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中國工程院院士曹湘洪:大型石化企業(yè)應(yīng)成生物質(zhì)能研發(fā)主力
2010-8-23 來源:科學(xué)時(shí)報(bào)
關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能 石化企業(yè) 曹湘洪
在經(jīng)過幾年的紅火之后,我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)目前增速減緩,趨于停滯。行業(yè)中占主力的民營企業(yè)資本難以維持研發(fā)運(yùn)作是一大原因。
 
日前,在2010中美環(huán)境增值能源論壇上,中國工程院院士、中國能源研究會(huì)副理事長曹湘洪指出,我國生物質(zhì)能的科研力量同國外先進(jìn)水平相比還有差距。國營大型石化企業(yè)應(yīng)在其中扮演重要角色,加大對生物質(zhì)能的研發(fā)力度。
 
石化企業(yè)應(yīng)擔(dān)起重任
 
曹湘洪指出,隨著產(chǎn)油國調(diào)整石油政策,進(jìn)入世界市場的石油數(shù)量將會(huì)逐步減少。但在2003~2009年的6年間,我國石油的進(jìn)口依存度卻上升了15.3%。
 
“我們必須未雨綢繆,及早研究應(yīng)對策略。積極發(fā)展生物燃料是減少對石油的過度依賴、減排二氧化碳的重要戰(zhàn)略舉措。” 曹湘洪說。
 
國外一些知名的石油公司顯然也意識(shí)到了危機(jī),紛紛投入生物質(zhì)能的研發(fā)之中。
 
例如,殼牌石油公司就與多家公司合作投資纖維素乙醇、木屑?xì)饣a(chǎn)生物柴油、生物質(zhì)生產(chǎn)生物汽油的BioForming技術(shù)示范。
 
BP公司提出“超越石油”的口號(hào),投資5億美元與伯克利大學(xué)等合作開發(fā)生物丁醇技術(shù)。
 
埃克森美孚投資6億美元開發(fā)生物油藻生產(chǎn)運(yùn)輸燃料技術(shù)。
 
芬蘭國營Neste石油公司用廢木柴生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)示范裝置2009年6月在芬蘭VarKaus建成投產(chǎn)。
 
道達(dá)爾公司2009年10月9日宣布,將在稱之為BioTfuel的第二代生物柴油中型裝置中提供30%約3000萬歐元以上的資金。
 
國內(nèi)中石油、中石化等大型企業(yè)也對生物質(zhì)能有所重視。如曹湘洪在就任中國石化總工程師期間就推動(dòng)了中石化同中科院及企業(yè)在生物質(zhì)能方面的合作。
 
不過,他仍然呼吁,我國資金雄厚的石油、石化企業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,應(yīng)向國外公司學(xué)習(xí),加大對生物質(zhì)能的投入,成為我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的主力軍。“中小民營企業(yè)以短期贏利為目的,很難投入持久的研究,而大企業(yè)資金雄厚,應(yīng)該能對生物質(zhì)能有更深入的研究。”曹湘洪說。
 
發(fā)展生物燃料是大勢
 
曹湘洪預(yù)測,運(yùn)輸燃料是未來能源需求的最大缺口。他認(rèn)為,生產(chǎn)生物燃料和生物基材料是未來生物質(zhì)能源利用的最佳方式。
 
在石油、煤炭、天然氣和生物質(zhì)能這4種含碳一次能源中,只有生物質(zhì)能是可再生的含碳能源。曹湘洪表示,開發(fā)利用生物質(zhì)能源,應(yīng)該重視這條特性。
 
曹湘洪解釋道,含碳能源與二次能源產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)、碳?xì)湓乇仍浇浼庸み^程就越簡單,碳?xì)湓乩迷胶侠恚顿Y運(yùn)行費(fèi)用越低。按氫碳比相近原則,生物質(zhì)生產(chǎn)運(yùn)輸燃料、石化產(chǎn)品比較合理。
 
由此曹湘洪提出,生物質(zhì)發(fā)電不是生物質(zhì)能源利用的發(fā)展方向。“發(fā)電可以通過其他途徑獲得,但是液體燃料只有生物質(zhì)能可以替代。在目前我國還沒有掌握成熟的生物質(zhì)燃料技術(shù)時(shí)可以在短期內(nèi)采用生物質(zhì)直燃發(fā)電,但不是發(fā)展方向,長期來看秸稈發(fā)電應(yīng)有所控制。”他說。
 
資料表明,世界生物燃料已經(jīng)并將繼續(xù)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢:
 
2009年全球燃料乙醇產(chǎn)量已達(dá)5895萬噸,是汽油消費(fèi)量的5.4%。美國2009年燃料乙醇產(chǎn)量3156萬噸,是2005年的2.63倍,美國2007年通過的《能源自主與安全法》中提出了到2022年替代20%汽油的目標(biāo)。
 
歐盟計(jì)劃2020年運(yùn)輸燃料中生物燃料的比例要達(dá)到10%。
 
巴西2009年燃料乙醇產(chǎn)量1980萬噸,替代了國內(nèi)56%的汽油,已有700多萬輛靈活燃料汽車。
 
印度工業(yè)生物燃料委員會(huì)通過由總理簽署的法規(guī),要求到2017年柴油和汽油中都添加20%的生物燃料。
 
生物燃料的技術(shù)開發(fā)成為生物質(zhì)利用技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn),各種新工藝新技術(shù)相繼從實(shí)驗(yàn)室走向中試或工業(yè)示范。尤其是建立在糖平臺(tái)的纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步,日趨成熟的基礎(chǔ)上。如加拿大Iogen公司在世界上率先建成26萬加侖/年的纖維素乙醇裝置,早在2004年就完成了技術(shù)驗(yàn)證。
 
而建立在熱平臺(tái)的生物燃料生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)取得重大進(jìn)展。如德國Choren公司2009年7月初宣布建設(shè)在Freiberg用木屑做原料的1.5萬噸/年BTL裝置2010年將投入商業(yè)化生產(chǎn),Choren公司還計(jì)劃在德國Schwedt建設(shè)20萬噸/年BTL裝置。
 
培育生物油藻制生物燃料成為技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn),現(xiàn)在生物油藻又成了研究熱點(diǎn),存在生長速度和含油量矛盾的問題。實(shí)驗(yàn)室容易,產(chǎn)業(yè)化很難,下一步需要利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對其進(jìn)行改造。
 
科研實(shí)力有待提升
 
在我國,本世紀(jì)初生物質(zhì)能曾經(jīng)紅火過一段時(shí)間。
 
乙醇汽油經(jīng)過試點(diǎn)后很快在10個(gè)省區(qū)推廣,乙醇汽油消費(fèi)量約占全國汽油消費(fèi)量的20%。燃料乙醇產(chǎn)量迅速增長,2009年增長到了173.2萬噸,是2005年的1.68倍。但隨著國家叫停糧食乙醇,加工發(fā)展纖維素乙醇又缺少成熟技術(shù),燃料乙醇增速趨緩,目前呈現(xiàn)發(fā)展停滯的態(tài)勢,很多企業(yè)停產(chǎn)。
 
曹湘洪表示:“前兩年生物質(zhì)能炒得很熱,一下很多人投資,但在技術(shù)不完全成熟的時(shí)候就搞大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化肯定不能長久,所以現(xiàn)在整體萎縮也很正常。” 他強(qiáng)調(diào),在技術(shù)不成熟、缺乏經(jīng)濟(jì)性時(shí),不能急于規(guī)劃建設(shè)工業(yè)化裝置。
 
近期,在科研單位和企業(yè)的努力下,我國生物燃料技術(shù)開發(fā)取得明顯進(jìn)展,但曹湘洪指出:“水平還有待提高,尤其是同國外先進(jìn)水平相比不在一個(gè)水平線上。”
 
對于我國目前的科研現(xiàn)狀,曹湘洪介紹道,我國纖維素乙醇技術(shù)水平低,很多技術(shù)不過關(guān),難以支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展;生物油藻培育及生產(chǎn)燃料技術(shù)研究開發(fā)起步晚,尚處在實(shí)驗(yàn)室研究階段;利用資源豐富的農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)生物燃料的技術(shù)研究基本上集中在糖平臺(tái)轉(zhuǎn)化,熱化學(xué)轉(zhuǎn)化未受到重視,雖有人研究,但水平較低。
 
曹湘洪建議,生物質(zhì)生產(chǎn)運(yùn)輸燃料技術(shù)開發(fā)中,要注意生物反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)、生物工程和化學(xué)工程、生物加工和石油、煤炭加工、工藝技術(shù)開發(fā)和裝備研制開發(fā)的有機(jī)結(jié)合,善于集成創(chuàng)新。
 
另外,利用秸稈、林業(yè)廢棄物生產(chǎn)運(yùn)輸燃料技術(shù)是研究開發(fā)的重點(diǎn),既要重視糖平臺(tái)轉(zhuǎn)化技術(shù),還要重視熱化學(xué)轉(zhuǎn)化平臺(tái)技術(shù)。
 
另一方面,生物資源量不足也是阻礙我國生物質(zhì)能發(fā)展的一大瓶頸。如我國生物柴油始終受資源困擾,發(fā)展緩慢。
 
曹湘洪指出,生物柴油發(fā)展從民營企業(yè)起步,從本世紀(jì)初開始,先后有多家企業(yè)利用餐用廢油、皂化油下腳料做原料生產(chǎn)生物柴油。開發(fā)形成了多種技術(shù),大部分經(jīng)中試驗(yàn)證,有的已成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。但由于缺少原料支持,已建成的工業(yè)化裝置不能滿負(fù)荷長周期運(yùn)轉(zhuǎn),因而產(chǎn)品始終未進(jìn)入汽車燃料系統(tǒng)。
 
生物資源量是發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。曹湘洪建議重視高產(chǎn)生物、能源作物培育種植技術(shù)的研究開發(fā),同時(shí)充分利用轉(zhuǎn)基因技術(shù),研究開發(fā)降低能源投入、增產(chǎn)能源生物質(zhì)的技術(shù)。
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