生物质能源前景光明

　　上世纪70年代以来可持续发展思想逐步成为国际社会共识可再生能源开发利用受到世界各国高度重视许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分提出了明确的可再生能源发展目标制定了鼓励可再生能源发展的法律和优惠政策可再生能源已成为国际能源领域的热点是各类能源中增长最快的领域如光伏发电风电等近10年来的年均增长速度都在20以上

　　化石能源是目前全球消耗的最主要能源，2006 年全球消耗的能源中化石能源占比高达 87.9%，我国的比例高达 93.8%。但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免 的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。从另一方面看，由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体 CO2，同时可能产能一些有污染的烟气，威胁全球生态。因而， 开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。

　　目前正在开发的可再生能源中，生物质能源在化学分子构成、能源利用形态上均与化石能源非常相似，它在不必对已有的工业技术做任何改进的前提下即可以替代常规能 源，对常规能源有最大的替代能力。而且从能源存量上看，生物质能仅次于三大化石能源位列第四，存量丰富且可再生，具备很大发展前景。

　　生物质能源中的燃料乙醇产业已经有一定的成熟度，但由于原料供应问题，在我国的发展前景仍然不明朗，积极寻求纤维素技术路线的突破是燃料乙醇产业的最终发展途 径，而一旦突破，前景将非常光明。

　　生物柴油产业还在探索中，同样由于原料供应问题，产业发展困难重重，寻找有效原料供给是行业健康发展的关键。

　　生物质能源行业在我国还刚刚起步，需要国家进行扶持，目前相关法律、法规正在制定中，预计后期政府扶持的力度会逐步加大。

　　由于行业处于起步阶段，二级市场上涉及该领域的公司很少，仅丰原生化从事燃料乙醇的生产。预计未来随着行业的逐渐发展，二级市场上将会有越来越多的公司从事该 行业。

　　2007 年 6 月 15 日—18 日，我们参加了在广西百色召开的“2007 年国内外石油化工及生物质能源发展趋势国际研讨会”，听取了专家的专题报告，并与参加会议的行业专 家、资深人士进行了交谈。现将参加会议所获得的相关数据和分析理解整理成下面的报告。

　　化石能源是目前我们消费的主要能源，从全球能源消费结构看，石油、煤炭、天然气等化石能源在总体能源消耗中的占比接近 90%。

　　2006 年，全球能源消费构成中，石油、天然气和煤炭三大能源共占 87.9%，其中石油占 35.8%，天然气占 23.7%，煤炭占 28.4%。同期我国化石能源占总能源消耗的比 例为 93.8%，其中石油占 21.1%、天然气占 3%、煤炭占 69.7%。对比可以看出，我国能源主要以煤炭为主，这与全球的能源结构差异较大。

　　但随着开采的不断进行，全球化石能源枯竭是不可避免的，预计将在本世纪内基本开采殆尽。《BP 世界能源统计 2006》的数据表明，全球石油探明储量可供生产 40 多 年，天然气和煤炭则分别可以供应 65 年和 155 年。而我国的数据为：石油探明储量仅可供生产 15 年、天然气仅可供生产 30 年、煤炭 81 年，形势非常严峻。

　　从另一个角度看，化石能源的使用会产生大量温室气体 CO2，严重影响全球的气候，威胁全球生态环境，因此，寻求更清洁的能源将是势在必行的。

　　可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。

　　上世纪 70 年代以来，可持续发展思想逐步成为国际社会共识，可再生能源开发利用受到世界各国高度重视，许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部

　　分， 提出了明确的可再生能源发展目标， 制定了鼓励可再生能源发展的法律和优惠政策， 可再生能源已成为国际能源领域的热点， 是各类能源中增长最快的领域， 如光伏发电、 风电等近 10 年来的年均增长速度都在 20%以上。

　　从化学角度上看，生物质的组成是 C-H 化合物，它与常规的化石燃料，如石油、煤等是同类。由于煤和石油都是生物质经过长期转换而来的，所以生物质是化石燃料的 始祖，被喻为即时利用的绿色煤炭。正因为这样，生物质的特性和利用方式与化石燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能。但与 化石燃料相比，它的挥发组分高，炭活性高，含硫量和灰分都比煤低。因此，生物质利用过程中 SO2、NOx 的排放较少，造成空气污染和酸雨现象会明显降低。

　　在所有新能源中，生物质能与现代的工业化技术和目前的现代化生活有最大的兼容性，它在不必对已有的工业技术做任何改进的前提下即可以替代常规能源，对常规能源 有最大的替代能力。

　　由于生物质能源具备较为优异的替代化石能源的特性，全球对生物质能源的开发力度越来越大，目前形成的开发路线有如下几种：

　　从产业化情况看，燃料乙醇发展较为迅速，巴西、美国等都已经有较为成熟的产业路线；生物柴油目前正在产业化探索中；压缩纤维质材料少数国家在推行；沼气和生物 质燃料发电有零星应用。

　　燃料乙醇目前已经在全球得到较为广泛的推广，应用方式主要为在汽油中掺烧。汽油中加入 10%的乙醇，油品含氧率可达到 3.5%，辛烷值提高近 3 个标号，油品的芳 烃含量降低，油品的燃烧性能、动力性能和环保性能均将得到改善，因而掺烧前景较为广阔。燃料乙醇掺烧在全球已经取得了较大进展，巴西的汽油中掺烧乙醇的比例已经高 达 20%，美国、欧盟的掺烧比例也较高。

　　由于燃料乙醇目前的成本较高，政府需要对该产业进行一定扶持，而在关键的掺烧环节，政府更应该严格控制，以保证掺烧乙醇汽油掺烧质量稳定。从生物质能源推广较 好的美国、巴西等国家的实施情况看，设立混配中心集中掺烧配置是较为合理的运行模式。混配中心的运作模式是：中心以市场价格采购乙醇（生物柴油）和汽油（柴油）， 按照规定比例进行掺烧（5%、10%等），并将混配后的油品供应给各加油站，政府按照实际成本情况给予混配中心补贴，让其维持一定的盈利能力而不至于亏损。

　　从技术路线看，燃料乙醇的技术大致分为两类：六糖路线和五糖路线。六糖路线原料主要为经济农作物，分淀粉类作物和糖类作物良种；五糖路线原料为秸秆等纤维素， 经降解和产生木糖，进而生产乙醇。

　　六糖路线目前发展程度较高，国际上成熟的乙醇路线均是六糖路线，如巴西主要采用甘蔗为原料生产燃料乙醇。

　　但从原料供应情况看，六糖路线存在较为严重的原料供应瓶颈问题，在人均耕地少的国家更为突出。我国人均耕地很少，为保证粮食供应，政府规定发展生物质能源不能 与民争粮、与粮争地，因而玉米、小麦路线今后不再会发展，而甘薯、木薯因在一定程度上与粮争地，发展也会受到一定限制。

　　另外，从成本上看，六糖路线的成本普遍较高，经济性不高。目前值得推广的是原料的综合利用。如淀粉路线可以利用作为饲料原料的粮食为原料生产燃料乙醇，同时 生产动物饲料。甘蔗路线可以综合利用榨汁后的甘蔗渣发电，或者造纸。

　　纤维素（五糖）路线是燃料乙醇发展的最终路线，因为地球上可以利用的纤维素数量非常庞大，所以无需担心原料供应问题。目前该路线最大的问题在技术方面，关键的 技术瓶颈有：1、缺乏高效五糖转化菌种以及纤维素酶高效生产工程化技术；2、发酵菌抗高温、抗高乙醇浓度等抗逆性差；3、发酵废液、废气综合利用技术以及污染问题。

　　如果纤维素路线的乙醇工艺获得重大突破，则人类对化石能源的依赖将会大大降低。这方面的研究虽已开展，但大多停留在中试阶段。我国的丰原生化目前有 300 吨/年 中试项目，华润有 300 吨/年中试项目，天冠有 3000 吨/年中试项目。日前有黑龙江帅亿集团与美国 BROIN 公司合作开发 15 万吨/年秸秆燃料乙醇项目的报道。

　　我国的燃料乙醇还处于发展初级阶段，尽管政府在大力推广乙醇汽油，并已有一整套产品标准和配套使用规范，但由于物耗难以降低，原料价格高，因而成本较高。目 前国内燃料乙醇主要由四家定点企业生产，产能大约为 120 万吨/年：黑龙江华润酒精有限公司 25 万吨/年、吉林燃料乙醇有限公司 34 万吨/年、河南天冠燃料乙醇有限公司 3 0 万吨/年和安徽丰原生化股份有限公司 32 万吨/年。

　　由于历史原因，这四家企业主要采用玉米及陈化粮路线。但由于不符合国家制定的生物质能源发展不能与民争粮、与粮争地的原则，因而今后不会再扩大生产规模。

　　我国燃料乙醇的发展将面临原料路线和技术路线选择问题。目前中粮集团等企业在寻求木薯为原料的燃料乙醇生产路线。中粮正在广西建设一个一期规模为 20 万吨/年 的以木薯为原料的燃料乙醇生产基地。但原料供应仍然是该路线 吨的木薯测算，则该项目需要约 150 万吨木薯，种植面积高达 72 万亩，这一 方面对原料运输提出了要求，另一方面，需要大量耕地，难以解决与粮争地的问题，因而这一路线的发展空间也将较为有限。

　　在乙醇燃料的掺烧方面，我国应该借鉴巴西和美国的模式，便于对掺烧油品的质量控制以及掺烧企业的直接补贴。

　　生物柴油是指有机脂肪酸酯类物质，它通常是由动植物油脂与短链醇经过酯交换反应而得到的。一般生物柴油的十六辛烷值大于石油柴油（49 比 45），燃烧性能良好， 与普通柴油可以以任意比例混合，使用时无需更换发动机。此外，燃烧时生物柴油相比石油柴油的悬浮微粒下降 30%，黑烟下降 80%、SOx 下降 100%；CO 下降 50%。因 此，生物柴油应用前景非常广阔。

　　从产业化程度看，生物柴油全球仍处于摸索阶段，发展程度较高的是欧洲国家。欧洲的生物柴油份额已占成品油市场的 5%以上，生产原料主要是菜籽油。欧盟规定，2 005 年在燃油中掺烧 2%的生物柴油，2010 年这一比例将提升到 10%。欧洲生物柴油委员会数据显示，2004 年起生物柴油生产能力为 224.6 万吨，而欧洲植物油工业联盟数 据显示，2006 年中期欧盟生物柴油产量超过 400 万吨，到 2010 年生物柴油产量将达到 800-1000 万吨。

　　国家生物柴油的发展也开始起步，如巴西提出了自己明确的掺烧目标：2005-2007 年，生物柴油掺烧比例为 2%；2008-2012 年强制掺烧 2%，鼓励达到 5%；2012 年后，强制掺烧 5%。

　　从全球情况看，生物柴油的工业化生产存在较为严重的原料供应问题。欧盟能够顺利推广，主要得益于其土地资源丰富，可以大面积种植油菜籽作为生物柴油原料。但 在土地资源较为紧张、食用油较为紧张的地区，该原料路线不适合推广，如我国的油菜籽主要用来榨取菜籽油食用，因而该路线不适合我国情况。

　　由于油料产量和价格因素，我国对生物柴油的科研和开发起始较晚，政府 2000 年才开始正式重视生物柴油的研究和开发，但发展非常迅速。

　　目前我国已有数十家生物柴油企业，年产量超过 10 万吨，主要包括海南正和生物能源有限公司、四川古杉油脂化学有限公司、福建卓越新能源有限公司等。去年以来， 生物柴油在上海、福建、江苏、安徽、重庆、新疆、贵州等地陡然升温，民企、国企乃至外企加速进入该行业。

　　与前两年以 1 万吨/年以下的小规模投入不同，如今各地开始呈现大规模投入趋势。如安徽国风生物能源有限公司耗资 5 亿元的 60 万吨/年生物柴油（一期 5 万吨/年生产 线 月投产）、南京清江生物能源科技有限公司的 75 万吨/年生物柴油项目等。仅江苏省，就有南京、张家港、无锡 3 个以民企投入为主的 20 万吨/年的生物 柴油项目。最近一段时间全国各地大大小小的生物柴油项目已近百个，在建、拟建项目总能力超过 300 万吨/年，大型生物柴油项目的生产原料多以菜籽油、进口棕榈油为主， 因而成本非常高。

　　由于油脂原料价格很高，国内还有为数众多的生物柴油厂家以地沟油（餐饮废油、泔水油，油脚）为主要原料，而不是国际上普遍通行的采用植物油脂为原料。地沟油杂 质含量高，不易分离，用这一原料生产出的生物柴油质量较差，如果执行严格的质量标准，很多产品都不能算为生物柴油。由于这些油品也大量在市场上流通，造成了生物柴 油质量体系的紊乱。鉴于生物柴油质量参差不齐，为了规范国内生物柴油市场，2007 年 5 月 1 日国家颁布了生物柴油的质量标准体系，标准的颁布有利于国内生物柴油产业 的健康发展。

　　我国生物柴油产业发展各环节存在很多问题，最严峻的是原料供应问题。由于食用油的稀缺，我国不可能利用油菜籽等食用油原料来生产生物柴油，可行的路径是开发非 食用的油科作物或植物：如棉籽、麻疯树、乌桕木、油桐等。

　　目前国家正在推广小桐树（麻疯树）作为生物柴油原料。小桐树为多年生木本植物，其果实的含油量很高，且果实一年有多季，攀枝花、广西等地已经在进行小桐树的推 广试验。但小桐树原料仍然不适合在我国大面积推广，理由如下：

　　1、小桐树的产量与土地贫瘠状况以及水分的充足状况高度相关，我国土地资源有限，不可能在现有耕地上种植推广，只能利用贫瘠的山丘、荒地等土地来种植，但产量 不能保证；

　　2、即便在比较肥沃的土地种植，每亩产出也不高，一起交流的农科院专家都认为，对于这种经济产出不高的作物，农民不会有太高的种植积极性；

　　3、 小桐树一年多次结果， 每株、 每个果岭的果实成熟时间不一致， 因而必须要人工分辨出成熟的果实而保留正在成长的果实， 这增加了采摘的成本， 因而采摘成本很高。

　　类似于小桐树原料路线的发展困境在油科植物路线的推广中也会存在，这关系到整个生物柴油行业的健康发展。通过与业内专家的交流，我们认为下述路径可能是未 来的发展方向：

　　2、针对目前的油科植物每亩经济产出不高的特点，推广“农场主制”种植模式，由政府或某实力机构出资大面积种植用来生产生物柴油的油科植物（土地、种植所需的其 他费用均由该机构解决），而种植、生长维护、果实采摘等环节外包给当地农民，政府或机构付给承包农民相应的报酬。

　　从生物柴油工艺看，我国基本没有自主工艺，主要依赖进口国外厂商的相关设备来进行生产，这种情况在短期内不会得到改观。而目前国内生物柴油的掺烧标准还没有出 台，因而如何在加油站中推广生物柴油是急需解决的问题。

　　总体而言，我国生物柴油面临先天的原料供应不足问题，只有解决这一问题，该产业才能够健康稳定发展。从前景看，由于我国石油能源对外依存度非常高，推广替代石 油能源的生物柴油产业将会大大缓解这一依赖状况， 因而政府会大力支持， 同时产业也具备广阔前景。 总之， 我国生物柴油产业刚刚起步， 道路将比较曲折， 前途却较为光明。

　　2006 年 1 月 1 日颁布实施的《可再生能源法》中明确提出支持生物质能，但该政策还没有具体的支持细则。

　　从补贴情况看，乙醇产业由于目前国家仍只是定点支持 4 家企业，其他企业还不能获得相应补贴。具体的补贴方式是对生产企业，每吨乙醇补贴 1373 元。生物柴油由于 还处于产业初期，具体的补贴还没有开始。

　　从掺烧情况看，国家也还没有提出明确的乙醇及生物柴油的掺烧比例，但据传政府正在讨论制定中，如果制定，对于产业稳定发展有利。