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奥巴马新生物能源战略对中国的启示

文章来源:中外对话 | 发布日期:2009-09-18 | 作者:徐锭明 张金源 | 点击次数:

5月5日,美国总统奥巴马签署了一项关于发展先进生物燃料的总统指令(以下简称“指令”),美国能源部、农业部和环保总署发布了各自范围内执行“指令”的相关计划和措施。“指令”及相关计划受到高度重视,被媒体广泛评论为“历史性的”。

分析“指令”及美国能源、农业、环保等相关部门的相应措施,或许对中国正在编制的新能源振兴规划和制定新能源政策有所启示。

    “指令”所支持发展的先进生物燃料(定义为区别于传统淀粉乙醇的纤维素乙醇、绿色生物柴油以 及其它新一代的低碳生物燃料等),不仅仅是传统液态燃料的简单替代。据美国能源部资料,传统乙醇可提供高出26%的能量,而纤维素乙醇可提供高出80%的 能量。传统乙醇比汽油减少10-20%温室气体(GHG)排放,而纤维素乙醇则可减少80-100%。按照全周期(原料生长、运输、燃料加工等所有环节) 的低碳燃料评价标准,纤维素乙醇有可能实现CO2中和,因为生产纤维素乙醇的能源作物在生长期吸收CO2,而其非纤维素部分燃烧可提供乙醇生产过程中的热 能,从而满足能量自循环。美国农业部的资料表明,在不占用传统农作物的地里种植柳枝稷、芒草类等(后者在亚洲非常普遍)能源作物可减少土壤侵蚀90%以上。另外,草本类能源作物能为贫瘠的土壤增加有机成份,提高土壤有机碳储量,有机碳可直接影响气候变化,因为土壤有机碳可吸收空气中二氧化碳。

    美国能源部和农业部2005年的联合调查报告说,在不对农、林业布局做大变动的前提下,美国每年生产的13亿吨纤维素生物质可替代美国原油消耗的30%。

    据中国发改委能源局2005年的报告,中国每年通过正常的灌木平茬复壮、森林抚育间伐、果树绿篱修剪、以及收集森林采伐、造材、加工剩余物等,可获得生物质 量约8—10亿吨。另外,全国有4600多万公顷宜林地,还有约1亿公顷不宜发展农业的废弃土地资源,可以结合生态建设种植能源植物。预计到2020年, 全国每年可获得生物质总量约20亿吨。以此生产先进生物燃料,不仅能替代大部分原油消耗,而且大大减少CO2的排放和节省燃料生产过程中的能耗。完成如此大的系统工程,需要能源局、农业部、环保部、林业局等跨部门的联合工作。

    美国能源部、农业部和环保总署根据“指 令”所作的具体计划的特点是:对于已成熟或基本成熟的技术和工艺,政府大力支持,尽快实现产业化的突破是这一计划的中心环节。美国能源部2007年出资 3.85亿美元资助6家纤维素乙醇工厂,在这次出台的新计划中,又计划出资4.8亿美元资助10—20个中试—示范规模的项目。此外,考虑到当前的经济危 机,用1.765亿美元在2007年已选项目中选2个或更多项目给予追加资助(从而使政府资助在这些项目中达到60%或更高),以减少这些开创性运行项目 的风险,并加快其建设进度。同时,美国农业部也受命在30天内用2008年农场法筹措资金,为在建的示范项目提供贷款担保或资助。

    中国目前已具备纤维素乙醇向产业化发展的基本条件。中国酸/酶水解工艺步伐曾走在世界前列,2006年底中粮集团在 黑龙江肇东建成的500吨/年的中试装置,是当时世界第一条24小时连续生产的纤维素乙醇生产线,经过2年多的运转实践,已完成了绝大部分的工艺优化,并 完成了扩建10,000吨/年的可行性研究。根据可行性研究,该规模时成本为¥6,500/吨乙醇,如按玉米乙醇初期的补贴水平(¥1,800/吨),则该成本在90#汽油零售价(不含燃油税)¥4.10/升时达到赢亏平衡。但是,由于目前经济形势,以及国家对纤维素乙醇激励政策的不确定性,中粮集团决定 将10,000吨/年项目推迟到2011年(2012年建成)。相似情况出现在吉林燃料乙醇公司。

    新产业的开创总是伴有风险,以利润为目标的企业因此而踌躇不前可以理解。这也是美国政府面对经济危机和高额预算赤字仍斥资大力支持多个示范项目的原因。可以预料,如果中国政府能资助上述两项目资本金的50%(两家资助总额约1.6亿人民币,约合2,350万美元,不及美国能源部支持一个中试项目的封顶金 额),尽早建成这两个示范项目,并尽早出台相关激励政策,将大大推动中国液态生物燃料的产业化进程。

    在加快生物质能源发展的道路上,中国要加强国家统一协调,不失时机地抓紧做好两个方面的工作。

    一是在尽早实现当前成熟工艺产业化突破的同时,加强关键领域的基础研究。美国能源部计划出资1.1亿美元以支持研发关键的转换技术、更有效催化剂、微生物和 原料等。一个典型案例是美国可再生能源实验室(NREL)与丹麦杰能科(Genencor International)和诺维信(Novozymes)两公司联合研发以CBHI家族为代表的纤维素酶,使酶的成本降为2002年的1/20(目前 约为$0.30/加仑乙醇),使酸/酶水解工艺在经济上可行。美国能源部这次出资1.1亿美元对更有效的催化剂的研究将使热化学法在经济上可行。对藻类生物燃料的研究将引向新一代生物燃料,从而真正实现绿色能源革命。

    中国对生物燃料的研究有相当基础,但主攻方向不 够明确,低水平重复较多,特别是与产业化挂钩的研究很弱。当前应着重支持的有:自主品牌的微生物制剂(纤维素酶和半纤维素酵母等)、热裂解法的催化剂、适 合国情的优质大规模原料作物等。这些研究成果将直接影响生物燃料的成本,从而决定其产业化的进程。

    二是在重点支持产业化示范项目的同时,有计划地安排上游(大规模原料的可持续生产)、下游(运输和销售的基础设施、E85可变燃料汽车的优化等)协调有序发展,抓紧相关法规(环保汽车标准及低碳燃料标准等)制定,从原料、市场、法规等方面保证目标的实现。

    以中国的举国体制,在相关的配套支持上可以做得更好,关键是决策层对先进生物燃料产业化在寻找替代能源、应对气候危机以及环境水土保护等方面的战略意义有足够认识。 国家发展和改革委员会副主任、国家能源局局长张国宝今年3月7日说,中国应汲取过去一些产业发展的沉痛教训,如果不能从更高的视野审视新能源发展问题,预计再过10年,将会突然发现,我们又落到别人后面了。

    千年来,中国农谚说得好:“人误地一时,地误人一年”。机不可失,时不我待。奥巴马的新生物能源战略带给我们的正是这个道理。


徐锭明:国务院参事。曾任国家能源领导小组办公室副主任兼发改委能源局局长。在能源局工作期间,组织编制了我国第一个中长期能源规划。2003年以来,组织完成了国家能源中长期规划及电力、煤炭、石油、天然气、可再生能源、石油储备等规划。

张 金源:美国太平洋技术有限公司(Pacitec, Inc.)总裁。曾任美国哈里伯顿能源服务公司(Halliburton Energy Services, Inc.)工程师、中国区经理。原上海海洋地质调查局(现上海海洋石油局)工程师、副总工程师,美国休斯敦大学(University of Houston)电机工程系研究生。

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