中能观察 | 从“废”到“贵” 生物质能价值链日趋成型

B站影视 港台电影 2025-05-20 13:55 2

摘要:生物质能作为全球公认的零碳属性可再生能源,在推动全球能源转型,实现“双碳”目标中扮演着重要角色。我国是生物质资源最丰富的国家之一,生物质能以其独特的属性,成为能源结构优化的战略支点。国家能源局发布数据显示,2025年一季度,全国生物质发电新增装机达29万千瓦,

生物质能作为全球公认的零碳属性可再生能源,在推动全球能源转型,实现“双碳”目标中扮演着重要角色。我国是生物质资源最丰富的国家之一,生物质能以其独特的属性,成为能源结构优化的战略支点。国家能源局发布数据显示,2025年一季度,全国生物质发电新增装机达29万千瓦,累计装机达4627万千瓦,同比增长3.4%。生物质发电量达561亿千瓦时,同比增长8.2%。

近年来,在我国能源领域新质生产力不断提升的浪潮中,生物质能转化技术接连取得突破,推动生物柴油、生物燃料乙醇、生物甲醇、可持续航空燃料等快速发展,并形成良性循环,生物质能产业面临着前所未有的大好形势和广阔前景。

航空航运减碳的“杀手锏”

2023年7月,世界首艘完全使用绿色甲醇燃料的集装箱船开启首航,仅隔短短的一年,我国便在该领域取得标志性进展——2024年7月,中国船舶旗下首艘万吨级甲醇双燃料动力内河散货船成功加注绿色甲醇。

航空与航运领域作为传统化石能源消耗的“大户”,一直面临严峻的碳减排压力。国际航空运输协会(IATA)提出2050年实现净零碳排放目标,国际海事组织(IMO)亦将航运业温室气体减排目标提升至2050年实现净零排放。在此背景下,生物质能凭借其可再生性、低碳性和技术适配性的特点,成为航空航运领域绿色转型的重要突破口。

如何利用技术创新,推广生物质能在航空航运领域的应用?

天津大学教授颜蓓蓓介绍,生物质气化技术是绿色甲醇和可持续航空燃料的关键生产转化技术之一,未来应用场景十分广阔。本世纪初生物质的气化还在依靠小型固定床的气化装备,到如今气化装备已经发展出流化床、上吸式、下吸式等多种类型。新型气化技术也从单一气化发展为与其他预处理技术如液氧发酵、微波、等离子体、光热、光催化等的结合。

2024年9月,国家能源集团宁夏煤业有限责任公司烯烃一分公司携手宁夏神耀科技有限责任公司,在行业内首次成功进行了生物质气流床气化连续进料的试烧试验,标志着生物质在气流床气化炉中的满负荷工业化运行取得了重大突破。

此外,生物燃料制备技术发展还包括以废弃油脂、棕榈油为原料,通过酯交换和加氢脱氧工艺生产生物航油的酯基与加氢路线,以及纤维素乙醇与费托合成、藻类与合成生物学等路径。

得益于技术的进步,中国生物航油产业已进入规模化应用阶段。2022年,中国首套生物航煤工业装置在中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司首次规模化实现将地沟油等餐余废油产出生物航煤,标志着我国生物航煤向大规模生产及商业化应用又迈出了坚实一步。据了解,该装置年设计加工能力10万吨,获得全球RSB可持续生物航空燃料认证,最高可减排二氧化碳50%以上,一年基本能消化掉一座千万人口城市回收来的地沟油,每年可减排二氧化碳约8万吨,相当于植树近5亿棵。

在航运领域,生物质能的应用更是取得多个标志性进展。

2023年9月,中远海运散货运输有限公司在广州港完成国内首单国际航行船舶保税生物燃料加注作业,旗下灵便型散货船“宝宁岭”轮成功加载300吨B24生物燃料油,标志着我国船用清洁能源应用进入新阶段。

2024年4月,“海港致远”轮为大型甲醇双燃料集装箱船“ASTRID MAERSK”轮加注504吨绿色甲醇,这是中国港口首次为国际航行大型甲醇双燃料集装箱船开展绿色甲醇“船—船”同步加注作业。今年1月,“海港致远”轮还为“ANE MAERSK”轮加注甲醇燃料约3000吨,该次加注作业与集装箱装卸同时进行,是上海港在2025年为大型甲醇燃料集装箱船开展“船—船”同步加注的首次作业,也标志着洋山港甲醇加注进入常态化阶段。

工业绿色变革的新选择

生物质能作为唯一可转化为固、液、气三态的可再生能源,被视为工业领域脱碳的重要突破口。

近年来,生物天然气逐渐走向台前。生物天然气在减排层面,相比传统化石能源可降低60%~80%的碳排放强度,作为稳定可控的可再生燃气,其有效弥补了风光能源的间歇性缺陷,为冶金、建材等高耗能产业提供脱碳的新选择。产业化过程中催生的废弃物收储运体系、分布式能源网络,更推动传统工业向资源高效型模式转型。

在安徽蚌埠,由合肥万豪能源设备有限责任公司投资建设的全球首座生物甲烷液化及碳捕集项目占地125亩,日产沼气10万立方米,年消纳畜禽粪污、各类秸秆等17万吨,年产液化生物甲烷1.3万吨、绿色液态二氧化碳3.2万吨、有机肥5万吨,可实现碳减排6万吨。

除了生物天然气,生物质供热作为绿色热力,在工业领域也具有应用前景。

2024年,合肥市首个生物质集中供热发电项目——庐江凯迪能源重整项目开始生物质供热改造。通过技术升级,该项目成功实现了从单一纯发电到发电+供热的运行模式转变,从而提高了能源的梯级利用率,使能源利用率提升至70%~80%。

生物质的炼制转化也为工业领域各产业植入绿色基因。

聚乳酸(PLA),这一充满潜力的生物基新材料,在过去长期受到外国公司的技术垄断。然而,近年来,我国企业已成功突破这一技术壁垒,实现了PLA全产业链技术的自主掌握,并推动了示范装置的投产运行。

安徽丰原集团有限公司年产10万吨聚乳酸项目于安徽蚌埠顺利投产,实现了聚乳酸自主知识产权工业化生产,打造了全球产能规模最大、产品链条最长、技术工艺最强的聚乳酸产业“内循环”链条。

在钢铁行业,生物质焦炭替代冶金焦成为新热点。

2025年初,北京首钢股份有限公司炼铁作业部1号高炉成功进行了百吨级连续喷吹工业试验。试验中采用首钢自行设计并开发的生物质炭并罐喷吹装置,首次实现了生物质富氢微粉在钢铁冶金领域的大规模应用。百吨级连续喷吹工业试验的成功,极大地推动了钢铁企业减碳的进程,开启了生物质冶金技术从实验室走向工业应用的崭新篇章。

在化工行业,生物基乙二醇相关技术已渐趋成熟。

2022年,千吨级生物质催化转化制乙二醇中试装置在河南濮阳建成,并于同年6月首次投料,一次性打通工艺流程,获得工业级生物质乙二醇产品。2023年10月,该装置通过了72小时现场考核。考核数据表明,采用该技术生产的乙二醇产物选择性接近80%,产品分离纯度达到99.9%,紫外透光率达到聚酯级乙二醇国家标准。这意味着作为大宗能源化学品的生物基乙二醇量产成为可能,为纺织、医药等相关产业的低碳转型带来全新选择。

城乡能源转型的绿色引擎

一个农业大省秸秆年产量超过亿吨,一个大型城市每天可产生几万吨生活垃圾,华北地区冬季空气质量欠佳,西南山区的农户用电量不足城市的1/3。这些看似不相关的因素背后却蕴藏着生物质能在城乡区域发展中的无限可能。

《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》显示,我国主要生物质资源年产生量约为34.94亿吨,生物质资源作为能源利用的开发潜力为4.6亿吨标准煤。

“我国丰富的生物质资源半数以上分布在县域及以下区域,这种资源分布与德国推动‘农村能源社区’的实践路径不谋而合——将能源生产消费环节限定在50千米半径内,既降低运输损耗又提升利用效率。”业内专家分析认为。

基于此,因地制宜是充分开发利用生物质能源的前提。

2023年,广东省能源局发布《广东省推进能源高质量发展实施方案》提出,因地制宜开发生物质能,统筹规划垃圾焚烧发电、农林生物质发电、生物天然气项目开发。

深圳市能源环保有限公司打造的深圳龙岗能源生态园垃圾焚烧发电项目,通过先进焚烧技术和自主研发WIS系统,自建成以来累计处理生活垃圾超1000万吨,减少燃煤排放二氧化碳200余万吨,烟气排放指标优于欧盟标准,成为城市环卫工程的一个典范。

值得一提的是,生物质与新能源的“混搭”也为城乡实现绿色低碳发展开辟了新的途径。

2024年7月,龙基能源集团有限公司北京延庆生物质颗粒厂屋顶分布式光伏发电项目正式启动。该项目在利用先进的生物质颗粒生产技术将园林废弃物等生物质资源转化为高价值清洁燃料的同时,还在厂区内5栋建筑屋顶安装高转换效率的单晶硅光伏组件,将屋顶这一“沉默资本”转化为源源不断的绿色电力。项目建成后,所发电力不仅满足了园区内汽车充电桩和工厂生产需求,剩余电量还能接入电网,为当地提供稳定、可靠的绿色电力。

“生物质+光伏”的模式不仅能够有效解决当地的环保难题,还为冬季供暖提供了可靠的绿色能源选择。该项目年产生物质颗粒燃料可达10万吨,每年可消纳处理约13万吨园林废弃物,预计未来25年内将累计发电3183.29万千瓦时,累计减排二氧化碳31737.4吨,节能减排效果显著。

来源:中国电力报一点号

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