生物燃料行業研究

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生物燃料行業研究范文第1篇

早在2006年，諾維信便開始與中糧集團在中國合作纖維素乙醇中試項目，并于2009年2月與中糧集團、中石化集團達成聯合開發第二代燃料乙醇的合作協議。

此次來華，李斯閣正是與中石化、中糧的高層共議項目取得的進展。據介紹，經過4年的研發，三方基于農作物秸稈的乙醇汽油項目中試階段已基本結束，“明年將開始建設一個示范裝置”，這也意味著纖維素乙醇距離大規模商業化更近一步了。

隨著商業化運作以及技術的進步，成本預期會進一步降低。諾維信方面稱，應用其新型酶制劑，每生產1加侖（1加侖≈3.79 升）纖維素乙醇所需酶的成本僅為50美分，從而將纖維素乙醇的生產成本降至2美元/加侖，與目前國際市場的汽油價格持平，“纖維素生物質能源成為了極具競爭力的汽油替代品”。

中國是世界上溫室氣體排放量最大的國家，同時也是諾維信海外市場中僅次于美國的最大的市場。根據諾維信和麥肯錫的研究顯示，二代纖維素乙醇在中國大規模應用將給中國帶來巨大的利益：到2020年基于農作物廢棄物的生物乙醇能夠替代3100萬噸的汽油，使中國的石油進口量降低10%；能夠形成一個工程建造投入達到960億元的新興產業，每年帶來320億元的收入，提供600萬工作機會，而且這個機會主要在農村地區，“所以它給中國帶來的收益既是能源安全上的和GDP的增值，更重要的是農村發展的機會和城鄉均衡發展”。

李斯閣表示，在纖維素乙醇實現在中國的商業化生產、并達到預期的產能之后，諾維信還將考慮建設一家新的用于生產生物燃料的酶制劑工廠，以東北地區為例，該地區擁有豐富的玉米秸稈資源以及第二代生物燃料的生產商，“這將可以有效縮短供應距離，控制供應成本”。

在農林廢棄物、能源草之外，諾維信還在研究的方向就是城市中含纖維素的垃圾（主要為廚余垃圾），“就現在做的實驗來看，轉化率還不錯”，而這個方向一旦成功產業化，“既能提供能源，同時有利于城市垃圾總量縮減和循環利用”。

生物燃料行業研究范文第2篇

事實上，多年來，生物燃料作為一種新型能源一直被多國廣為探索。不久前，中國商用飛機有限責任公司也攜手波音公司進軍航空生物燃料研發高地，雙方成立節能減排技術中心，尋求提煉航空燃料的妙方。俄羅斯經濟發展部和行業專家就建議，共同制造生物燃料。

而在這方面，英國算得上是佼佼者之一。早在2008年，英國的維珍大西洋航空公司就進行了首次使用生物燃料的航空飛行。這次飛行的機型是波音747，航程從倫敦到阿姆斯特丹，在一個飛機引擎中添加了20%的生物燃料，其原作物是椰子和巴西棕櫚樹。

生物燃料是當前全球應對氣候變化討論中的一個熱點話題。如今，英國作為積極應對氣候變化的國家，非常重視推動生物燃料的發展，在政策、商業、科研等方面都做了大量工作。雖然全球整個生物燃料市場的前景還面臨一些爭論，但英國的生物燃料產業仍在穩步發展。

用廢棄食用油換乘車打折卡

據統計，在2009/2010財年英國車輛所使用的生物燃料中，約71%是生物柴油，約29%是生物乙醇，還有很小一部分的生物甲烷。

目前，一些英國公司正在通過國際合作發展生物燃料。例如英國石油公司與美國Martek生物科學公司簽署了合作協議，共同開發把糖分轉變為生物柴油的技術。英國“太陽生物燃料”公司前幾年曾在非洲大量投資，購買土地種植麻風樹，以便從麻風樹果實中提煉生物燃料。

在英國國內，一些公司通過回收廢棄食用油來生產生物燃料。例如英國最大的公交和長途公共汽車運營商STAGECOACH就有這樣一個項目，該公司向居民發放免費容器盛裝廢棄食用油，居民以此換取乘車打折卡，所收集的廢油被送到一家能源公司制成生物柴油，供STAGECOACH公司的部分車輛作為燃料使用。

雖然生物燃料現在還主要應用于車輛，但英國一些航空公司已率先進行了航空業使用生物燃料的探索。例如“維珍大西洋”公司在2008年進行了全球首次使用生物燃料的試飛，在一架波音747客機的一個引擎中加入了20%的生物燃料，從倫敦飛到了阿姆斯特丹。

科學界熱衷生物燃料

英國生物燃料應用領域的拓展，與科學研究關系密切。

據介紹，英國科學界非常熱衷于研究生物燃料，相關研究走在世界前列。有些研究關注如何降低生物燃料的成本，如帝國理工學院等機構研究人員在《綠色化學》上報告說，用木材制造生物燃料時常需要將木材粉碎成很小的顆粒，這個過程需要消耗不少傳統能源，估計每粉碎一噸木材需消耗約8英鎊的能源。但如果在粉碎過程中加入某種離子液體作為劑，可以把這個環節所消耗的能源量降低80%，把粉碎每噸木材消耗的能源成本降低到約1.6英鎊。據估算，最后得到的生物乙醇的價格有望因此降低10%。

除成本研究外，還有些研究在探索使用不同的原材料來生產生物燃料。使用甘蔗、玉米等農作物來制造生物燃料常被指責與民爭糧、與糧爭地，但如果使用通常廢棄的秸稈等部位來制造生物燃料就可以避免這個問題。秸稈的主要成分是纖維素，如何分解纖維素一直是個難題。

英國約克大學等機構的研究人員在美國《國家科學院學報》雜志上說，他們從真菌中發現了一種名為GH61的酶，它能夠在銅元素的幫助下以較高的效率分解纖維素，使其降解為乙醇，然后用以制造生物燃料。

此外，樹木枝干和許多植物的莖稈中還含有許多通常難以分解的木質素，英國沃里克大學等機構研究人員在《生物化學》雜志上說，一種紅球菌能分泌一種具有分解木質素能力的酶。這種紅球菌可以大量培養，因此也可以用于分解植物莖稈制造生物燃料。

民眾自制生物燃料

盡管生物燃料在英國獲得商界及科學界人士的“全方位”支持，但對于大部分英國民眾來說，是否在開車時使用生物燃料仍取決于它的價格，單純出于環保目的而使用生物燃料的人群畢竟還是少數。

對于使用柴油發動機的汽車來說，許多車輛不需要改裝就可以燒生物柴油，而現在英國一些加油站出售的柴油價格在每升1.4英鎊左右，有公司出售的生物柴油售價在1.25英鎊左右，但每升生物柴油能驅動車輛行駛的距離通常低于傳統柴油，因此消費者往往會隨著油價的波動和性價比的變化，選擇是否使用生物燃料。

有意思的是，有些具備相應知識的英國民眾還自制生物燃料，這樣會比買油便宜得多。

根據英國《每日電訊報》報道，薩默賽特郡的詹姆斯?莫菲就是這樣一個例子。他從兩家餐廳購入廢棄食用油，每升只需10便士；在篩去渣滓后，向其中加入甲醇和氫氧化鈉等化學物質，經過加熱和沉淀等過程，就能得到自制的生物柴油。

他說，自己開車每月消耗150升生物柴油，制造這些生物柴油的成本是每升約18便士，這比市場價格要便宜得多。根據英國稅務海關總署的規定，民眾每年自制生物柴油2500升以下無需交納任何費用。因此，像莫菲這樣自制生物柴油的民眾可以給自己省下一大筆錢。

政府穩步推進

除了有民眾的支持，生物燃料還獲得官方的力挺。

在英國能源與氣候變化部2011年的《英國可再生能源路線圖》中，有關機構專門列出了有關生物燃料的目標。其中提到，在2009/2010財政年度，英國道路上行駛的車輛使用生物燃料的比例占道路交通所用總燃料的3.33%，這個比例在近幾年一直處于增長之中，英國計劃到2014年將其提高到5%。

由于生物燃料主要用于供給車輛，英國交通部也參與了相關管理工作，負責《可再生交通燃料規范》的實施。根據這項法規，英國每年銷售量在45萬升以上的燃料供應商必須使生物燃料等可再生能源在其銷售量中達到一定比例，如果自身銷售的生物燃料達不到相應比例，則需要花錢從其他超額完成任務的燃料供應商那里購買相應份額。

這個比例是逐年上升變化的，目前的指向是前面提到的在2014年5%的目標?？陀^地說，這是一個穩健的目標，每年的上升幅度不大，顯示出英國政府穩步推進生物燃料發展的態度。

此外，英國政府還對生物燃料的標準進行了規定，即與傳統化石燃料相比至少能減排溫室氣體35%以上，并且原料產地的生物多樣性不能因為生產生物燃料而受到影響。這是為了讓生物燃料能夠切實起到保護環境的效果。

前景還不明朗

需要說明的是，英國的生物燃料雖穩步發展，但仍稱不上達到“快跑”的程度。

一方面，英國商界雖然在發展生物燃料方面做出了諸多探索，但并沒有出現特別明顯的增長，一些項目還遇到了問題。比如有報道稱太陽生物燃料公司在非洲某些國家的項目已經終止，維珍大西洋公司雖然率先探索在飛機上應用生物燃料，但現在全球已有多家航空公司實現了使用生物燃料的商業化飛行，而維珍大西洋公司卻沒有太多進一步的消息。這可能與聯合國氣候變化談判結果波動和全球生物燃料市場本身的前景也還面臨一些爭論有關。

生物燃料行業研究范文第3篇

生物質混燃發電技術是環境友好、高效經濟的規?；眉夹g，應用前景廣闊.總結了現有生物質混燃技術和國內外應用現狀，介紹了一種生物質能高效利用的新方式，即在煤粉爐中使用獨立噴燃技術燃用生物質成型燃料的方案，該方案將成為未來發展方向.分析了生物質在大容量煤粉爐中混燃發電技術的可行性，討論了該混燃技術的關鍵設備選型配置情況和系統要求，指出了該混燃技術要實現規?；茝V存在的主要矛盾，并提出了相應的建議.

關鍵詞：

生物質發電； 混燃； 技術； 設備

中圖分類號： TK 6文獻標志碼： A

Analysis of the biomass co firing technology and key equipment

for pulverized coal power boilers

LU Wang lin， LIU Bing chi

（1. Shanghai Power Equipment Research Institute， Shanghai 200240， China；

2. Shanghai Electric Power Generation Group， Shanghai 201199， China）

Abstract：

The biomass co firing power generation is an environment friendly and cost effective technology for large scale biomass utilization. In this paper， types and application situations of the biomass co firing technology are summarized. A new， promising co firing plan for high efficiency utilization of biomass is recommended， by which pulverized biomass fuel is combusted with separate burners on the same pulverized coal furnace. The feasibility of biomass co firing for power generation on large capacity pulverized coal boilers is analyzed. Key equipment selections and system requirements for the technology are discussed. In addition， the major problem for large scale application of the plan is discussed and relevant suggestions are provided.

Key words：

biomass power generation； co firing； technology； equipment

我國目前的生物質燃燒發電以直燃技術為主，裝機容量在30 MW以下，基本采用振動爐排爐或流化床技術[1].受燃料供應不穩定，供電效率低及基建投資高等因素影響，這些生物質發電廠雖然享受電價補貼，但經營狀況仍然不佳.而生物質混燃技術是指將生物質與煤在傳統的燃煤鍋爐中混合燃燒技術.它能充分利用現有燃煤發電廠的投資和基礎設施，是一種低成本、低風險且靈活的可再生能源利用方式.它既可減緩常規電站對傳統化石燃料的依賴，又可減少傳統污染物（SO2，NOx，PM等）和溫室氣體（CO2，CH4等）的排放，具有積極的社會效益和環境效益.

1生物質混燃技術分類和國內外應用現狀

從混燃技術上可分為：（1）直接混合燃燒：經預處理的生物質直接輸入鍋爐系統燃燒；（2）間接混合燃燒：將生物質氣化后的燃氣輸入鍋爐系統燃燒；（3）并聯燃燒：生物質在與傳統鍋爐并聯的獨立鍋爐中燃燒，將所產蒸汽供給發電機組.根據混合點位置不同，直接混合燃燒又可分為共磨方案（在磨煤機前混合）、共管方案（在磨煤機后煤粉管道內混合）和獨立噴燃方案（在鍋爐燃燒室混合）.獨立噴燃方案將成為未來發展方向[2].從生物質形態上可分為直接破碎混燃和成型顆粒混燃.

歐洲及北美等發達國家從上世紀90年代開始進行了多種混燃技術的示范工程，取得了一系列重要的成果[2]：如丹麥的Studstrupvrket 1#機組150 MW煤粉爐混燃了熱量比20%的秸稈類生物質，約合輸出電力30 MW；荷蘭的Gelderland電廠635 MW機組的EPON計劃中混燃了木材粉末（約占3%的鍋爐輸入熱），合輸出電力20 MW；英國的Drax電廠6×660 MW機組混燃了熱量比2%左右的生物質燃料，合輸出電力80 MW；比利時的Ruien發電廠540 MW機組及奧地利的Zeltweg 137 MW機組嘗試了間接氣化混燃技術；丹麥的Avedore 2# 的430 MW機組嘗試了并聯燃燒方式.目前在英國10余家燃煤電站（總裝機超過20 000 MW），實現了生物質混燃技術的商業化運行.近年來，國際能源署IEA的生物質能協定任務32（Task 32）對該技術進行了較為深入的總結及調查研究.2007年，世界范圍內有152個生物質混燃項目成功投入商業運行，到2009年已增長至228個，機組容量覆蓋50～700 MW，其中100多個項目分布在歐洲，超過40家分布在北美，還有部分項目分布在澳洲[3].國內生物質混燃技術起步較晚，應用較少.最為典型的為山東十里泉電廠140 MW機組混燃秸稈示范項目.它是我國成功商業運行的生物質在煤粉爐中混燃的唯一項目[4].截至目前，國內未見在煤粉爐中使用獨立噴燃方案燃用生物質成型燃料的實際工程實例報道.

2生物質混燃技術的關鍵設備和系統分析

受散狀生物質收集半徑所限，常規秸稈類生物質無法遠距離運輸，在一定程度上限制了生物質混燃電站的生物質供應鏈，而蓬勃發展的生物質成型燃料產業將會使生物質混燃技術進入全新的發展階段.先進的生物質顆粒成型燃料的加工能耗約為70 kWh·t-1 [5]，約僅占其熱值的2%左右.由于成型后燃料密度大（800～1 400 kg·m-3），且水分低（

2.1生物質成型燃料的儲存運輸處理系統配置要求

入廠原料采用生物質成型顆粒燃料的混燃技術，一般要求顆粒粒徑在10 mm左右.此模式能克服傳統生物質易堵塞特性.歐洲實踐經驗表明，生物質顆?？纱娣庞诜忾]式料場，通過刮板機上料；也可在電廠內存放于大型筒倉之中，通過皮帶輸運.為了釋放長期存儲可能產生的熱量，筒倉通常需要設置螺旋給料、斗提等自循環系統，并配有可燃氣體濃度監測裝置及爆破門，以進一步提高安全性.由于生物質成型燃料的加工過程已經完成了纖維破碎，因此可經倉儲、輸送過程后直接進入后續的制粉工藝.

2.2粉碎設備

生物質混燃共磨方案使用電站原有的磨煤機制粉系統磨制生物質燃料有一定的局限性，運行期間需要關注磨煤機電流、石子煤量、出口風溫等特性指標，需嚴格控制較低的混燃比例，以免造成生物質燃料阻塞磨煤機，引起磨煤機故障.另外，需要嚴格關注送粉管道揮發分濃度，避免出現爆燃事故.該系統設備簡單，但可靠性稍差.

共管及獨立噴燃方案需要單獨配置生物質粉碎設備.經國內外調研，粉碎終點粒度控制在3 mm以下較佳[1]，可在約1 000℃的爐膛內充分燃燼.目前主要有兩種類型設備可實現規模化應用.

（1） 錘片粉碎機（Hammer Mill）

如圖1所示，此類設備非常適合粉碎處理秸稈、木材等生物質類物料，技術成熟可靠[6].通常為臥式結構，錘片在機內高速飛轉，將物料錘碎至需要的過篩尺寸.國內主要應用于飼料及食品行業，國產設備單機最大生產能力約5～10 t·h-1.近期，隨著生物質成型燃料加工行業的興起，也有個別廠家能夠設計生產能力20 t·h-1以上的產品，但目前尚無實際運行業績支撐.國外設備經驗較豐富，如瑞典BRUKS公司的最大型號單機額定功率500 kW，配有470塊錘片，轉子直徑1 600 mm，錘片末端線速度達78 m·s-1，濾網面積可達8 m2，設備價格高達300萬元.

圖1錘片粉碎機

Fig.1

Hammer mill

（2） 雷蒙磨粉機（Raymond Mill）

如圖2所示，此類設備歷史悠久，在國內外礦產品粉體加工領域應用廣泛[7] .該設備為立式結構，工作原理為：旋轉磨輥在離心力作用下緊滾壓在磨環上，將物料碾壓破碎成粉；內置旋轉鏟刀防止物料堆積；磨內通風把成粉的物料吹起，達不到粒度要求的物料被分析機阻擋后重回到磨腔繼續研磨；達到粒度要求的物料則可通過旋轉分析機后進旋風分離器分離收集.國內一些制造廠對傳統技術進行升級，成品粒度更小，比功耗更低，但在生物質領域的適應性尚不明確.國內設備供應商維科重工曾配合筆者單位進行了生物質成型顆粒燃料的試磨試驗，可以預期185 kW最大型號設備單機生產能力達20～40 t·h-1，成品粒度在0.5 mm以下.

圖2雷蒙磨粉機

Fig.2

Raymond mill

2.3燃燒器要求及氣力輸送配置

生物質燃料收到基含有約70%的揮發分，極易點燃及燃燼.國外一些公司開發了先進復雜的生物質專用燃燒器，但在筆者調研時發現十里泉電廠混燃示范項目實踐中丹麥進口燃燒器的故障率較高，電廠已將其改造為簡單的鋼管燃燒器，且運行效果佳.燃燒系統的關鍵是將一次風量與燃料量相匹配，經初步計算四角切圓煤粉爐中獨立噴燃方案，配10 t·h-1的生物質燃燒器推薦配一次風量為4 000 Nm3·h-1.合理地選擇一次風速，并將其作為輸送介質將生物質粉末吹送入燃燒器時宜選擇稀相壓送式裝置，這在氣力輸送行業有豐富的經驗，在此不再贅述[8].

2.4混燃對鍋爐受熱面的影響

堿金屬氯化物（KCl等）的低溫沉積腐蝕問題一直是困擾生物質直燃領域的一個技術難點，直接燃燒產生KCl等物質在含Cr合金鋼受熱面上發生沉積而導致嚴重的氯腐蝕問題.堿金屬氯化物的高溫腐蝕，直接限制了熱力工質參數的進一步提高，導致目前生物質直燃電站的熱電轉換效率偏低.但在混燃技術領域，實驗室及現場測試均表明，燃煤中含量較高的S元素及Al，Si，Fe類灰成分，將會使K等堿金屬形成高熔點化合物，Cl元素則以超低濃度氣相HCl的形式隨煙氣排放，因此混燃時的腐蝕速率比直燃技術低很多數量級[9].控制混燃熱量比在15%以下（質量比

2.5環境影響分析

生物質低灰低硫高揮發分的特性，宜與燃煤形成互補效應.大量研究表明，在傳統電站中混燃少量的生物質后，單位供電量下的SO2，NOx，粉塵等污染物排放強度均可降低，且不會對原配置的環保設備造成負面影響，特別適宜在一些受污染物排放總量減排政策制約的電站中推廣使用.值得關注的是，對于某些秸稈類生物質內的高堿金屬，燃燒煙氣可能有促使釩基SCR催化劑中毒的風險[10]，尚需進一步研究其機理后，對不同生物質的混燃比進行限制.

由于生物質內C元素在自然界中是循環利用的，同直燃技術一樣，混燃技術中由生物質燃燒產生的CO2可不視為溫室氣體排放.年消耗約15萬t生物質（收到基碳含量按40%計）的混燃技術項目，可因少用煤炭而折算的CO2減排50萬t以上.如果未來實施全球碳排放交易，由此產生的收益將達到1億元人民幣數量級（參考歐洲目前碳排放交易經驗，每噸CO2的減排補貼為25歐元）[11].

2.6混燃比計量與檢測設備

混燃比是衡量混燃電廠供電中的可再生能源份額的重要指標.混燃比計量可分為兩種方式：

（1） 燃料側計量：實際應用中，綠色電力份額可轉化成生物質混燃熱量比考慮，可由入廠原料汽車衡裝置，或者皮帶及給料機上設置的重力式傳感器計量混燃的生物質重量，之后再綜合入爐煤重量及生物質與煤的熱值實驗室分析數據轉換取得.但對多種生物質燃料的取樣分析過程繁瑣，數據精度不高，且過程中存在大量的人為因素，有以虛假信息換取巨額綠電補貼的可能性.

（2） 煙氣側計量：其原理同考古領域常見的14C斷代法基本相同，已經拓展至環境監測領域[12-13].C元素中放射性同位素14C的半衰期為5 730 a，其化學性質與常見的12C相同，且大氣環境及生物質燃料中的14C/12C比例基本穩定在10-12數量級.由于化石燃料形成年代距今達上億年之久，基本檢測不到14C，因此可通過測量混燃鍋爐排煙中的14C/12C比例精確計量電站的混燃比率（生物基的百分含量）.目前的先進加速器質譜AMS技術測量同位素比值的靈敏度可達10-15至10-16，可對混燃比作出非常準確的判斷.歐美多國已經制定了針對燃料的生物基份額的檢測標準，如ASTM D6866、CEN 15591/15747等，并在積極開發14C同位素同步在線監測技術.我國尚未開展此方面的研究工作.

3當前面臨的主要矛盾及建議

生物質直燃發電的單位造價在萬元·kW-1數量級，而混燃改造的投資低得多，采用國產設備的混燃系統投資僅在百元·kW-1數量級，且混燃技術的燃料熱電轉化效率明顯優于直燃技術，是一種生物質能利用的有效方式.

生物質混燃在發電技術層面的問題已經明晰落實，但受國內監管體系制約，電網公司很難核實混燃電站實際運行中的生物質消耗量，可再生能源補貼量因此很難確定.混燃計量檢測技術已經成為綠電價格補貼政策無法拓展到生物質混燃領域的主要瓶頸因素，嚴重制約了經濟性較好的混燃技術的規?；瘧?

按照2006年頒布的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》中有關“發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目，視同常規能源發電項目，執行當地燃煤電廠的標桿電價，不享受補貼電價”的規定，也就是說生物質在燃料比例中要大于80%才能享受補貼，而目前的混燃比例一般在20%以下，所以生物質混燃項目并不能享有與直燃電廠等效的電價補貼[14].從目前市場現狀來看，單位熱值的生物質燃料價格仍高于對應的煤價，如無電價補貼等刺激性政策，火力發電廠更加愿意燃用煤，這是目前我國生物質混燃技術無法規模推廣應用的一個主要原因.

建議盡快開發監測生物質使用量的客觀評價體系和煙氣側14C同步在線檢測技術，政策上盡快完善燃料側監管體系和制度，引領生物質產業健康發展.

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收稿日期： 2012-10-14

生物燃料行業研究范文第4篇

生物燃料泛指由生物質組成或萃取的固體、液體或氣體燃料，可單獨使用或與汽油或柴油混合使用。當前各國積極研究和投入的生物燃料主要指生物液體燃料，包括燃料乙醇、生物柴油等。

20世紀70年代的能源危機使得各國紛紛尋求各種手段，通過能源供給多樣化，降低對化石燃料的依賴，增強自身能源安全。

進入21世紀以來，國際原油價格經歷了一輪以需求拉動的上漲，年平均名義價格由2001年的24美元/桶上漲至2010年的79美元/桶，實際增長1.6倍。2008年7月創每桶148美元的歷史高位，受國際金融危機沖擊，半年內又暴跌至每桶35美元左右，波動幅度巨大，但油價整體上行趨勢未變。

顯然，由國際油價走勢變動帶來的航空煤油價格高企及波動加劇將給航空公司帶來極大的運營風險。此外，為應對全球氣候變化的挑戰，各國在減少溫室氣體排放方面已達成基本共識，針對不同行業的減排目標和政策也相繼出臺。在國際油價高企和全球溫室氣體減排的背景下，生物燃料有望成為替代傳統航空煤油的重要新能源。

生物燃料使命

生物燃料的發展大致經歷了三個階段：（1）第一代生物燃料，主要以糧食為原料，其發展日益受到限制；（2）第二代生物燃料，以非糧作物如乙醇、纖維素乙醇、生物柴油等為代表；（3）第三代生物燃料，以微藻等為原料，目前美國、以色列、德國、加拿大、阿根廷、澳大利亞、韓國等正在積極研究。

自2000年以來，全球生物燃料產量增長了近三倍。美國是最大的生物乙醇及生物柴油生產國。從中期來看，美國和巴西可能還將繼續保持生物燃料主要生產國的地位。但長期而言，亞洲國家包括中國、印度、印度尼西亞及馬來西亞可能將搶奪更多的市場份額。目前，很多國家已出臺一系列支持生物燃料研發和產業化的政策，積極支持生物燃料的發展。

我國新能源政策的遠期目標為：爭取到2020年實現非化石能源占一次能源消費比重的15%左右，生物柴油年產量達到200萬噸，燃料乙醇達到 1000萬噸。我國發展生物燃料起步較晚，但發展十分迅速，目前已在河南、安徽、黑龍江、吉林、廣西等地建立生物乙醇生產廠，并在全國部分城市進行混合10% 燃料乙醇的汽油供應試點，我國生物乙醇產量居世界第三位。

美國提出，到2020年生物燃料將占其能源總消費量的25%，2050年達到50%，2012年，美國約150萬噸生物燃料投產，2013-2015年，還將投入650萬噸產能。

歐盟提出2020年前可再生能源占能源消費總量的20%，生物燃料占運輸燃料10%的目標。以德國為例，德國2007年頒布《生物燃料配額法令》，規定生物燃料在化石燃料中混摻的最小含量，其生物柴油消費量占歐洲生物柴油消費總量的45%，并且已建立1000多個生物柴油加油站。

巴西作為最早實施生物燃料產業化政策的國家之一，2006年已實現40%以上的汽油消費由乙醇汽油取代，成為唯一不供應純汽油的國家。目前，巴西消耗的所有汽油均摻有20% 及以上的乙醇，同時還出口乙醇，產量居世界第二。巴西《生物柴油法》要求到2013年生物柴油與普通柴油混合比例達到5%。

生物航油實驗

如前所述，由于石油資源緊張、油價波動、航空公司運營成本高企及碳排放標準的提高，越來越多的油料公司、航空公司及飛機設備制造商開始將目光投向生物燃料。2008-2012年，全球已有20多個以生物航油為燃料的試驗飛行和商業航班，其中95%以上均未出現任何飛行異常或故障。試驗表明，混合生物燃料的效率比傳統燃料高1.1%，溫室氣體排放量比傳統燃料低60%-80%。

據中國民航局預測，2020年全國航油消費量將超過4000萬噸，其中生物航油可能占航油總量的30%，按每噸1萬元計算，2020年我國生物航油市場規模將達1200億元。

國際航空運輸協會指出，到2020年全球航空燃料總需求的6%，即每年約800萬噸應來自生物燃料，但要實現這一目標，一方面需對航空公司的燃料比例進行管制，另一方面要對生物燃料實施政策性補貼。

2011年10月，中石油、中航油與國航成功進行國內首次航空生物燃料的驗證試飛。中石油已建120萬畝小桐子種植基地，可提供的原料年產量達16-17萬噸，目前其正與霍尼韋爾旗下UOP公司商談在華合作建立首個年產6萬噸的航空生物燃料煉廠，并有望2013-2014年投入商業運營。

2011年12月，中石化向民航局提交了生物航煤及其調和產品的適航審定申請，民航局已受理該申請，并計劃今年11月前完成適航審定，年內進行商業飛行。2009年，中石化啟動了生物航煤的研發。2011年，將其杭州石化煉廠裝置改造成一套2萬噸/年生物航煤裝置，該裝置從2011年年底開工以來已生產70噸生物航煤。中石化計劃采用的原料主要為餐飲廢棄油脂。

此外，中國商飛和波音公司開始合作研發生物航油，并在北京啟動了“中國商飛-波音航空節能減排技術中心”，該中心首個研究項目是將廢棄食用油提煉成生物航油。空客公司已與清華大學簽署協議，雙方將以地溝油等為原料合作研究生物航油，預計下半年公布首批研究結果。

未來挑戰

在我國石油對外依存度日益上升、環保成本和壓力日趨嚴峻的形勢下，積極發展包括生物航油在內的生物燃料產業，是應對能源短缺和節能減排的重要手段。生物航油的發展存在很多機遇，但同時也面臨幾大挑戰。

一是生物航油的成本。目前生物航油的成本是傳統航油的2-3倍，要想大幅降低成本必須實現規?；a，而我國尚未建立起成熟的生物航油研發、生產及供應體系。航油是航空公司最大的成本支出，以國內三大航空公司為例，航油成本占其運營成本均已超40%，因此高昂的價格將使生物航油的推廣和應用受阻。

二是生物航油的生產技術。例如，通過纖維素生產乙醇及海藻提煉等技術尚不成熟，而地溝油混雜了動物油、植物油等成分，提煉技術難度大，尚不能實現大規模應用。

三是生物航油的原料供應。生物燃料的原料包括動植物油脂、廢棄食用油和微生物油脂等，各種原料的產能和收率存在很大差異，如何保證可持續的原料供應仍是當前需關注和解決的問題。

生物燃料行業研究范文第5篇

5時43分，在人們略帶緊張的期盼目光中，一架普通的空客A320型飛機帶著令人振奮的轟鳴聲沖入云霄。7時08分，經過85分鐘的飛行，飛機穩穩地降落在跑道上?！帮w行過程中動力很足，與使用傳統航空燃料沒有區別！”步出舷梯，機長劉志敏、周曉青激動地匯報。

“我們成功了！我們生物航煤的質量是世界一流的！”等待多時的中石化領導和工作團隊激動地鼓掌歡呼。他們不能不興奮，因為這標志著中國自主研發生產的1號生物航煤在商業客機首次試飛取得成功，中國成為繼美國、法國、芬蘭之后第四個擁有生物航煤自主研發生產技術的國家。由此，中國石化成為國內首家擁有生物航煤自主研發生產技術的企業，開啟了生物航煤的新時代。

生物航煤是指由生物質加工生產的、可替代傳統航煤并能在全生命周期實現溫室氣體減排的液體烴基噴氣燃料。通俗地說，就是以可再生資源為原料生產的航空煤油，一般以棕櫚油、麻風子油、海藻油、餐飲廢油、動物脂肪等為原料。

“發展生物航煤對于保障我國能源安全、取得綠色低碳競爭優勢具有重要戰略意義。”中國石化石油化工科學研究院航空燃料專家陶志平表示。

瞄準生物能

節能減排，降低環境污染，提倡環保經濟，一直以來都是全球共識。在航空領域亦不例外。

此前，歐洲議會和歐盟委員會通過法案，2012年1月1日起將國際航空業納入歐盟碳排放交易體系。這意味著全球4000多家經營歐洲航線的航空公司需要為超出配額的碳排放支付購買成本，其中進入歐盟征稅名單的中國航空公司有33家。雖然中航協一直表示反對，但從全球來看，建立碳排放體系和實施碳減排正逐步在全球航空產業形成共識。

業內有專家算過一筆賬，按歐盟碳稅的征收方法，中國民航業未來9年將累計支出約176億元人民幣。這還只是一個相對保守的估計。隨著碳交易配額需求的不斷增加，中國航空公司支付的碳減排成本有可能成倍增加。

不僅如此，根據我國“十二五”規劃，到2015年單位GDP二氧化碳排放降低17%，單位GDP能耗下降16%。同時，我國也已經在哥本哈根氣候大會上承諾，到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。為此，中國民航局提出了“到2020年我國民航單位產出能耗和排放比2005年下降22%”的目標。

除了節能減排的壓力外，我國航空煤油行業還面臨資源緊缺的壓力。2011年我國航空煤油消費量超過1800萬噸，居世界第二位。據預測，未來全球航空煤油需求每年增長不足5%，而我國以每年10%以上的速度增長。在石油煉制過程中，直餾航空煤油餾分僅占原油總量的4.8%，即使加上部分重油的加氫裂化，航空煤油餾分也僅占20%左右。國內石油需求的巨大缺口，必將影響未來航空煤油的穩定供給。

多重壓力將生物質燃料推到臺前。生物質燃料以其在節能減排、綠色環保等方面的突出優勢吸引了大眾目光。可以說，生物航煤在燃燒中排放出的二氧化碳、硫化物等遠遠低于礦物燃油，況且生物質在生長過程中也會從大氣中吸收大量的二氧化碳。

“相較于傳統航煤，生物航煤可實現減排二氧化碳55%?92%。生物航煤不僅原料可以再生、具有可持續性，而且無須對發動機進行改裝，具有很高的環保優勢。”多位中石化專家表示。

資料顯示，目前我國已成為年消費量近2000萬噸航空燃料的消費大國。據國際航空運輸協會預測，至2020年中國民航飛機加油量達4000萬噸，生物航煤達到航油總量的30%，也就是1200萬噸。按照每噸1萬元計算，意味著到2020年中國民用航空生物航煤市場總值將超過1200億元，市場前景廣闊。

事實上，對生物航煤的研發在國際上早有先例，國外石油公司生物航煤技術的研究有些已取得顯著進展。一些歐美國家和日本等國2008年開始就廣泛開展了生物噴氣燃料的示范飛行，2011年6月進行了世界上第一次生物航煤商業化飛行。據悉，2011至2012年，全球生物航油已在9個航班上實現了商用。

出于踐行低碳戰略的使命，更因為意識到生物航煤的前景和戰略意義，占有國內航油70%市場份額的中石化早在2009年就啟動了生物航煤的研發。2011年，中國石化將下屬杭州煉油廠原有裝置改造成一套2萬噸/年生物航空煤油工業裝置，并成功進行了制備生物航空煤油的工業試驗。而此次1號生物航煤的試飛成功，標志著中石化拉開了我國生物航油商業化進程的序幕。

攻堅克難

“生物航煤的研發過程是一段艱苦奮斗的探索之旅，也是一段自力更生的創新之旅。”提起4月24日中石化1號生物航煤試飛成功，陶志平覺得自己和同事們所有的辛苦都有了補償。

生物航煤的燃燒性能關系到發動機的動力，這是決定成功與否的關鍵。因此，在試飛試驗程序中重點比較了生物航煤與普通航煤對發動機推力的影響?！笆褂弥袊灾鏖_發的生物航煤生產技術，我們把植物油變成了與普通航煤組成和性質基本一致的組分。與普通航煤相比，這種生物航煤基本不含芳烴、硫、氮等雜原子，具有燃燒性能好的優點，發動機動力更充足?！睂嶒灲Y果證實了陶志平的自信。

整個飛行過程中，機長及機組人員對飛行過程中的所有試驗項目都很滿意，對動力性能、飛行參數、油耗等均給出很高評價。各種贊譽涌向中國石化的生物航煤研發團隊，多年來自主研發高端技術的艱辛在這一刻都化作欣慰。

由于生物航油的研發屬于前沿領域，充滿了不確定性，因此國內外很多企業采取技術合作的方式推進。中石油與國際巨頭霍尼韋爾公司合作，于2008年生產出首批15噸生物航煤。2012年，中國商飛與波音公司共同出資建立中國商飛—波音航空節能減排技術中心，向生物航油發起沖擊。中石化則全力自主研發。2009年6月，加氫法生物航煤技術研發項目正式立項。2011年，生物航煤研發與應用項目升格為中國石化十條龍攻關項目。

以動植物油脂為原料生成符合噴氣燃料要求的生物航煤產品，在我國還是全新課題，技術難度和生產風險讓很多公司望而卻步。

“生物質資源要通過化學轉化，變成完全適應發動機性能的燃料油，要在不改造發動機的情況下，直接與傳統化石燃料調配使用，對技術開發提出了很高的要求?！毖邪l過程中難點多多，中國石化石油化工科學研究院院長龍軍深有感觸。

好在早于2006年，石科院就開始了生物油脂加氫技術的開發，有了深厚的技術積累。在研發模式和方法上，石科院突破傳統思維，大膽應用領先的分子煉油理念，從分子水平認識原料和目標產物的性質及結構特點，研究反應機理與反應過程。經過全體研究人員團結一致，一次次不斷試驗、總結和反復調整，最終完成了將動植物油轉化為生物航煤的成套技術開發。要知道，目前國際上只有少數幾家公司開展這方面的研發。

在此過程中，中石化不斷摸索創新。飛機在空中溫度要低到零下幾十攝氏度，因此航空煤油必須具有良好的低溫流動性，而目前的生物油一般由動植物油混在一起，冷凝點太高。中石化自主研發的生物航煤技術完全解決了這一問題。“航油標準的冰點是零下47攝氏度，而用我們技術生產的生物航煤產品冰點可以達到零下60多攝氏度。”中國石化科技部煉油新產品和新能源開發專家李毅對《國企》記者表示。

地溝油變身航空燃料的加工技術也是其一。龍軍表示，該工藝突破了以往原料范圍的局限性，既可以是椰子油、菜子油、麻風樹油等木本植物油，也可以利用餐飲廢油、海藻油和動物油脂及費托合成生成油等，原料范圍十分廣泛。據悉，2011年12月，中石化以棕櫚油為原料生產出了合格的生物航煤。2012年10月，成功生產出以餐飲廢油為原料的生物航煤。

就是在與一個個挑戰的正面交鋒中，中石化自主創新，生物航煤技術趕超了國際水平。

瓶頸待解

中國自主創新的技術往往不能成功地進行商業化，已經成為中國式的研發困境。也正因此，業內人士紛紛擔憂中石化自主創新的生物航煤技術叫好不叫座：“雖然技術難題已被解決，但如果生產成本難以降低，今后的商業化之路仍步履艱難?！?/p>

陶志平也直言，發展生物航煤具有廣闊前景，但目前價格是普通航油的兩倍以上。突破成本過高的瓶頸，是生物航煤商業化必須跨過的關口。

“原材料成本和工藝成本助推了生物航煤的制造成本。我們的工藝已經很精簡，成本很難在短期內大幅降低。唯一的出口在于原材料成本。但是，餐飲廢棄油在2011年每噸價格超過7000元，與食用棕櫚油價格接近?！崩钜銓τ浾哒f。

原料持續供應也成問題。為了避免與人爭糧，生物航煤的原材料往往來自多種富油植物。以中國石油為例，目前已建立了一個120萬畝的生物原料種植基地。但是富油植物的種植需要時間，也難以大規模種植?！坝行┲参镉械赜驓夂虻南拗疲行┛赡芏嗄旰蟛拍懿烧?，大規模種植又存在與糧爭地的問題。這些因素都導致了加氫法工藝路線所需原材料的匱乏。”李毅表示。

不與天爭時，不與糧爭地，循環利用是否可行？中國一年動物和植物油消費總量2250萬噸，所產生的餐飲廢油意味著巨大的生物航煤原料來源。但是，由于回收渠道的不健全，回購成本巨大，很多生物能源企業甚至無“油”可用。

“販賣地溝油利潤巨大，航油企業抵不過小販的高價回收，每年至少有200萬～300萬噸餐飲廢棄油流回餐桌。”廈門大學中國能源經濟研究中心主任林伯強強調，地溝油是生物航煤燃料中最能大規模利用的原料，地溝油利用不好，商業化運營幾乎免談。林伯強建議，政府部門應該高價回收地溝油，同時嚴厲打擊地溝油回流餐桌的行為，并給予生物航油企業一定的補貼，推動行業的發展。