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集約化生產解決生物質資源成本難題

2010-11-15 09:53:07 科學時報   作者: 袁振宏  

目前我國對生物質能的利用還局限于對傳統生物質能資源——如農業廢棄物、能源廢棄物、工業廢棄物的利用上,這些資源是目前生物質能產業化的最基本原料。

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化生物質能產業來說,僅僅依靠這些資源是不夠的。因此,應該發展更多的生物質能資源。只有有了足夠的生物質資源,生物質能產業、工業化才可能得以實現。

資源需要集約化生產

目前生物質能資源基本處于分散狀態,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,農民已經把價格漲到幾百元一噸了。這種情況下,企業很難得到利潤,靠國家補貼不是長久之計。

我國生物質能不能達到太陽能、風能那種規模,最主要原因是跟我們農業生產的分散性有關系。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生產,可能會解決生物質能源的成本問題。

根據計算,如果通過這些農業和林業大力發展生物質資源,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、天然氣等常規能源。

所以,生物質能資源的發展是生物質能源的根本問題。而現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或者技術產業化方面,這是一種短期的行為。

既然資源是重要的,資源的優良品種是重中之重。比如優良的樹種,優良的農業作物,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,一定要把優良的能源品種培育出來。不僅把單位面積產量提上去,也要具備抗逆特性,能夠在荒山荒地和鹽堿地上得到高產量,甚至有些樹種在沙漠上也能生長。

應重點發展生物質燃料

通過不同的技術,生物質能可以轉化成不同的能源,可以生產固體燃料、氣體燃料、液體燃料,也可以發電。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。我認為應該大力發展生物質的液體燃料、氣體燃料甚至化學品生產的技術。

生物質燃氣方面也有很多技術,沼氣技術在我們國家已經發展了很多年,技術水平也達到了相當的高度。還有生產二甲醚的技術,用生物質替換煤炭來合成生產二甲醚可以大規模代替液化氣。目前還處于中試階段,在我國約有1000噸左右規模。此外還有利用生物質生產氫氣等技術。

液體燃料將來是生物質能源發展的一個重要方向。其中最成熟的就是燃料乙醇,我們國家也發展了燃料乙醇,現在年產大約為150萬噸。幾乎都是用糧食生產的,包括木薯、玉米等等。國家現在考慮到糧食問題,已經禁止再擴大生產。

燃料乙醇將來最終的來源應該是纖維素乙醇,或者是生產合成氣生產乙醇。現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產業化。

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,我們現在生產能力有100萬噸,但是產量只有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,可以生產一些汽油、柴油、醇類等燃料。

“十二五”要突破產業化瓶頸

怎么來發展這些技術實現產業化?在“十二五”期間,發展這些生物質能技術重點是要突破產業化的一些瓶頸,使生物質能源、技術真正走向產業化。

首先,最首要的是要重點發展生物質資源。培育出優秀的能源品種——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業化。

第三,液體燃料方面,要發展包括乙醇、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,即纖維素水解后發酵的途徑。

最后,開展裝備國產化對我們國家非常重要。很多企業、工程利用價廉低質裝備維持系統運行,而導致系統癱瘓的例子很多。在“十二五”期間,科技部把發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。通過這些技術的開發,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化示范水平,使生物質能源真正能夠實現工業性規模生產。

 

 




責任編輯: 中國能源網

標簽:集約化 生物質