生物质能直接或间接来自植物的光合作用，一般取材于农林资源、生活污水与工业有机废水、城市有机固体废物及畜禽粪便等，具有环境友好、来源广泛、储量丰富、可再生及可储存等特点。生物质能可以通过物理转换(固体成型燃料)、化学转换(直接燃烧、气化、液化)、生物转换(如发酵转换成甲烷)等形式转化为不同燃料类型，满足各种形式的能源需求。
随着能源危机与环境问题的日益突出，世界各国积极投入对新型可再生能源的开发和利用。提高非化石能源利用比重也是当前有效缓解我国资源环境约束和应对气候变化的主要路径。我国计划到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%，2030年这一比例继续提高至30%。这意味着需尽快打破以煤为主体的一次能源消费结构格局，大力发展可再生能源是最现实的出路。随着技术进步及产业化应用不断突破，生物质能作为世界第四大能源，正以其优越性，已成为各国关注的热门之一。其中，生物质直燃发电是生物质能规模化利用的重要形式，与风电、光伏发电等都属于我国战略新兴产业。
国家发改委能源研究所可再生能源发展中心任东明主任：开发利用生物质能已成为我国推动循环经济发展的重要内容，是培育战略性新兴产业的重要领域，也是促进我国农村发展的重要途径。“十二五”期间，我国生物质能产业规模不断扩大，部分领域已初步实现产业化，在替代化石能源、促进环境保护、带动农民增收等方面发挥了积极作用。
出身：兼具环境效益与社会效益
首先，生物质发电有利于节能减排。秸秆焚烧是近年来造成北方地区大范围雾霾的主要原因之一。随着我国农村农作物产量的大幅提升，秸秆的处理成为一大难题，大规模焚烧秸秆屡禁不止。生物质发电具备碳中和效应，且比化石能源的硫、氮等含量低，通过集中燃烧并装备除尘及脱硫脱销等设备，有助于降低排放，促进大气污染防治。据测算，运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组，与同类型火电机组相比，每年可节约标煤11万吨，减排二氧化碳22万吨。
其次，生物质发电有助于调整能源消费结构。生物质能作为可再生能源，来源广泛、储量丰富，可再生且可存储。生物质发电原理与火电相似，电能稳定、质量高，对于电网而言更为友好;与同样稳定的水电相比，生物质发电的全年发电小时数为7000-8000小时，水电则只有4000-5000小时，而风电、光伏发电则更低。发展生物质发电是用可再生能源替代传统能源的有效途径之一，对于替代化石能源、增加能源供应、调整能源结构，以及构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，保障能源安全，具有重要意义。
最后，生物质发电亦可助力精准扶贫。生物质发电具有产业链长、带动力强等特点，是农业、工业和服务业融合发展的重要载体，是产业精准扶贫的利器。装机规模为2.5万千瓦的生物发电项目年消耗生物质约20万吨，如按每吨秸秆200元的收购价测算，将带动所在地区农户年增收入4000多万元。秸秆燃烧后的灰渣全部无偿返还给农民作肥料，降低农民耕种成本。同时，围绕秸秆的收购、存储、运输等产业链条，可为当地农村提供1000个就业机会。
现状：正步入发展的成熟期
生物质发电起源于1970年代的石油危机，1990年以来在欧美许多国家发展迅速。生物质发电一般分为直燃发电、混燃发电、气化发电、沼气发电及垃圾发电等。
从无到有，不断壮大
我国的生物质发电起步较晚。2003年以来，国家先后批准了个秸秆发电示范项目。2005年以前，以农林废弃物为原料的规模化并网发电项目在我国几乎是空白。2006年《可再生能源法》正式实施以后，生物质发电优惠上网电价等有关配套政策相继出台，有力促进了我国的生物质发电行业的快速壮大。2006-2013年，我国生物质及垃圾发电装机容量逐年增加，由2006年的4.8GW增加至2012年的9.8GW，年均复合增长率达9.33%，步入快速发展期。
截至2015年底，我国生物质发电并网装机总容量为1031万千瓦，其中，农林生物质直燃发电并网装机容量约530万千瓦，垃圾焚烧发电并网装机容量约为468万千瓦，两者占比在97%以上，还有少量沼气发电、污泥发电和生物质气化发电项目。我国的生物发电总装机容量已位居世界第二位，仅次于美国。
在装机规模快速增长的同时，覆盖范围也逐步扩大。截至2014年底，全国(不含港澳台地区)已经有29个省(市、区)建设了生物质能发电项目。分区域看，生物质发电装机主要集中在华东地区，2014年并网容量达296.69万千瓦，累计市场份额为31.31%，居全国首位。其次是华北地区和华中地区，分别为248.23万千瓦和185.4万千瓦。分省份看，山东省和江苏省生物质发电累计核准容量分别居全国前两位，分别为168.07万千瓦和139.5万千瓦，占全国累计核准容量的11.81%和9.8%。其次是湖北省、浙江省、黑龙江省、吉林省，上述六省累计核准容量占全国总核准容量的46.94%。在建容量上，江苏、吉林、湖南三省最高，分别为43.5、41.79和38.6万千瓦。
图片来源：《中国可再生能源产业发展报告2015》
行业日趋成熟
“我国生物质发电重点企业已在技术、成本方面取得明显优势，投产的生物质发电项目的盈利能力已经得到初步验证”。任东明主任这样看待生物质发电产业的发展现状。
自2010年起，我国的生物质发电项目的数量一直快速上升。由于领先的公司积极扩张，市场集中程度亦逐渐提升。当前，行业领头羊是凯迪生态环境科技股份有限公司及国能能源有限公司，两者装机容量合计超过总装机容量的三分之一;同时，存在大量规模较小的市场参与者，以及一批新的行业进入者。其中，凯迪主要雄据华南地区，而国能能源则主要布局在华北地区。而从事环保和厨卫行业的长青集团作为新晋黑马，更是从2015年9月起在5个月内，跨界投资了6个生物质发电项目。
数据来源：《中国可再生能源产业发展报告2015》
以凯迪生态清洁能源为例，其通过优化商业布局、完善运营模式和促进技术创新“稳打方向盘”，蓄积了能量，扎根站稳了生物质直燃发电领域，2015年成功上市便是明证。在行业诸多企业陷入经营困境时，凯迪走出了一条不一样的成功路，已成为目前全国范围内规模最大、布局最广的生物质发电企业。目前，该企业拥有35家生物质电站，核准容量达212.6万千瓦，并网容量达到101.7万千瓦。未来，这一规模将会扩大到111家。同时，该企业建立的燃料收集网络基本保证了燃料供应的数量和质量，破解了原料供应不足的难题，并正在积极布局林业产业资源。
当前，生物质发电行业当前正在步入一个由无序发展到有序发展、由爆发式增长到稳健型增长、由提速期向成熟期过渡的一个阶段。在这个阶段，无序的市场逐步被梳理，有序的市场逐步被建立，行业规则将日益完善，正在为今后行业的大发展蓄积正能量。
机遇与挑战并存
由于我国生物质发电的技术及设备比较落后，能源转化效率相对较低，生物质资源优势特点尚未充分挖掘，总体来看，该产业仍未完全步入发展的成熟期。特别是近年来，生物质直燃发电行业的扩张步伐有所放缓，出现了部分企业因经营业绩不佳而逃离的情况。2014年，龙源电力、大唐、华能国电、京能等发电集团陆续出售旗下生物质发电资产。一时间，媒体报道中常用“碰壁”、“尴尬”、“跳闸”等形容生物质发电行业，生物质发电产业成了烫手山芋。同时，亏损似乎也一直笼罩着一些生物质发电企业。
在中国科学院广州能源所马隆龙所长看来，这是行业发展的一个必经阶段，“随着市场规模的扩大和竞争的激烈，竞争带来的结果就是一些发电厂的效益下降，不能满负荷的发电，这种情况下，行业规模的扩张势必有一个放缓的过程”。优胜劣汰的市场竞争是任何一个行业走向成熟必经的阶段，在行业竞争由无序进入正轨的转型期和成熟期时，正是一个大浪淘沙、优胜劣汰的过程。
全球企业增长咨询公司弗若斯特沙利文(Frost&Sullivan)，基于对我国的跟踪研究，结合资源禀赋、形势发展及技术进步等因素，对我国生物质发电市场仍然很乐观：
来源：能源研究所•弗若斯特沙利文报告
前景：大势所趋，潜力巨大
潜力空间仍然巨大
据统计，地球每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率仅为3%左右，开发和利用前景十分广阔。我国作为农林业大国，每年有约9亿吨秸秆、0.8亿吨林业剩余物、30亿吨畜禽养殖粪便、1.5亿吨生活和有机垃圾，以及10几亿吨农产品加工的废水废渣，生物质资源极其丰富。根据中国工程院《中国可再生能源发展战略研究报告》，我国含太阳能的清洁能源开采资源量为21.48亿吨标煤，其中生物质占到54.5%，是水电的2倍和风电的3.5倍。随着农业、林业的快速发展，特别是我国正在有计划地研究开发各种速生能源作物和能源植物，生物质能资源的种类和产量将会越来越大(图4)。
数据来源：张铁柱.我国生物质发电行业现状及前景分析[J].中国新能源,2011(3):50-52.
除了增量带来的潜力空间，现有生物质能资源保有量仍具有较大发掘空间。《生物质能发展“十二五”规划》显示，中国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标煤，目前已利用量约2200万吨标煤，利用率不足5%。据《中国统计年鉴2014》，我国农作物秸秆理论资源量约为8.7亿吨，约折合4.4亿吨标准煤，但其中被用于工业原料的仅为3%，有15%的用于露地焚烧，被一烧了之。2015年，我国可再生能源消费量超过4.4亿吨标准煤，生物质能占比不到1/10。但在欧洲，生物质能是最大的可再生能源分支，比重已高达60%。
数据来源：《中国可再生能源产业发展报告2015》
激励与约束的政策“双向发力”
早在2006年国家发展改革委就明确规定，生物质发电项目的上网电价在各省脱硫燃煤机组标杆电价基础上，享受0.25元/千瓦时的国家财政补贴，此外，生物质发电还可享受收入减计10%所得税的优惠。此后的2010年，国家发展改革委将农林生物质发电项目上网电价统一上调至0.75元/千瓦时(含税)，补贴力度进一步加大。我国“十三五”规划也明确指出，要加快发展生物质能、地热能，积极开发沿海潮汐能资源，完善风能、太阳能、生物质能发电扶持政策。
除了激励性政策的“保驾护航”，国家还将出台相关约束性政策进一步激发可再生能源发展的活力。近期，国家能源局下发《关于建立燃煤火电机组非水可再生能源发电配额考核制度有关要求的通知》，拟对燃煤火电机组强制实行非水可再生能源的配额考核机制，2020年国内所有火电企业所承担的非水可再生能源发电量配额需占火电发电量的15%以上。对于没完成配额要求的燃煤发电企业，责令其在规定期限内完成配额要求，预期内仍未完成的，取消该发电企业的发电业务许可证。
“这个政策事实上就是强制推动能源结构调整，激活前期投入建设但运行效果不好的可再生能源发电项目，对盘活相关资产将起到重要促进作用。”广东省技术经济研究发展中心能源所陈子教所长认为该政策对生物质发电是个重大利好。
事实上，截止到2015年底，我国非水可再生能源产出仅占火电发电量的7%左右，可再生能源电量比例最高的为国电，约占6.2%，最低的为华电，仅为2.5%，均与国家预期的15%有较大的差距。可以预期，可再生能源配额制将解决“谁来买，谁来用”的问题，给包括生物质能、风电、光伏带来巨大的和可靠的市场。
“十三五”期间，我国生物质发电的相关政策将进一步明晰，生物质热电联产项目将会有大的发展。预计到2020年底，生物质发电装机将达1500万千瓦以上”，任东明主任对生物质发电的市场前景充满信心。
放眼全球：势头正劲
从全球范围来看，生物质发电仍然处于快速发展的阶段，达到了前所未有的规模。据前瞻产业研究院数据，2013年，全球生物质及垃圾发电新增装机量5.5GW，累计装机规模达到76.4GW。在欧美等发达国家，生物质发电已形成非常成熟的产业，成为一些国家重要的发电和供热方式，美国能源部预测，到2025年前，可再生能源中，生物质发电将占主导地位。包括丹麦、美国和日本等在内的发达国家在探索发展生物质发电的道路上做出了诸多有益探索。
绿色童话的丹麦
秸秆发电产业是丹麦践行绿色发展、打造绿色童话王国的成功典范，其具有显著先进性的秸秆发电技术已经被联合国列为重点推广项目。目前，在可再生能源领域，丹麦是公认的生物质能利用的强国。
1988年丹麦建成世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂，如今国土面积只有山东省面积1/4的丹麦，已建成了15座大型生物质直燃发电厂。秸秆发电等可再生能源占到丹麦全国能源消费总量的24%以上。其中，生物质直燃发电年消耗农林废弃物约150万吨，提供全国5%的电力供应。在保持GDP稳步增长的前提下，丹麦的石油消费量比上世纪70年代大幅下降了50%，成功摆脱对石油进口的严重依赖。
丹麦通过立法要求电力市场向可再生能源电力开放，规定当地电网公司有义务为可再生能源项目提供电网连接。在金融税收方面，可再生能源项目最高可以得到30%的初始投资补贴，生物质电力还可以享受二氧化碳税收返还的优惠。此外，丹麦对生物质发电的上网电价进行充分保护，生物质发电的上网电价为4.1欧分/度，并给予10年的保证期。
法治先行的美国
美国生物质发电技术处于世界领先水平，在工业生产中得到了大量利用，生物质发电量已被视为该国现存配电系统的基本发电量。
1991年美国能源部提出生物质发电计划，旨在提高生物质的转化效率，降低发电成本，改善环境，创造就业机会，提高能源安全。2002年通过的《美国农业法令》，鼓励联邦政府通过采购、直接投入资金和对可再生能源项目给予贷款等方式支持生物质能企业发展;此后还颁布了一系列法案，如2004年的《美国就业机会创造法》、2005年的《国家能源政策法》、2007年的《能源独立与安全法》、2008年的《农业新能源法案》、2010年的《生物质能研发法案》等，这些法案为生物质能等新能源的开发利用提供了宏观上的法律支持与政策规划，并就可再生能源的范围、生产标准、中长期目标、资金支持等提出了具体的计划。如《美国就业机会创造法》就提出对生物燃料的使用税费减免的优惠政策。
至2012年底，美国生物质直燃发电占可再生能源发电量的75%，有300多家发电厂采用生物质能与煤炭混合燃料技术，装机容量达22000MW。目前，美国的生物质发电并网装机容量为为1610千瓦，规模居世界第一。
循环发展的日本
在2012年7月时，在上网电价政策(FIT)系统启动后，日本生物质发电厂曾经历过一次浪潮，以废料和间伐材为燃料发电的木质生物质发电规模正在逐渐发展。生物质工业社会网络机构的数据显示，到2014年11月为止，有84个被批准的项目，包括44个未使用的木质生物质发电项目、36个木质生物质发电项目以及4个的再生木材工程。据报道，目前该国主流燃料为将间伐材和废料加工成碎小颗粒的“木质颗粒”，然而日本国内的木质颗粒生产工厂规模普遍较小，无法满足需求。为填补空缺，许多发电企业采用进口木质颗粒，2013年木质颗粒的日本国内产量约为11万吨，而进口量也高达8万吨左右。
作为一个资源匮乏的岛国，循环发展理念在日本根深蒂固，在可再生能源利用领域，日本一些地区尝试利用家畜粪便进行生物质发电，将家畜饲养、肥料生产、牧草种植及生物质发电形成一条完整闭合的循环经济产业链，产生显著的经济与节能环保效益。位于北海道别海町的“别海町资源循环中心”正在开展这项实验，并已获得成功。以100头奶牛为例，利用其粪便进行生物气发电后，可供20户家庭电力和45户家庭的热水需要。粪便发酵产生甲烷之后的残渣通过固体分离过滤形成消化液，经过杀菌处理后就形成了可供牧草使用的上好肥料。100头奶牛每天产生的消化液相当于9000日元的化肥，牧草每年所需肥料费用相当于270万日元，但如果使用液肥辅助化肥，则只需要217.8万日元，相当于每只奶头每年削减了5220日元的费用。利用这样的循环发展理念，正在打造“生物质产业城市”的别海町已经建造起了日本国内最大规模的生物质气发电项目，预计投产后，年发电量将达到9600兆瓦时，可供当地44.2%的用电量。
路径：突破“三关”赢取光明未来
作为农业大国，中国既有发展生物质能的先天条件，又承载着能源、环境的巨大压力，还对生物质产业有着巨大需求。但相比风电、光伏等可再生能源跃进式发展，生物质能一直扮演着“配角”。业内专家认为，参照国外经验及我国资源禀赋条件，生物质能应有的作用还未得到根本体现。如何继续促进生物质直燃发电行业在我国进一步发展壮大，在业内专家看来，需要突破“三个关口”：
打通政策关：打好政策“组合拳”，发挥最大“政”能量
“在生物质能开发利用的过程中，我们不仅要将生物质能当成能源产品，更需要从治理区域环境污染的功能出发，开发利用生物质能。”马隆龙所长认为需要从多个角度去理解生物质能发展的意义。“需要推动当地政府或环保部门共同参与，将环境污染治理与生物质能开发利用结合起来，搭建起当地政府、能源公司与原料提供者的三角关系，而不是生物质发电公司与原料提供者的直接关系。”
国家政策是生物质能产业的风向标，既要保障生物质直燃发电企业“能吃饱”，更要让发出的电“能卖掉”，当务之急就是要从国家能源战略高度做好生物质直燃发电产业规划，结合农业主产区、部分林区和灌木集中分布区、宜林荒山区，合理布局生物质直燃发电的站址和规模，与电网的建设、新电改、工业园区热电联产和其他能源发电方式相配合，做到因地制宜，多能互补，协调发展，形成从燃料收、储、运、发电到燃烧废料深加工的一整套产业链。在此基础上再配合以税收优惠、电价补贴、信贷支持、秸秆禁烧与回收补贴、精准扶贫、生物质直燃发电示范工程等政策激励，尤其是像至“十三五”末火电要承担15%以上非水可再生能源发电量配额这样的重大政策利好能不断加力加码，生物质发电产业定能实现崛起，孕育出环保能源领域的“新蔚蓝”。
疏通资金关：构建“绿色金融”生态，广开渠道“引水入田”
同属可再生能源，生物质发电相比受资本市场热捧的风电、光伏发电等产业，仍有些落寞。这与生物质能兼具技术密集型和劳动密集型等特点密切相关。生物质发电为实现规模经济，一般初始投资较大(通常3亿元起)，需要一定融资能力;而投产后燃料收集、运输及储运等成本，也需占用大量流动资金，且有一定波动性;再加上相对较高的运维成本，生物质发电普遍投资回报率较低。
疏通资金关的关键就在于广开渠道“引水入田”，努力形成以政府为引导、企业投入为主体、金融为支撑和社会融资相结合的投资新体系。广东省社会科学院副院长赵细康研究员认为：人类对能源利用的演变过程与应用成本密切相关，与传统能源利用方式相比，新能源应用的前期投入还相当之高，需要进一步加大政府扶持力度，不断降低企业开发新能源项目的总成本。如何破解“降成本”问题，马隆龙所长认为需要将生物质直燃发电带来的环境效益考虑进来，“生物质能开发利用会产生两种效益：环境效益和经济效益。应将产生环境效益的利用成本从总成本中剔除，由政府承担，通过政策补贴等方式返还给农民或企业，实现环境收益由全体民众共享;另一部分真正产生燃料经济价值的成本由企业承担，同时由企业享受经济收益。”赵细康副院长认为应充分发挥社会资本的作用，“充分用好绿色信贷、绿色直接融资等投融资工具，鼓励各类金融资金和社会资本向有前景的优质生物质直燃发电项目进行投资，促进生物质直燃发电实现规模化和产业化运营”。作为企业本身，也不能坐享其成，不能光靠等机会、要补贴、要扶持，患上政策依赖症，有条件的企业应主动探索通过新三板、IPO、发债等方式解决资金问题。
同时，还要进一步总结生物质经济的模式及特点，不断完善生物质产业发展的商业模式和技术路线，实时引入政府购买服务、BOT、PPP等多种生物质产业发展的商业模式。而建立碳排放交易市场，形成科学的碳交易价格机制，也有助于减轻生物质发电企业的经营压力。
突破技术关：只有创新才能赢得明天
技术是生产力，创新是企业发展的动力之源。从国际上看，生物质发电已经作为一项成熟技术得到大力推广应用。与欧美等农业发达国家相比，我国生物质能技术的研发能力总体还比较落后，正处于发展阶段。目前，国内生物质发电的技术设备有待升级，多数还依赖进口，影响了整个产业的发展。
当前，我国燃烧生物质主要用来发电，而国外通过余热回收实现热电联产，取得了较好的经济效益。一般热电联产的热效率可达75%以上，比起单纯生物质燃烧发电30%-50%的热效率要高不少。“挖掘我国生物质发电潜力的必经之路，就是要通过技术创新，提升生物质发电技术水平，提高发电效率，尤其应当鼓励生物质热电联产技术发展。”任东明主任这样向笔者阐述技术创新的重要性。而当前我国针对生物质直燃发电的引导政策，主要集中在发电侧的激励，缺乏对生物质供热的鼓励政策，使得生物质直燃发电产业的资源、经济、生态和社会等综合效益未能充分显现。如果实现生物质热电联产，则能源转化效率将比生物质直燃发电提升近一倍。因此，任东明主任认为“应鼓励生物质热电联产应用，力争在现有生物质直燃发电项目的基础上，采取就近利用原则，向有供热需求的城镇居民住宅、工业生产企业以及公共建筑等区域提供生活生产用能，实现能源高效清洁化利用”。
短期内，高压/亚临界锅炉及秸秆压块等新技术可降低产生单位电力所需的生物质原材料消耗量，而热电联产及灰渣资源化利用等也能显著提高项目的盈利能力，应成为重点推广方向。另外，还应该加强技术与管理经验等方面的交流培训，加强人才储备，为产业发展蓄积力量。
长期来看，还应以专项基金等形式，结合国情，以企业为主，针对不同技术路线分层次组织科技攻关，并组织制定技术标准，为产业发展打下坚实基础。重点加快生物质能源化利用技术创新，加强核心技术的开发和研究，加快成套设备国产化步伐，完善综合利用技术服务体系。
华南地区：蓄势待发，培育行业发展新增长点
“广东等华南地区地处亚热带，光照与水分相当充足，有利于植物生长。每年生成的包括腐败凋谢、植物与农作物废弃物、林业采伐和加工的残余副产品等可利用的生物质资源量达7000余万吨，按10-15%的利用率，每年能实现利用的量也有1000万吨左右，按照30%的能源转化率计算，也可实现替代标煤300万吨左右。”陈子教所长认为华南地区生物质资源非常丰富。
在华南地区开展生物质直燃发电具有较好的支撑条件。从需求侧来看，华南地区经济社会发展迅速，用能用电消耗持续刚性增长。2016年一季度，南方电网经营区域内的华南五省全社会用电量高达2097亿千瓦时，同比增长3.7%，较全国全社会用电量增速高出0.5个百分点。即便是在经济下行压力增大的2015年，广东全省的能源消费总量也达到了30145.49万吨标准煤，同比增长1.9%。华南地区全社会的用电、用能及用热需求仍将保持持续刚性增长，在非水可再生能源15%发电配额的约束目标下，将极大激发生物质直燃发电的需求空间。此外，秉持绿色发展理念、服务华南地区电力输送的南方电网，一直严格贯彻落实国家可再生能源并网相关政策，积极做出各项并网工程，可以为规划范围内的各类可再生能源发电全额收购和全额上网提供强有力保障。
考虑到生物质资源分布具有地域性、分散性和资源储量的有限性等特征，在华南地区发展生物质直燃发电，“需根据生物质的固有属性对其进行适度化、集中化、规模化的开发利用，做到布局要合理，管理要有效，发展要有序”。陈子教所长最后强调。
