2020年后的欧盟——生物质能何去何从？

前言：为了推进能源转型，欧盟设立了一系列气候和能源目标，从现在开始到十年之后的2030年，欧盟可再生能源占最终能源消耗的比例至少需要达到27%。目前生物质能在28个成员国的总产量已达到123 Mtoe，预计到2030年将进一步增加。为了确保2020年之后欧盟可持续生物质的最大供应潜力，同时应对能源和工业需求的变化，2016年底欧洲委员会就如何最佳利用生物质能做出了相应的规划，这些规划又会给我国生物质能产业带来怎样的启示与机遇？

欧洲生物质能现状与未来发展趋势

欧盟28国在2013年用于能源目的的生物质能占据了全球一次能源总供应量的10%，是当今非常重要的可再生能源，可以分为固态，气态和液态三种形式。其中热能是生物质能的主要消耗终端，其次是电力和运输燃料。根据德国Frauenhofer研究所的统计数据显示，欧盟28国对生物质能在不同能源终端领域的应用不尽相同，如图1所示，可以明显看到，德国在生物质能的电气化应用方面明显高于其他国家，在交通燃料领域则和法国相对持平，从总量上来看也是位居第一。

图1 欧盟各国生物质能的能源消费终端，来源：Eurostat,Fraunhofer ISI

根据预测分析，1）到2030年欧洲生物质能的最大份额将出现在波罗的海国家（立陶宛，拉脱维亚和爱沙尼亚）以及芬兰和瑞典。在这些国家中，生物质是供暖的主要来源，但瑞典和芬兰是间接利用热电联产获取生物质热能，而波罗的海地区则是直接利用；2）此外，2020年后欧洲生物质能装机量会持续增长，在某些欧盟经济相对落后国家，生物质能将主导可再生能源的扩张；3）得益于新增装机量，到2030年，生物质能将占发电量的三分之二以上；4）未来德国将持续在生物质能供能领域（热、电、燃料）维持领先地位；5）在生物质能电力供应方面，英国和波兰将实现最强劲增长，到2030年其新增生物质能产电量将产生超过10 TWh。

欧洲生物质能现存政策背景

欧盟可再生能源指令（RED，2009/28/EC）：针对交通领域生物燃料和其他领域的液体生物质给出具有约束力的可持续性标准。对于供暖和制冷部门以及发电中使用的固体和气体生物质，决定不引入欧盟范围的约束标准，而是向成员国提供非约束性建议。同时引入国家生物质可持续性要求。

欧盟委员会气候与能源政策框架通讯（COM（2014）15）：提出了2030年气候与能源的新政策框架，其中包括具有约束力的欧盟减排目标，可再生能源在能源需求中的份额以及到2030年提高能源效率。

欧盟《能源联盟框架战略》（2015）：为2020年后欧洲提出新的可再生能源一揽子计划，其中包括可持续生物质和生物燃料的新政策。

《 2015年循环经济通讯》：在审查能源联盟下的生物质能可持续性的同时确保与循环经济的一致性和协同作用。

欧盟间接土地使用变化指令（EU）2015/1513）：农业土地上种植的农作物为原料的生物燃料份额的上限为7%等。

欧盟委员会立法提案（COM/2016/479）：以整合温室气体排放与土地利用，土地利用变化和林业纳入2030年气候和能源框架，这也符合《巴黎协定》。

欧洲生物质能所面临着问题

欧盟委员会曾经在2016年初组织了一次公共咨询，为2020年后可持续生物质能政策的发展提供方向，有60％以上的人认为需要针对生物质能的可持续性采取更多的立法行动，尤其是对固体生物质和沼气。目前存在的一些问题有：

·由于森林和土壤中碳储量变化以及交通运输中产生的简介排放等导致的某些生物质能可能在其生命周期内的温室气体表现不佳；

·收获用于生物能源的固体生物质可能会通过土地利用（例如森林或农田管理）和土地利用变化（例如森林砍伐）影响生物多样性；

·生物质燃烧对空气质量的影响；

·生物质电力应用的转化效率低；

·某些用于热能和电力的生物质可能会与森林生物质的其他消费者竞争（例如，纸浆和造纸或木板行业）；

·不同的国家可持续性计划可能会导致生物质贸易扭曲并影响单一市场，从而给经济运营商带来更高的管理成本。

为了确定是否需要采取进一步的欧盟行动，重要的是分析现有欧盟或成员国的政策框架是否已经解决了这些风险，并指出是否存在政策空白，项目联合会考虑了欧盟层面的能源，气候，环境和农业政策，以及英国、荷兰、比利时和丹麦在固体生物质能可持续性方面的做法。基于所有提及的可持续性风险并将其与潜在驱动因素联系起来，绘制了如图2所示的问题树。

固体生物质和沼气供热和发电有关的可持续性风险问题树

欧洲能源目标

欧盟能源政策的主要目标如下：

1.确保安全可靠的能源供应；

2.为能源供应商建立竞争环境，以可承受的价格和具有竞争力的价格获得能源；

3.基于较低的温室气体排放量和更广泛的环境影响实现可持续的能源消耗。

关于生物质能领域，欧盟委员会指出，有必要改善生物质政策，以最大程度地有效利用生物质能，以实现强劲和可验证的温室气体减排，并允许生物质资源的各种用途之间的公平竞争。这还应包括土地的可持续利用，符合欧盟森林战略的森林可持续管理，并解决生物燃料等间接利用土地的影响。综合来看，涉及生物能源可持续性方面的主要有五个具体运营目标：

1.确保欧盟的生物能源使用有助于缓解气候变化；

2.避免直接和间接改变土地用途；

3.尽量减少对生物多样性的影响；

4.确保有效地将生物质转化为能源；

5.避免任何阻碍生物质贸易的壁垒，从而扭曲了欧盟内部市场。

解决方案

为了预测欧盟生物质能的总体供需情况，并评估已确定的政策方案的可能会带来怎样的影响，首先需要搭建一个建模框架。该建模框架将能源系统Green-X模型，地理空间ArcGIS网络模型和MULTIREG模型结合在一起，作为评估政策对社会经济影响的补充工具。这里首先对这几个分析模型进行简要的介绍。

Green-X模型

Green-X是一种专门分析欧盟及其邻国的能源系统模型，已用于与可再生能源相关的若干影响评估和研究中。该工具的核心优势是全面纳入了可再生资源和相关技术且包括了能源政策工具例如生物质能的可持续标准。根据产生的成本、支出和收益以及环境影响来评估各种政策设计的选择。

地理空间网络模型

该模型是欧洲内外部的生物质运输链模型，用于确定固体生物质的可能贸易路线并量化固体生物质贸易物流链的特定成本和温室气体排放。地理空间网络模型拥有多式联运网络，其中包括欧洲的公路，铁路，内陆水路和短途海运，以及用于欧盟外部供应链的海运路线。这些网络通过转运枢纽相连，在转运枢纽中，生物质可以变换其他运输方式（例如从卡车到轮船）。该模型优化了从需求到供应区域的最低成本和相关的温室气体排放。总成本和温室气体排放量取决于所采取的路线，使用的运输方式以及不同运输方式之间的转移次数。

以下图为例，图左是某一区域所有运输方式以及转运枢纽的示例。在欧洲大多数地区，只有公路和铁路网络可用。该模型计算了每个供应节点和每个需求节点之间的运输成本，其中需求节点包括可以共同燃烧生物质的燃煤发电厂或生物质发电厂。

图3欧盟内外部生物质运输链网络

MULTIREG模型

这是一个多国，多部门的投入产出模型，涵盖了每个欧盟成员国和世界其他地区，可以对社会经济影响进行评估。其主要数据库是来自最近发布的，由欧盟资助的世界投入产出数据库（WIOD）以及来自Eurostat的其他数据，粗略估计了政策措施对经济增加值的影响，如对国内生产总值，就业以及对中小企业的就业做出了怎样的贡献。基于Green-X模型的结果，并将特定于技术的数据与经济建模相结合。使用MULTIREG模型能够评估技术和结构变化对欧盟经济中与生物质利用有关的影响。

欧盟生物质能政策选项

通过以上各种建模分析最终给出了几个针对生物质能的不同政策选项，旨在解决欧洲生物质能发展过程中遇到的各种关键问题。

政策方案1–基准政策

即欧盟地区当前关于生物质能的一些情况，例如有关生物燃料和液体生物质的可持续性标准。此外，欧盟目前没有针对热能和电力生物质能采取其他行动。为了对根据生物质能现存问题，需要有新的替代性政策，在以下五个政策方案（政策方案2,3a,3b,4,5）中分别进行了介绍。

政策方案2–关于热能和电力的生物质可持续性标准

与政策方案1 一样，在替代性方案2中，欧盟对生物燃料的可持续性标准仍在继续，除此之外，还要将这一可持续标准扩展至固体生物质和沼气以进行热力发电。换言之即农业生物质的土地标准和遵守规则也需要与生物燃料和液体生物质的标准相同。此外，为了减少温室气体，具有一定规模的大型工厂在利用生物质能进行热电生产时，其温室气体减排的特定阈值为70％。

政策方案3a– 可持续森林管理（SFM）认证要求

就农业生物质能的土地标准和温室气体减排标准角度而言，此政策方案与选项2是类似的。除此之外，对于林业生物质能，旧的土地标准将被可持续森林管理（SFM）的新标准所代替。这意味着所有用于能源生产的森林生物质必须通过SFM认证才算符合规定。

政策方案3b–基于风险的森林生物质能政策手段

在备选方案2的基础上，基于生物质能所存在的风险进行了此项政策设定，以最大程度地减少不可持续采伐木质燃料的风险。首先要在森林生物质的生产国或其下属层级收集符合该要求的证据。如果没有证据，则将要求操作员提供关于森林拥有量级别的证据。

政策方案4–能源效率要求

就温室气体减排和土地标准而言，该方案以方案2为基础。此外，这项政策也为新的大型电力和热力设施中的生物质转化引入了最低效率标准（65％）。

政策方案5–树干木材

在减少温室气体排放和土地使用标准方面也是以方案2为基准。另外，此选项也对阔叶材生物质能的使用设置了上限。该政策选项不能涵盖当前用于住宅取暖的柴火。

五种生物质能政策选项的影响性评估

下表列出了用于评估2020年后生物质能可持续发展措施的五种政策选择的影响，相互之间的对比都是以现存的基准政策为准。

总结

综合来看，不同的替代政策选择之间存在重大的取舍。政策选择2将生物燃料的可持续性标准扩展到了用于热能和电力生产的固体生物质和沼气，对生物质能需求的影响较小。政策选项3a，3b和5限制了生物质供应的可利用性，特别是对于森林生物质，其中选项3a显然是最困难的。为了达到2030年的目标，这些选择会导致部分林业生物质向农业生物质转变，并产生相关的土地利用影响，还会造成生物质热转变为非生物质可再生电力（例如风能和太阳能）。可再生电力的份额越高，温室气体减排量就越高，但也伴随着额外的支出。而涉及能效要求的政策方案4因为对最终用途施加了限制，故而导致了生物质使用量的稍许下降，但会提升生物质热的使用。所有选择方案都将提供最低限度的保护措施，以防止生物多样性或碳储量损失的风险。引入统一的欧盟可持续性标准也将降低阻碍欧洲生物质贸易壁垒的风险以及对欧盟内部市场的影响。