生物質向化石能源“下戰(zhàn)書”

有這么一種物質，它隨處可見又唾手可得;它披著垃圾的外衣，卻是無價之寶;每年人們?yōu)榻鉀Q它們的存放和處理問題耗費巨資，但實際上它又能創(chuàng)造出巨大的財富。有這么一種原料，看似百無一用又屢見不鮮，但它卻能從根基上觸動石油化工這項人類生活的基石。有這么一種能源，它既環(huán)保又低碳，它像“開掛”一般充滿了無限可能。常有人說，21世紀是生物的世紀。沒錯，生物質能正在起步加速?；茉?，準備好接受挑戰(zhàn)了嗎?

燃料乙醇領銜，吹響進擊沖鋒號

“不豐收的時候農民難受，豐收的時候農民和政府一起難受。”一句戲謔之言卻道出了我國陳糧倉儲的痛點。每年我國花費在陳糧儲存上的資金數額巨大。但現在有了解決辦法，國投生物科技投資有限公司董事長岳國君表示，只有一個途徑能夠大規(guī)模消耗這些陳糧，并榨取其剩余價值，那就是發(fā)展燃料乙醇。

燃料乙醇具有極大的環(huán)保優(yōu)勢，具有較高的辛烷值。如果用于調和汽油，則可以提升汽油的辛烷值，同時降低其烯烴、芳烴等污染組分的濃度。岳國君介紹，煉廠通常使用MTBE(甲基叔丁基醚)作為汽油辛烷值的調節(jié)劑，但醚類產品無法被人類代謝，有損健康。且MTBE本身是一種高耗能的產品，生產1噸MTBE的二氧化碳排放當量是生產1噸重整汽油的1.77倍，無法滿足低碳社會的發(fā)展預期。而燃料乙醇則是目前替代MTBE最好的含氧化合物，也是汽油辛烷值短缺問題的唯一解決方案。

岳國君介紹，2014年我國汽油表觀消費量已達1億噸?？紤]到天然氣、電動汽車等新能源汽車保有量增加因素，未來幾年，汽油消費量增速放緩。按年遞增7%計算，2020年將消費1.5億噸汽油。這些汽油如果按照10%的比例添加燃料乙醇，需要燃料乙醇1500萬噸，產值約1500億元，并減少進口原油2400億噸，降低石油對外依存度最高可達57.8%。

生物質無限可能，向石化行業(yè)發(fā)起總攻

事實上，燃料乙醇僅僅是生物質能的一個剪影。生物質能的“開掛”體現在它可以將各種農林廢物“變廢為寶”。

數據顯示，我國秸稈理論年產量高達9億噸，農產品加工副產物約5.8億噸，林業(yè)“三剩物”月1.1億噸，畜禽糞便產生量約30多億噸。中國林科院林產化學工業(yè)研究所蔣建春院士介紹，1噸秸稈的價值相當于0.5噸標煤，如果把50%的秸稈作為燃料利用，等同于年產4000萬噸原油和33億立方米天然氣。

除了陳糧和農林廢物外，還有一種非常值得關注的生物資源，即微生物。微生物利用最大的亮點是可以通過基因操縱來使其最大限度的為我所用。清華大學教授陳國強表示，目前迫切需要發(fā)展新一代生物制造技術，使生物基材料能與石油基材料在成本上競爭。

所謂的“新一代生物制造技術”又是如何操作的呢?陳國強表示，以微生物為反應物的生物制造過程，可以通過操縱微生物的基因來解決生物制造過程的缺點。如轉化率低的問題，可以通過給細菌配置血紅蛋白細胞提高氧氣的利用力，從而降低能耗，提高轉化率。再如生物制造過程往往耗費大量淡水，對此可以通過篩選出一種嗜鹽細菌，從而可使用海水替代淡水進行反應。又如反應過程慢，一般需要數天或數周時間，可通過基因操作，改變細菌分裂方式，而加速反應進程。

總之，微生物就像一塊橡皮泥，需要它怎樣，就可以考慮將其塑造成哪樣。目前，PHA制造技術已成功中試，其產業(yè)鏈涵蓋環(huán)保塑料、可降解農膜、紡織品、飼料添加劑、3D打印材料、醫(yī)學植入材料等，很多領域都與石化行業(yè)相交疊。

前路并非通途，生化仍需努力

生物質能擁有光明前景，但也像每一個行業(yè)一樣，生物能在技術、政策、成本等方面，均有著束縛自身發(fā)展的瓶頸。蔣建春談到，我國農林廢棄物綜合利用在研究深度、技術成熟度、系統(tǒng)集成和產業(yè)規(guī)模等方面，仍與國際水平存在較大差距。

山東理工大學教授易維明則提出，開發(fā)生物質能源的技術問題，就是如何高效率低成本地實現生物質脫氧。據介紹，傳統(tǒng)化石能源石油、煤炭等主要是碳、氫組成;而生物質主要是碳、氫、氧組成。易維明表示，開發(fā)生物質能源的科學問題就是找到取出其中氧元素的路徑和方法。而生物質在脫氧過程中，往往是其中的氫和氧首先結合，造成本來就少的氫元素更加稀缺。這是一個技術制約難題。

而針對產品經濟價值低的問題，記者了解到，當前生物質主要利用方式是燃燒發(fā)電、氣化和發(fā)酵，這些利用途徑在經濟上無法與傳統(tǒng)化石能源競爭。對此，肖睿表示，應結合生物質自身的特點，走高值化利用道路。如生物質油制備多元醇醚，尤其是香草醛、丁香醛等，能夠廣泛應用于化妝品、香水等時尚品中，具有極高的附加值。

蔣建春同樣表示，生物質的前景在高附加值的產品，而不是僅作為燃燒的能源。“生物質與其他可再生能源不能在發(fā)電上比高低。”蔣建春談到，生物質的價值在于發(fā)展不可或缺的產品，而不僅僅是就能源論能源。從化工的角度考慮，生物基平臺化合物煉制、低成本生物及精細化學品制造、復合材料制造等材料化關鍵技術，都是實現產品高值化的重要途徑。而從燃料角度來看，高品質生物燃料、纖維類生物質航空煤油等都具有發(fā)展前景。