菌草芦竹生物质能资源利用

发布时间：

2026-01-30

2021 年我国能源消费总量 52.4 亿吨标准煤,一次能源中化石能源占到 83.4%,非化石能源占比 16.6%左右,为了保证我国提出的力争 2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和的双碳目标,国家发改委提出到 2025 年,非化石能源占一次能源消费比重达到 20%左右;到 2030 年,非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右 ;到 2060 年 ,非化石能源占一次能源消费比重要达到85%以上。

从现在到 2060 年,非化石能源占比要从 16.6%左右增加到 85%以上,任务十分艰巨。能源消费总量中,煤炭消费量占到 56.0%,减煤是重点。

国家发改委、国家能源局印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》(发改环资〔2024〕894号)中明确提出:改造或新建煤电机组须具备掺烧10%以上生物质燃料的能力,实现燃煤消耗与碳排放水平的显著降低。要统筹利用能源植物等生物质资源,综合考虑生物质资源供应、煤电机组运行安全要求、灵活性调节需求、运行效率保障及经济可行性等因素,稳步推进煤电机组耦合生物质发电。

未来生物质能源将出现原材料需求激增,亟需未雨绸缪,加速构建完善供应链体系。生物质原料的缺口,并非简单的数字相减,而是指在当前技术、经济和政策条件下,那些理论上可用但难以被有效收集和利用的资源量。主要源于以下几个方面的挑战:

1、收集成本高且难度大:生物质资源,尤其是秸秆、林业剩余物,通常很分散,能量密度和体积密度都远低于煤炭。这导致运输效率低、成本高,一般认为生物质的经济利用半径仅在80-120公里左右,限制了大型项目的原料获取。收集秸秆的交易成本也较高,有时需要通过经纪人,这进一步推高了价格。

2、供应链不稳定:农作物生产具有强烈的季节性,这导致秸秆等原料的供应也呈现季节性波动。在非收获季节,原料供应往往紧张。虽然有些企业会尝试购买麦糠、废弃模板、木材加工剩余物等来补充,但这些替代原料的价格通常很高(有时是秸秆价格的两倍多),企业为了控制成本可能减少采购,从而影响了生产的连续性。

3、政策与技术支持有待加强:虽然国家有支持政策,但部分政策(如发电补贴)的准入门槛较高,或将一些技术路线(如生物质混燃发电)挡在门外。此外,针对原料收储运环节的专业化支持和补贴激励仍显不足,影响了农户和中间商收集原料的积极性。在技术方面,我国在高效转化和关键设备上仍有提升空间,这也间接影响了原料的利用效率。

4、原料质量参差不齐:生物质原料的水分和杂质含量会影响利用效率。在储存过程中,如果遇到梅雨等潮湿天气,原料品质可能下降。更棘手的是,偶尔还存在中间商为了增加重量而恶意掺水、掺沙的情况,这不仅降低了发电效率,还可能损坏生产设备。

大规模推广种植和利用新型植物能源----菌草芦竹,积极推动在役煤电机组掺烧植物燃料,积累经验,直至燃煤替换,将是未来发展的大趋势。

菌草芦竹凭借高热值、高产量的突出特性,成为生物质能源的理想选择。目前,众多大型央国企及科研院所已对菌草芦竹的生物质能源利用展开实验与开发。研究表明,其干茎热值可达4200-4800大卡,能直接替代煤炭用于供热、发电,还可通过深度转化制备可燃气、氢能及醇类燃料。菌草芦竹旺产期亩产干物质高达3—7吨,生物量巨大;大面积种植便于机械化统一收割,收获后杂质极少,可有效提升燃烧热值,且燃烧残余物易于处理,在生物质能应用领域优势显著。此外,芦竹抗逆性极强,耐旱、耐涝、耐盐碱、耐贫瘠,在边际土地即可规模化种植,不与民争地,高度契合国家土地政策。

经测算,种植 1 亿亩菌草芦竹,可满足我国机动车保有量 2.4 亿辆全年的用氢量;种植 2 亿亩菌草芦竹,即可满足我国每年的天然气供应量(3500 亿立方米);种植 4亿亩菌草芦竹,可替代我国全部的发电用煤(20 亿吨)。也就是说,我们完全可以摆脱对进口石油和天然气的依赖,真正把能源的饭碗端到自己手里。预计2040年前中国需要种植4亿亩以上芦竹来替代现有生物质能原材料供应体系才能够满足生物质能源各方面的应用。

河南绿碧源农林开发有限公司成立于2020年,是聚焦生态农业全产业链的科技型企业。公司以菌草(芦竹)产业为核心,融合“科研创新、规模种植、精深加工、生态修复”于一体,深耕黄河流域生态保护与农业高质量发展;以“科技赋能生态农业,绿染山河筑梦未来”为理念,通过芦竹产业开发践行“绿水青山就是金山银山”的可持续发展战略,实现经济效益与生态效益的协同统一。经公司多年自主研发,结合国内气候特征,优选多地域优质外植体培育的芦竹新品种“绿芦一号”,蛋白含量更高,更具抗寒、耐旱耐涝耐盐碱的特性,一次种植可连续收割30年以上,目前已在黄河流域、南方、西北等地均有规模化种植。

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