新產業(yè)
在經過幾年的紅火之后，我國生物質能產業(yè)目前增速減緩，趨于停滯。行業(yè)中占主力的民營企業(yè)資本難以維持研發(fā)運作是一大原因。
日前，在2010中美環(huán)境增值能源論壇上，中國工程院院士、中國能源研究會副理事長曹湘洪指出，我國生物質能的科研力量同國外先進水平相比還有差距。國營大型石化企業(yè)應在其中扮演重要角色，加大對生物質能的研發(fā)力度。
石化企業(yè)應擔起重任
曹湘洪指出，隨著產油國調整石油政策，進入世界市場的石油數量將會逐步減少。但在2003~2009年的6年間，我國石油的進口依存度卻上升了15.3%。
“我們必須未雨綢繆，及早研究應對策略。積極發(fā)展生物燃料是減少對石油的過度依賴、減排二氧化碳的重要戰(zhàn)略舉措。” 曹湘洪說。
國外一些知名的石油公司顯然也意識到了危機，紛紛投入生物質能的研發(fā)之中。
例如，殼牌石油公司就與多家公司合作投資纖維素乙醇、木屑氣化生產生物柴油、生物質生產生物汽油的BioForming技術示范。
BP公司提出“超越石油”的口號，投資5億美元與伯克利大學等合作開發(fā)生物丁醇技術。
埃克森美孚投資6億美元開發(fā)生物油藻生產運輸燃料技術。
芬蘭國營Neste石油公司用廢木柴生產生物柴油的工業(yè)示范裝置2009年6月在芬蘭VarKaus建成投產。
道達爾公司2009年10月9日宣布，將在稱之為BioTfuel的第二代生物柴油中型裝置中提供30%約3000萬歐元以上的資金。
國內中石油、中石化等大型企業(yè)也對生物質能有所重視。如曹湘洪在就任中國石化總工程師期間就推動了中石化同中科院及企業(yè)在生物質能方面的合作。
不過，他仍然呼吁，我國資金雄厚的石油、石化企業(yè)具有得天獨厚的優(yōu)勢，應向國外公司學習，加大對生物質能的投入，成為我國生物質能產業(yè)的主力軍。“中小民營企業(yè)以短期贏利為目的，很難投入持久的研究，而大企業(yè)資金雄厚，應該能對生物質能有更深入的研究。”曹湘洪說。
發(fā)展生物燃料是大勢
曹湘洪預測，運輸燃料是未來能源需求的最大缺口。他認為，生產生物燃料和生物基材料是未來生物質能源利用的最佳方式。
在石油、煤炭、天然氣和生物質能這4種含碳一次能源中，只有生物質能是可再生的含碳能源。曹湘洪表示，開發(fā)利用生物質能源，應該重視這條特性。
曹湘洪解釋道，含碳能源與二次能源產品分子結構、碳氫元素比越近，其加工過程就越簡單，碳氫元素利用越合理，投資運行費用越低。按氫碳比相近原則，生物質生產運輸燃料、石化產品比較合理。
由此曹湘洪提出，生物質發(fā)電不是生物質能源利用的發(fā)展方向。“發(fā)電可以通過其他途徑獲得，但是液體燃料只有生物質能可以替代。在目前我國還沒有掌握成熟的生物質燃料技術時可以在短期內采用生物質直燃發(fā)電，但不是發(fā)展方向，長期來看秸稈發(fā)電應有所控制。”他說。
資料表明，世界生物燃料已經并將繼續(xù)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢：
2009年全球燃料乙醇產量已達5895萬噸，是汽油消費量的5.4%。美國2009年燃料乙醇產量3156萬噸，是2005年的2.63倍，美國2007年通過的《能源自主與安全法》中提出了到2022年替代20%汽油的目標。
歐盟計劃2020年運輸燃料中生物燃料的比例要達到10%。
巴西2009年燃料乙醇產量1980萬噸，替代了國內56%的汽油，已有700多萬輛靈活燃料汽車。
印度工業(yè)生物燃料委員會通過由總理簽署的法規(guī)，要求到2017年柴油和汽油中都添加20%的生物燃料。
生物燃料的技術開發(fā)成為生物質利用技術開發(fā)的重點，各種新工藝新技術相繼從實驗室走向中試或工業(yè)示范。尤其是建立在糖平臺的纖維素乙醇生產技術不斷進步，日趨成熟的基礎上。如加拿大Iogen公司在世界上率先建成26萬加侖/年的纖維素乙醇裝置，早在2004年就完成了技術驗證。
而建立在熱平臺的生物燃料生產技術開發(fā)取得重大進展。如德國Choren公司2009年7月初宣布建設在Freiberg用木屑做原料的1.5萬噸/年BTL裝置2010年將投入商業(yè)化生產，Choren公司還計劃在德國Schwedt建設20萬噸/年BTL裝置。
培育生物油藻制生物燃料成為技術開發(fā)的熱點，現(xiàn)在生物油藻又成了研究熱點，存在生長速度和含油量矛盾的問題。實驗室容易，產業(yè)化很難，下一步需要利用轉基因技術對其進行改造。
科研實力有待提升
在我國，本世紀初生物質能曾經紅火過一段時間。
乙醇汽油經過試點后很快在10個省區(qū)推廣，乙醇汽油消費量約占全國汽油消費量的20%。燃料乙醇產量迅速增長，2009年增長到了173.2萬噸，是2005年的1.68倍。但隨著國家叫停糧食乙醇，加工發(fā)展纖維素乙醇又缺少成熟技術，燃料乙醇增速趨緩，目前呈現(xiàn)發(fā)展停滯的態(tài)勢，很多企業(yè)停產。
曹湘洪表示：“前兩年生物質能炒得很熱，一下很多人投資，但在技術不完全成熟的時候就搞大規(guī)模產業(yè)化肯定不能長久，所以現(xiàn)在整體萎縮也很正常。” 他強調，在技術不成熟、缺乏經濟性時，不能急于規(guī)劃建設工業(yè)化裝置。
近期，在科研單位和企業(yè)的努力下，我國生物燃料技術開發(fā)取得明顯進展，但曹湘洪指出：“水平還有待提高，尤其是同國外先進水平相比不在一個水平線上。”
對于我國目前的科研現(xiàn)狀，曹湘洪介紹道，我國纖維素乙醇技術水平低，很多技術不過關，難以支持產業(yè)發(fā)展；生物油藻培育及生產燃料技術研究開發(fā)起步晚，尚處在實驗室研究階段；利用資源豐富的農林廢棄物生產生物燃料的技術研究基本上集中在糖平臺轉化，熱化學轉化未受到重視，雖有人研究，但水平較低。
曹湘洪建議，生物質生產運輸燃料技術開發(fā)中，要注意生物反應與化學反應、生物工程和化學工程、生物加工和石油、煤炭加工、工藝技術開發(fā)和裝備研制開發(fā)的有機結合，善于集成創(chuàng)新。
另外，利用秸稈、林業(yè)廢棄物生產運輸燃料技術是研究開發(fā)的重點，既要重視糖平臺轉化技術，還要重視熱化學轉化平臺技術。
另一方面，生物資源量不足也是阻礙我國生物質能發(fā)展的一大瓶頸。如我國生物柴油始終受資源困擾，發(fā)展緩慢。
曹湘洪指出，生物柴油發(fā)展從民營企業(yè)起步，從本世紀初開始，先后有多家企業(yè)利用餐用廢油、皂化油下腳料做原料生產生物柴油。開發(fā)形成了多種技術，大部分經中試驗證，有的已成功實現(xiàn)工業(yè)化。但由于缺少原料支持，已建成的工業(yè)化裝置不能滿負荷長周期運轉，因而產品始終未進入汽車燃料系統(tǒng)。
生物資源量是發(fā)展生物燃料產業(yè)的基礎。曹湘洪建議重視高產生物、能源作物培育種植技術的研究開發(fā)，同時充分利用轉基因技術，研究開發(fā)降低能源投入、增產能源生物質的技術。
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