生物能源：非糧液體燃料產(chǎn)業(yè)化破曉

對比美、歐、日、韓等發(fā)達國家對待新能源的態(tài)度，國家發(fā)改委副主任、能源局局長(cháng)張國寶曾警告說(shuō)：“如果我們再不重視，不能從一個(gè)更高的視野審視新能源發(fā)展問(wèn)題，預計再過(guò)10年，將會(huì )突然發(fā)現，我們又落到別人后面了。到時(shí)候，我們即使想追也追不上了”。

　　警告并非危言聳聽(tīng)。國家能源局發(fā)布的《中國能源發(fā)展報告2009》預計，2009年中國原油產(chǎn)量1.93億噸，增長(cháng)2.1%；石油進(jìn)口量2.07億噸，增長(cháng)2.1%。中國石油對外依存度已經(jīng)超過(guò)50%。這意味著(zhù)，我國每天需進(jìn)口567萬(wàn)噸石油才能維持社會(huì )經(jīng)濟正常運轉。

　　因此，開(kāi)發(fā)新能源成為應對能源危機的不二選擇，而能以液態(tài)方式替代化石能源的，又非生物能源莫屬。近年，生物能源在國內有一定發(fā)展，但是原料、技術(shù)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，在產(chǎn)業(yè)尚處幼年期，企業(yè)對國家的扶持尤為渴望。

　　6月出臺的《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展若干政策》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《政策》)讓企業(yè)看到了希望?！墩摺吩俅蚊鞔_：對經(jīng)批準生產(chǎn)的非糧燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)熱電等重要生物能源產(chǎn)品，國家給予適當支持。

　　針對《政策》的出臺，本刊廣泛采訪(fǎng)了生物能源的領(lǐng)軍企業(yè)中糧集團、河南天冠集團、山東生物柴油集團、國能生物發(fā)電集團有限公司、華北制藥集團以及中科院研究員馬延和、北京化工大學(xué)副校長(cháng)譚天偉、國家發(fā)改委可再生能源發(fā)展中心主任王仲穎等生物能源專(zhuān)家。我們試圖探尋：哪些生物能源最適合解決未來(lái)的能源危機？哪些應該得到重點(diǎn)支持？加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最佳路徑在哪里？

　　纖維素乙醇展望

　　20世紀70年代的石油危機掀起了對生物液體燃料替代石油的研究熱潮。美國和巴西分別利用玉米和甘庶生產(chǎn)燃料乙醇獲得成功，歐洲各國使用植物油生產(chǎn)生物柴油也達到規?；a(chǎn)。

　　與其他國家相比，中國燃料乙醇起步晚，2004年才開(kāi)始大規模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，不過(guò)，中國燃料乙醇發(fā)展迅速，短短3年間，中國就成為繼美國、巴西之后世界第三大燃料乙醇生產(chǎn)國。當下，燃料乙醇已在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽、廣西6省及湖北、山東、河北、江蘇4省的27個(gè)市試點(diǎn)車(chē)用乙醇汽油，實(shí)現封閉運行。

　　在目前國家核準的4套糧食乙醇和首套木薯乙醇生產(chǎn)裝置中，有4家為中糧集團直接或間接投資。中糧集團生化能源事業(yè)部副總經(jīng)理郝小明告訴《中國投資》，2008年全國燃料乙醇產(chǎn)量超過(guò)160萬(wàn)噸，中糧產(chǎn)量過(guò)半。經(jīng)過(guò)系統有序試點(diǎn)，燃料乙醇在政策法規、市場(chǎng)銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)方面均取得寶貴經(jīng)驗，國內燃料乙醇市場(chǎng)銷(xiāo)售良好。油價(jià)高企時(shí)，銷(xiāo)售商希望銷(xiāo)售更多的乙醇汽油。為保證燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)合理利潤，除免征生產(chǎn)企業(yè)5%的消費稅，企業(yè)增值稅先征后返外，當糧價(jià)波動(dòng)給生產(chǎn)商帶來(lái)風(fēng)險時(shí)，國家以彈性財政補貼予以支持。

　　隨著(zhù)糧食燃料乙醇的快速發(fā)展，原料問(wèn)題成為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。2007年6月國務(wù)院常務(wù)會(huì )議專(zhuān)門(mén)提出，發(fā)展燃料乙醇“不得占用耕地，不得大量消耗糧食，不得破壞環(huán)境”，堅持發(fā)展非糧燃料乙醇。

　　“根據中國的國情，未來(lái)燃料乙醇發(fā)展將因地制宜，重點(diǎn)發(fā)展纖維素、木薯、紅薯、甜高粱等非糧原料乙醇”，中糧科學(xué)研究院生化研究中心武國慶博士說(shuō)。

　　郝小明認為發(fā)展非糧乙醇有兩條路可行：近期可因地制宜，資源互補。因各地氣候、環(huán)境差異大，原料生產(chǎn)周期和原料保存等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足工業(yè)化連續生產(chǎn)的穩定供應，此時(shí)迫切需要國家采取靈活政策，在非糧原料欠缺情況下，用少量糧食補充，以保證生產(chǎn)線(xiàn)的正常運轉，否則開(kāi)數月，停數月，企業(yè)無(wú)經(jīng)濟效益，做不下去。

　　遠期可行之道，也是最重要的路徑，就是突破纖維素乙醇的技術(shù)瓶頸。纖維素乙醇也稱(chēng)第二代生物液體燃料，利用先進(jìn)技術(shù)從包括玉米秸稈、麥稈、干草、木材等農林業(yè)廢棄物中獲取燃料乙醇。因技術(shù)難度大，國際上已研究幾十年，因成本過(guò)高，至今未實(shí)現大規模工業(yè)化生產(chǎn)。

　　對于掌握纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)，美國志在必得。小布什時(shí)期，2007年美國能源部(DOE)宣布對生物燃料研發(fā)投入10億美元，同年斥資3.85億美元計劃在未來(lái)3-4年支持6個(gè)商業(yè)生物煉制示范工廠(chǎng)發(fā)展纖維乙醇商業(yè)化技術(shù)。2008年美國國會(huì )通過(guò)了對纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的生產(chǎn)商實(shí)施稅收優(yōu)惠的新政策，確定每加侖燃料乙醇免稅1.01美元。這意味著(zhù)未來(lái)纖維素乙醇補貼為目前糧食乙醇補貼的2.24倍。奧巴馬上臺后簽署了一項發(fā)展先進(jìn)生物燃料總統指令：對于已成熟或基本成熟的技術(shù)和工藝，政府大力支持，盡快實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的突破。同時(shí)在2007年的基礎上，DOE計劃再度出資4.8億美元資助10—20個(gè)中試示范規模的項目。

　　美國政府對纖維素乙醇研發(fā)企業(yè)的鼎力支持，讓郝小明他們極為羨慕。他說(shuō)，目前高昂的生產(chǎn)成本迫使纖維素乙醇的生產(chǎn)多處于中試階段，許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破。尤其原料預處理技術(shù)和高效纖維素酶低成本的生產(chǎn)技術(shù)是核心難題。

　　為突破技術(shù)難關(guān)，中糧與中國石化、世界著(zhù)名的酶制劑公司諾維信進(jìn)行戰略合作。2006年4月，中糧在黑龍江肇東正式啟動(dòng)建設500t纖維素乙醇中試裝置。截至目前，中糧、諾維信等已投入1億多研發(fā)資金。據郝小明估計，纖維素達到工業(yè)化生產(chǎn)，至少還需要4-5年時(shí)間，這期間研發(fā)投入的總數還不可預測。

　　在短期技術(shù)無(wú)法突破情況下，中糧管理層已倍感壓力。據郝小明透露，研發(fā)資金上目前中糧僅得到財政部貼息補助近千萬(wàn)資金，其余全為企業(yè)投入。國資委鼓勵企業(yè)研發(fā)，但每年對管理層的業(yè)績(jì)考核是剛性的，在未取得技術(shù)突破前，研發(fā)投入不算成績(jì)。所以，作為國企高管，即使想為企業(yè)長(cháng)遠謀劃，通過(guò)研發(fā)作重大戰略技術(shù)儲備，在當前管理體制下也有難度?？吹絿馄髽I(yè)在政府支持下，跑得快，郝小明內心焦急，但也很無(wú)奈。

　　河南天冠集團總工程師杜風(fēng)光也有類(lèi)似心聲。他告訴《中國投資》，希望國家發(fā)改委、財政部設立纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項基金，支持纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。同時(shí)希望科技部在“十二五”重大項目安排上能優(yōu)先設立推動(dòng)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化項目，爭取在2012-2015年初步實(shí)現纖維乙醇的產(chǎn)業(yè)化。

　　據杜風(fēng)光介紹，天冠集團計劃今年年底完成萬(wàn)噸級工藝、設備的定型工作，為纖維素乙醇規?；瘡椭谱龊们捌诠ぷ?。

　　對纖維素乙醇這種影響國家能源未來(lái)發(fā)展的重大技術(shù)，中科院研究員馬延和認為，決策者要借鑒國外經(jīng)驗并結合本國實(shí)情，以市場(chǎng)為主，提高宏觀(guān)調控水平，建立財稅政策保障體系和彈性虧損補貼機制，同時(shí)加大研發(fā)投入力度，把培養引進(jìn)人才作為突破口，提高創(chuàng )新能力及科技成果轉化率。否則，過(guò)去失敗的教訓會(huì )重新上演。

　　尋找生物柴油新原料

　　發(fā)展生物柴油，技術(shù)不是問(wèn)題，占成本70%－80%的原料才是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。歐美生物柴油主要以大豆、菜籽毛油為原料，成本高昂。中國食用油短缺，不允許使用大豆、菜籽油作原料，2008年中國進(jìn)口3700萬(wàn)噸大豆和814萬(wàn)噸食用植物油。目前中國生物柴油的原料以廢棄油脂為主，雖然原料來(lái)源相對廣泛，但是來(lái)源地分散，收集成本高，并不適合工業(yè)化大規模生產(chǎn)，所以許多投資者正在考慮以木本油料作物作替代。

　　本次《政策》也指出，“生物能源領(lǐng)域要加快培育速生、高含油、高熱值、高產(chǎn)專(zhuān)用能源植物品種”，“積極開(kāi)展以甜高粱、薯類(lèi)、小桐子、黃連木、光皮樹(shù)、文冠果以及植物纖維等非糧食作物為原料的液體燃料生產(chǎn)試點(diǎn)”。

　　目前中國有數十家生物柴油企業(yè)，產(chǎn)能超過(guò)200萬(wàn)噸／年，由于原料價(jià)格暴漲導致企業(yè)微利甚至虧本，實(shí)際開(kāi)工項目較少，年產(chǎn)量?jì)H10－20萬(wàn)噸。另外，產(chǎn)量少，質(zhì)量也參差不齊。中國尚未制定促進(jìn)生物柴油銷(xiāo)售和使用的相關(guān)政策。雖然2007年5月正式實(shí)施了國家生物柴油質(zhì)量標準(BD100)，但生物柴油和化石柴油的混和國標(BD5)還未出臺，生物柴油銷(xiāo)售至今未能進(jìn)入公共加油站系統，產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。

　　由于農業(yè)生產(chǎn)、城市公交主要消耗柴油，中國自然是柴油消費大國。國產(chǎn)柴油量不足，無(wú)法滿(mǎn)足國內柴油消費需求。為適應中國特殊的燃料消費結構，特別是春耕和秋收之時(shí)，國家要求煉化企業(yè)必須提高柴汽比。2007年柴汽比已從1997年的1.41提高到2.06，柴汽比不斷上升給煉化企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)營(yíng)壓力，因為生產(chǎn)柴油企業(yè)不贏(yíng)利，柴汽比提高，企業(yè)收益下降。

　　大力發(fā)展生物柴油將在一定程度增加柴油供應，提升柴汽比，減少“柴油荒”發(fā)作的次數。山東生物柴油集團(簡(jiǎn)稱(chēng)山柴)生產(chǎn)規模位居國內前列，年產(chǎn)能10萬(wàn)噸。山柴董事長(cháng)方才臣告訴《中國投資》，生物柴油最大瓶頸是原料。為破解原料難題，他近年多次出國，遍尋產(chǎn)油高的良木，最終決定在巴西投資種植含油量高的棕櫚樹(shù)。另外，山柴還在山東聊城黃河古道的沙荒地上大面積種植黃連木和文冠果。此舉不占耕地，還可帶動(dòng)農民就業(yè)和增加收入，得到了地方政府支持。

　　方才臣還透露了他的苦惱：從成品油價(jià)格改革后，過(guò)去鼓勵生物柴油發(fā)展，國家未征收消費稅，而現在開(kāi)始征收，每噸920元?！疤?，企業(yè)受不了！”據他了解，這項新政策，讓許多企業(yè)停產(chǎn)或轉行。他另一個(gè)迫切愿望是，希望國家盡快出臺BD5國家標準，讓產(chǎn)品進(jìn)入主流銷(xiāo)售渠道。

　　對于生物柴油原料問(wèn)題，北京化工大學(xué)副校長(cháng)譚天偉教授找到另一條道路：把發(fā)展生物柴油與環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟聯(lián)系起來(lái)。他告訴《中國投資》，生物柴油原料不能局限于能源植物上，工業(yè)廢水也可以成為原料。目前，譚天偉與山東一家淀粉企業(yè)合作，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)提取廢水中的油脂作生物柴油原料。原來(lái)淀粉廠(chǎng)處理廢水每噸需花4.8元，廢水化身原料后，不僅污染解決了，每噸廢水還倒賺3元錢(qián)。

　　據譚天偉透露，該項目已得到科技部支持，下一步將建設60萬(wàn)噸的工業(yè)化示范裝置，爭取能得到國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)化示范資金支持。

　　其實(shí)，生物柴油另一個(gè)原料突破路徑已被美國能源部長(cháng)朱棣文間接指明。譚天偉說(shuō)，此次朱棣文訪(fǎng)華，專(zhuān)程去河北廊坊參觀(guān)訪(fǎng)問(wèn)民營(yíng)清潔能源企業(yè)新奧集團，對新奧集團通過(guò)培育油藻，為生物柴油提取原料高度評價(jià)?！坝驮逦沾罅康亩趸?，生長(cháng)快，含油量又高，若掌握技術(shù)，這將又是一個(gè)巨大的技術(shù)突破”，譚說(shuō)。

　　非糧生物丁醇：

　　下一個(gè)生物液體燃料？

　　丁醇本是重要化工原料，過(guò)去主要作溶劑，也是涂料、塑料和橡膠等產(chǎn)品的主要原料。近年，美國科學(xué)家研究發(fā)現，丁醇還是一種極具潛力的新型生物燃料，與乙醇相比，丁醇燃值更高，性能上與汽油更接近。

　　華北制藥集團(以下簡(jiǎn)稱(chēng)華藥)首席科學(xué)家王正品告訴《中國投資》，丁醇可由化學(xué)合成法和發(fā)酵法生產(chǎn)?；瘜W(xué)合成法以石油基為原料，發(fā)酵法以糧食為原料。發(fā)酵法生產(chǎn)的生物丁醇已有40多年歷史，過(guò)去因化石工業(yè)迅猛發(fā)展，生物丁醇生產(chǎn)原料糖蜜成本上升，導致國內外生物丁醇紛紛停產(chǎn)，1996年，華藥成為國內最后一家停產(chǎn)的丁醇生產(chǎn)企業(yè)。

　　近年石油價(jià)格不斷上漲，讓生物丁醇迎來(lái)復興的機遇。2006年6月，美國杜邦公司宣布，將與英國B(niǎo)P公司合作開(kāi)發(fā)燃料生物丁醇項目。擁有亞洲最大發(fā)酵基地的華藥，在國內也率先啟動(dòng)生物丁醇燃料項目。

　　王正品稱(chēng)，因為丁醇作燃料添加劑或替代劑優(yōu)于乙醇，2009年，英國政府專(zhuān)門(mén)發(fā)文，生物丁醇可作為燃料添加劑供機動(dòng)車(chē)使用。過(guò)去，生物丁醇主要用玉米作原料，生產(chǎn)工藝成熟，但玉米是糧食作物，所以，在中國發(fā)展生物丁醇只能走非糧路線(xiàn)。王正品坦承，因為原料、菌種和環(huán)保等技術(shù)難題沒(méi)有革命性突破，非糧生物丁醇的生產(chǎn)成本目前太高，還不能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應用。

　　據王正品透露，2008年，華藥成功申報國家發(fā)改委生物基材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項，得到600萬(wàn)資金支持。該項目將依托華藥現有1.2萬(wàn)噸生物丁醇生產(chǎn)裝置，開(kāi)展非糧發(fā)酵制造生物丁醇的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化研究，通過(guò)技術(shù)研發(fā)和改造，將建成年產(chǎn)10萬(wàn)噸生物丁醇的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。

　　王正品說(shuō)，華藥與長(cháng)城汽車(chē)研究院合作對丁醇進(jìn)行了汽車(chē)燃料替代試驗，初步試驗結果表明，丁醇可作為生物液體燃料，具備更優(yōu)異的性能指標；下一步將按現行燃料標準對生物丁醇做更為完善和全面的性能測試，為制定燃料丁醇標準奠定基礎。

　　在非糧原料替代、菌種改造、發(fā)酵工藝、環(huán)保改造等核心技術(shù)攻關(guān)上，華藥選擇與世界各專(zhuān)業(yè)研究機構和大學(xué)開(kāi)展合作開(kāi)發(fā)。目前已和中科院微生物所、美國華盛頓州立大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)、美國杜邦、英國B(niǎo)P公司等國內外各大生物化工公司進(jìn)行了合作。

　　王正品表示，通過(guò)該項目的順利實(shí)施，華藥有望將丁醇生產(chǎn)成本降低，使燃料丁醇成為第二代替代燃料成為可能，為我國的能源安全和經(jīng)濟可持續發(fā)展提供有力保障。

　　生物質(zhì)發(fā)電完善之路

　　自2006年12月1日國能生物發(fā)電集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)國能生物)單縣生物發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，我國5大發(fā)電集團以及一些民營(yíng)企業(yè)和外資企業(yè)紛紛涉水生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)。

　　生物質(zhì)發(fā)電對解決三農問(wèn)題頗有幫助。國能生物經(jīng)理呂承友告訴《中國投資》，單縣裝機容量3萬(wàn)千瓦，建成投產(chǎn)后，一年消耗秸桿約30萬(wàn)噸，生產(chǎn)“綠色電力”超過(guò)2億度。一畝棉田能產(chǎn)生400公斤秸桿，賣(mài)給電廠(chǎng)，能收入100元，單縣項目一年可為當地農民增收6000—8000萬(wàn)元。圍繞秸稈的收加儲運，能夠吸納1000多人的農業(yè)勞動(dòng)。

　　秸稈集中發(fā)電，也能解決許多環(huán)境問(wèn)題。呂承友說(shuō)，在秸稈發(fā)電的地方，過(guò)去秸稈焚燒公害基本被終結。另外，秸稈發(fā)電基本不增加溫室氣體，所燃燒的是植物當年或前一年轉化的空氣中的碳，而煤炭、石油、天然氣則是幾億年前存儲的碳。一臺標準的生物質(zhì)發(fā)電機組，與同功率火電機組相比，每年可減少二氧化碳15萬(wàn)噸以上。而且秸稈含硫量極低，且能被植物循環(huán)吸收，對自然界基本不增加硫的排放。傳統火電廠(chǎng)燃煤后大約有30%的廢渣產(chǎn)生；而生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)灰率僅為2%左右，灰粉中富含鉀等礦物質(zhì)元素，適當加工可制成高效肥料。

　　國能生物目前仍是國內生物質(zhì)發(fā)電的龍頭老大。截至目前，國能生物國內投產(chǎn)項目18個(gè)，裝機容量39.6萬(wàn)千萬(wàn)。另外，在全國10余省中已獲核準項目40余個(gè)。2008年國能投產(chǎn)項目消耗農林廢棄物200多萬(wàn)噸，為當地農民增收約6億元，替代標煤100萬(wàn)噸，減排二氧化碳170萬(wàn)噸以上。

　　據呂承友透露，目前國家對生物質(zhì)發(fā)電采取鼓勵支持政策。生物質(zhì)發(fā)電不受電網(wǎng)調峰約束，電網(wǎng)公司按當地2005年脫硫標桿電價(jià)全額收購。此外，發(fā)電公司每度電獲財政補貼0.25元。

　　不過(guò)，盡管?chē)医o予了電價(jià)優(yōu)惠政策，但生物質(zhì)發(fā)電的盈利水平仍然不如常規火電。一方面是單位造價(jià)高，單位千瓦的投資額為常規火電投資的2倍以上。另外由于中國特殊的農業(yè)種植模式，農機設備也不配套，秸稈收購成本降不下來(lái)。所以，前期投資的生物質(zhì)發(fā)電項目全國大面積虧損。為支持這個(gè)新興清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家經(jīng)過(guò)調研，現在又對生物質(zhì)發(fā)電增加了每度0.1元的臨時(shí)電價(jià)補貼，緩解了當前困難。

　　呂承友認為，目前生物質(zhì)發(fā)電還屬起步階段，行業(yè)發(fā)展還需要國家更完善的政策支持。例如，經(jīng)過(guò)兩年多運營(yíng)，國能生物發(fā)現一個(gè)怪現象：越是落后不發(fā)達的地區，電價(jià)越低。而秸桿收購價(jià)全國幾乎相同，原料成本占生產(chǎn)成本大部分，若按照當地脫硫標桿電價(jià)售電，即使加上政府補貼，企業(yè)也會(huì )虧損，所以，這直接影響投資商對落后地區的投資積極性。按惠農本意，這些地區的農民最需要生物質(zhì)發(fā)電項目的支持。所以，國能生物希望國家在生物質(zhì)電價(jià)機制上采取全國或區域統一的模式，與不久前發(fā)布的風(fēng)電價(jià)格政策類(lèi)似，這樣可以更好地兼顧落后地區農民的利益。

　　對于生物能源發(fā)展問(wèn)題，國家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心主任王仲穎以更宏觀(guān)的視角告訴《中國投資》：“全球經(jīng)濟危機，其實(shí)為中國提供了一個(gè)建設基礎產(chǎn)業(yè)的良好機遇。我國未來(lái)最缺乏的是油、氣資源，所以，國家應加快重點(diǎn)扶持第二代生物液體能源的發(fā)展。另外，各種生物能源要齊頭并進(jìn)，加快發(fā)展，在重大技術(shù)攻關(guān)和儲備上，中國應發(fā)揮集中力量辦大事的優(yōu)勢，組織產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，國家給資金支持。另一方面，中國應該建設國家級節能中心。對各類(lèi)能源資源，包括生物資源進(jìn)行詳查摸底，了解家底有多大，提前規劃好哪些地方更適合哪種能源開(kāi)發(fā)，這是國家當下需緊急辦的大事”。