“30碳達(dá)峰60碳中和”是基于推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出的重大戰(zhàn)略決策，是中國(guó)對(duì)世界莊嚴(yán)承諾的階段性控碳目標(biāo)，必將影響到整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展?？靥嫉慕K極目標(biāo)是減碳，一切經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)都要錨定這個(gè)減碳目標(biāo)；在此背景下，生物質(zhì)資源化利用將迎來(lái)新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。
1.新機(jī)遇
減碳之要在于以整個(gè)大氣作為一個(gè)控制體，使輸入大氣的二氧化碳總量少于輸出大氣的二氧化碳總量，從而減小大氣中二氧化碳的含量。
減碳為生物質(zhì)資源化利用帶來(lái)新機(jī)遇。我們知道，二氧化碳的輸入大氣的根本途徑是大氣控制體之外的煤炭、石油、天然氣等含碳燃料的燃燒；二氧化碳的輸出大氣的最可靠的途徑是通過(guò)光合作用將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)，再就是碳捕集、利用和封存。減碳就要減少煤、油、氣的燃燒利用以減少二氧化碳輸入大氣的總量和加強(qiáng)光合作用及碳捕集、利用、封存以增大二氧化碳輸出大氣的總量；這將提升生物質(zhì)能作為煤、油、氣的替代能源和生物質(zhì)作為生產(chǎn)生活的替代原料的地位，帶給生物質(zhì)能量利用和物質(zhì)利用2大新機(jī)遇。
根據(jù)《3060零碳生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿λ{(lán)皮書(shū)（2021年9月）》，我國(guó)主要生物質(zhì)年產(chǎn)量2020年高達(dá)34.94億噸，預(yù)計(jì)將以1.1%年增率增長(zhǎng)，2030年達(dá)到37.95億噸，2060年達(dá)到53.46億噸，生物質(zhì)的資源量豐富。但生物質(zhì)的資源化利用率很低，如2020年農(nóng)林種養(yǎng)殖業(yè)生物質(zhì)的年產(chǎn)量高達(dá)30.47億噸，但其能量利用率僅為10.1%（能量利用總量3.09億噸），物質(zhì)利用率數(shù)據(jù)不詳?shù)膊粫?huì)高。生物質(zhì)資源化利用，無(wú)論是能量利用還是物質(zhì)利用，大有作為。
2.新挑戰(zhàn)
如何提高生物質(zhì)資源化利用的減碳效果，又如何拓寬生物質(zhì)資源化利用途徑和提高生物質(zhì)資源化利用的效率，是生物質(zhì)資源化利用在減碳背景下遇到的新挑戰(zhàn)。
1）提高生物質(zhì)綜合利用水平
生物質(zhì)是光合作用吸收、轉(zhuǎn)化大氣中二氧化碳的產(chǎn)物；如果生物質(zhì)被物質(zhì)利用，那么，這部分二氧化碳便成為大氣中二氧化碳的凈減小量，生物質(zhì)物質(zhì)利用具有“直接”減碳效果（固碳效果）；如果生物質(zhì)直接燃燒利用，這部分二氧化碳又將重新回到大氣，即生物質(zhì)直接燃燒利用沒(méi)有“直接”減碳效果。
但要注意的是，生物質(zhì)物質(zhì)利用會(huì)間接增碳，而生物質(zhì)能量利用會(huì)間接減碳。實(shí)際過(guò)程中，生物質(zhì)物質(zhì)利用需要外加能量（包括水、電、氣、熱力等），生產(chǎn)這些能量可能會(huì)產(chǎn)生二氧化碳并增加大氣中二氧化碳含量（增碳），即生物質(zhì)物質(zhì)利用可能會(huì)間接增碳；生物質(zhì)直接燃燒利用可向生物質(zhì)直接燃燒利用系統(tǒng)外的生產(chǎn)生活提供能量，從而起到“間接”減碳效果，因?yàn)檫@部分能量如果來(lái)自煤、油、氣燃燒利用會(huì)產(chǎn)生并排入大氣二氧化碳，這是生物質(zhì)作為煤、油、氣的替代燃料的間接減碳作用。
由此可見(jiàn)，生物質(zhì)物質(zhì)利用具有直接減碳效果和間接增碳可能，而生物質(zhì)能量利用沒(méi)有直接減碳效果但具有間接減碳效果?？傮w講，發(fā)揮生物質(zhì)的減碳效果應(yīng)堅(jiān)持“推廣生物質(zhì)資源化利用”“推廣生物質(zhì)能量利用與物質(zhì)利用并舉的綜合利用”和“提高生物質(zhì)綜合利用水平”的生物質(zhì)資源化利用路線；具體情況下應(yīng)協(xié)調(diào)生物質(zhì)能量利用與物質(zhì)利用的比例，提高生物質(zhì)的綜合減碳效果；目前情況下應(yīng)增大生物質(zhì)的物質(zhì)利用比例，但不能非此即彼。
2）拓寬生物質(zhì)資源化利用途徑
是否可以開(kāi)發(fā)出更多的生物質(zhì)物質(zhì)利用和能量利用途徑，甚至具有直接減碳效果的生物質(zhì)能量利用途徑呢？相信答案是肯定的，但具有挑戰(zhàn)性。
拓寬生物質(zhì)資源化利用途徑的方向大致有三：一是直接利用生物質(zhì)，如將生物質(zhì)制成種養(yǎng)殖原料和建筑材料等；二是先將生物質(zhì)（經(jīng)動(dòng)物、微生物、物理化學(xué)）轉(zhuǎn)化為中間物再直接或改性利用，如將農(nóng)林種養(yǎng)殖垃圾、廚余垃圾先轉(zhuǎn)化成沼氣，再沼氣直接燃燒發(fā)電，或沼氣去碳（甲烷裂解制氫）后燃燒發(fā)電，或沼氣用作化工原料等；值得強(qiáng)調(diào)的是喂養(yǎng)動(dòng)物不僅是生物質(zhì)的一條重要途徑，也是生物質(zhì)經(jīng)動(dòng)物轉(zhuǎn)化后再利用的一條重要途徑；三是利用生物質(zhì)資源化利用的二次廢棄物，如利用沼渣堆肥、種養(yǎng)殖，又如近期較受關(guān)注的煙氣資源化利用等。
將生物質(zhì)直接燃燒的煙氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷是有吸引力的。目前有2種思路，一是二氧化碳與水光催化反應(yīng)生成甲烷，二是二氧化碳加氫催化反應(yīng)（Sabatier反應(yīng)）生成甲烷。已有企業(yè)試圖將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成甲烷等資源。日本昭和殼牌石油公司的一種技術(shù)利用太陽(yáng)光在常溫常壓下將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成甲烷等資源。據(jù)介紹，該公司利用燃料電池中使用的氣體擴(kuò)散電極和新研發(fā)的催化劑，在常溫常壓條件下僅利用太陽(yáng)光就可直接將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷和乙烯。該公司認(rèn)為，這一技術(shù)是減少二氧化碳排放和新能源合成領(lǐng)域的重要進(jìn)展。日本政府試圖利用Sabatier反應(yīng)將二氧化碳催化加氫甲烷化。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將與日本制鐵、三菱商事等19家企業(yè)磋商，研究如何加強(qiáng)二氧化碳甲烷化的技術(shù)研發(fā)。日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省提出的分階段是，到2030年以合成甲烷置換1%以上的民用燃?xì)?，?050年一舉擴(kuò)大至90%。日本燃?xì)鈪f(xié)會(huì)的測(cè)算顯示，1%的置換量可以減排80萬(wàn)噸二氧化碳，而90%的置換量則能夠減排8000萬(wàn)噸二氧化碳，分別相當(dāng)于日本總排放量的0.07%和7%。日本計(jì)劃能否成功取決于太陽(yáng)能發(fā)電制氫成本能否控制住。
拓寬生物質(zhì)物質(zhì)利用與能量利用途徑事關(guān)生物質(zhì)資源化利用的發(fā)展前景，需要加大研究開(kāi)發(fā)生物質(zhì)綜合利用途徑、技術(shù)、工藝、設(shè)備和產(chǎn)品的力度。
3）提高生物質(zhì)資源化利用效率
如何提高生物質(zhì)物質(zhì)利用的直接減碳效果（固碳效果）和減小其間接增碳效果，又如何提高提高生物質(zhì)能量利用的間接減碳效果呢？這需要提高資源回收利用率和降低資源化利用系統(tǒng)的自耗能量，換言之，需要提高生物質(zhì)資源化利用系統(tǒng)的效率。
不同的生物質(zhì)資源化利用途徑、技術(shù)、工藝和設(shè)備具有不同的效率。建設(shè)和改擴(kuò)建生物質(zhì)資源化利用項(xiàng)目時(shí)要選用效率較高的途徑、技術(shù)、工藝和設(shè)備（選型）以提高資源回收利用率，并優(yōu)化節(jié)能方案和完善信息化、智能化、智慧化管理方案以降低資源化利用系統(tǒng)的自耗能量，保障生物質(zhì)資源化利用系統(tǒng)達(dá)到較高的效率。生物質(zhì)資源化利用的選型、節(jié)能和管理的增效減碳空間較大。
以生物質(zhì)能量利用為例。生物質(zhì)直接燃燒/蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)只有22%左右的發(fā)電效率，但生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沼氣/內(nèi)燃式沼氣發(fā)電系統(tǒng)，因沼氣含水率較低和內(nèi)燃式沼氣發(fā)電機(jī)組較蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組具有更高的能量轉(zhuǎn)化效率，將具有28%以上的發(fā)電效率（假定生物質(zhì)的固料轉(zhuǎn)化成沼氣的轉(zhuǎn)換率為60%）；發(fā)電效率越高，單位二氧化碳產(chǎn)量的發(fā)電量便越大，因此，生物質(zhì)能量回收發(fā)電系統(tǒng)的間接減碳效果就越大；擴(kuò)大而言，生物質(zhì)能量利用系統(tǒng)的能量回收利用效率越高，其間接減碳效果越大，可以引進(jìn)“單位回收利用能量的二氧化碳產(chǎn)量”指標(biāo)代替能量回收利用效率指標(biāo)來(lái)衡量生物質(zhì)能量利用系統(tǒng)的間接減碳效果的高低。除發(fā)電效率或能量回收利用率外，系統(tǒng)節(jié)能方案和管理水平將影響系統(tǒng)的自耗能量的高低，這也會(huì)影響系統(tǒng)的間接減碳效果；目前生物質(zhì)直接焚燒發(fā)電系統(tǒng)的自耗電占比大多在10%至15%范圍內(nèi)變化，這種差異除選型因素外，就是節(jié)能與管理水平因素。
評(píng)論