警告并非危言聳聽。國家能源局發(fā)布的《中國能源發(fā)展報告2009》預(yù)計,2009年中國原油產(chǎn)量1.93億噸,增長2.1%;石油進口量2.07億噸,增長2.1%。中國石油對外依存度已經(jīng)超過50%。這意味著,我國每天需進口567萬噸石油才能維持社會經(jīng)濟正常運轉(zhuǎn)。

    因此,開發(fā)新能源成為應(yīng)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(nèi)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《促進生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展若干政策》(以下簡稱《政策》)讓企業(yè)看到了希望�！墩�策》再次明確: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家。我們試圖探尋:哪些生物能源最適合解決未來的能源危機?哪些應(yīng)該得到重點支持?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(guī)�；�生產(chǎn)。

    與其他國家相比,中國燃料乙醇起步晚,2004年才開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),不過,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個市試點車用乙醇汽油,實現(xiàn)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160萬噸,中糧產(chǎn)量過半。經(jīng)過系統(tǒng)有序試點,燃料乙醇在政策法規(guī)、市場銷售及技術(shù)服務(wù)方面均取得寶貴經(jīng)驗,國內(nèi)燃料乙醇市場銷售良好。油價高企時,銷售商希望銷售更多的乙醇汽油。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,當糧價波動給生產(chǎn)商帶來風險時,國家以彈性財政補貼予以支持。

    隨著糧食燃料乙醇的快速發(fā)展,原料問題成為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。2007年6月國務(wù)院常務(wù)會議專門提出,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(jù)中國的國情,未來燃料乙醇發(fā)展將因地制宜,重點發(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。

    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題,難以滿足工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定供應(yīng),此時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)線的正常運轉(zhuǎn),否則開數(shù)月,停數(shù)月,企業(yè)無經(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。纖維素乙醇也稱第二代生物液體燃料,利用先進技術(shù)從包括玉米秸稈、麥稈、干草、木材等農(nóng)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,因成本過高,至今未實現(xiàn)大規(guī)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3-4年支持6個商業(yè)生物煉制示范工廠發(fā)展纖維乙醇商業(yè)化技術(shù)。2008年美國國會通過了對纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的生產(chǎn)商實施稅收優(yōu)惠的新政策,確定每加侖燃料乙醇免稅1.01美元。這意味著未來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)展先進生物燃料總統(tǒng)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,盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的突破。同時在2007年的基礎(chǔ)上,DOE計劃再度出資4.8億美元資助10—20個中試示范規(guī)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,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(yù)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、世界著名的酶制劑公司諾維信進行戰(zhàn)略合作。2006年4月,中糧在黑龍江肇東正式啟動建設(shè)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(jù)郝小明估計,纖維素達到工業(yè)化生產(chǎn),至少還需要4-5年時間,這期間研發(fā)投入的總數(shù)還不可預(yù)測。

    在短期技術(shù)無法突破情況下,中糧管理層已倍感壓力。據(jù)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。所以,作為國企高管,即使想為企業(yè)長遠謀劃,通過研發(fā)作重大戰(zhàn)略技術(shù)儲備,在當前管理體制下也有難度。看到國外企業(yè)在政府支持下,跑得快,郝小明內(nèi)心焦急,但也很無奈。

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

    據(jù)杜風光介紹,天冠集團計劃今年年底完成萬噸級工藝、設(shè)備的定型工作,為纖維素乙醇規(guī)�；瘡�(fù)制做好前期工作。

    對纖維素乙醇這種影響國家能源未來發(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(jié)合本國實情,以市場為主,提高宏觀調(diào)控水平,建立財稅政策保障體系和彈性虧損補貼機制,同時加大研發(fā)投入力度,把培養(yǎng)引進人才作為突破口,提高創(chuàng)新能力及科技成果轉(zhuǎn)化率。否則,過去失敗的教訓(xùn)會重新上演。

    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年中國進口3700萬噸大豆和814萬噸食用植物油。目前中國生物柴油的原料以廢棄油脂為主,雖然原料來源相對廣泛,但是來源地分散,收集成本高,并不適合工業(yè)化大規(guī)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)專用能源植物品種”,“積極開展以甜高粱、薯類、小桐子、黃連木、光皮樹、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”。

    目前中國有數(shù)十家生物柴油企業(yè),產(chǎn)能超過200萬噸/年,由于原料價格暴漲導(dǎo)致企業(yè)微利甚至虧本,實際開工項目較少,年產(chǎn)量僅10-20萬噸。另外,產(chǎn)量少,質(zhì)量也參差不齊。中國尚未制定促進生物柴油銷售和使用的相關(guān)政策。雖然2007年5月正式實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,生物柴油銷售至今未能進入公共加油站系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。   

    由于農(nóng)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,無法滿足國內(nèi)柴油消費需求。為適應(yīng)中國特殊的燃料消費結(jié)構(gòu),特別是春耕和秋收之時,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)帶來巨大經(jīng)營壓力,因為生產(chǎn)柴油企業(yè)不贏利,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(yīng),提升柴汽比,減少“柴油荒”發(fā)作的次數(shù)。山東生物柴油集團(簡稱山柴)生產(chǎn)規(guī)模位居國內(nèi)前列,年產(chǎn)能10萬噸。山柴董事長方才臣告訴《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。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,還可帶動農(nóng)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:從成品油價格改革后,過去鼓勵生物柴油發(fā)展,國家未征收消費稅,而現(xiàn)在開始征收,每噸920元�！疤�重,企業(yè)受不了!”據(jù)他了解,這項新政策,讓許多企業(yè)停產(chǎn)或轉(zhuǎn)行。他另一個迫切愿望是,希望國家盡快出臺BD5國家標準,讓產(chǎn)品進入主流銷售渠道。

    對于生物柴油原料問題,北京化工大學(xué)副校長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。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,通過先進技術(shù)提取廢水中的油脂作生物柴油原料。原來淀粉廠處理廢水每噸需花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。

    據(jù)譚天偉透露,該項目已得到科技部支持,下一步將建設(shè)60萬噸的工業(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,生物柴油另一個原料突破路徑已被美國能源部長朱棣文間接指明。譚天偉說,此次朱棣文訪華,專程去河北廊坊參觀訪問民營清潔能源企業(yè)新奧集團,對新奧集團通過培育油藻,為生物柴油提取原料高度評價�！坝驮逦�收大量的二氧化碳,生長快,含油量又高,若掌握技術(shù),這將又是一個巨大的技術(shù)突破”,譚說。

    非糧生物丁醇:

    下一個生物液體燃料?

    丁醇本是重要化工原料,過去主要作溶劑,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(xiàn),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(以下簡稱華藥)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)。化學(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(dǎo)致國內(nèi)外生物丁醇紛紛停產(chǎn),1996年,華藥成為國內(nèi)最后一家停產(chǎn)的丁醇生產(chǎn)企業(yè)。

    近年石油價格不斷上漲,讓生物丁醇迎來復(fù)興的機遇。2006年6月,美國杜邦公司宣布,將與英國BP公司合作開發(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(nèi)也率先啟動生物丁醇燃料項目。

    王正品稱,因為丁醇作燃料添加劑或替代劑優(yōu)于乙醇,2009年,英國政府專門發(fā)文,生物丁醇可作為燃料添加劑供機動車使用。過去,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。王正品坦承,因為原料、菌種和環(huán)保等技術(shù)難題沒有革命性突破,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(yīng)用。

    據(jù)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)化專項,得到600萬資金支持。該項目將依托華藥現(xiàn)有1.2萬噸生物丁醇生產(chǎn)裝置,開展非糧發(fā)酵制造生物丁醇的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化研究,通過技術(shù)研發(fā)和改造,將建成年產(chǎn)10萬噸生物丁醇的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。

    王正品說,華藥與長城汽車研究院合作對丁醇進行了汽車燃料替代試驗,初步試驗結(jié)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(xiàn)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(chǔ)。

    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業(yè)研究機構(gòu)和大學(xué)開展合作開發(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BP公司等國內(nèi)外各大生物化工公司進行了合作。

    王正品表示,通過該項目的順利實施,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(xù)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(以下簡稱國能生物)單縣生物發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電以來,我國5大發(fā)電集團以及一些民營企業(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(nóng)問題頗有幫助。國能生物經(jīng)理呂承友告訴《中國投資》,單縣裝機容量3萬千瓦,建成投產(chǎn)后,一年消耗秸桿約30萬噸,生產(chǎn)“綠色電力”超過2億度。一畝棉田能產(chǎn)生400公斤秸桿,賣給電廠,能收入100元,單縣項目一年可為當?shù)剞r(nóng)民增收6000—8000萬元。圍繞秸稈的收加儲運,能夠吸納1000多人的農(nóng)業(yè)勞動。

    秸稈集中發(fā)電,也能解決許多環(huán)境問題。呂承友說,在秸稈發(fā)電的地方,過去秸稈焚燒公害基本被終結(jié)。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(zhuǎn)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(tǒng)火電廠燃煤后大約有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(nèi)生物質(zhì)發(fā)電的龍頭老大。截至目前,國能生物國內(nèi)投產(chǎn)項目18個,裝機容量39.6萬千萬。另外,在全國10余省中已獲核準項目40余個。2008年國能投產(chǎn)項目消耗農(nóng)林廢棄物200多萬噸,為當?shù)剞r(nóng)民增收約6億元,替代標煤100萬噸,減排二氧化碳170萬噸以上。

    據(jù)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(diào)峰約束,電網(wǎng)公司按當?shù)?005年脫硫標桿電價全額收購。此外,發(fā)電公司每度電獲財政補貼0.25元。

    不過,盡管國家給予了電價優(yōu)惠政策,但生物質(zhì)發(fā)電的盈利水平仍然不如常規(guī)火電。一方面是單位造價高,單位千瓦的投資額為常規(guī)火電投資的2倍以上。另外由于中國特殊的農(nóng)業(yè)種植模式,農(nóng)機設(shè)備也不配套,秸稈收購成本降不下來。所以,前期投資的生物質(zhì)發(fā)電項目全國大面積虧損。為支持這個新興清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國家經(jīng)過調(diào)研,現(xiàn)在又對生物質(zhì)發(fā)電增加了每度0.1元的臨時電價補貼,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)過兩年多運營,國能生物發(fā)現(xiàn)一個怪現(xiàn)象:越是落后不發(fā)達的地區(qū),電價越低。而秸桿收購價全國幾乎相同,原料成本占生產(chǎn)成本大部分,若按照當?shù)孛摿驑藯U電價售電,即使加上政府補貼,企業(yè)也會虧損,所以,這直接影響投資商對落后地區(qū)的投資積極性。按惠農(nóng)本意,這些地區(qū)的農(nóng)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)電價機制上采取全國或區(qū)域統(tǒng)一的模式,與不久前發(fā)布的風電價格政策類似,這樣可以更好地兼顧落后地區(qū)農(nóng)民的利益。

    對于生物能源發(fā)展問題,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的視角告訴《中國投資》:“全球經(jīng)濟危機,其實為中國提供了一個建設(shè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的良好機遇。我國未來最缺乏的是油、氣資源,所以,國家應(yīng)加快重點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,加快發(fā)展,在重大技術(shù)攻關(guān)和儲備上,中國應(yīng)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(yīng)該建設(shè)國家級節(jié)能中心。對各類能源資源,包括生物資源進行詳查摸底,了解家底有多大,提前規(guī)劃好哪些地方更適合哪種能源開發(fā),這是國家當下需緊急辦的大事”。

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