全球知名增長咨詢公司Frost Sullivan(弗若斯特沙利文)公司發(fā)表研究報告認(rèn)為,雖然目前第二代生物燃料市場面臨諸多問題,市場規(guī)模也不大,但其前景誘人。隨著第二代生物燃料技術(shù)的逐步成熟,將來的市場發(fā)展將呈指數(shù)式上升。
2011年將井噴式發(fā)展
第二代生物燃料指的是以麥稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料,使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇或生物柴油的模式。第二代生物燃料與第一代最重要的區(qū)別在于其不再以糧食作物為原料,從而最大限度地降低了對食品供應(yīng)的威脅。第二代生物燃料不僅有助于減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴,也能減少溫室氣體的排放,對實現(xiàn)全球可持續(xù)性發(fā)展具有重要作用。許多國家都制定了或是正在執(zhí)行相關(guān)計劃,大力發(fā)展第二代生物燃料。
Frost Sullivan預(yù)計,2011年將是第二代生物燃料技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化的一年,市場規(guī)模將以每年200000噸的速度擴(kuò)大。在2017年前后,第二代生物燃料有望成為能源的重要組成部分。
中國發(fā)展第二代生物燃料的潛力
第二代生物燃料的發(fā)展離不開技術(shù),唯有其技術(shù)的不斷更新,方能使其發(fā)揮優(yōu)勢,不斷開拓市場。目前生物燃料生產(chǎn)技術(shù)的主要技術(shù)方法主要有水解發(fā)酵、氣化發(fā)酵、氣化催化合成和熱解。雖然這些技術(shù)現(xiàn)在都還處在實驗階段,但是近年來各國及各大企業(yè)都投入巨資研發(fā),成果不斷。
中國擁有豐富的纖維素資源。據(jù)估算,中國每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈、谷糠和餅粕的總產(chǎn)量高達(dá)7.8億噸以上,其中玉米秸稈占3.3億噸(占總量的42.4%)、小麥秸稈占1.5億噸(占19.7%),而稻草秸稈占1.2億噸(占15.3%),此三類纖維素占全國總纖維素產(chǎn)量的77.4%以上。不過,目前大量的秸稈主要被用于生物質(zhì)直燃發(fā)電,燃燒轉(zhuǎn)換效率并不高。由于缺乏成熟的秸稈制備燃料乙醇技術(shù),纖維素制備乙醇的轉(zhuǎn)化成本偏高。一旦該項技術(shù)取得重大突破,無論從單位秸稈生產(chǎn)出產(chǎn)品的熱值還是產(chǎn)品的價值計算,都將構(gòu)成生物質(zhì)直燃發(fā)電的有力競爭對手。
纖維素乙醇所應(yīng)用的技術(shù)主要是水解發(fā)酵技術(shù),該技術(shù)首先采用弱酸、弱堿或者酶水解原材料,破壞纖維素和半纖維素,使其轉(zhuǎn)化成為C5、C6糖類。這些糖類再進(jìn)一步發(fā)酵成為酒精。
纖維素乙醇技術(shù)的優(yōu)點是以熱水和酶作為基礎(chǔ),流程簡單,碳排放明顯低于其他生物燃料技術(shù)。全程不需要高溫高壓。纖維素預(yù)處理階段基本就能將纖維素全部水解,而不能處理的木質(zhì)素也可以通過分離燃燒產(chǎn)生能源。當(dāng)然它也有其缺點,比如預(yù)處理成本比較高、產(chǎn)率較低等等?,F(xiàn)在各主要公司的研究團(tuán)隊和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都加大了對預(yù)處理過程及新型水解酶和酵母的研發(fā)力度,使該技術(shù)的發(fā)展充滿機(jī)會。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研發(fā)出新型的酵母技術(shù),據(jù)稱能將水解和發(fā)酵效率提高一倍。
國內(nèi)市場剛剛起步
第二代生物燃料目前正處于起步階段,在國內(nèi)還沒有形成大規(guī)模生產(chǎn)?,F(xiàn)在國內(nèi)主要的生物燃料公司,包括吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司,都屬于第一代生物燃料企業(yè)。
但是隨著近年來糧食價格不斷攀升以及中國政府引導(dǎo)發(fā)展非糧生物燃料政策的出臺,這些企業(yè)在積極研發(fā)下一代生物燃料技術(shù)。
2008年以來,重點發(fā)展的非糧燃料企業(yè)多采用1.5代生物燃料技術(shù),原料主要采用木薯(華南)、甘薯(華中、西南)與甜高粱(華北、華東)等作物。隨著近年來薯類成本上升較多,薯類制備生物乙醇能否維持盈利也是該產(chǎn)業(yè)的一大疑問。
中國參與第二代生物燃料技術(shù)研發(fā)的只有河南天冠集團(tuán)等少數(shù)幾家企業(yè),但運(yùn)營規(guī)模還非常小,諾維信公司已經(jīng)同中糧集團(tuán)和中石化開展合作,研究纖維素乙醇。2008年,美國纖維素乙醇的成本為約2到4美元每加侖(3.6-7.2人民幣/升)。第一代乙醇工廠以玉米為原料生產(chǎn)乙醇的成本約為每加侖1.5美元(2.7人民幣/升),但加上稅收和分銷支出,其價格比燃?xì)鈨r格更高。纖維乙醇的價格必須通過可行的技術(shù)達(dá)到降低目的。
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