目前我國對生物質能的利用還局限于對傳統(tǒng)生物質能資源——如農業(yè)廢棄物、能源廢棄物、工業(yè)廢棄物的利用上,這些資源是目前生物質能產(chǎn)業(yè)化的最基本原料。
盡管這些資源潛力巨大,但還未被充分加以利用。另一方面,對于未來真正形成工業(yè)化生物質能產(chǎn)業(yè)來說,僅僅依靠這些資源是不夠的。因此,應該發(fā)展更多的生物質能資源。只有有了足夠的生物質資源,生物質能產(chǎn)業(yè)、工業(yè)化才可能得以實現(xiàn)。
資源需要集約化生產(chǎn)
目前生物質能資源基本處于分散狀態(tài),秸稈等資源都掌握在一家一戶的農民手中,收購和運輸是生物質能原料成本增加的一個最主要因素。有些企業(yè)在建廠初期進行調研時,秸稈的成本約幾十元一噸,但是真正建廠運行起來時,農民已經(jīng)把價格漲到幾百元一噸了。這種情況下,企業(yè)很難得到利潤,靠國家補貼不是長久之計。
我國生物質能不能達到太陽能、風能那種規(guī)模,最主要原因是跟我們農業(yè)生產(chǎn)的分散性有關系。如果能利用荒山、荒漠等土地大面積地培育能源林,或者進行集約式的能源農業(yè)生產(chǎn),可能會解決生物質能源的成本問題。
根據(jù)計算,如果通過這些農業(yè)和林業(yè)大力發(fā)展生物質資源,生物質能源可以在我國能源結構中起到相當大的比例,能夠逐步部分地替代煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源。
所以,生物質能資源的發(fā)展是生物質能源的根本問題。而現(xiàn)在很多的國家計劃對此重視不夠,絕大部分的資金都投向技術開發(fā)或者技術產(chǎn)業(yè)化方面,這是一種短期的行為。
既然資源是重要的,資源的優(yōu)良品種是重中之重。比如優(yōu)良的樹種,優(yōu)良的農業(yè)作物,在這方面應該加大投入。如果將來把甘蔗、甜高粱等能源作物,把麻風樹等能源植物,一定要把優(yōu)良的能源品種培育出來。不僅把單位面積產(chǎn)量提上去,也要具備抗逆特性,能夠在荒山荒地和鹽堿地上得到高產(chǎn)量,甚至有些樹種在沙漠上也能生長。
應重點發(fā)展生物質燃料
通過不同的技術,生物質能可以轉化成不同的能源,可以生產(chǎn)固體燃料、氣體燃料、液體燃料,也可以發(fā)電。正是這種特性,使它比其他可再生能源更有應用前景。
生物質能源在發(fā)電技術上相對來說比較成熟了,而且電力可以靠核能、太陽能、風能等等來發(fā)展。含碳的燃料、含碳的化學品只有依靠生物質能。我認為應該大力發(fā)展生物質的液體燃料、氣體燃料甚至化學品生產(chǎn)的技術。
生物質燃氣方面也有很多技術,沼氣技術在我們國家已經(jīng)發(fā)展了很多年,技術水平也達到了相當?shù)母叨取_€有生產(chǎn)二甲醚的技術,用生物質替換煤炭來合成生產(chǎn)二甲醚可以大規(guī)模代替液化氣。目前還處于中試階段,在我國約有1000噸左右規(guī)模。此外還有利用生物質生產(chǎn)氫氣等技術。
液體燃料將來是生物質能源發(fā)展的一個重要方向。其中最成熟的就是燃料乙醇,我們國家也發(fā)展了燃料乙醇,現(xiàn)在年產(chǎn)大約為150萬噸。幾乎都是用糧食生產(chǎn)的,包括木薯、玉米等等。國家現(xiàn)在考慮到糧食問題,已經(jīng)禁止再擴大生產(chǎn)。
燃料乙醇將來最終的來源應該是纖維素乙醇,或者是生產(chǎn)合成氣生產(chǎn)乙醇?,F(xiàn)在全世界對纖維素乙醇的技術非常關注,但目前進展不大,最關鍵的問題是纖維素水解成本相當高,可能在十幾年內也很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
生物柴油方面,國外主要用菜籽油作為原料。我們國家主要用廢油來煉制,由于收購等問題,原料非常緊張,很多工廠都倒閉了,我們現(xiàn)在生產(chǎn)能力有100萬噸,但是產(chǎn)量只有10萬噸的樣子。
此外,熱化學液體燃料轉化技術是近幾年由煤化工技術演化過來的。把煤液化技術用到生物質上,可以生產(chǎn)一些汽油、柴油、醇類等燃料。
“十二五”要突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸
怎么來發(fā)展這些技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?在“十二五”期間,發(fā)展這些生物質能技術重點是要突破產(chǎn)業(yè)化的一些瓶頸,使生物質能源、技術真正走向產(chǎn)業(yè)化。
首先,最首要的是要重點發(fā)展生物質資源。培育出優(yōu)秀的能源品種——包括藻類、油脂類、纖維類、糖類的能源生物品種。
其次,要發(fā)展生物燃氣。包括沼氣、二甲醚等,解決了這些技術問題,生物燃氣才能真正的走向產(chǎn)業(yè)化。
第三,液體燃料方面,要發(fā)展包括乙醇、丁醇、汽油、柴油、生物柴油等方面的關鍵技術。汽油和柴油主要用熱化學的辦法來費托合成,醇類燃料可以由生物技術生產(chǎn),即纖維素水解后發(fā)酵的途徑。
最后,開展裝備國產(chǎn)化對我們國家非常重要。很多企業(yè)、工程利用價廉低質裝備維持系統(tǒng)運行,而導致系統(tǒng)癱瘓的例子很多。在“十二五”期間,科技部把發(fā)展先進高效的裝備放在了很重要的位置。這一點也針對了我們國內生物質能系統(tǒng)設備制造水平低下的問題。
考慮到未來生物質能有可能成為化學品的重要原料,在“十二五”期間,也要重點進行生物基材料和生物質能技術的開發(fā)。通過這些技術的開發(fā),希望在“十二五”結束或者在“十三五”時,使部分的生物質能利用技術能夠達到工業(yè)化示范水平,使生物質能源真正能夠實現(xiàn)工業(yè)性規(guī)模生產(chǎn)。
責任編輯: 中國能源網(wǎng)