江蘇卡特新能源有限公司先后研制出90多種專用設備和12道工藝，使1噸地溝油能產(chǎn)出0.9噸優(yōu)質(zhì)生物柴油，每年可資源化利用地溝油數(shù)十萬噸。
在“十二五”規(guī)劃中，我國的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標為：到2015年，煤炭在一次能源消費中的比重從2009年的70%降到63%，天然氣以及水電、核電、風電等非化石能源從2009年的3.9%、8.3%提升至8.3%、11.6%。然而，2013年我國單位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍，在我國能源結(jié)構(gòu)中化石能源比重偏高，非化石能源的比重僅為9.8%。為此，在去年11月4日，國家發(fā)改委正式發(fā)布的《國家應對氣候變化規(guī)劃(2014～2020年)》中，明確提出要“加快發(fā)展風能、太陽能、生物質(zhì)能等清潔能源”，要求“到2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機容量達到3000萬千瓦時”。對比“十二五”規(guī)劃“生物質(zhì)能1300萬千瓦時”的目標，新的目標已經(jīng)翻了一番。面對一系列的利好政策，生物質(zhì)能企業(yè)需要做好哪些準備?對此，中國化工報記者進行了調(diào)查采訪。
利好政策助推發(fā)展
國務院辦公廳去年11月19日發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014～2020年)》(簡稱《行動計劃》)提出，“到2020年，非化石能源占一次能源消費比重將達到15%”。為確保這一目標得以實現(xiàn)，《行動計劃》還部署了積極發(fā)展交通燃油替代，加強先進生物質(zhì)能技術攻關和示范，重點發(fā)展新一代非糧燃料乙醇和生物柴油以及微藻制油等一系列技術研發(fā)和示范項目。同時，《行動計劃》中提出的“增強能源自主保障能力”、“推動城鄉(xiāng)用能方式變革”也對我國能源革命及農(nóng)村城鎮(zhèn)化的能源供給提供了指導性方案。
面對能源供需格局新變化、國際能源發(fā)展新趨勢，國家主席習近平2014年6月13日在中央財經(jīng)領導小組第六次會議上強調(diào)，立足國內(nèi)多元供應保安全，大力推進煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應體系。
此外，2013年11月國務院總理李克強在中歐城鎮(zhèn)化伙伴關系論壇提出了新型城鎮(zhèn)化的三條基本原則：第一，要以人為核心，注重質(zhì)量的城鎮(zhèn)化;第二，尊重農(nóng)民意愿，保護農(nóng)民的合法權(quán)益，還要保障糧食安全。第三，集約、低碳、人和自然和諧相處。業(yè)界專家普遍認為，上述三項原則也為生物質(zhì)能的發(fā)展帶來了契機。
中國農(nóng)業(yè)大學教授程序認為，第一點原則中的均等公共服務包含能源消費均等服務，特別是燃氣、供暖;第二條原則得靠給農(nóng)民提供支柱型產(chǎn)業(yè)和就業(yè)機會來實現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化;而第三條原則中的“低碳”意味著不能夠依靠高碳的化石能源來搞城鎮(zhèn)化，和諧相處就意味著要保留農(nóng)村的田園風光。
“城鎮(zhèn)化的主體是發(fā)展中小城鎮(zhèn)，所以城鎮(zhèn)里的產(chǎn)業(yè)、工作崗位，發(fā)展綠色城鎮(zhèn)化及農(nóng)民城鎮(zhèn)化后能源需求劇增等問題急待解決。”中國科學院院士石春元認為，由于生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)植根于“三農(nóng)”和圍繞中小城鎮(zhèn)，其可以為中小城鎮(zhèn)發(fā)展提供工作崗位和綠色能源，能夠有效緩解城鎮(zhèn)化對化石能源的需求壓力。
國家發(fā)展與改革委員會能源研究所可再生能源發(fā)展中心研究員秦世平表示，城鎮(zhèn)化將推進土地流轉(zhuǎn)，促進中國農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營，有利于解決生物質(zhì)利用產(chǎn)業(yè)的原料的機械化、規(guī)?；占膯栴}?？梢灶A見，生物質(zhì)能利用產(chǎn)業(yè)原料收集的效率將會提高，原料收集成本將會降低，產(chǎn)業(yè)的市場競爭力將得到提升。
除了能源革命以及新型城鎮(zhèn)化的需求，技術變革也為生物質(zhì)能的發(fā)展奠定了基礎。
繼以成型燃料供熱/發(fā)電和一代乙醇為代表的生物質(zhì)能源發(fā)展的一次浪潮，當今世界生物質(zhì)能源技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)生兩件事具有開創(chuàng)意義。石春元表示，國內(nèi)即將迎來以BTL(生物質(zhì)制油)、二代乙醇和BNG(生物質(zhì)天然氣)等先進生物燃料大規(guī)模開發(fā)的二次浪潮。在BTL熱化學平臺上氣化-合成技術的突破，不僅對纖維素和半纖維素，也可以對木質(zhì)素實現(xiàn)高端化利用。在生物平臺上BNG的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)使生物質(zhì)能源更具科學和實踐意義上的魅力。這是一次意義重大的技術革命和原料革命。
同時，發(fā)改委2014年11月26日專門發(fā)布了一個《國務院關于創(chuàng)新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》，為生物質(zhì)能的發(fā)展提供了融資支持。指導意見提出，鼓勵社會資本投資建設風光電、生物質(zhì)能等清潔能源項目和背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機組，進入清潔高效煤電項目建設、燃煤電廠節(jié)能減排升級改造領域。
市場潛力有待挖掘
中國工程院的咨詢報告顯示，我國不含太陽能的本土清潔能源，近中期可年收集作能源用的資源量相當于21.5億噸標煤，即可占2013年能源消費總量的40%，如果再加上太陽能，則可以占到半壁河山。國內(nèi)各類清潔能源的資源量及占比排序分別為：生物質(zhì)(11.71億噸標煤，占比54.5%)、水電(5.84億噸標煤，占比27.2%)、風電(3.35億噸標煤，占比15.5%)以及核電(0.58億噸標煤，占比2.7%)。其中，生物質(zhì)資源量是水電的2倍和風電的3.5倍。2013年我國生物質(zhì)能、太陽能和風能的實際產(chǎn)能分別折合為5191.5萬噸標煤、4722.1萬噸標煤和4117.5萬噸標煤，生物質(zhì)能源處在首位。
國家能源局新能源和可再生能源司副司長朱明表示，我國生物質(zhì)能發(fā)展已初具規(guī)模，目前國內(nèi)可作為能源利用的秸稈和農(nóng)產(chǎn)品等可加工剩余物折合約4.3億噸標準煤/年。2013年，國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電裝機容量850萬千瓦，年發(fā)電量370億千瓦時;生物燃料乙醇產(chǎn)量200萬噸/年，生物柴油50萬噸/年;生物質(zhì)成型燃料利用量約800萬噸/年;包括沼氣在內(nèi)的生物質(zhì)燃氣利用量約160億立方米/年，生物質(zhì)能利用總量約3500萬噸/年標準煤。
據(jù)了解，《生物質(zhì)能“十二五”規(guī)劃》明確指出，到2015年，我國生物質(zhì)能年利用量超過5000萬噸標準煤。其中，生物質(zhì)發(fā)電裝機容量1300萬千瓦、年發(fā)電量約780億千瓦時，生物質(zhì)年供氣220億立方米，生物質(zhì)成型燃料1000萬噸，生物液體燃料500萬噸。然而記者在采訪中了解到，盡管我國生物質(zhì)能儲量豐富，且生物質(zhì)能發(fā)展已初具規(guī)模，但應用市場仍有待進一步拓展。
數(shù)據(jù)顯示，2013年能源消費總量為37.6億噸標準煤，其中生物質(zhì)能利用占0.53%。2013年生物質(zhì)發(fā)電量占全國發(fā)電量的0.80%。我國每年可以能源化利用的生物質(zhì)資源總量4億噸，如果全部利用，約占2013年能源消費量的10.6%。
秦世平認為，從能源結(jié)構(gòu)角度看，盡管生物質(zhì)能占我國能源消費總量比例有限，但這并不妨礙中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)成為“下一個巨人”。中國的國情決定了生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)不僅需要發(fā)展，而且必將優(yōu)先發(fā)展。
 
國外經(jīng)驗值得借鑒
相對于國內(nèi)的剛剛起步，記者在采訪中了解到，目前生物質(zhì)能在國外正有序發(fā)展，已趨成熟。
據(jù)記者了解，2005~2011年是美國生物液體燃料發(fā)展的黃金時期，其一躍成為全球最大的生物燃料生產(chǎn)國。2012年美國取消了玉米燃料乙醇的稅收補貼，燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯緩下來。目前，美國生物乙醇約占汽油消耗總量的10%，生物柴油約占車用柴油消耗總量的1.5%。此外，美國對生物柴油也采取高補貼政策，其將成為生物燃料的主要增長點。
“美國生物質(zhì)能源市場化利用率較高與美國豐富的作物資源緊密相關。”能源與交通創(chuàng)新中心清潔交通項目主管康利平表示，目前美國利用的生物質(zhì)資源主要來自農(nóng)林生物質(zhì)資源，而且美國規(guī)劃增加利用的部分主要來自能源作物和農(nóng)林廢棄物。此外，美國生物質(zhì)能源利用的發(fā)展與整個國家大的政策框架設計密不可分。在美國能源獨立與安全法案中確定了生物液體燃料對交通燃料的補充替代，要求化石燃料供應商每年達到一定比例的生物燃料混配。
資料顯示，目前生物質(zhì)能源占美國能源消耗總量的5.4%，比風能、水能以及太陽能的利用率都要高。據(jù)美國能源信息署預測，未來這一比例將增加到2040年的7.1%，其中液體燃料的份額也將由目前的1%增加到2%。
與美國相比，歐盟生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)起步早，發(fā)展迅猛。據(jù)2012年11月歐洲生物質(zhì)能源協(xié)會(AEBIOM)發(fā)布的《2012歐洲生物能源展望》顯示，2010年歐盟可再生能源消費總量達1.52億噸石油當量，占能源消費總量的10%，占終端能源消費總量的12.4%。其中生物質(zhì)能源消費總量達1.18億噸石油當量，約占可再生能源消費總量的77.6%，占歐盟所有能源消費總量的8%。從2008～2010年，歐盟木質(zhì)生物質(zhì)產(chǎn)量增長了20.5%。在供暖行業(yè)，生物質(zhì)能供暖占可再生能源供暖的93%，滿足了歐洲總體供暖能源需求的12.9%。在電力行業(yè)，生物質(zhì)能發(fā)電占歐洲可再生能源發(fā)電的16.85%，歐洲63.59%的熱電聯(lián)產(chǎn)由生物質(zhì)能提供。在交通行業(yè)，2010年歐洲交通行業(yè)消耗的生物燃料達1320萬噸石油當量，約占交通行業(yè)消耗燃料總量的3.63%。
德國國際合作機構(gòu)(GIZ)駐華代表處副首席代表穆思文表示，德國在沼氣生產(chǎn)方面處于領先地位，其原料基于農(nóng)業(yè)廢棄物、能源作物、生物垃圾。2012年德國23.6%的電力消耗來源于可再生能源，約31%的可再生能源電力來自生物質(zhì)，2/3以上的生物質(zhì)電力來自沼氣/生物甲烷。到2013年沼氣發(fā)電廠建成7750個左右，發(fā)電裝機容量3450兆瓦左右。
“2012年丹麥生物質(zhì)能利用量為1600萬噸標煤，占丹麥能源消費總量的32.4%;2013年中國生物質(zhì)能利用量僅占能源消費總量的0.53%，但利用總量達2000萬噸標準煤。”秦世平表示，我國生物質(zhì)能資源量約為2億噸標準煤，未來市場空間較大。
多元發(fā)展格局顯現(xiàn)
秦世平表示，目前國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電一枝獨秀的現(xiàn)狀必將改變，并最終形成生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、成型燃料、生物質(zhì)燃氣、液體燃料多元化發(fā)展的局面。生物質(zhì)能源將進一步融入化石能源體系，而化石能源體系為生物質(zhì)能提供服務和保障，也必將由“恩賜”變?yōu)楹?ldquo;責任”。
對于生物質(zhì)能未來的發(fā)展方向，石元春認為，在政府意愿和市場需求的驅(qū)動下，未來行業(yè)將沿著五大系列發(fā)展。
第一，生物質(zhì)發(fā)電已具基礎，將進入新的發(fā)展時期。
2013年全國生物質(zhì)直燃發(fā)電項目200余項，并網(wǎng)容量7790兆瓦，上網(wǎng)電量356億千瓦時，約當于三峽電站1/3的發(fā)電量，計劃2015年底發(fā)展到780億千瓦時。目前，國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電消耗的生物質(zhì)原料已經(jīng)達到了7000萬～8000萬噸的規(guī)模。為了避免和其他的生物質(zhì)品種的原料爭奪，未來生物質(zhì)發(fā)電的重點不在擴大規(guī)模，而在通過與成型燃料多聯(lián)產(chǎn)以提高能源利用效率。
第二，成型燃料市場有望井噴式發(fā)展。
《大氣污染防治行動計劃》明確提出，2017年底，京津冀和山東將減少煤炭消費量8300萬噸。為保證這一目標得以實現(xiàn)，《行動方案》還提出了“煤改氣”方案。我國天然氣儲量有限，2010年產(chǎn)量948億立方米，2015年計劃1565億立方米，新增617億立方米，而僅京、津、冀、魯需要替代燃煤量折合天然氣就需要1000億立方米。
據(jù)了解，未來國內(nèi)“煤改氣”計劃在很大程度上要靠“煤改成型燃料”來完成。目前，國內(nèi)每年有秸稈和林業(yè)剩余物8.2億噸。到2015年成型燃料產(chǎn)量將達到1000萬噸，到2020年將達到5000萬噸，同時有52萬臺中小燃煤鍋爐需要7.2億噸標煤替代，所以有很大的替代市場。
第三，生物燃氣商業(yè)化生產(chǎn)已趨成熟。
生物天然氣在歐洲得到了迅速發(fā)展，2011年歐盟27個國家已有12400個大型沼氣生產(chǎn)廠，年產(chǎn)量相當于100多億立方米生物天然氣，計劃2020年要達到459億立方米。其中，德國的大型沼氣和生物天然氣工程已由2000年的850個增長到2009年的4780個。2006年瑞典生產(chǎn)的車用生物天然氣為2500萬立方米，超過了化石天然氣消費量(2000萬立方米)。
與國外相比，我國生物天然氣資源豐富，商業(yè)化發(fā)展趨于成熟。近年來，廣西、北京、山東、海南等地已開始有日產(chǎn)1萬立方米以上的商業(yè)化BNG生產(chǎn)銷售。未來只要政策與資金到位，就將有望迎來發(fā)展良機。
第四，燃料乙醇瞄準秸稈多聯(lián)產(chǎn)。
2002年中國以陳化糧為原料發(fā)展燃料乙醇，2006年即以年產(chǎn)152萬噸而位居世界第三。但是由于糧食市場的變化，政府停批糧食乙醇，鼓勵發(fā)展非糧乙醇，積極推進纖維素乙醇均未果。年產(chǎn)150多萬噸的燃料乙醇紀錄從2006年一直保持至今。
世界上久攻纖維素乙醇不克，但是預計3～5年這一困難即將得到突破。隨著國外技術不斷成熟，不少國內(nèi)企業(yè)可開始著手用酶法水解五碳糖與六碳糖聯(lián)產(chǎn)沼氣、肥料，木質(zhì)素加工建材或發(fā)電等商業(yè)化經(jīng)營。目前，我國仍然有1億余噸的秸稈被露天焚燒，而多聯(lián)產(chǎn)將使單一產(chǎn)品的加工成本不斷降低，用秸稈多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)纖維素乙醇，聯(lián)產(chǎn)沼氣、建材、成型燃料、肥料等產(chǎn)品的工藝路線將得以大力推廣。
第五，生物燃油將朝向氣化—合成方向發(fā)展。
按照現(xiàn)在的技術水平，約占生物質(zhì)組分1/3的木質(zhì)素只能以燃燒或熱解的辦法用于能源。未來，氣化—合成技術則能將木質(zhì)生物質(zhì)原料高效轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生物柴油、輕質(zhì)油以及航空煤油。這項項技術革命帶來的生物質(zhì)原料革命，有可能使中國近億公頃邊際性土地成為廣袤的生物質(zhì)油田。