生物燃料：低碳運輸新路徑

生物燃料作為從有機質中提取的燃料，為交通運輸業(yè)提供了一種向低碳、非石油燃料過渡的方式。按照國際能源署（IEA）發(fā)布的《交通用生物燃料技術路線圖》，到2050年，通過采取有效措施，能夠把生物燃料在交通運輸能源的占比從目前的2%提升到27%，即需求量達到32艾焦（1艾焦=1018焦耳），或7.6億噸石油當量。屆時每年可避免21億噸二氧化碳排放。到2050年，交通行業(yè)通過推廣使用生物燃料，其減排量會占到能源相關減排總量的23%。

　　為實現這一愿景，IEA提出，業(yè)界須在常規(guī)生物燃料技術的轉化效率、成本和總體可持續(xù)性等方面進行改善；在先進生物燃料技術方面，則需要加大投資進行研發(fā)與示范，并進行商業(yè)推廣，并需要配套政策為其提供激勵。

　　商業(yè)化方向明確

　　技術是推動生物燃料發(fā)展的關鍵因素。在路線圖中，基于技術成熟度不同，可將生物燃料劃分為常規(guī)生物燃料和先進生物燃料兩類。前者是指已經商業(yè)化生產的生物燃料，如糖基乙醇和淀粉基乙醇、生物柴油等。后者是指還處于研發(fā)、試點或示范階段的生物燃料，如纖維素乙醇、植物油煉制的氫化植物油（HVO）等，其轉化技術通常稱為第二代技術。

　　對常規(guī)生物柴油來說，關鍵的改進領域包括更高效的催化劑回收、提高聯產品甘油的純度和增強原料選擇的靈活性；對常規(guī)乙醇，應開發(fā)新型更高效的酶、提高能效、提升轉化效率、減少生產成本。同樣地，先進生物燃料生產也需要改進轉化效率。比如纖維素乙醇，其關鍵研發(fā)問題包括使用碳五糖用于發(fā)酵，使用木質素作為物質原料；對于藻類生物燃料，則關鍵在于研究水循環(huán)和增值聯產品等。目前，中國圣泉集團與丹麥諾維信公司已經簽署了纖維素乙醇酶制劑供應協(xié)議，共同推進纖維素乙醇商業(yè)化進程。

　　在許多發(fā)展中國家，常規(guī)生物燃料有望在擴產方面發(fā)揮重要作用，因為該技術比先進生物燃料的成本低、復雜度小。首批商業(yè)化先進生物燃料項目將會在美國、歐洲、巴西和中國建立，在這些地區(qū)有幾個試點和示范工廠已經在運行。

　　希望在二代技術

　　IEA分析認為，2050年路線圖的實現，主要希望寄托在二代生物燃料技術上，例如纖維素乙醇。只有木質纖維素燃料技術在10年內能夠實現工業(yè)化生產，IEA的路線圖才能夠實現。

　　一些利用木質纖維素原料生產乙醇或柴油的新興技術和新穎技術看起來更具希望。例如，在某些情況下，當聯產品用于取代化石燃料生產熱力和電力時， 其減排效果可超過100%。

　　IEA可持續(xù)發(fā)展部專家軻名在詳解此路線圖時表示，通過最大化增值聯產品、更好地整合上下游工藝，可以進一步降低成本，而且通過他們的調研發(fā)現，業(yè)界也正在朝著這些技術目標邁進。

　　原料須梯級利用

　　通過生物質梯級處理，可以增加生物質使用效率并避免與糧爭地的問題。IEA稱，作為先進生物燃料的原料，農業(yè)廢料和殘渣將變得日益重要。美國能源信息署下屬的橡樹嶺國家實驗室曾做的一項研究表明，僅在美國，到2050年時將有大約2200萬公頃土地可用于生物燃料的原料生產。加上來自農業(yè)和林業(yè)的殘渣，已經評估出的潛在生物燃料的原料供應量可達13億噸。不僅如此，在歐盟成員國，有約4000萬公頃的土地可用于生物燃料原料種植，這也促使生物燃料行業(yè)進一步發(fā)展。

　　控制成本是關鍵

　　IEA可再生能源處高級能源分析員亞當·布朗博士表示，要想廣泛使用生物燃料，不僅在環(huán)境和社會影響方面必須是可持續(xù)的，而且在經濟方面也要是可持續(xù)的。

　　從長遠來看,生物燃料生產成本會隨著規(guī)模和效率增加而下降。減少原料成本波動將成為利用來自能源作物、廢料和殘渣的木質纖維素生產的先進生物燃料的關鍵優(yōu)勢。使用聯產品，比如干酒糟及可溶物、甘油、蔗渣、木質素或余熱利用，可以減少20%的生物燃料生產成本。

來源：中國化工報 作者：孫書博

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