隨著石油、天然氣等化石燃料供應(yīng)日益緊張且價格昂貴,，生物質(zhì)燃料以其在節(jié)能減排,、綠色環(huán)保等方面的突出優(yōu)勢，成為能源界新寵,。目前國內(nèi)外研究,、應(yīng)用較多的幾種生物質(zhì)燃料主要有秸稈乙醇汽油、甜菜生物質(zhì)汽油,、纖維素生物質(zhì)汽油,、生物柴油、第二代生物柴油,、微藻生物柴油等,。
多年來,，中國石化積極推進(jìn)綠色低碳煉油技術(shù)開發(fā)，在生物航煤,、生物柴油,、乙醇汽油等生物質(zhì)燃料技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方面走在國內(nèi)前列，是國內(nèi)首家擁有自主生物航煤生產(chǎn)技術(shù)且具有批量生產(chǎn)能力的企業(yè),。2月28日,，中國民用航空局正式受理中國石化自主開發(fā)的1號生物航空煤油適航審定申請，標(biāo)志著國內(nèi)首次采用自主技術(shù)和自有裝置批量生產(chǎn)的生物航空煤油產(chǎn)品將嚴(yán)格按照適航標(biāo)準(zhǔn)全面開展適航審定,。
日前,，中國科學(xué)院、中國工程院院士,，石油化工科學(xué)研究院高級顧問閔恩澤接受記者專訪,，介紹世界生物質(zhì)燃料的研究和應(yīng)用情況以及我國發(fā)展生物質(zhì)燃料的前景，分析中國石化發(fā)展生物質(zhì)燃料的優(yōu)勢及著力點,。
現(xiàn)在,，石油、天然氣等化石燃料供應(yīng)緊張,，且價格昂貴,，人們尋找可替代能源的愿望日益強(qiáng)烈。生物質(zhì)燃料以其在節(jié)能減排,、綠色環(huán)保等方面的突出優(yōu)勢,，成為能源界的新寵。
目前國際上廣泛生產(chǎn),、利用的生物質(zhì)燃料有哪些,？它們有什么優(yōu)缺點？中國發(fā)展生物質(zhì)燃料的前景如何,？日前,，中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士,石油化工科學(xué)研究院高級顧問閔恩澤,，接受本報記者專訪,，介紹了生物質(zhì)燃料的研究和應(yīng)用情況。
閔恩澤院士介紹,，目前國內(nèi)外研究,、應(yīng)用較多的幾種生物質(zhì)燃料主要有秸稈乙醇汽油、甜菜生物質(zhì)汽油,、纖維素生物質(zhì)汽油,、生物柴油、第二代生物柴油,、微藻生物柴油等,。
新型汽油需要“中外合作”
含10%乙醇的秸稈乙醇汽油已在我國推廣應(yīng)用,。乙醇汽油與傳統(tǒng)汽油相比有很多優(yōu)點。比如它的辛烷值提高了,、含氧多,、燃燒充分，減少汽車尾氣一氧化碳排放35%以上,、碳?xì)浠衔锱欧?5%以上。生物質(zhì)生長過程,，還能吸收二氧化碳,。目前，已建有20萬噸/年以上,、以非糧作物木薯為原料的工廠在生產(chǎn)燃料乙醇,。
美國能源部投資10億美元，發(fā)展以秸稈,、農(nóng)林固體廢棄物,、城市生活廢棄物等多樣性纖維素為原料的秸稈乙醇工藝。他們采用基因改造的纖維素,，尋找更好的酶制劑,，建設(shè)高效率的生產(chǎn)廠。美國計劃,，到2030年,，秸稈乙醇供應(yīng)達(dá)到美國汽油總量的30%，約1.9億立方米,。預(yù)計秸稈乙醇生產(chǎn)成本降至0.53美元/升,，低于石油汽油。
發(fā)展秸稈乙醇前沿技術(shù)要立足已有每年萬噸工業(yè)規(guī)模工廠的基礎(chǔ),，與國外酶制劑公司合作,，先實現(xiàn)工業(yè)化，再把規(guī)模擴(kuò)大至10萬噸/年以上,，推廣應(yīng)用,。大規(guī)模發(fā)展秸稈乙醇，原料是關(guān)鍵,。要調(diào)研了解國內(nèi)的原料供應(yīng)情況,，同時研發(fā)利用這些原料的生產(chǎn)技術(shù)。酶制劑是基礎(chǔ),，要組織研發(fā)具有自己特色的酶制劑,。
最新一代生物質(zhì)車用汽油比乙醇汽油更有優(yōu)勢，比乙醇能量高,，使用更經(jīng)濟(jì),；不需要更新銷售系統(tǒng)和加油站,；不需要調(diào)整改動機(jī)。以甜菜為原料的生物質(zhì)汽油,，生產(chǎn)工藝包括原料預(yù)處理,、水相重整、堿催化聚合,、加氫脫氧,。2010年國外開始建設(shè)工業(yè)生產(chǎn)裝置。同時,，國外也在大力研究以纖維素為原料的生物質(zhì)汽油,。纖維素比甜菜等原料來源廣泛、價廉,。甜菜為原料,，已被國外專利覆蓋，采用纖維素為原料,，更有可能形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),。國內(nèi)對纖維素生產(chǎn)生物質(zhì)汽油的研發(fā)已經(jīng)開展，并取得一定進(jìn)展,。因此,，要重點突破，占領(lǐng)這一高科技發(fā)展前沿制高點,。
生物柴油大有可為
生物柴油是動植物油脂通過與甲醇反應(yīng)生產(chǎn)的清潔柴油,，不含硫和芳烴，燃燒后不產(chǎn)生顆粒物和硫化物,，不污染環(huán)境,，同時十六烷值高。
生物柴油是21世紀(jì)崛起的新興產(chǎn)業(yè),，全世界生物柴油產(chǎn)能已在3000萬噸/年以上,。目前，美國產(chǎn)能已發(fā)展到1093萬噸/年,、歐盟為1300萬噸/年,。國際上已經(jīng)制定完善了生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。這樣就保證了產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能始終如一,，發(fā)動機(jī)制造商也可以此為設(shè)計依據(jù),，增強(qiáng)用戶的信心。
我國生物柴油總產(chǎn)能約150萬噸/年,，近幾年產(chǎn)量30萬~50萬噸/年,，大多以廢棄油脂為原料。中國海油建設(shè)在海南東方的6萬噸/年生物柴油裝置，采用中國石化的SRCA工藝,，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn),，調(diào)成B5在海南的加油站銷售。
中國石化發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)有基礎(chǔ),。中國石化擁有完整的從小型到2000噸/年生物柴油中型試驗裝置,；擁有生物柴油質(zhì)量分析、模擬評定,、臺架試驗裝置以及行車試驗的經(jīng)驗,；擁有世界一流的、處理廢棄油脂原料的生物柴油成套技術(shù),，還擁有處理木本植物油和微藻油原料的堿催化蒸餾工藝,。此外，中國石化向科技部申請了“十二五”國家生物柴油重大支撐項目,，中國石化咨詢公司受國家能源局委托，正編制我國生物柴油行業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見,，這些都對中國石化發(fā)展生物柴油提供了有力的支持,。閔院士建議中國石化引領(lǐng)國內(nèi)企業(yè)通力合作，形成新興產(chǎn)業(yè),。
發(fā)展生物柴油,，原料是關(guān)鍵。我國榨油廠酸化油類廢棄油脂總量較大,。這類油脂的優(yōu)點是全年不分季節(jié)供應(yīng),、價格便宜。另一來源是從馬來西亞和印尼進(jìn)口棕櫚油廠的酸化油,，其優(yōu)點是質(zhì)量穩(wěn)定,，加工生產(chǎn)生物柴油，享受國家相關(guān)優(yōu)惠政策后能贏利,。動物油脂的來源豐富,，包括屠宰廢料、制革廠的豬皮油等,，一般價廉,。這是目前尚未利用的新原料來源。
在木本植物油方面,，利用我國山地資源豐富的特點,，開發(fā)麻風(fēng)樹、黃連木等木本植物油,，具有優(yōu)勢和特色,。近期應(yīng)調(diào)研了解現(xiàn)狀，研討如何加速發(fā)展,，何時能提供大量原料,。
微藻也能“點綠成金”
微藻是地球上最簡單的一種生物,，卻可能成為世界上最復(fù)雜問題的解決方案。所以,，世界各國政府均在大力支持研發(fā),，企業(yè)也在大力研發(fā)。如美國就制定了微藻生物柴油路線圖,，?？松梨?009年投資6億美元開展微藻生物柴油的研發(fā)。微藻生物柴油可以減排二氧化碳,，減少溫室效應(yīng),；生產(chǎn)生物柴油，減少對石油的依賴,；處理廢氣廢水,，保護(hù)環(huán)境。微藻生物柴油技術(shù)被譽(yù)為“一石三鳥”的技術(shù),。
微藻是光合效率最高的原始植物,，比農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)率高出數(shù)十倍，是自然界中生長最快的植物,。微藻可以生長在高鹽,、高堿的水體中，可利用灘涂,、鹽堿地,、沙漠進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。利用海水,、鹽堿水,、工業(yè)廢水等非農(nóng)用水進(jìn)行培養(yǎng)，可以不與農(nóng)作物爭地,、爭水,。微藻干細(xì)胞的含油量可高達(dá)70%，是最有前景的產(chǎn)油生物,；微藻培養(yǎng)利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳,，可減少溫室氣體的排放，還可吸收工業(yè)廢氣中的氮氧化物,，減少對環(huán)境的污染,；生產(chǎn)微藻生物柴油的同時，還能生產(chǎn)藻餅,，再加工成蛋白質(zhì),、多糖、脂肪酸等高價值產(chǎn)品，降低微藻生物柴油的成本,。
但是,，要大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)微藻生物柴油，還有漫長,、艱險的道路要走,。微藻生物柴油的生產(chǎn)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科,、多專業(yè)的集成,，投資巨大，目前生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石油柴油,；大型化(幾萬噸/年)生產(chǎn),，尚未實現(xiàn)，大型成套技術(shù)缺乏,；多個環(huán)節(jié)需要改善降低投資和生產(chǎn)成本,；發(fā)展微藻生物柴油的同時需要二氧化碳、陽光,、土地3種資源,。
要在微藻收集、濃縮,、破壁,、提油等方面取得重大突破,，簡化流程,、降低設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。在微藻的培育方面,，要利用基因工程來加以改造,，在含油量和生成速度上要有重大突破，這是微藻生物柴油發(fā)展的基礎(chǔ),。目前世界均在大力研發(fā),，這一期望有可能實現(xiàn)。
