首页 >> 学习园地
生物燃料发展重心将向原料生产倾斜
时间2014-06-05 11:13  来源:能源化学研究室  作者:admin

        生物燃料通常指生物液体燃料,是重要的交通替代燃料。相对于其他替代燃料,生物燃料具有与现有基础设施兼容性好、能量密度高、清洁低碳、资源可再生且资源基础广阔等优点,而且已具有规模化生产应用的实际经验,可望成为重型卡车、航运和航空等长途交通工具的最经济可行的清洁替代燃料。
        20世纪90年代以来,为保障能源安全、应对气候变化、保护环境、促进农业发展,许多国家制定实施积极战略和政策,推动生物燃料的规模化开发利用。我国在上述各领域也面临着巨大挑战,也亟待制定符合我国国情的战略和政策,促进生物燃料的规模化发展。
        为此,国家发展改革委能源研究所开展了“中国可再生能源规模化发展研究”,通过考察分析国际上生物燃料产业发展趋势和政策实践,评估我国生物燃料的发展潜力和重大挑战,进而探讨我国生物燃料规模化发展的战略任务、总体思路和发展路径,并提出促进我国生物燃料产业发展的政策措施建议。
        一、国际政策趋向——扶持与监管并重
        20世纪90年代以来,为促进农业经济、改善大气质量、减排温室气体,以美国、欧盟国家和巴西为代表的许多发达国家和发展中国家制定实施了规模空前的生物燃料项目和积极的扶持政策,全面推动了生物燃料产业的蓬勃发展。虽然2008年金融危机以来受到油价低位运行和市场需求疲软的影响,但各国扶持政策保持延续并继续深化,大型石油企业开始大力介入,技术研发取得积极进展,应用领域扩展到航空领域,推动了生物燃料产业加快升级转型和继续扩大规模。
        目前,以粮糖油为原料的燃料乙醇和生物柴油(通常被称为传统生物燃料,或第一代生物燃料)已进入商业化发展阶段,以农林业有机废弃物、专用非粮能源植物/藻类微生物等生物质为原料的先进生物燃料(或第二代、第三代生物燃料)正在建设一批示范项目,预计在今后10年内逐步实现商业化。2009年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到5760万吨和1590万吨,绝大部分集中在美国、巴西和欧盟地区。据国际能源机构(IEA)的生物燃料路线图分析,2010年全球生物燃料产量约1000亿升,满足全球3%道路交通燃料需求;2050年生物燃料可满足全球交通能源需求的27%,可年减排21亿吨二氧化碳。
        虽然生物燃料在近年来发展迅速并初步展示了广阔的发展潜力,但也开始引发了众多争议和批评,主要是生物燃料的节能减排效益和发展潜力、以及对粮食安全和生态环境的威胁,反映了生物燃料产业自身及其社会经济含义的复杂性。
        近年来,一些领先国家和国际组织积极推动建立扶持与监管并重的政策体系,促进生物燃料产业健康持续发展。在扶持政策方面,
        早期主要采取了投资补贴、减免消费税和燃油税等措施,近年来美国和欧盟许多国家陆续引入了再生燃料标准(RFS)等强制性市场份额政策,并特别规定先进生物燃料的具体发展目标和更高贡献度。在监管政策方面,近年来欧美国家开始规定生物燃料的最低温室气体减排率,调整农业及土地政策,推动建立可持续生产准则和产品认证体系;包括我国在内的部分发展中国家则禁止使用或严禁扩大使用粮食原料,以确保可持续发展。
        二、我国生物燃料生产潜力大
        由于我国人口保持增长、饮食水平的持续提高,而优良耕地减少、水资源相对短缺,利用传统粮糖油原料发展生物燃料的潜力在我国非常有限。利用非粮原料将是我国发展生物燃料的根本方向。
        我国早在上世纪90年代即开展以甜高粱、小桐子为原料的生物燃料生产技术研究,“十一五”以来,大批企业,包括大型企业,积极投身非粮生物燃料产业研发。目前,我国利用薯类、甜高粱、小桐子等非粮作物/植物生产燃料乙醇和生物柴油的技术已进入示范阶段。木薯和甘薯乙醇技术也可实现商业化应用,广西于2007年建成年产20万吨木薯乙醇项目。甜高粱乙醇技术开发取得实质性进展,已开发出高品质杂交种籽,自主开发的发酵工艺和技术达到实用水平,并在黑龙江省建成年产5000吨乙醇的示范装置。木质纤维素乙醇在原料预处理、纤维素转化以及酶制剂生产成本等方面均取得实质性进展,在黑龙江、河南等地建成了年产数百吨和数千吨乙醇的示范生产装置。生物柴油产业化示范工作的时机也已基本成熟,但受废油资源收集利用量、油料植物种植基地建设进度的限制,目前只有少数生物柴油企业实现规模化持续生产,也没有正式进入车用成品油的主要流通使用体系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技术)目前仍处于实验室研究和小规模中试阶段。
        目前我国还没有全面深入开展生物质能资源潜力评价。初步估算,利用废糖蜜、食品加工业和饮食业废油、棉籽油等废弃糖油类资源,估计可满足年产80万吨燃料乙醇和200万吨以上生物柴油的原料需求。可能源化利用的农作物秸秆和林业剩余物年产量目前约2.5亿吨,且可望继续增加,在中长期可满足年产3000~5000万吨第二代生物燃料的原料需求。另外,还可通过推广良种良法、品种替换、开发劣质边际土地等途径发展能源植物,例如甜高粱、木薯、麻疯树等。相关土地评估显示,我国现有约3200万~7600万公顷边际性土地,但适合能源植物生长的土地资源有待查清。
        总体估算,我国以非食用粮糖类农作物为原料的燃料乙醇生产潜力近中期约为1500万吨,以废油为原料的生物柴油生产潜力近中期约200万吨,以油料林为原料的生物柴油生产潜力在中长期约为数百万吨,以纤维素和藻类生物质为原料的先进生物燃料生产潜力在长期可达每年数千万吨。
        通过发展传统生物燃料,估计在近中期具有满足近10%道路交通燃料的潜力;如果实现第二代生物燃料技术的商业化,则我国生物燃料在长远期具有满足20%~30%左右道路交通燃料需求的潜力。
        三、4大问题待解
        未来,我国生物燃料产业发展将面临以下4大挑战:
        (1)原料资源基础仍然薄弱。实际剩余可用边际土地资源潜力不清,缺乏科学评价和规划;原料植物的选育栽培和规模种植经营技术、产业和管理体系有待完善;原料资源来源多样、品质不一。
        (2)技术产业发展水平不高。技术工艺水平较为落后;资源利用和环境保护水平不高;缺乏符合国内原料特点的整套技术工艺和装备;第二代生物燃料技术离工业化生产还有较大差距;产业模式仍不成熟,有待于建立与“三农”和现代林业和谐发展的产业模式;可持续生产技术规范和模式尚未建立,仍有待于开展良种选育及混交林营建技术等研究,制定保障高能效、高减排的技术标准和规范。
        (3)缺乏竞争力和抗风险能力。原料成本居高不下甚至还有所攀高;规模经济、范围经济和资源综合利用效益偏低;经济竞争力较弱,存在较大市场风险。
        (4)扶持政策和市场环境不完善。非粮生物燃料的市场准入和产品流通体系不通畅,无法进入车用成品油经销体系和终端消费市场;行业监管薄弱,存在社会、经济和自然生态风险;扶持价格和财税政策不完善;产品推广使用市场环境不健全,各项基础设施不完善,封闭区域强制使用制度影响跨地区车辆使用性能;指定企业在特定封闭区域销售影响公平竞争。
        四、生物燃料产业链重心向种植和原料生产倾斜
        我国生物燃料的规模化生产利用有赖于加快实现产业的转型升级。我国生物燃料产业在今后应完成如下几个战略任务。
        (1)转变扩大原料结构,夯实资源基础。要从主要利用食用粮糖油农产品等原料转向各种非粮原料,在避免威胁粮食安全前提下有效扩大原料结构,夯实资源基础。
        (2)完善优化产品结构,提高经济效益。根据原料特点,通过开发整合相关技术工艺、拓展延伸产业链,提高资源梯级利用和综合利用水平,开发高增加值副产品和新产品,实现从单一原料和产品模式转向可利用多种原料、生产多种产品的综合精炼技术的转变,从而完善优化产品结构,显著提高经济效益。
        (3)调整产业组织结构,提高产业效率。根据非粮生物燃料产业的农林业属性、多样性和地域性等特点,把产业链重心向能源植物种植和原料生产倾斜,建立“分散加工转换+集中精炼调配”的经营模式,充分调动发挥当地农民和政府的积极性。应鼓励中下游的大中型企业与地方农民、中小企业和相关组织建立稳定互利的协作关系和新型农工一体化产业运作模式。
        (4)转变产业发展理念,确保可持续发展。要创新产业发展理念,实现宏观层次上的农业系统、工业系统和环境系统之间的整合,全面促进可持续发展。从粗放式、破坏性的土地开发和原料植物种植模式转向集约式、保护性的土地开发和原料植物种植模式,减少生态风险和土壤中碳泄漏风险;全面考察、评估和削减生物燃料的原料生产、加工转换和生产应用的能耗水耗、常规污染物和温室气体排放。
        (5)健全产业政策体系,促进产业健康发展。根据技术进展和产业化进程、原料和产品结构、产业组织结构特点、可持续发展理念和要求,建立健全涵盖资源开发保障、加工转换、产品流通和使用等完整环节的产业监管和激励政策,建立灵活高效的市场机制,确保生物燃料试点工作和规模化发展得以健康有序推进。
        “十五”期间,我国出台了陈化粮燃料乙醇生产和车用乙醇汽油试点的政策,陈化粮乙醇和变性燃料乙醇享受跟随汽油的联动价格政策和一系列税费优惠政策;生产企业的亏损实行定额补贴。经济激励方面,中央财政将对符合相关要求和标准的林业原料基地补助标准为200元/亩,对农业原料基地补助标准原则上为180元/亩。

(责任编辑:admin)