諸多因素掣肘 生物質能發展如何破局?
【谷騰環保網訊】“從(cong)金融(rong)角(jiao)度來看(kan),相(xiang)比風(feng)電和光伏,生物(wu)質(zhi)能(neng)在整個(ge)投資圈里是被冷落的對象。”近日,在第(di)四(si)屆全球生物(wu)質(zhi)能(neng)創新發展高峰論壇上,華夏銀行綠(lv)色金融(rong)首(shou)席顧問張勇淼希望從(cong)金融(rong)視(shi)角(jiao)賦予生物(wu)質(zhi)能(neng)新的含(han)義,改(gai)善生物(wu)質(zhi)能(neng)生存和發展狀態。
據了解,從(cong)誕生至今,中(zhong)國生物(wu)質產(chan)業已走過近20年的歷(li)程。在(zai)此期(qi)間,風能(neng)和光能(neng)在(zai)電力(li)領域發展得“風生水起”。而(er)同為可再(zai)生能(neng)源的生物(wu)質能(neng)的發展卻步履蹣(man)跚(shan),令投資者望(wang)而(er)卻步。
近年來(lai),生物質(zhi)(zhi)(zhi)能的(de)發(fa)展多靠政策引導。在(zai)(zai)政策及(ji)相(xiang)(xiang)關補貼(tie)的(de)引導和支持(chi)下(xia),生物質(zhi)(zhi)(zhi)能發(fa)展尤其(qi)是垃(la)圾焚燒發(fa)電(dian)(dian)穩(wen)步推(tui)進(jin)。不過,中(zhong)(zhong)國農(nong)業大學生物質(zhi)(zhi)(zhi)工程中(zhong)(zhong)心教授程序表示,相(xiang)(xiang)比風電(dian)(dian)、光伏發(fa)電(dian)(dian),生物質(zhi)(zhi)(zhi)產業發(fa)展差距很大。究其(qi)原因(yin),除了生物質(zhi)(zhi)(zhi)能補貼(tie)難落(luo)地(di)之外(wai),主要是生物質(zhi)(zhi)(zhi)自(zi)身在(zai)(zai)原料特性上有天(tian)生的(de)缺陷(xian)。
有缺陷(xian)、被冷落、靠(kao)政策……存在(zai)于生(sheng)物質(zhi)(zhi)能身上的(de)(de)這些標(biao)簽(qian)與(yu)特(te)質(zhi)(zhi),也(ye)是妨礙其進(jin)一步規模化發展的(de)(de)桎(zhi)梏。推進(jin)生(sheng)物質(zhi)(zhi)能發展的(de)(de)破局之(zhi)路亟(ji)待開啟。
能量密度低、回收難、轉化效率低
企業生產成本持續高企,難盈利
說起生物質能,可能大多數人比較(jiao)熟(shu)悉的就(jiu)是垃圾發電(dian)。其(qi)實,生物質能種類遠不止這一種。
依(yi)據(ju)是否能(neng)大(da)規模代(dai)(dai)替(ti)常規化(hua)石能(neng)源來劃分(fen),生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)能(neng)分(fen)為傳統生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)能(neng)和現代(dai)(dai)生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)能(neng)兩種。傳統生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)能(neng)主要包括農村(cun)生(sheng)活用能(neng),薪柴、秸稈(gan)、稻草、稻殼(ke)及(ji)其他農業生(sheng)產產生(sheng)的廢(fei)棄物(wu)和畜禽糞便等;現代(dai)(dai)生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)能(neng)包括垃圾焚燒發(fa)電(dian)、生(sheng)物(wu)沼氣、燃料乙(yi)醇(chun)、生(sheng)物(wu)柴油、微藻制(zhi)油等,可以大(da)規模應用。
據了解,能(neng)(neng)被(bei)用作生(sheng)(sheng)物質能(neng)(neng)原料的(de),主要是木質纖維(wei)類。其中,灌木類、草類和農作物秸稈等物質占比較高,當前,它們的(de)能(neng)(neng)源轉化效(xiao)率低,這(zhe)也是生(sheng)(sheng)物質能(neng)(neng)天生(sheng)(sheng)存在(zai)缺陷(xian)造成的(de)。
程(cheng)序(xu)指出:“生物質(zhi)能(neng)源能(neng)量(liang)密度低,質(zhi)量(liang)密度也很(hen)低,導致(zhi)原(yuan)料的(de)收、運困難(nan)且成(cheng)本(ben)高,能(neng)源轉化路徑受限(品種(zhong)太少)、轉化效率(lv)低下(xia),是(shi)造成(cheng)當下(xia)幾(ji)乎所有的(de)生物質(zhi)產業成(cheng)本(ben)持續高企、難(nan)以(yi)贏利和(he)難(nan)以(yi)擺脫補貼的(de)根本(ben)原(yuan)因。”
以(yi)生物(wu)質直燃(ran)發(fa)電為例,由于(yu)生物(wu)質原料收、運困難,原料的(de)大量使(shi)用沒有(you)保(bao)障,因而不得不采用小型鍋爐。小型鍋爐相應的(de)溫度和壓力(li)參(can)數達不到高(gao)效(xiao)發(fa)電的(de)要求,因此,發(fa)電效(xiao)率大多低于(yu)25%,單(dan)機裝機造(zao)價偏高(gao)。
也因此,投(tou)融資機構對這類企(qi)業支持(chi)較少,企(qi)業運(yun)行難(nan),進一步(bu)導致生物質能原(yuan)料利用(yong)率低也就不足為奇了。以生物天(tian)然氣的重要新(xin)原(yuan)料——秸(jie)稈(gan)為例,其在大(da)量利用(yong)方面也面臨著(zhu)瓶(ping)頸。
目前,秸(jie)(jie)稈現(xian)代(dai)生(sheng)物(wu)質能源(yuan)利用率不到5%。而在大(da)量產(chan)生(sheng)秸(jie)(jie)稈的東(dong)北地(di)區,無(wu)處安放的秸(jie)(jie)稈成為當(dang)地(di)的發展(zhan)之困。據了解(jie),為打好藍天保衛戰,僅禁止焚燒秸(jie)(jie)稈這一項工作,就耗費了當(dang)地(di)生(sheng)態環境部門(men)大(da)量的人力和時間。
生物質能及材料應用面窄,增值率低
生物質產業的根本弱質性難以改變
隨著“雙碳”目(mu)標的(de)提出,我(wo)國(guo)碳減排要求日漸趨緊。作為傳(chuan)統化石能(neng)(neng)源的(de)替代品,生(sheng)物質能(neng)(neng)因具有再生(sheng)性和(he)綠(lv)色低碳、清(qing)潔等特質而備(bei)受關注。
據了(le)解,生物質原料盡管燃(ran)燒時也會(hui)排出(chu)二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan),但沒(mei)有二氧(yang)(yang)化(hua)硫、氮氧(yang)(yang)化(hua)合物等,而植物生長過程中,吸(xi)收(shou)的是二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan),所以(yi)能夠在理論上達到零排放。
中國(guo)(guo)農業大學參(can)與(yu)編制的《3060零碳生物(wu)質能發展(zhan)潛(qian)力白皮書》預測,我國(guo)(guo)到(dao)2030年生物(wu)質減排潛(qian)力達9億(yi)噸,到(dao)2060年減排潛(qian)力為20億(yi)噸。
但(dan)受限于生(sheng)物質的(de)天然缺(que)陷,如何將其變成化石能源(yuan)穩定的(de)替(ti)代品,仍(reng)是難點。
受(shou)現(xian)(xian)代煤化工的(de)啟(qi)發(fa),近年來,我國開始研發(fa)推動木質(zhi)類生(sheng)物(wu)質(zhi)實現(xian)(xian)氣化的(de)技術(shu)。
“木(mu)(mu)質纖維(wei)類(lei)生(sheng)(sheng)(sheng)物質是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)物質資源(yuan)總量中占(zhan)比(bi)最(zui)大的(de)一類(lei)。但它不能通過(guo)常(chang)規的(de)發酵法制取(qu)沼氣(qi)和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物天(tian)(tian)然氣(qi)。”程序告訴本(ben)報記者(zhe),歐盟近年來(lai)在用木(mu)(mu)質纖維(wei)類(lei)原料甲烷化制取(qu)生(sheng)(sheng)(sheng)物基(ji)合成天(tian)(tian)然氣(qi)技術上取(qu)得(de)一些突破,但仍(reng)存在低效(xiao)率問(wen)題,導致設備和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)產成本(ben)偏高,生(sheng)(sheng)(sheng)物天(tian)(tian)然氣(qi)市(shi)場競(jing)爭力不強。
據了解,國內外均有采(cai)用生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)熱化學技術實(shi)現生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)氣化的(de)案例(li),但也無法形(xing)成(cheng)經濟和技術都可行的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)基合成(cheng)氣平(ping)臺及其轉化的(de)系列(lie)產業。程序指出,氣化后(hou)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)能源及下游材料應用面很(hen)窄,增(zeng)值(zhi)率(lv)又低,決(jue)定了生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)產業的(de)根本弱質(zhi)性難以改變。
生物質產業能“翻身”嗎?
突破生物質氣化技術是關鍵
在程序看來,能否通(tong)過突破(po)生(sheng)物質氣化的(de)上述技術障礙(ai),是生(sheng)物質產業徹(che)底“翻身”的(de)希望。
而(er)要(yao)想取得(de)突破(po),生物質的煤(mei)化(hua)改性(xing)(xing)、使(shi)其(qi)能量(liang)密度和物料氣(qi)流輸(shu)送性(xing)(xing)接近煤(mei)炭(tan),是(shi)關(guan)鍵性(xing)(xing)的前提條件(jian)。
“煤炭是幾(ji)億萬年(nian)在(zai)地下高壓高溫環(huan)境下產生的(de),生物(wu)(wu)質(zhi)煤化的(de)關鍵在(zai)于(yu),能不能使生物(wu)(wu)質(zhi)原料(liao)在(zai)幾(ji)分鐘以內模擬成(cheng)煤過(guo)程。”程序說,“目前,由中國農業大學參與、內蒙(meng)古新木(mu)集團主要研究的(de)生物(wu)(wu)質(zhi)煤化技術已獲(huo)得成(cheng)功(gong)。這一(yi)技術采用創(chuang)新的(de)熱化學方式,在(zai)260攝氏度和2.6兆帕的(de)條件下,用過(guo)熱蒸汽變壓解(jie)聚(ju)等(deng)工藝,實現增氫、脫氧(yang)、表面官能團全部(bu)脫除,提升(sheng)了生物(wu)(wu)質(zhi)的(de)密度和熱值,使得生物(wu)(wu)質(zhi)原料(liao)變為一(yi)種噴吹粉(fen)燃料(liao),具有了像(xiang)煤一(yi)樣的(de)氣(qi)力輸送(song)性。”
新木(mu)集團還開發(fa)出一個(ge)可移動設備(bei),其最大的特(te)點(dian)就是可以把它(ta)拉到生物質(zhi)原料(liao)非常豐富的地(di)方進行生物質(zhi)煤化生產,可有效解決(jue)生物質(zhi)原料(liao)收(shou)、運難題。而且,設備(bei)對原料(liao)的特(te)性(xing)限(xian)制小,即使原料(liao)含水率達到30%、40%也能用,秸稈類(lei)、灌木(mu)類(lei)作(zuo)為(wei)原料(liao)尤為(wei)合適。
值(zhi)得注意的(de)是,用煤化生物質替代煤粉,還可(ke)(ke)以實現(xian)與現(xian)代煤化工并軌(gui),最終可(ke)(ke)以制油(you)、制氣(qi)。例如,煤化生物質可(ke)(ke)以進一步轉化為(wei)生物基富氫燃氣(qi),助力“氫經濟”發展和“雙碳(tan)”目標的(de)實現(xian)。
基(ji)于生物質煤化技(ji)(ji)術的(de)種種優(you)勢,張勇淼告訴記者,這項(xiang)技(ji)(ji)術很可能(neng)會(hui)顛覆人(ren)們對生物質能(neng)應(ying)用的(de)認知(zhi),在充(chong)分調研(yan)技(ji)(ji)術相關參數,從而(er)能(neng)預測其(qi)(qi)市場前景的(de)基(ji)礎上,可考慮將其(qi)(qi)作(zuo)為重要(yao)的(de)可再(zai)生能(neng)源(yuan)新型利用技(ji)(ji)術,列入(ru)華夏銀行與世界銀行的(de)合作(zuo)項(xiang)目中予(yu)以支(zhi)持(chi)。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”