美生物能源战略教会我们什么？

徐锭明   

来源：国务院参事室网站，http://www.counsellor.gov.cn/Item/526.aspx，发布时间：2009年09月03日。

奥巴马力推生物燃料

5月初，美国总统奥巴马签署了一项关于发展先进生物燃料的总统指令（以下简称“指令”），同时，美国能源部、农业部和环保总署发布了各自范围内执行“指令”的相关计划和措施。“指令”及相关计划受到高度重视，被媒体广泛评论为“历史性的”。

美国总统奥巴马签署的“指令”同时发给了美国的能源部、农业部和环保总署三个有关部门。根据“指令”，将由三部门的主要领导人为首，组成一个跨部门的联合工作小组，对实施和协调生物燃料发展规划进行统一领导。能源部长朱棣文说：“发展下一代生物燃料是我们终止对国外石油的依赖和应对气候危机的关键。同时，可增加数以百万计的不会消失的新工作。”

    先进生物能源，在现阶段主要是以纤维素乙醇为主要内容的液态生物燃料，对于严重依靠进口石油的国家来说，它是减少或摆脱石油依赖的主要手段。“他山之石，可以攻玉”，分析“指令”及美国能源、农业、环保等相关部门的相应措施，或许对中国正在编制的新能源振兴规划和制定新能源政策有所启示。

    “指令”支持发展的先进生物燃料不仅是传统液态燃料的简单替代，还与气候变暖、农业改造等本世纪重大课题息息相关。

    据美国能源部资料，传统乙醇可提供比其它生产的能耗高出26%的能量，而纤维素乙醇则可提供高出80%的能量。传统乙醇比汽油减少10-20%温室气体(GHG)的排放，而纤维素乙醇则可减少80%到100%。按照原料生长、运输、燃料加工等所有环节的低碳燃料评价标准，纤维素乙醇有可能实现CO2中和，因为生产纤维素乙醇的能源作物在生长期吸收CO2，而其木素为主的非纤维素部分燃烧可提供乙醇生产过程中的热能，从而满足能量自循环。

    另外，草本类能源作物能为贫瘠的土壤增加有机成份，提高土壤有机碳储量，有机碳可直接影响气候变化，因为土壤有机碳可吸收空气中的CO2。

    美国能源部和农业部2005年的联合调查报告说，在不对农、林业布局作大变动的前提下，美国每年有可能生产13亿干吨纤维素生物质，它们可以替代美国原油消耗的30%。据国家发改委能源局2005年9月14日的报告，中国每年通过正常的灌木平茬复壮、森林抚育间伐、果树绿篱修剪、以及收集森林采伐、造材、加工剩余物等，可获得生物质量约8到10亿吨。全国有4600多万公顷宜林地，还有约1亿公顷不宜发展农业的废弃土地资源，可以结合生态建设种植能源植物。预计到2020年，全国每年可获得生物质总量约20亿吨。以此生产先进生物燃料，不仅能替代大部分原油消耗，而且大大减少CO2的排放并节省燃料生产过程中的能耗。

产业化：中国滞后

    美国能源部、农业部和环保总署根据“指令”所作的具体计划的特点是：对于已成熟或基本成熟的技术和工艺，政府大力支持，遵循“中试—示范—产业化”的途径，以求尽快实现产业化的突破。美国能源部早在2007年就已出资3.85亿美元资助6家纤维素乙醇工厂，建成后总产能约1.4亿加仑/年，或42万吨/年，由政府出资40%，企业自筹60%。后其中ALICO和Iogen两家因故退出，使总产能变为0.96亿加仑/年，约28.8万吨/年。美国能源部在这次出台的新计划中，又计划出资4.8亿美元资助10到20个中试—示范规模的项目（中试2,500万美元/个封顶，示范5,000万美元/个封顶）。此外，考虑到当前的经济危机，用1.765亿美元在2007年已选中的4个项目中选2个或更多项目给予追加资助，以减少这些开创性运行项目的风险，并加快其建设进度。同时，美国农业部也受命在30天内用2008年农场法筹措资金，为在建的示范项目提供贷款担保或资助。

    从中国实际情况看，目前已具备纤维素乙醇向产业化发展的基本条件。中国酸/酶水解工艺的步伐曾走在世界的前列，2006年底中粮集团在黑龙江肇东建成的500吨/年的中试装置曾是当时世界上第一条24小时连续生产的纤维素乙醇生产线。经过2年多的运转实践，已完成了绝大部分的工艺优化，并完成了扩建10000吨/年的可行性研究。根据可行性研究，该规模时成本为6500元/吨乙醇，如按玉米乙醇初期1800元/吨的补贴水平，则该成本在90#汽油零售价（不含燃油税时）4.10元/升时达到赢亏平衡。但是，由于目前的金融和经济形势，以及国家对纤维素乙醇激励政策的不确定性，中粮集团决定将10000吨/年项目推迟到2011年。同样情况出现在中国最大的燃料乙醇生产商吉林燃料乙醇公司。该公司的3000吨/年示范生产项目已获环保部和国家发改委的批文并已开始部分设计，但因资本金和国家的激励政策不确定性的考虑，可能也要推迟1至2年。现在美国已至少有3条示范规模生产线和更多中试规模生产线在运转，并有8—12条商业化规模生产线在建。而中国2006年以来没有增加，如不抓紧时机迎头赶上，将被甩得很远。

    新产业的开创阶段总是伴有风险，以利润为主要考量的企业因此而踌躇不前是可以理解的。这也是美国政府面对经济危机和高额预算赤字仍斥资大力支持多个示范项目的原因。可以预料，如果中国政府能帮助尽早建成这两个示范项目，并尽早出台相关激励政策，将大大推动中国液态生物燃料的产业化进程。此外，选择有条件的单位，尽快建成热化学（热裂解）工艺的中试装置，以形成技术和工艺的多样化，也是很重要的。

    在重点支持产业化示范项目的同时，有计划地安排上游（大规模原料的可持续生产）、下游（运输和销售的基础设施、E85可变燃料汽车的优化等）协调有序发展，抓紧相关相关法规（环保汽车标准及低碳燃料标准等）制定，从原料、市场、法规等方面保证目标的实现也很重要。

科研：突破口尚存

    在尽早实现当前成熟工艺产业化突破的同时，还要加强关键领域的基础研究。美国能源部计划出资1.1亿美元以支持研发关键的转换技术、更有效催化剂、微生物和原料等。一个典型案例是美国可再生能源实验室（NREL）与丹麦杰能科（Genencor  International）和诺维信（Novozymes）两公司联合研发以CBHI家族为代表的纤维素酶，使成本降为0.30美元/加仑乙醇左右，约为2002年的1/20，使酸/酶水解工艺在经济上可行。

    中国当前应着重支持的生物燃料研究有：自主品牌的微生物制剂（纤维素酶和半纤维素酵母等）、热裂解法的催化剂、适合国情的优质的大规模原料作物等。这些研究成果将直接影响生物燃料的成本，从而决定其产业化的进程。如果在2015年中国纤维素酶的成本能达到美国当前的水平（约0.30-0.45美元/加仑乙醇，即700-1050元/吨乙醇），并能实现半纤维素（C5）的利用，那么，在50,000—200,000吨/年的规模上，纤维素乙醇的成本可望达到3500元/吨。美国能源部估计2012年可达1.07美元/加仑，或2500元/吨，可能乐观了一点。主要取决于届时的原料、酶和酵母的成本。此外，以一定力量支持第三代生物燃料的研发，也是必要的。

决策：事不宜迟

    以中国的体制，在相关的配套支持上可以、也应该做得更好。关键是决策层对先进生物燃料产业化不仅在寻找替代能源，而且在应对气候危机以及环境水土保护等方面的战略意义有足够认识。特别要重视的是将发展先进生物燃料与盐碱、沼泽、山坡、路边、半沙漠化等不宜发展农业的废弃土地资源的规划以及林场、农田、城市废弃物的利用相结合，作出全国性的长远规划。

    全国政协委员、国家发展和改革委员会副主任、国家能源局局长张国宝在今年3月7日全国政协会上发言时指出：“我们应该汲取过去一些产业发展的沉痛教训，把发展新能源放在一个重要的战略位置上来认识。如果我们再不重视，不能从一个更高的视野审视新能源发展问题，预计再过10年，将会突然发现，我们又落到别人后面了。到那时，我们即使想追也追不上了。”

    中国的农谚说得好，“人误地一时，地误人一年”。机不可失，时不我待。奥巴马新的生物能源战略给我们带来的不正是这一个人人皆知的、浅显易懂的道理吗？