的沖突和競爭，需要采取以下措施來應對：

　　a）增加農業(yè)單位面積的產量

　　為了實現現有耕地上生物量單產的可持續(xù)增長，德國政府促進開發(fā)和優(yōu)化了適合當地需求的能源作物生產模型。培育高能源產量植物是重中之重，政府因此提供了大量研究經費。此外要進一步改善農業(yè)生產。

　　b）不與食品生產或生物質的其他用途競爭的廢品和副產品

　　通過開發(fā)和示范活動促進秸稈等生物廢料的使用，提供政府資助。通過《可再生能源法》（EEG）促進青貯飼料和有機廢物等的更多使用。

　　c）挖掘木材的使用潛力

　　評估更廣泛使用木材的潛力。根據《聯(lián)邦林業(yè)法》修正案，通過建立森林所有者協(xié)會來簡化木材共享銷售，并根據“改善農業(yè)結構和沿海保護聯(lián)合任務”引入獎勵機制，提高營銷活動效率（GAK）。在木材儲備時，必須考慮到土壤保護和自然保護法的要求，如枯木量，瀕危物種的棲息地保護和生物多樣性保護。

　　e）提高生物質利用效率

　　通過研究，開發(fā)和示范來改善生物質到能源的轉化過程。并通過建立適當的法律框架，促進級聯(lián)使用。

　　根據《可再生能源法》，對生物質發(fā)電的熱電聯(lián)產給予激勵措施。

　　3. 生物質供熱

　　a）《可再生能源加熱法》和市場激勵計劃

　　德國的《可再生能源熱法》規(guī)定了新建建筑物的所有者有義務使用可再生能源來滿足其部分熱量需求，其中包括生物能熱。法律還規(guī)定了只有在利用高效技術的情況下，才可以使用生物能源。除此之外，德國政府也為其市場激勵計劃（MAP）也提供了高額資金，以促進可再生能源產熱。

　　b）促進供熱和沼氣網絡的構建

　　為了充分使用生物質發(fā)電時產生的能量，通常有必要將熱量或沼氣本身輸送到需求處，在這個過程中區(qū)域供熱和沼氣網絡的構建十分重要。自2008年以來，德國政府和各州就促進了對這種供應系統(tǒng)的投資，

　　c）限制排放

　　為了限制和減少由生物質供熱過程中釋放的污染物帶來的風險，通過法律對中小型燃燒工廠排放標準進行了嚴格的規(guī)定，并推廣了新的減排技術。 

　　4. 生物質發(fā)電

　　a）《可再生能源法》

　　在過去這幾年里，德國進行了一系列的改革，《可再生能源法》（EEG 2017）、《熱電聯(lián)產法案》（KWKG）和《能源經濟法案》（EnWG）的發(fā)布，提升了能源轉型對于所有參與方的可計劃性以及成本效益。生物質發(fā)電領域的許多變化，是對當前市場趨勢和原材料成本的回應。最重要的新規(guī)定涉及激勵措施，以提高能源效率并更多地利用生物質能，例如促進通過熱電聯(lián)產設備進行生物質發(fā)電。

　　b）簡化了向天然氣網格的沼氣輸入

　　想要有效利用沼氣必須改善沼氣供入燃氣網的機會。生物甲烷可以通過氣網運輸以提供熱量或燃料，也可以用于熱電聯(lián)產廠和運輸部門。為此，德國的《燃氣網訪問條例》，《燃氣網支付條例》和《激勵條例》已作相應修訂，目的是了滿足2020年的6％和2030年的10％的沼氣需求目標，同時優(yōu)化了生物甲烷氣網格訪問規(guī)則，提高了電網連接方式的透明度，并通過《燃氣網格通行條例》和《燃氣網格支付條例》中的特殊規(guī)定，并通過修改《激勵條例》（例如統(tǒng)一的質量標準，更長的平衡期，更大的靈活性范圍和特殊條款），打破生物甲烷電網的壁壘。

　　c）符合高科技戰(zhàn)略的研究

　　通過改進流程提高效率并降低成本，進一步開發(fā)液化氣工藝，以在中型設施中有效利用木質纖維素生物質。研究開發(fā)用于生物質利用的新型高效熱電聯(lián)產（制冷）和電力技術，現有的創(chuàng)新技術方法也具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　5. 生物燃料

　　早在2004年，德國政府就制定了一個到2020年的燃料戰(zhàn)略，采取了雙重方法：促進創(chuàng)新，以提高通用發(fā)動機技術的能源效率；在較長時期內提升交通運輸的能源供應基礎。生物燃料在所有這些方面都起著關鍵作用。2008年德國政府提出了立法草案，以改變生物燃料的推廣方式，旨在修改《聯(lián)邦排放控制法》中有關生物燃料配額的規(guī)定以及《能源稅法》中所包含的生物燃料稅收減免規(guī)定。

　　a）歐盟燃料和生物燃料指令

　　歐洲議會，歐洲理事會和歐洲委員會之間就生物燃料和可再生能源指令達成了協(xié)議，這些規(guī)定將在很大程度上決定了政策框架（尤其是有關可持續(xù)性條例的規(guī)定），并且必須由成員國實施。

　　b）更多使用生物燃料并提高效率

　　c）生物甲烷作為燃料

　　根據修訂生物燃料的立法草案，將生物甲烷計入汽油和總配額之內,進一步促進生物甲烷在運輸部門的使用,為生物甲烷的制備和向電網供料提供新的動力。

　　6. 其他措施

　　a）研究，開發(fā)和示范項目

　　要實現生物能源的最佳利用，需要進行大量研究，通結合科學和工業(yè)領域的專業(yè)知識來制定一套共同的戰(zhàn)略目標，這將有助于大大提高農業(yè)原料的生產和使用效率，對于大幅提高生物質能所占的份額并促進國際競爭也是必要的。2008年2月，政府成立了德國生物質能研究中心（DBFZ），通過應用研究，全面的、科學的支持將生物質高效地整合為寶貴的資源，用作可持續(xù)發(fā)展的能源儲備，涵蓋包括技術，生態(tài)，經濟和社會等的生物質能整條產業(yè)鏈，也為政府制定政策提供了基于科學的決策支持。除此之外，還有其他農業(yè)，能源和環(huán)境領域的公共研究機構，例如BMELV研究部門，Helmholtz研究中心，大學和技術學院以及其他德國，歐洲和國際研究機構等。德國政府將繼續(xù)促進高層研究，開發(fā)和示范項目。

圖：德國生物質能研究中心（DBFZ）

　　b）國際合作

　　德國政府積極與國際機構和委員會合作，特別是與巴黎國際能源署合作, 并支持2005年發(fā)起的八國集團（G8）倡議全球生物能源伙伴關系（GBEP）的活動，該論壇使其各成員能夠通過自愿合作，在政府、國際組織和其他伙伴之間，就生物能源的可持續(xù)性以及生物能源對減緩環(huán)境變化的貢獻達成共識，同時為各成員提供一個分享信息和良好做法的平臺。

　　c）結合群眾形成網絡

　　生物能源的使用涉及生活的許多領域，因此需要加強針對生物質生產者，工業(yè)和貿易，消費者以及對此主題感興趣的其他人的公共關系工作。德國2008年啟動的生物能源區(qū)域競賽，其中選擇了約25個示范區(qū)域，以展示如何通過群眾參與來促進生物能源利用。通過呼吁建立可持續(xù)的生物能源結構，推廣適合于本地的生物能源項目之例如，在分散供熱廠的區(qū)域供熱系統(tǒng)中使用生物質。

　　除此之外，還有一些其他促進生物質能使用的措施，這里就不一一贅述。