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生物质能源怎样跑赢新能源时代?
2015-12-24 14:58  · 来源:中国绿色时报  · 作者:  · 责编:王长尧

  专家认为,只有破解成本效益难题,才能拉动产业可持续发展 

  在中国国家主席习近平和法国总统奥朗德的见证下,去年,源华能源科技(福建)有限公司与法国开发署正式签署3000万欧元的“关于发展无患子能源林及生物柴油产业”贷款协议。

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  3000万欧元的合同,算不上大单,何以引起中法两国领导人的关注?全球不乏生物质能源“大鳄”,法国为何偏偏选择与中国企业合作?生物质能源的全球格局如何?发展模式孰优孰劣?

  北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心副主任贾黎明教授和该中心教授苏淑钗认为,中国林业生物质能源研发另辟蹊径,企业与科研院校合作探索出一条原料林集约化培育的种植园模式、产品多联产的产业链模式、全生命周期可持续发展模式新路子,前景值得期待。正因为如此,法国开发署不仅与福建源华签约,而且还“盯上”了中国多家生物质能源企业。

  巴西、美国和欧盟等起步早,技术发达,但以粮食作物为主要原料,遭到普遍诟病;第二代生物质能源正在兴起 

  在化石能源逐渐枯竭、空气污染日益严重、全球气候变化不断加剧的大背景下,生物质能源以其可再生、碳中和以及环境友好等诸多优势异军突起,受到世界的广泛关注,发展生物质能源已被列入各国的能源发展战略。

  据贾黎明介绍,巴西、欧盟和美国生物质能源起步早,各有千秋,但目前真正实现产业化的仍然是第一代生物燃料和固体燃料。巴西甘蔗乙醇年产量超过250亿升,应用规模超过全国汽油燃料消费量的50%;美国玉米乙醇年产量已超过400亿升。美国、巴西、印度尼西亚等国在生物柴油生产上发展较快,主要原料是油菜籽、大豆、棕榈等作物以及废弃油脂,2014年美国和巴西大豆生物柴油产量均超过200万吨,印度尼西亚棕榈生物柴油产量超过380万吨。

  欧洲很多国家发展颗粒成型燃料作为生物质能源。瑞典主要通过种植柳树能源林,发展生物质热电联产,年发电约1000亿千瓦时,占全国能源消费量的16.5%,占供热能源消费总量的68.5%;丹麦的生物质直燃发电年消耗农林废弃物约150万吨,提供全国5%的电力供应。

  美国和奥地利生物质能源分别占一次能源消费量的4%和10%。德国则利用生物废弃物干法发酵生产沼气,用于热电联产,已占全国电力能源的7%左右。

  “依托粮食作物生产生物质能源,有违粮食安全原则,受到国际社会指责,联合国也在试图叫停美国玉米乙醇生产。因此,国际社会开始探索第二代生物液体燃料,主要是纤维素乙醇。美国于2006年制定‘纤维素乙醇研究路线图’,2008年发布‘国家生物燃料行动计划’,正在深入研发纤维素乙醇原料培育和转化技术。”贾黎明说,“巴西也在开发转化技术,用甘蔗渣为原料生产纤维素乙醇。目前,国际上开发较多的纤维素乙醇原料植物有甜高粱、柳枝稷、狼尾草、芒草等草本植物,杨树、桉树等树种;转化技术有热解法、酶解法、化学法、物理化学等。生物柴油也向高端的生物航煤方向发展。”

  中国发展定调粮食安全——不与人争粮、不与粮争地,林业成为潜力巨大的“绩优股” 

  “不与人争粮,不与粮争地”,这是中国发展生物质能源的基本原则——起步伊始,保障粮食安全就成为中国生物质能源发展底线。在保障粮食安全的基础上发展生物质能源,林业恰恰具备无与伦比的巨大潜力。

  的确,无论从资源还是土地上看,林业都具有独特优势。我国有46亿亩林地,其中440多万公顷宜林荒山荒地可作为生物质能源原料林基地;有薪炭林170多万公顷;年产采伐剩余物等木质能源原料3.5亿吨。“我国林业原料潜力非常大,果实和种子含油率40%以上的树种有150多种,能够规模化种植用来开发生物柴油原料林的主要树种有小桐子、无患子、文冠果、黄连木、光皮树、山桐子、盐肤木、山苍子、油棕、乌桕等。”贾黎明说。国家林业局也率先发布了《全国林业生物质能发展规划(2011-2020年)》,明确了林业生物质能源的发展布局和方向。

  据贾黎明介绍,我国生物质能源发展较为成熟的是生物发电,国内已有60多家生物发电企业,主要利用秸秆、木质材料等发电。山东菏泽单县生物发电厂是我国第一家生物发电厂,装机容量为2.5万千瓦,年发电量1.6亿度,可实现工业产值1亿多元。

  生物柴油的主要原料是废弃油脂及含油较高的树木种子。云南神宇以小桐子种子生产生物柴油,2011年10月国航用他们生产的生物柴油精炼后与传统航空燃油按1:1混合,用于波音747-400飞机试飞,获得成功。北大未名集团与湖南省林科院合作研发光皮树生物柴油,已在一些区域封闭运行。

  但一直以来,我国生物质能源产业发展速度较慢,原因主要是只盯着生物柴油、成型颗粒燃料等一种产品,利润低,企业自然就没有发展的积极性。

  怎样突破原料、技术和可持续发展三大制约效益的因素?中国模式正浮出水面 

  效益是产业的生命线。虽然扶持政策必不可少,但也不可违背市场规律。生物质能源企业要想依托自身力量发展壮大,同样逃不脱成本效益这一生存定理。

  贾黎明认为,制约林业生物质能源发展效益的三大因素是:原料、技术和可持续发展。目前,北京林业大学国家能源非粮生物质研发中心等研究机构与我国主要林业生物质能源示范企业合作,探索出一整套以高能效种植园原料生产、高效多联产产业链开发为特征的林业生物质能源可持续发展模式,已跻身世界前列。

  原料林培育采取种植园模式,依托我国主要能源树种开展规模化、集约化栽培,保障原料产量和可持续供应,可以极大地降低原料成本。苏淑钗说,我国的生物柴油树种要像种苹果那样,采用良种无性系、矮化密植、整形修剪、花果调控、水肥管理、机械化作业等成套生产技术种植管理。贾黎明说,即使是刺槐、柠条等燃料和纤维素树种,也应选用良种,高密度、短轮伐期生产。在我国西北地区大面积分布的柠条等灌木林,如果长期不去管它,它只会越长越差,而几年平茬一次既能获得原料,又能让林地复壮。

  产品生产技术创新的核心是高效多联产产业链发展模式。一种生物质原料生产多种产品,原料吃干榨尽,形成较长的产业链,可大幅提升产品附加值和产业效益。贾黎明说,通过产学研协同攻关,这一模式已取得突破。福建源华利用无患子富含皂苷的果肉为原料,开发出高价值肥皂、浴液和洗发液等产品;利用含油40%以上的果仁为原料,生产生物柴油;利用种壳为原料,生产高级活性炭;同时延伸形成植物精油、高级化妆品、高蛋白饲料等产品。法国开发署认为,无患子产业已形成中国特色的“林油一体化”生物质能源发展模式,非常期盼通过贷款项目实现产业发展模式的进一步提升,形成国际生物质能源产业发展模式样板。京骄集团“木变油”生物质能源产业链主要以农林废弃物为原料,生产低凝生物柴油、高寒地区军用润滑油、增塑剂等一系列产品,产品附加值大大提升。国际知名的法国生物柴油专家高度赞赏这一生产工艺,认为是国际一流技术,前景非常好。

  从原料生产到最终产品的全生命周期实现可持续发展,既要经济效益高,又要环境友好、对区域社会经济发展有益,才能与国际市场对接,得到国际市场的“通行证”。

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