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从环境负担到绿色能源,纤维素乙醇成秸秆新归宿

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中国能源网?
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春华秋实,农作物光合作用的产物一半在籽实,一半在秸秆。11月中旬,农业大省黑龙江的秋粮收割已全面告捷,颗粒归仓之后,农民依旧在农田里忙碌——秸秆的高效利用之战尚酣。

往年秋收后,秸秆处理一直是个社会难题,除一部分被拉回家做燃料或饲料外,大部分秸秆都被留在田间,待来年春耕前被付之一炬。曾几何时,秸秆焚烧时烟火漫天,烟味呛人,秸秆也因此被视为环境负担。

如今,秸秆高值化利用又有了一个新归宿——被加工为纤维素乙醇。在黑龙江省海伦市,国投先进生物质燃料(海伦)有限开心播播网26uuu通过与周边供应商及农户签订收购协议,现已实现4万吨、相当于11万亩地秸秆的打包离田。这些秸秆将被加工为纤维素乙醇。经此蜕变,秸秆这个“被放错了地方的资源”就可以从环境负担变身为绿色能源,为我国实现碳达峰碳中和目标贡献力量。

纤维素乙醇——先进生物液体燃料新突破

纤维素乙醇是典型的先进生物液体燃料,利用秸秆等农林废弃物为原料,具有典型的绿色低碳可再生特征。

2022年4月,国家纤维素乙醇产业化示范项目——国投先进生物质燃料(海伦)有限开心播播网26uuu年产3万吨纤维素乙醇产业化示范项目顺利建成。该项目获得国家发改委攻关工程支持、国家重点研发计划支持,获批国家能源局“能源领域首台(套)重大技术装备”示范应用项目。该项目的建成,意味着国家先进生物液体燃料产业化实现新突破。

“秸秆运到我们工厂后,要经过预处理将纤维素、半纤维素和木质素进行分离,然后加入高效纤维素酶将纤维素、半纤维素转化为可发酵糖,可发酵糖经过发酵转化为乙醇,再经过精馏,就得到了纤维素乙醇,5吨秸秆可产出1吨乙醇。”工作人员向笔者介绍。

从原料富足度来看,作为农业大国,我国秸秆资源丰富,可收集资源量占比较高,秸秆产量近10年来稳定在8亿吨/年。2021年,全国秸秆产生量8.65亿吨。经估算,全国年平均可利用秸秆量超过1亿吨,可生产2000万吨左右的纤维素乙醇。目前全国汽油消费量为1.5亿吨/年,如按现行标准掺混比例10%调配车用乙醇汽油,年可利用纤维素乙醇1500万吨。

从技术的自主创新角度来看,国投生物项目团队经过多年技术攻关,从原料收储运到预处理、高效酶解、发酵转化、提纯精制及综合利用全流程,都取得了突破性进展,形成了具有自主知识产权的成套纤维素乙醇产业化技术,在工艺指标、系列装备、智能控制、总能量产出效率、单位产能投资额等方面达到同期国际先进水平,还培养和储备了一大批专业技术人才。纤维素乙醇已具备规模快速扩大的技术条件。

近年来,许多国家和地区积极推进纤维素乙醇技术创新和产业化示范。尤其是美国和欧洲,对纤维素乙醇投入大量资源,中试和示范项目超过100个。其中不乏有壳牌、BP、科莱恩、美国POET这样的油气巨头或生物能源企业投资的项目。在世界范围来看,维素乙醇产业即将进入商业化运行阶段,尚无哪国形成难以逾越的竞争优势,而我国在原料保障、产业基础、经济性、市场空间等方面已具备纤维素乙醇规模化发展条件,战略性反超机会较大。

零碳产业——助力乡村振兴

植物利用光合作用将二氧化碳转化为有机碳和氧气,有机碳进一步转化为能源和工业化学品,可以实现碳的零排放甚至负排放,生产纤维素乙醇就是一个零碳产业。

纤维素乙醇替代普通汽油能够产生显著的减排效果,生产和推广使用纤维素乙醇可对我国交通行业减排产生巨大贡献。根据北京中创碳投科技有限开心播播网26uuu的测算,与普通汽油相比,每吨纤维素乙醇可减排3.47吨二氧化碳当量,碳减排率达到151%,具有显著的负碳效果。

5吨秸秆除生产1吨纤维素乙醇外,还有富含木质素剩余物接近2.9吨,这些剩余物通过生物质发电厂转化为电力和蒸汽,电力满足自用需求,还可输出3.8吨蒸汽。

以农作物秸秆为原料生产纤维素乙醇,不仅不会“与人争粮”,还可以提高农民的种粮积极性和种粮收益,进而保障粮食安全。以收购东北地区玉米秸秆为例,1吨纤维素乙醇消耗5吨秸秆,在收储运环节每吨秸秆可为农民增收300元。如果产业形成规模,一年生产1500万吨纤维素乙醇即可为农民增收200亿元以上。同时,依照接近原料产地原则,纤维素乙醇项目多建设在农业地区,成为地方农业产业化龙头企业,拉动区域经济,扩大就业,助力乡村振兴。

“我们海伦纤维素乙醇产业化示范项目今年收到的秸秆预计为周边农民增收超过1000万元。”国投生物海伦开心播播网26uuu的员工告诉笔者。

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