生物質能研究現狀及未來發展策略
|
|
中國網／中國發展門戶網訊 生物質能是一種重要的可再生能源，直接或間接來自植物的光合作用，一般取材于農林廢棄物、生活垃圾及畜禽糞便等，可通過物理轉換（固體成型燃料）、化學轉換（直接燃燒、氣化、液化）、生物轉換（如發酵轉換成甲烷）等形式轉化為固態、液態和氣態燃料。由于生物質能具有環境友好、成本低廉和碳中性等特點，迫于能源短缺與環境惡化的雙重壓力，各國政府高度重視生物質資源的開發和利用。近年來，全球生物質能的開發利用技術取得了飛速發展，應用成本快速下降，以生物質產業為支撐的“生物質經濟”被國際學界認為是正在到來的“接棒”石化基“烴經濟”的下一個經濟形態。因此，系統梳理生物質能技術的發展現狀及趨勢，明確我國發展生物質能面臨的挑戰并制定未來策略，對推動我國生態文明建設、能源革命和低碳經濟發展，保障美麗鄉村建設、應對全球氣候變化等國家重大戰略實施具有重要意義。
生物質能發展現狀
隨著國際社會對保障能源安全、保護生態環境、應對氣候變化等問題日益重視，加快開發利用生物質能等可再生能源已成為世界各國的普遍共識和一致行動，也是全球能源轉型及實現應對氣候變化目標的重大戰略舉措。生物基材料、生物質燃料、生物基化學品是涉及民生質量和國家能源與糧食安全的重大戰略產品。2017?年，全球生物基材料與生物質能源產業規模超過?1?萬億美元，美國達到?4?000?億美元。美國規劃?2020?年生物基材料取代石化基材料的?25％；全球經濟合作與發展組織（OECD）發布的“面向?2030?生物經濟施政綱領”戰略報告預計，2030?年全球將有大約?35％?的化學品和其他工業產品來自生物制造；生物質能源已成為位居全球第一的可再生能源，美國規劃到?2030?年生物質能源占運輸燃料的?30％，瑞典、芬蘭等國規劃到?2040?年前后生物質燃料完全替代石油基車用燃料。
目前，世界各國都提出了明確的生物質能源發展目標，制定了相關發展規劃、法規和政策，促進可再生的生物質能源發展。例如，美國的玉米乙醇、巴西的甘蔗乙醇、北歐的生物質發電、德國的生物燃氣等產業快速發展。
經過多年的努力，我國科學家也在生物質能源的幾個研究領域中占據國際領先或者齊平的地位。在國家相關經費尤其是中國科學院戰略性先導科技專項的支持下，中國科學院以具有顛覆性特色的木質纖維素原料制備生物航油聯產化學品技術、支撐國家燃料乙醇和生物質燃料產業發展的農業廢棄物醇烷聯產技術為核心，突破關鍵技術并進行工業示范。針對低值生物質資源的高值利用難題，已建立了國際首套百噸級秸稈原料水相催化制備生物航油示范系統（圖?1），產品質量達到?ASTM－D－7566（A2）標準，并擬于近年建成國際首套千噸級示范系統、千噸級呋喃類產品／異山梨醇的中試與工業示范、30?萬噸秸稈乙醇及配套熱電聯產工業示范、年千萬立方米生物燃氣綜合利用與分布式供能工業化示范工程等一批體現技術特色、區域特色和產品特色的示范工程，進一步強化保持我國以上生物質能領域技術創新的國際領先地位。
圖 1 國際首套百噸級秸稈原料水相催化制備生物航油示范系統