核心观点与关键数据
- 生物质能源与碳移除的重要性:生物质能源在低碳转型中发挥关键作用,秸秆作为占比最高的生物质资源,对能源转型和实现气候目标具有重要意义。国际能源署和政府间气候变化专门委员会的研究显示,到 2050 年,全球对生物质能源和碳移除的需求将大幅增加,其中生物质能源需求预计超过 100 EJ,碳移除需求超过 100 亿吨 CO2。
- 秸秆资源现状:我国每年产生约 8.6 亿吨秸秆,能源潜力高达 9.5EJ,是除能源作物外占比最高的生物质资源。我国秸秆资源主要来自于六大类农作物,其中禾谷类作物(小麦、玉米、水稻等)占比最高,达到 80% 以上。
- 秸秆资源化利用现状:我国秸秆利用仍以还田和饲用为主,其潜在的能源和负碳价值尚未充分释放。2010 年至 2024 年,我国秸秆综合利用量从 4.8 亿吨逐步增加至 7.7 亿吨,增幅达 60%,综合利用率由 70.6% 上升至 88.5%。但秸秆的燃料化利用发展则较为缓慢,2024 年利用占比仅为 9%。
- 秸秆生物燃料技术路径:秸秆基生物燃料的技术路径已基本建立,主要包括生物天然气、生物甲醇、生物乙醇和可持续航空燃料(SAF)等。秸秆还可以用于发展生物源碳移除,主要有 BECCS 和生物炭碳移除两种路径。
- 秸秆生物燃料产业化挑战:秸秆生物燃料产业化发展需要突破成本瓶颈,主要受收储运输成本高、产业链尚不成熟等因素影响。RMI 估算,秸秆生物燃料的生产成本在 2000-15000 元/吨之间,经济性有待提升。
市场展望与机遇
- 成本瓶颈突破机遇:
- 健全秸秆收储运体系:建立完善的秸秆田间处理、收集、储运体系能够促进秸秆的稳定高效供应,降低原料成本。
- 依托风光资源打造“绿氢 + 秸秆”的融合生产模式:绿氢成本下降将助力增强生物质耦合绿氢路线的经济性,我国西北地区风光资源技术可开发量充足,为秸秆耦合绿氢路线提供了充足的绿电基础。
- 拓展副产物市场,释放多元价值:秸秆能源产品会产生有机肥、木醋液等副产品,能为项目带来额外收入,例如生物天然气项目中的有机肥收益占比达 50% 以上。
- 加速开发部署负碳技术,参与碳信用交易:秸秆生物燃料叠加负碳技术,可以实现碳移除并增强产品的绿色属性,生物炭碳移除技术因资源量需求较低、技术成熟,可在各省普遍推广。
- 发展模式:依托资源禀赋,因地制宜发展秸秆生物燃料产业,根据各省风光与秸秆资源潜力差异,划分为资源领先型、资源平衡型、资源集中型和资源约束型四种类型,并提出相应的发展策略。
- 行动建议:打造多方协同、合力共赢的全产业链合作模式,包括政府引导提供制度保障与政策支持、行业主导引领高价值秸秆产业发展、农户参与促进形成稳定原料供应链、市场驱动释放终端消费市场需求潜力、科技赋能推动关键技术研发与应用推广、金融支持降低项目融资成本与风险。
研究结论
- 我国秸秆资源丰富,具备发展生物质产业的坚实基础,但秸秆生物燃料产业化发展仍处于起步阶段,产业链体系尚未完善,存在成本偏高、市场机制不健全等制约因素。
- 通过健全收储运体系、深化绿氢耦合应用、拓展副产物市场、加速开发部署负碳技术等措施,秸秆基生物燃料的经济性与市场竞争力有望持续提升。
- 建议打造多方协同、合力共赢的全产业链合作模式,推动农村生物质能发展、促进农业固碳减排,助力我国能源清洁低碳转型和“双碳”目标实现。