中国能源革命：用畜禽粪便开发“生物质气田”(2)

燃料乙醇在中国有一个曲折而踏步不前的经历。世纪之交，中国因大量陈化粮积存而将陈化粮乙醇列为国家“十五”计划中的重点工程，2006年即以年产152万吨而位居世界第三。但随着陈化粮的消失和粮食吃紧，政府停批粮食乙醇而鼓励发展非粮乙醇。然而木薯乙醇踏步不前，纤维素乙醇攻关不克，甜高粱乙醇步履维艰，160万吨燃料乙醇的年产纪录保持8年至今。美国玉米乙醇也因生产规模扩大而冲击玉米市场，力图寻求纤维素乙醇技术的突破。

旱路难行走水路。在生物平台上攻关纤维素乙醇技术的同时，热化学平台上也探索着生物质气化—合成燃油技术。1997年，德国科林公司（Choren Co.）开始研发Carbo-V气化技术，2008年在实验室动态试验装置上用木屑生产出合成液体柴油Sandiesel，开创了世界先例。2012年依托该技术建设了世界首套带有商业目的40MW气化示范工厂，但投运后系统的稳定性与可靠性出现了一些问题。同年世界500强企业德国林德公司将科林收购，继续做技术优化升级开发工作，并将优化升级的技术授权许可给芬兰Forest Btl公司，准备在2013年建设年产14万吨非粮生物质合成燃油商业化工厂。该项目获得欧盟“低碳技术”8850万欧元的财政支持，继续研发工作。此外，美Rentech公司也于2011年建成了年产1万吨非粮生物质合成燃油商业示范工厂，由于某些原因暂停运行。

我国阳光凯迪新能源集团公司经过近10年的研发，非粮生物质气化与费托合成技术流程已打通，工艺已经成功，生产出了高品质高清洁的航空煤油、生物质柴油和轻质油商品。一座年产1万吨的生产线于2013年1月20日正式投产运行，该生产线现运行近万小时。生产线产出的油品主要技术指标已达到欧洲二代非粮生物质燃油商品的质量标准，也就是欧Ⅵ标准。阳光凯迪正在武汉和广西北海分别设计建设单线年产30万吨和年产60万吨规模的两个生产厂，计划2016年底投产运行。看来，此重大领域的国际技术竞赛中，中国是跑在了世界前面。此外，中国内蒙古金骄集团则在生物化学平台上研制出燃烧性能优异、环保性能优于常规柴油的高品位生物柴油，于2009年和2012年分别在包头与赤峰建成两座年产能分别为10万吨和8万吨的生产厂。

我国“生物质油田”的可开采储量是多少？

生物质组分中木质素占约四成，因植物组织结构致密而难以水解，至今只能一烧了之。生物质气化—合成燃油的重大意义在于，如果木质素转化为高品位燃料取得技术突破和实现产业化，将使年产3.5亿吨的林业“三剩物”不仅可用于固体燃料，也可用于转化为近亿吨的优质生物燃油。进而，与我国农田面积相当的1.31亿公顷毫无经济产出的宜林荒山荒坡也可通过种植能源植物转化1亿吨以上的生物燃油。科技是第一生产力，林业“三剩物油田”和“宜林荒山荒坡油田”可以提供生物质油品2亿吨以上。

我国大面积的滨海盐渍土与海涂，是可盛产甜高粱乙醇的另一片生物质油田。技术进步使生物质液体燃料彻底远离粮田，摆脱与粮食的干系，“影响粮食安全”的误解应该完全排除了。

中国能源革命不能没有“一片”

本文的“一片”是相对于我国能源战略中的“一带（丝绸之路经济带）”和“一路（21世纪海上丝绸之路）”而言，是指在中国本土建设一片“生物质煤田、油田和气田”。

中国能源革命不能没有这“一片”，为什么？

一曰可当大任。过去国人对生物质能源了解少误解多，中国能源大军中一“弼马温”而已。这十年，它已成长为朝气勃勃的年轻才俊，如得国家培养与启用，亿吨级的“生物质煤田”、亿吨级的“生物质油田”、千亿立方米的“生物质气田”不在话下。此非坐而论道，而是根据对资源禀赋、收集转化技术与装备、商业模式、现有产业化基础与成熟度等方面的综合分析与评价提出的。只要政府下决心和给政策，“一片”梦是能实现的。

二曰保国家能源安全。协议中的俄罗斯中俄天然气管道东线2018年开始向中国供气，最终达年输气380亿立方米，供应30年，中国签单4000亿美元。其实，中国生物质气田资源潜力只要发挥一半，也可拿下如此规模的签单，而且是一千年，何不搏一搏？2013年我国进口原油2.82亿吨，何不像2007年的美国那样，订一个年产1亿吨生物燃油的计划？中国“生物质油田”正在紧张地准备着。“一带一路”是为增加能源进口安全，“一片”则是为保障本土供应，国家能源安全不能没有这“一片”。

三曰克霾环保之必须。畜禽粪便、加工业废水废渣、城镇污水污泥、作物秸秆露地焚烧等巨量有机污染物，如何使之无害化，进而资源化循环利用，非生物质能源生产莫属也；制造雾霾的主犯是燃煤与汽车尾气，治理最大难点是全国60多万中小燃煤锅炉，燃煤替代非生物质成型燃料莫属。此外，生物天然气与生物燃油还是减排城市化石燃料汽车尾气的有力武器。中国环保不能没有这“一片”。

四曰保国家粮食安全。国家粮食安全不仅存在“需求增”和“土水缺”的问题，农民不愿种地和劳动力流失更是隐患。因为农业比较效益太低，辛辛苦苦种一亩小麦只挣一二百元，不如进城当几天临时工。受教育较多的农村青壮劳力纷纷弃农离乡，城镇化正在加快农村优质劳动力流失进程。作为重要生产要素的劳动力衰落了，农业空心化了，谈何粮食安全和农业现代化？如果农民种一亩小麦除挣一二百元外，再加卖秸秆“另捡”的二三百元，种粮积极性能不大增吗？如果农村经济中再注入新兴的生物质能源产业，农业的比较效益显著上升，工作岗位众多，农业劳动力会不回流？粮食安全度会不提高吗？国家粮食安全不能没有这“一片”。

五曰发展城镇化之必须。城镇化的主体是发展中小城镇，那么城镇里的产业在哪里？工作岗位在哪里？城镇居民的能源消费量是农村居民的三到四倍，能源又在哪里？发展绿色城镇化靠什么？这一系列问题的最佳解决方案是大力发展生物质能源产业。因为它植根于“三农”和围绕中小城镇，可以为中小城镇发展提供产业、工作岗位和绿色能源，缓解城镇化对化石能源的需求压力和改善环境质量。中国发展城镇化不能没有这“一片”。

六曰新经济增长点。习主席在能源革命中提出：“同其他领域高新技术紧密结合，把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点。”生物质能源产业以亿公顷、亿吨和千亿立方米计，其体量巨大，且对“三农”等相关产业带动性强，提供工作岗位多，增加内需力度大，是促进国家产业转型升级和经济上行的新增长点。

中国是生物质资源大国，生物质能源产业已历练十余载，渐趋成熟和可担重任。望国家对我国生物质能源产业的潜力和综合效应给以科学和客观的再评估，早下开发本土“生物质煤炭、气田和油田”之决心，它必将在“十三五”和以后十年大放异彩，为中国崛起作出重要贡献。

作者简介：

石元春，中国科学院院士、中国工程院院士，中国农业大学教授。

《中国科学报》 (2014-09-05 第7版 智库)