转载来源:学术前沿杂志 李十中|以生物制造筑牢国家能源安全新防线 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMDczMTA2NA==&mid=2247494897&idx=7&sn=f0147ad2c88ea5597a6493b4bb0addbd&scene=45#wechat_redirect
作者简介
李十中,浙江清华长三角研究院氢能中心首席科学家。研究方向为用生物质生产能源与材料的生物化学与热化学转化技术,主要著作有《中国可再生能源发展战略研究丛书:生物质能卷》(编著)、《Distinct structural modulation of photosystem I and lipid environment stabilizes its tetrameric assembly》(论文)等。
摘要
加快构建自主可控、安全可靠的能源保障体系,是我国加快能源强国建设、推进中国式现代化的必然途径。实践表明,发展生物制造,是实现从燃料到材料,多方位摆脱化石能源路径依赖的重要举措。在替代石油的技术选择上,有电合成燃料与生物基燃料两种路径。而生物燃料是目前唯一可大规模取代石油的可再生燃料,其中主要原料是以农林剩余物为代表的木质纤维素生物质和利用边际土地种植的能源植物,具备替代大部分进口石油的潜力。在系统设计层面,可采用热化学或生物化学转化技术处理生物质做原料,把传统煤化工厂和炼油厂改造为现代生物炼厂。发展生物质能源替代原油,兼具经济效益显著、就业带动能力强、减排效果突出等多重优势。为此,发展生物质能源产业,应采取综合性措施加以谋划和推进。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》提出了培育壮大新兴产业和未来产业,并从发展壮大新兴产业、前瞻布局未来产业、完善产业创新发展生态三方面作出具体部署。其中,前瞻布局未来产业强调,推动生物制造、氢能和核聚变能等成为新的经济增长点。
生物制造就是采用生物技术,以本土生物质资源为原料,生产燃料、材料、化学品和药品。发展生物制造,能够很好地平衡发展生物能源、控制气候变化与确保粮食安全之间的关系。当前,生物制造产业发展重点已从起步时的生物医药,转移到生物燃料和生物基产品,其中心逻辑是通过生物制造实现“以绿替黑”(以绿色的生物能源替代黑色的石油),构建自主可控的能源体系。
国家能源局数据显示,2025年,我国自产原油2.16亿吨,进口原油5.78亿吨,对外依存度达72.7%。确保长期的国家能源安全成为当务之急。生物制造可实现从燃料到材料,多方位摆脱化石能源依赖。一方面,液体生物燃料(如燃料乙醇、生物柴油)可直接使用,或与汽油、柴油掺混使用;另一方面,塑料、橡胶、化纤及其他化学品,也能通过生物制造升级或替代。实践中,部分材料已实现规模化量产。保障能源安全对生物质能源的开发提出了新的要求,未来应积极发展生物制造产业,筑牢国家能源安全防线。
我国石油消费结构与替代策略
石油有国民经济和工业发展“血液”的美誉,既是交通运输行业的燃料,又是化学工业的原料。根据石油炼化产品的基本构成,以及国家统计局与行业权威机构发布的数据,2024年我国主要油品及化工原料的生产和消费情况如表1所示。用于交通运输的液体燃料占石油消费量的69.2%,石脑油、液化石油气主要作为化工原料使用,占比22.1%,沥青占比8.7%。鉴于运输燃料在石油消费中占比最大,本文将从生物燃料入手探讨石油替代路径。
表1 2024年我国主要油品及化工原料的生产和消费表
来源:作者自制
尽管混合动力汽车和插电式混合动力电动汽车等新能源汽车,可以显著降低汽油需求,并且已被广泛使用,但实践中仍面临一些问题。纯电动汽车需要的电池材料,远超混合动力或插电式混合动力汽车,自身发展存在障碍。除了续航里程受限、配套基础设施不完善、清洁电力来源不足、整车重量大加剧道路磨损、电力系统难以应对高峰用电等问题,电池供应链也面临诸多挑战,制约新能源汽车的长远发展。
首先,电池所需的稀有金属成本高,且价格会随着新能源汽车更大规模的推广而持续上涨。其次,虽然中国目前在稀土供给上占据主导地位,但在电池材料的关键金属矿产(如锂、钴、镍)端,仍高度依赖进口。再次,稀有金属总量有限,且开矿周期较长,从矿体勘探,到矿山建成投产的漫长周期,难以满足全球新能源汽车发展需求,向纯电动运输系统转型存在实际困难。又次,稀有金属矿石的开采、运输和加工,都需要消耗大量的化石燃料。随着时间的推移,化石燃料供应趋紧和价格走高,会进一步传导至电池产业链,推高电池整体生产成本。
受制于常温超导技术的瓶颈,电能的储存和运输成本高昂。相较而言,液体燃料的储存和运输环节具备成本优势。因此,行业发展的方向并非摒弃液体燃料,而是着力实现可再生液体燃料的规模化量产。石油是由碳(C)和氢(H)两种主要元素构成的烃类混合物。实现替代石油的目标,可以采用可再生碳和氢,合成烃类液体燃料,替代化石基的碳和氢。
第一条技术路径是电合成燃料。借助空气碳捕捉技术获取二氧化碳(CO2),加上绿电电解水制得的氢气(H2),进而合成可持续航空燃料(SAF)等烃类液体燃料。但该路线现阶段成本过高。一方面,空气中的二氧化碳浓度仅0.4%,即使是烟道气中的二氧化碳含量也只有10%~15%,直接碳捕集难度高;另一方面,风光发电配套电解水制氢的成本同样居高不下。仅2025年上半年全球宣布终止或搁置的大型绿氢项目,涉及金额就高达数百亿美元,停建产能超过百万吨。所以电制液体燃料(PtL)技术尚需通过技术突破,大幅度降低成本后,方可具备商业化生产条件。
第二条技术路径是生物基燃料。以生物制造技术制备烃类液体燃料,替代石油烃。以生物质为原料的生物制造过程分为两类:一是生物化学法,通过常温、常压条件下的生物转化,得到各类生物燃料;二是热化学法,通过热解转化,获得生物燃料,虽然反应涉及高温、高压条件,但所需的能量主要由生物质自身供给。与风能、太阳能不同,以烃类液体燃料为代表的生物质能源,优势在于能以实体形式替代化石燃料,而且价格不受地缘政治影响,供应稳定。此外,植物通过光合作用从空气中吸收二氧化碳,合成生物质,经生物或热化学转化为燃料,再以燃烧的方式,将最初从大气中固定的二氧化碳返还至大气,全生命周期不会净增加大气中的二氧化碳浓度。所以,使用生物燃料既能减少化石能源的消耗,又能减排二氧化碳。
生物燃料是目前唯一可大规模取代石油的可再生燃料,主要产品是燃料乙醇和生物柴油,全球年产量约1.4亿吨,包括9620万吨燃料乙醇,4300万吨生物柴油,112万吨可持续航空燃料(SAF)。全球已有65个国家和地区推广使用乙醇汽油,掺混比例从5%(E5)到85%(E85)不等。原油除了作为运输燃料,还是现代化学工业最关键的基础原料之一,是数千种化工产品的源头。生物质可通过热化学法或生物化学法等多种技术手段,转化为化工产品的基础原料,替代原油,实现化工产品的绿色化、低碳化、可持续化生产。
目前,全球生物基高分子材料产量已突破4170万吨,占全球三大合成材料总产量的8%。巴西布拉斯科公司(Braskem)用甘蔗乙醇脱水生产乙烯,比传统石油基乙烯节能80%。日本住友化学(Sumitomo Chemical)乙醇一步法脱氢制丙烯技术实现产业化,开启聚丙烯绿色生产实践。我国的安徽丰原集团可生物降解塑料聚乳酸产量已占全球产量的25.6%。
但上述生物基产品大都以碳水化合物或植物油为原料,难以满足化石基产品市场的庞大替代需求,甚至可能危及全球粮食安全。而以农林剩余物为代表的木质纤维素生物质,每年产生量巨大,除了秸秆、林业剩余物,还包括各类能源作物(如甜高粱、巨菌草、芦竹等),甚至藻类(如海带),均可作为石油的替代原料,满足人类可持续发展的需求。
生物质替代石油的系统设计
木质纤维素生物质(农林剩余物、能源植物)既是地球上生物质的主要形态,也是唯一足以替代原油的可再生碳原料和部分氢原料。但生物质是碳水化合物,元素组成中约含碳48%、氢6%,氧40%以上,能量密度低、无效氧成分含量高。与碳氢化合物结构的石油相比,生物质在热力学性质、储运方式、输送设备、加工工艺、商业模式等方面都存在巨大差异,不能直接套用现有石化产业的模式。因此,生物质能源在技术层面需重点解决脱氧难题,在生产运营层面则要应对低能量密度生物质储运成本高、加工效率低等挑战。
石化行业靠管道输送原料,且石油、天然气不受地域、气候的影响,规模效应明显,行业普遍追求扩张型发展方式。但生物质生长和自身流动性差,只能依靠车辆运输,且原料能量密度低、含水量高、原料分散,收集、转运还受地域、气候等条件制约。因此,生物质储运必须遵循“分散与集中相结合”的原则,采用轴辐式(Hub and Spoke)物流模式,克服运输效率低的缺点,严格控制运输成本,使其不超过原料总成本的15%。
具体来说,可先就近分散预加工生物质原料,将其转化为可以经济地长途运输、方便储存的初级产品,如甲醇、乙醇,乳酸等。或者压缩成生物颗粒,大幅提高其能量密度,以增加运输半径。再将初级产品集中运输到“生物炼厂”进行后续加工。此类生物炼厂可新建,亦可依托现有正在转型的煤化工厂或石油炼厂,在现有设备基础上稍加改造、微调工艺,就能实现生物基烃类产品的规模化生产。
采用热化学转化技术的生物炼厂。在生物制造烃类产品的热化学转化过程中,生物质可提供烃中的碳源和转化过程所需的能源,还能利用自身碳元素,通过与水的气化反应原位生成烃类产品所需的氢。传统的生物质热化学转化工艺和煤化工一样,先气化得到合成气,如反应式(1);可用合成气生产甲醇,再由甲醇合成烯烃(MTO);亦可由合成气经F-T合成直接生成烷烃类油品,如反应式(2)。
C + H2O → CO + H2(合成气) (1)
(2n+1)H2 + nCO → 烃CnH(2n+2) + nH2O (2)
但是,生物质含氧高达40%以上,氧属于能源转化过程的无用组分,既消耗生物质体系内的碳和氢,生成惰性的水和二氧化碳等组分,又降低合成气中有效成分,此外含氧副产物增多还会加重气体净化负荷,影响全流程生产效率,这就是当前以秸秆为原料生产的绿色甲醇成本居高不下的根本原因。因此,生物质气化前,必须先预处理,也就是脱氧。采用生物质热分馏(Biomass Thermal Fractionation, BTF)技术脱氧效率高,在无氧条件下对生物质加热,以一氧化碳(CO)、醛、酚等形式脱除生物质中的氧元素和挥发分,得到热值3000Kcal/Nm3~4000Kcal/Nm3的生物可燃气;固相则是热值5000Kcal/kg~7000Kcal/kg的生物炭,如反应式(3)。
CH1.44O0.66 → C+生物可燃气(CO,H2,CnHm,…) (3)
通常情况下,1吨绝干生物质经BTF处理后,约产出300Nm3可燃气和300公斤脱氧生物炭。脱氧后的生物质(生物炭)的性质和煤相近,灰分含量<5%,气化后合成气中有效组分大于80%,1.2吨~1.5吨生物炭即能生产1吨甲醇,优于原煤的气化效果。
我国现有煤制甲醇产能8000多万吨/年,煤化工厂为实现“双碳”目标,在向非化石能源转型的过程中,将最大限度地利用现有设施和技术,降低转型成本。如果以BTF脱氧后的生物炭作为煤化工厂原料,仅需调整部分工艺参数,就可实现可再生甲醇的生产。煤化工厂用生物炭可生产甲醇再制烯烃,也可直接由合成气F-T合成烷烃,逐步转型到生物炼厂。实现全流程无碳排放,还需要绿色的电力和热源,其中电力可以从电网接入风光电等可再生电力,热源则可依托BTF脱氧过程产生的生物可燃气或生物质锅炉提供,或利用高温核反应堆产生的余热。
显然,针对原料分散地区,BTF脱氧产气制炭应采用分布式工厂模式,降低原料储运成本。生物燃气可就近用于供热、采暖、局部发电等场景,生物炭则集中运输到煤化工厂转型而来的中心生物炼厂;对运输半径不超过100公里的地区,可相对集中建设BTF装置,集中可燃气为零碳园区供应绿色蒸汽和电力,或为当地陶瓷、水泥工厂供应绿色燃气,减排二氧化碳并降低企业生产成本,炭再运到生物炼厂;亦可将生物质压缩成生物质颗粒,直接送到一体化生物炼厂,BTF处理得到的可燃气为工厂提供热源和电力,炭则送入气化炉制备合成气,再进一步加工成替代石油的前体产物及生物烃类产品。从生物质储运、脱氧预处理到生物烃的热化学生物转化系统如图1。
来源:作者自制
图1 从生物质到替代石油烃类产品的热化学转化系统图
采用生物化学转化技术的生物炼厂。生物质主要成分是碳水化合物,组分特性适配生物化学转化工艺。但需先将木质纤维素中的纤维素、半纤维素酶解成葡萄糖、木糖等可发酵糖,再发酵(生物合成)为醇类、酸类等前体产物,如式(4)。而甜高粱、菊芋、甘蔗等含糖能源作物,无需经过复杂的预处理和酶解处理,可直接利用自身所含的葡萄糖、果糖等糖源,发酵生成烃类前体。在生物化学转化过程中,生物质是生产烃类的碳源,但不是热源,也不是烃中氢的主要来源。因此,前体产物再合成为替代石油的烃类的步骤,需要外部输入氢源和能量。氢一方面可脱除前体产物中的氧元素,另一方面可补充用来生产饱和烃类所需的氢,如式(5)。生产过程所需外来能量的最佳选择为核能,利用核反应堆产生的高温工艺热或电力还可电解水制氢,相较于分散且波动性强的风光发电,核反应堆不仅能提供稳定集中的电力,更能满足连续化生产的需求。
CH1.44O0.66→糖C6H12O6→ 前体(CxHyOz) (4)
(CxHyOz)+H2+热→烃CnHm+副产物(CO2,H2O) (5)
常规炼油工艺受馏分切割与反应机理限制,中间馏分的航空煤油产出比例较小,保证航空燃料供应,就必须同比例产出汽柴油。而炼油厂转产可持续航空燃料(SAF)具备现实基础,生物柴油加氢,乙醇脱水-齐聚-加氢,甲醇制烯烃-齐聚-加氢等工艺,都依托炼油行业现有最普通的加氢装置开展。从生物质或能源作物储运、生产前体产物,到生物烃的生物制造系统如图2。
来源:作者自制
图2 从生物质到替代石油的烃类产品的生物化学转化系统图
生物质替代石油的具体路径与模式
生物质是生物制造产业的重要组成部分,其与化石燃料类似,既能为各行业提供能源,也能通过生物制造替代石油产出各类化工产品。目前全球经济60%的物质投入在生物(木材或食品)与非生物(水泥或塑料)材料方面,都可以用生物手段生产或替代。
我国在生物能源领域的发展水平已居世界前列:全国已投产绿色甲醇产能49.6万吨/年,绿色甲醇正在从“示范探索”向“规模化量产”迈进。生物质溶剂分馏技术已开展规模化实践应用,该工艺不产出生产废水,把传统的碱液预处理,改为溶剂循环利用工艺,实现生物质资源全组分、高值化闭环应用;秸秆生产乳酸技术取得突破,聚乳酸的成本显著降低;连续固体发酵生产甜高粱秆乙醇技术建成示范产业链,有效缩短发酵时间,无发酵废水排放,乙醇收率高,直接增加农民收入;能源作物育种方面也实现了技术突破,高粱耐盐碱育种改良实现增产;乙醇制航煤技术显著降低航煤生产成本,为传统石化企业绿色转型,提供成熟技术方案。
我国生物质资源丰富:每年可产生8.7亿吨农作物秸秆,3.8亿吨林业剩余物,30亿吨畜禽粪便,2亿吨可生物利用的生活垃圾;此外,我国还有大量边际土地,包括5亿亩盐碱地、2.2亿亩沙荒地、3亿亩重金属污染耕地,可以种植甜高粱、巨菌草、芦竹等高产、耐贫瘠的能源植物。丰富的生物质资源,结合持续的生物制造技术创新,使生物质能源替代石油已具备现实条件,具体替代路径见表2。
表2 由生物基C1-C6化合物衍生出的替代化石能源产品
来源:作者自制
生物质经各类转化工艺生成的前体产物,可进一步经化学反应生产替代石油的液体烃类燃料和高分子材料。以化石烃类燃料平均热值11000Kcal/kg为能量标准,选取生物烃前体产物甲醇(热值4650kcal/kg)和乙醇(热值6560kcal/kg),评估生物质替代进口石油的可行性。在生物质原料供应方面,沙荒地适宜种植兼具原料供给与生态修复功能的多年生能源植物,包括巨菌草、芦竹等能源草,以及沙柳等固沙灌木;盐碱地则适合种植甜高粱等兼具耐盐碱、抗旱、耐涝特性的作物。其中能源草仅提供木质纤维素,而甜高粱不仅产高粱米,而且茎秆含糖丰富,可通过生物化学转化生产乙醇、乳酸等衍生物前体,转化剩余物还可作为反刍动物的优质饲料。
农林剩余物(8.7亿吨秸秆,3.8亿吨林业剩余物)总量为12.5亿吨,2.2亿亩沙荒地种植能源植物的年产量可达5亿吨,两者合计可利用的木质纤维素总量为17.5亿吨。根据现有技术成熟度、市场需求和化石燃料替代目标,各类生物质资源分流利用方案如下。
生物化学法:以1亿吨秸秆为原料,用纤维素和半纤维素酶解得到的葡萄糖、木糖,生产2500万吨聚乳酸,预处理分离出的木质素可产沥青2500万吨。
热化学法(溶剂分馏):以2000万吨秸秆生产800万吨溶解浆作为莱赛尔人造纤维原料,副产的750万吨木质素炭用于生产500万吨甲醇。
热化学法(生物质热分馏):将其余16.3亿吨生物质脱氧为生物炭,进入向生物炼厂转型的煤化工厂,气化得到合成气,折合甲醇3.26亿吨。
30亿吨畜禽粪便和2亿吨可发酵生活垃圾,采用生物化学法,厌氧发酵生产沼气,沼渣用作有机肥。按1吨畜禽粪污产30Nm3、1吨生活垃圾产100Nm3沼气保守估算,合计可年产1100亿Nm3沼气,以及4.45亿吨有机肥。沼气可直接干式重整得到合成气,如式(6),进而合成甲醇,则1500Nm3沼气可生产1吨甲醇;亦可混合重整得到合成气,如式(7),则1000Nm3即可生产1吨甲醇。按混合重整核算,上述沼气资源合计可生产1.1亿吨甲醇。
CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO (6)
2CH4 + CO2 + 2H2O → 3CO + 6H2 (7)
利用5亿亩盐碱地种植甜高粱,保守估算亩产200公斤高粱米、5吨糖锤度17.5%鲜秆,可产1亿吨高粱米和25亿吨甜高粱秆。固体发酵甜高粱秆可将其所含的糖转化为乙醇,分离乙醇后的酒糟营养成分与青贮玉米相同,而且干物质消化率为71.8%,比青贮玉米(56.6%)高15.2%,用作饲料可使肉牛日增重1.1公斤~1.3公斤。甜高粱固体发酵生产乙醇/饲料模式如图3。
来源:作者自制
图3 甜高粱固体发酵生产乙醇/饲料技术路线图
根据《秸秆饲料化利用提升行动方案(2025—2030年)》,计划到2030年,全国秸秆饲料化利用率突破30%,对应用量为2.61亿吨。如果将30%饲料化应用的秸秆用于生产能源,可通过甜高粱酒糟弥补秸秆饲料缺口,保证饲料供应。考虑到青贮饲料在适口性、消化率方面的优势,1吨含水70%甜高粱酒糟饲料,相当于0.5吨饲料化秸秆。按糖锤度17.5%计算,18吨甜高粱秆产1吨乙醇和10.7吨含水70%替代青贮玉米的酒糟饲料,相当于5.35吨秸秆。1.75亿亩甜高粱生产4880万吨乙醇,副产的酒糟替代饲料化利用的2.61亿吨秸秆。通过调整种植结构,将现有的5380万亩青贮玉米调整为甜高粱,除提供1793万头牛饲料外,还能实现能饲兼收,再生产1800万吨乙醇,进一步提高农民收入和土地产出效益。
采用甜高粱固体发酵生产乙醇/碱蒸馏联产纤维素乙醇技术,把除满足饲料需求以外的酒糟也加工为乙醇,如图4。3.25亿亩甜高粱则采用碱蒸馏联产纤维素乙醇模式,可生产1.535亿吨乙醇。
来源:作者自制
图4 甜高粱秆固体发酵生产乙醇/碱蒸馏联产纤维素乙醇流程图
甜高粱还具有吸收重金属的特性。在污染土壤上种植甜高粱,其生长过程吸收土壤中的镉等重金属,由于甜高粱高达3米以上,重金属主要累积在甜高粱茎秆中,高粱米符合食品安全标准做粮饲,茎秆燃烧发电,并从燃烧后所得的灰中回收重金属,如图5。种植甜高粱修复3亿亩重金属污染耕地,可生产乙醇8333万吨、发电1250亿Kwh、高粱米6000万吨。
来源:作者自制
图5 甜高粱两次能源利用治理重金属污染耕地工艺流程图
进口5.78亿吨石油可炼出4亿吨运输燃油,按汽柴煤热值平均11000kcal/kg计算,总热值4400万亿kcal。利用已知生物质资源和现有技术,可生产3.04亿吨乙醇、4.41亿吨甲醇、1800万吨聚乳酸塑料、800万吨莱赛尔人造纤维、700万吨聚乳酸纤维以及2500万吨沥青。用生物质能源产品替代对应的进口石油炼制产品,具体情况如图6。
来源:作者自制
图6 已知生物质资源对5.78亿吨石油的具体产品替代
发展生物质能源替代原油的显性优势
发展生物质能源产业,是践行绿水青山就是金山银山理念,实现降碳、减污、扩绿、增长的有效途径。把农林剩余物、畜禽粪便、生活垃圾转化成替代石油的生物烃类燃料;利用沙荒地、盐碱地种植能源作物,同时恢复生态,既保护了绿水青山,又建起了金山银山,实现生态效益与经济效益协同提升,释放生态与经济双重价值。
经济效益显著。按目前市场价格核算,用生物质能源替代石油,可实现年产值约4.99万亿元。未来生物质能源产业年产值叠加进口石油费用节约额,整体经济收益可达7.11万亿元。
就业带动能力强。生物质能源产业还能够提供大量就业机会,据估算,农林剩余物和能源草加工、煤化工转型生物炼厂、畜禽粪便及垃圾处理、甜高粱乙醇等环节,合计可创造4898万个就业机会。
减排效果突出。生物质具备吸碳聚能特性,经过生物制造转化为替代化石能源可再生烃类,可大规模减排二氧化碳。根据原油的折标系数1.4286千克标准煤/千克计算,加上开采石油所产生的排放量,消费每吨原油会排放3.93吨二氧化碳。用我国本土生物质资源生产烃类燃料,替代进口的5.78亿吨石油,相当于减少了20.75亿吨碳排放转移。
生物能源结合碳捕集与封存(Bioenergy with carbon capture and storage, BECCS)被认为是控制全球升温1.5℃的主要负排放技术(negative emission technology, NET)。2026年3月5日《科学》(Science)杂志刊发的研究指出:如果全球18%的陆地乘用车使用生物燃料,到2050年,就可以实现年减排20亿吨二氧化碳。如果在上述产品的生产过程中,加上碳捕集与封存,将实现负碳排放。植物地下根际碳为1年~3年中期碳汇,加上土壤有机碳,就是土壤碳汇增量,亩产5吨甜高粱茎秆的土壤碳汇增量为660公斤/亩,5亿亩甜高粱土壤碳汇增量为3.3亿吨。
生物质能源产业以农林剩余物、畜禽粪便、生活垃圾为原料,杜绝了焚烧秸秆造成的大气和污水污染。能源植物能够恢复生态,有助于提升应对全球气候变化能力。发展生物质能源替代原油,可以为美丽中国建设提供绿色动能。
生物质能源产业发展的政策建议
生物质能源集成了可再生能源的各种优势,是清洁、低碳、安全、高效的新型能源体系的主体,有助于实现“协同推进降碳、减污、扩绿、增长,积极应对气候变化”的目标,有利于推进能源强国建设。鉴于碳水原料与碳氢原料的巨大差异,发展生物质能源产业,应采取综合性措施加以谋划和推进,具体如下。
健全强制应用机制,推行产品配额制度。从政策层面推动生物质能源强制使用要求,根据产能情况实行配额制。如全国范围内汽油添加10%乙醇,柴油添加5%生物柴油,航空煤油添加2%可持续航煤SAF,航运公司2%船舶使用绿色燃料,塑料、橡胶、化纤三大合成材料中5%为生物基材料等。打通生物质能源产品消纳渠道,并逐步提高比例。
明确统筹管理部门,指导产业融合发展。制定并完善生物制造产业发展规划和相关政策,落实资金支持、市场准入等激励措施。设立国家科技专项,重点突破关键核心技术,建立生物烃类燃料替代石油产业化技术体系;协调秸秆利用结构,提高能源化利用比例;在高标准农田建设、粮改饲、饲料用粮减量替代、农机“优机优补”等已有计划中,酌情安排资金支持能源植物种植与产业化项目。
建设国家级生物质生物化学和热化学转化技术创新平台。具体包括:依托热化学转化技术,以一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)为原料的碳一(C1)生物烃类燃料研发中心;依托生物化学转化技术,基于乙醇的碳二(C2)生物烃类燃料研发中心。围绕从生物能源植物育种、种植、收割机械、储运,到加工转化为前体产物、后续替代石油基产品的合成等全链条开展技术研发,为培育新质生产力提供技术支撑。
提升应对全球气候变化能力,开拓国际高值创汇新市场。多部门联动,积极主导制定绿色产品国际标准、规则,深度参与气候变化国际交流活动,为技术、装备、航空和海运生物燃料出口奠定基础。
培育潜在能源植物产业,建立耕、种、管、收、储运全流程标准规范。将甜高粱纳入国家作物和牧草饲草年度统计,在种质资源收集保护评价、现代常规育种及生物技术育种、多种栽培模式的研究推广等方面,给予政策支持和资金保障;鼓励芦竹等能源植物育种、高效栽培、收储运能源产品研发,培育从能源植物种植到多种能源产品加工企业的全产业链,构建现代化、规模化利用盐碱地及荒漠土地资源的生物质能源新业态。
文章来源:《学术前沿》杂志2026年第7期(注释从略)
原文责编:李思琪
原文美编:周群英
新媒体责编:梁丽琛
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