我国生物质能GHG减排潜力与减排成本分析

GHG Mitigation potential analysis and mitigation cost analysis both at macro-level and micro-level will be carried out to construct scientific-based GHG balance methododoly and engage on the quantitative cost-effective analysis on the utilization of biomass in energy system. Firstly, based on some key issues including energy supply portfolio in China, co-product allocation method, bioenergy related Land Use Change emission and biomass spaptial density, a unified computing platform on Life Cycle GHG & Cost analysis will be established to provide energy consumption and greenhouse gas emissions data inventory in China.Then,the dynamic optimization model, MESSAGE, will be applied to macro-level mitigation potential analysis. Bioenergy flow network will be drafted, and various scenarios will be designed to quantify the potential impact of various climate policies on bioenergy development.

本研究拟针对如何科学的衡量我国生物质能GHG减排成本和减排潜力，以及如何按照成本-效益的原则选择最优的生物质资源能源化利用路径两个问题，开展微观和宏观两个层次的减排潜力与减排成本分析。首先，在对比分析国内外生物质能GHG排放核算方法及主要结论的基础上，根据我国特定能源结构，综合考虑共生产品分摊方法、土地利用变化相关GHG排放和生物质资源空间密度等因素，构建基于同一计算平台的我国生物质能不同技术路线的全生命周期GHG排放分析和成本分析模型，调研分析各类生物质能技术路线相关数据，系统全面地给出全生命周期GHG排放数据清单。在此基础上，应用MESSAGE能源系统动态优化模型，构建生物质能的能流网络图，定量研究我国生物质能宏观减排潜力与减排成本，并采用情景分析方法，模拟不同GHG减排政策下我国生物质能发展的可能优化路径。

如何科学的定义和衡量生物质能可持续性是生物质能研究领域最重要的议题之一。温室气体（Greenhouse Gas, GHG）减排是可持续生物质能评价的核心指标。生物质能GHG减排潜力并不是一个全新的研究题目，保障能源安全与减缓GHG排放是全球生物质能源规模化发展的主要推动力量。但是近些年来这个研究题目不断面临新的挑战。传统观点认为，植物在生长过程中会吸收空气中的二氧化碳，具有固碳效应，可以抵消生物质能在使用阶段的排放，因而生物质能被视为具有碳中和性质。但是，越来越多的研究发现，生物质能是否可以以及在多大程度上可抵消其使用阶段的排放取决于它是怎么被生产出来的。沿着不同的技术路线，生物质能可能具有完全不同的GHG排放特征。因此，对我国生物质能GHG排放进行科学核算和系统梳理，具有重要的理论和应用意义。本研究对我国生物质能减排潜力和减排成本进行了系统分析，开展了微观和宏观两个层次的研究。首先，构建了中国生物质能技术经济、全生命周期能耗和GHG排放模型（C-B3EAM），对30项生物质能技术当前以及未来关键时间点的经济性和全生命周期能耗和GHG排放情况进行了核算，分析了主要影响因素，并且得到了各种生物质能技术层面的微观减排成本。其次，构建了生物质能系统分析模型（C-BSAM），该模型可根据成本-效益原则模拟各种生物质能技术之间，以及生物质能技术与其它能源技术之间的替代竞争关系。基于情景分析，本研究对生物质能中长期发展潜力进行了展望，并对不同情景下的宏观减排成本进行了分析。最后，结合以上研究成果，对本研究可能的政策应用进行了探讨。政策应用体现在两方面，一是建议我国设立可持续生物质能标准，同时提出了我国可持续生物质能标准的GHG减排的建议门槛值，即以能源植物为原料的生物质能技术全生命周期GHG减排在2020年前达10%以上，后期逐步升高到50%；以农林业剩余物和废弃物为原料的生物质能技术全生命周期GHG减排量达30%以上，后期逐步升高到60%以上；二是基于经济性、能耗和GHG排放三维度，对生物质能技术进行分类，提出不同的经济激励政策建议。