生物質(zhì)液體燃料：邁向規?；瘧?

日前，國務(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規模設備更新和消費品以舊換新行動(dòng)方案》?！斗桨浮诽岢?，實(shí)施回收循環(huán)利用行動(dòng)，其中包括推動(dòng)資源高水平再生利用。據此，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(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規模設備更新和消費品以舊換新行動(dòng)方案》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《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(dòng)下，具有良好“降碳”屬性的生物質(zhì)液體燃料備受關(guān)注。中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì )生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會(huì )、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)展潛力藍皮書(shū)》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(huì )逐漸應用于航空領(lǐng)域。2021—2030年，預計生物質(zhì)液體燃料使用量將超過(guò)2500萬(wàn)噸，在交通領(lǐng)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(jìn)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會(huì )秘書(shū)長(cháng)張大勇說(shuō)，《方案》的出臺，釋放了對農林生物質(zhì)、餐廚等有機廢棄物進(jìn)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(guò)發(fā)酵提純或生化合成的方式，制造成的乙醇或油類(lèi)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(jìn)行脫水、變性處理得到的水體積小于0.5%的無(wú)水乙醇。

根據原料不同，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(lái)自于農林廢棄物。第3代生物燃料乙醇的原料是藻類(lèi)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(shí)期。”張大勇說(shuō)，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(wèn)題，但木薯等作物的種植同樣會(huì )占用土地，面臨原料資源有限等難題。第2代以農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(lái)源廣泛，轉化技術(shù)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(lái)發(fā)展的希望。

綠色甲醇大規模生產(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(fēng)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(wàn)噸綠色甲醇工廠(chǎng)，總投資52億元;中廣核興安盟200萬(wàn)千瓦風(fēng)電制氫制甲醇一體化項目簽約，年產(chǎn)綠色甲醇約80萬(wàn)噸，總投資160億元……

“生物質(zhì)制甲醇、可再生能源制氫驅動(dòng)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(shù)路徑。其中，生物質(zhì)氣化技術(shù)、規?；m應風(fēng)光發(fā)電規律的制氫技術(shù)、二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)已完成若干工業(yè)中試，但10萬(wàn)噸級以上規模的綠色甲醇合成裝置尚無(wú)運行案例，大規模生產(chǎn)技術(shù)有待示范和完善。”中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王集杰說(shuō)。

生物柴油技術(shù)持續發(fā)展

今年4月3日，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于公示生物柴油推廣應用試點(diǎn)的通知》，公示了北京海淀區、石家莊、廣州等22個(gè)生物柴油推廣應用試點(diǎn)。

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有發(fā)動(dòng)機系統的燃料。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(zhù)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(shuō)，第1、第2代生物柴油原料來(lái)自植物油、動(dòng)物油和餐飲廢棄地溝油。第1代生物柴油技術(shù)成熟，占比超85%，但存在著(zhù)低溫流動(dòng)性差，不宜長(cháng)期儲存等缺點(diǎn)，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(dòng)機兼容性和環(huán)境友好性，正在逐步實(shí)現商用。第3代生物柴油原料來(lái)自木屑、農作物秸稈等非油脂類(lèi)生物質(zhì)和微生物油脂，目前主要有非油脂類(lèi)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(wú)規模限制，是具備長(cháng)期發(fā)展潛力的制備工藝。

作為我國最早從事廢棄油脂制備生物柴油，并率先實(shí)現工業(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(jiǎn)稱(chēng)卓越新能)的龍巖平林分廠(chǎng)、龍巖東寶分廠(chǎng)、龍巖美山分廠(chǎng)和廈門(mén)卓越生物質(zhì)能源有限公司4個(gè)生物柴油生產(chǎn)基地，合并年產(chǎn)能達50萬(wàn)噸。

隨著(zhù)國際國內市場(chǎng)對生物柴油的認可，生物柴油需求量日益增長(cháng)。2022年，卓越新能的4個(gè)生物柴油廠(chǎng)全年滿(mǎn)負荷生產(chǎn)，生物柴油產(chǎn)量達40.76萬(wàn)噸;2023年，其生物柴油產(chǎn)量達43.02萬(wàn)噸，同比增長(cháng)5.54%。

可持續航空燃料用于商飛

可持續航空燃料(SAF)指由生物廢棄物或可再生資源制成，并通過(guò)安全性認證和可持續認證的航空燃料。

日前，中國石油化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(gè)煉廠(chǎng)利用廢棄油脂共同生產(chǎn)SAF，年生產(chǎn)能力達23萬(wàn)噸。

生物航煤是SAF中的一種。中國石化于2009年開(kāi)發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)，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(chǎng)成功試飛，2015年進(jìn)行了國內航線(xiàn)從上海至北京的商業(yè)飛行，2017年進(jìn)行了國際航線(xiàn)從北京至芝加哥的跨洋飛行。我國也成為亞洲第一個(gè)、世界第四個(gè)擁有自主研發(fā)生物航煤技術(shù)的國家。

2022年5月，我國首套10萬(wàn)噸/年生物航煤工業(yè)裝置在鎮海煉化進(jìn)行首批規?；嚿a(chǎn)，生產(chǎn)原料為餐飲廢油，并獲亞洲首張全球RSB(可持續生物材料圓桌會(huì )議)生物質(zhì)可持續航空燃料認證證書(shū)。同年9月，我國首批規?；a(chǎn)生物航煤取得適航證書(shū)。

中國石化寧波鎮海煉化有限公司原董事長(cháng)莫鼎革說(shuō)，鎮海煉化以地溝油為主要原料生產(chǎn)的生物航煤，與傳統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(jìn)生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展?張大勇建議道：“可加大技術(shù)研發(fā)力度，鼓勵生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合國內高校及科研院所，加強生物質(zhì)液體燃料關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā)、推廣，盡快實(shí)現技術(shù)突破，降低生產(chǎn)運營(yíng)成本。”他認為，可將纖維素、微藻制備生物質(zhì)液體燃料相關(guān)技術(shù)納入《國家重點(diǎn)推廣的低碳技術(shù)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(dòng)接入零碳能源證書(shū)自愿核證平臺，進(jìn)行綠色認證及交易，推進(jìn)綠色認證機制國際互認等。

“可在經(jīng)濟較發(fā)達地區，推進(jìn)生物質(zhì)液體燃料規?；圏c(diǎn)項目和試點(diǎn)區建設。”張大勇建議，通過(guò)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(lǐng)行業(yè)健康發(fā)展。