伴随着全球油价的持续上涨,各国都在寻求
能源来源多元化,而被视为可减少温室气体排放并可提高
能源安全性的“绿色
能源”生物燃料,受到了市场与各国政府的热烈追捧。
中国农业部副部长牛盾不久前表示,中国农业历来把保证13亿人口的吃饭问题作为最重要的任务,绝不会以牺牲粮食安全为代价来换取能源安全。
在乌鲁木齐举行的“中德农业联委会第三次会议暨中德农业企业家论坛”上,牛盾说,中国粮食及其他主要农产品必须立足于自给自足,这是由中国国情决定的。
牛盾称,中国发展生物质能源的方针是:严格控制用玉米、油料等农业产品生产生物燃料,同时坚持“不与人争粮、不与粮争地”,充分利用秸秆、禽畜粪便等农业农村废弃物发展农村沼气。
我国的生物能源产业近年得到了较快发展。然而生物燃料的弊病也日益明显,一些专家纷纷提出了批评与质疑,他们指出:生物燃料的发展已经对全球粮食稳定构成了威胁,其“绿色”前景不容乐观,我国绝不能以牺牲粮食安全换能源安全,大规模应用需谨慎对待。
我国生物燃料应用持续推进
不久前,河南天冠企业集团公司其下属的上海天之冠可再生能源有限公司与中国科学院上海生命科学研究院正式签订了丙酮-丁醇技术合作项目。双方决定在改进丙酮乙醇发酵技术的相关项目方面开展合作研究,加快其产业化进程。
据了解,除天冠集团外,丰原集团等另外三家乙醇燃料企业下一步也有扩产、新增生物精细化工产品的计划,有的已经得到或者目前正在申报国家发改委的批准。丙酮和丁醇都是重要的溶剂,还是涂料、塑料和橡胶等产品的主要原料。随着近年来下游产业的发展,丙酮和丁醇的市场需求直线上升。据了解,去年我国丙酮、丁醇消费量均超过了50万吨,但生产能力仅为40万吨左右,每年需要进口大量的丙酮、丁醇。
目前虽然化工法制造这两种产品的产量在逐渐增加,但据专家预计,到2010年仍然有较大的市场缺口,市场空间巨大。我国20世纪50年代的丙、丁醇通常采用粮食发酵法生产,是用粮食或其它淀粉质农副产品,经发酵制得丁醇、丙酮及乙醇的混合物,通常的比例为6∶3∶1。
随着上世纪70年代后期石油化工业的迅猛发展,发酵法才逐渐被淘汰。天冠集团以前生产过丙酮、丁醇,原来有一个溶剂生产车间,专门生产溶剂,后改为产酒精。而近年来由于石油价格的飞速上涨,加之石油资源的日益紧缺,粮食发酵法生产丙酮、丁醇的技术重新显示出优势。
近年来,中科院上海生命科学院从我国土样中自然分离、诱变、选育得到了高丁醇比例菌种,所以,上海生命科学院的发酵法重新具有了市场竞争力。而天冠集团则在粮食发酵技术上国内领先,双方通过技术合作,目的是将丁醇成本进一步降低,把技术优势变成市场优势。
上海天之冠公司进军丙酮和丁醇的信心主要来自于乙醇项目的成功经验。作为我国“十五”期间规划的4个乙醇项目试点之一,天冠集团上个月宣布建成投产我国首条秸秆乙醇生产线。
而另一个乙醇试点企业——安徽丰原生化公司,早就看好化工领域,并重组了丰原宿州生物化工有限公司。2004年,公司对引进5个国家的设备、闲置达十年之久的“八五”重点建设项目——宿州市环氧乙烷建设项目进行恢复建设,一次投产成功运行。
对此,有分析人士认为,环氧乙烷是乙二醇的主要生产原料,由于下游产品产能增长过快导致乙二醇价格持续走高,环氧乙烷的价格也水涨船高。据专家介绍,目前宿州生化公司的生产线是我国第一条、也是惟一一条以玉米等淀粉质农作物为原料生产2万吨/年乙烯、环氧乙烷、乙二醇的生产线。
最主要的是,它是非石油化工法生产,是用可再生能源生产不可替代生化产品。近几年石油价格高居不下,只要石油价格高于35美元/桶,粮食价格低于1400元/吨,粮食路线就很有竞争力,目前该生产线已成为我国生物乙烯及衍生产品的样板。产品角色可以相互转化乙醇燃料生产企业延伸产业链,搞农作物深加工,不但是培育效益增长点的又一新的开端,而且是吃干榨净的循环经济,产业链可以相互转化。
丁醇可以作化工原料,也可以作燃料。国外发达国家也正在研究用丁醇添加汽油。作为燃料,丁醇比乙醇具有更好的性能。乙醇燃料的能量相当于汽油的64%,而丁醇相当于汽油的100%。随着石油价格的飞涨,将丁醇作为生物能源也是极有可能性的,同样可以10%的比例与汽油进行配比。届时,可以形成生物精细化工产品与生物能源的角色转换。
虽然我国生物燃料这几年应用持续升温,市场规模逐步扩大,但如果说将得到大规模化应用为时尚早。因为目前还存在很多争议,这些难题可能会绊住应用的步伐。
影响粮价应慎重对待
生物燃料受到强烈批评的一个主要原因,是其发展已经对全球粮食稳定构成了严重威胁。目前,生物燃料的主要原料是玉米等粮食作物,随着生物燃料产业在政府政策的扶持下高歌猛进,其对粮食的需求也日益扩大。但在全球耕地与粮食产量基本恒定的情况下,这种不断增长的需求对粮食供应构成了巨大压力,市场发出的信号是全球主要粮食价格出现大幅上涨。
并不是所有国家都能像美国那样轻松面对粮价猛涨,在一些人多地少需要进口粮食的第三世界国家,粮价猛涨则进一步加剧了这些国家贫困人口的生存压力,低收入群体需要投入更多的有限收入购买粮食。对粮价大幅上涨的不满已在一些国家引发了局势的动荡,粮价的大幅上升对全球经济与社会稳定构成了威胁。
联合国粮农组织经济与社会发展部门负责人明确表示,作为一个近些年出现迅猛增长的新需求,生物燃料已经构成近期商品价格上涨的重要因素。
生物燃料并不是惟一影响着粮价的因素。在过去一两年里尤其是最近几个月,影响粮食供给与需求的多种因素同时对粮价发生作用:随着收入逐渐增加,上升经济体国家的民众需要更多的不同种类食物;国际粮食库存日渐下降;油价飚升,意味着粮食生产成本的上升;气候原因导致一些主要粮食出口国如澳大利亚等,近些年产量出现下滑;生物柴油和乙醇燃料生产,对玉米和植物油需求快速增长。
此外,应区别对待不同种类的生物燃料,一些生物燃料更具有发展潜力,如巴西的蔗糖乙醇。蔗糖乙醇与其他原料生产的乙醇相比,生产成本较低、生产效率较高,因而更具竞争力。而美国的玉米乙醇则生产成本较高,与矿物燃料相比并不具备竞争力。与之相比,各国争相研究的第二代纤维素乙醇燃料要更具发展潜力,不过要使其实现商业化仍尚需时日,但“它已经离我们越来越近”。
大规模应用当谨慎
绿色生物燃料的另外一个受到质疑的困惑是,其较低生产效率意味着需要更多土地去种植它所需的原料。在当前的生产技术条件下,将贮存在植物中的太阳能转化为可供汽车使用的乙醇燃料,效率是非常低的,通常低于0.5%。与之形成鲜明对比的是,将同等的土地用于太阳能发电,其转化效率要高出50倍至100倍。
英国皇家化学学会主席理查德·派克指出,生物燃料无疑将会在一定区域范围得到应用,但生物燃料只可能在非常少地区——比如周围有大面积土地的小城镇——实现可持续性,“生物燃料能否在较大的范围内实现可持续应用,这在国与国之间差异很大,所以人们在考虑未来可持续这个问题时必须非常谨慎。”
派克在2006年担任化学学会主席前曾在石油业界工作过20年,他近期进行的一项研究显示,如果使用生物燃料,一趟单程的跨大西洋航班所需燃料相当于一块面积为30个足球场大小的土地的年产量。他表示,如果用生物燃料替代英国1%的柴油和汽油消费需求,那么所需种植原料的土地是英国国土面积的1%。
如果英国想实现欧盟确立的生物燃料标准,那么英国则必须进口生物燃料。欧盟规定,到2010年各成员国的生物燃料要占全部能源消耗的5.75%。按照这个标准,如果英国自己生产这些生物燃料,那么必须要腾出5%的土地,“这是一个惊人的数字”。
生物燃料的“绿色贡献”也应仔细斟酌,因为在种植生物燃料原料的过程中,施用化肥、收割运输等都会增加碳排放。在这种情况下,与其过多地谈论生物燃料的贡献,不如关注以下这些更为重要事情:在用户端“节流”,如关掉开关、拧紧水龙头等;在供应端“开源”,如加大风能、潮汐能设备建设的力度等。
从目前技术上看,将秸秆等植物废料转化为燃料并不容易。纤维素是植物细胞中的主要物质,通常与木质、油质和黏性物质结合在一起,很难被直接分解出来。在目前的生产技术下,将纤维素转化为乙醇生产所需要的原料成本高昂;与降解玉米等植物果实相比,纤维素乙醇生产尚不具备商业生产的可行性。
要使纤维素乙醇在商业上成为可能必须满足三个条件:要找到能迅速降解纤维素的生物酶,生产过程中投入的能量要小于产出的能量,生产过程不会对环境造成损害。事实上,在各国政府的积极推动下,许多公司及研究机构已经将发展生物燃料尤其是乙醇燃料的目光,瞄准了基于植物纤维素的第二代乙醇生产技术。目前,这个领域的竞争可谓激烈,谁最先实现商业化,谁将赢得未来商机:纤维素乙醇的能量效率在理论上比玉米乙醇要高出3到8倍。业内分析人士预期,纤维素乙醇技术有望在5年内获得突破。
有关专家认为并不影响粮食安全
社会上一直存在一种误解,认为发展生物能源会影响国家的粮食安全。其实,发展生物能源与保障粮食安全并不冲突:第一,生物能源不是与人争粮,主要是利用农业和粮食加工废弃物;第二,不会与粮争地,主要利用荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地。
粮食安全问题不会是制约因素,因为生物能源和生物材料的主要原料来源是:1、陈化粮,国家粮食储备中每年都要产生大量的陈化粮;2、粮食加工和饲料生产的下游产品,这类资源极其丰富,通常都弃置掉,浪费巨大;3、在荒滩、盐碱等种植高产能源作物,如菊芋、甜高粱、红薯、木薯等,既不占用宝贵的耕地资源,又可提供大量的生产原料,还有利于改善生态环境、增加农民收入。
只要控制合理,发展生物能源不但不会对粮食安全构成威胁,反而能在一定程度上保障粮食安全。市场迫切需要,原料资源丰富,技术基本成熟,企业已有基础,急需政策支持。的确,中国发展生物能源已是万事俱备,只欠东风。
几年来,我国在生物质能利用领域取得了重大进展,特别是沼气技术,每年所生产能源己达115万吨油当量,占农村能源的0.24%;由节柴炕灶每年所节约的能量己达52.5万吨油当量。
我国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视,己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等,取得了多项优秀成果。政策方面,2005年2月28日,第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》,2006年1月1日起已经正式实施,并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明我国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位,并在政策上给予了巨大优惠支持,因此,我国生物质能发展前景和投资前景极为广阔。
总之,生物柴油产业发展必须科学发展、合理布局,不能一哄而上。要整合现有生物柴油技术资源,完善技术和产业服务体系,加快人才培养,全面提高生物柴油技术创新能力和服务水平,制定生物柴油质量标准和生物柴油标准体系,促进生物柴油技术进步和产业发展。将生物柴油的科学研究、技术开发及产业化纳入国家各类科技发展规划。
同时,按照政府引导、政策支持和市场推动相结合的原则,通过优惠的价格政策和强制性的市场份额政策,以及政府投资、政府特许权等措施,培育持续稳定增长的生物柴油市场,促进生物柴油的开发利用、技术进步和产业发展。