国内外生物能源发展现状

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1、国内外生物能源发展现状中科院上海高等研究院目 录1、生物能源概念、可利用类型及特点32、国外生物能源发展概况42.1 几种主要类型生物质能发展情况42.1.1 生物质发电42.1.2 生物质液体燃料52.1.3 生物沼气62.1.4 生物质固体成型燃料72.2 主要国家生物质能发展情况72.2.1美国72.2.2巴西82.2.3欧洲92.2.4印度112.2.5日本112.3 相关政策、法规122.3.1欧盟国家132.3.2美 国162.3.3日 本172.3.4巴 西183、国内生物能源发展概况(资源分布、利用现状)193.1发展现状193.2几种主要类型生物质能发展情况203.2.1 生

2、物质发电203.2.2 生物质液体燃料213.2.3 沼气223.2.4 生物质固体成型燃料223.3 相关政策、法规244、上海地区生物能源发展现状264.1资源潜力264.2发展现状274.2.1生物质发电274.2.2生物质液体燃料274.2.3生物质能装备284.3能力建设284.4政策现状284.5制约因素285、生物能源发展趋势分析及应用评价295.1直接燃烧和发电315.2气化发电技术315.3 沼气工程315.4生物液体燃料325.4.1燃料乙醇325.4.2生物柴油325.5生物质裂解336、上海市生物能源发展目标与发展战略346.1 发展目标.346.2 发展战略.347、

3、对上海市发展生物能源的建议357.1 上海市生物能源发展重点357.2 对上海市发展生物能源建议351、生物能源概念、可利用类型及特点生物能源是指利用自然界的植物以及城乡有机废物转化、生产的能源，主要包括生物质发电（包括作物秸秆、生活垃圾、禽畜粪便等）、生物质制燃料乙醇（包括粮食作物、经济作物、农林废弃物等）、生物质制生物柴油（包括油料作物、油料林木、微藻等）、生物质裂解制油、生物制氢、生物质制沼气、生物质固体成型燃料等，纵观国内外生物质能发展技术与前景展望，目前最有前景、最容易实现产业化的技术应该是生物质发电、生物质制燃料乙醇与生物质制生物柴油技术，但从长远来看，生物制氢技术也是非常有前景的

4、生物质能产业化技术。生物质燃烧发电是以农林废弃物、生活垃圾为原料，通过特殊的燃烧设备（锅炉）燃烧发电。生物质发电工艺有三种类型：生物质在锅炉的直接燃烧发电、生物质-煤混合直接燃烧发电、生物质气化发电。燃料乙醇是利用粮食作物、经济作物、农林废弃物等淀粉质、纤维类物质为原料，利用微生物发酵技术生产乙醇，最后经脱水、加变性剂后的燃料乙醇。生物柴油是利用油料作物、油料林木果实、废餐饮油、油脂加工下脚料等油脂为原料，利用化学、生物催化剂与甲醇或乙醇，通过酯交换反应生产的脂肪酸甲酯或乙酯即生物柴油。生物制氢是利用有机废弃物或有机废水为原料，在光合微生物和厌氧微生物的作用下产生氢气。生物质裂解制油是以农林废

5、弃物、有机生活垃圾、畜禽粪便等为原料，在高温、高压的作用下生产的液体燃料。微藻制油是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。生物沼气是指利用城市生活垃圾、农作物废料甚至污泥等分解产生的气体，主要成分为甲烷和二氧化碳，可用于发电和供热。根据产气来源不同，“生物沼气”的品质也不同。甲烷含量越高，品质越好。一般而言，农作物废料产生的气体品质要远高于市政垃圾产生的气体，后者往往含有有害金属，需要通过过滤才能用于发电或输入天然气管道，增加了生产成本。生

6、物质固体成型燃料是指通过专门设备将生物质压缩成型的燃料，储存、运输、使用方便，清洁环保，燃烧效率高，既可作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可作为城市分散供热的燃料。随着加工生物质固体成型燃料技术不断发展，大量的生物质固体成型燃料又是一种很好的生物质发电厂的生物燃料。2、国外生物能源发展概况生物质是目前世界上最广泛、大量利用的可再生能源，据估计占世界一次能源供应量的11%，但绝大部分都是在发展中国家通过传统低效的火炉为农村家庭的炊事提供热能，只有一小部分是在发达国家和部分发展中国家通过现代技术和设备进行集中或分散发电、供热、供气和制取液体燃料。后者代表了生物质能利用的发展方向，并展现了巨大的发展潜

7、力。到2010年底，全世界生物质发电总装机容量超过了6000万千瓦，主要集中在北欧和美国；生物燃料乙醇年产量约7000万吨，主要集中在巴西、美国；生物柴油年产量约1750万吨，主要集中在德国、美国、法国。沼气已是成熟的生物质能利用技术，在欧洲和印度等地已建设了大量沼气工程和分散的户用沼气池。 美国计划2012年将生物能源在交通运输中使用的石油制品中添加比例增加到7以上。欧盟计划10年内在交通运输中添加5.75的生物能源。日本计划在未来10年内将生物能源添加比例增加到10。巴西在未来10年内将生物能源比例增加到20-25。2.1 几种主要类型生物质能发展情况2.1.1 生物质发电生物质发电工艺有

8、三种类型：生物质在锅炉的直接燃烧发电、生物质-煤混合直接燃烧发电、生物质气化发电。其中，生物质直燃发电技术在欧洲应用普遍，技术基本成熟并得到规模化商业应用，其技术路线为 “锅炉+汽轮机/斯特林发动机（通常为热电联产，即CHP）”，其中，汽轮机发电技术为常规技术，一般应用于中型以上发电系统，斯特林发动机发电技术处于技术开发和示范阶段，是欧洲目前重点支持研发的生物质利用方面的主要技术。近年来，通过生物质与矿物燃料的混合燃烧发电方面的研究和示范应用，表明混燃可提高生物质发电的效率，且当生物质的比重不高于20%时一般不需对现有设备作改动，是生物质燃烧发电的发展方向。生物质气化联合循环发电有望提高总体能

9、源效率，世界上很多发达国家把它作为国家级示范工程进行推广，提高。世界上生物质发电比较成功的国家有奥地利、丹麦、芬兰、法国、瑞典、德国、美国等发达国家。尤其是芬兰，生物质发电量占本国发电量的11%，居世界第一。丹麦BWE公司研发的秸秆直接焚烧发电机组也广泛应用于世界各国。我国也已引进此技术。到2010年底，全世界生物质发电总装机容量超过了6000万千瓦，主要集中在北欧和美国。2.1.2 生物质液体燃料生物液体燃料具有替代石油产品的巨大潜力，主要包括燃料乙醇和生物柴油。随着国际油价的持续攀升，提高了生物液体燃料的经济性，在一些国家和地区已经具有了商业竞争力。生物液体燃料方面新技术的研发，在很大程度

10、上取决于解决生物燃料生产的原料供应问题。目前生产液体燃料大多使用的是粮食类作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等，但是从能源的投入、产出分析，利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的。因此，利用木质纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一。2010年全球燃料乙醇产量超过了7000万吨， 生物柴油产量超过了1750万吨。由于利用粮食类作物生产液体燃料不是很经济，一些国家开始利用木质纤维素制取燃料乙醇来降低生产成本。目前，加拿大已经建成首家用麦秆生产燃料乙醇的工厂；壳牌投资4600万美元建设年产20万吨的燃料乙醇商业化生产线，德国正在开发使用木材和麦秆等生产高级柴油的技术。

11、美国能源部也支持了多个投资巨大的纤维素乙醇中试及产业化攻关项目，旨在利用木材、稻草、玉米秸等纤维素废料生产燃料乙醇。2.1.3 生物沼气主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水，是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前，发展中国家主要发展沼气池技术，以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池；而发达国家则主要发展厌氧技术，处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前，日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便，而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。欧洲“生物沼气”利用前景看好，在1997年欧

12、盟出台的可再生能源白皮书中，曾提出到2010年欧洲“生物沼气”的使用量要相当于1500万吨石油当量。目前看来这一目标难以实现，但有研究预计2010年欧洲“生物沼气”产量可以达到600万到900万吨石油当量。在欧洲各国中，德国开发的热电组合装置（）成为利用“生物沼气”的主要设备，其可同时供热和发电。英国“生物沼气”的使用量也在稳定增长，伦敦市政府已经制订了一份利用垃圾实现城市供电的大胆计划。法国由于在欧洲各国中农业种植面积最大，被认为是最具“生物沼气”发展潜力的国家。另外，丹麦和瑞典政府也明确提出将“生物沼气”作为能源供应的重要组成部分。“生物沼气”以其良好的环保性正受到欧洲各国越来越高的重视，

13、未来发展前景看好。2005年到2006年间欧洲各国“生物沼气”的使用量增长了13.6。2.1.4 生物质固体成型燃料美国在20世纪30年代就开始研究生物质致密成型燃料技术及其燃烧技术，并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备，日本在20世纪40年代开始研究机械式活塞式致密成型技术处理林业废弃物，与1954年成功研制出了单头、多头螺杆挤压棒状致密成型机。在亚洲，泰国、印度等国也建立了不少生物质致密成型燃料专业生产厂。目前，德国有100多家颗粒成型燃料工厂，主要以木屑、木片、枝、边角料等生物质为原料。瑞典有生物质颗粒成型燃料加工厂10多家，企业的年生产能力达到了20多万吨。n 2.1.5微藻生物柴油全球

14、石油俱乐部（The Global Petroleum Club）评估结果显示，1公顷海藻年能生产96000L生物柴油；与之相比，1公顷油椰子年生产5950L生物柴油，而公顷大豆年只能生产446L生物柴油。美国Valcent公司2007年12月发布的试验报告表明，该公司利用高密度垂直式生物反应器持续90天，每天平均获得g / 海藻干物质，根据试验结果推算，相当于每年每英亩（acre = 4046.86 平方米）海藻干物质产量可以达到276t，干物质油脂含量达到50%，因此每年每英亩可以生产138t生物柴油。2.2 主要国家生物质能发展情况2.2.1美国 2000年，美国通过了生物质研究开发法案，

15、启动了生物质能源研究计划，吹响了进军生物能源的号角。美国总统布什在2007年的国情咨文中提出了“10年减20%”的目标，即用10年的时间使汽油消费下降20%，要达到这个目标，其生物燃料的产量在现有的基础上再增加七倍，达到350亿加仑（1.05亿吨）。目前，美国在生物能源的研发投入已超过10亿美元，白宫在2007年农业议案中提议为纤维素乙醇开发提供12亿美元的拨款和21亿美元的贷款。同年3月，美国能源部投资3.85亿美元资助6家纤维素乙醇生产企业，计划在2011年使生产成本与玉米乙醇相当，实现纤维素乙醇生产技术的商业化。生物质能利用占一次能源消耗总量的4左右。用生物质能发电总装机容量已超过100

16、00MW，单机容量达1025MW。到2010年，美国物质能发电的总装机容量超过1000万千瓦。纽约的斯塔藤垃圾处理站投资20000万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料；开发出利用纤维素废料生产酒精技术，建立了1MW的稻壳发电示范工程，年产酒精2500t。STM公司是美国通用汽车公司发展斯特林发动机技术的专业公司，研制出的STM4120发动机被美国能源部评价为世界上最先进的斯特林发动机，可与沼气技术或生物质气化技术相结合，构成50kW左右的村级生物质能发电系统。普林斯顿大学能源与环境中心，在研制以生物质燃气为燃料，发电功率为200kW的小型燃料电池燃气轮机发电系统。 美国能

17、源部在2007年3月发布的2008年度能源展望中指出，到2030年，生物燃料计划中产自玉米的乙醇为150亿加仑。但这150亿加仑乙醇到2030年仅能满足5.6%的汽车燃料需求。2010年美国生物柴油年生产能力达 100 万吨以 上。2.2.2巴西2005年它的生物质能源比例已占全部能源的29%，其中薪柴和甘蔗占生物质能的5060，其余是农业废弃物。而同期世界的生物质能源应用比例仅为11%，如加上水电、核电，巴西的可再生能源比例已达到44.7%，同期世界的可再生能源应用比例仅为14%。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划(原料主要是甘蔗、木薯等)，目前乙醇燃料

18、已占该国汽车燃料消费量的50以上。用甘蔗提取酒精是目前巴西生物质能源的主要构成部分，约占巴西全部能源的13.9%，巴西广泛使用酒精燃料，极大的缓解了石油能源价格危机，同时酒精是一种清洁能源，对环境无污染，实现了环境和生态的可持续。巴西保持世界燃料乙醇生产和使用的领先地位，目前消费量达1073万吨/年，汽油将继续调合高达22%24%乙醇。巴西有近400万辆以乙醇为燃料的汽车，乙醇的消费量已占到全国汽车燃料消费量的43%。巴西政府计划在未来7年内，甘蔗产量将从目前的4.27亿吨增加到6.27亿吨，新建89家乙醇燃料生产厂。到2013年，乙醇燃料的年产量将扩大到350亿升，其中约100亿升将用于出口

19、。巴西还研究开发了乙醇和汽油混用的汽车发动机，目前巴西 销售的新车一半以上是这种“灵活燃料”汽车。车主可以自由选择添加的燃料类型，可以是石油，可以是乙醇，也可以是石油和乙醇的混合物。巴西近几年加大了研发生物柴油的计划。巴西政府于2004年12月6日公布了实施生物柴油的临时法令，宣布巴西将于2007年开始必须在矿物柴油中掺加2%的生物柴油，到2012年增加到5%。作为柴油机车的动力，也可以作为发电动力。巴西生产生物柴油的主要原料是蓖麻、棕榈油、大豆、棉籽油、向日葵和玉米等。2.2.3欧洲 欧洲是生物质能开发利用非常活跃的地区，新技术不断出现，并且在较多的国家得以应用。1991年，在瑞典瓦那茂兴建

20、了世界上第一座完成的生物质气化燃气轮机发电机-汽轮机发电机联合发电厂，净发电量6MW，净供热量9MW，系统总效率达80以上。该国用催化裂解法处理生物质燃气中的焦油水平处于世界领先地位。在芬兰，使用上流式气化炉生产生物质燃气，用于区域集中供热，已达到商业化水平。该国的生物质气化设备制造厂在1988年前生产的9套设备，分别安装在芬兰、瑞典各地运行。在芬兰有世界上第一个以泥炭为原料用气化合成氨的方法来生产化肥的厂家。近十多年来，欧共体开展了将木料气化合成甲醇的研制工作，先后已有数个示范厂，德国已广泛应用含13甲醇的混合汽油供汽车使用，在法国、捷克、瑞典、西班牙、前苏联等国，都在开发应用甲醇和乙醇的液

21、体燃料。在荷兰、英国、比利时、希腊、葡萄牙等国，开展了用生物质热解法制取生物油的研究，生物油经改性后可作液体燃料。欧洲有的国家，还利用植物油作燃料的开发和研究。英国在研究应用基因技术改良油菜品种，以期提高产量，并使菜籽中的脂肪酸碳链由18个碳原子缩短到8个左右，获得优质菜籽燃油。瑞典在研究用适当配比菜籽油和甲醇的方法，获得生物柴油。由于2003年后石油价格的翻番、灾害天气对能源供应的影响以及天然气管线的纠纷等因素，促使欧盟加速寻找可替代的资源。生物燃料已证明是可以信赖的石油替代品，在许多欧盟国家的柴油中已添加了低含量的生物柴油，一些大公司宣布其上亿欧元的投资计划，汽车制造商也将高混合比的生物乙

22、醇汽车投放市场。从欧盟各国20032005年生物燃料的市场份额来看，虽然到2005年底未能达到2的目标，但在2年中生物燃料的市场份额也翻了一倍，其中生物柴油达14，而生物乙醇仅占汽油份额的04，各国的情况也差别很大，德国和瑞典已超过目标值，而某些国家尚未起步。不过这种差别将逐步消失，因为从2005年开始，又有13个国家对生物燃料予以税收减免，8个国家将生物燃料作为强制性义务。欧盟委员会2005年12月7日批准了一项旨在增加使用以森林、农业和废物为原料的能源的生物能源行动计划。在利用生物燃料用于交通方面，欧盟的行动计划主要内容是制订要求供应商在所销售的常规燃料当中生物能源占据最低限额的比重。欧盟

23、还将于2006年出台报告，要求各成员国政府制定市场上生物燃料的销售份额。目前这一比例仅仅为0.8%，这使得欧盟在2003年制定的有关在2010年使这一份额达到5.7%的目标成为泡影。行动计划提议改进有关燃料的标准，以鼓励在交通、取暖和发电方面更多地使用生物能源。行动计划还建议加强研发领域的投资，特别是开展从木材和垃圾当中生产可燃液体燃料的工作。行动计划还将发起一个教育宣传活动，使得农民和林业主对开发能源作物产生兴趣。此外，欧盟还计划通过立法以提倡利用可再生能源取暖。2005年21个成员国仅有2个国家达到设定的指标，平均值仅为指标的52。目前欧盟有19个国家已确定了其到2010年的目标，如果都达

24、到预定指标，届时，生物燃料的份额在欧盟将达545。根据以前的实际经验，在目前的政策和措施下，2010年生物燃料的份额可能只能达到42，用数学模型预测的结果更低约为2439，欧洲大部分的咨询机构包括欧盟委员会，也都认为不太可能达到法令中预定的目标值。德国和瑞典是2个使用生物燃料较成功的典范，德国主要靠生物柴油，瑞典重点在生物乙醇。两国在推广使用生物燃料上有许多共同之处，即都积极开展生物燃料的活动多年，政策上即鼓励高混合或纯生物燃料，也鼓励与当前的市场和发动机实际相符合的低混合生物燃料，免除对生物燃料的税负并不设上限，国产和进口并举（瑞典主要从巴西进口，德国从其它成员国进口），两国都投资于生物燃料

25、技术的研发，把第一代生物燃料技术作为第二代技术的桥梁。 2005年和2006年，欧盟的一些成员国开始引用一种新的推动机制，即生物燃料义务机制，法国和奥地利目前已开始实际应用这种机制。2005年1月，法国确定了2的义务份额，但由于市场的成熟度不够，一些燃料供应商采取交付额外的税款的方式来替代使用生物燃料，使得未能达到确定的义务份额。2005年10月，奥地利确定了25的义务份额，取得了明显的效果，在最后一个季度生物燃料的份额达到32。根据欧盟的计划，到2010年生物能源的产量可望增加到1100万吨。2.2.4印度印度年产薪柴0.284亿吨左右，工业废弃物和农业副产物(秸秆等)年产246亿吨。在发展

26、中国家，印度的生物质能开发利用搞得比较好，以前沼气应用比较多，近期生物质压缩成型、气化技术等进展显著。生物质气化炉与柴油机发电机组成的3.7kW、25kW、70kW及100kW系统中，l00kW系统发电效率为35。发电用于水泵、磨谷机和其他小型电气设备，其中3.7kW发电系统已推广应用数百台。生物质气化炉产出的燃气还用于烟草、茶叶、食品、木材加工等生产过程中。2.2.5日本2002年12月27日日本政府内阁会议通过的6个相关省府农林水产省、内阁府、文部科学省、经济产业省、国土交通省、环境省联合提出的“日本生物质能源综合战略”，构筑了日本综合性灵活利用生物质能源作为能源或产品，实现可持续性的资源

27、循环利用型社会的蓝图。以2010年为期，主要在生物质方面制定了具体目标。1) 技术方面的目标 开发可直接燃烧和燃气物质等含水率低的生物质转换成能源的设备技术，具体实现。日处理量20吨的生物质转换设备能源变换效率为20%电力或者说80%热量。日处理量100吨的生物质转换设备能源变换效率为30%电力。 开发甲烷（沼气）发酵等含水率高的生物质转换成能源的技术，具体实现日处理量5吨的生物质转换设备能源变换效率为10%电力或者说40%热量。 开发生物质制作产品的技术，和现在已经由生物质制成的塑料产品一起，加强生物质在木质素、纤维素等方面的应用，制作出可用的新产品10种以上。2) 地域方面的目标建立500

28、个城镇具有用碳素量换算为废弃物类生物质90%以上可利用、未利用生物质40%以上可利用的处理系统。3) 全国性的目标在展开对废弃物类生物质的利用方面，实施促进食品循环资源的再生利用等相关法律和废品资源再利用的义务化等措施。今后随着相应制度的建立，收集、输送，变换的高效发展，相当一部分的废弃物生物质可以得到利用。除了废弃物生物质，对于还未利用的生物质的利用，设立收集的系统设备、建立加工处理企业，从中的一部分投入期望可以达到经济效益。化工石油资源的价格和地球温室化的变化发展，资源作物作为能源和产品的原料将得到灵活应用。具体要求达到：用碳素量换算为废弃物类生物质80%以上可利用、未利用生物质25%以上

29、可利用；资源作物用碳素量换算可利用量为10万吨。日本的目标是在2010年换算成原油相当于101万千升，生物质能发电达到33万千瓦。日本是较早研究生物柴油的国家，生物柴油也称为再生燃油。1999年建立了用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验基地，采用煎炸油可降低原料成本。到2002年，日本生物柴油年产量已达40万吨。n 2.2.6 阿根廷2010年阿根廷生物柴油产量达到万吨，比年猛增了，取代美国成为世界第四大生物柴油生产国。近年来阿根廷生物柴油生产规模不断扩大，从年至年，阿根廷生物柴油生产能力增加了倍。去年，阿根廷超过美国，成为仅次于德国、法国和巴西之后的世界第四大生物柴油生产国。2.3 相关政

30、策、法规发达国家发展生物质能的目的有着本质的不同。20世纪80年代，发达国家发展生物质能的基本动力是受石油危机的影响，解决能源短缺的问题；进入90年代，发展生物质能的主要目的则演变为解决环境问题。无论是前者还是后者，都给生物质能技术的发展提供了市场需求，从而带动了生物质能产业的发展。由于政治取向、公众环境意识不同，发达国家之间也存在着差别，可分为两类：一类是以欧盟成员国为代表的欧洲国家，它们迫于气候变化的压力和对京都议定书的承诺，力求发挥生物质能环境友好的特点以帮助实现温室气体减排的政治目标，因此追求迅速扩张规模，确保在能源结构中占有一席之地。另一类是以美国为代表的北美和澳洲以及日本，发展生物

31、质能的动机也一定程度上基于对气候变化公约的承诺，但在行动上更着眼于未来，试图利用市场和竞争的手段完成生物质能技术的商业化过渡。发展中国家也大体上分为两类：一类是以巴西和印度为代表国家，发展生物质能是为了缓解急迫的能源短缺问题，因此采取了强有力的经济、行政措施。巴西采用了优惠的经济激励政策，利用其丰富的生物质资源发展生物酒精，替代了约50的汽油等汽车燃料。另一类是以中国等国为代表，发展生物质能具有多重的目的，最初主要是解决农村和边远地区能源短缺问题和环境问题，重点发展沼气、省柴灶、秸秆供气等技术；而后，参考世界技术、政策潮流，依据本国的燃油安全、环境保护等背景，试图将生物质能发展纳入国家总体能源

32、发展战略之中。（IEA，2002）由于不同国家发展生物质能的目的有所不同，所以各国所采取的保障措施以及经济政策也会各有倾向性，下面就介绍国外几个有代表性的国家和地区与生物质能发展相关的政策情况。2.3.1欧盟国家欧盟国家经济社会发达，能源利用技术先进，能源消费水平比较高。2002年，原欧盟15国的能源消费量为21亿吨标准煤，其中石油占40%、天然气占23.4%、核电占15.6%、煤炭占14.8%、可再生能源占6.2%。2002年，原欧盟15国能源的对外依存度为50%，其中石油的80%依靠进口，天然气的50%依靠进口。为了减少欧盟能源的对外依赖，保证能源安全供应，占领全球能源技术的前沿，同时也是

33、为了履行京都议定书规定的到2012年与1990年相比减少温室气体排放8%的义务，欧盟对可再生能源的发展高度重视。1997年，欧盟发布了欧盟战略和行动白皮书，提出到2010年，欧盟可再生能源的消费量要由1997年的约6%提高到12%，并对各种可再生能源提出了明确目标，如风电要达到4000万千瓦，太阳能发电要达到300万千瓦，生物质能的利用量要达到2亿吨标煤。2001年，欧盟发布了促进可再生能源电力生产指导政策，要求到2010年欧盟电力总消费的22%来自可再生能源，并规定出了各成员国要达到的目标，如德国为12.5%、丹麦为29%、瑞典为60%、意大利为25%。2003年，欧盟又发布了欧盟交通部门替

34、代汽车燃料使用指导政策，要求生物液体燃料，包括生物柴油和乙醇，在汽车燃料消费中的比例要达到：2005年为2%，2010年为5.57%，2015年为8%。为了促进可再生能源的发展，除欧盟提出了明确的可再生能源发展目标外，欧盟各成员国也结合各国的实际提出了各自的目标和要求，并采取了积极和务实的政策和措施，包括高价收购、投资补贴、减免税费和配额制度等。高价收购高价收购是欧盟国家促进可再生能源发展的共同做法，也是最有效的措施，称为“购电法”，就是根据各种可再生能源的技术特点，制定合理的可再生能源上网电价，通过立法的方式要求电网企业按确定的电价全额收购。如瑞典，1997年开始实行固定电价制度，对生物质发

35、电采取市场价格加每千瓦时0.9欧分的补贴；丹麦生物质发电的上网电价为每千瓦时4.1欧分，并给予10年保证期，另外，还在全国建立起绿色电力交易市场之前，政府再给予每千瓦时1.3欧分的补贴，将来由绿色证书来替代这一部分，所以实际上的生物质能上网电价是每千瓦时5.4欧分；德国实行固定电价机制，生物质发电的上网电价根据电站装机规模不同而设置不同的电价，小于500千瓦的为每千瓦时10.1欧分，500千瓦至5000千瓦为每千瓦时8.9欧分，5000千瓦以上的每千瓦时8.4欧分；意大利生物质电厂的上网电价为每千瓦时17.25欧分。投资补贴投资补贴是欧盟国家促进生物质能开发和利用的重要措施。如瑞典从1975年

36、开始，每年从政府预算中支出3600万欧元，支持生物质燃烧和转换技术，主要是技术研发和商业化前期技术的示范项目补贴。从1997到2002年，对生物质能热电联产项目提供25%的投资补贴，5年总计补贴了4867万欧元。另外，从2004至2006年，瑞典政府对户用生物质能采暖系统（使用生物质颗粒燃料），每户提供1350欧元的补贴；丹麦从1981年起，制定了每年给予生物质能生产企业400万欧元的投资补贴计划，这一计划使目前丹麦生物质能发电的上网电价相当于每千瓦时8欧分；德国从1991年到2001年，联邦政府在生物质能领域的投资补贴总计为2.95亿欧元。从1990年开始，德国的KFW银行为私营企业从事生物

37、质能开发提供低息贷款，比市场利率低50%；意大利，从1991到1995年，对生物质利用项目提供了30-40%投资补贴。减免税费减免税费也是欧盟国家促进可再生能源发展的重要措施。欧盟国家对能源消费征收较高的税费，税的种类也比较多，有能源税、二氧化碳税和二氧化硫税，特别是对石油产品消费的征收税额非常高，占到汽油和柴油价格的三分二。欧盟各国都对可再生能源的利用免征各类能源税。如瑞典是能源税赋比较重的国家，税种包括燃料税、能源税、二氧化碳税、二氧化硫税等。如果全部免征所有能源税收，相当提供每千瓦时2欧元优惠电价，因此，瑞典主要依据税收政策促进生物能的开发利用，即对生物质能开发项目免征所有种类能源税。欧

38、盟国家对于生物质液体燃料的支持，除了提出明确的配额要求外，最重要的政策措施就是免征燃料税。目前，欧盟国家的汽油价格约为每升1欧元，其中三分之二为燃料税，而对于使用生物燃料乙醇的免征燃料税。虽然目前在欧洲乙醇燃料比汽油成本要高近一倍，但通过这种税收政策，较好地促进了生物液体燃料的发展。配额制度配额制度是随着电力市场化改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度，主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有一定比例的电量来自可再生能源发电，并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。所谓“绿色电力证书”，就是可再生能源发电商在向电力市场卖电的同时，还能得

39、到一个销售绿色电力的证明，即“绿色电力证书”；所谓“绿色电力证书交易制度”，就是要建立“绿色电力证书”自由买卖的制度。电力生产商或电力供应商如果自己没有可再生能源发电量，可以通过购买其它可再生能源企业的“绿色电力证书”来实现，同时，可再生能源发电企业通过卖出“绿色电力证书”可以得到额外的收益，这样，就会促进可再生能源发电的发展。目前，瑞典、丹麦和意大利都在推行可再生能源配额制，如意大利2000年规定发电企业或电力进口企业，必须至少有2%的电力来自可再生能源发电，这种配额要求逐年增加，到2007年将达到3.1%。2.3.2美 国美国是世界上开发利用生物质能技术最早的国家之一，其配套的政策措施也走

40、在世界前列。早在1978年，美国颁布了公共事业管理政策法，为可再生能源发展提供政策支持。1980年，美国制定的国家能源政策，生物质能和酒精燃料法案1980，明确提出了以生物柴油替代化石柴油的战略。1983年美国成立了地区性生物质能计划（RBEP），这是由美国政府资助、能源部管理的生物质能技术推广网络。1997年，美国将生物质能源研究经费由1.96亿美元增加到4.42亿美元；继而再追加2.4亿美元和提出未来十年减免税收21亿美元的政策；1999年13134号总统命令明确指出要增加生物质能的利用，2000年国会通过了生物质研发法案；设立了生物酒精发展基金，每年提供700万美元支持生物酒精的发展。2

41、002年提出发展和推进生物质基产品和生物能源报告和生物质技术路线图，成立了生物质项目管理办公室和生物质技术咨询委员会。为继续加强生物质能的研发工作，美国能源部在能源效率和可再生能源（EERE）办公室下专门成立了生物质能项目管理办公室，以执行生物质能计划（OBP）。生物质能计划由联邦政府提供资金，重点研究可持续的将生物质能转化为燃料、热能、动力、化学品和材料的科学技术。生物质能计划的目标就是要迅速地降低甚至结束美国对国外石油的依赖，并且在美国建立新兴的生物能源工业。2003年5月美国能源部组织生物质能项目管理办公室、能源部土地办公室及其下属的5个国家实验室，会同美国农业部共同拟定了生物质能发展2

42、004-2008多年度技术计划（MYTP），该规划为美国生物质能研究战略、目标及技术发展路线提供了详尽的指导性方针。这个多年技术计划（MYTP）阐述了美国生物质能规划的详细策略计划以及未来5年的活动所要获得的生物质能目标，是第一个包括整个生物质能计划的多年规划文本。为了适应能源部的需求以及研究与发展活动的进展，能源部每年都将对该计划进行修正。2005年又颁布了2007-2012多年度项目计划（MYTP），为今后五年的项目发展做好了动态部署。2.3.3日 本日本的生物质能在可再生能源供应中的比例较大，2001年占可再生能源总供应量的31%。2001年日本在IEA国家中能源研发经费最多，为34亿美

43、元（按照2002年的不变价和利率），这是整个IEA国家能源研究经费的40%，然而可再生能源的研究经费比例却比较小。平均来说，从1974年到2001年，可再生能源的科研经费所占比例是4.1%，1982年的比例最高，但也仅仅是6%。从1974年到2001年期间，日本拨出32亿美元，用于可再生能源研发。在2001年，日本拨出1.28亿美元用于可再生能源研究，其中12%用于生物质能技术。在20世纪90年代，日本生物质能技术的平均研发预算是4000万美元。日本经济产业省通过新能源开发组织（NEDO），在2001年支持了七个项目，2003年支持了4个项目。这些项目集中于煤共烧（co-firing）技术、小

44、型分布式电力系统、生物质气化、生物柴油、生物质燃料酒精技术。2003年，拨给这些项目的经费是1650万美元（28.2亿日元）。生物质能源主要是小规模应用，日本的地形难以获得大量林木。日本通过开发应用小型、高效的生物质转化技术来促进生物质能源的发展。目前，生物质发电在日本电力中所占的比重很小，但是为了满足政府的可再生能源目标，它的比重会增加。生物质火电技术包括在了关于电力零售商提供新能源的特殊措施法（Special Measures Law Concerning the Use of New Energy by Electricity Retailers）中，要求电力供应商提供1.35%的可再生

45、能源电力。除此之外，对生物质技术的支持还包括：发电厂试点、生物质热电联产系统的现场试验、生物质能源系统和大规模设备的安装。2002年日本制定生物质能源战略（the Biomass Nippon Strategy），促进了生物质能源的使用。有关政府机构共同努力来防止全球气候变暖、建立循环经济社会、鼓励新兴产业、促进农林渔业的发展。现在的研究预算结构分为三部分：技术开发、现场试验、促进和实施。2004年新能源（不包括水电和燃料电池）的预算是3.09亿美元（329亿日元）。这个经费中72%用于研发，28%用于现场试验和示范项目。另外，提供给购买新能源系统的公司和城市的补贴是8.35亿美元（924亿日

46、元）。日本为了更好的发展生物质能技术的利用开发，还实施了以下一些具体政策措施：建立新能源开发组织（Establishment of NEDO）；为2003财政年度联合研究提供补贴的计划；新能源利用促进法；环境部提供的创新奖励；日本能源政策的综合修订；研发补贴；关于电力零售商提供新能源的特殊措施法； “新能源指针”；促进地方引进新能源；支持新能源从业人员的项目。2.3.4巴 西巴西是世界上最早通过立法手段强制推广乙醇汽油的国家。早在1931年，巴西政府就颁布法令，规定在全国所有地区销售的汽油必须添加2%5%的无水乙醇。虽然在1979年之前，有关法令并没有被全面执行，但乙醇汽油已经逐渐深入人心。1

47、975年11月，巴西政府以法令形式颁布了“国家乙醇燃料计划”（the Brazilian Alcohol Program），初期以20%体积比将无水乙醇加入汽油中，1993年提高到22%，2002年将上限提高到25%。2009年巴西甘蔗乙醇的产量大约为300亿升，保持世界燃料乙醇生产和使用的领先地位，占全球总产量的1/3。巴西有近400万辆以乙醇为燃料的汽车，乙醇的消费量已占到全国汽车燃料消费量的43%，汽油继续调合高达22%24%乙醇。巴西也是全球最大的乙醇出口国，每年的出口总额大约为50亿升。 除了乙醇燃料，生物柴油也是重要的生物燃料之一。巴西是最早掌握生物柴油技术的国家之一。巴西曾于20

48、世纪80年代推出“生物柴油计划”，而且进行过小型实验性生产，实验已获成功。只因生产成本过高，而没有扩大生产规模。2003年7月2日，巴西政府颁布法令，重新启动生物柴油计划，并由总统府牵头，由11个部委以及大学和科研机构组成工作组，要求在两个月内提出生物柴油替代矿物柴油的可行性技术报告。巴西重新启动生物柴油计划是基于以下三个原因：多样化开发可替代能源；减少对进口石油的依赖；增加农民收入和就业机会。决定从2010年1月1日起开始在市场上销售的柴油中添加5%的生物柴油，这比原定目标提前了3年。目前，巴西共有43家生物柴油生产厂，年产能为36亿升，2009年产量为18亿升。巴西在实施生物燃料计划后，取

49、得了巨大的社会效益。生物燃料在推广，使得农村地区能源供应有了很大改善，减轻了大量妇女儿童捡拾薪柴的劳动；作为生物燃料的农作物可重新覆盖大片毁林土地，保护了生态环境，加强了可持续发展；同时，生物燃料的生产在农村地区创造了大量的就业机会。如2004年，乙醇提供了70万个直接工作岗位，350万个间接工作岗位，每单位乙醇的就业率高于石油（150：1）。巴西在实施生物柴油计划期间，蓖麻的年产量可达到200万吨，生物柴油产量达到1.12亿升，并创造10万个新的就业机会。3、国内生物能源发展概况(资源分布、利用现状)3.1发展现状我国生物质能资源种类繁多，利用技术多样。全国农作物秸秆年产生量约7亿吨，除部分

50、作为造纸原料和畜牧饲料外，大约3亿吨可作为燃料使用，折合约1.5亿吨标准煤。林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，折合约2亿吨标准煤。甜高粱、小桐子、黄连木、油桐等能源作物（植物）可种植面积达2000多万公顷，可满足年产量约5000万吨生物液体燃料的原料需求。畜禽养殖和工业有机废水理论上可年产沼气约800亿立方米，全国城市生活垃圾年产生量约1.2亿吨。目前，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，生物质资源转换为能源的潜力可达10亿吨标准煤。国家可再生能源中长期发展规划其中提到，根据我国经济社会发展需要和生物质能利用技

51、术状况，重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物液体燃料。到2010年，生物质发电总装机容量达到550万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨，生物柴油年利用量达到20万吨。到2020年，生物质发电总装机容量达到3000万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨，沼气年利用量达到440亿立方米，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨，生物柴油年利用量达到200万吨。3.2几种主要类型生物质能发展情况3.2.1 生物质发电截至2010年底，我国生物质发电总装机规模达到550万千瓦。全国已建成投产的生物

52、质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。这些工厂主要采用秸秆发电，主要有山东单县、高唐、垦利秸秆发电厂，河北威县、成安秸秆发电厂，河南浚县、鹿邑秸秆发电厂，江苏射阳、黑龙江望奎、吉林辽源秸秆发电厂。山东单县秸秆发电厂年消耗秸秆20万吨，年发电1.6亿KWh；蔗渣发电170万千瓦，碾米厂稻壳发电5万千瓦，城市垃圾焚烧发电40万千瓦，此外还有一些规模不大的生物质气化发电的示范项目。按照规划，到2020年，生物质发电总装机容量将达到3000万千瓦。但总体来看，我国在生物质发电的原料收集、净化处理、设备制造等方面与国际先进水平还有一定差距。而在燃气内燃机发电方面的技术和设备已处于国际先进水平。在生

53、物质发电方面，已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术，但目前的开发利用规模还有待扩大。随着规模化的发展，仍然需要解决资源分散、原料收集成本高、原料供应的连续性和保证度等问题。3.2.2 生物质液体燃料我国从2001年4月开始决定推广使用乙醇汽油，2002年6月，原国家计委和国家经贸委等8个部委就制订了车用乙醇汽油扩大试点方案和车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则，决定在黑龙江、吉林、河南、安徽4省建设4家燃料乙醇定点生产企业，并首先进行车用乙醇汽油试点。其中河南天冠燃料乙醇公司产量30万吨（以小麦为原料）、吉林燃料乙醇公司30万吨（以玉米为原料）、安徽丰原生化32万吨

54、（以玉米为原料）、黑龙江华润10万吨（以玉米为原料）。到2010年，上述四家燃料乙醇定点生产企业燃料乙醇年生产能力已经达到了175万吨，并在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西6个省及河北、山东、江苏、湖北4个省的27个地市开展车用乙醇汽油试点工作。以非粮原料生产燃料乙醇的技术已进行中试试验，并在广西北海建成了20万吨/年以木薯为原料的燃料乙醇生产工厂，产品主要在广西省推广。我国已成功研制利用菜、大豆油、米糠下脚料和野生植物小桐籽油、工业猪油、牛油等为原料，经过甲醇预酯化再酯化生产生物柴油，不仅可以作为代用燃料直接使用，而且还可以作为柴油清洁燃料的添加剂。民营企业海南正和生物能源有限公司于20

55、01年9月在河北邯郸建成年产近1万的生物柴油试验工厂，油品经石油化工科学研究院以及环境科学研究院测试，主要指标达到美国生物柴油标准，它成为我国生物柴油产业化的标志。2002年8月，四川古杉油脂化工公司成功开发出生物柴油，该公司以植物油下脚料为原料生产生物柴油，产品性能与#0柴油相当，燃烧后废物排放较普通柴油下降70，经鉴定，主要性能指标达到德国DIN51606标准。2002年9月，福建省龙岩市也建成年产2万的生物柴油装置。到2007年底，我国生物柴油的产量已经达到了20万吨（实际产能已达200-300万吨）。近期内我国重点的技术研发方向是利用非粮食原料（主要为甜高粱、木薯以及木质纤维素等）生产

56、燃料乙醇技术和以油料植物为原料制取生物柴油，并建设规模化原料供应基地，建立生物质液体燃料加工企业。与此同时，我国的部分企业正在研究开发以秸秆、木材等非粮食为原料的生物液体燃料技术，并取得了一定的突破，可望在2010年前后形成规模化生产能力。3.2.3 沼气沼气已是成熟的生物质能利用技术，目前已从单纯的能源利用发展成废弃物处理和生物质多层次综合利用，并广泛地同养殖业、种植业相结合，成为发展绿色生态农业和巩固生态建设成果的一个重要途径。在欧洲、中国和印度等地已建设了大量沼气工程和分散的户用沼气池。我国的沼气利用技术基本成熟，尤其是户用沼气，已经有几十年的发展历史。随着沼气技术不断进步和完善，我国的

57、户用沼气系统和零部件基本实现了标准化生产和专业化施工，大部分地区建立了沼气技术服务机构，具备了较强的技术服务能力。大中型沼气工程工艺技术成熟，已形成了专业化的设计和施工队伍，服务体系基本完备，具备了大规模发展的条件。截至2010年底，我国沼气年利用量达到190亿立方米，到2020年，沼气年利用量将达到440亿立方米。近期的发展重点是继续扩大农村地区的户用沼气、特别是与农业生产结合沼气年利用量达到440亿立方米沼气年利用量达到440亿立方米的沼气技术的应用范围，在城镇发展以大型畜禽养殖场沼气工程和工业废水沼气工程为气源的集中供气。3.2.4 生物质固体成型燃料生物质致密成型技术是指具有一定粒度的

58、农林废弃物（锯屑、稻壳、树枝、秸秆等）干燥至含水量于20%左右，并在一定的压力作用下（加热或不加热）， 可连续挤压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工工艺，有些致密成型技术还需要加入一定的添加剂或黏结剂。一般生物质致密成型主要是利用木质素的胶黏作用。农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量约为15%30%。当温度达到70100，木质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200300时，呈熔融状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤

59、维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为成型燃料。生物质原料经挤压成型后，体积缩小，密度可达11.2 t/m3左右， 含水率在14%左右，便于贮存和运输。成型燃料在燃烧过程中热值可达16000kJ/kg左右，燃尽渣可作为钾肥回地，而且烟尘少、无二氧化硫等有害气体，基本不污染环境，热性能优于木材，体积发热量与中质煤相当，可广泛用于民用炊事炉、取暖炉、生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉，是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。在生物质成型方面，近年来国内科研单位加大了研究力度，取得了明显进展。清华大学清洁能源研究与教育中心已开发出生物质颗粒燃料冷成型技术和设备，并在北京怀

60、柔区组织了示范项目，环境科学与工程系也有相关研究。浙江大学生物机电工程研究所能源清洁利用国家重点实验室在生物质成型理论、成型燃料燃烧技术等方面进行了研究。农业部南京农业机械化研究所与江苏正昌集团、牧羊集团等国内知名机械装备制造商研究生产生物质利用设备，山东大学机械工程学院、华中科技大学化学与化工系、北京林业大学工学院等都对生物质成型燃料进行了研究。中国林科院林产化学工业研究所从20世纪80年代开始研究开发林木生物质原料和农业废弃物的成型技术。东南大学、中科院广州能源研究所、湖南农业大学、中国农机院可再生能源与环境研究所等也进行了一些特色研究。国内一些生产颗粒饲料的厂家也开始在原设备的基础上生产

61、生物质致密成型燃料。河南农业大学农业部可再生能源重点实验室从1992年开始相继开发生产了液压式、辊压式和螺杆式生物质致密成型机，并以进行小批量生产，取得了较好的社会效益和经济效益。生物质成型技术的优点是绝对的环保性和良好的经济性。以往由于对其不完全了解，造成推广受到一定程度的限制。可以预见，随着该技术一些关键问题的解决，保护自然生态环境意识的日益加强和国家相应配套政策的通过，市场覆盖率将逐渐扩大。同时必须清楚地认识到，由于多种因素影响，短期内不能期望出现全面应用。我国生物质致密成型装备的研究与制造起步较晚，今后应在设备实用性、降低能耗、减轻磨损、原料适用性、增加寿命、系列化等方面下功夫，为大规

62、模开发利用生物质能提供必要的技术储备。3.3 相关政策、法规我国政府极为重视生物质能等可再生能源的产业化发展，已在法律上明确其在现代能源中的地位，在政策上给予巨大优惠支持。目前国家已经出台了中华人民共和国可再生能源法、可再生能源产业发展指导目录、可再生能源发展专项资金管理暂行办法、车用乙醇汽油扩大试点方案、可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法、关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见等政策法规。根据国家法律，我国对可再生能源的开发利用仍将实施或逐步实施一系列经济激励政策，以便于生物质能产业化更好地发展。补贴政策为了鼓励可再生能源技术的发展和推广，中央财政不仅为中央和地方的专门管理机

63、构运转提供了经费，同时也为这些部门的活动提供了去处。中央政府通过国家计委和科技部对生物质能的科技攻关提供了大量资金；通过相关部门由中央财政对可再生能源技术的发展项目提供贴息；同时，也对生物质能相关技术示范工程和推广工作进行了项目补贴。地方政府的补贴在可在生能源技术发展中起着重要的、甚至是决定性的作用。包括对当地可再生能源管理、推广示范和研究部门的支持。由于资源条件等多方面因素的差异，各地政府的实施政策也有较大差异。由于目前我国的燃料乙醇生产成本较高，企业不能完全通过生产燃料乙醇来盈利，更多的要靠国家在各环节的补贴。企业生产调配车用乙醇汽油用变性燃料乙醇所使用的陈化粮享受陈化粮补贴政策；变性燃料

64、乙醇生产和变性燃料乙醇在调配、销售过程中发生的亏损，实行定额补贴，每吨补贴1350元。税收政策为鼓励和扶持一些企业的发展，新的企业所得税条例规定了两条减免优惠政策：一是民族区域自治地方的企业需要照顾和鼓励的，经省级人民政府批准，可以实行定期减免和免税；二是法律、行政法规和国务院有关规定给予减税免税的企业依照规定执行。例如，国务院批准的高新技术产业开发区内的高新技术企业，按15的税率征收所得税；新办的高新技术企业自投产年度起免征所得税两年；企业利用废气、废水、废渣等废弃物为主要原料进行生产的，可在五年内剑圣或免征说得睡等等。一般而言，可再生能源企业的所得税上缴地方财政，地方政府拥有减免所得税的权力。例如，为进一步调整能源消费结构，改善促进农业生产、消费的良性循环和可持续发展，国家发展和改革委员会、公安部、财政部、商务部、国家税务总局、国家环境保护总局