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“种”出的生物能源 我国有5亿吨标准煤
 
慧聪网   2006年5月15日11时11分   信息来源:中国纺织网资讯    

    你相信吗,有一天,直接添加在你爱车里的,是农作物秸秆转化成的燃料

    一项技术突破使这件事不再是一份遥不可及的梦想。早在今年初,安徽丰原集团利用秸秆等生物质转化燃料乙醇的关键技术纤维素水解酶的系列开发以及用于五碳糖发酵技术的工程菌株开发就获得重大突破,目前已顺利进入工业化试验阶段。丰原集团董事长李荣杰告诉记者,“试验显示,每4吨秸秆(玉米秸秆、麦草秸秆等)可生产1吨燃料乙醇,还有饲料酶等副产品。”

    由于农作物秸秆生长在土里,而燃料乙醇又属能源,所以,人们形象地把这种试验称为“从土里‘种’出能源”。这种“种”出来的能源学名叫做生物质能,指的是利用农作物秸秆、甘蔗、玉米、小麦、甜菜、木薯、马铃薯、棉籽、菜籽、林灌木等农林产品,以及畜牧业生产的废弃物等提取的能源,是一种对环境友好、可以再生的能源。业内人士称,如果这项技术工业化成功,我国将成为世界上率先发展秸秆乙醇工业的国家。更为重要的是,这项技术的原料秸秆属非食用性农作物,充分体现了“不与人争粮,不与粮争地”的原则。

    为何要发展生物质能4月21日,国际油价曾突破每桶75美元,眼下仍在70美元/桶的高位徘徊。高企的油价使可再生能源为主体的“绿金经济”炙手可热。这种变化意义重大,它将引领人类的能源消费从基于化石的体系转向基于化石与基于碳水化合物叠加的体系。我国十分重视发展包括生物质在内的可再生能源。4月20日,温家宝总理主持召开国家能源领导小组第二次会议,审议《可再生能源中长期发展规划》,并指出可再生能源是重要的战略替代能源,要更加重视水能、风能、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源的开发利用。推进社会主义新农村建设,是加大生物质能源开发利用的第二个推力。生物质特别是农作物秸秆,主要集中在农村地区,无论是用于发电还是生产液体燃料,都是废物利用,可大幅度提高农业生产的附加值,有效增加农民收入。据有关专家测算,每亩地平均可以产生约1吨秸秆,如果每吨秸秆按售价200元计算,相当于每亩地净增加收入200元。

    此外,农民还可以在荒山、荒坡种植能源林,通过出售能源植物增加收入。生物质能属于清洁能源,加大开发利用将有效缓解环境压力,生物质能产业是典型的循环经济。李荣杰告诉记者,植物利用阳光将二氧化碳和水转化成粮食、薯类、甘蔗、秸秆等,再通过生物发酵和分离提取技术制造出生物能源和生物化工系列产品,这些产品被使用或废弃后会分解成二氧化碳和水,形成一个循环,其有害物质(硫和灰分等)的含量仅为煤炭的1/10左右,二氧化碳的排放和吸收构成自然界的碳循环,不会增加大气中的二氧化碳净含量,避免产生温室效应。

    因此,加大生物质能的开发利用,是维护我国能源安全、调整能源结构、缓解能源资源矛盾的战略举措。产业前景怎样我国是农业大国,也是林业大国,生物质资源十分丰富。农作物秸秆是生物质资源的主要组成部分。有数据显示,我国农作物秸秆年产生量约7亿吨,除部分作为造纸原料和畜牧饲料外,大约3亿吨可作为燃料使用,折合约1.5亿吨标准煤。林木枝桠亦是重要的生物质资源。统计表明,我国现有森林面积1.75亿公顷,各类林木质资源量在200亿吨以上,林木枝桠和林业废弃物年可获得量约为9亿吨,大约3亿吨可作为能源利用,折合约2亿吨标准煤。能源植物是有待开发的重要生物质资源。目前我国黄连木、油桐、麻疯树、甜高粱等能源植物的可种植面积达2000多万公顷,可满足年产5000万吨生物质液体燃料的原料需求。农林废弃物、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等亦可转化为生物质能。目前我国畜禽养殖业粪便排放量约18亿吨,实际排出污水总量约200亿吨,可生产沼气约500亿立方米;农产品加工废弃物,包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等,大约2亿吨以上;全国工业企业每年排放的(可转化为沼气)有机废水和废渣约25亿立方米,可生产沼气约100亿立方米;每年城市垃圾量为1.3亿吨,今后随着城市化的进一步发展,城市垃圾量还会不断增加,预计到2020年,全国每年城市垃圾量将达到2亿吨以上。丰富的生物质资源昭示出广阔的产业前景。据国家能源领导小组办公室副主任马富才预测,目前全国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤,随着植树造林工程的扩大和经济社会发展,生物质资源可转换为能源的潜力可达10亿吨标准煤以上。

    燃料乙醇的生产和推广已展示了这种产业前景。

    2004年2月,经国务院批准,我国批准建设了4个生物燃料乙醇生产试点项目,并在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省及河北、山东、江苏、湖北4个省的27个地市开展车用乙醇汽油扩大试点工作。短短的两年间,4家试点企业已形成生产能力102万吨/年,累计生产生物燃料乙醇120多万吨;9个省共实现年混配1020万吨生物乙醇汽油的能力,生物乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%。技术有无瓶颈能否“种”出能源,关键在技术。丰原集团董事长李荣杰称,现代生物发酵技术和化工分离技术,使生物质能源具有了现实意义和经济意义。

    他判断,只要每桶石油价格不低于35美元,利用生物质转化石化产品替代石油就将有利可图。据李荣杰介绍,这种制造技术大体分为二类:一类是燃料乙醇、生物柴油等液体燃料制造技术。以玉米、小麦为原料生产的燃料乙醇生产试点,已开始在汽油中按10%的添加量推广应用。目前国家有关部委正牵头制定标准拟提高添加比例。从巴西、美国等国的实践来看,燃料乙醇的添加比例可以达到20%、50%、85%,甚至完全使用燃料乙醇。燃料乙醇是一种更清洁的能源,它不需要添加MTBE,MTBE是汽油中必用的添加剂,极易造成大气污染和地下水质污染。生物柴油的技术基本成熟,目前丰原工程研究中心已具备工业化生产工艺技术,河南天冠集团300万公里的内部车队行车试验结果良好。生物柴油的生产成本取决于油料农作物的发展与种植,在石油资源严重制约的情况下,可以考虑利用生物质生产柴油。另一类是将生物质转化成化工系列产品的技术。

    李荣杰说,生物化工系列产品主要包括生物乙烯及其衍生品、生物可降解塑料、聚酯纤维布料、无毒增塑剂、油漆涂料溶剂等,它可以替代相当一批石化产品。在生物质燃料乙醇技术突破之前,丰原集团宿州生化就上马了我国唯一的一套生物质化工装置年产2万吨生物乙烯、环氧乙烷、乙二醇的生产装置。2005年该装置净利润为6000万元,利润率高达40%。李荣杰说,比利润更有价值的是,它可以形成一条从种植到加工的产业链,带动农村地区经济发展。生物可降解塑料和聚酯纤维布料的关键元素是聚乳酸。目前,作为中比合资项目,丰原已形成了年产3万吨L—乳酸的能力。以L—乳酸为原料生产的聚乳酸可降解塑料,可以成功替代石油化工产品聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,有效消除白色污染;以L—乳酸为原料生产的聚乳酸聚酯布料,比石油化纤纺织品更为天然和环保,属于生物新材料。李荣杰称,丰原集团所掌握的生物质制造技术全部源于自主创新,一旦获得大规模推广,将有效缓解我国对石油产品的依赖,为替代石油寻到一条现实之路。

    成本如何降低成本是开发利用生物质能的一道重要关口。以我国推广较为成功的燃料乙醇为例。目前,我国燃料乙醇生产多以玉米、小麦、木薯、红薯等粮食谷物为原料,近年受各种因素影响,原料价格不断上涨,使得原料消耗占乙醇生产成本的比例已达70%以上。为了支持燃料乙醇应用试点和推广,国家财政按照每吨1373元的标准对乙醇生产试点企业实行补贴。丰原集团是国家确定的4个燃料乙醇试点企业,现已形成了年产44万燃料乙醇的生产能力,去年产量为32万吨。早就享受国家财政补贴,但李荣杰依然清醒:只有降低成本,最大限度地减少国家补贴,这个产业才可能迅速发展。他认为,降低成本的最有效路径,就是资源多元化。以粮食谷物为原料转化生物质能仍可适度发展。据李荣杰介绍,我国玉米年产量为1.2亿吨左右,其中8000万吨没有经过深加工,而直接作了饲料,由于直接喂养碳氮比例失调,损失了3000万吨的淀粉,如果经过深加工,利用3000万吨淀粉可生产1300万吨的燃料乙醇。非食用性农作物原料转化生物质的探索应加大力度。李荣杰认为,为了实现生物质能原料多元化,至少应在两个方面展开探索:一是鼓励农民开发我国现有的十几亿亩荒地、滩涂等边缘性土地,开垦种植薯类、菊芋(洋生姜)、甜高粱等高产能源作物,甚至转基因高产作物;二是以植物秸秆及农林废弃物为原料进行精深加工。秸秆的主要成份为纤维素、半纤维素和木质素,通过自主创新,丰原已掌握了纤维素和半纤维素的水解技术及能代谢五碳糖的基因工程菌,预计2008年可以进行工业化推广。

    丰原秸秆燃料乙醇的试验已显示了资源多元化的降低成本潜力。据介绍,秸秆转化燃料乙醇比玉米生产乙醇的成本低300元—500元/吨。4月29日,财政部副部长朱志刚公开透露,我国将着手建立生物质能源成本分摊机制与风险分摊机制,在机制尚未形成之前,财政部会考虑选择一些生物质能源示范企业,国家财政将提供必要的补贴。国家发改委则就我国生物燃料产业发展作出了安排:“十一五”实现技术产业化,“十二五”实现产业规模化,2015年以后大发展,预计到2020年,我国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15%左右,同时建立起具有国际竞争力的生物燃料产业。业内人士判断,找到了破解技术瓶颈和降低成本的路径之后,我国生物质能将进入一轮新的发展时期。

 
 
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