自主创新引领 产业格局初现——我国生物柴油产业发展路径分析(上)

  编者按 生物柴油被世界公认为是最具发展潜力的“绿色能源”之一,在推动经济可持续发展、推进化石能源替代、减轻环境压力等多方面具有重要的战略意义。美国、巴西及欧盟各国均制定了生物质能源规划,国际各大石油公司也纷纷将包括生物柴油在内的生物质能源作为未来的战略发展方向之一。目前我国的生物柴油产业发展现状如何?还存在哪些障碍和瓶颈?未来的发展路径该如何设计?对此,本版特组织《我国生物柴油产业发展路径分析》报道,以飨读者。

  我国生物柴油研发、生产始于21世纪初,经过20年发展,在自主创新技术的引领下,初步构建起了生物柴油的产业格局,在生产技术、产品质量、技术指标等方面已经可以比肩国际先进水平。

  技术先行引领发展

  “生物柴油是以植物和动物油脂等生物基材料为原料加工的柴油,是清洁绿色能源的典型代表。相较于石化柴油,生物柴油的突出优势在于其可再生与环境友好,通过植物的碳汇形成闭环,进而实现碳排放的零增长。”中国石油大学正和生物柴油实验室主任冀星教授介绍说。

  21世纪初我国开始开发生物柴油技术,冀星领衔的中国石油大学正和生物柴油实验室开展了大量研究工作 ,开发出了加酸、减酸与平衡酸生物柴油合成工艺。2002年,首个20万吨/年生物柴油产业化项目被列为国家技术创新计划。海南正和生物柴油公司与冀星团队合作,以地沟油、酸化油等废弃油脂为原料开发出催化酯化、三塔连续减压蒸馏工艺,成功生产出一代生物柴油——脂肪酸甲酯,产品质量达到了美国和德国生物柴油标准以及我国轻柴油标准。同年10月,该技术通过了原国家发改委组织的技术鉴定,此后在国内得到广泛推广,一批民营企业加入到生物柴油的产业大军,我国生物柴油产业发展由此正式拉开了序幕。

  2002年7月,冀星向国务院提交的在我国发展生物柴油产业的建议很快得到国务院总理的批示,生物柴油产业纳入国民经济“十五”计划的滚动创新计划。2004~2010年,我国生物柴油迎来高速发展期,据不完全统计,2010年国内生物柴油生产企业有120家,合计产能达300万吨/年。

  这一时期,中石油、中石化、中海油、中粮集团以及中国航天科工集团等也相继宣布进军生物柴油领域,开展相关研究工作。2011年10月,中石油生产的航空生物燃料随波音747客机飞上了蓝天,标志着中国已具备提供航空生物燃料的技术条件。

  2015年后,二代生物柴油技术逐渐兴起,出现了两条技术路线,一条是通过催化加氢将动植物油脂转化成直链烃类;另一条是将农林废弃物经粉碎、水解、气化、费托合成转化为烃类航煤,也可经混合醇合成、酯交换等转化为碳酸二烷酯。

  这一时期,海南环宇、西安宝润、内蒙古俏东方、北京三聚环保、扬州建元、成都恒润等公司进行了地沟油及生物质加氢生产液体燃料的工艺开发。

  据北京三聚环保新材料股份有限公司负责人介绍,他们采用自主开发的悬浮床工业加氢技术,以棕榈酸败油、棕榈酸化油和地沟油为原料,于2019年7月成功产出符合欧盟标准的生物烃类燃料,产品全部出口欧洲。

  内蒙古俏东方集团采用第二条技术路线开发的烃类生物航煤达到ASTM D7566标准;扬州建元生产的生物烃类燃料在2016年通过欧盟的ISCC认证。

  在生物柴油产业发展历程中,自主研发与创新一直引领着我国生物柴油产业稳步向前。目前,我国生物柴油产业无论是产品、技术还是装备均已达到国际先进水平,在利用低品质地沟油、酸化油生产生物柴油方面以及低凝点生物柴油方面均处于国际领先水平。

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图为唐山金利海生物柴油股份有限公司的生物柴油生产装置。

  标准助力产品推广

  产品生产出来了,但生物柴油要想作为商品顺利地销售出去,还需要拿到合法的身份证,其关键是要制定产品标准。标准在规范生产、提高产品质量、维护市场秩序等方面发挥着重要作用。

  但业内人士都清楚,一个新产品标准的出台是一个从无到有的过程,其难度不亚于新产品开发,需要确定一系列的技术指标、检测方法等,同时还要兼顾不同企业产品的差异性,协调各企业利益,是一个漫长、复杂而艰辛的过程。

  2004年,科技部高新技术和产业化司启动了“十五”清洁汽车行动关键技术攻关与示范应用项目,《车用生物柴油技术开发与应用》课题被列入国家科技攻关计划,冀星作为课题组长,在该课题中设立了制定柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)产品标准的子课题。课题组先后开展了各种类型生物柴油的发动机燃油经济性、动力性、CO/CH/颗粒物等排放测定,为生物柴油在车辆上的应用以及后来的国家油品升级行动提供了基础数据与决策依据。

  2006年,《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》(GB/T 20828)正式发布实施,此后又进行过两次修订。该标准对于生物柴油产业健康发展起到了决定性作用,避免了“李鬼”代替“李魁”扰乱成品油市场的乱象,为生物柴油推广应用及行业发展奠定了重要基础。

  依据该标准,2009年财政部、国家税务总局出台了对利用废弃动植物油脂生产的纯生物柴油免征消费税的政策,这对于尚处“婴幼儿期”的生物柴油产业无疑是最有力的支持。

  尽管有了国家税收政策的支持,但由于没有调合燃料的标准,生物柴油在实际应用中不够规范,在成品油市场中依然难以获得正式身份,处境尴尬。2011年2月1日GB/T 25199-2010《生物柴油调合燃料(B5)》正式颁布实施,为国内生物柴油进入市场打开了大门。

  产业链加速完善

  作为可再生能源与政策研究专家,冀星表示:“我国生物柴油产业完全是在市场经济环境下成长起来的,经过20年风雨洗礼,在没有拿国家财政一分钱直补的情况下,不仅生存了下来,而且形成了原料—生产—应用(销售)产业链雏形,具备了进一步发展壮大与技术提升的基础。”

  产品销售方面,尽管在国内遇到种种困难,但生物柴油出口渠道却十分畅通。2019年,我国生物柴油出口量达60万吨。河北唐山金利海生物柴油股份有限公司、河北隆海生物能源股份有限公司、福建龙岩卓越新能源股份有限公司以及浙江东江能源有限公司等生产的生物柴油以及工业级油品每年都会装船运往欧洲。

  生产方面,我国自主开发的一代、二代生物柴油技术均已达到了国际同类先进水平,单套装置的生产规模也在不断扩大,从最初的几万吨级扩大到十几万吨、几十万吨。唐山金利海公司和龙岩卓越新能源目前年产量均在20万吨以上,而三聚环保在7月10日发布公告称,通过对其子公司山东三聚原有装置改造,将于2020年底形成40万吨/年生物燃料的生产能力。生产规模的扩大意味着产品竞争力和企业盈利能力得到进一步增强。

  河南、山东等地的多家生物柴油企业反映,目前最让他们头痛的还是原料问题。由于其原料主要来自地沟油等废弃油脂,来源分散、收集困难、价格不稳定。但随着2019年公安部组建食品药品犯罪侦查局,加大对食品安全犯罪打击力度,以及我国垃圾分类处理工作的深入,原料问题正逐步得到解决,地沟油远离餐桌并顺利进入生物柴油产业链已有了法律和制度保障。

  据了解,上海、深圳和重庆的生物柴油已经形成了原料—生产—应用(销售)的产业链,起到很好的示范效应。上海市规定,餐厨垃圾处理得到的废弃油脂全部交由上海中器环保科技有限公司加工成生物柴油,与柴油混配后进入本市中石化和中石油的加油站;深圳和重庆的做法是:由生物柴油生产企业从餐厨垃圾入手,提取废弃油脂,生产的生物柴油应用于环卫运输车辆上。

  深圳市朗坤环境集团股份有限公司负责人介绍,该公司为深圳龙岗区餐厨垃圾收运处理配套的项目,目前可生产生物柴油约2万吨,目前正在广州建设年产10万吨生物柴油配套设施。 这三地的模式对其他地区生物柴油产业发展具有借鉴和指导意义。全国目前共有156家生物柴油企业,但有原料控制权的不多。而国家发改委支持的105个餐厨垃圾处理试点城市中真正与生物柴油产业形成有机结合的也不多。

  “如何从宏观上促成这两方面的有机结合,在全国范围内形成原料(餐厨垃圾)—生产(生物柴油)—应用(销售)—通过混配进入加油站或车辆应用的产业链,还需要加强顶层设计,理顺关系。”冀星表示。

关键字:生物柴油
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