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鼓励政策密集出台,生物燃料迎来发展机会
2024年5期 发行日期:2024-03-14
作者:■ 中国化工信息中心咨询事业部 田岩

  生物质能作为重要的可再生能源,加大对其利用成为实现能源转型、保障能源安全、保护生态环境和应对气候变化目标的重要措施。2021年12月,发改委发布了《“十四五”生物经济发展规划》。作为我国首部生物经济五年规划,其中明确提出要积极发展生物质能源,在生物质燃料、生物质发电、热电联产方面推动生物质能技术的发展和应用,推动石化能源向绿色低碳可再生能源转型。

  目前主流的生物质燃料的类型是生物柴油和燃料乙醇。2022年6月发改委、能源局等部门发布《“十四五”可再生能源发展规划》,要求持续推进生物柴油、燃料乙醇等清洁燃料的商业化应用。

我国生物燃料行业概况

  1.生物柴油

  生物柴油是指以油脂为原料,经酯化或加氢等工艺转化为柴油,其热值、燃烧功效等物化性质与石油柴油相近。目前全球范围内主要以棕榈油、大豆油、菜籽油和废弃油脂作为原料生产生物柴油。根据美国农业部数据,全球生物柴油原材料中33%为棕榈油,大豆油占27%,菜籽油占16%,废弃油脂占15%。各国根据国情选择合适的原料,我国为了保证粮食安全,主要使用废弃油脂(如地沟油)作为生物柴油原料。

  根据联合国统计司数据,全球范围内,生物柴油下游大多数用于包括道路、航空运输的交通领域,占比超过七成,其中绝大多数用于道路交通领域。主要使用方式是将生物柴油按一定比例掺混到石油柴油中制成混合柴油。另外生物柴油也用于作为化工品原料,比如增塑剂、表面活性剂、工业溶剂、润滑剂等产品的原料。

  我国对生物柴油研究和产业化较国际整体较晚,目前行业还处于初步发展阶段。但行业发展较为迅速。截至2022年,我国生物柴油行业总产能达到409万吨/年,产能前五大企业分别是卓越新能、三聚环保、嘉澳环保、河北金谷、易高生物,合计产能180万吨/年,占全国总产能的44%。我国主要生物柴油生产企业见表1。

  2022年我国生物柴油实际产量达到211万吨,行业产能利用率约52%,主要因原料来源不稳、生产成本较高导致。目前我国针对原料中废弃油脂用量占比低于70%的生物柴油征收消费税,而欧洲国家不征收此税,国内企业通过出口退税的方式提高产品利润,产品主要出口欧洲市场。国内生物柴油下游消费领域主要是作为环保型增塑剂、表面活性剂等化工产品的生物基原料。

  2.生物乙醇

  生物乙醇是指以粮食或农林废弃物等生物质为原料,通过水解发酵等工艺转化为乙醇。目前全球范围内主要以玉米、甘蔗、木薯为原材料用于生产生物乙醇,我国主要以玉米、小麦、木薯为原料。目前,全球范围内生物乙醇绝大多数都作为添加剂,加入到汽油中制成乙醇汽油,用于各种汽油动力机械。

  我国燃料乙醇发展起步较晚,“十五”初期,为了解决大量陈化粮处理问题、替代石油和利于环境保护,启动了生物燃料乙醇项目试点,陆续在吉林、安徽、河南等地建成多个非粮燃料乙醇示范项目或产业化装置。截至2022年,我国生物乙醇行业产能达到624.5万吨/年,产能前三大企业分别是河南天冠、国投生物科技、中粮生物科技,三家合计产能305万吨/年,占全国总产能的49%。我国主要生物乙醇生产企业见表2。

  2022年我国生物乙醇实际产量约270万吨,行业产能利用率约43.2%,主要因原料来源有限、企业经营效益差导致。目前我国国家标准中规定,乙醇汽油是90%普通汽油和10%生物乙醇调和而成,并在辽宁、吉林、黑龙江、河南、安徽和广西六省开展“全封闭式”乙醇汽油的推广,要求必须使用;在江苏、湖北、河北、山东和广东进行“半封闭式”的推广,可选择性使用。

生物燃料供需

  过去十年,全球生物燃料市场基本保持供需平衡。根据BP公司统计数据,截至2022年底,全球产量达到191.4万桶油当量/天,约折合9241万吨/年,过去十年以年均4.6%的速度增长。全球消费量达到193.3万桶油当量/天,约折合8811万吨/年,过去十年以年均4.7%的速度增长。美国、巴西和印度尼西亚是前三大生产国家,2022年三国产量合计占全球产量的68.5%;同时这三个国家也是全球最大的消费国家,2022年三国消费量合计占全球的64.4%。2012—2022年全球生物燃料产量及消费量统计见图1、图2。

  我国目前的生物燃料市场规模还较小,国内市场呈现消费量增速慢于全球水平的特点。根据BP公司统计数据,我国过去十年的生物燃料消费量增速为0.7%,产量增速为5.6%。截至2022年底,我国生物燃料产量达到6.6万桶油当量/天,折合约330万吨/年,消费量达到4.5万桶油当量/天,折合约225万吨/年,与美国、巴西、印尼的市场规模差距较大(图3)。造成我国生物燃料市场规模较小的主要原因如下。

  原料资源不足,生产成本高。我国生物柴油主要的原材料废弃油脂(如地沟油)有专家估计可利用量在1000万吨左右,存量大,但利用率不足10%。原因在于来源分散,不利于大规模收集,杂质多,导致加工处理成本高。

  由于我国人均耕地面积低,为保证粮食安全,政策规定发展生物质乙醇不得与人争粮、与粮争地。因此,我国不能像盛产玉米的美国、盛产甘蔗的巴西、盛产棕榈的印尼那样大力发展粮食基生物乙醇行业,这导致了我国实际可利用的原材料资源相对匮乏,仅在部分粮食生产大省有企业使用玉米、小麦和木薯作为原料进行生产(图4)。

  生产技术相对落后。目前全球生物柴油行业已经由第一代的脂肪酸甲酯技术发展到氢化动植物油技术,并在积极研究拓展原料选择范围,发展下一代非油脂类气化和微生物油脂制生物柴油产品技术。目前我国的产业技术还处在向第二代技术发展的初期。

  全球生物乙醇技术经历了第一代的以甘蔗、玉米等粮食资源,木薯、甘蔗、甜高粱茎秆等经济作物作为原料;第二代以木质纤维素类生物质为原料,发展到了第三代的以微藻为原料的阶段。而我国目前产业化技术还停留在第一代技术水平上,第二代、第三代技术还处于研发阶段。

鼓励政策及行业趋势

  随着我国节能减排制度的日趋完善,绿色、低碳、循环发展的经济体系基本建立,为我国生物燃料行业发展提供了发展环境。近些年为鼓励行业发展,相关部门和省市出台了行业支持政策(表3)。政策主要集中在鼓励开展示范项目、开发相关技术、扩大应用规模方面。

  目前出台的政策还主要是基本政策,随着行业发展,可能会出台相关具体政策。在基本政策鼓励行业发展的背景下,我国生物燃料行业应当朝着提高技术水平、扩大非粮原料来源、扩大下游应用范围、改善盈利水平方向发展。

  1. 提高生产技术,扩大非粮原料来源

  由于生物燃料产业链涉及面广,对生产技术有较高要求,存在资金、技术、原料、渠道等壁垒,当前行业中已经形成一定规模的龙头企业要充分利用竞争优势,加快发展第二代生物柴油和燃料乙醇技术。

  针对我国生物柴油原料以废弃油脂(如地沟油)为主的特点,需要完善收集体系、稳定原料供应,同时拓展工业废油原料来源。针对我国燃料乙醇朝非粮原料方向发展的要求,需要积极拓展农林加工剩余物、造纸和制糖行业剩余物等含有纤维素的原料来源。

  2. 扩大下游应用范围

  未来如果我国生物燃料的利用被有效开发、生产技术创新得到突破,即可更多地应用到清洁供暖、航空航运、交通等领域,应用范围的扩大将能够拉动我国对生物燃料的需求增长。

  3. 改善经营效益

  生物燃料企业需要持续稳步推进降本增效工作,加强对采购成本、生产成本、运营成本等的精细化管理,努力提高生物燃料优质产品得率,从而提高自身盈利能力,改善企业的经营效益。

  虽然目前国家出台了一些基本政策来鼓励行业的发展,但是行业企业不应盲目乐观。行业的发展仍受到诸多因素的限制,例如原料资源有限、生产技术落后、生产成本高昂以及下游需求规模小等。在国家出台具体的扶持政策之前,业内企业应遵循市场规律,适度发展。


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