“諾維信今年2月剛剛在中國市場投放了新一代纖維素酶‘諾賽力二代’(Cellic CTec 2),酶用量比過去下降了很多。”諾維信(北京)研發(fā)中心高級總監(jiān)吳文平博士對本刊記者說,“不過這個(gè)產(chǎn)品還是有點(diǎn)貴,我們正在積極研發(fā)‘諾賽力三代’,爭取在2~3年內(nèi)能夠達(dá)到商業(yè)化水平。”
中糧把酶的問題交給諾維信,自己則把精力放在了工藝方面。“前兩年大家都把研究重點(diǎn)放在了酶上,但我認(rèn)為這個(gè)問題已經(jīng)基本得到了解決。”岳國君對本刊記者說,“中糧的研究重點(diǎn)是纖維素原料的預(yù)處理技術(shù),從秸稈切割到發(fā)酵罐的加熱,從控制發(fā)酵黏度到提高固液分離效率,甚至最后的廢水處理,每一步都面臨著諸多技術(shù)困難,被攻克的難度一點(diǎn)也不亞于纖維素酶。這些技術(shù)涉及工程技術(shù)領(lǐng)域的方方面面,直接關(guān)系到產(chǎn)品成本。”
2006年,中糧在黑龍江的肇東建設(shè)了一個(gè)年產(chǎn)1000噸纖維素乙醇的中試裝置,通過不斷的技術(shù)改進(jìn),4年來成本下降了2/3。就在去年,美國的普渡大學(xué)對全世界20多家纖維素中試工廠送來的預(yù)處理物料進(jìn)行了一次評選,中糧送交的樣品在質(zhì)量上位列第4名。
2009年,中糧又和中石化結(jié)成了合作伙伴關(guān)系,進(jìn)一步鞏固了其在中國纖維素乙醇行業(yè)領(lǐng)頭羊的地位。三方計(jì)劃下一步成立合資公司,爭取在明年開始動(dòng)工建設(shè)中國第一座年產(chǎn)1萬噸的示范裝置,這將是纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)全面開花前的最后一步。
但是,這個(gè)產(chǎn)業(yè)在中國還需解決一個(gè)重要問題,那就是原料的采集。秸稈是農(nóng)業(yè)廢棄物,不是每天都有;中國又是以小農(nóng)經(jīng)濟(jì)為主,秸稈收集有一定的困難;中國的公路條件較差,運(yùn)輸成本較高。這些因素必將影響到原料供應(yīng)的穩(wěn)定性和成本。但是,岳國君對此很樂觀。“中國在秸稈商業(yè)化收集這塊已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)了,國家電網(wǎng)下屬的國能生物質(zhì)燃燒發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了很多年,目前有20多家電廠,遍布全國。所以我認(rèn)為,一旦下游的問題解決,上游有現(xiàn)成的案例可供借鑒。”
作為纖維素乙醇項(xiàng)目開展得最好的國家,美國也一直對中國的情況很感興趣。早在2006年,中糧就代表中國企業(yè)和美方簽署了合作備忘錄,雙方約定互相交流經(jīng)驗(yàn),分享成果。今年7月23日,國家能源局正式批準(zhǔn)中糧集團(tuán)設(shè)立國家能源生物液體燃料研發(fā)(試驗(yàn))中心,這就等于給中糧穿上了“纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)國家隊(duì)”的隊(duì)服。今年9月10日剛結(jié)束的中美可再生能源產(chǎn)業(yè)論壇和中美先進(jìn)生物燃料論壇第四次工作組會議,是中糧第一次代表國家與美國政府代表團(tuán)談判,中糧、中石化和諾維信的專家與美國能源部、農(nóng)業(yè)部、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室和愛達(dá)荷實(shí)驗(yàn)室的同行們共同商定,立即開始對中國的上游原料收集和供應(yīng)體系做一個(gè)案例研究,希望能在原料種植、收購和物流體系方面找出最佳方案,盡快確定1~2個(gè)原料品種,選出最合理的廠址。
那么,從宏觀角度看,中國究竟有多少原料可以用來生產(chǎn)纖維素乙醇呢?為了回答這個(gè)問題,諾維信于2008年和國際著名的咨詢公司麥肯錫合作,對中國的纖維素乙醇市場做調(diào)研。據(jù)麥肯錫計(jì)算,中國每年產(chǎn)生大約6億噸農(nóng)業(yè)廢棄物(主要是秸稈),除了用于飼料和還田之外,還應(yīng)該有2億噸可以被用來生產(chǎn)5500萬噸纖維素乙醇,這幾乎等于目前中國的汽油總消耗量。麥肯錫估計(jì),到2020年時(shí),中國生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬噸汽油,每年為中國帶來320億元人民幣的收入,創(chuàng)造600萬個(gè)就業(yè)機(jī)會。而且這些機(jī)會主要是在農(nóng)村地區(qū)創(chuàng)造的,所以它給中國帶來的收益既是能源安全和GDP的增值,更可以為城鄉(xiāng)的均衡發(fā)展提供新的可能性。
纖維素乙醇項(xiàng)目還需解決兩個(gè)小問題,第一是與秸稈還田的矛盾。從表面上看,纖維素乙醇工廠剩下的殘?jiān)腥康慕饘俸臀⒘吭兀蜔斩捠O碌幕覜]有區(qū)別,只要把工廠殘?jiān)€田就可以了。但是秸稈中含有的有機(jī)物也不能忽視,它們是土壤微生物的養(yǎng)料。換句話說,如果想完全恢復(fù)土壤肥力,正確的做法也許是秸稈切碎后不燒,直接還田。不過,兩種方式到底對土壤有何影響,目前尚缺乏研究。
第二,纖維素乙醇的生產(chǎn)過程需要消耗大量能量,是否真能降低溫室氣體排放呢?曲音波教授認(rèn)為,這一點(diǎn)恰好是纖維素乙醇比糧食乙醇好的地方。原來,秸稈中含有的纖維素和半纖維素理論上都能被轉(zhuǎn)化成乙醇,但木質(zhì)素則不可以。但是木質(zhì)素的熱值幾乎和煤炭一樣高,非常適合用來焚燒發(fā)電。事實(shí)上,纖維素乙醇工廠的旁邊都會另建一座發(fā)電廠,燃燒木質(zhì)素殘?jiān)妥阋蕴峁┍緩S所需的全部電力和蒸汽。
那么,這么好的產(chǎn)業(yè),為什么還沒有迅速推廣呢?問題就在成本上。根據(jù)曲音波的估算,目前中國纖維素乙醇的生產(chǎn)成本多半都還在每噸8000元以上,高于汽油目前的價(jià)格。如果石油價(jià)格在未來的幾年內(nèi)沒有大幅度增長,纖維素乙醇就必須大幅度降低成本,否則只能依靠國家補(bǔ)貼才能維持下去。
美國政府為本國纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)預(yù)定的補(bǔ)貼力度為每加侖1.01美元,大約折合為每升2元人民幣。岳國君告訴本刊記者,按照中糧的估算,如果中國政府采用和美國同等的補(bǔ)貼力度,中國的纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)是可以盈利的。
“很多人覺得生物燃料產(chǎn)業(yè)需要大量的國家補(bǔ)貼才能生存,這是有偏見的。”岳國君對本刊記者解釋說,“國家為了鼓勵(lì)石油行業(yè)收購生物燃料,規(guī)定他們在收購乙醇時(shí)在價(jià)格上乘以0.911的系數(shù),但他們賣汽油時(shí)則按原價(jià)賣出,這個(gè)差價(jià)讓石油行業(yè)賺走了。如果沒有這個(gè)系數(shù),我們的補(bǔ)貼力度完全可以再降低很多。”
曲音波則從另一個(gè)角度解釋了纖維素產(chǎn)業(yè)的巨大潛力:“評價(jià)這個(gè)行業(yè)的價(jià)值,不能光看它能產(chǎn)生多少燃料乙醇。要知道,石油不光可以制造汽油,還可以同時(shí)生產(chǎn)很多其他化工產(chǎn)品。纖維素和半纖維素變成糖后,同樣可以同時(shí)生產(chǎn)多種多樣的化工產(chǎn)品,這就可以用來替代石油的這部分功能,并通過分擔(dān)原料和加工成本,使得生物煉制產(chǎn)業(yè)變?yōu)橛漠a(chǎn)業(yè)。”
曲音波正在和一家工廠合作,利用玉米芯中的半纖維素部分生產(chǎn)木寡糖和木糖醇,而剩余的大量纖維素殘?jiān)部梢院苋菀椎剞D(zhuǎn)化為燃料乙醇,木質(zhì)素也可轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品。目前這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)正在進(jìn)行中試研究,已經(jīng)可能盈利了。諾維信也和東北大成集團(tuán)簽約,幫助他們從秸稈中提取丙二醇。丙二醇是化纖工業(yè)的基礎(chǔ)原料,既可以做衣服,也可以做成各種化纖制品。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟,預(yù)計(jì)在幾年內(nèi)就可以開始運(yùn)營了。
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