发展生物质能：要迈几道坎儿

小旭

发展生物质能：要迈几道坎儿

　

图为广西中粮2006年建成年产20万吨木薯燃料乙醇生产示范装置。（天津大学 供图）

　　在我国能源消耗持续增长、油气资源严重不足、雾霾治理任务艰巨的形势下，生物质能作为一个新兴的可再生能源表现出了良好的发展潜力。国家能源局公布的数据显示，我国可作为能源利用的秸秆和农产品加工剩余物4亿吨，林业剩余3.5亿吨，为生物质能源的发展奠定了充足的原料基础。
　　我国生物质能资源来源广泛、利用方式多、利用潜力大、污染少，在未来具有良好的发展前景。然而原材料搜集难度大，产业链不完善，市场化程度低等问题，正在困扰着生物质能产业的发展。
　　生物燃气：期盼市场公平
　　中国是最早开发使用生物天然气的国家之一。20世纪90年代末，我国在杭州天子岭填埋场建成首家垃圾沼气发电厂。但近年来，我国生物燃气的发展一直处于低谷期，虽然在规模化生产上取得了一些进展，但产业化才刚刚起步，建成的项目还不到10个。对此，一些业内专家表示，缺少公平竞争的市场氛围是目前生物燃气产业发展最主要的制约因素。
　　“与化石能源相比，当前生物燃气不是缺少技术、设备、项目和资金，而是缺少公平竞争的市场氛围。在全生命周期中，生物燃气在环境保护、节能减排等方面的社会效益突出，但在价格上这部分优势并没有充分反映出来。”国家发展和改革委员会能源研究所可再生能源发展中心研究员秦世平表示。
　　秦世平提到：“政府应该致力于推动市场，从两个方面来解决，第一是解决原料问题，专业化的能源公司做沼气稳定的原料供给十分重要；第二是市场开放，像现在优先全额收购生物质发电并网一样，以后经营燃气管网企业也应该收购沼气和符合要求的燃气。这个市场壁垒一定要打破，这不是天方夜谭，发电已经做到了，而且做得很好，以后燃气也应该是朝着这个方向走，而且我觉得在不久的将来就可以走得通。”
　　我国生物燃气有很大的市场空间和发展潜力，青岛天人环境股份有限公司曹曼博士预计未来生物燃气市场价值将超过2000亿元。秦世平认为：“虽然生物燃气在生物质产业里发展较慢，但是如果政府真正能把市场氛围问题解决了，生物燃气产业将会释放很大的市场需求。”
　　相对于化石能源生物燃气有很多的优势。北京合力清源科技有限公司总经理潘文智说：“生物天然气发展有许多优势。第一，它可以减少对化石能源的依赖；第二，生物天然气是清洁能源可以减轻环境污染，以液化天然气代替汽柴油，PM2.5排放量要比传统柴油低90%以上，同时减排NOx和烟气的效果极为显著，国际经验表明，生物天然气对治霾的作用比常规天然气还要突出；第三，生物天然气可以解决沼气高效利用问题，生物天然气价格低于天然气，但热值接近于天然气，可满足车用、民用、锅炉使用，还可以并入管网使用。”
　　欧盟是较早开发生物燃气的地区，目前这一产业已形成了一定规模，技术成熟。中国农业大学生物质工程中心程序教授说：“欧盟在全球一马当先地发展起了商品沼气、生物天然气产业，目前年产量(折生物天然气)已超过130亿立方米。其中包括近20亿立方米甲烷含量95%以上的生物天然气直接并入天然气管网和供车用。”
　　据中国化工报记者了解，欧盟生物燃气的迅猛发展，主要得益于产业政策的支持，欧盟委员会和各成员国政府把发展生物燃气等产业作为国家能源战略的一部分，确定生物燃气在能源消费中的比重，对生物燃气企业实行税收减免和投资补贴。
　　中国石油大学（北京）新能源研究院常务副院长周红军教授认为：“中国沼气行业的发展遇到的首先是政策障碍，国家对沼气制取天然气目前没有补贴；其次是沼气工业从农村沼气向工业沼气发展的过程中资质平台遇到了障碍。因为沼气工业所需要的厌氧菌培育需要一个亿元级的资质平台来支持，沼气比石化的资质平台还要难。生物燃气虽然听着规模很大，但现在市场化程度很低。我国沼气的年产量大概有160亿立方米，但是其中有140亿立方米是户用沼气。”

图为以地沟油为原料的香港最大的生物柴油炼制厂。 　(CFP供图)

　　生物乙醇：产业链待整合
　　我国在2000年启动了燃料乙醇项目，研究探索用玉米、小麦等陈化粮加工生产燃料乙醇。经过十几年的发展，生物乙醇产业已取得不小的进步，但与发达国家相比还存在一定差距，发展模式不够成熟。与会专家认为，在呼唤产业扶持政策明晰的同时，还需要冲破原料供应不稳定、技术转化成本高、融资渠道不畅、缺少行业标准等制约。
　　中国可再生能源协会生物质能专业委员会主任袁振宏表示，国家推出了相应的价格补贴政策用于扶持生物乙醇，如非粮燃料乙醇的原料为每吨补贴750元，纤维素乙醇为每吨1200元，生物乙醇享受100%的增值税先征后退且免除5%的燃油消费税等政策，并在多个地区实行封闭推广，对燃料乙醇的发展具有明显的促进作用。然而补贴的广度仍显不足，以秸秆政策为例，只有具备一定规模的企业（具有1000万元以上注册资本，单条线达到1万吨秸秆量）才能享受优惠，同时有些政策缺乏可持续性。据有关人士透露，国家能源局牵头制定的燃料乙醇产业扶持政策将出台，并将重点扶持纤维素等非粮燃料乙醇，给予更合理的补贴及税收优惠，推动产业化。
　　欧洲生物燃料的技术、市场、产业都比较成熟，生物质能的消费比重超过了风能和太阳能。德国Heytex公司的亚洲区产品经理Fabian Kampsen被问及生物燃料在欧洲普及的主要原因时说到：“除了环保意识的深入，欧洲生物质能市场在政府的大力支持下，研发新技术，发展固定的合作伙伴，已经形成了成熟的市场体系，而中国的生物质能市场存在巨大的潜力，技术也相对领先，但还没有形成完整的产业链。”
　　上游原料收集难的问题，已经成为生物乙醇产业发展的瓶颈之一。记者了解到，生产1吨燃料乙醇需要约2.8吨木薯，企业必须收购价格低廉的木薯来降低成本，而我国的耕地面积非常有限，虽然国家批准了多个位于沿海地区的木薯制燃料乙醇项目，很多生物乙醇项目却正在面临与粮争地、与工厂争地的问题，上游原料供应不足，甚至需要依靠进口。袁振宏表示，“十二五”规划提出到2015年生物燃料乙醇要达到400万吨，这一目标能否实现还是个未知数。
　　“燃料乙醇在中国起步早，踏步久。2006年中国即以年产152万吨乙醇位居世界第三，但是由于粮食市场的变化，政府停批粮食乙醇，转而发展非粮乙醇、纤维素乙醇，但非粮乙醇发展遇到瓶颈是原料收集困难。” 针对这一现象，中国科学院院士、中国工程院院士石元春教授给出建议，“原料收集难的问题未来可采用与大型农场的合作、与大面积承包土地对接等模式。此外，使用秸秆多联产的办法生产纤维素乙醇，联产沼气、建材、成型燃料和肥料等，不仅可以加快推进农作物秸秆的能源化利用，同时酶成本的制约也缓解了。”

　　近年，燃料乙醇技术发展迅速，1代及1.5代生物乙醇生产工艺已经相对成熟。酶制剂公司诺维信的业务发展经理李明祺告诉记者：“生物乙醇2代技术中C5、C6的共发酵酵母是关键性技术，从原料到糖平台的技术已经成熟，而从糖平台到乙醇的代谢路径容易受到原料中木质素、乙酸、糠醛等杂质影响，使酵母受到抑制，解决这一问题主要依赖基因修饰与菌株驯化，具体技术路径仍在研发当中。但只要有政策的倾斜和专业化公司的加入，一个新的产业链就会出现。”据悉，诺维信是一家具有菌株筛选和基因改造经验的酶制剂公司，通过自身的研发以及与高校合作该公司已经掌握了先进的生物乙醇发酵技术。
　　生物柴油：上下两难
　　生物柴油具有可再生、易降解、燃烧后污染物排放低、温室气体排放低等特点，自上世纪90年代初开始，我国就有科研院所对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究。在国家大力扶持下，生物柴油行业发展较快。但由于原料短缺和市场销售渠道不畅上下两方面的制约，目前国内大部分生物柴油公司的日子并不好过。
　　首先，生物柴油企业面临着原料短缺的瓶颈。湖南省林业科学研究院院长李昌珠对中国化工报记者表示：“生物柴油企业现在原料大部分用的是废弃植物油、酸性油。这一块资源很大，但由于加工生物柴油不如非法加工成食用油利润大，大量地沟油流向餐桌，致使回收地沟油困难。另外，由于农业用地紧张，以油料植物为原料也不具优势。我国由于每年72%的食用油靠进口，相比于欧洲成熟、自动化程度很高的菜籽油转化生物柴油工业技术，如果用菜籽油生产生物柴油显然不现实。”
　　针对生物柴油企业回收地沟油困难的问题，李昌珠谈到：“解决回收地沟油的困难需要两个方面努力：一是餐油、厨油废物利用规范化，吃剩的东西必须要变成工业产品加工，而不允许流向食品加工业；二是国家相关法律、法规需要建立、健全，而且要加大执行力度。”
　　在生物柴油生产原料方面，厦门大学能源学院副院长林鹿说：“现阶段学术研究主要集中在木质纤维素上。木质纤维素原料来源更广，但目前转化率低，成本高，技术上还没有突破，所以更应该加强研究。”
　　其次，生物柴油企业还面临销售困境。中国可再生能源行业协会副秘书长易可说：“现在很多生物柴油公司生产出来了生物柴油，由于没有经营许可证只能把生物柴油卖给中石油、中石化。但是由于这两大石油公司不接收生物柴油致使生物柴油公司没办法‘消化’生产出来的生物柴油。”
　　今年7月底，云南盈鼎生物能源股份有限公司以中石化拒绝销售公司生产的生物柴油为理由把中国石油化工股份有限公司、中国石油化工股份有限公司云南石油分公司告上了法庭。这一事件在行业内影响很大，调解至今仍无进展。2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》明文规定，国家鼓励生产和利用生物液体燃料，石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售系统。
　　李昌珠说：“生物柴油下游产品应用的市场没有进行规划。国家对于企业准入销售有市场准入标准，但不是强制性标准。因此，一旦掺混生物柴油，加油站要进行改造，需要一个接受过程。”
　　另外，由于生物柴油的市场规模不大，国家对生物柴油企业的补贴没有到位。据李昌珠介绍：“国家对燃料乙醇补贴已经到位，但是由于生物柴油规模不足，补贴没有到位。燃料乙醇年生产规模几百万吨，而生物柴油只有百八十万吨。国家政策还涉及到市场规范、市场准入、政策兑现等问题。”
　　清华大学低碳经济研究院主任助理常世彦谈到，我国的生物柴油发展应该加强基础性研究和共性难题的解决，加快研发示范到商业示范的转化，同时还要开展可持续性方面的研究。他表示：“生物液体燃料是目前唯一可能大规模替代石油的可再生能源，毋庸置疑它将在中长期发挥节能减排作用，预计在2050年的时候生物液体燃料在交通能源上的比例会占10%左右。”

图为2014年9月17~18日在北京召开的中国国际生物质能大会现场。

相关评论

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观点

　　抓住机遇迎难而上　　中国石油和化学工业联合会常务副会长李寿生：中国生物质能源和生物化工产业起步较晚，规模较小，总体发展水平还很低，面临着一些突出的矛盾和问题需要花大气力抓紧解决。原料供应紧，不能提供保证，中国原料种植地域分散，种植数量也有限，大型原料基地尚在培育之中，离支撑生物质能和生物化工产业化的发展还有很大差距。虽然有些企业通过合作和独资建立了一些原料基地，但无论是品种还是规模都不能适应产业化发展的需要。原料供应不足已经成为制约中国生物质能与生物化工产业化发展的一个重要瓶颈。
　　目前全球能源结构和产业结构正在进行新一轮的深度调整，原料多元化的进程进一步加快，能否通过创新驱动实现原料多元供应，对保障国家能源安全、满足国民经济对能源、原料不断增长的需求，促进国家发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要!
　　面对能源供需格局的新变化，国际能源发展的新趋势，保障国家能源安全必须推动能源生产和消费革命，要立足国内多元供应保安全，特别是在中国经济发展已经进入新常态的新时期，由重视经济增速转向追求增长的质量和效益，培育和发展生物质能源和生物化工产业既能够加快推进国内原料多元化，为保障国家能源安全作出贡献，又能促进产业结构优化升级，促进经济可持续发展，因此生物质能源和生物化工产业面临着难得的发展机遇。中国生物质能源产业要抓住机遇，站在产业结构升级的高度迎难而上，主动作为，坚持非粮路线，充分发挥自身的优势。
　　坚持非粮路线提高创新能力
　　中国石油和化学工业联合会副总经济师刘志远：针对我国生物质原料地域差异大、分布散、规模化程度低的问题，要加快建立生物质能源原料供应体系，始终坚持非粮路线，因地制宜保障原料的有效供给，促进原料和产品的多元化。积极开发新的非粮原料技术工艺，开展新一代生物液体燃料技术的研发和示范，发展以农作物秸秆为原料的乙醇示范，争取实现纤维素等关键原料生产装备和工艺生产成本的突破。
　　生物质能源和生物化工的产业化基础需要夯实，产品研发要加快，逐步满足生产企业对技术的需求。提高产业装备的技术水平，不断用先进的装备武装企业，特别是研发和制造先进的纤维素生物燃料的生产线。
　　努力提高行业的技术创新能力和水平，加强先进的生物质能源和生物化工技术攻关，积极推进制造燃油的技术研发和示范，创建以市场为导向、以企业为主体，研发机构、高等院校、金融组织共同参与的创新体系，提高国内企业和研发机构在生物质核心技术的创新能力，要加强产业技术集成创新，支持采用新技术的示范和建设，促进科技创新成果的产业化。进一步加强国际交流与合作，用全球的视野和国际的眼光来发展生物质能和生物化工产业，加强国际间的技术交流与合作，积极借鉴和引进国外先进技术，实现优势互补、互利共赢、共同发展。
　　构建原料体系降低生产成本
　　诺维信投资有限公司生物转化业务开发总监周世丰：生物质能源行业在中国是一个新兴行业，宣传力度还略显不足。目前在生物质能源中纤维素乙醇行业的商业化时代已经到来，技术已经趋于成熟。全球范围内已经有4家企业开始生产2代纤维素乙醇，在2014年底、2015年初还将有两家企业开始2代纤维素乙醇的生产，我国政府对2代纤维素乙醇也出台了补贴政策。
　　生物乙醇有很多技术已经成熟，许多企业也在做产业化生产运营，我们还缺什么?一个是原料体系的建立。其实在原料收集方面我们已在生物发电上有成功的经验，在植物的收割、转运、储藏上都有很多的经验。作为燃料乙醇或者是未来的生物质转换的从业者要考虑的是怎么样去布点，怎么样更好地跟政府、农民进行互动，把这个体系构建起来。另外一个就是发酵糖的制糖成本，目前来看这个成本比较有挑战性，现在国内外的相关公司一直都在致力于降低整个酶解的成本，提高效率。

作者：王卓峰 胡惠雯 张晶星  来源：中国化工报

wanderer1997

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