生物燃料：低碳運(yùn)輸新路徑

生物燃料作為從有機(jī)質(zhì)中提取的燃料，為交通運(yùn)輸業(yè)提供了一種向低碳、非石油燃料過(guò)渡的方式。按照國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《交通用生物燃料技術(shù)路線圖》，到2050年，通過(guò)采取有效措施，能夠把生物燃料在交通運(yùn)輸能源的占比從目前的2%提升到27%，即需求量達(dá)到32艾焦（1艾焦=1018焦耳），或7.6億噸石油當(dāng)量。屆時(shí)每年可避免21億噸二氧化碳排放。到2050年，交通行業(yè)通過(guò)推廣使用生物燃料，其減排量會(huì)占到能源相關(guān)減排總量的23%。

　　為實(shí)現(xiàn)這一愿景，IEA提出，業(yè)界須在常規(guī)生物燃料技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率、成本和總體可持續(xù)性等方面進(jìn)行改善；在先進(jìn)生物燃料技術(shù)方面，則需要加大投資進(jìn)行研發(fā)與示范，并進(jìn)行商業(yè)推廣，并需要配套政策為其提供激勵(lì)。

　　商業(yè)化方向明確

　　技術(shù)是推動(dòng)生物燃料發(fā)展的關(guān)鍵因素。在路線圖中，基于技術(shù)成熟度不同，可將生物燃料劃分為常規(guī)生物燃料和先進(jìn)生物燃料兩類。前者是指已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的生物燃料，如糖基乙醇和淀粉基乙醇、生物柴油等。后者是指還處于研發(fā)、試點(diǎn)或示范階段的生物燃料，如纖維素乙醇、植物油煉制的氫化植物油（HVO）等，其轉(zhuǎn)化技術(shù)通常稱為第二代技術(shù)。

　　對(duì)常規(guī)生物柴油來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵的改進(jìn)領(lǐng)域包括更高效的催化劑回收、提高聯(lián)產(chǎn)品甘油的純度和增強(qiáng)原料選擇的靈活性；對(duì)常規(guī)乙醇，應(yīng)開發(fā)新型更高效的酶、提高能效、提升轉(zhuǎn)化效率、減少生產(chǎn)成本。同樣地，先進(jìn)生物燃料生產(chǎn)也需要改進(jìn)轉(zhuǎn)化效率。比如纖維素乙醇，其關(guān)鍵研發(fā)問(wèn)題包括使用碳五糖用于發(fā)酵，使用木質(zhì)素作為物質(zhì)原料；對(duì)于藻類生物燃料，則關(guān)鍵在于研究水循環(huán)和增值聯(lián)產(chǎn)品等。目前，中國(guó)圣泉集團(tuán)與丹麥諾維信公司已經(jīng)簽署了纖維素乙醇酶制劑供應(yīng)協(xié)議，共同推進(jìn)纖維素乙醇商業(yè)化進(jìn)程。

　　在許多發(fā)展中國(guó)家，常規(guī)生物燃料有望在擴(kuò)產(chǎn)方面發(fā)揮重要作用，因?yàn)樵摷夹g(shù)比先進(jìn)生物燃料的成本低、復(fù)雜度小。首批商業(yè)化先進(jìn)生物燃料項(xiàng)目將會(huì)在美國(guó)、歐洲、巴西和中國(guó)建立，在這些地區(qū)有幾個(gè)試點(diǎn)和示范工廠已經(jīng)在運(yùn)行。

　　希望在二代技術(shù)

　　IEA分析認(rèn)為，2050年路線圖的實(shí)現(xiàn)，主要希望寄托在二代生物燃料技術(shù)上，例如纖維素乙醇。只有木質(zhì)纖維素燃料技術(shù)在10年內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，IEA的路線圖才能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　一些利用木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)乙醇或柴油的新興技術(shù)和新穎技術(shù)看起來(lái)更具希望。例如，在某些情況下，當(dāng)聯(lián)產(chǎn)品用于取代化石燃料生產(chǎn)熱力和電力時(shí)， 其減排效果可超過(guò)100%。

　　IEA可持續(xù)發(fā)展部專家軻名在詳解此路線圖時(shí)表示，通過(guò)最大化增值聯(lián)產(chǎn)品、更好地整合上下游工藝，可以進(jìn)一步降低成本，而且通過(guò)他們的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，業(yè)界也正在朝著這些技術(shù)目標(biāo)邁進(jìn)。

　　原料須梯級(jí)利用

　　通過(guò)生物質(zhì)梯級(jí)處理，可以增加生物質(zhì)使用效率并避免與糧爭(zhēng)地的問(wèn)題。IEA稱，作為先進(jìn)生物燃料的原料，農(nóng)業(yè)廢料和殘?jiān)鼘⒆兊萌找嬷匾?。美?guó)能源信息署下屬的橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室曾做的一項(xiàng)研究表明，僅在美國(guó)，到2050年時(shí)將有大約2200萬(wàn)公頃土地可用于生物燃料的原料生產(chǎn)。加上來(lái)自農(nóng)業(yè)和林業(yè)的殘?jiān)?，已?jīng)評(píng)估出的潛在生物燃料的原料供應(yīng)量可達(dá)13億噸。不僅如此，在歐盟成員國(guó)，有約4000萬(wàn)公頃的土地可用于生物燃料原料種植，這也促使生物燃料行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

　　控制成本是關(guān)鍵

　　IEA可再生能源處高級(jí)能源分析員亞當(dāng)·布朗博士表示，要想廣泛使用生物燃料，不僅在環(huán)境和社會(huì)影響方面必須是可持續(xù)的，而且在經(jīng)濟(jì)方面也要是可持續(xù)的。

　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,生物燃料生產(chǎn)成本會(huì)隨著規(guī)模和效率增加而下降。減少原料成本波動(dòng)將成為利用來(lái)自能源作物、廢料和殘?jiān)哪举|(zhì)纖維素生產(chǎn)的先進(jìn)生物燃料的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。使用聯(lián)產(chǎn)品，比如干酒糟及可溶物、甘油、蔗渣、木質(zhì)素或余熱利用，可以減少20%的生物燃料生產(chǎn)成本。

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào) 作者：孫書博

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來(lái)源“中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場(chǎng)。版權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀