预测期 | 2025-2029 |
市场规模(2023 年) | 272.3 亿美元 |
市场规模(2029 年) | 382.7 亿美元 |
复合年增长率(2024-2029 年) | 6.01% |
增长最快的细分市场 | 颗粒 |
最大的市场 | 北方美国 |
市场概览
2023 年全球固体生物质原料市场价值为 272.3 亿美元,预计到 2029 年将达到 382.7 亿美元,预测期内的复合年增长率为 6.01%。
根据美国能源信息署的数据,2023 年生物质约占美国能源总消耗的 5%,约为 4,978 万亿英热单位 (TBtu)。2023 年按类型及其各自份额划分的生物质能源消耗细分如下:生物燃料占 2,662 TBtu,占 53%;木材和木材废料贡献了 1,918 TBtu,占 39%;而城市固体废物、动物粪便和污水则贡献了 398 TBtu,占 8%。
然而,诸如稳定且具有成本效益的原料的可用性、土地使用问题以及与粮食作物争夺农业残留物等挑战对市场增长构成了障碍。生物质资源和监管框架的区域差异影响着市场的动态,欧洲和北美在采用方面处于领先地位,而亚太地区由于其庞大的农业基础而正在成为一个关键的增长区域。生物质加工和转化方法的技术进步有望在未来提高效率和可扩展性。随着世界对可再生能源的关注度不断提高,全球固体生物质原料市场将继续扩张,这得益于其支持能源安全和环境可持续性的潜力。
关键市场驱动因素
对可再生能源的需求不断增长
对可再生能源的需求不断增长是推动固体生物质原料市场扩张的关键因素。随着世界各国努力减少对化石燃料的依赖并减少碳排放,向可再生能源的过渡已成为全球优先事项。政府和组织正在采取积极促进可再生能源发展的政策,使固体生物质原料成为一种有吸引力的替代品。固体生物质来自木材、农业残留物和废物等有机材料,是一种可持续的碳中性能源。与煤炭和天然气等传统化石燃料不同,生物质能以最小的环境影响产生电力和热能,使其成为许多国家可再生能源战略不可或缺的组成部分。
例如,根据美国能源信息署的数据,工业部门在 2023 年成为美国最大的生物质能消费者,凸显了其在生物质能市场中的关键作用。美国生物质能总消费按部门分布(以万亿英热单位 (TBtu) 为单位)突显了市场动态:工业用量占 2,225 TBtu,占总消费量的 45%;交通运输利用了 1,788 TBtu,占 36%;住宅消费总量为 450 TBtu,相当于 9%;发电消耗了 329 TBtu,占 7%;商业部门消耗了 185 TBtu,占 4%。这一细分说明了生物质能的多种应用,并强调了工业部门的重大市场份额,反映了其对可再生能源的依赖,以实现运营效率和可持续性。
生物质在发电中的应用增加
生物质在发电中的应用增加是全球固体生物质原料市场的主要驱动力。生物质为减少能源部门的温室气体排放提供了一种灵活且可持续的解决方案,因为它可以在发电厂与煤混合燃烧。这一过程称为生物质混燃,使发电厂无需进行重大基础设施改造即可整合可再生能源,使其成为一种经济有效的从化石燃料转型的方法。通过将生物质整合到其运营中,发电厂可以减少碳足迹,同时保持稳定的能源生产,使其成为能源生产商的一个有吸引力的选择。
除了共烧之外,专用生物质发电厂也变得越来越普遍,尤其是在生物质资源丰富的地区。这些工厂使用固体生物质原料,如木屑颗粒、农业残留物和废料,来发电和供热。燃烧和气化等技术将生物质转化为能源,人们对先进生物质转化技术的兴趣日益浓厚,进一步推动了市场扩张。同时产生电力和热能的热电联产 (CHP) 系统也有助于增加生物质的使用。热电联产系统在需要电力和热能的工业应用中特别有价值,从而增加了对固体生物质原料的需求。
美国、加拿大和巴西等生物质资源丰富的国家正在经历生物质发电项目的激增。政府以补贴、税收优惠和可再生能源授权等形式提供的支持正在推动这一增长。私人对生物质基础设施和技术的投资正在加速新项目的开发。与风能和太阳能等间歇性可再生能源不同,生物质可以提供基载电力,确保稳定的能源供应。这种可靠性使生物质成为全球能源结构的重要组成部分,随着各国致力于实现能源来源多样化,发电对固体生物质原料的需求持续上升。
日益增长的环境问题和碳中和目标
日益增长的环境问题和全球对碳中和的推动是固体生物质原料市场增长的重要驱动力。随着气候变化的影响越来越明显,政府、行业和个人越来越关注减少温室气体排放以缓解全球变暖。生物质是一种碳中性能源,因为其燃烧过程中释放的二氧化碳 (CO2) 与植物在生长周期中吸收的二氧化碳相平衡。这种自然平衡使生物质成为努力实现碳减排目标的国家和公司的有吸引力的选择。
许多政府都制定了雄心勃勃的碳中和目标,政策和法规鼓励使用生物质等可再生能源。为此,各行业——尤其是制造业、运输业和建筑业等能源密集型行业——正在转向生物质,以减少碳排放并遵守更严格的环境标准。生物质为这些行业提供了一种实用且可持续的解决方案,使它们能够摆脱化石燃料,减少对煤炭和天然气的依赖,而不会影响能源产出。固体生物质原料不仅在发电方面越来越受欢迎,而且在生物燃料生产方面也越来越受欢迎,尤其是在运输业。随着对更清洁的运输燃料的需求不断增加,从固体生物质中提取的生物燃料为石油基燃料提供了可行的替代品。采用生物燃料(包括生物乙醇和生物柴油)被视为减少运输业碳足迹的关键战略,而运输业占全球排放量的很大一部分。
消费者意识的增强和企业对可持续发展的承诺进一步推动了对清洁能源的追求。许多公司正在采用优先考虑碳减排的环境、社会和治理 (ESG) 目标,推动对生物质等可再生能源的投资。随着应对气候变化的紧迫性加剧,对固体生物质原料的需求预计将上升,从而加强其在向低碳经济转型中的关键作用。
主要市场挑战
供应链和原料供应问题
全球固体生物质原料市场面临的主要挑战之一是维持可靠且一致的原料供应链的复杂性。固体生物质原料来自多种来源,包括农业残留物、林业废弃物和有机材料。然而,这些材料的可用性和可获得性可能有很大差异,具体取决于地理位置、季节条件和当地土地使用政策。例如,秸秆和玉米秸秆等农业废弃物在一年中的特定时间收获,导致不同季节可能出现短缺或供过于求的情况。这种多变性使能源生产商难以确保生物质的稳定供应,进而影响生物质能源项目的效率和可扩展性。
将生物质原料从农村或偏远地区运输到发电厂或加工厂带来了物流挑战。与化石燃料相比,生物质通常体积庞大且能量密度较低,这增加了运输成本,并且需要专门的存储设施来防止降解。这可能会使生物质能源项目的经济可行性降低,尤其是在基础设施较差的地区。生物质供应链的成本和复杂性是广泛采用生物质能源的重大障碍,需要整个价值链利益相关者的协调努力,包括农民、运输供应商和能源生产商。
与粮食和土地资源的竞争
全球固体生物质原料市场面临的另一个重大挑战是生物质生产与粮食安全之间的竞争,以及对土地资源的潜在影响。使用农业用地种植生物质原料,如柳枝稷或芒草等能源作物,可能会与粮食生产发生冲突,尤其是在土地稀缺或农业资源已经捉襟见肘的地区。这引发了一场“粮食与燃料”的争论,其中对能源生产的土地分配提出质疑,特别是在粮食安全仍然是一个关键问题的发展中国家。
生物质生产的扩大可能导致森林砍伐和其他形式的土地利用变化,这可能会破坏使用生物质作为可再生能源的环境效益。砍伐森林不仅导致生物多样性丧失,还会释放树木和土壤中储存的碳,从而可能抵消生物质能碳中性的主张。如果不进行可持续管理,对农作物废弃物等农业残留物的需求也可能影响土壤健康。这些残留物通常留在田地里,为土壤提供养分并防止侵蚀。过度去除这些材料用于生物质生产会导致土壤退化和长期农业生产力下降。应对这些挑战需要仔细规划和实施可持续的土地管理实践,以平衡能源生产、粮食安全和环境保护的需求。
主要市场趋势
生物燃料行业的增长
生物燃料行业的快速增长在固体生物质原料市场的扩张中发挥着关键作用。固体生物质,包括农业残留物、木屑和其他有机材料,对于第二代生物燃料的生产至关重要。与第一代生物燃料(源自粮食作物)不同,第二代生物燃料由非粮食生物质材料生产,因此是一种更可持续的选择。这种向更可持续的生物燃料的转变在交通运输领域尤为重要,因为生物乙醇和生物柴油越来越多地被用作汽油和柴油等传统化石燃料的替代品。许多政府推出的生物燃料混合规定是推动生物质原料需求的关键因素。这些规定要求将一定比例的生物燃料与传统燃料混合,从而产生对生物质的强劲而持续的需求。例如,美国和巴西等国家已经实施了促进生物燃料使用的政策,特别是通过乙醇混合汽油(E10、E15 或更高混合物)和生物柴油(B5、B10 等)。这些混合要求有助于减少温室气体排放,同时促进能源安全并减少对进口化石燃料的依赖。
除了监管支持外,政府激励措施、研究和开发计划也在促进生物燃料行业的发展。许多政府正在向生物燃料生产商和供应生物质的农民提供补贴、税收抵免和补助,进一步增强了生物燃料作为可再生能源的吸引力。这些措施鼓励对生物燃料生产设施的投资,形成一个积极的反馈循环,增加了对固体生物质原料的需求。生物燃料生产的技术进步也促进了这一增长。转化技术的创新,如酶水解、气化和先进的发酵工艺,使将生物质转化为高能生物燃料变得更加高效。效率的提高不仅降低了生产成本,还提高了总能源产量,使生物燃料成为全球能源市场上更具竞争力的选择。
能源安全和农村经济发展
固体生物质原料在加强能源安全方面发挥着至关重要的作用,特别是对于那些旨在减少对进口化石燃料依赖的国家而言。通过利用本地来源的生物质,各国可以实现能源组合多样化,减少对全球能源市场波动的依赖。这一战略对于农业和林业资源丰富的发展中国家和地区尤其有利,因为生物质是化石燃料的可靠、可再生替代品。通过利用这些本地资源,各国可以稳定能源供应,减少价格冲击,并实现更大的能源独立性。除了提高能源安全外,固体生物质原料市场的增长还具有显著的经济效益,尤其是在农村地区。农村地区通常拥有丰富的生物质资源,如农业残留物、木屑和森林废弃物,它们将从生物质产业的扩张中受益匪浅。对固体生物质的需求在各个领域创造了就业机会,包括生物质收集、加工和运输。这些活动提供了新的就业机会,特别是在传统就业市场可能有限的地区。提供生物质原料的农民、林业工人和土地所有者获得了额外的收入来源,将曾经被视为废物的东西变成了宝贵的资源。
传统能源供应有限的农村地区越来越多地采用生物质作为可靠且经济实惠的能源解决方案。这些地区的生物质发电项目可以提供电力和热能,提高居民的生活质量,同时减少他们对昂贵且不太可持续的能源进口的依赖。生物质能的本地生产和消费也降低了能源成本,使其成为财政资源有限的社区更可行的选择。生物质能项目的发展往往通过吸引投资和建立本地供应链来刺激农村经济。随着固体生物质原料市场的持续增长,它不仅满足了各国的能源需求,还促进了可持续的经济发展,为全球农村社区提供了长期、环保的解决方案。
细分洞察
类型洞察
根据类型,在全球固体生物质原料市场中,颗粒目前是主导细分市场,因为它们具有优于碎片和团块等其他形式的优越性。生物质颗粒是通过压缩生物质材料生产的,从而产生致密均匀的产品,具有多种优势。与碎片相比,它们的能量密度更高,可以更有效地存储和运输,使其成为能源生产商和消费者的有吸引力的选择。
颗粒旨在提供一致的燃烧特性,从而提高能源生产过程中的效率和降低排放。这种一致性对于工业应用至关重要,特别是在发电和供热系统中,均匀的燃料质量对于优化性能至关重要。使用颗粒可最大限度地减少木片中常见的水分含量和变化性问题,从而提高生物质能生产的可靠性。对可持续能源的需求不断增长,政府的可再生能源政策也进一步增强了颗粒的吸引力。随着生物质供暖系统在住宅和商业领域的日益普及,木质颗粒市场尤其出现了显着增长。颗粒生产和分销技术的进步使这一领域更容易获得且更具成本效益,进一步巩固了其在生物质原料市场的主导地位。
来源洞察
根据来源,在全球固体生物质原料市场中,农业废弃物占主导地位,主要是因为其丰富可用性和来源多样。农业废弃物包括多种材料,包括农作物残留物,如稻草、玉米秸秆和甘蔗渣,这些都是在农业活动中大量产生的。该行业受益于全球对可持续做法的推动,因为利用农业废弃物作为生物质能源有助于有效管理废弃物,同时提供可再生能源的替代来源。
农业产量高,特别是在农业活动广泛的国家,确保了生物质转化原料的稳定供应。这种可用性使农业废弃物成为生物质能源生产的可靠且具有成本效益的资源。将农业废弃物转化为能源,通过将废弃物转化为宝贵资源来支持循环经济,从而提高农业实践的整体可持续性。生物质加工技术的进步提高了将农业残留物转化为能源的效率,使这一领域对能源生产商越来越有吸引力。政府和行业正在通过各种激励和支持计划积极推动将农业废弃物用于生物能源,进一步推动市场增长。
区域见解
北美地区目前在全球固体生物质原料市场中占据主导地位,这主要是因为其拥有丰富的农业资源、先进的生物质加工技术以及政府支持可再生能源的政策。美国和加拿大已成为生物质能生产的领导者,利用丰富的农业残余物、林业副产品和专用能源作物。在美国,对生物质发电厂和热电联产 (CHP) 系统的大量投资推动了对固体生物质原料的需求。该地区已建立的收获、加工和分销生物质燃料的基础设施有助于形成持续市场增长所必需的高效供应链。北美强大的研发工作重点是增强生物质转化技术,这进一步提高了固体生物质作为能源的可行性和竞争力。
政府激励措施(例如税收抵免和补助金)加上州级可再生能源组合标准,鼓励私营和公共部门投资生物质能项目。这种支持性的监管环境为生物质利用创造了有利的环境,使其成为该地区可再生能源战略不可或缺的一部分。人们对气候变化的认识不断提高,以及向可持续能源解决方案过渡的迫切需要,促使北美各行各业将生物质纳入其能源结构,进一步巩固了其在全球市场的主导地位。
最新发展
- 2023 年 4 月,LEAG 集团收购了 Wismar Pellets GmbH,以增强其加工部门的生产和供应组合。Wismar Pellets GmbH 在其主要工厂生产约 256,000 吨优质木质颗粒,用于产生绿色热能和绿色电力。该公司持有 Bioenergie Wismar 运营的生物质热电联产厂的股份,以及负责该集团在斯堪的纳维亚半岛业务的 Best Pellets Handelsgemeinschaft GmbH 和 German Pellets Denmark Aps 的股份。此次收购有待联邦卡特尔管理局批准。
- 2024 年 8 月,欧洲通过了 ReFuelEU Aviation 法规,该法规于 2023 年 10 月作为欧盟 Fit for 55 计划的一部分获得批准。该法规要求使用可持续航空燃料 (SAF),并概述了实现混合目标的合格原料。根据国际清洁交通委员会 (ICCT) 的数据,SAF 预计将在未来航空业的二氧化碳减排中发挥重要作用。预计到 2035 年,SAF 混合目标可以通过使用现成的低温室气体 (GHG) 生物质(例如农业残留物和城市固体废物)来实现,从而避免使用易受标签欺诈或可能对全球食品和动物饲料市场产生不利影响的高风险原料。 ReFuelEU Aviation 法规增强了 SAF 的市场需求,促进了可持续原料的发展,同时降低了食品和动物饲料市场的风险。
- 2024 年 4 月发表的一项题为“探索加纳生物质颗粒燃料的潜力:生产、特性和经济可行性”的研究强调了迫切需要替代燃料来满足日益增长的全球能源需求,预计到 2040 年将增长 19%。预计这一激增将导致二氧化碳排放量每年增加 1.9%,凸显了与化石燃料依赖相关的紧迫环境挑战。该研究强调了生物质颗粒燃料的潜力,它具有高燃烧效率并符合燃气锅炉的排放标准。通过利用低密度生物质残留物(如农业和城市垃圾),加纳可以有效减少环境污染,同时在能源应用中逐渐摆脱煤炭。该研究对生物质颗粒的生产过程、特性和经济可行性进行了全面的分析,为它们在加纳能源格局中的可持续整合提供了重要见解。
主要市场参与者
- Arbaflame AS
- Enviva Inc.
- DRAX GROUP PLC
- Segezha Group
- Ecostrat Inc.
- Stora Enso Oyj
- Rentechinc
- Lignetics Group
- The Supreme Industries Limited
- LEAG Group