生物質(zhì)能源怎樣跑贏新能源時(shí)代？

專(zhuān)家認(rèn)為，只有破解成本效益難題，才能拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

在中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平和法國(guó)總統(tǒng)奧朗德的見(jiàn)證下，去年，源華能源科技(福建)有限公司與法國(guó)開(kāi)發(fā)署正式簽署3000萬(wàn)歐元的“關(guān)于發(fā)展無(wú)患子能源林及生物柴油產(chǎn)業(yè)”貸款協(xié)議。

3000萬(wàn)歐元的合同，算不上大單，何以引起中法兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)注?全球不乏生物質(zhì)能源“大鱷”，法國(guó)為何偏偏選擇與中國(guó)企業(yè)合作?生物質(zhì)能源的全球格局如何?發(fā)展模式孰優(yōu)孰劣?

北京林業(yè)大學(xué)國(guó)家能源非糧生物質(zhì)原料研發(fā)中心副主任賈黎明教授和該中心教授蘇淑釵認(rèn)為，中國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源研發(fā)另辟蹊徑，企業(yè)與科研院校合作探索出一條原料林集約化培育的種植園模式、產(chǎn)品多聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈模式、全生命周期可持續(xù)發(fā)展模式新路子，前景值得期待。正因?yàn)槿绱?，法?guó)開(kāi)發(fā)署不僅與福建源華簽約，而且還“盯上”了中國(guó)多家生物質(zhì)能源企業(yè)。

巴西、美國(guó)和歐盟等起步早，技術(shù)發(fā)達(dá)，但以糧食作物為主要原料，遭到普遍詬病;第二代生物質(zhì)能源正在興起

在化石能源逐漸枯竭、空氣污染日益嚴(yán)重、全球氣候變化不斷加劇的大背景下，生物質(zhì)能源以其可再生、碳中和以及環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢(shì)異軍突起，受到世界的廣泛關(guān)注，發(fā)展生物質(zhì)能源已被列入各國(guó)的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

據(jù)賈黎明介紹，巴西、歐盟和美國(guó)生物質(zhì)能源起步早，各有千秋，但目前真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的仍然是第一代生物燃料和固體燃料。巴西甘蔗乙醇年產(chǎn)量超過(guò)250億升，應(yīng)用規(guī)模超過(guò)全國(guó)汽油燃料消費(fèi)量的50%;美國(guó)玉米乙醇年產(chǎn)量已超過(guò)400億升。美國(guó)、巴西、印度尼西亞等國(guó)在生物柴油生產(chǎn)上發(fā)展較快，主要原料是油菜籽、大豆、棕櫚等作物以及廢棄油脂，2014年美國(guó)和巴西大豆生物柴油產(chǎn)量均超過(guò)200萬(wàn)噸，印度尼西亞棕櫚生物柴油產(chǎn)量超過(guò)380萬(wàn)噸。

歐洲很多國(guó)家發(fā)展顆粒成型燃料作為生物質(zhì)能源。瑞典主要通過(guò)種植柳樹(shù)能源林，發(fā)展生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)，年發(fā)電約1000億千瓦時(shí)，占全國(guó)能源消費(fèi)量的16.5%，占供熱能源消費(fèi)總量的68.5%;丹麥的生物質(zhì)直燃發(fā)電年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬(wàn)噸，提供全國(guó)5%的電力供應(yīng)。

美國(guó)和奧地利生物質(zhì)能源分別占一次能源消費(fèi)量的4%和10%。德國(guó)則利用生物廢棄物干法發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，用于熱電聯(lián)產(chǎn)，已占全國(guó)電力能源的7%左右。

“依托糧食作物生產(chǎn)生物質(zhì)能源，有違糧食安全原則，受到國(guó)際社會(huì)指責(zé)，聯(lián)合國(guó)也在試圖叫停美國(guó)玉米乙醇生產(chǎn)。因此，國(guó)際社會(huì)開(kāi)始探索第二代生物液體燃料，主要是纖維素乙醇。美國(guó)于2006年制定‘纖維素乙醇研究路線圖’，2008年發(fā)布‘國(guó)家生物燃料行動(dòng)計(jì)劃’，正在深入研發(fā)纖維素乙醇原料培育和轉(zhuǎn)化技術(shù)。”賈黎明說(shuō)，“巴西也在開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)化技術(shù)，用甘蔗渣為原料生產(chǎn)纖維素乙醇。目前，國(guó)際上開(kāi)發(fā)較多的纖維素乙醇原料植物有甜高粱、柳枝稷、狼尾草、芒草等草本植物，楊樹(shù)、桉樹(shù)等樹(shù)種;轉(zhuǎn)化技術(shù)有熱解法、酶解法、化學(xué)法、物理化學(xué)等。生物柴油也向高端的生物航煤方向發(fā)展。”

中國(guó)發(fā)展定調(diào)糧食安全——不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地，林業(yè)成為潛力巨大的“績(jī)優(yōu)股”

“不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地”，這是中國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能源的基本原則——起步伊始，保障糧食安全就成為中國(guó)生物質(zhì)能源發(fā)展底線。在保障糧食安全的基礎(chǔ)上發(fā)展生物質(zhì)能源，林業(yè)恰恰具備無(wú)與倫比的巨大潛力。

的確，無(wú)論從資源還是土地上看，林業(yè)都具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我國(guó)有46億畝林地，其中440多萬(wàn)公頃宜林荒山荒地可作為生物質(zhì)能源原料林基地;有薪炭林170多萬(wàn)公頃;年產(chǎn)采伐剩余物等木質(zhì)能源原料3.5億噸。“我國(guó)林業(yè)原料潛力非常大，果實(shí)和種子含油率40%以上的樹(shù)種有150多種，能夠規(guī)模化種植用來(lái)開(kāi)發(fā)生物柴油原料林的主要樹(shù)種有小桐子、無(wú)患子、文冠果、黃連木、光皮樹(shù)、山桐子、鹽膚木、山蒼子、油棕、烏桕等。”賈黎明說(shuō)。國(guó)家林業(yè)局也率先發(fā)布了《全國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，明確了林業(yè)生物質(zhì)能源的發(fā)展布局和方向。

據(jù)賈黎明介紹，我國(guó)生物質(zhì)能源發(fā)展較為成熟的是生物發(fā)電，國(guó)內(nèi)已有60多家生物發(fā)電企業(yè)，主要利用秸稈、木質(zhì)材料等發(fā)電。山東菏澤單縣生物發(fā)電廠是我國(guó)第一家生物發(fā)電廠，裝機(jī)容量為2.5萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量1.6億度，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值1億多元。

生物柴油的主要原料是廢棄油脂及含油較高的樹(shù)木種子。云南神宇以小桐子種子生產(chǎn)生物柴油，2011年10月國(guó)航用他們生產(chǎn)的生物柴油精煉后與傳統(tǒng)航空燃油按1：1混合，用于波音747-400飛機(jī)試飛，獲得成功。北大未名集團(tuán)與湖南省林科院合作研發(fā)光皮樹(shù)生物柴油，已在一些區(qū)域封閉運(yùn)行。

但一直以來(lái)，我國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較慢，原因主要是只盯著生物柴油、成型顆粒燃料等一種產(chǎn)品，利潤(rùn)低，企業(yè)自然就沒(méi)有發(fā)展的積極性。

怎樣突破原料、技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展三大制約效益的因素?中國(guó)模式正浮出水面

效益是產(chǎn)業(yè)的生命線。雖然扶持政策必不可少，但也不可違背市場(chǎng)規(guī)律。生物質(zhì)能源企業(yè)要想依托自身力量發(fā)展壯大，同樣逃不脫成本效益這一生存定理。

賈黎明認(rèn)為，制約林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展效益的三大因素是：原料、技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展。目前，北京林業(yè)大學(xué)國(guó)家能源非糧生物質(zhì)研發(fā)中心等研究機(jī)構(gòu)與我國(guó)主要林業(yè)生物質(zhì)能源示范企業(yè)合作，探索出一整套以高能效種植園原料生產(chǎn)、高效多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)發(fā)為特征的林業(yè)生物質(zhì)能源可持續(xù)發(fā)展模式，已躋身世界前列。

原料林培育采取種植園模式，依托我國(guó)主要能源樹(shù)種開(kāi)展規(guī)?；⒓s化栽培，保障原料產(chǎn)量和可持續(xù)供應(yīng)，可以極大地降低原料成本。蘇淑釵說(shuō)，我國(guó)的生物柴油樹(shù)種要像種蘋(píng)果那樣，采用良種無(wú)性系、矮化密植、整形修剪、花果調(diào)控、水肥管理、機(jī)械化作業(yè)等成套生產(chǎn)技術(shù)種植管理。賈黎明說(shuō)，即使是刺槐、檸條等燃料和纖維素樹(shù)種，也應(yīng)選用良種，高密度、短輪伐期生產(chǎn)。在我國(guó)西北地區(qū)大面積分布的檸條等灌木林，如果長(zhǎng)期不去管它，它只會(huì)越長(zhǎng)越差，而幾年平茬一次既能獲得原料，又能讓林地復(fù)壯。

產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的核心是高效多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。一種生物質(zhì)原料生產(chǎn)多種產(chǎn)品，原料吃干榨盡，形成較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，可大幅提升產(chǎn)品附加值和產(chǎn)業(yè)效益。賈黎明說(shuō)，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，這一模式已取得突破。福建源華利用無(wú)患子富含皂苷的果肉為原料，開(kāi)發(fā)出高價(jià)值肥皂、浴液和洗發(fā)液等產(chǎn)品;利用含油40%以上的果仁為原料，生產(chǎn)生物柴油;利用種殼為原料，生產(chǎn)高級(jí)活性炭;同時(shí)延伸形成植物精油、高級(jí)化妝品、高蛋白飼料等產(chǎn)品。法國(guó)開(kāi)發(fā)署認(rèn)為，無(wú)患子產(chǎn)業(yè)已形成中國(guó)特色的“林油一體化”生物質(zhì)能源發(fā)展模式，非常期盼通過(guò)貸款項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的進(jìn)一步提升，形成國(guó)際生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式樣板。京驕集團(tuán)“木變油”生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)鏈主要以農(nóng)林廢棄物為原料，生產(chǎn)低凝生物柴油、高寒地區(qū)軍用潤(rùn)滑油、增塑劑等一系列產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值大大提升。國(guó)際知名的法國(guó)生物柴油專(zhuān)家高度贊賞這一生產(chǎn)工藝，認(rèn)為是國(guó)際一流技術(shù)，前景非常好。

從原料生產(chǎn)到最終產(chǎn)品的全生命周期實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，既要經(jīng)濟(jì)效益高，又要環(huán)境友好、對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有益，才能與國(guó)際市場(chǎng)對(duì)接，得到國(guó)際市場(chǎng)的“通行證”。