生物質(zhì)液體燃料：邁向規(guī)?；瘧?/h3>
2024-07-25
日前，國務院印發(fā)《推動大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新行動方案》?！斗桨浮诽岢?，實施回收循環(huán)利用行動，其中包括推動資源高水平再生利用。據(jù)此，本報推出“變廢為寶”系列報道，聚焦生物質(zhì)液體燃料利用、廢棄電器電子產(chǎn)品處理等，解讀資源高效利用的發(fā)展趨勢及其背后的科技支撐。
近日，國務院印發(fā)《推動大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新行動方案》（以下簡稱《方案》）?！斗桨浮诽岢?，積極有序發(fā)展以廢棄油脂、非糧生物質(zhì)為主要原料的生物質(zhì)液體燃料。
在“雙碳”目標推動下，具有良好“降碳”屬性的生物質(zhì)液體燃料備受關注。中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評估中心等聯(lián)合發(fā)布的《3060零碳生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿λ{皮書》預測，從2021年到2030年左右，應用燃料乙醇和生物柴油將是公路運輸重要減排方式之一，生物航空燃油也會逐漸應用于航空領域。2021—2030年，預計生物質(zhì)液體燃料使用量將超過2500萬噸，在交通領域減少1.8億噸左右的碳排放量。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副秘書長、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會秘書長張大勇說，《方案》的出臺，釋放了對農(nóng)林生物質(zhì)、餐廚等有機廢棄物進行資源化利用的積極信號。
生物燃料乙醇向非糧原料迭代
生物質(zhì)液體燃料是指把生物質(zhì)通過發(fā)酵提純或生化合成的方式，制造成的乙醇或油類等液體燃料。目前，生物質(zhì)液體燃料主要包括生物燃料乙醇、生物柴油、綠色甲醇和可持續(xù)航空燃料等。
其中，生物燃料乙醇是指將植物發(fā)酵、蒸餾制得濃度約95%的乙醇后，再對其進行脫水、變性處理得到的水體積小于0.5%的無水乙醇。
根據(jù)原料不同，生物燃料乙醇可分為第1代、第1.5代、第2代和第3代。第1代生物燃料乙醇原料以玉米、小麥等糧食作物為主。第1.5代生物燃料乙醇原料以木薯、紅薯、甜高粱等非糧作物為主。第2代生物燃料乙醇的原料主要來自于農(nóng)林廢棄物。第3代生物燃料乙醇的原料是藻類等綠色植物。
“目前，全球生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)正處于從第1代、第1.5代向第2代升級的時期。”張大勇說，第1.5代及第2、第3代生物燃料乙醇以非糧生物質(zhì)為原料。其中，第1.5代生物燃料乙醇雖然不存在與人爭糧問題，但木薯等作物的種植同樣會占用土地，面臨原料資源有限等難題。第2代以農(nóng)作物秸稈等廢棄植物纖維為原料的乙醇生產(chǎn)，目前已具備產(chǎn)業(yè)化示范條件，其原料來源廣泛，轉(zhuǎn)化技術不斷提高，最有發(fā)展前景。第3代正處于研發(fā)階段，是未來發(fā)展的希望。
綠色甲醇大規(guī)模生產(chǎn)待完善
綠色甲醇同樣受到青睞，正不斷掀起投資熱潮。例如，黑龍江省雞西市風電耦合生物質(zhì)綠色甲醇一體化（一期）項目獲得備案，項目擬建設30萬噸綠色甲醇工廠，總投資52億元；中廣核興安盟200萬千瓦風電制氫制甲醇一體化項目簽約，年產(chǎn)綠色甲醇約80萬噸，總投資160億元……
“生物質(zhì)制甲醇、可再生能源制氫驅(qū)動的二氧化碳加氫制甲醇、生物質(zhì)耦合可再生能源制氫合成甲醇是綠色甲醇生產(chǎn)的主要技術路徑。其中，生物質(zhì)氣化技術、規(guī)?；m應風光發(fā)電規(guī)律的制氫技術、二氧化碳加氫制甲醇技術已完成若干工業(yè)中試，但10萬噸級以上規(guī)模的綠色甲醇合成裝置尚無運行案例，大規(guī)模生產(chǎn)技術有待示范和完善。”中國科學院大連化學物理研究所研究員王集杰說。
生物柴油技術持續(xù)發(fā)展
今年4月3日，國家能源局綜合司發(fā)布《關于公示生物柴油推廣應用試點的通知》，公示了北京海淀區(qū)、石家莊、廣州等22個生物柴油推廣應用試點。
生物柴油是以廢棄油脂等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的可再生能源，可直接替代石化柴油作為現(xiàn)有發(fā)動機系統(tǒng)的燃料。與普通石化柴油相比，生物柴油在燃料性能、潤滑性能、可再生性上更具優(yōu)勢，還能顯著減少溫室氣體、硫和芳烴等有毒物質(zhì)的排放。
生物柴油經(jīng)歷3代發(fā)展。張大勇說，第1、第2代生物柴油原料來自植物油、動物油和餐飲廢棄地溝油。第1代生物柴油技術成熟，占比超85%，但存在著低溫流動性差，不宜長期儲存等缺點，影響摻混比例。第2代生物柴油性能優(yōu)越，具有較好的發(fā)動機兼容性和環(huán)境友好性，正在逐步實現(xiàn)商用。第3代生物柴油原料來自木屑、農(nóng)作物秸稈等非油脂類生物質(zhì)和微生物油脂，目前主要有非油脂類生物質(zhì)氣化、微生物油脂制生物柴油兩種制備方式。雖然提取和分離難度較大，生產(chǎn)成本較高，但其具有更高碳減排效應且原材料不占用耕地、無規(guī)模限制，是具備長期發(fā)展?jié)摿Φ闹苽涔に嚒?/span>
作為我國最早從事廢棄油脂制備生物柴油，并率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)商，龍巖卓越新能源股份有限公司（以下簡稱卓越新能）的龍巖平林分廠、龍巖東寶分廠、龍巖美山分廠和廈門卓越生物質(zhì)能源有限公司4個生物柴油生產(chǎn)基地，合并年產(chǎn)能達50萬噸。
隨著國際國內(nèi)市場對生物柴油的認可，生物柴油需求量日益增長。2022年，卓越新能的4個生物柴油廠全年滿負荷生產(chǎn)，生物柴油產(chǎn)量達40.76萬噸；2023年，其生物柴油產(chǎn)量達43.02萬噸，同比增長5.54%。
可持續(xù)航空燃料用于商飛
可持續(xù)航空燃料（SAF）指由生物廢棄物或可再生資源制成，并通過安全性認證和可持續(xù)認證的航空燃料。
日前，中國石油化工股份有限公司（以下簡稱中國石化）與道達爾能源公司在北京簽署合作框架協(xié)議，將在中國石化的一個煉廠利用廢棄油脂共同生產(chǎn)SAF，年生產(chǎn)能力達23萬噸。
生物航煤是SAF中的一種。中國石化于2009年開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的生物航煤生產(chǎn)技術，2011年12月首次生產(chǎn)出合格的生物航煤。2013年4月，加注中國石化生物航煤的飛機在上海虹橋機場成功試飛，2015年進行了國內(nèi)航線從上海至北京的商業(yè)飛行，2017年進行了國際航線從北京至芝加哥的跨洋飛行。我國也成為亞洲第一個、世界第四個擁有自主研發(fā)生物航煤技術的國家。
2022年5月，我國首套10萬噸/年生物航煤工業(yè)裝置在鎮(zhèn)海煉化進行首批規(guī)模化試生產(chǎn)，生產(chǎn)原料為餐飲廢油，并獲亞洲首張全球RSB（可持續(xù)生物材料圓桌會議）生物質(zhì)可持續(xù)航空燃料認證證書。同年9月，我國首批規(guī)?；a(chǎn)生物航煤取得適航證書。
中國石化寧波鎮(zhèn)海煉化有限公司原董事長莫鼎革說，鎮(zhèn)海煉化以地溝油為主要原料生產(chǎn)的生物航煤，與傳統(tǒng)石油基航空煤油相比，全生命周期二氧化碳排放最高可減少70%以上。
如何促進生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展？張大勇建議道：“可加大技術研發(fā)力度，鼓勵生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合國內(nèi)高校及科研院所，加強生物質(zhì)液體燃料關鍵技術及裝備的研發(fā)、推廣，盡快實現(xiàn)技術突破，降低生產(chǎn)運營成本。”他認為，可將纖維素、微藻制備生物質(zhì)液體燃料相關技術納入《國家重點推廣的低碳技術目錄》，并加以推廣應用。加快綠色認證體系建設，鼓勵生物質(zhì)液體燃料生產(chǎn)企業(yè)主動接入零碳能源證書自愿核證平臺，進行綠色認證及交易，推進綠色認證機制國際互認等。
“可在經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，推進生物質(zhì)液體燃料規(guī)模化試點項目和試點區(qū)建設。”張大勇建議，通過支持企業(yè)先行先試，探索產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式；完善支持生物質(zhì)液體燃料示范建設和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，引領行業(yè)健康發(fā)展。
