通過對邊際土地、能源植物和廢棄物的利用,十幾年后,我國有望建成年產1億噸的生物質油田,相當于一個大慶油田加上三個開灤煤礦。但是,在這一關乎未來能源的問題上,國家層面的戰略決心卻至今難以下達,這一構想也仍然受到政策和技術瓶頸的制約。
億噸油田有待破題
年產1億噸的生物質油田,相當于一個大慶油田加上三個開灤煤礦,其原料則來自各種有機廢棄物及利用各種邊際土地種植出來的抗逆性強的能源植物。
當今世界,由于“黑金”價格的暴漲,“綠金”(生物質能源)的地位和身價日益突出,經過2006年全年的培育,我國生物質能產業漸成氣候,一個宏大的生物質能產業前景也被勾畫出來。在對全國的邊際土地、可動用資源現狀進行分析調研后,多名中國工程院院士和科學家提出,到2020年,要通過開發生物質能,替代石油5983萬噸、煤炭5891萬噸,合計折原油10166萬噸,簡稱“年產1億噸的生物質油田”,相當于一個大慶油田和三個開灤煤礦。
資源豐厚
任何宏大的計劃,都是以原料為基礎。中國到底有多少生物質資源可以用于生產能源?中國科學院、中國工程院、第三世界科學院院士石元春介紹說,中國是個人多、糧缺、地少的國家,一不能用糧食,二不能用產糧、產油、產糖的基本農田,只能用有機廢棄物和土質不好的邊際性土地種植抗逆性強的能源植物。
有機廢棄物是指農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工廢棄物、林地和林業加工剩余物、城市有機垃圾等。經過估算,每年產生的這些有機廢棄物具有生產5.27億噸標煤的潛力,相當于當前我國一次能源年消費量的四分之一。
“邊際性土地”中,一種是在可利用而尚未利用的土地中尋求條件較好和可用于生產能源植物的土地,另一種是在現有的農林用地中尋求條件較差的非主體農林用地。之所以“刀走偏鋒”,是因為能源植物的抗逆性比傳統農作物要強得很多,可以適應這類條件不好的邊際性土地。這樣,既有利于降低原料生產的土地成本,也不必去與農林業爭搶地盤。經過整理與估算,我國可用于生物質原料生產的邊際性土地約1.36億公頃,其中兩成宜種能源作物,8成宜發展能源林和現有的薪炭林、灌木林、木本油料林。
億噸油田
2004年6月,當石元春向溫家寶總理匯報工作談及生物質能源的前景時,總理說:“具體的數字還可以再研究研究!痹趯ξ覈馁Y源進行詳細分析的前提下,2006年初,石元春等提出了“年產1億噸的生物質油田”的設想。
在這個設想中,到2020年,生物質能每年將替代石油5983萬噸。其中,含燃料乙醇及其下游產品2300萬噸、生物柴油及共生產品500萬噸、車用甲烷60億立方米、生物塑料1200萬噸,以及生物質化工產品150萬噸。燃料乙醇和生物柴油都可以直接替代車用液體燃料,總量為2800萬噸。同時,8000萬噸成型燃料、360億千瓦時的沼氣/生物質供熱發電,可替代煤炭5891萬噸。這意味著7%的工業及生活低效鍋爐用煤可以被替代,年減排二氧化碳1.5億噸。
根據我國的資源特點,石元春還介紹了詳細的原料資源優化配置方案。
他說,為了實現2300萬噸燃料乙醇及衍生產品的發展目標,計劃動用Ⅰ類邊際土地及能源作物450萬公頃,占所有I類邊際土地資源總量的21.1%。同時,還需要動用薯類低產農田200萬公頃,秸稈500萬噸,分別占該資源總量的4.1%和1%。為了實現可生物降解塑料1200萬噸的產量,計劃動用I類邊際土地及薯類低產農田各100萬公頃,分別占其資源總量的4.7%和2%。4000萬噸成型燃料的原料資源著落在400萬公頃Ⅱ類邊際土地上,占所有Ⅱ類邊際土地的11.1%,其他4000萬噸成型燃料,則仰賴Ⅲ類、Ⅳ類邊際土地和秸稈、林余物等。累計下來,需要動用的資源量只有Ⅰ類邊際土地超過了其總量的25%,其他邊際土地、薯類低產農田、秸稈、林余物、畜禽糞便等都不超過資源總量的20%,資源是完全能夠得到保障的。
石元春介紹說,這個目標并不脫離中國實際。其資源動用量只占可用總量的1/7,各分項資源量的動用率也在10%到20%之間。同時,它技術成熟、市場競爭力較強,社會需求也極大。
在直接替代車用液體燃料的2800萬噸的指標中,1700萬噸的燃料乙醇只是美國和巴西2008年前后的產量水平。在國內,廣西提出的2010年前后生產乙醇200萬噸和2015年的600萬噸目標,即相當于該方案2020年目標的1/4。只要完成了生物乙醇、成型燃料和生物塑料這三項可行性很高的產品指標,也就完成了總指標的77%。
處處生機
根據我國農業生態區資源特點,中國工程院“我國生物質產業發展戰略研究”課題組專家建議,可以分區域建立6個綠色油田。
在東北,可以建立甜高粱(旱作)為主要原料的燃料乙醇,發展依托一定規模畜牧場的沼氣資源,豐富的林余廢棄物和秸桿還能發展成型燃料。
在黃淮海平原和渭河谷地,一方面可以種植甜高粱(濱海低質地)發展燃料乙醇,另一方面可以生產糖醛-纖維素乙醇,秸稈成型燃料也是其發展的主要方向之一。
內蒙古中部、黃土高原地區可以建設成半干旱區西北綠色油田,主要發展灌木成型燃料(沙地)和甜高粱燃料乙醇(旱作)。
相鄰的新甘、青甘、蒙西地區可以建設成干旱區西北綠色油田,主要發展甜高粱燃料乙醇(灌區)和棉子油生物柴油。
西南諸省、川藏、藏南地區可建設為西南綠色油田,主攻木薯燃料乙醇、木本油料生物柴油,還可利用加工業、農業的廢棄物發展沼氣。
長(珠)江中下游、海南島、臺灣附近地區,可以發展以薯類為原料的燃料乙醇,利用加工業廢棄物制沼氣,當地大量的林業剩余物可加工成型燃料,田地在冬閑時期還可以種植油菜發展生物柴油。
生物質能,呼喚正名
在發展生物質能上,巴西、美國及歐盟等,均已出臺國家級別的戰略規劃。中國雖然起步不晚,但國家層面的生物質能戰略卻至今付諸闕如。
謀定而后動。雖然中國石油、中國石化、中國海油及中糧集團等巨頭在生物質能領域已經有所行動,眾多的中小企業對此也是蠢蠢欲動,但是,國家層面的生物質能戰略至今付諸闕如,不能不令有識之士對中國能源的未來擔憂。在這塊還有待開墾的處女地,中國目前究竟處于何種發展狀況、下一步迫切需要解決什么問題,在很多人腦海中還是模糊不清。
全球大勢
世界生物質能產業可以分為三大軍團,領跑者為美國和巴西,繼之者為歐盟,第三軍團為中國、印度、日本等。
石元春向記者指出,第一次石油危機之后,為了尋求替代能源,巴西、美國和歐洲開始發展生物質能。不過,基本處于零敲碎打狀態,而且隨著石油價格而沉浮。到了20世紀末,隨著世界能源形勢的總體緊張和持續壓力,世界生物質能產業風起云涌。1999年8月,美國總統克林頓頒發了名為“發展生物基產品和生物能源”的總統令,成為現代生物質能產業誕生的標志。
在第一軍團中,美國的代表產品為玉米乙醇,巴西則為甘蔗乙醇。當年布什上臺之時,本欲大力發展“氫經濟”,但經過一段時間的試探,意識到還是發展生物質能源更實際。1999年,美國的乙醇產量不過800萬噸,而到2006年,乙醇產量已經翻了一倍,達1600萬噸。作為第二軍團的歐盟,發展生物質能的考慮比較全面,顯示的潛力和特色一點也不亞于美國和巴西。2004年開始,歐盟乙醇產量成倍增長,并計劃2012年在總產量上超過巴西,大有后來居上之勢。
在第三軍團國家中,中國算是起步較早者。2001年,為了消化當時的陳化糧,國務院決定在安徽、吉林等省建立四個陳化糧燃料乙醇廠。印度進入得晚些,但從去年開始,也已經實施第二期計劃,最近力度還在加大。
值得注意的是,目前,歐洲的一些國家,如德國、意大利、奧地利等國為了發展生物質能源,還競相到中國進行相關投資,在江蘇南通,奧地利已經投資建立年產27萬噸的生物柴油項目。
戰略缺失
正是在這樣的國際大背景之下,2005年,石元春第一次提出,要利用生物質能源打造一個“綠色大慶”。經過補充調研,2006年初,他再次提出“年產1億噸生物質油田”的宏大構想。
但是,石元春同時指出,該目標的實現還存在兩大瓶頸,其一是國家的戰略部署和政策引導/扶持的外部環境,其二則是要切實提高自身的技術和經營水平,以降低成本。
恰恰是在發展生物質能的國家戰略方面,中國至今付諸闕如,沒有在國家層面提出明確而獨立的生物質能發展目標,基本上停留在各自為戰的階段。
反觀美國,早1999年就將生物質能納入國家規劃。2005年,美國又在《能源法案》中將克林頓總統制訂的燃料乙醇生產指標(1635萬噸/年)調高了38%。2006年、2007年,布什總統在國情咨文反復重申,將發展生物質能時間表一再提前。日本則早在2002年7月就在內閣會議正式審議通過了《日本生物質綜合戰略》,制定78項行動計劃,建設500個示范性的市、町和村,并提出從“石化日本”向“生物質日本”轉變的戰略目標。
對于我國的情況,石元春表示:“目前,各界對生物質能源越來越重視。然而,小決心易下,但大決心下不了;相關部委都在做,但國家層面的決心還沒下。”
2006年4月,國家發改委能源局可再生能源處處長史立山在上海的一個研討會上透露,發改委已作出了在山東、黑龍江、內蒙古和新疆等地建設生物質能原料生產基地的具體規劃。規劃提出,生物液體燃料的發展目標在2010年將達到年產200萬噸(2006年中國的乙醇產量為130萬噸)。同期,日本的規劃為350萬噸,我國規劃的速度明顯偏低。
2006年10月13日,農業部科技教育司負責人白金明在亞洲開發銀行/農業部中國農村生物質能發展戰略項目啟動會上表示,到2010年,我國生物質能發電將達到550萬千瓦時,生物液體燃料達到200萬噸,沼氣年利用量達到190億立方米,生物固體成型燃料達到100萬噸,生物質能年利用量占到一次能源消費量的1%。這個規劃里,雖然生物質能發電和沼氣的利用率有所提高,但是總的生物質能利用量只占一次能源消費量的1%。
時隔一個月后,在國家發改委召開的《變性燃料乙醇以及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》論證會上,包括14位中科院、工程院院士在內的17位專家一致建議,到2010年,我國將以薯類、甜高粱等非糧原料為主生產522萬噸燃料乙醇,屆時乙醇汽油使用量將占全國汽油用量的75%。這個速度比起前兩個規劃大大超前,可稱生物質能產業發展的“臨門一腳”。據悉,這個專項規劃正在等待最后的完善和報批。
此外,還有林業部、財政部也在關注著生物質能的規劃,并提出相應政策。
……
2006年,雖然生物質能產業進行得熱火朝天,然而,國家層面的戰略付諸闕如、幾個相關部門各有打算,這給生物質能的前途蒙上一層迷霧。
正是基于對此的憂慮,不久前,由石元春負責的“我國生物質產業發展戰略研究”項目組建議,設置“國家生物質工程領導小組”及辦公室,制訂和實施“發展生物質產業國家計劃”。同時,設置生物乙醇生產建設項目、四大沙地生態/能源共建雙贏工程、作物秸稈綜合開發工程和工業沼氣開發工程等四項工程;設置國家生物質工程科技研發中心;制訂和實施扶持性政策。
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中國生物質能發展大事記
1.2001年,國務院決定在吉林、安徽、河南等四省建陳化糧乙醇廠,生產能力為73萬噸,2006年產量達130萬噸。
2.2005年6月,《中華人民共和國可再生能源法》通過。其第十六條規定:“國家鼓勵清潔、高效地開發利用生物燃料,鼓勵發展能源作物。將符合國家標準的生物液體燃料納入其燃料銷售體系!
3.2006年3月,《中華人民共和國經濟和社會發展“十一五”規劃綱要》規定:“加快發展生物質能,支持發展秸稈、垃圾焚燒和垃圾填埋發電,建設一批秸稈和林木質電站,擴大生物質固體成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生產能力!
4.2006年4月,國家發改委在全國立項建30個左右生物質能源高技術示范工程項目。
5.2006年8月,國家發改委、農業部、林業局聯合召開“全國生物質能源開發利用工作會議”。
6.2006年11月12日,財政部、國家發改委、農業部、國家稅務總局、國家林業局等五部委聯合發布《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》。
7.2006年11月17日,國家發改委通過生物乙醇“十一五”發展規劃及政策建議論證。
8.2006年至今,眾多特大國有企業及大量中小企業,在廣西、海南、新疆、內蒙、山東、云南等地積極投入生物質能源產業開發。
產業化瓶頸
生物質能產業飛速發展,成為各大公司投資的熱點。但是,如果不解決產業化、環保等瓶頸問題,一旦國家補貼解除,其前景將難以預測。
乘世界生物能源發展之大潮,借國家政策推動之機,中糧集團、中國石油、中國石化、中海油等企業巨頭紛紛在該領域布局設點、圈地占山。不過,業內專家指出,目前生物質能的繁華很大程度上是因為高油價和國家的巨額補貼。如果產業化的瓶頸問題不解決,億噸綠色油田的夢想能否實現,還是個未知數。
跑馬圈地
在生物質能源的重點產品中,按照重要性而言,先后為燃料乙醇-成型燃料-沼氣-生物塑料-生物柴油。所以,相比其他生物能源產品,想在生物能源領域一展拳腳的國家都非常重視燃料乙醇的研發推廣,中國也不例外。
2006年開始,曾經在中國產融兩界呼風喚雨的寧高寧,帶領中糧集團在生物能源領域大領風騷,分別與內蒙古、河北、湖北、山東四省政府部門,簽訂了投資額達50多億元、年產75萬噸燃料乙醇的項目協議。該年10月,其遠在廣西北海以木薯為原料的40萬噸燃料乙醇項目也宣布正式開工,另有幾個項目也處在前期論證之中。該集團雄心勃勃,計劃在未來3年內實現生產燃料乙醇245萬噸,在“十一五”期間的最終目標是310萬噸,約占國家計劃目標的60%,大有成為國家燃料乙醇戰略的執行主體之勢。為此,該集團將在5年內投入100億元。
面對中糧集團這個非能源巨鱷在生物能源領域咄咄逼人的態勢,三大石油巨頭也不甘示弱。
中國石油以60%控股的吉林燃料乙醇有限公司是國家開發可再生能源燃料乙醇項目的第一個試點示范工程,也是全國最大的燃料乙醇生產基地,生產規模達50萬噸。此后,中國石油又與國家林業局就發展林業生物質能源簽署了相關的合作框架協議,正式啟動云南、四川、山東等地的生物能源建設,并計劃與英國石油(BP)公司聯合入股廣西新天德能源。廣西新天德能源擁有中國南方最大的乙醇廠,每年可生產由木薯制造的乙醇達10萬噸。
另外兩大石油公司同樣也在全國追逐“綠金”。2006年,中國石化和中國海油相繼與四川攀枝花市政府達成合作協議,都計劃在當地建設年產10萬噸的生物柴油煉油基地。今年3月底,中國海油又宣布今年將在海南省東方市興建一座首期規模為年產6萬噸生物柴油的煉油裝置,并在海南種植面積達數十萬畝的麻風樹,以便為煉油裝置提供原料。
除了在攀枝花的生物柴油項目外,中國石化還與中糧集團在燃料乙醇發展上達成戰略合作意向。據披露,在去年開工建設的廣西40萬噸燃料乙醇項目中,中國石化占有15%的股份。另外,在河南天冠和安徽豐原這兩家燃料乙醇定點生產企業中,中國石化也分別占股20%。
在這個新興的能源領域,四大企業集團正在上演一場你追我趕的投資大戲,而中國石油和中國石化遍布全國的銷售網絡,無疑將加快燃料乙醇和生物柴油的推廣。
面臨斷奶
在國家政策的鼓勵扶持之下,自2003年以來,中國的燃料乙醇產量突飛猛進,國家四大定點生產企業的產量從當年的7萬噸到2004年20萬噸、2005年的102萬噸,再到去年的130萬噸,其增速不可謂不快。按照這種勢頭發展下去,中國燃料乙醇的未來是相當光明的。
然而,上述增長是有條件的。首先,是以玉米等糧食為原料進行加工生產;其次,國家提供了大量補貼。
燃料乙醇的生產加工成本大概為5000元/噸,而按照國家發改委的有關規定,這些定點燃料乙醇生產企業的產品向市場出售的價格為4782元/噸。在這種情況下,生產企業顯然是虧損的。因此,根據“不虧微利”的原則,財政部給予相關企業以補貼。自試點以來,中央財政共補貼虧損20億元,并對這4家企業實行免稅政策。
但是,為了進一步推動燃料乙醇的市場化進程,促進企業進一步降低生產成本,國家規定,從去年開始,這四家燃料乙醇的定點生產企業開始實行新的固定補貼政策,每噸補貼1373元。國家發改委還規定,財政補貼的期限為5年,逐年遞減,計劃于2008年完全取消。
有識之士表示,如果不能較好地解決產業化的問題,生物質能投資熱潮必將難以持久。顯然,國家對燃料乙醇已有了“斷奶”的心思,其他生物質能的發展也不可能長期依賴補貼。
去年10月,國家發改委組織編制了《變性燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發展專項規劃》。該規劃提出在“十一五”期間,中國將生產燃料乙醇522萬噸,目前占絕對主流地位的糧食類燃料乙醇產量,限制在150萬噸以下。
而在2006年,四家定點乙醇生產企業的產量就已經達到130萬噸,也就是說,糧食類燃料乙醇未來基本上沒有多少增長空間了。這樣,“十一五”期間,燃料乙醇的增長空間將主要依賴350萬噸的非糧類燃料乙醇。
意在非糧
在我國,目前非糧類燃料乙醇的原料主要是甜高粱和甘薯、木薯,前兩者在全國都有分布,后者則適宜在南方種植。
據清華大學核研院李十中教授介紹,甜高粱是中國獨具特色的乙醇原料。美國玉米乙醇的轉化率最多達到91.5%,而由李十中教授等人研發的技術使得甜高粱乙醇的轉化率可達94%以上。該項技術目前已經通過中試,正準備進一步進行大規模的試驗。
根據統計,在黃河以北的13個省區有大量適宜種植甜高粱的鹽堿地和干旱荒地,總計約0.3億公頃。按照中國工程院相關項目組的計算,一公頃邊際性土地將產出5噸~6噸乙醇。
因此,此項甜高粱轉化乙醇的技術如果示范成功,將能夠有效解決燃料乙醇的原料問題。一旦其大規模的產業化試驗生產,中國的燃料乙醇可能迎來大的發展。
而在木薯方面,中國農業大學生物質工程中心程序教授指出,如果不解決廢液的治理(利用)及原料木薯的可靠供應兩大難題,大力發展木薯乙醇產業到頭來仍只能是一句空話。因為木薯酒精廢液作為高濃度有機廢水,治理難度之大是環保界公認的。目前絕大部分酒精廠排放的廢液沒有經過有效處理直接向外排放,對當地和下游的水環境造成嚴重影響。
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麻風樹
麻風樹還有一個名字叫小桐子樹。據攀枝花市生物柴油產業化推進領導小組辦公室工程師雷徹虹介紹,3噸小桐子樹籽可以榨取1噸原油,再進一步加工,經甲脂化反應后,1噸原油可轉換成約0.98噸生物柴油。經過改良的小桐子樹油適用于各種柴油發動機,并在閃點、凝固點、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關鍵技術性能上優于商用0號柴油,達到歐洲二號排放標準。因此,小桐子樹在國際上稱為生物柴油樹。
甜高粱
甜高粱被稱為“高能作物”,對土壤及氣候的適應性強,除高寒地區外均可生長,每公頃甜高粱的酒精產量可高達6000多噸,用甜高粱稈生產乙醇比用其他糧食生產乙醇成本降低50%以上。
木薯
木薯原產于非洲,淀粉含量高達35%以上,是理想的制造燃料乙醇的原料。目前,廣西是我國木薯的主產區,種植面積已達數百萬畝,生產的木薯除了部分作為飼料外,大部分作為生產淀粉、酒精的原料。據介紹,生產木薯基本上不與糧食爭地,在我國南方的廣東、廣西、福建、云南,甚至湖南、四川等地都可以廣泛種植。
來源:中國工業生物信息網
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