生物能源
2016年度生物能源发展态势分析
能源是支撑现代社会经济快速发展的基础,人类社会的发展离不开优质能源的开发和先进能源技术的使用。我国已是世界上最大的能源消费国、生产国和净进口国。国家统计局数据显示,2016年我国能源消费总量43.6亿吨标准煤,比2015年增长1.4%。而据2016年《BP能源统计年鉴》数据显示,2015年我国一次能源消费总量30.14亿吨油当量(折43.06亿吨标准煤),比2014年增加2.6%,占世界一次能源消费的22.9%(美国只占17.3%),占全球净增长的61%。其中化石能源(煤炭66.0%、石油17.5%、天然气5.6%)占比达到88.2%,可再生能源仅为2.08%(不含水电的8.46%)。
我国正处在工业化、城镇化发展阶段,但过度依赖化石能源使我国同时遭遇了能源安全、生态环境以及气候变化问题。2016年原油表观消费量达到5.56亿吨,天然气表观消费量达到2058亿立方米,对外依存度分别达到65.4%和35.0%,同比增长迅速。2016年我国CO2排放量为96.0亿吨,比2015年减少0.1%,占世界CO2排放量的27.0%。近年来,雾霾问题更成为举国之痛,已影响我国25个省份,受影响人口达6亿人。大气污染治理已到了刻不容缓的地步。“推动能源生产和消费革命,合理控制能源消费总量”已成为我国长期的能源发展战略。加快调整能源结构,增加可再生替代能源消费量将成为推动能源消费革命的重要措施。
2016年我国能源消费及结构进一步发生了显著变化,全国能源消耗总量仅增长了1.4%,增速不到过去十年平均水平6.6%的1/4,并且煤炭消耗量下降了4.7%。2016年我国可再生能源(不含核能)在能源结构占比达到10.54%,增速超过50%;全国单位GDP能耗下降约5%,是2008年以来的最大降幅;CO2排放量已实现连续两年降低0.1%。提高能源效率,提高可再生能源占一次能源消费比重,已成为我国未来能源消费的发展趋势。
生物质能是人类赖以生存的重要能源,是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消耗总量第四位的能源。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源,是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。生物质能源相对于水能、风能、太阳能等可再生能源而言,在原料来源多样性和产品多样性等方面具有优势,生物液体燃料现已被普遍认为是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品,生物质固体燃料已成为发电领域的新兴燃料。随着我国经济的快速发展,对能源需求急剧增加,环境减排压力巨大,生物质能已成为我国六大重点发展的新能源产业之一,在能源替代、减少温室气体排放、减少导致雾霾天气的PM2.5排放等方面作用显著。为此在国家《“十三五”生物产业发展规划》明确提出要“围绕能源生产与消费革命和大气污染治理重大需求,创新生物能源发展模式,拓展生物能源应用空间,提升生物能源产业发展水平。到 2020年,生物能源年替代化石能源量超过 5600万吨标准煤,在发电、供气、供热、燃油等领域实现全面规模化应用,生物能源利用技术和核心装备技术达到世界先进水平,形成较成熟的商业化市场”。
一、生物能源发展现状
1.燃料乙醇
据美国可再生燃料协会(RFA)数据统计,2016年世界燃料乙醇产量约8000万吨。虽然原油价格暴跌带低了汽油价格,但由于政府强制推行RFS标准并采用生物燃料供给配额制,2016年美国燃料乙醇产量达到4578万吨,全年混配的燃料乙醇占到汽油消费量的10%。全球已有八大农业生产基地(阿根廷、澳大利亚、巴西、中国、欧盟27国、印度、墨西哥和美国)在积极推进车用乙醇燃料的生产和替代使用,其中大多数指令要求在汽油中加入10%~15%的乙醇或者在柴油中加入生物柴油。表2-32为近10年来世界燃料乙醇产量分布情况。
表2-32 2007~2016年世界燃料乙醇产量分布情况 单位:万吨
①指泰国与印度,不包括中国。
②指阿根廷,不包括巴西。
③数据来源:美国可再生燃料协会(RFA)。Ethanol Industry Outlook 2007~2016. http://www.ethanolrfa.org/resources/industry/statistics/。
据美国RFA统计,2016年全球燃料乙醇产量达到7939万吨,其中美国产量为4578万吨,比2015年(4443万吨)增加3.0%,占全球总产量的57.7%。美国98%的区域都使用E10乙醇汽油,2011年年底,美国政府停止了30多年来对玉米乙醇燃料行业的退税补贴以及进口关税措施[0.45美元/gal(1gal=3.785L)],实现完全市场化。对纤维素乙醇则实施1.01美元/gal的税收减免政策,其中混配销售商为0.55美元/gal,乙醇生产商为0.46美元/gal。
2016年巴西燃料乙醇产量达到2179万吨,较2015年增加2.9%。约占全球总产量的27.4%。巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家,其国内加油站可提供纯乙醇、E85和E20乙醇汽油等燃料。2001 年巴西政府取消了对燃料乙醇的补贴,完全实现了商业化。
由于国内燃料乙醇价格与汽油价格挂钩,受原油价格暴跌与国外乙醇价格便宜的双重影响,2016年我国燃料乙醇产量仅约202万吨,进口了54万吨,表观消费量达到256万吨,生产E10乙醇汽油约2353万吨,约占当年汽油总消费量的1/4。表2-33为近年我国燃料乙醇企业的产量情况。
表2-33 2009~2016年中国燃料乙醇生产企业的产量情况 单位:万吨
①受广西壮族自治区车用乙醇汽油推广过渡期过长、普通汽油与车用乙醇汽油长期混用等问题的影响,该地区燃料乙醇需求量小,导致装置一直未能达产。
目前国内燃料乙醇已在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西6省区及湖北、山东、河北、江苏、内蒙古5省区的30个市试点车用乙醇汽油,实现了燃料乙醇汽油封闭运行。
2.生物柴油
国际生物柴油产量已趋于稳定,形成三大生物柴油生产基地:以油菜籽为原料的欧盟地区,以大豆为主的北美、南美地区和以棕榈油为主的东南亚地区。欧盟国家积极发展生物柴油主要以环保为目的,美国则兼顾能源安全与农业发展。2014年原油价格下跌约50%,导致生物燃料在交通运输中的需求下滑,2016年原油价格有所回升,刺激了生物柴油产量。据《油世界》统计,全球2016年生物柴油产量创下历史新高,达到3280万吨,同比激增11%(320万吨),高于过去十年全球生物柴油产量年均增幅(250万吨)。欧盟仍是世界上生物柴油产量最大的地区。欧盟2016年产量预计为1204万吨,占到世界总产量的36.7%,表2-34是2011~2016年全球四大生物柴油主产区的产量。
表2-34 2011~2016年全球四大生物柴油主产区产量 单位:万吨
①2016年德国行业期刊《油世界》数据。
近几年中国生物柴油产业发展面临原料、质量、市场和政策多重束缚的窘境。原料短缺是我国生物柴油发展的主要瓶颈。与其他生物柴油主产区不同,我国油脂资源严重短缺,根据海关总署统计数据,2016年大豆进口总量再创新高达到8391万吨,同比增加2.7%,大豆进口依存度超过85%;2016年进口食用植物油553万吨,与2015年同期相比下降18.3%,占国内食用植物油消费量的18%。因此国内生物柴油原料中餐饮业废油和植物油脚占到90%以上,受制于原料供给不足,规模都比较小。我国曾拥有生物柴油生产企业超过50家,总生产能力为年产200万吨,但由于原料供应不足,装置的实际开工率不到30%。其中多数工厂以餐饮废油、酸化油等废弃油脂为原料,采用化学催化法生产,产品收率在70%~80%之间。我国每年大中城市产生的地沟油和餐饮废油约500万吨;但是由于地沟油收集渠道难以保证,价格高,政府监管力度不够,导致很多企业无法维持生产。其次是调和油销售市场难打开,转投增塑剂市场。2016年我国生物柴油的年产量仅41万吨,较2015年增加17.17%,主要是因为生物柴油在化工增塑剂市场销量较好,尤其是在2016年10~11月份,由于环氧树脂、DOP等增塑剂产品出口市场较为火爆,带动生物柴油出货增加。而真正的调和油原料市场由于生物柴油原料价格持续高位,生物柴油调和油售价在3600~4500元/t波动,利润微薄甚至倒挂,基本处于停产状态。此外生物柴油产品质量良莠不齐,难以进入主营销售渠道。国内石油销售体系接收生物柴油的动力不强,据不完全估计,每年销往民营加油站的生物柴油数量仅占全国生物柴油产量的10%~15%,剩余部分作为化工产品和燃料油进入消费市场。最后是国家支持力度有限,补贴政策迟迟难以出台。目前国内生物柴油生产成本高,与柴油0.92的售价比例导致生物柴油生产企业无利可图,2014年油价暴跌持续至今,更导致生物柴油企业大多停产或者破产倒闭。
为促进生物柴油产业的发展,我国政府在制定、完善生物柴油质量标准以及销售使用政策做了很多工作。2007年5月实施了国家生物柴油BD100质量标准,2010年10月又发布了生物柴油调和油BD5标准,部分省区(如云南省)还制定了地方强制标准《生物柴油调和燃料(B10)》和《生物柴油调和燃料(B20)》,希望能够促进生物柴油技术和销售的发展。2014年11月28日能源局出台生物柴油产业发展政策,明确规定,石油销售体系必须将合格的生物柴油纳入销售体系,拒不纳入者,将追究责任,并给予生物柴油企业相关的税收补贴。新出台的国家《生物质能发展“十三五”规划》明确提出了对生物柴油项目进行升级改造,提升产品质量,满足交通燃料品质需要。2016年年底国家发展改革委等八部门发布的《关于全国全面供应符合第五阶段国家强制性标准车用油品的公告》也提出2017年起我国将在全国范围内全面供应符合国Ⅴ标准的车用汽油(含E10乙醇汽油)、车用柴油(含B5生物柴油),给产业发展带来希望。但由于都暂未出台相关配套措施,生产商对于生物柴油未来并不看好。生物柴油由于产量较少,且产品质量良莠不齐,缺乏相关的混配、检测、产品补贴等可操作的推广使用政策,一直难以推广实施。生物柴油可能要借鉴燃料乙醇的推广模式,即要经历封闭运作和推广阶段,产量太小则难以大规模推广使用。
3.生物质发电
生物质发电原理与火电相似,电能稳定、质量高,对于电网而言更为友好,与同样稳定的水电相比,生物质发电的全年发电时间为7000~8000h,水电则只有4000~5000h,而风电、光伏发电则更低。生物质直燃发电是指在特定的生物质蒸汽锅炉中通入空气使生物质原料燃烧,产生蒸汽,进而驱动蒸汽轮机,带动发电机发电的过程。单纯的生物质直燃电厂单机容量一般在25~30MW,锅炉的燃烧效率在80%~90%,发电效率一般在20%~30%。国外在生物质直燃发电产业化方面成果显著。目前,丹麦已建成130 多家秸秆直燃发电厂,并将秸秆发电技术成功推广到瑞典、芬兰和西班牙等国家。研究数据表明,热电联产可以节约28%的燃料,减少47% 的CO2,热效率可以达到80%~90%,因此欧美一些国家通常使用热电联产技术来解决生物质发电或供热不经济的问题。
我国自20世纪90年代末开始引进生物质直燃发电技术,通过近10年的消化吸收,关键设备(如锅炉)基本实现国产化。为兼顾生物秸秆的运输收集半径并实现盈利,机组合理的单机容量为25~30MW。2004年以来,我国先后核准批复了200多个秸秆发电示范项目。2010年7月,国家发展改革委统一执行了0.75元/(kW·h)(含税)的标杆上网电价,增加了该产业的盈利空间。2014年12月,中国政府将可再生能源电价附加征收标准,由每千瓦时0.1分钱提高到1.9分钱。在销售电价中征收可再生能源电价附加,主要用来成立可再生能源发展基金,对生物质发电、风电和太阳能等清洁能源进行补贴。补贴资金缺口加大,此次征收标准的提高,将有效缓解财政资金补贴压力,对行业发展起到支撑作用。2016年9月,国家发展改革委发布《关于调整新能源标杆上网电价的通知(意见稿)》,提出要适当降低分布式光伏补贴标准,但生物质能发电将继续执行国家定价,此举被业内看做是对生物质能发电价格的另一种支持。目前中国节能投资公司、国家电网公司、五大发电集团等大型国有企业,凯迪电力等民营企业均投资参与了生物质电厂的建设运营。
截至2015年,全球生物质发电装机容量约1亿千瓦,其中美国1590万千瓦、巴西1100万千瓦。生物质热电联产已成为欧洲,特别是北欧国家重要的供热方式。生活垃圾焚烧发电发展较快,其中日本垃圾焚烧发电处理量占生活垃圾无害化处理量的70%以上。2015年我国生物质发电总装机容量约1030万千瓦,其中,农林生物质直燃发电约530万千瓦,垃圾焚烧发电约470万千瓦,沼气发电约30万千瓦,年发电量约520亿千瓦时,生物质发电技术基本成熟。
二、生物能源产业发展趋势
1.燃料乙醇
目前全球燃料乙醇仍旧以玉米和甘蔗为主要原料。鉴于用粮食生产车用燃料有争议,各国也在积极探索新的原料途径。美国提出了到2022年生产4800万吨/年纤维素乙醇和1500万吨/年先进生物燃料的目标。2011年年底,美国政府取消了对玉米乙醇燃料行业的退税补贴,纤维素乙醇提供税收激励为1.01美元/gal,产业政策向纤维素乙醇等二代生物燃料倾斜。2015年12月,美国环保署(EPA)发布了《关于美国2014~2016年可再生燃料使用标准(RFS)及2014~2017年生物柴油使用标准的最终决定》,使用量如表2-35所示。虽然调整后纤维素乙醇用量仍低于预期,但2016年使用量则比2014年增长约6倍。
表2-35 2014~2016年美国可再生燃料使用标准(RFS)
国内针对玉米燃料乙醇产业的各种争议也随着玉米巨大的去库存压力发生了变化。自2008年国家在东北、内蒙古地区实施玉米临储收购政策后,玉米库存逐年上升,截至2016年7月已高达2.6亿吨左右,远超国内玉米一年的消费量。据国务院发展研究中心统计,每吨玉米每年库存成本高达250元左右,因此 2.6亿吨玉米需要付出的库存成本费就高达650亿元。临时收储政策初衷是鼓励主产区玉米种植,保证国家粮食安全,但导致巨大的玉米库存压力,黑龙江玉米价格由2008年的1380元/t一路上涨到2014年的2220元/t,远高于进口玉米价格。2016年的“中央一号文件”提出,推进农业供给侧结构性改革。2016年东北三省和内蒙古自治区将玉米临时收储政策调整为“市场化收购”加“补贴”的新机制。至此,玉米收储取消保护价被认为是中国农业供给侧改革正式启动。面对玉米深加工产业各种产品的普遍产能过剩,唯有燃料乙醇因绿色环保、市场容量大等特点一枝独秀,成为化解玉米库存压力的有效手段。
中国及美国以往的经验表明,发展粮食乙醇不仅不会对粮食安全产生危害,反而促进粮食生产,粮食基燃料乙醇是粮食生产的调节阀、平衡器,可以显著拉动粮食需求,防止谷贱伤农,影响农民种粮积极性,保证了粮食产量稳定,并降低粮食多余的库存,真正确保了粮食安全。此外根据行业经验,中国每年都会产生质量较差、超期储存霉变、真菌毒素超标或重金属超标的玉米、水稻、小麦等问题粮近2000万吨,而燃料乙醇是“消化”这种人畜不能食用的有毒、有害粮食的唯一途径。燃料乙醇作为车用燃料还可以显著降低PM2.5的排放,改善雾霾天气状况,因此粮食基燃料乙醇产业将在国内继续适度发展并长期存在。
在纤维素乙醇产业化之前,木薯非粮乙醇仍是产业重点发展领域之一。2006年中粮集团在国内承建了第一套非粮燃料乙醇示范装置——广西中粮20万吨/年木薯乙醇装置。该技术获得2009年广西壮族自治区科技进步一等奖,并获得2010年国家科技进步二等奖。2011年,河南天冠改建完成30万吨/年木薯燃料乙醇生产装置;2012年中粮生物化学(安徽)股份有限公司改建15万吨/年木薯燃料乙醇装置。2013~2014年,国家发展改革委先后批准了广东中能酒精有限公司年产15万吨木薯燃料乙醇项目、中国石化东乡年产10万吨木薯燃料乙醇项目、浙江燃料乙醇有限公司年产30万吨木薯燃料乙醇项目、海南椰岛(集团)股份有限公司年产10万吨木薯燃料乙醇项目,新批产能共计65万吨/年。但2014年由于全球油价暴跌,木薯原料价格上涨,木薯燃料乙醇补贴在2017年已降至100元/t,各种因素使得国内木薯燃料乙醇处于亏损状态,多数装置处于停产状态,获批项目也处于筹建状态。
纤维素乙醇也称第二代生物液体燃料,是利用先进技术从包括玉米秸秆、麦秆、干草、木材等农林业废弃物中获取燃料乙醇。其原料丰富,但因技术难度大,国际上已研究几十年,现已进入商业化示范阶段。目前纤维素乙醇研究主要集中在生物酶解发酵路线,关键技术仍然是高效预处理、低成本纤维素酶生产和戊糖发酵菌种技术。表2-36为世界纤维素乙醇示范装置的情况,主要集中在北美地区和欧洲地区,目前已运行的7套装置,负荷大都30%~40%,问题主要集中在备料和预处理设备及物料输送设备方面。预计2017~2018年将完成示范装置的技术经济性评价,进入商业化推广阶段。
表2-36 世界纤维素乙醇示范装置一览表
注:DOE0.5和USDA0.75分别指美国能源部(DOE)和美国农业部(USDA)提供担保的免息贷款额度(亿美元),其他类推。
我国企业和研究机构在纤维素乙醇研发及产业化方面做了大量工作,许多成果达到世界先进水平。作为国内燃料乙醇最大的生产企业,中粮集团2006年开始加大纤维素乙醇研发力度,同年4月正式启动建设500t纤维素乙醇产业化试验装置。2009年与中国石化、诺维信进行战略合作。目前该工艺纤维素转化率达到90%,实现了戊糖/己糖共发酵。2010年8月,国家生物液体燃料研发中心落户中粮,重点任务是突破玉米秸秆纤维素乙醇技术,实现产业化推广。中粮集团正择机筹建以玉米秸秆为原料的5万吨/年规模纤维素乙醇示范工厂。
国内已有万吨级装置如表2-37所示,均采用国内自主研发技术,并结合副产品建设装置。但未见长期连续稳定运转的考核报道,更没有公布规范的技术经济评价材料。
表2-37 国内建成的纤维素乙醇示范装置情况
2.生物柴油
欧盟、北美和南美地区主要以菜籽、大豆为原料,大量生产生物柴油,其技术成熟可靠。国内近中期餐饮业废油及酸化油是主要的原料途径,未来主要原料是油藻资源。
生物柴油产业发展主要面临原料短缺和技术升级的问题。微藻是高效的大规模种植的能源作物,其年单产可达7410t/亩,分别是甘蔗和玉米的1.5倍和11倍,潜力巨大。从技术方面来看,通过常规酯交换生产的生物柴油(脂肪酸甲酯)浊点高,低温流动性差,易变质,难储存,只能以5%~30%比例与石化柴油调和,影响了其使用性能。而将油脂通过深度加氢技术转化生成液态脂肪烃已逐渐成为趋势,其产品在结构和性能方面都更接近石油基燃料,并保留了更高的十六烷值和浊点,低温流动性良好,可在低温环境下与石油、柴油以任意比调配,拓宽了使用范围。第二代加氢生物柴油生产和使用都比脂肪酸甲酯更方便,其生产设施更加经济、更易规模化生产。目前,生物柴油的使用在欧美等地区还局限在小型汽车的使用上,重型汽车燃料和航空燃料是第二代加氢生物柴油(生物航煤)的下一步发展方向。
3.生物质发电
生物质发电在美国已成为可再生能源发电下一个重要的利用目标。美国能源情报署(EIA)预计,到2020年,以生物质为燃料进行发电达到1880亿千瓦时,比2008年增加3倍。预计欧盟将使其生物质消费量从2009年130万吨/年增加到2020年1亿吨/年。2020年我国生物质发电装机规模将达到1500万千瓦,1年发电6000h将达到900亿千瓦时,约为美国的1/2。
我国目前建设、运行的大部分生物质发电项目都为农林剩余物直燃发电项目。直燃混燃发电涉及与煤掺烧,与现有补贴政策冲突,难以操作实施;沼气发电涉及高效涡轮发电机技术,需要进口设备,仍处于示范推广阶段。采用振动炉排高温高压锅炉或流化床燃烧锅炉的生物质直燃发电技术在国内上百个装置上进行了实践检验,基本实现了技术与装备的国产化。一代生物质发电厂,发电机组规模一般为2×12MW,二代电厂,发电机组规模一般为1×30MW机组,但投资基本是燃煤火电厂的2倍左右,达到0.8万~0.9万元/千瓦,其锅炉热效率虽可提高到90%,但由于炉膛温度偏低,整体发电效率不到30%。2013年,全国生物质发电年等效满负荷运行小时数约为5844h,远低于8000h的满负荷运转时间。此外原料制约对直燃发电影响更大,这也决定了直燃发电装机容量一般不超过30MW。一个30MW的机组一年消耗约25万~30万吨秸秆,原料的收集难度非常大。
2010年7月,国家发展改革委发布《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》,统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元(含税),增加了该产业的盈利空间。2016年年底,能源局颁布的《生物质能发展“十三五”规划》中提出,到2020年,生物质能基本实现商业化和规模化利用。生物质能年利用量约5800万吨标准煤。生物质发电总装机容量达到1500万千瓦,年发电量900亿千瓦时,其中农林生物质直燃发电700万千瓦,城镇生活垃圾焚烧发电750万千瓦,沼气发电50万千瓦。2015~2020年,我国生物质发电装机容量需实现约9%的年均增长率,给行业带来爆发式增长。
行业的快速发展造成地区项目布局不合理。近几年出现生物质发电项目“扎堆”建厂,必然导致争相哄抢原料,价高质次恶性竞争,原料成本已接近或超过电厂盈亏平衡点的收购平均价格350元/t。而生物质发电历来是“小电厂、大燃料”,燃料来源供应不足的矛盾十分突出,产地实际可收集的量和理论计算量之间有很大差距。目前电厂原料实行委托代理收购,从收集、打包、储存再集中向电厂输送,去掉运输储存成本和代收点等中间环节的扣除,农民收益较低,没有形成良性的产业利益链。激烈的竞争致使国内大多数电厂长期无料可烧,经济性差;同时国内生物质原料的多样性、复杂性和季节性的特点,加大了电厂管理运营的难度,而采用不同锅炉的生物质电厂,其发电量、年利用小时数差异巨大,有些项目的设备年发电量甚至不到平均水平的50%,很多生物质电厂运行发电时间无法达到6500~7000h/年的盈利平衡点。目前生物质电厂主要有四项收入来源——发电收入、政府补贴、CDM(清洁发展机制)收入、卖钾肥收入,但很多电厂运营收支仍难以持平,一些生物质能发电厂在建成投运后不久就因为亏损而停产。
国家层面也已发现单纯生物质发电的弊端,国家发展改革委在2014年12月印发的《关于加强和规范生物质发电项目管理有关要求的通知》明确鼓励发展生物质热电联产,提高生物质资源利用效率。具备技术经济可行性条件的新建生物质发电项目,应实行热电联产;鼓励已建成运行的生物质发电项目根据热力市场和技术经济可行性条件,实行热电联产改造。热电联产的目的就是提高资源利用效率,提高经济收益。
从总体上看,我国生物质发电商业化程度较低,市场竞争力弱,基本依靠政府补贴机制维持运营。因此还需要国家加强规划合理布局,结合县域供暖或工业园区用热需要,积极支持建设生物质热电联产项目,实现能量的梯级利用,提高生物转化能量的效率和经济性。
三、结论
1.燃料乙醇
国内持续8年玉米临储收购政策使国家玉米库存超过2.6亿吨。面对巨大的库存压力,2016年中国农业供给侧改革正式启动,玉米临时收储政策调整为“市场化收购”加“补贴”的新机制,使玉米价格回归市场,燃料乙醇作为玉米去库存压力的最有效手段重新进入人们的视野。2016年年底,《生物质能发展“十三五”规划》发布,要求“十三五”期间燃料乙醇使用量达到400万吨。全国范围推广燃料乙醇已列为国务院督办事项,要求2017年年底前在京津冀实现封闭运行,2020年实现乙醇汽油全国范围推广。可以预期,2017年燃料乙醇行业将迎来产业发展的新机遇。
由于我国燃料乙醇行业目前仍旧采用行政法规实现燃料乙醇的区域封闭运行,并没有从国家层面制定法律强制使用燃料乙醇,在推广过程中仍旧遇到很多地方阻力。同时,目前的低油价和燃料乙醇绑定汽油的定价机制(价格为93#汽油出厂价的0.911)已使国内燃料乙醇企业面临巨额亏损,甚至部分装置出现停产状态,这表明国内燃料乙醇的定价与推广机制已面临严峻挑战。同样面对油价暴跌,美国燃料乙醇产量和生产企业受益并没有受到影响,归根结底是美国政府制定了国家层面的法律,推行生物燃料混配配额制,石化燃料与生物燃料有严格的供应比例关系。如要求石油销售商在销售汽油产品时必须掺混10%及以上燃料乙醇,否则将受到重罚。同时美国政府根据生物燃料的原料、工艺和温室气体减排情况对其定级,并享受不同的补贴和替代权重,使美国形成了独立于汽油价格且由市场调控的燃料乙醇定价机制。美国成熟可行的经验是值得我们学习和借鉴的。
目前国内企业及研究机构在木质纤维素乙醇工艺开发方面已取得突破,需要建设示范装置考察其技术经济性。国家政策应大力扶持,进一步加大研发投入,坚持有限资源高效化,有限目标集中化,以企业牵头组织联合攻关,统一布局,集中资源,重点突破,建设示范装置考察其技术经济性,然后进行产业化推广,结合玉米乙醇、木薯乙醇等产量,力争实现“十三五”400万吨/年生物乙醇的目标。
2.生物柴油
生物柴油增长乏力,主要原因是原料缺乏;国内形势更为严峻,相关补贴难落实、配套推广政策操作性差,进一步阻碍了产业的发展。国内生产企业近中期会以餐饮废油、酸化油等废弃油脂为主要原料,远期将是藻类生物柴油和藻类生物航空煤油。未来产业发展的重点是藻类养殖技术的突破及第二代加氢生物柴油/生物航煤技术的推广。
3.生物质发电
目前,生物质直燃发电在我国是农林剩余物消耗量最大、最直接、最易于规模化和工业化的一种能源利用方式,但始终存在能量转化效率低的问题。《生物质能“十三五”规划》提出,到2020年生物质发电新增投资约400亿元,产业发展潜力巨大。生物质发电产业应重点解决好科学布局问题,优化规模化生物原料收集和储运系统以及成套设备,推广使用热电联产技术,开发新一代的高效生物质锅炉,开发集成化的醇电联产技术,突破混燃发电政策限制,提高发电运营时间、发电效率和热效率,优化产品组合,努力实现收支平衡。而秸秆发电与生产燃料乙醇相比,无论是产品热值还是产品价值,前者均低于后者,因此未来应重点开发醇电联产技术,实现原料的梯级利用,吃干榨尽,带动产业持续健康发展。
(撰稿专家:武国庆 郝小明)