生物质能发展未来可期

  [中国石油新闻中心2022-07-19]
  近年来，随着能源转型进程进一步加快，作为世界公认的继煤、油、气后第四大能源库，生物质能的应用呈持续增长趋势。我国也提出在“十四五”期间稳步发展生物质发电，积极发展生物质清洁供暖，加快发展生物天然气，大力发展非粮生物液体燃料。
  生物质能直接或间接地来源于绿色植物光合作用，以化学能形式贮存太阳能，是重要的能源载体，也是唯一的可再生碳资源。它具有可再生、环境友好、清洁低碳等独特优势，以固、液、气等多种形态将能源、材料和化学品紧密联系在一起，广泛应用于工业、农业、交通、生活等多个领域。
  在现代能源体系中发展生物质能，不仅有利于促进农业规模化发展，还将为应对气候变化、能源短缺和环境污染等难题起到积极作用。
  在交通运输领域内发展的生物质能主要是燃料乙醇、生物柴油和生物航煤等生物质液体燃料。未来，随着生物质能产业发展的政策环境进一步完善，技术水平进一步提高，生物质能多元化开发利用或将迎来蓬勃发展新机遇。
  燃料乙醇是绿色交通重要支撑
  燃料乙醇是目前消费量最大的生物质液体燃料。根据美国可再生燃料协会数据，2015年以来，燃料乙醇产量持续增加，2019年达到8672万吨，混配出约6亿吨乙醇汽油，超过同期车用汽油消费总量的60%。
  全球共有66个国家和地区推广使用乙醇汽油，各国根据自身的资源禀赋等条件发展燃料乙醇产业。美国、巴西是燃料乙醇产业规模最大的国家，约占燃料乙醇总产量的83%。其中，美国以玉米为主要原料生产燃料乙醇，成为世界第一大燃料乙醇生产国，2020年产量约占世界总产量的53%，E10乙醇汽油（含有10%的燃料乙醇）在美国已基本实现全境覆盖。近期，地缘政治紧张导致能源价格上涨，为降低工薪家庭成本、抑制能源价格增长，美国有意增加乙醇汽油的使用量，销售E15乙醇汽油（含有15%的燃料乙醇）。
  巴西平均年产甘蔗6亿多吨。基于丰富的甘蔗资源，巴西已发展成为全球第二大燃料乙醇生产国和消费国，2020年产量约占世界总产量的30%。目前，巴西是世界唯一不使用纯汽油作汽车燃料的国家，燃料乙醇掺混比例已提高到27%。
  在我国，生物燃料乙醇已实现部分汽油替代，为绿色交通提供了支撑。根据统计，2020年我国燃料乙醇产量达到274万吨，表观消费量约为277万吨。2021年7月，国家能源局印发《2021年能源工作指导意见》明确提出，要加快推进纤维素等非粮生物燃料乙醇产业示范，指出了发展纤维素燃料乙醇将是生物燃料乙醇的重点方向。
  生物柴油市场供需前景两旺
  生物柴油几乎不含硫和芳烃，十六烷值高，是广泛认可的清洁低碳燃料。2021年以来，受到原油价格上涨、欧洲油脂产量下滑、需求增高等因素影响，生物柴油价格持续上涨，同比上涨35%，最高时超过1.1万元/吨。
  与化石燃料相比，生物柴油的二氧化碳排放量减少50%至90%。市场上销售的生物柴油包括传统的酯型生物柴油（主要是脂肪酸甲酯，FAME）和加氢脱氧型生物柴油（HVO）。
  2020年全球生物柴油产量约为4290万吨，同比增长2.8%。生产生物柴油的关键原料是动植物油脂，主要包括大豆油、棕榈油、菜籽油、废弃食用油等。其中，棕榈油是生物柴油最主要的原料，占比约39%；大豆油和菜籽油占比分别为25%和15%；废弃油脂原料约占10%。
  美国、欧盟、巴西、印度尼西亚等基于丰富的油脂资源成为生物柴油的主要产地。其中，印度尼西亚主要以棕榈油为原料生产生物柴油，生物柴油产量约占全球总产量的19%，是最大的生物柴油生产国。
  欧盟把生物燃料作为主要替代能源开发和使用。在一系列相关政策法规鼓励和要求下，欧盟已经成为全球最大的生物柴油生产和消费区，生物柴油产量约占全球总产量的30%。在政策和市场需求的驱动下，欧盟生物柴油产量和消费量逐年增加，但总体仍处于“供小于求”的状态，需要进口生物柴油以满足消费市场。
  数据显示，2015年以来，欧盟生物柴油的进口量迅速攀升，2018年以后，生物柴油年进口量超过260万吨。受疫情影响，2020年欧洲生物柴油进口量约273万吨，同比降低14%。其中从阿根廷进口量约90万吨，占比33%，主要为大豆油基生物柴油；从中国进口约85万吨，占比31%，主要为废弃油脂基生物柴油，较2019年提高15%；从印度尼西亚与马来西亚合计进口约63万吨，占比23%，主要为棕榈油基生物柴油，较2019年降低25%。根据2021年7月欧盟《可再生能源指令（RED?II）》修订后的指令，到2030年，可再生能源在欧盟能源消费总量中的份额将上升到40%，其中可再生燃料在运输部门的占比达到26%。由此可见，包括生物柴油在内的可再生能源又将迎来新的发展机遇。
  我国油脂资源相对匮乏，主要用废油脂为原料制备生物柴油，并从2010年开始商业化供应B5生物柴油（柴油中添加5%的生物柴油）。到目前为止，上海已有231座加油站供应由地沟油制备的B5生物柴油。2021年，我国生物柴油产量约150万吨，同比增长16.8%，出口量约130万吨，同比增长45%，几乎全部出口到欧洲。
  生物航煤是航空业减碳关键
  根据国际清洁交通委员会（ICCT）的统计数据，2019年全球客运和货运航班共排放二氧化碳9.2亿吨，约占全球温室气体排放量的3.5%。虽然占比较低，但是航空业产生的温室气体主要排放在平流层，对气候变化影响更大。早在2016年10月，国际民航组织（ICAO）第39届大会就通过了有关建立国际航空碳抵消及减排机制（CORSIA）的决议，成为全球第一个行业性减排市场机制，强力推行航空业减排计划。CORSIA提出，2025年国际航班生物航煤使用量达500万吨，2050年国际航班生物航煤使用比例将达到50%的目标。
  受新冠肺炎疫情影响，2020年国际航班骤减，因此ICAO要求以2019年航空碳排放量为基准（原基准是2019-2020年的平均值），2021-2035年保持零增长。航煤燃烧排放的二氧化碳约占航空业排放总量的96%以上，是最大的排放源。以生物质为原料生产的生物航煤，具有与化石航煤组成相似、性能接近、减排贡献大、与发动机和燃油系统兼容性好等优点，因此使用生物航煤被认为是实现航空业二氧化碳减排最有效的手段。
  自2009年以来，生物航煤制备技术持续进步，相关产业快速发展。欧美发达国家在技术研发、标准认证等方面走在前列。美国、加拿大、挪威、芬兰等国已经建立了从原料到应用的完整产业链，初步形成了生物航煤规模化消费市场。尽管2020年航空燃料使用量急剧下降，但生物航煤市场仍然保持发展。国际航空运输协会（IATA）批准使用的生物航煤种类已扩大到了7种。截至2020年，有45家航空公司使用了生物航煤，有7家航空公司积极参与投资生物航煤的生产。
  2021年，欧盟就其在航空运输领域减排55%（取代此前减排40%的目标）并扩大生物航煤使用的计划草案举行了公开磋商，包括强制掺混指令、拍卖机制、资金和监督等议题。挪威于2020年开始要求所有航空燃料中添加0.5%的生物航煤。荷兰从2022年开始为所有阿姆斯特丹出港航班的燃料掺混0.5%生物航煤。法国正在立法，要求从2022年开始使用至少1%的生物航煤，到2025年增加到2%，到2030年增加到5%，2050年增加到50%。德国计划将生物航煤的使用量在2025年增加到0.5%，2028年增加到1%，2030年增加到2%。瑞典也在计划出台航空减排措施，要求航空燃料在2030年减排27%。
  为响应航空业碳抵消和减排计划，满足国内外生物航煤市场需求，我国早在2009年之前就陆续布局开展生物航煤相关研究。中国石油在2011年完成了国内首次生物航煤验证飞行，储备了具有自主知识产权的生物航煤制备技术，并且持续推动生物航煤技术研发以降低生产成本。中国石化2014年完成了生物航煤适航评审，2020年在镇海炼化建成我国首套10万吨/年生物航煤工业化装置，随后启动了生物航煤生产和可持续性认证工作，并于2021年4月获得RSB可持续认证。（张家仁?中国石油石油化工研究院）