第二代生物燃料:壓力與機(jī)遇并存

雖然目前第二代生物燃料市場面臨諸多問題，市場規(guī)模也不大，但其前景誘人。隨著第二代生物燃料技術(shù)的逐步成熟，將來的市場發(fā)展將呈指數(shù)式上升。

第二代生物燃料指的是以麥稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料，使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇或生物柴油的模式。第二代生物燃料與第一代最重要的區(qū)別在于其不再以糧食作物為原料，從而最大限度地降低了對食品供應(yīng)的威脅。第二代生物燃料不僅有助于減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，也能減少溫室氣體的排放，對實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)性發(fā)展具有重要作用。許多國家都制定了或是正在執(zhí)行相關(guān)計(jì)劃，大力發(fā)展第二代生物燃料。

Frost Sullivan預(yù)計(jì)2011年將是第二代生物燃料技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化的一年，市場規(guī)模將以每年200，000噸的速度擴(kuò)大。在2017年前后，第二代生物燃料有望成為能源的重要組成部分。

技術(shù)分析

第二代生物燃料的發(fā)展離不開技術(shù)，唯有其技術(shù)的不斷更新，方能使其發(fā)揮優(yōu)勢，不斷開拓市場。目前生物燃料生產(chǎn)技術(shù)的主要技術(shù)方法主要有水解發(fā)酵、氣化發(fā)酵、氣化催化合成和熱解。雖然這些技術(shù)現(xiàn)在都還處在實(shí)驗(yàn)階段，但是近年來各國及各大企業(yè)都投入巨資研發(fā)，成果不斷。

我國擁有豐富的纖維素資源。據(jù)估算，我國每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈、谷糠和餅粕的總產(chǎn)量高達(dá)7.8 億噸以上，其中玉米秸稈占3.3億噸(占總量的42.4%)、小麥秸稈占1.5億噸(占19.7%)，而稻草秸稈占1.2億噸(占15.3%)，此三類纖維素占全國總纖維素產(chǎn)量的77.4%以上。不過，目前大量的秸稈主要被用于生物質(zhì)直燃發(fā)電，燃燒轉(zhuǎn)換效率并不高。由于缺乏成熟的秸稈制備燃料乙醇技術(shù)，纖維素制備乙醇的轉(zhuǎn)化成本偏高。一旦該項(xiàng)技術(shù)取得重大突破，無論從單位秸稈生產(chǎn)出產(chǎn)品的熱值還是產(chǎn)品的價值計(jì)算，都將構(gòu)成生物質(zhì)直燃發(fā)電的有力競爭對手。

纖維素乙醇所應(yīng)用的技術(shù)主要是水解發(fā)酵技術(shù)，該技術(shù)首先采用弱酸、弱堿或者酶水解原材料，破壞纖維素和半纖維素，使其轉(zhuǎn)化成為C5、C6糖類。這些糖類再進(jìn)一步發(fā)酵成為酒精。

纖維素乙醇技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是以熱水和酶作為基礎(chǔ)，流程簡單，碳排放明顯低于其他生物燃料技術(shù)。全程不需要高溫高壓。纖維素預(yù)處理階段基本就能將纖維素全部水解，而不能處理的木質(zhì)素也可以通過分離燃燒產(chǎn)生能源。當(dāng)然它也有其缺點(diǎn)，比如預(yù)處理成本比較高、產(chǎn)率較低等等。現(xiàn)在各主要公司的研究團(tuán)隊(duì)和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都加大了對預(yù)處理過程及新型水解酶和酵母的研發(fā)力度，使該技術(shù)的發(fā)展充滿機(jī)會。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研發(fā)出新型的酵母技術(shù)，據(jù)稱能將水解和發(fā)酵效率提高一倍。

市場分析

第二代生物燃料目前正處于起步階段，在國內(nèi)還沒有形成大規(guī)模生產(chǎn)。現(xiàn)在國內(nèi)主要的生物燃料公司，包括吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司和黑龍江華潤酒精有限公司，都屬于第一代生物燃料企業(yè)。但是隨著近年來糧食價格不斷攀升以及中國政府引導(dǎo)發(fā)展非糧生物燃料政策的出臺，這些企業(yè)在積極研發(fā)下一代生物燃料技術(shù)。08年以來，重點(diǎn)發(fā)展的非糧燃料企業(yè)多采用1.5代生物燃料技術(shù)，原料主要采用木薯(華南)、甘薯(華中、西南)與甜高粱(華北、華東)等作物。隨著近年來薯類成本上升較多，薯類制備生物乙醇能否維持盈利也是該產(chǎn)業(yè)的一大疑問。

中國參與第二代生物燃料技術(shù)研發(fā)的只有河南天冠集團(tuán)等少數(shù)幾家企業(yè)，但運(yùn)營規(guī)模還非常小，諾維信公司已經(jīng)同中糧集團(tuán)和中石化開展合作，研究纖維素乙醇。2008年，美國纖維素乙醇的成本為約2到4美元每加侖(3.6-7.2人民幣/升)。第一代乙醇工廠以玉米為原料生產(chǎn)乙醇的成本約為每加侖1.5美元(2.7人民幣/升)，但加上稅收和分銷支出，其價格比燃?xì)鈨r格更高。纖維乙醇的價格必須通過可行的技術(shù)達(dá)到降低目的。

技術(shù)發(fā)展及市場競爭

由于整個行業(yè)還處于剛剛起步階段，市場規(guī)模偏小，因而沒有激烈的市場競爭。先期進(jìn)入的企業(yè)一旦確立了技術(shù)優(yōu)勢，就能在市場競爭中處于有利地位。隨著政策扶持力度加大和新進(jìn)入企業(yè)增多，預(yù)計(jì)未來技術(shù)進(jìn)步的步伐會越來越快。

替代品的威脅

作為傳統(tǒng)化石能源的替代品，生物燃料的重要性會隨著石油、煤炭等能源的儲量減少和價格攀升逐步增強(qiáng)。然而，由于目前生產(chǎn)成本相對較高、技術(shù)尚不成熟，生物燃料也受到包括生物質(zhì)直燃發(fā)電、太陽能、風(fēng)能、水電在內(nèi)的其他可再生能源的威脅。不過，在可預(yù)計(jì)的未來，生物燃料有望憑借其能夠兼容現(xiàn)有汽油機(jī)、柴油機(jī)、能與汽油、柴油摻雜使用而且能量密度高、蓄能方便等優(yōu)勢占有越來越重要的地位。

穩(wěn)定的銷售模式

在中國，生物燃料包括生物乙醇和生物柴油兩個組成部分。生物乙醇市場的主要銷售渠道是中石油、中石化加油站。而生物柴油市場因?yàn)橐?guī)模小，目前的主流渠道是廠家直供輔以民營加油站。由于生物乙醇的售價是與成品油聯(lián)動的，收購價格也按發(fā)改委相關(guān)文件執(zhí)行，因此受渠道議價能力影響不大。但生物柴油市場由于沒有相關(guān)文件指導(dǎo)，生產(chǎn)、供應(yīng)量偏小，客戶分散，市場渠道尚不穩(wěn)定。有待政府更進(jìn)一步的指導(dǎo)和扶持來實(shí)現(xiàn)常規(guī)化和穩(wěn)定化。

原料供應(yīng)分散且不足

足量、穩(wěn)定的原料供應(yīng)才能支持生物燃料的快速發(fā)展。以中國纖維素乙醇為例。纖維素乙醇主要以農(nóng)林廢料為原料。據(jù)中國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，全國每年秸稈等農(nóng)業(yè)廢料產(chǎn)量在7億噸以上，但去除農(nóng)民焚燒填埋和生物質(zhì)直燃消耗等去處，僅剩余3億噸以上。目前中國國內(nèi)沒有統(tǒng)一的秸稈供應(yīng)商，主要依賴于生物燃料企業(yè)自己從農(nóng)民和大型農(nóng)場所在地收購，這也增加了秸稈收購和儲運(yùn)成本。

市場進(jìn)入門檻高

第二代生物燃料屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)必須保持對技術(shù)研究的高額投入，因此對進(jìn)入者資金的要求比較高。尤其是現(xiàn)階段，整個行業(yè)的技術(shù)還未成熟，需要持續(xù)的大投入之后才有可能有所回報(bào)。

由于第二代生物燃料產(chǎn)業(yè)在緩解能源緊張和環(huán)境壓力的同時，能拉動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、增加農(nóng)民收入并推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)，因此在國內(nèi)有巨大的發(fā)展?jié)摿Α？v觀美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家地區(qū)也相繼在2010年發(fā)布了一系列支持第二代生物燃料產(chǎn)業(yè)的政策，提高了在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展中纖維素乙醇等先進(jìn)生物燃料所占的比例。長遠(yuǎn)看來，生物燃料行業(yè)未來的發(fā)展前景仍是樂觀的。(章勇編輯)