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集约化生产解决生物质资源成本难题

文章来源:科学时报 | 发布日期:2010-11-15 | 作者:袁振宏 | 点击次数:

  目前我国对生物质能的利用还局限于对传统生物质能资源——如农业废弃物、能源废弃物、工业废弃物的利用上,这些资源是目前生物质能产业化的最基本原料。

  尽管这些资源潜力巨大,但还未被充分加以利用。另一方面,对于未来真正形成工业化生物质能产业来说,仅仅依靠这些资源是不够的。因此,应该发展更多的生物质能资源。只有有了足够的生物质资源,生物质能产业、工业化才可能得以实现。

  资源需要集约化生产

  目前生物质能资源基本处于分散状态,秸秆等资源都掌握在一家一户的农民手中,收购和运输是生物质能原料成本增加的一个最主要因素。有些企业在建厂初期进行调研时,秸秆的成本约几十元一吨,但是真正建厂运行起来时,农民已经把价格涨到几百元一吨了。这种情况下,企业很难得到利润,靠国家补贴不是长久之计。

  我国生物质能不能达到太阳能、风能那种规模,最主要原因是跟我们农业生产的分散性有关系。如果能利用荒山、荒漠等土地大面积地培育能源林,或者进行集约式的能源农业生产,可能会解决生物质能源的成本问题。

  根据计算,如果通过这些农业和林业大力发展生物质资源,生物质能源可以在我国能源结构中起到相当大的比例,能够逐步部分地替代煤炭、石油、天然气等常规能源。

  所以,生物质能资源的发展是生物质能源的根本问题。而现在很多的国家计划对此重视不够,绝大部分的资金都投向技术开发或者技术产业化方面,这是一种短期的行为。

  既然资源是重要的,资源的优良品种是重中之重。比如优良的树种,优良的农业作物,在这方面应该加大投入。如果将来把甘蔗、甜高粱等能源作物,把麻风树等能源植物,一定要把优良的能源品种培育出来。不仅把单位面积产量提上去,也要具备抗逆特性,能够在荒山荒地和盐碱地上得到高产量,甚至有些树种在沙漠上也能生长。

  应重点发展生物质燃料

  通过不同的技术,生物质能可以转化成不同的能源,可以生产固体燃料、气体燃料、液体燃料,也可以发电。正是这种特性,使它比其他可再生能源更有应用前景。

  生物质能源在发电技术上相对来说比较成熟了,而且电力可以靠核能、太阳能、风能等等来发展。含碳的燃料、含碳的化学品只有依靠生物质能。我认为应该大力发展生物质的液体燃料、气体燃料甚至化学品生产的技术。 [NextPage]

  生物质燃气方面也有很多技术,沼气技术在我们国家已经发展了很多年,技术水平也达到了相当的高度。还有生产二甲醚的技术,用生物质替换煤炭来合成生产二甲醚可以大规模代替液化气。目前还处于中试阶段,在我国约有1000吨左右规模。此外还有利用生物质生产氢气等技术。

  液体燃料将来是生物质能源发展的一个重要方向。其中最成熟的就是燃料乙醇,我们国家也发展了燃料乙醇,现在年产大约为150万吨。几乎都是用粮食生产的,包括木薯、玉米等等。国家现在考虑到粮食问题,已经禁止再扩大生产。

  燃料乙醇将来最终的来源应该是纤维素乙醇,或者是生产合成气生产乙醇。现在全世界对纤维素乙醇的技术非常关注,但目前进展不大,最关键的问题是纤维素水解成本相当高,可能在十几年内也很难实现产业化。

  生物柴油方面,国外主要用菜籽油作为原料。我们国家主要用废油来炼制,由于收购等问题,原料非常紧张,很多工厂都倒闭了,我们现在生产能力有100万吨,但是产量只有10万吨的样子。

  此外,热化学液体燃料转化技术是近几年由煤化工技术演化过来的。把煤液化技术用到生物质上,可以生产一些汽油、柴油、醇类等燃料。

  “十二五”要突破产业化瓶颈

  怎么来发展这些技术实现产业化?在“十二五”期间,发展这些生物质能技术重点是要突破产业化的一些瓶颈,使生物质能源、技术真正走向产业化。

  首先,最首要的是要重点发展生物质资源。培育出优秀的能源品种——包括藻类、油脂类、纤维类、糖类的能源生物品种。

  其次,要发展生物燃气。包括沼气、二甲醚等,解决了这些技术问题,生物燃气才能真正的走向产业化。

  第三,液体燃料方面,要发展包括乙醇、丁醇、汽油、柴油、生物柴油等方面的关键技术。汽油和柴油主要用热化学的办法来费托合成,醇类燃料可以由生物技术生产,即纤维素水解后发酵的途径。

  最后,开展装备国产化对我们国家非常重要。很多企业、工程利用价廉低质装备维持系统运行,而导致系统瘫痪的例子很多。在“十二五”期间,科技部把发展先进高效的装备放在了很重要的位置。这一点也针对了我们国内生物质能系统设备制造水平低下的问题。

  考虑到未来生物质能有可能成为化学品的重要原料,在“十二五”期间,也要重点进行生物基材料和生物质能技术的开发。通过这些技术的开发,希望在“十二五”结束或者在“十三五”时,使部分的生物质能利用技术能够达到工业化示范水平,使生物质能源真正能够实现工业性规模生产。

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