生物质能源如何破题——解读未来几年我国生物质能源的发展

　　日前，国家能源局正式印发《国家能源科技“十二五”规划》。这是国家能源局成立后发布的第一部规划，也是我国第一部能源科技规划。《规划》覆盖了电力、水电、煤炭、生物质能源等各个领域，明确了2011年至2015年能源科技的发展目标及其实现路径。记者就《规划》中生物质能的科技发展部分采访了国内该领域的知名专家、学者和企业家，以期能够对未来几年我国生物质能源的发展作更多的解读。

　　与风能、太阳能等可再生能源相比，生物质能源显然要复杂得多。从一代到三代，从发电到燃料，原料来源、技术路线、产业化方向的多元化，使得生物质能源的发展道路起起伏伏，曲曲折折。

　　日前，国家能源局正式出台《国家能源科技“十二五”规划》(以下简称《规划》)，将生物质能源列为新能源技术领域重要组成部分之一。《规划》明确提出，“十二五”期间我国生物质能源的首要目标是“实现先进生物燃料技术产业化及高值化综合利用”。从燃料乙醇、生物柴油等生物质液体燃料到其他液体燃料，再到沼气等生物燃气，我国生物质能源领域的发展呈现出百花齐放的态势。

　　“十二五”期间生物质能源将会重点布局哪些方向，其技术路线图和目标将如何规划?带着这些问题，记者采访了参与《规划》起草与撰写的生物质能源专家。

　　突破方向

　　“生物质能源主要有两个功用，一是可用来发电，二是可作为燃料。”中国林业科学研究院林产化学工业研究所所长、国家“现代农业领域”农林生物质高效转化技术主题专家蒋剑春研究员开门见山地告诉《中国科学报》记者。他认为，与其他可再生能源相比，生物质能源有一个独一无二的特点：它是唯一可实现碳循环，并能以气、液、固三种燃料形态替代石油的可再生能源。

　　在蒋剑春看来，生物质能源的利用要紧紧围绕这一特点。

　　中国科学院广州能源研究所副所长、国家“973”项目首席科学家马隆龙研究员对此也十分认同。他表示，《规划》之所以将生物质能源的发展目标定位为“实现先进生物燃料技术产业化及高值化综合利用”，正是基于生物质是唯一可大规模利用的可再生能源和实物性有机碳资源提出的。

　　马隆龙透露，我国“十二五”期间生物质能源将主要围绕四个方向展开，即生物燃气、液体燃料、成型燃料和生物质发电。

　　据记者了解，20世纪90年代，以燃料乙醇和生物柴油为代表的第一代生物质能源得以发展。然而，以玉米和油脂为原料并不是发展生物液体燃料的正确模式。在这一背景下，开发第二代、第三代非粮生物燃料成为全球生物质能源领域关注的重要课题。

　　马隆龙告诉记者，截至目前，我国非粮燃料乙醇的研究已有一定基础，相关技术和设备的开发也已陆续开展，并形成了一些产业示范。但是，与国际先进水平相比，我国非粮燃料乙醇生产过程的能效还较低，一些影响乙醇生产的关键技术还没有突破。“‘十二五’期间，很重要的一项工作就是通过核心技术的突破解决生物质能源成本居高不下的问题。”

　　谈及备受关注的以微藻为原料的第三代生物燃料，马隆龙表示，目前该技术还处于前期基础阶段，预计“十三五”末期可能会实现关键技术的突破，并开始工业化示范。

　　原料瓶颈

　　生物质能源要想规模化发展，稳定、充足的原料供应是必要前提。因此，《规划》中提出生物质能源的科技发展思路，是以木质纤维素为原料生产乙醇、丁醇、生物汽油等液体燃料及适应多种非粮原料的先进生物燃料产业化关键技术，并实施二代燃料乙醇技术工程示范。

　　“原料供给是生物质能源发展的瓶颈。”蒋剑春告诉记者，规模化生物质能源的发展使生物质资源的开拓成为必然，现在世界各国都将各类植物纤维素，如作物秸秆、木质纤维素等作为丰富、廉价的原料来源。

　　马隆龙告诉记者，在我国，生物质能源原料利用目前主要侧重于废弃的生物质资源，如农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃生物质等。

　　“我国生物质资源丰富、来源广泛，我国每年产生的可开发利用的生物质有8亿吨(干重)，相当于4亿吨标准煤。”马隆龙说。

　　然而，目前我国以木质纤维素为原料生产燃料乙醇、丁醇和生物汽油等液体燃料方面与国际上有一定差距。对此，蒋剑春认为：“生物质能源的利用表面上看是成本过高等经济问题，制约了行业的规模化生产。但是，实际上是对于技术的发展提出了更高的要求，迫切需要通过应用基础和关键技术的研究，在基础理论、过程和装备等技术方面获得新的突破，为生物质资源的高效、高值的利用提供强有力的技术支撑。”

　　据记者了解，《规划》明确指出，“十二五”期间，针对木质纤维素原料预处理技术成本过高，以及多元化生物质资源规模化培育与利用技术转化率低等问题，相关各方将在现有的基础上，着重围绕规模化和降低生产成本开展研究，重点突破纤维素原料预处理技术和转化等关键技术，研制高效水解技术和培育技术，开发出具有自主知识产权的工艺路线，为燃料乙醇、丁醇和生物汽油等的规模化生产提供原料保障。

　　任务艰巨

　　《国家中长期科技发展规划纲要》提出：“到2010年，以非粮生物质为原料的燃料乙醇年产量达到200万吨，2020年达到1000万吨。”

　　对此，马隆龙告诉记者：“截至2011年，我国非粮原料燃料乙醇生产能力达250万吨/年，产量190万吨。留给‘十二五’的任务将非常艰巨。”

　　最近，国家发改委官员透露，《全国循环经济发展“十二五”规划》即将上报国务院，预计“十二五”末，全国环保业产值将达2万亿元以上。这无疑给以废弃生物质资源为主要原料渠道的生物质能源发展又添助力。

　　此外，对于节能减排，生物质能源的作用尤其显著。马隆龙告诉记者，生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量比煤少得多。同时，废弃的生物质资源如不加以利用，在自然腐烂和焚烧过程中会向大气中排放大量的温室气体，而通过转化利用生产燃料替代化石能源，能同时实现减排和替代。因此，“我们将之称为‘双向清洁作用’。”马隆龙说。

　　生物质能源的优势已不言而喻，但长期以来得到的重视却不够。“虽然节能减排和环境保护都是现实的压力，但因为还没有到迫在眉睫的阶段。现阶段生物质能源的发展，从全局角度来看，还是应该立足于未来能源战略来布局。同时，在成型燃料、生物柴油、生物质热解气化、液体燃料和生物基材料及其精细化学品等相对技术成熟和经济可行的产品方面，应加快产业化工程，尤其要注重资源的培养与发展。发展过程切忌‘一哄而起，假、大、空’的模式。”蒋剑春说。

　　马隆龙则认为，与风能、太阳能等其他可再生能源相比，生物质能源需要面对原料多元、技术多元等诸多挑战，而且每个技术路线各个阶段的重点也有很大差别。目前来看，最重要的是，通过国家能源局、国家发改委等牵头，以行业内专家为主导，制定出可以持续、连贯发展的技术路线和趋势。《规划》的制订与发布为生物质能源的发展提供了纲领性的指导，按照《规划》中的发展思路和重点任务部署，在全行业的共同努力下，相信“十二五”目标能够顺利实现。