全球生物质能发展这些趋势值得关注——加拿大篇

国际能源署生物质能执行委员会（IEA Bioenergy Executive Committee）发布了《2021 IEA 生物质能国家报告》。报告统计了截止到2019年IEA各成员国生物质能的发展情况，包括了中国、欧盟、美国、法国、英国、巴西、印度、日本、加拿大等共计27个国家和地区。内容涵盖了可再生能源（生物质能，核能，水能、太阳能、风能）各自的占比，以及各国生物质能在电力、供热和交通各应用中的发展情况。中国产业发展促进会生物质能产业分会将基于本报告进行国家系列专题报道，就主要国家的生物质能发展情况进行详尽的剖析。

本篇将以加拿大作为研究案例进行研究分析，将从能源消耗、生物质能的组成以及法律政策方面介绍加拿大生物质能整体发展情况，供行业人士参考。

2019年，可再生能源占加拿大能源供应总量的16%，在最终能源消耗中的份额为25%。三分之二的可再生能源来自水力发电，四分之一来自生物质能发电。化石燃料在加拿大的消费——尤其是天然气——仍在增长，而可再生能源的数量在过去十年中一直相当稳定。水电在电力生产中占主导地位，大多数生物质能源用于供热，特别是林业生物质资源。加拿大的人均运输燃料使用量很高，目前占加拿大运输能源使用量的3%左右，之前的政府支持政策帮助促进了加拿大生物燃料行业的发展，然而，化石燃料的使用仍在增长。加拿大是一个人口密度低、森林面积大的大国。然而生物质能源的使用与其潜力的关系不大。在部署生物能源方面仍有可能取得很大进展，特别是在森林工业中的林业生物质资源、城市固体废物变能源以及可再生燃气等。

加拿大设定了到2030年温室气体排放减少40-45%（以2005年为基准），到2050年净零排放的目标。这些目标是由众多政策和项目相关生物质能源，包括清洁燃料法规（2022年实施）和最近宣布的15亿美元清洁燃料基金，将支持建立新的国内清洁燃料生产能力，建立生物质供应链，并开发启用代码和标准。

1.国家概况

加拿大国土总面积897万平方公里，人口3740万人。林业用地接近40%，而农业用地仅占6%。因此加拿大农林生物质资源非常丰富。

从能源消费结构上看，加拿大的人均最终能源消耗约为5.5 吨油当量 (toe)，是所有 IEA 生物质能成员国中人均消耗量最高的国家。工业、交通运输和住宅/服务各占加拿大能源消耗的三分之一左右。用于交通运输的能源使用量非常高（比 IEA 生物质能成员国的平均水平相比高出一倍多），这或许是因为人口密度低需要大量能耗在国内长途旅行上。相比之下，住宅能源消耗量也高于其他国家，这可能与加拿大的北部气候有关（较高的国内供暖要求）。

表1. 2019年加拿大全行业人均能源最终消费分布。

近年来，加拿大政府做出多项承诺，以实现温室气体排放减排目标，制定并通过了加拿大的有史以来第一个国家气候计划《清洁增长和气候变化的泛加拿大框架》。从碳污染定价；减排的补充行动；气候适应能力；以及清洁技术、创新和就业四个方面实现其减少温室气体排放的目标。预计到 2030 年将比 2005 年的二氧化碳水平降低 30%。

2020 年 12 月，联邦政府提出加拿大加强气候计划，提出将建立一个更强大、更清洁、更有弹性和包容性经济。该计划包括 64 项新措施和150亿加元的投资。2020 年 11 月加拿大议会提出净零排放责任法案，正式确定加拿大到 2050 年实现零碳排放。

在 2021 年 4 月的领导人气候峰会上，加拿大总理承诺到 2030 年二氧化碳排放量比 2005 年的水平低 40-45%，到 2050 年的实现零排放。

如图1所示，2019 年加拿大的总能源供应为 12,795 PJ，其中化石燃料（石油、天然气、煤炭）在总能源供应中超过75%。其中最主要的能源为天然气占 38%，高达4894 PJ，其次是石油34% 为4309 PJ。煤炭产品在总能源消耗量的4.5% 为580 PJ，核能为 9%(1104 PJ)。可再生能源占能源供应总量的 16%，总计 2067 PJ，其中 1367 PJ 来自水电，566 PJ 来自生物质能，118 PJ 来自风能。

自 2010 年以来，能源供应总量每年 以1.5% 左右的速度稳步增长。与 2010 年相比，煤炭占比从9%下降到4.5%，石油占比从37%小幅下降到34%。另一方面，天然气的份额从 29% 大幅增加到38%。在过去的 20 年间，可再生能源在能源供应总量中的占比保持相对稳定在16% 到 18%。其中三分之二的可再生能源供应来自水电，每年供应大约 1370 至 1420 PJ。生物能源占比近5年略有下降从 600 PJ 下降到 560 PJ，约占能源供应总量的4.4%。

图1：2000年至2019年加拿大能源供应量及组成

2.生物质能总体发展

图2主要介绍了加拿大生物质能变化过程。生物质固体燃料占加拿大生物能源的大部分 (80%，绿色部分)，但生物质固体燃料的份额在生物质能的比例一直在缓慢下降，而其他类型的生物质能已开始增长。大多数生物质固体燃料用于工业，但随着工业的收缩，这一份额正在稳步下降纸浆和造纸行业。运输生物燃料的供应量大幅增加（从 2007 年的 7 PJ 增加到2019 年的 93 PJ），尤其是生物乙醇（蓝色部分）和生物柴油（黄色部分）。

图2：2000年至2019年加拿大生物质能供应量及组成

3.加拿大生物质能在不同部门的使用

生物质能在电力、交通和供热等终端能源消费中的占比约为6.2%。其中生物质发电占总用电量的1.8%；生物燃料占交通运输能源消耗的3.2%，而生物质能供热为11.8%。

3.1 电力

水电约占加拿大发电量的 60%（蓝色部分），其次是化石燃料 (18%)和核能（16%，红色部分）。煤炭发电（黑色部分）正在从加拿大各地逐步淘汰。其他可再生能源发电包括风能、太阳能和生物质能发电。自2008 年以来，风力发电量显着增加，至2019年，风电占总电力供应的 5%。在过去十年中生物质发电一直保持相对稳定，约每年10 TWh（绿色部分）。

图3：2000年至2019年加拿大电力供应量及组成

3.2 供热和燃料领域应用

图4展示了近20年来加拿大燃料和供热演变过程。由图可知，供热和燃料仍主要来源于化石燃料包括天然气和石油。用于取暖的天然气从 2010 年的 1540 PJ 增加到 2019 年的1945 PJ。生物质供热约占加拿大总供热的 12%，但近些年来一直在稳步下降（2007 年为 17%）。生物质（绿色部分）燃烧供热约有三分之二用于工业用途，另外三分之一用于住宅供暖。

图4：2000年至2019年加拿大供热和燃料供应量及组成

3.3 交通运输业的应用

图5显示了加拿大交通运输中使用的能源类型。2019 年汽油仍旧是主要的运输燃料占据总运输业消耗的54%，并且有逐年增涨的趋势。天然气（红色部分）也用作运输燃料，约占运输能源的 5%。生物质燃料近些年来蓬勃发展，目前占加拿大交通能源使用量的3.2%，包括生物乙醇（从 2005 年的 7 PJ 增加到 2019 年的 67 PJ，绿色部分）和生物柴油（从 2009 年的 5 PJ 增加到 2019 年的26PJ，黄色部分）。

图5：2000年至2019年加拿大交通运输业供应量及组成

4.加拿大生物质能研究重点

2018-19 年度，联邦政府为新能源研究开发项目的支出为 6.78 亿加元，省和地区政府支出约为 4.81 亿加元，总计高达 11.59 亿加元。这比 2017-18 年度增加了 3.6 亿加元。加拿大联邦政府出资支持加拿大各大学和学院、联邦和省的生物能源相关研究项目实验室和工业。其中包括：

加拿大自然资源部的加拿大林务局开展研究以评估加拿大的生物质可用性以及生物质能、生物产品和生物化学品的技术、经济和市场研究，以识别和评估加拿大循环森林生物经济的机会。此外，资助科学家开展研究以不断改进对生物量可用性的估计，以表征各种类型森林生物量，并确定最适合生物质的转化途径。

加拿大自然资源开发能源研究发展办公室支持的一系列生物质能发展项目。2019-2020 年，该办公室投资超过 5 亿加元用于 300 个能源创新和清洁技术研发项目。该办公室提出能源研究与发展计划，该计划一直持续到 2019 年和为联邦部门和机构提供资金用于内部研发支持可持续能源发展。此外，能源创新计划（EIP），旨在支持清洁能源创新，包括可再生能源。

加拿大国家研究委员会提出先进清洁能源计划，该计划旨在通过使用生物废弃物为原料来进行生物质能研究。该计划侧重于原料低碳燃料的表征、生物和热化学生产技术和展示生物燃料在各种应用中的有效利用，例如运输和发电等。

从数据上看，加拿大生物质能市场整体保持稳定，但是值得注意的是，加拿大的生物质能正从初级的燃烧发电供热逐渐转向高附加值的燃料生产，从生物乙醇和生物柴油的快速增长似乎可以得到验证。加拿大生物质能发展启发我们需要加大对科技的研发投入，向高价值产品迈进。