大咖观点 | 倪维斗院士：建立生物质新型生态能源系统是实现双碳目标的核心

4月17日，由中国产业发展促进会生物质能产业分会、中国农业大学、国际能源署生物质能中国组、中国能源研究会绿色低碳技术专委会联合主办的“第四届全球生物质能创新发展高峰论坛”在北京九华山庄召开，本次论坛的主题为“奋进碳时代，构建新生态”。中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗先生做“双碳背景下构建基于生物质的新生态能源系统”介绍。

倪维斗

倪维斗院士指出，自然界中原有的碳平衡是在生物和大气之间的循环、大气和海洋之间的交换以及含碳盐的形成和分解过程中，参与反应的碳与生成产物中的碳保持相等的状态。这种平衡状态可以通过自然的碳循环过程进行调节，使得地球上的碳元素保持在相对稳定的水平。然而，由于人类活动导致的温室气体排放，碳平衡受到了破坏。这些排放物来自于工业、交通、农业等领域，它们在大气中积累，导致地球气温升高，从而引起了全球变暖等环境问题。

倪维斗院士认为，生物质作为生态系统的重要组成部分，建立基于生物质新型生态能源系统是实现双碳目标的核心。我国有1.4亿公顷的“四荒地”。若以“种植速生林+能源化利用”方式，实现“双碳”目标，保守估算：每年新增超过20 亿吨生物质燃料，替代化石燃料每年减排超 30 亿吨CO2，十年可新增林业碳储超700亿吨CO2当量。

倪维斗院士指出，目前我国每年有近亿吨的农业废弃物未得到有效利用，大量的农作物秸秆用于还田或野外弃置，不仅浪费资源，其产生的甲烷、氧化亚氮等非二气体还会导致全球变暖。若将农业废弃物通过能源化利用、肥料化利用，既能实现减排，还能增加农业有机肥供给，关于生物质能利用提出几种新型利用模式并做详细介绍。

4.5MW的分布式生态能源产业中心：利用生物质生产“热电炭肥”多产品的生物质燃烧系统、利用垃圾生产“热电”产品的垃圾焚烧系统及利用余热建设畜禽粪便、农业秸秆等有机复合肥厂。

4.5MW“热电炭肥”能源生产工艺路线：通过生物质“热电炭肥”多联产模式产生的可燃性气体可通过热电联产向用户供电供热，产生的木炭产品可作为高品质燃料替代化石燃料也作为高效吸附剂解决垃圾处理避邻效应，产生的炭基有机肥产品可用于增加土壤肥力，补充土壤微量元素，解决土壤酸化、板结等问题。

乡村“能源、畜禽粪便、垃圾”综合治理模式：乡村生活垃圾可通过热电联产发电供热，分布式生态能源电站电能主要来自于速生林燃料农林废弃物燃烧发电，产生的木炭用于处理乡镇污水，农作物秸秆及畜禽粪污通过高温处理有害物质，而高温主要来自于生物质燃料的燃烧，剩余物可根据当地情况生产有机肥。

在燃料供给方面，他认为，4.5MW分布式生态能源电站的燃料供给有两种路径，第一种是有机固体废弃物的收集，可解决15公里半径范围内的农业废弃物、生活垃圾、污泥等。第二种是种植速生能源林，在20公里半径内，利用宜林“四荒”土地，种植500-1000公顷能源林，做为燃料生产基地。

“从分布式资源”使用角度，4.5MW发电装机规模的原料收、储、运经济性好；从生物质能源化利用的效益最大化角度来看，“热电炭肥”多联产投资收益高。还指出“小型垃圾项目的垃圾处理量小，热能不能有效利用，无法商业化运营。在能源中心匹配垃圾焚烧系统并行发电，可使小规模垃圾焚烧项目实现盈利。”