1.3 我国生物燃料的生产潜力与挑战
由于我国人口保持增长,对食物的需求持续提高,而优良耕地减少、水资源相对短缺,利用传统粮、糖、油原料发展生物燃料的潜力在我国非常有限。利用非粮原料将是我国发展生物燃料的根本方向。
我国早在20世纪90年代即开展以甜高粱、小桐子为原料的生物燃料生产技术研究,“十一五”以来,大批企业,包括大型企业,积极投身非粮生物燃料产业研发。目前,我国利用薯类、甜高粱、小桐子等非粮作物/植物生产燃料乙醇和生物柴油的技术已进入示范阶段。木薯和甘薯乙醇技术也可实现商业化应用,广西于2007年建成年产20万吨木薯乙醇项目。甜高粱乙醇技术开发取得实质性进展,已开发出高品质杂交种子,自主开发的发酵工艺和技术达到实用水平,并在黑龙江省建成年产5000t乙醇的示范装置。木质纤维素乙醇在原料预处理、纤维素转化以及酶制剂生产成本等方面均取得实质性进展,在黑龙江、河南等地建成了年产数百吨和数千吨乙醇的示范生产装置。生物柴油产业化示范工作的时机也已基本成熟,但受废油资源收集利用量、油料植物种植基地建设进度的限制,目前只有少数生物柴油企业实现规模化持续生产,也没有正式进入车用成品油的主要流通使用体系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技术)目前仍处于实验室研究和小规模中试阶段。
目前我国还没有全面深入开展生物质能资源潜力评价。初步估算,利用废糖蜜、食品加工业和饮食业废油、棉籽油等废弃糖、油类资源,估计可满足年产80万吨燃料乙醇和200万吨以上生物柴油的原料需求。可能源化利用的农作物秸秆和林业剩余物年产量目前约2.5亿吨,且可望继续增加,在中长期可满足年产3000万~5000万吨第二代生物燃料的原料需求。另外,还可通过推广良种良法、品种替换、开发劣质边际土地等途径发展能源植物,例如,甜高粱、木薯、麻疯树等。相关土地评估显示,我国现有约3200万~7600万公顷边际性土地,但适合能源植物生长的土地资源有待查清。
总体估算,我国以非食用粮、糖类农作物为原料的燃料乙醇生产潜力近中期约为1500万吨,以废油为原料的生物柴油生产潜力近中期约200万吨,以油料林为原料的生物柴油生产潜力在中长期约为数百万吨,以纤维素和微藻生物质为原料的先进生物燃料生产潜力在长期可达每年数千万吨。
通过发展传统生物燃料,估计在近中期具有满足近10%道路交通燃料的潜力;如果实现第二代生物燃料技术的商业化,则我国生物燃料在长远期具有满足20%~30%道路交通燃料需求的潜力。
虽然潜力是巨大的,但在未来,我国生物燃料产业发展将面临以下4大挑战。
①原料资源基础仍然薄弱。实际剩余可用边际土地资源潜力不清,缺乏科学评价和规划;原料植物的选育栽培和规模种植经营技术、产业和管理体系有待完善;原料资源来源多样、品质不一。
②技术产业发展水平不高。技术工艺水平较为落后;资源利用和环境保护水平不高;缺乏符合国内原料特点的整套技术工艺和装备;第二代生物燃料技术离工业化生产还有较大差距;产业模式仍不成熟,有待于建立与“三农”和现代林业和谐发展的产业模式;可持续生产技术规范和模式尚未建立,仍有待于开展良种选育及混交林营建技术等研究,制定保障高能效、高减排的技术标准和规范。
③缺乏竞争力和抗风险能力。原料成本居高不下甚至还有所攀高;规模经济、范围经济和资源综合利用效益偏低;经济竞争力较弱,存在较大市场风险。
④扶持政策和市场环境不完善。非粮生物燃料的市场准入和产品流通体系不通畅,无法进入车用成品油经销体系和终端消费市场;行业监管薄弱,存在社会、经济和自然生态风险;扶持价格和财税政策不完善;产品推广使用市场环境不健全,各项基础设施不完善,封闭区域强制使用制度影响跨地区车辆使用性能;指定企业在特定封闭区域销售影响公平竞争。
我国生物燃料的规模化生产利用有赖于加快实现产业的转型升级。我国生物燃料产业在今后应完成如下几个战略任务。
①转变扩大原料结构,夯实资源基础。要从主要利用食用粮糖油农产品等原料转向各种非粮原料,在避免威胁粮食安全前提下有效扩大原料结构,夯实资源基础。
②完善优化产品结构,提高经济效益。根据原料特点,通过开发整合相关技术工艺、拓展延伸产业链,提高资源梯级利用和综合利用水平,开发高附加值副产品和新产品,实现从单一原料和产品模式转向可利用多种原料、生产多种产品的综合精炼技术的转变,从而完善优化产品结构,显著提高经济效益。
③调整产业组织结构,提高产业效率。根据非粮生物燃料产业的农林业属性、多样性和地域性等特点,把产业链重心向能源植物种植和原料生产倾斜,建立“分散加工转换+集中精炼调配”的经营模式,充分调动发挥当地农民和政府的积极性。应鼓励中下游的大中型企业与地方农民、中小企业和相关组织建立稳定互利的协作关系和新型农工一体化产业运作模式。
④转变产业发展理念,确保可持续发展。要创新产业发展理念,实现宏观层次上的农业系统、工业系统和环境系统之间的整合,全面促进可持续发展。从粗放式、破坏性的土地开发和原料植物种植模式转向集约式、保护性的土地开发和原料植物种植模式,减少生态风险和土壤中碳泄漏风险;全面考察、评估和削减生物燃料的原料生产、加工转换和生产应用的能耗水耗、常规污染物和温室气体排放。
⑤健全产业政策体系,促进产业健康发展。根据技术进展和产业化进程、原料和产品结构、产业组织结构特点、可持续发展理念和要求,建立健全涵盖资源开发保障、加工转换、产品流通和使用等完整环节的产业监管和激励政策,建立灵活高效的市场机制,确保生物燃料试点工作和规模化发展得以健康有序推进。
我国已出台陈化粮燃料乙醇生产和车用乙醇汽油试点的政策,陈化粮乙醇和变性燃料乙醇享受跟随汽油的联动价格政策和一系列税费优惠政策;生产企业的亏损实行定额补贴。
近年来,中国政府十分重视发展生物燃料,制定了《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》等系列规划,在资金、政策等方面均给予有力支持,生物燃料得到较快发展,生物质固体成型燃料、非粮燃料乙醇、生物柴油等生物燃料产量明显提高,技术研发与推广应用也取得了较大进展。
根据国情,中国发展生物燃料将坚持“不与民争粮、不与粮争地”原则,逐步扩大非粮燃料乙醇、生物柴油的生产规模,重点应做好以下几方面工作。
①加强技术创新,做好工程示范。加快以农作物秸秆和木质素为原料生产乙醇的技术研发,组织好以富油类林木为原料的生物柴油等产业化示范项目,提高原料利用效率,降低生产成本,推进原料多元化发展。
②促进规模化种植与经营,提高原料供应保障能力。要研究利用盐碱、沙荒等非农耕地种植麻疯树、油桐等富油类林木,促进规模化种植与经营,提升原料来源的集中度,逐步构建从育种、产收到产品加工的生物燃料产业链,提高原料保障能力。
③做好相关标准研究工作,为生物燃料生产与应用提高技术支持。美、欧等发达经济体通过制定标准为生物燃料规模化生产与使用提供了技术依据,如美国实施可再生能源标准以来,生物燃料产量快速增长。应积极借鉴经验,做好相关工作。
④加快研究出台扶持政策,为生物燃料产业发展营造良好环境。目前,生物燃料产业是战略性产业,也是处于起步阶段的朝阳产业,急需出台相关政策,在技术研发、原料供给、市场开拓以及产业化等方面给予扶持。