“一是高昂轉(zhuǎn)化成本和低廉產(chǎn)品價(jià)值之間的矛盾，二是巨大市場(chǎng)需求和技術(shù)成熟度較低之間的矛盾，這兩者是解決當(dāng)前生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵矛盾。”在日前召開的2019生物質(zhì)能專委會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)上，中科院廣州能源所所長馬隆龍的這句話點(diǎn)出了當(dāng)前生物質(zhì)能面臨的難題。在由暴發(fā)期進(jìn)入瓶頸期的關(guān)鍵階段，國內(nèi)幾乎所有與生物質(zhì)能相關(guān)的頂尖專家齊聚濟(jì)南，以學(xué)術(shù)年會(huì)的形式探討“生物質(zhì)能源將何去何從”的命題。專家們認(rèn)為，在市場(chǎng)和政策加持下，生物質(zhì)突破瓶頸還需在發(fā)力基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，并推動(dòng)技術(shù)成熟以適應(yīng)市場(chǎng)需求。
生物質(zhì)是通過光合作用產(chǎn)生的動(dòng)植物、微生物及其產(chǎn)生的廢棄物。利用生物質(zhì)通過化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的生物柴油、生物乙醇、生物天然氣等形態(tài)的能源便是生物質(zhì)能源。專家們認(rèn)為，生物質(zhì)能源是全球繼石油、煤炭、天然氣之后第四大資源庫，也是唯一可再生碳資源，是國際上替代化石能源的主要選項(xiàng)。
“前途是光明的，道路是曲折的。”在中國工程院院士、中國林科院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所所長蔣劍春看來，以林業(yè)剩余物、木材廢棄物、農(nóng)業(yè)秸稈為代表的農(nóng)林剩余物棄之為害，用之為寶，其轉(zhuǎn)化為能源的潛力為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但已利用量約為2200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占2018年中國能源消耗總量的0.47%。生物質(zhì)“占比低”源于技術(shù)層面的挑戰(zhàn)。
“由于生命的復(fù)雜性，生物質(zhì)資源從微觀和宏觀層面具有天然的復(fù)雜性。”馬隆龍的這句話也意味著，“組分多樣和結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得生物質(zhì)資源的利用技術(shù)挑戰(zhàn)更高。”一般而言，生物質(zhì)資源可通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生化轉(zhuǎn)化、催化轉(zhuǎn)化為燃?xì)狻⒄託狻⒁掖肌⒒A(chǔ)化學(xué)品等。但目前生物質(zhì)資源多以肥料化、飼料化、燃料化為主(三者共73.4%)。因?yàn)樯镔|(zhì)與石化原料化學(xué)組成差異較大，其含氧、含水較高，導(dǎo)致生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)對(duì)催化過程的催化劑、生化過程的微生物具有較高要求，大多數(shù)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)及中試階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度較低。
蔣劍春和馬隆龍的發(fā)言，指向一個(gè)觀點(diǎn)：生物質(zhì)利用技術(shù)總體處于集中攻關(guān)和實(shí)驗(yàn)示范階段，即技術(shù)不成熟;同時(shí)，技術(shù)集成度低，導(dǎo)致生物質(zhì)不能大規(guī)模利用。而具有官方背景的國家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心主任任東明則從政策、商業(yè)模式等層面解讀生物質(zhì)能面臨的問題。他以農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目為例，這個(gè)項(xiàng)目存在著原材料供給保障難、相關(guān)財(cái)稅補(bǔ)貼政策落地難等問題;再以生物天然氣項(xiàng)目為例，其存在著市場(chǎng)投資主體少，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，商業(yè)模式不成熟等難題。
盡管面臨著不少難題，但以“循環(huán)再生、清潔低碳”為賣點(diǎn)的生物質(zhì)能源在“市場(chǎng)廣闊，政策支持”的背景下，還是吸引著國內(nèi)外眾多科研力量。
我國是世界第一造紙大國，一度占全球28%份額，但我國造紙工業(yè)纖維資源對(duì)外依存度達(dá)到40%以上。缺口如何彌補(bǔ)?答案是農(nóng)林剩余物利用。利用微生物或其產(chǎn)生的酶對(duì)制漿原料進(jìn)行預(yù)處理后再與相應(yīng)的機(jī)械處理相結(jié)合，這便是生物機(jī)械制漿技術(shù)。生物基材料與綠色造紙國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳嘉川帶來的“基于造紙平臺(tái)的農(nóng)林廢棄物纖維資源的綠色轉(zhuǎn)化技術(shù)”在研制出專用生物酶制劑、生物反應(yīng)器等核心技術(shù)之后，已經(jīng)入產(chǎn)業(yè)化階段;山東省科學(xué)院能源所完成的“基于熱解氣化的生物質(zhì)分質(zhì)分級(jí)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)”創(chuàng)造性發(fā)明了生物質(zhì)復(fù)合式低焦油分級(jí)氣化工藝和裝置，克服了傳統(tǒng)生物質(zhì)氣化技術(shù)存在的焦油含量高的行業(yè)難題。
技術(shù)層面的難題還需要加大研發(fā)去解決。中科院廣州能源所所長馬隆龍認(rèn)為破解當(dāng)前生物質(zhì)難題的關(guān)鍵，是發(fā)展多元化利用，并推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。而這句話也成為與會(huì)專家們的共識(shí)。
|
