中国科学院文献情报系统先进能源情报网 2018年第8期(总第12期) 洁净能源领域动态监测快报 本期重点 ■生物质能源产业的比较优势 ■国务院常务会议确定生物燃料乙醇产业总体布局 ■农业农村部对秸秆综合利用非常重视 国际能源署(IEA)评估清洁能源技术部署进展 日本全固态电池研究取得新进展 ■我国科学家在有机太阳能电池领域取得重要突破 乙醇汽油再获加码,“烷基化油”(异辛烷)发展前景看好 主办:中国科学院青岛生物能源与过程研究所 主管ε中国科学院文献情报系统学科情报协调组
中国科学院文献情报系统先进能源情报网 洁净能源领域动态监测快报 本期重点 生物质能源产业的比较优势 国务院常务会议确定生物燃料乙醇产业总体布局 农业农村部对秸秆综合利用非常重视 国际能源署(IEA)评估清洁能源技术部署进展 日本全固态电池研究取得新进展 我国科学家在有机太阳能电池领域取得重要突破 乙醇汽油再获加码,“烷基化油”(异辛烷)发展前景看好 2018 年第 8 期(总第 12 期) 主办: 中 国 科 学 院 青 岛 生 物 能 源 与 过 程 研 究 所 主管: 中国科学院文献情报系统学科情报协调组
洁净能源领域动态监测快报 2018年第8期(总第12期) 目录 决策参考 生物质能源产业的比较优势· 生物柴油发展须机制创新“给力” 国务院常务会议确定生物燃料乙醇产业总体布局(附典型案例) 国际能源署(IEA)评估清洁能源技术部署进展 470 农业农村部对秸秆综合利用非常重视 科技前沿 红藻中发现可增加生物燃料产量的酶 16 耐受型酵母、大数据算法对生物燃料作物的基因干预降低生物质的顽固性…16 高分子材料内部结构影响太阳能电池效率 18 日本全固态电池研究取得新进展……… 19 锂离子电池鼓壳和爆炸的原因分析 19 我国科学家在有机太阳能电池领域取得重要突破 产业动态 新能源消纳正逐步打破“省间壁垒”· 乙醇汽油再获加码,“烷基化油”(异辛烷)发展前景看好 我国城市生活垃圾焚烧发电形势分析及展望 “地沟油”变柴油要过三道坎 五分钟看懂日本储能市场… 从BP世界能源统计年鉴数据速读看光伏的发展 本期责编:牛振恒邮箱:niuzh@qibebtac.cn出版日期:2018年8月27日
洁净能源领域动态监测快报 2018 年第 8 期(总第 12 期) 目 录 决策参考 生物质能源产业的比较优势··································································1 生物柴油发展须机制创新“给力”·························································4 国务院常务会议确定生物燃料乙醇产业总体布局(附典型案例) ·················7 国际能源署(IEA)评估清洁能源技术部署进展 ·····································10 农业农村部对秸秆综合利用非常重视····················································13 科技前沿 红藻中发现可增加生物燃料产量的酶····················································16 耐受型酵母、大数据算法对生物燃料作物的基因干预降低生物质的顽固性 ···16 高分子材料内部结构影响太阳能电池效率 ·············································18 日本全固态电池研究取得新进展··························································19 锂离子电池鼓壳和爆炸的原因分析·······················································19 我国科学家在有机太阳能电池领域取得重要突破 ····································23 产业动态 新能源消纳正逐步打破“省间壁垒”····················································24 乙醇汽油再获加码,“烷基化油”(异辛烷)发展前景看好 ························26 我国城市生活垃圾焚烧发电形势分析及展望 ··········································29 “地沟油”变柴油要过三道坎·····························································35 五分钟看懂日本储能市场···································································36 从 BP 世界能源统计年鉴数据速读看光伏的发展 ·····································39 本期责编:牛振恒 邮箱:niuzh@qibebt.ac.cn 出版日期:2018 年 8 月 27 日
决策参考 生物质能源产业的比较优势 生物质能源是世界公认的继煤、石油、天然气后第四大能源库,发展可再生能 源取代化石能源成为全球共识,生物质能正成为国际上替代化石能源的主要选项。 总体来看,截至2014年年底,可再生能源在全球能源终端市场占比18.6%,其中总 的生物质能占比为739%,扣除传统生物质能比例也达到30%。 生物质在全球能源市场取得这样的广泛应用并非偶然。 首先,生物质资源总量大,可获取性强,资源与市场易实现匹配。 其次,燃料特性符合市场需求。能源有三大终端市场:热力、电力和交通动力, 无论是哪种新能源品种都需要进入这三大能源终端市场参与竞争,才能赢得产业发 展机会。从全球总的能源消费结构看,供热占比大约50%,发电占比约20%,交通 燃料约占30%。供热是最大的能源消费领域,而生物质能作为唯一的可再生燃料, 可储存可运输,能够应对多样化的供热市场需求。 第三,生物质资源的能源化、技术产业化程度高,生物质能源在技术层面可以 发电,可以供热,也可以作为交通燃料在三大能源终端市场全面取代化石能源,这 是生物质能源相较于其他可再生能源品种的比较优势。 第四,生物质能源与现有的化石能源同为化学能,性状接近,在不改变现有能 源基础设施的情况下实现对化石能源的替代,相对其他新能源品种经济性强。 生物质能源在欧盟取得可再生能源第一的市场地位,其符合产业发展规律的成 功做法值得我国同行借鉴
1 决策参考 生物质能源产业的比较优势 生物质能源是世界公认的继煤、石油、天然气后第四大能源库,发展可再生能 源取代化石能源成为全球共识,生物质能正成为国际上替代化石能源的主要选项。 总体来看,截至 2014 年年底,可再生能源在全球能源终端市场占比 18.6%,其中总 的生物质能占比为 73%,扣除传统生物质能比例也达到 30%。 生物质在全球能源市场取得这样的广泛应用并非偶然。 首先,生物质资源总量大,可获取性强,资源与市场易实现匹配。 其次,燃料特性符合市场需求。能源有三大终端市场:热力、电力和交通动力, 无论是哪种新能源品种都需要进入这三大能源终端市场参与竞争,才能赢得产业发 展机会。从全球总的能源消费结构看,供热占比大约 50%,发电占比约 20%,交通 燃料约占 30%。供热是最大的能源消费领域,而生物质能作为唯一的可再生燃料, 可储存可运输,能够应对多样化的供热市场需求。 第三,生物质资源的能源化、技术产业化程度高,生物质能源在技术层面可以 发电,可以供热,也可以作为交通燃料在三大能源终端市场全面取代化石能源,这 是生物质能源相较于其他可再生能源品种的比较优势。 第四,生物质能源与现有的化石能源同为化学能,性状接近,在不改变现有能 源基础设施的情况下实现对化石能源的替代,相对其他新能源品种经济性强。 生物质能源在欧盟取得可再生能源第一的市场地位,其符合产业发展规律的成 功做法值得我国同行借鉴:
第一,碳税政策。据笔者与欧盟业内人士交流,欧盟内部推动可再生能源发展 有两种做法:一种是以德国为代表的行政补贴为主、市场调节为辅的做法,具体而 言是对可再生能源发展给予补贴,例如发电上网给予20年固定高额定价,高于市场 部分最终由消费者负担,但20年下来德国消费者越来越不愿意承担这部分支出,这 使得德国可再生能源发展面临市场萎缩:另一种做法是以瑞典为代表的市场调节为 主、行政补贴为辅的做法,能源市场价格放开,只对化石能源征收髙额碳税,为可 再生能源发展创造市场空间,但所有可再生能源品种一律参与市场竞争,30年下来 生物质在供热市场上依靠竞争获得市场空间并迅猛发展,是市场的力量造就了强劲 的瑞典及北欧生物质能产业。 第二,及时推动行业标准和规范建设,发育第三方机构保障行业健康有序发展。 瑞典②0年前就制定了完善的行业标准和规范;10年前,欧盟开始将德国标准、瑞 典标准等统一成欧盟标准,并由第三方协会组织等负责监督执行, 第三,产学研深度融合的机制设计。生物质能作为新兴产业,涉及的领域涵盖 农业、林业、电力、机械、化工、材料、自动控制等,很难有一所大学涵盖所有专 业,因此需要组成跨学校、跨学科、跨领域的研发平台,笔者接触到的瑞典国家生 物质能源创新平台由六所大学和若干企业共同组成,每年研发成果丰硕。 我国生物质能源产业发展的问题与分析 我国的电力市场以燃煤火电为主。火电燃煤技术全球领先,标煤折算的每千瓦 时燃煤消耗已低于300克,而我国生物质发电行业每千瓦时消耗量在1200-1500克。 “十二五”期间国家着力扶持生物质发电产业,一方面给予上网电价补贴,另一方 面要求五大电力公司都要承担一定比例的可再生能源发电,一夜间催生了生物质发 电产业,全国生物质发电项目迅速上马,但不久即现停滞,尽管国家有上网电价补 贴亦不能实现盈利。 相较于发电市场技术的成熟和领先,燃煤供热显然落后许多。供热用户分民用、 工业、商业三类,由于燃料特性,燃煤除对于民用供热采用低温长供比较适应外, 对于工商业用户频繁的热负荷变动无法快速跟进,因而造成燃料的大量浪费和相应 污染。生物质供热主要定位在工商业用户,正是发挥了生物质燃料特性,取长补短, 通过自动控制,跟随负荷变化按需供热从而实现燃料量的大幅节省,实现了经济效 益:并取得在工商业领域接近燃煤的成本,达到国标天然气的排放,从而获得了市 场竞争优势,在没有政府补贴的情况下,实现了产业化持续发展能力。虽然是在市 场夹缝中艰难求生,但生物质供热产业正显示其越来越强大的市场生命力 生物质供热产业发展大致分为三个阶段:第一阶段是2006年产业萌生到2010 年产业链构建初成。这一阶段是行业的艰难摸索期,全国除了广东以外都面临市场 上与燃煤竞争的格局(广东因承办亚运会率先禁煤),生物质供热与燃煤相比无明显 2
2 第一,碳税政策。据笔者与欧盟业内人士交流,欧盟内部推动可再生能源发展 有两种做法:一种是以德国为代表的行政补贴为主、市场调节为辅的做法,具体而 言是对可再生能源发展给予补贴,例如发电上网给予 20 年固定高额定价,高于市场 部分最终由消费者负担,但 20 年下来德国消费者越来越不愿意承担这部分支出,这 使得德国可再生能源发展面临市场萎缩;另一种做法是以瑞典为代表的市场调节为 主、行政补贴为辅的做法,能源市场价格放开,只对化石能源征收高额碳税,为可 再生能源发展创造市场空间,但所有可再生能源品种一律参与市场竞争,30年下来, 生物质在供热市场上依靠竞争获得市场空间并迅猛发展,是市场的力量造就了强劲 的瑞典及北欧生物质能产业。 第二,及时推动行业标准和规范建设,发育第三方机构保障行业健康有序发展。 瑞典 20 年前就制定了完善的行业标准和规范;10 年前,欧盟开始将德国标准、瑞 典标准等统一成欧盟标准,并由第三方协会组织等负责监督执行。 第三,产学研深度融合的机制设计。生物质能作为新兴产业,涉及的领域涵盖 农业、林业、电力、机械、化工、材料、自动控制等,很难有一所大学涵盖所有专 业,因此需要组成跨学校、跨学科、跨领域的研发平台,笔者接触到的瑞典国家生 物质能源创新平台由六所大学和若干企业共同组成,每年研发成果丰硕。 我国生物质能源产业发展的问题与分析 我国的电力市场以燃煤火电为主。火电燃煤技术全球领先,标煤折算的每千瓦 时燃煤消耗已低于 300 克,而我国生物质发电行业每千瓦时消耗量在 1200-1500 克。 “十二五”期间国家着力扶持生物质发电产业,一方面给予上网电价补贴,另一方 面要求五大电力公司都要承担一定比例的可再生能源发电,一夜间催生了生物质发 电产业,全国生物质发电项目迅速上马,但不久即现停滞,尽管国家有上网电价补 贴亦不能实现盈利。 相较于发电市场技术的成熟和领先,燃煤供热显然落后许多。供热用户分民用、 工业、商业三类,由于燃料特性,燃煤除对于民用供热采用低温长供比较适应外, 对于工商业用户频繁的热负荷变动无法快速跟进,因而造成燃料的大量浪费和相应 污染。生物质供热主要定位在工商业用户,正是发挥了生物质燃料特性,取长补短, 通过自动控制,跟随负荷变化按需供热从而实现燃料量的大幅节省,实现了经济效 益;并取得在工商业领域接近燃煤的成本,达到国标天然气的排放,从而获得了市 场竞争优势,在没有政府补贴的情况下,实现了产业化持续发展能力。虽然是在市 场夹缝中艰难求生,但生物质供热产业正显示其越来越强大的市场生命力。 生物质供热产业发展大致分为三个阶段:第一阶段是 2006 年产业萌生到 2010 年产业链构建初成。这一阶段是行业的艰难摸索期,全国除了广东以外都面临市场 上与燃煤竞争的格局(广东因承办亚运会率先禁煤),生物质供热与燃煤相比无明显
经济优势,只有在用户无法选择燃煤时才有机会。 第二阶段从2011年到2016年,这是行业野蛮生长阶段。2011-2014年财政部制 定了给予生产成型燃料企业140元补贴的政策,一下子让社会上各类动机的企业涌 入该行业,造成行业短期虚假繁荣,补贴停止后,一大批企业离开该行业。2014年 新的环保排放标准实施,在已将燃煤锅炉改造为生物质锅炉的前提下,一些缺乏技 术积累的运营企业和使用生物质供热企业单纯为了追求效益,白天烧生物质,晚上 燃煤,在缺乏第三方检测机构、行业标准和规范的情况下,燃料中掺混垃圾和染料 情况时有发生,大大损害了行业声誉。 第三阶段,2017年年初,环保部发布髙污染燃料目录征求意见稿,生物质成型 燃料赫然在列,行业面临生死存亡。此事甚至引起国家领导的关注,后经行业协会、 专家等与主管部门密切沟通,目录发布时将生物质成型燃料移除,环保部官员也在 记者发布会上强调在监管到位的前提下,要鼓励发展生物质供热。 2017年12月,国家发改委《关于推动生物质供热发展的指导意见》发布,对 生物质供热产业明确定性;同月,国家十部委《北方地区清洁供暖规划2017-2021》 发布,提出规划目标:煤改电供暖15亿平米,煤改气18亿平米,煤改生物质21亿 平米。对生物质供热明确定量,更是第一次把生物质供热放在了排头兵的位置。生 物质供热行业的标准也在陆续推出,上海、天津、吉林等地陆续颁布了生物质成型 燃料污染物排放的地方标准。行业标准和监管标准的出台,有力地保障了生物质供 热产业的健康发展,产业迎来了发展的大好机遇。 生物质液体燃料在交通动力领域,比较突出的是燃料乙醇的使用,东北、华北、 华中等地均已实现封闭运行,10%的燃料乙醇与90%的普通汽油混合而成乙醇汽油, 截至2016年总量约300万吨。但目前添加的是一代乙醇,即玉米制成的乙醇,虽已 实现无补贴市场化运行,但毕竟使用玉米为原料存在与人争粮的问题,以秸秆为原 料的二代乙醇产业化尚无具体时间表。其他以小桐子等为原料制成的燃料油规模较 小,尚不具备市场化能力。因此,总体上交通动力市场,生物质目前尚处在小规模 发展阶段 对策与建议 厘清概念,引导真正的清洁能源消费。既考虑污染物的低排放,更要考虑碳的 低排放。关于清洁能源的概念,国际上的共识是对环境不产生净碳排放的能源品种, 等同于可再生能源的概念,我国最新辞海和百度百科对这个概念的解释与国际的解 释是完全一致的。遗憾的是我国国务院及相关部委文件将天然气、煤制气等化石能 源都列入了清洁能源,建立在这样错误的基本概念基础上的理论和政策导向对于实 践工作的指导必然南辕北辙,有违初衷。 要建立以碳税为核心的政策导向。目前化石能源价格仅包含开掘成本和运输成 3
3 经济优势,只有在用户无法选择燃煤时才有机会。 第二阶段从 2011 年到 2016 年,这是行业野蛮生长阶段。2011-2014 年财政部制 定了给予生产成型燃料企业 140 元补贴的政策,一下子让社会上各类动机的企业涌 入该行业,造成行业短期虚假繁荣,补贴停止后,一大批企业离开该行业。2014 年 新的环保排放标准实施,在已将燃煤锅炉改造为生物质锅炉的前提下,一些缺乏技 术积累的运营企业和使用生物质供热企业单纯为了追求效益,白天烧生物质,晚上 燃煤,在缺乏第三方检测机构、行业标准和规范的情况下,燃料中掺混垃圾和染料 情况时有发生,大大损害了行业声誉。 第三阶段,2017 年年初,环保部发布高污染燃料目录征求意见稿,生物质成型 燃料赫然在列,行业面临生死存亡。此事甚至引起国家领导的关注,后经行业协会、 专家等与主管部门密切沟通,目录发布时将生物质成型燃料移除,环保部官员也在 记者发布会上强调在监管到位的前提下,要鼓励发展生物质供热。 2017 年 12 月,国家发改委《关于推动生物质供热发展的指导意见》发布,对 生物质供热产业明确定性;同月,国家十部委《北方地区清洁供暖规划 2017-2021》 发布,提出规划目标:煤改电供暖 15 亿平米,煤改气 18 亿平米,煤改生物质 21 亿 平米。对生物质供热明确定量,更是第一次把生物质供热放在了排头兵的位置。生 物质供热行业的标准也在陆续推出,上海、天津、吉林等地陆续颁布了生物质成型 燃料污染物排放的地方标准。行业标准和监管标准的出台,有力地保障了生物质供 热产业的健康发展,产业迎来了发展的大好机遇。 生物质液体燃料在交通动力领域,比较突出的是燃料乙醇的使用,东北、华北、 华中等地均已实现封闭运行,10%的燃料乙醇与 90%的普通汽油混合而成乙醇汽油, 截至 2016 年总量约 300 万吨。但目前添加的是一代乙醇,即玉米制成的乙醇,虽已 实现无补贴市场化运行,但毕竟使用玉米为原料存在与人争粮的问题,以秸秆为原 料的二代乙醇产业化尚无具体时间表。其他以小桐子等为原料制成的燃料油规模较 小,尚不具备市场化能力。因此,总体上交通动力市场,生物质目前尚处在小规模 发展阶段。 对策与建议 厘清概念,引导真正的清洁能源消费。既考虑污染物的低排放,更要考虑碳的 低排放。关于清洁能源的概念,国际上的共识是对环境不产生净碳排放的能源品种, 等同于可再生能源的概念,我国最新辞海和百度百科对这个概念的解释与国际的解 释是完全一致的。遗憾的是我国国务院及相关部委文件将天然气、煤制气等化石能 源都列入了清洁能源,建立在这样错误的基本概念基础上的理论和政策导向对于实 践工作的指导必然南辕北辙,有违初衷。 要建立以碳税为核心的政策导向。目前化石能源价格仅包含开掘成本和运输成