“從金融角度來看,相比風電和光伏,生物質(zhì)能源在整個投資圈里確是被冷落的對象?!痹诘谒膶萌蛏镔|(zhì)能創(chuàng)新發(fā)展高峰
論壇上,華夏銀行綠色金融首席顧問張勇淼希望從金融視角賦予生物質(zhì)能新的含義和內(nèi)容,改善生物質(zhì)能源生存和發(fā)展狀態(tài)。
據(jù)了解,從誕生至今,中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)已走過近20年的歷程。在此期間內(nèi),作為可再生能源的風能和光能在
電力領(lǐng)域做得風生水起,集多方寵愛于一身。而同為可再生能源的生物質(zhì)能的發(fā)展卻步履蹣跚,往往令投資者望而卻步。
近年來,生物質(zhì)能的發(fā)展多靠
政策引導。在政策及相關(guān)補貼的引導和支持下,生物質(zhì)能源,尤其是垃圾焚燒發(fā)電穩(wěn)步推進。不過,中國農(nóng)業(yè)大學生物質(zhì)工程中心程序教授表示,和風電、光伏電相比,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展差得太遠。究其原因,除了生物質(zhì)能補貼難落地之外,主要是生物質(zhì)自身在原料特性上有天生的缺陷。
有缺陷、被冷落、靠政策……存在于生物質(zhì)能源身上的這些標簽與特質(zhì),也是妨礙其進一步大規(guī)模發(fā)展的桎梏。推進生物質(zhì)能源發(fā)展的破局之路亟待開啟。
說起生物質(zhì)能源,可能大多數(shù)人耳熟能詳?shù)木褪抢l(fā)電。其實,生物質(zhì)能源種類遠不止這一種。
太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量即為生物質(zhì)能。
依據(jù)是否能大規(guī)模代替常規(guī)化石能源來劃分,生物質(zhì)能源分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能兩種。傳統(tǒng)生物質(zhì)能主要包括農(nóng)村生活用能,薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物和畜禽糞便等;現(xiàn)代生物質(zhì)能包括垃圾焚燒發(fā)電、生物沼氣、燃料乙醇、生物柴油、微藻制油等,可以大規(guī)模應用。
據(jù)了解,能被用作生物質(zhì)能源原料的,主要的是木質(zhì)纖維類,其中,林業(yè)(撫育/采伐/加工)產(chǎn)生的“三剩物”,其中,灌木類、草類和農(nóng)作物秸稈等物質(zhì)占比較高,當前它們的能源轉(zhuǎn)化效率低,這也是生物質(zhì)能天生存在缺陷造成的。
程序指出:“生物質(zhì)能源能量密度低,質(zhì)量密度也很低,導致原料的收、運困難且成本高,能源轉(zhuǎn)化路徑受限(品種太少)、轉(zhuǎn)化效率低下,是造成當下幾乎所有的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)成本均持續(xù)高企、難以贏利和擺脫補貼的根本原因。”
以生物質(zhì)直燃發(fā)電為例,由于生物質(zhì)原料收、運困難,原料的大量使用沒有保障,因而不得不采用小型鍋爐,小型鍋爐相應的溫度和壓力參數(shù)達不到高效發(fā)電的要求,因此,發(fā)電效率大多低于25%,單機裝機造價偏高。
也因此,投融資機構(gòu)對這類企業(yè)支持較少,企業(yè)運行難,進一步導致的生物質(zhì)能原料利用率低也就不足為奇。以生物天然氣的重要新原料——秸稈為例,其在大量利用方面也面臨著瓶頸。
目前,秸稈現(xiàn)代生物質(zhì)能源利用率不到5%。而在大量產(chǎn)生秸稈的東北地區(qū),無處安放的秸稈成為當?shù)氐陌l(fā)展之困。據(jù)了解,為打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn),僅禁止焚燒秸稈這一項工作,就耗費了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境部門大量的人力和時間。
隨著“雙碳”目標的提出,我國碳
減排要求日漸趨緊。作為傳統(tǒng)
石化能源的替代品,生物質(zhì)能因具有再生性和綠色低碳、清潔等特質(zhì)而備受關(guān)注。
據(jù)了解,生物質(zhì)原料盡管燃燒時也會排出二氧化碳,但沒有二氧化硫、氮氧化合物等,而植物生長的過程中,吸收的是二氧化碳,所以能夠在理論上達到零排放。
中國農(nóng)業(yè)大學參與編制的3060零碳生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿Π灼A測,中國到2030年生物質(zhì)減排潛力達9億噸,2060年減排潛力為20億噸。
但受限于生物質(zhì)的天然缺陷,如何將其變成石化能源穩(wěn)定的替代品,仍是難點。
事實上,在探索利用生物質(zhì)能源方面,我們可以追溯到商代。根據(jù)記載,古人發(fā)現(xiàn),木質(zhì)類生物質(zhì)經(jīng)炭化后可以提高生物質(zhì)的能量屬性,即通過對生物質(zhì)改性提高生物質(zhì)的發(fā)熱能力,燃燒溫度能從600攝氏度—700攝氏度提高至1200攝氏度。我國從商代起木炭就廣泛應用于銅、鐵等的冶煉,直到宋代才逐漸被煤所取代。
不過,因為木質(zhì)類生物質(zhì)的炭化過程能量損失較多,原料消耗率過高,不具備大規(guī)模工業(yè)應用的經(jīng)濟可行性。
“炭化”的路徑走不通后,受到現(xiàn)代煤
化工的啟發(fā),近年來,我國開始研推動木質(zhì)類生物質(zhì)實現(xiàn)氣化的技術(shù)。
“木質(zhì)纖維類生物質(zhì)是生物質(zhì)資源總量中占比例最大的一類。但它不能通過常規(guī)的發(fā)酵法制取沼氣和生物天然氣?!背绦蚋嬖V本報記者,歐盟近年來在用木質(zhì)纖維類原料甲烷化制取生物基合成天然氣技術(shù)上取得一些突破,但仍存在低效率
問題,導致設(shè)備和生產(chǎn)成本偏高,生物天然氣
市場競爭力不強。
據(jù)了解,國內(nèi)外均有采用生物質(zhì)熱化學技術(shù)實現(xiàn)生物質(zhì)氣化的案例。但也無法形成經(jīng)濟和技術(shù)都可行的生物基合成氣平臺及其轉(zhuǎn)化的系列產(chǎn)業(yè)。
“現(xiàn)行氣化技術(shù)得到的是混合氣,或稱不合格的合成氣:即雜氣含量多,能量密度和質(zhì)量密度過低,H2和CO含量分別不到20%和12%,遠低于進一步轉(zhuǎn)化的要求;加上生物質(zhì)原料的表面官能團多,氣流輸送性差等,不能滿足連續(xù)化高溫氣化的工藝要求?!背绦蜻M一步指出,氣化之后的生物質(zhì)能源及下游材料應用面很窄,增值率又低,決定了生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的根本弱質(zhì)性難以改變。
在程序看來,能否通過突破生物質(zhì)氣化的上述技術(shù)障礙,是生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)徹底“翻身”的希望。
而要想取得這樣的突破,生物質(zhì)的煤化改性、使其能量密度和物料氣流輸送性接近煤炭,是關(guān)鍵性的前提條件。
“煤炭是幾億萬年在地下高壓高溫環(huán)境下產(chǎn)生的,生物質(zhì)煤化的關(guān)鍵在于,能不能使生物質(zhì)原料在幾分鐘以內(nèi)模擬成煤過程?!背绦蛘f:“目前,由中國農(nóng)業(yè)大學參與、
內(nèi)蒙古新木集團主要研究的生物質(zhì)煤化技術(shù)已獲得成功。這一技術(shù)采用創(chuàng)新的熱化學方式,在260攝氏度和2.6兆帕的條件下,用過熱蒸汽變壓解聚、沸騰水解、縮合和半焦化微粉工藝,實現(xiàn)增氫、脫氧、表面官能團全部脫除,提升了生物質(zhì)的密度和熱值,使得生物質(zhì)原料變?yōu)橐环N噴吹粉燃料,具有了像煤一樣的氣力輸送性。從而將生物質(zhì)地質(zhì)成煤過程需要歷經(jīng)的億萬年縮短為幾分鐘?!?/div>
新木集團還開發(fā)出一個可移動設(shè)備,其最大的特點就是可以把它拉到生物質(zhì)原料非常豐富的地方進行生物質(zhì)煤化生產(chǎn),可有效解決生物質(zhì)原料收、運
難題。而且,設(shè)備對原料的特性限制小,即使原料含水達到30%、40%也能用,秸稈類、灌木類作為原料尤為合適。
記者了解到,首鋼遷安
鋼鐵廠已于2022年10月試用了新木集團的煤化生物質(zhì)噴吹粉,替代部分焦炭進行工業(yè)性試驗,取得了滿意的效果。
程序表示:“生物基合成氣平臺可望對國家的可再生能源和合成材料產(chǎn)業(yè)作出重大貢獻?!?/div>
值得注意的是,用煤化生物質(zhì)替代煤粉,還可以實現(xiàn)與現(xiàn)代煤化工并軌,最終可以制油、制氣。例如,煤化生物質(zhì)可以進一步轉(zhuǎn)化為生物基富氫燃氣,助力“氫經(jīng)濟”發(fā)展和“雙碳”目標的實現(xiàn)。
目前,新木集團以生物質(zhì)煤化技術(shù)為基礎(chǔ),進一步研發(fā)出“生物基富氫合成氣”。這種生物基富氫合成氣屬于“綠氫”,碳零排放,遠優(yōu)于現(xiàn)行以煤包括天然氣為原料制成的“灰氫”;而且制氫成本遠低于用煤和天然氣制氫,更成倍低于現(xiàn)有水電解氫的成本。另外,這種氣在儲、運、用方面均遠比純氫安全、穩(wěn)定、便宜。
基于生物質(zhì)煤化技術(shù)的種種優(yōu)勢,作為華夏銀行綠色金融首席顧問的張勇淼告訴本報記者,這項技術(shù)很可能會顛覆人們對生物質(zhì)能應用的認知,在充分調(diào)研此技術(shù)相關(guān)參數(shù),從而能預測其市場前景的基礎(chǔ)上,可考慮把其作為重要的可再生能源新型利用技術(shù),列入華夏銀行與世界銀行的合作項目中在予以支持。
原標題:生物質(zhì)能發(fā)展①|(zhì)有缺陷、被冷落、靠政策……未來生物質(zhì)能發(fā)展如何破局?