科学生物燃料解决能源供应紧张之困,寒潮中谋变

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生物柴油,寒潮中谋变
提要:各国积极探寻减排的新方式,生物柴油作为被寄予厚望的种子选手参与竞争。生物柴油是生物质能的一种,有良好的润滑性、硫含量低,可部分添加到石化柴油中。

目前,生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料,如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下,生物燃料受到各国政府的高度重视。

科学,据美国能源信息署发布的数据显示,2015年8月份美国生物柴油产量为1.23亿加仑,比7月份增长200万加仑。看来生物柴油不负众望发展相当迅猛,但是将目光投向中国,却是另外一番景象:全国生物柴油生产厂家50多家,总产能超过350万吨,相当于美国一个月的实际产量。现产能超过10万吨的生物柴油企业有16家,最大规模为30万吨。但从产量上看,产能利用率仅在20%—25%。中国的生物柴油正在经历着冰火两重天,在寒潮中探索发展路径是所有从业人员的共识。国家“千人计划”专家,中国科学院过程工程所研究员杨传芳表示,我国生物柴油的问题主要集中在原料和成本上,行业要发展就必须依靠政策扶持,形成规模才是唯一途径。

欧盟委员会积极推进生物燃料发展,制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8%的目标。2011年8月16日,美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划,由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展,此外美国还通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料,具体比例是柴油中添加2%的生物柴油,汽油中添加5%的燃料乙醇。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3%的原料是来自可再生资源,并且比例将逐年提高。据国际能源机构的数据,2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶,2011年降至181.9万桶。

能源结构转型升级一直是一个长盛不衰的话题。我国长期以来处于“富煤贫油少气”的现状。统计数据表明2001—2006年间,我国每年一次性能源的消费比重均在90%以上,而风能,太阳能,生物质能等新能源的利用率仍然很低。能源结构的恶化带来的是对国家安全的忧虑——当国内石油开采枯竭或者国际战争爆发、海外进口渠道被封锁,我们是否还能正常生产、生活?

前瞻产业研究院发布的《2012-2016年中国生物燃料行业深度调研与投资战略规划分析报告》显示,中国在生物燃料方面的政策扶持相对较晚,近年随着政府的重视,生物燃料技术迅速提高,市场竞争日趋激烈。截至2010年底,我国生物质固体成型燃料年利用量为50万吨左右,非粮原料燃料乙醇年利用量增加20万吨,生物柴油年产量为50万吨左右。

杨传芳认为,这样的忧虑正是我国制定能源政策的比中国更早经历工业遗病的欧洲,早在九十年代就开始了相当于国V标准柴油的尝试,现已全面普及,美国也在2006年开始全面推广路上行车用的高品质超低硫含量的柴油。中国目前正在进行全国范围内推广国IV标准的工作,计划在2017年在全国范围内需要实现国IV标准;同时北上广深江浙沪等大规模城市开始试点推广国V标准,计划2018年1月开始全国需要推广国V标准。这样看来,即使我国准时完成国家制定的计划,也比美国晚了12年的时间。怎样在严峻的减排形势下达到油品升级和结构调整,是摆在中国面前的一个重大问题。

根据《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十一五”规划》,国家确定的“十一五”生物质能的发展目标为:到2010年,生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨,增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨,生物柴油年利用量达到20万吨。可见我国生物燃料的发展规模距离之前的规划相去甚远,生物质固体成型燃料只完成了1/2,非粮燃料乙醇则仅完成了既定目标的10%左右。

生物柴油的出现,为问题的解决寻找到了一种可能的方案。杨传芳分析,生物质柴油油脂含量少、硫氧化物和颗粒物排放量低,加之本身具有可降解性,所以是不可多得的环境友好型的能源。“中国发展生物质柴油,将会在一定程度上摆脱对进口原油的依赖。同时庞大的生物质柴油产业链,将会为中国创造大量的就业机会。”

总的来说,我国“十一五”期间生物质能源的利用出现“虎头蛇尾”的情况,究其原因主要是国家产业扶持政策没有跟上。根据国家发改委发布的《可再生能源发展“十二五”规划》,未来我国将继续大力发展替代能源。到2020年,我国生物燃料乙醇年利用量将达1000万吨,生物柴油年利用量达到200万吨,总计年替代成品油约1000万吨。为了“十二五”期间不重蹈覆辙,我国有关部门正在积极制定应对措施。

不止杨传芳,大部分从事燃油工作的人都嗅到了这匹黑马奔驰而来的气息,更有人将之誉为最有可能替代石油的燃料。杨传芳却不以为然:“生物柴油的环保性是毋庸置疑的,但需要正确认识的是,生物质能源只能对环境改善起到部分作用,但是不会起主要作用,我不认为生物柴油能完全替代石油燃油,因为在很长一段时间内,生物柴油的量产规模完全达不到化石柴油的规模。”他分析,出现这样说法的原因是生物柴油和化石柴油在粘度、密度等特性上十分接近,同时生物柴油还具有可降解性、硫氧化物排放低等优势,所以一部分人先入为主妄加揣测。杨传芳预测,在未来生物柴油会部分替代传统柴油的使用,达到5-10%的市场占比。

前瞻产业研究院生物燃料行业研究小组表示,由于化石能源的有限性,开发新型能源已上升为各国的能源战略。目前全球原油可采年限约为46年,而我国石油可采年限仅为15.62年。发展替代能源是解决我国能源供应紧张问题的有效途径。虽然由于原料短缺及价格高涨等原因,目前我国生物柴油的产能利用率较低,有些企业处于部分停产甚至完全停产状态,但随着国家产业扶持政策的出台,“十一五”期间生物燃料“先热后冷”的局面将不再出现,生物柴油行业必将得到长远的发展。

在广阔前景下,中国面临着特有的问题。生物柴油的原料主要来自于含油脂农作物,包括亚麻、大豆、橡胶籽、蓖麻、棉籽、油菜、麻风树、小油桐等,对油料作物的需求可谓巨大;但中国人口已突破14亿,虽然国土辽阔但是耕地面积有限,常年来严守着18亿亩的耕地红线,这决定着我国不能使用主粮作物作为生物质能源原料,生物柴油就必须为解决温饱的国本问题让道。我国针对植物生长特性、培育和分布方面都有阶段性的研究成果,但是还不具备规模化和商业化为生物柴油提供原料的条件。由于长期以来原料的问题得不到解决,生物柴油并没有形成大规模的生产能力,而生物柴油企业走不出“积弱积贫”泥沼。

据杨传芳介绍,2000年之后的10年是生物柴油产业发展的黄金时期,并在山东、河北、江苏、广东一带形成了小规模的生产基地,并形成了BD100的行业内部标准,国家乘势而上,制定了一些补贴政策。但是原料供应问题的长期悬而未决,加之全球油价近期持续走低,进一步压缩了生物柴油的利润空间。“产业长期处于亏损、疲软的状态,国家政策逐渐减小对生物柴油的扶持直至消失,产业继续恶化甚至出现企业停产、破产,生物柴油陷入了一个恶性循环。”解决生物柴油产业困境,最核心的问题在原料,除了大规模、产业化的种植非粮作物外,国内相关的从业人员进行了长期的市场调查,希望能够找到更可行的解决方案。

这时地沟油剑走偏锋出现在了人们的视野之中。“生物柴油除了可以通过植物榨取之外,还可以从餐厨废油中提炼出来。”据杨传芳介绍,因为饮食习惯和人口基数,我国每年消耗食用油2252万吨,其中会有10%成为地沟油。“目前对地沟油的处理方式一般是经过小作坊加工变成食用油再次回到餐桌,但是经过这样处理的油对人体的危害是相当大的。中国应该瞄准地沟油,大力发展地沟油做生物柴油原料这一路径,这样不仅可以很大程度上缓解生物柴油的原料困境,更能控制食物的卫生水平,实在是一石二鸟之举。”

杨传芳为我们算了一笔经济账:以全国每年使用1.5亿吨动力柴油为基准来计算,如果添加5%的生物柴油,那么对生物柴油的硬性需求就可达到750万吨,这对生物柴油的硬性需求就已经达到相当的规模,可以在全国围绕大型城市建设100—200个生物柴油生产厂。以武汉为例,武汉每年废弃油脂量达到13万吨,如果将这13万吨地沟油全部回收作为生物柴油原料,那么可以在武汉建设一个年产量10万吨的生物柴油厂。全国还有很多同武汉规模相当的大型城市,那么可以预见通过地沟油制备生物柴油的市场前景将会十分广阔,并且脱离主粮作物种植供食用还是工业生产的矛盾,中国的生物柴油将会拥有源源不断的原料为了保证地沟油完全走向工业制造,需要建立完整的地沟油回收网络。杨传芳认为在网络的建立过程中立法和执法的作用极其重要:“目前地沟油的收集是分散的,由个人的小作坊自发区域内收集废油,在经过不受监管的小作坊加工之后变成食用油。在回收网络的建设上不能只依靠行业力量,最重要的推动性力量是政府,需要制定某些人定点收购,再经过登记之后集中存放,再集中运输到大城市周边的生物柴油生产厂。但是在这之中涉及到一个执法的问题,需要对收购运输地沟油的专人颁发资格证书,保证地沟油会保质保量供应到厂商。”

规模效应将打破价格短板

今年,相关人员在海南、云南、湖北等地调查发现,我国生物柴油企业发展举步维艰,与国外的差距越来越大,陷入大量生产企业亏损甚至停产的困境。而在生物柴油发展高峰期,全国涉足生产的企业超过300家,现在却缩减到不足30家。云南省能源局协调和技术装备处处长李勤说,云南全力扶持生物柴油产业,但目前年生物柴油产能只有1.8万吨,而且并非实际产量,离此前制定的到2015年产量、用量达5万吨至10万吨的规划目标相距甚远。

生物柴油市场前景广阔的预测似乎还在昨天,现实却用数字残酷地提醒着行业萎靡。杨传芳回忆道:“生物柴油发展黄金期是在石油价格高涨的时候,因为生物柴油的价格处于高端水平,只有石油价格上升了才具备竞争优势。但是现在,生物柴油比一般柴油的价钱要高,暂且不谈还未转正的国V柴油,目前市面上通行的国III柴油价格在每吨4000—5000元,国V柴油价格在6000—6500元之间,生物柴油现在的价格和国V柴油价格持平。”目前油价的大幅下调,使生物柴油市场受到了猛烈的冲击。如果国家立法强制普及将生物柴油与化石柴油混合使用或许可以挽救生物柴油,但是这样的油品必须经过质量上的严格把关,才能在机动车上真正使用。而使用100%的生物柴油做动力燃料只在特殊情况下才可行,比如渡轮,或者路下短距离行车。

价格的居高不下决定了生物柴油只能像浮萍随着市场油价的起伏而发展,更有根据经济调查分析,生产成本比较高是我国生物柴油产业化的最大障碍。如何降低生产成本,杨传芳建议应该走规模化道路:学过经济的人都知道,规模效应是降低成本最直接、便捷的方式。建1000个一样的小规模化肥厂不如建10个规模100倍的化肥厂更赚钱,因为大型的化工厂降低了成本争取到了利润。但是目前我们国家的生物柴油厂基本年产能都在1万—5万吨,根本算不上规模。杨传芳认为,国外有许多年产量10万吨以上生物柴油厂的生产经验可以借鉴。“美国早些年前对生物柴油是有立法保护的,法律规定必须要在柴油中添加生物柴油,并且对于生物柴油生产商和销售生物柴油的加油站也有一定程度的补贴。”除去原料的障碍,国家政策的大力扶持是美国生物柴油如火如荼的重要推动力。

中国国家能源局网站今年1月23日发表《生物柴油产业发展政策》出,科学制定产业规划,加强各级规划衔接协调,指导生物柴油产业规范有序发展。杨传芳指出,近年来国家发布了大大小小的指导意见,但是具体的扶持政策却是迟了又迟。他建议国家层面应当首先重视生物柴油的战略地位,然后尽快颁布执行政策。“国家需要用几年的时间对一些利用废油做生物柴油的企业进行适当的补贴;另外为了加强生物柴油的市场竞争力,可以考虑减免生物柴油的赋税;最后国家可以着手开始围绕北京、河北及周边城市建设试点,待模式成功之后可以进行全国百厂推广。对于这样高附加值的产业,政府一般做法是先补贴,形成一定规模的产业链之后逐渐撤出,最终让市场规律引导产业发展。”

杨传芳,国家“千人计划”专家,中国科学院过程工程所研究员。

杂志简介:《千人》杂志在2011年创刊,由千人计划专家联谊会主办、中组部指导,以“汇集千人专家的智慧”为办刊宗旨,旨在为千人计划专家建立话语平台,打造一本体现“千人计划”专家等海内外高层次人才思想的智库型刊物——为行业和领域的发展建言献策,为国家和地区的引才提供参考。

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