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日前，國務院印發《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》。《方案》提出，實施回收循環利用行動，其中包括推動資源高水平再生利用。據此，本報推出“變廢為寶”系列報道，聚焦生物質液體燃料利用、廢棄電器電子產品處理等，解讀資源高效利用的發展趨勢及其背后的科技支撐。
近日，國務院印發《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》（以下簡稱《方案》）。《方案》提出，積極有序發展以廢棄油脂、非糧生物質為主要原料的生物質液體燃料。
在“雙碳”目標推動下，具有良好“降碳”屬性的生物質液體燃料備受關注。中國產業發展促進會生物質能產業分會、生態環境部環境工程評估中心等聯合發布的《3060零碳生物質能發展潛力藍皮書》預測，從2021年到2030年左右，應用燃料乙醇和生物柴油將是公路運輸重要減排方式之一，生物航空燃油也會逐漸應用于航空領域。2021—2030年，預計生物質液體燃料使用量將超過2500萬噸，在交通領域減少1.8億噸左右的碳排放量。
中國產業發展促進會副秘書長、生物質能產業分會秘書長張大勇說，《方案》的出臺，釋放了對農林生物質、餐廚等有機廢棄物進行資源化利用的積極信號。
生物燃料乙醇向非糧原料迭代
生物質液體燃料是指把生物質通過發酵提純或生化合成的方式，制造成的乙醇或油類等液體燃料。目前，生物質液體燃料主要包括生物燃料乙醇、生物柴油、綠色甲醇和可持續航空燃料等。
其中，生物燃料乙醇是指將植物發酵、蒸餾制得濃度約95%的乙醇后，再對其進行脫水、變性處理得到的水體積小于0.5%的無水乙醇。
根據原料不同，生物燃料乙醇可分為第1代、第1.5代、第2代和第3代。第1代生物燃料乙醇原料以玉米、小麥等糧食作物為主。第1.5代生物燃料乙醇原料以木薯、紅薯、甜高粱等非糧作物為主。第2代生物燃料乙醇的原料主要來自于農林廢棄物。第3代生物燃料乙醇的原料是藻類等綠色植物。
“目前，全球生物燃料乙醇產業正處于從第1代、第1.5代向第2代升級的時期。”張大勇說，第1.5代及第2、第3代生物燃料乙醇以非糧生物質為原料。其中，第1.5代生物燃料乙醇雖然不存在與人爭糧問題，但木薯等作物的種植同樣會占用土地，面臨原料資源有限等難題。第2代以農作物秸稈等廢棄植物纖維為原料的乙醇生產，目前已具備產業化示范條件，其原料來源廣泛，轉化技術不斷提高，最有發展前景。第3代正處于研發階段，是未來發展的希望。
綠色甲醇大規模生產待完善
綠色甲醇同樣受到青睞，正不斷掀起投資熱潮。例如，黑龍江省雞西市風電耦合生物質綠色甲醇一體化（一期）項目獲得備案，項目擬建設30萬噸綠色甲醇工廠，總投資52億元；中廣核興安盟200萬千瓦風電制氫制甲醇一體化項目簽約，年產綠色甲醇約80萬噸，總投資160億元……
“生物質制甲醇、可再生能源制氫驅動的二氧化碳加氫制甲醇、生物質耦合可再生能源制氫合成甲醇是綠色甲醇生產的主要技術路徑。其中，生物質氣化技術、規模化適應風光發電規律的制氫技術、二氧化碳加氫制甲醇技術已完成若干工業中試，但10萬噸級以上規模的綠色甲醇合成裝置尚無運行案例，大規模生產技術有待示范和完善。”中國科學院大連化學物理研究所研究員王集杰說。
生物柴油技術持續發展
今年4月3日，國家能源局綜合司發布《關于公示生物柴油推廣應用試點的通知》，公示了北京海淀區、石家莊、廣州等22個生物柴油推廣應用試點。
生物柴油是以廢棄油脂等生物質為原料生產的可再生能源，可直接替代石化柴油作為現有發動機系統的燃料。與普通石化柴油相比，生物柴油在燃料性能、潤滑性能、可再生性上更具優勢，還能顯著減少溫室氣體、硫和芳烴等有毒物質的排放。
生物柴油經歷3代發展。張大勇說，第1、第2代生物柴油原料來自植物油、動物油和餐飲廢棄地溝油。第1代生物柴油技術成熟，占比超85%，但存在著低溫流動性差，不宜長期儲存等缺點，影響摻混比例。第2代生物柴油性能優越，具有較好的發動機兼容性和環境友好性，正在逐步實現商用。第3代生物柴油原料來自木屑、農作物秸稈等非油脂類生物質和微生物油脂，目前主要有非油脂類生物質氣化、微生物油脂制生物柴油兩種制備方式。雖然提取和分離難度較大，生產成本較高，但其具有更高碳減排效應且原材料不占用耕地、無規模限制，是具備長期發展潛力的制備工藝。
作為我國最早從事廢棄油脂制備生物柴油，并率先實現工業化生產的生物柴油生產商，龍巖卓越新能源股份有限公司（以下簡稱卓越新能）的龍巖平林分廠、龍巖東寶分廠、龍巖美山分廠和廈門卓越生物質能源有限公司4個生物柴油生產基地，合并年產能達50萬噸。
隨著國際國內市場對生物柴油的認可，生物柴油需求量日益增長。2022年，卓越新能的4個生物柴油廠全年滿負荷生產，生物柴油產量達40.76萬噸；2023年，其生物柴油產量達43.02萬噸，同比增長5.54%。
可持續航空燃料用于商飛
可持續航空燃料（SAF）指由生物廢棄物或可再生資源制成，并通過安全性認證和可持續認證的航空燃料。
日前，中國石油化工股份有限公司（以下簡稱中國石化）與道達爾能源公司在北京簽署合作框架協議，將在中國石化的一個煉廠利用廢棄油脂共同生產SAF，年生產能力達23萬噸。
生物航煤是SAF中的一種。中國石化于2009年開發出具有自主知識產權的生物航煤生產技術，2011年12月首次生產出合格的生物航煤。2013年4月，加注中國石化生物航煤的飛機在上海虹橋機場成功試飛，2015年進行了國內航線從上海至北京的商業飛行，2017年進行了國際航線從北京至芝加哥的跨洋飛行。我國也成為亞洲第一個、世界第四個擁有自主研發生物航煤技術的國家。
2022年5月，我國首套10萬噸/年生物航煤工業裝置在鎮海煉化進行首批規模化試生產，生產原料為餐飲廢油，并獲亞洲首張全球RSB（可持續生物材料圓桌會議）生物質可持續航空燃料認證證書。同年9月，我國首批規模化生產生物航煤取得適航證書。
中國石化寧波鎮海煉化有限公司原董事長莫鼎革說，鎮海煉化以地溝油為主要原料生產的生物航煤，與傳統石油基航空煤油相比，全生命周期二氧化碳排放最高可減少70%以上。
如何促進生物質液體燃料的發展？張大勇建議道：“可加大技術研發力度，鼓勵生產企業聯合國內高校及科研院所，加強生物質液體燃料關鍵技術及裝備的研發、推廣，盡快實現技術突破，降低生產運營成本。”他認為，可將纖維素、微藻制備生物質液體燃料相關技術納入《國家重點推廣的低碳技術目錄》，并加以推廣應用。加快綠色認證體系建設，鼓勵生物質液體燃料生產企業主動接入零碳能源證書自愿核證平臺，進行綠色認證及交易，推進綠色認證機制國際互認等。
“可在經濟較發達地區，推進生物質液體燃料規模化試點項目和試點區建設。”張大勇建議，通過支持企業先行先試，探索產業發展模式；完善支持生物質液體燃料示范建設和產業發展的政策措施，引領行業健康發展。
