原料供给掣肘生物燃料产业

仅仅运行半年多，全球首个生物燃料航班就因燃料不足而被迫停飞。前不久，该航班所属的德国汉莎航空公司负责人透露：“只有找到能保障公司正常运营的充足可靠的生物燃料来源，汉莎才会继续进行试飞工作。”

近日，由于非粮原料难以为继，以粮食为原料又会引来众多争议，生物燃料的量产之路可谓步履维艰。

对此，清华大学核研究院新能源研究所副所长李十中指出，一个新兴产业的形成需要科学的发展线路图，主观愿望不能代替科学规律。生物燃料产业化发展还应根据本国的技术和经济可行性来确定。

“与人争粮”的第一代生物燃料

在众多新能源中，生物燃料一直存在争议，而几乎所有的质疑和指责都是冲着第一代生物燃料而来。

第一代生物燃料主要是指糖、淀粉、植物油生产的燃料乙醇和生物柴油，原料主要来自玉米、小麦、大豆、油菜等重要农作物。

“由于第一代生物燃料存在‘与人争粮’的弊端，有争议也是无法避免的。”中石化集团石油化工科学研究院燃料油产品及添加剂研究室主任张永光告诉《中国科学报》记者：“特别是在美国，反对的声音更为强烈。”

美国是世界玉米生产和出口大国，年产玉米约3亿吨，其中25%以上用于制造燃料乙醇，由于大量的粮食被转变为燃料，反对者甚至惊呼：“灌满一个25加仑油桶的乙醇，需要用去的粮食可供一个人吃一年。”

与此同时，英国《卫报》也曾发文称，用粮食生产燃料乙醇已经在一些地方造成了饥荒，例如非洲国家斯威士兰，40%的人口面临着食物严重短缺的问题，这与该国政府决定用主要农作物木薯制成燃料乙醇有直接关系。

正因如此，早在2008年联合国粮农组织就发出警告：急于开发和使用燃料乙醇，世界将经历“前所未有”的粮食危机。

而按照我国国情，也不适宜扩大粮食燃料乙醇的建设规模。

据张永光介绍，我国目前燃料乙醇的生产能力达194万吨/年，其中80%的原料为玉米和小麦。由于我国人多地少，大规模发展燃料乙醇并不符合国情，而且基础原料价格高也会导致生物燃料的生产成本升高。

在张永光看来，生物燃料如果想要具备可持续性，就必须朝着不与人争粮的方向发展。

“现在，国内外都将目标转向第二、三代生物燃料，也就是用纤维素类农林废弃物、木本油料、藻类等非粮原料来生产。”张永光说。

非粮原料难以为继

然而摆在眼前的现实是，由于非粮原料分布散、收集采购难度大，原料的循环供应成为制约新一代生物燃料发展的瓶颈。

纤维素乙醇是第二代生物燃料的典型代表，它主要以秸秆、枯草等农林废弃物为原料，具有原料资源丰富、再生周期短、不会引发粮食安全问题等众多优点。

可是，纤维素乙醇的高能耗也加重了企业的负担。

一方面，秸秆等纤维素原料密度小、体积大、分布散，这使得原料的收购半径不宜超过50千米，否则运输消耗的能源就会接近产出；另一方面，该原料还存在季节性强、易变质、不易储存的问题。受制于此，企业在原材料供给上难度加大。

另外，张永光觉得，如果扩展到工业生产，大规模地将纤维素转化为糖，然后将糖发酵转化为乙醇，这其中纤维素酶的造价就要占据1/3，就我国目前的发酵技术水平而言，成本可谓“相当昂贵”。

而对于生物柴油来说，由于我国植物油资源有限，目前基本以“地沟油”为原料。可是，由于“地沟油”收集困难，难以满足产能的要求，因此也不符合大规模生产的条件。

对此，张永光觉得，大规模开发麻疯树、油桐等含油类林木是个不错的选择。

但值得注意的是，我国这些含油林木资源很不集中，从育种、产收直到初级品的加工，都还没有形成一定的循环链条。而如果要大面积集中种植这类植物，又不得不涉及到“与粮争地”的问题。

面对如此窘境，李十中建议，首先通过生物技术来提高植物的抗逆性，然后利用盐碱、沙荒等边际土地和退化农田来种植，在不占用现有耕地和不影响粮食产量的前提下，为我国生物燃料产业提供原料。

据农业部的专项调查报告中显示，全国可用于发展液体生物燃料的宜能荒地有2680万公顷，其中有1.96亿亩荒地都适宜种植能源作物。

大规模生产还需时日

虽然受原料制约严重，但业内专家仍对生物燃料的前景表示乐观。

“从长远眼光来看，非粮生物燃料很有前途，但是大规模商业应用还需要经历漫长的发展过程。”张永光说，以生物柴油为例，规模化发展还需要经历三个阶段。

第一个阶段是以废气餐饮油为原料，大概需要3~5年才能步入规模产业化；第二个阶段是以含油林木为原料，近几年在初具雏形的基础上发展林木种植和培育，5~10年之后，预计就会形成一定规模的供应量；第三阶段是开发藻类能源，但由于藻类对环境的要求比较苛刻，受气温、压力、CO2供给、太阳照射等因素影响较大，所以形成工业化生产规模至少还需要15~20年的时间。

“目前藻类生物燃料的成本在200美元/桶以上，这显然还不具备商业化生产的经济性。”李十中强调的是，任何一个新兴产业的形成需要科学的发展线路图，生物燃料也不例外。

“主观愿望不能代替科学规律。因此，生物燃料产业化发展还应根据本国的技术和经济可行性来确定。”李十中指出。

《交通用生物燃料技术路线图》中文版在京发布

本报讯 《交通用生物燃料技术路线图》（以下简称路线图）中文版日前在京发布。这是国际能源署（IEA）一系列全球能源技术路线图之一。

按照该路线图的规划，到2050年，生物燃料可以替代5500万吨到7500万吨石油，同时不会对环境及粮食安全带来重大负面影响，也就是说生物燃料在运输燃料中的比例可以由目前的2%上升到2050年的27%。

国际能源署可持续发展部轲铭在详解路线图时表示，这一路线图在中国实施面临的挑战与其在国际上实施所面临的一样，有几个关口要过。首先是原料供应问题，虽然中国是粮食生产大国，但不能保证在发展生物燃料的过程中能够收集到足够原料。其次，生物燃料应用于交通领域时可能会遭遇技术壁垒。最后是基础设施配套问题。但他同时指出，如果政府能够给予政策支持，行业也能积极推动，路线图在中国顺利实施指日可待。

路线图中并没回避开发这类技术可能遇到的挑战。报告认为目前的几种先进生物燃料技术主要还处于中试和示范的阶段，还需要继续投资形成商业化生产才能真正实现成熟和市场化。它以藻类用作生物燃料原料为例对此加以说明。目前种植藻类再从中提取油料还比较昂贵，成本大概在5.75美元/升，这还不包括转化成生物燃料的成本。藻株优化、降低成本、扩大生产等是藻类生物燃料开发和商业化运作的重要挑战，需要在基础研发工作上投入更多。

轲铭强调，实现本路线图，需要政府的大力支持，需要持续、有效、灵活的激励机制。