“生物质能是可再生能源中唯一具有物质载体和固、气、液多态，又是唯一‘零碳排放’和实现‘双碳’目标主力，且原料来源十分丰富、终端产品多种多样。” 中国科学院院士、中国工程院院士石元春对生物质能的优点如数家珍。
在其所著的《决胜生物质二十年记》一书中，石元春写道：21世纪之始，生物质产业在我国经历了顺利启航，风劲帆满；经历了风暴和海啸；经历了潜伏蓄势和惊蛰崛起；经历了临危受命和二次发展浪潮。
作为生物质产业发展的亲历者和重要倡导者，石元春见证了我国生物质能的发展与坎坷。在2006年出台的《中华人民共和国可再生能源法》中，生物质能与风电、光伏一起被划为可再生能源，行业多年的发展有效解决了农田秸秆燃烧、城市生活垃圾处理等问题。但生物质能发展也经历一些波折。近日，石元春院士在回顾我国生物质能发展历程的同时，还对行业长远发展发表了真知灼见。
“种出”一片“绿色油田”
2004年6月，石元春提出“生物质经济已经浮出水面”的判断，深信生物质经济一定会造福国家；2005年，他又提出利用农林废弃有机物和边际性土地“种出”一片“绿色油田”的设想，生物质一时在国内风生水起。
2006年1月1日，《中华人民共和国可再生能源法》开始实施，其中第十六条明确指出，国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。
“一度国家对生物质能寄与厚望，但后来，生物质能受重视的程度很快就被‘风电三峡’的提法淹没，有关鼓励和支持生物质能的条款落实力度不够。”石元春坦言。
二十年过去了，他感慨道，“仅生物质供热和生物天然气两个领域的发展基本达到预期。”标志性成果有三个：一是毛乌素生物电厂开创的种植灌木治理沙地和碳吸收、用抚育灌木剩余物发电实现碳减排，和捕捉生物质电厂烟道排出的二氧化碳进行螺旋藻生产的“三碳”模式获得联合国相关组织的授奖；二是原阳光凯迪集团发明的生物质气化—合成液体燃料取得突破，；三是中国农业大学生物质工程中心创立的“生物天然气”概念和国内首先用于汽车燃料。
为何生物质能发展较慢？
与风电、光伏的爆发式增长相比，生物质能的发展速度显得缓慢，原因是什么？石元春概括说：“主客观原因兼而有之。”
客观方面，他分析，外界对我国生物质资源有一定的误解，认为“我国土地资源不足以支撑生物质能成为大产业”“生物质能离开补贴，没有发展前途”。其实，生物质能企业处理利用有机废弃物实质上是在帮助国家解决城乡有机废弃物污染问题，应得到“补偿”，而不是“补贴”。但实际上，除生物质发电外，其他生物质能皆未得到应得的补偿，因而不能吸引更多企业入局和发展。此外，能源主管部门对生物质能的多功能、尤其是碳减排和实现“双碳”目标、生态、环境治理和乡村产业振兴的独特功能的认知和重视也不够，生物质的多功能属性需要综合部门的协调与管理也未能落实。
主观方面，生物质能原料端的收储运体系始终未能建立起来；二是生物质能行业对自身独有的优势功能与产品也重视不够。
生物质能发展，如何破局？
对于上述主客观原因引起的生物质能发展困局。石元春给出两条破局之路：“一是要有重大技术突破，二是要作战略重点转移。”他高兴地说，尽管形势低迷，但在学界和业界的努力下，在技术上仍取得了重大突破，主要是煤化生物质技术和生物质气化合成技术。
据介绍，内蒙古新木集团采用热化学法，在几分钟内将松散、容积密度和能量密度极低的初始生物质，转化为性状类似褐煤、氢含量与热值远高于普通生物质的“煤化生物质”。这一转化不仅有利于原料的收储运，还让生物质能更适用于工业化生产，而且还是一个中间体平台，可由此转化为合成天然气等多态能源与多种有机化工产品。是一项为生物质走向生物质制造业打开革命性新通道。
此外，中国农业大学参照牛高效消化纤维素饲料的机理，以仿生学原理设计了梯度厌氧发酵工艺设备，加上添加强力纤维素分解复合菌系，将作物秸秆沼气发酵的容积产气率提高了两倍半，这对发展高含水生物质原料的生物天然气生产具有重要意义。
战略重点如何转移？
石元春表示，“双碳”目标下，生物质能的战略重点应由“能源替代”调整到国家急需，发挥生物质特有优势以及高附加值产品上来。他提出了“5+1”方案。
一、风光电的规模越大，其间歇性和调峰储能问题越大。生物质是天然的物质化能量载体，是大容量和长时段储能的最佳选择，此时应当积极而上，为国分忧。二、国家发改委和能源局2024年印发《煤电低碳化改造建设行动方案》，首当其冲的就是生物质与煤的耦合发电。三、海、空运绿色燃料是当前国际国内市场非常紧缺的商品，附加值高，生物质能应抓住此时机与商机，大批量生产上市。四、对畜禽粪便和城镇污泥污水等高含水生物质原料，可以利用中国农大的厌氧发酵技术规模性发展，以大力推进负碳排放。五、与现代煤化工协同，大力开发以全生物降解塑料等亟需的有机化工产品，减少进口。
以上五项，都是国家亟需，风光电干不了，体量和意义巨大；有着助力实现国家“双碳”目标，全面振兴乡村经济的重大社会意义益。
“+1”是什么？
兵马未动，粮草先行。上述“5路大军”一旦开拔，巨量的“粮草”在哪里？
我国现农林废弃物的年产能相当于6—8亿吨标煤。我国有大量边际性土地，不能种农作物和乔木林，但可以种植生物量产出大得多的能源灌草。这类土地面积约1.44亿公顷，比农田面积还大；年生物量产出约10—20亿吨标煤。这类土地就在我们身边，不需要挖矿、打井，种植能源灌草的面积可大可小，两三年即有收成。
开发此“能田”，可用全机械化和无人机种管收和及时转化为“煤化生物质”；可从土地开发到“煤化生物质”全程使用AI管理系统。当然，开发“能田”更需要大量技术管理人员和工人，可以提供大量就业岗位。
“‘5+1’方案让‘一带一路’绿起来”
“一带一路”上的许多国家都有丰富的土地和生物质资源，特别是东盟国家多处热带，油棕、橡胶、椰子等加工废弃生物质堆积成灾。我国2024年以172亿美元从印尼进口2.4亿吨煤炭，如果让我国的“煤化生物质”设备在印尼“落户”，生产出来的就不是“黑煤”而是“绿煤”了。
“丝绸之路经济带”上一半以上国家的化石能源生产与消费差额为负值，累计净负值为10.2亿吨标煤/年。“21世纪海上丝绸之路”沿线各国则是全球净初级生产力的富产区，东南亚国家每年农林业有机剩余物达6.3亿吨以上。“一带一路”为生物质产业发展提供了广阔天地，生物质可以让“一带一路”绿起来。
“生物质能源主导论”得到实践证明
在石元春院士看来，经过20年的实践更证实了“生物质能主导论”的科学性。这一论点，是自然规律决定的。
太阳辐射产生的热能转化为电能，即太阳能发电；太阳辐射热因地面介质导热率差异导致近地面大气流动而生风，风力带动涡轮机发电是为风能发电；太阳辐射热导致地球水面的蒸发与降水，形成河水水位的落差推动涡轮机发电是为水电。但无论是太阳能、风能还是水电都是不稳定、难储运、能源产出形式单一的物理态能量。
植物体通过光合作用，利用太阳能将植物从大气中捕获的二氧化碳和从土壤中吸收的水分和矿物质养分合成转化为碳水化合物，由物理态能量转化为化学态能量，其能量载体就是生物质。它具有稳定、易储运和固、气、液多种能态，可再生和零碳排放，以及可生产多种有机化工产品的特质。
煤炭、石油与天然气是特定地质时期的生物质在高温高压的地质作用下，将碳水化合物脱氧而形成的碳氢化合物。所谓的“化石能源”，也就是生物质化石的能源，但它不可再生且在释放能量过程中会排放二氧化碳等温室气体。
“龙生九子，各个不同”，石元春院士建议，要因能而用，各种不同的可再生能源，各有长短，要用其所长，各得其所。
充分发挥生物质的独特优势，未来10—20年，我国一定会建立起一个科学高效的可再生能源新格局，为实现“双碳”目标，实现乡村全面振兴作出更大贡献。
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