生物质能作为地球上最古老的能源之一,同时也是国际公认的零碳可再生能源,具有资源储量丰富、分布广、开发潜力大、低碳、可持续利用等优势,在应对全球能源危机和气候变化的双重背景下,生物质能源的清洁转化与利用已成为清洁能源领域一个重要的发展方向。但由于生物质种类多且分散,开发利用程度有限,部分生物质甚至被视为废弃物,造成生物质能源的浪费。生物质能源开发潜力有多大?节能降碳潜力有多少?仍未系统明晰。
鉴于此,沈阳生态所区域低碳发展研究团队联合中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院大连化学物理研究所、太原理工大学和沈阳航空航天大学,基于生物质能多来源、多技术转化路径的清洁能源产品全生命周期过程开展全面系统研究,以阐明我国生物质能的节能降碳潜力,呼吁加强对生物质清洁能源产品的基础研究、技术开发和政策支持。
本研究首次系统构建了涵盖空间特征、多来源、多转化路径和全生命周期分析的生物质能源综合分析核算模型。通过分析发现我国生物质资源年可收集量为49.09EJ,相当于16.77亿吨标准煤,能源化开发利用可生产清洁能源产品23.30EJ(相当于7.96 亿吨标准煤),约占我国一次能源生产总量的19%。生物质能源利用全生命周期碳减排量为25.35亿吨CO2当量,约占我国年碳排放量的25%。与传统化石能源相比,生物质清洁能源产品全生命周期单位能耗与碳排放较低,尤其是利用生物质发电。在碳达峰和碳中和背景下,广西、四川和江苏等省份的生物质能节能降碳潜力显著,可优先考虑其生物质能源开发利用。本研究揭示的生物质转化清洁能源产品的巨大开发潜力成果,将为我国清洁能源结构体系建立和碳中和目标实现提供重要的数据支撑。
图1 多来源多路径的生物质能节能降碳示意图
图2 生物质资源与能源转化利用桑基图