發(fā)展生物質(zhì)氫能前景廣闊

以植物、菌藻和動(dòng)物等有機質(zhì)為原料，提煉氫并使其與氧反應產(chǎn)生能量，用于熱源和動(dòng)力，稱(chēng)為生物質(zhì)氫能。從生產(chǎn)的大規模和經(jīng)濟性看，其原料主要來(lái)自于甘蔗、甜高粱、甜菜和木薯等植物。

生物質(zhì)原料，本身因可燃燒等特性就是生物質(zhì)能源，通過(guò)"生物質(zhì)加工提醇-醇類(lèi)制氫-氫氧反應"過(guò)程形成氫能。生物質(zhì)能源從碳排放程度變化看，可分為直接燃用動(dòng)物油及植物、菌藻植物提取乙醇燃用和乙醇等重整制氫使用三個(gè)階段。人類(lèi)生物質(zhì)能源的生產(chǎn)和消費，在第一階段中直接燃燒，污染和碳排放量很大；第二階段生物質(zhì)精細加工及使用，污染及碳排放減少；第三階段通過(guò)深化加工，轉制氫能，實(shí)現生產(chǎn)和使用的低污染和零排放。

作為第三階段的生物質(zhì)氫能，其優(yōu)點(diǎn)在于：它屬于綠氫，由植物生長(cháng)吸收陽(yáng)光照熱、土壤水分和二氧化碳，并將成熟后的果實(shí)和秸稈發(fā)酵提取乙醇，再重整制氫而形成，加工轉換排碳量微??；從生物質(zhì)原料到加工提取的乙醇能源，發(fā)酵蒸餾獲得乙醇轉換用能不多，并且可來(lái)自于部分秸稈或酒糟燃燒加溫或者光電風(fēng)電加熱，能源轉換次數少，轉換消耗能源低；生物質(zhì)直接發(fā)酵提取乙醇，并由化學(xué)反應獲得氫氣，減少了風(fēng)能、光能、電解水制氫需要先儲能的環(huán)節，節省了成本和能源轉換損耗。

從世界范圍來(lái)看，當前各國主要通過(guò)石化原料加工制氫，而風(fēng)能、光能、電解水制氫和生物發(fā)酵重整制氫的產(chǎn)量不到總產(chǎn)量的1%，其中生物氫產(chǎn)能不到綠氫產(chǎn)能的1%，生物質(zhì)氫能發(fā)展還處于萌芽階段。目前生物質(zhì)能源生產(chǎn)和消費大國主要是巴西、美國。巴西甘蔗生產(chǎn)的生物質(zhì)乙醇等能源占其總能源消費的17.4%，輕型乘用車(chē)燃料總消耗中，生物乙醇占48.3%；美國2020年生產(chǎn)生物乙醇5050萬(wàn)噸，70%左右用于汽車(chē)動(dòng)力，大部分地區使用摻加10%的生物乙醇汽油，近期為應對俄烏沖突提高到了15%。我國2020年生物燃料乙醇生產(chǎn)能力為300萬(wàn)噸左右，原料主要為玉米，乙醇摻入汽油比為10%，可加注使用的地區為黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽和廣西，以及內蒙古、山東、湖北和河北等省區的部分盟地市。

從我國國情和生物質(zhì)能源特點(diǎn)來(lái)看，未來(lái)15年到20年，應當先走完生物質(zhì)能源發(fā)展的第二階段，為第三階段生物氫能源發(fā)展打好基礎?，F階段應大力發(fā)展生物乙醇能源，生物質(zhì)氫能是生物乙醇能源的制作再加工和產(chǎn)業(yè)再深化，因此乙醇生產(chǎn)難點(diǎn)，也是未來(lái)生物質(zhì)氫能生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈的難點(diǎn)。從上下游產(chǎn)業(yè)來(lái)看，集儲裝運卸環(huán)節還存在諸多堵點(diǎn)。例如，在上游生產(chǎn)方面，目前提醇和制氫技術(shù)已經(jīng)攻克，主要面臨儲運成本較高問(wèn)題；下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要是生物氫能生產(chǎn)地與使用地之間的多次罐儲、裝卸、運輸、分銷(xiāo)和加注等物流服務(wù)成本高；較經(jīng)濟的儲運裝卸氫能技術(shù)需要在材料和方式方面突破，新技術(shù)需考慮成本水平是否為市場(chǎng)需求接受；等等。

推進(jìn)生物乙醇能源市場(chǎng)化，建議先發(fā)展植物乙醇，使其種植、集儲、提醇實(shí)現經(jīng)濟性生產(chǎn)，將乙醇的成本降下來(lái)，形成制氫用原料規?；┙o，實(shí)現儲裝運卸和終端使用方面關(guān)鍵性技術(shù)的突破，形成生物乙醇轉制氫能的需求市場(chǎng)。以原料市場(chǎng)保證氫能生產(chǎn)供給，以需求市場(chǎng)平衡供給和拉動(dòng)生產(chǎn)。這方面可借鑒美國和巴西的經(jīng)驗，普及摻加15%乙醇汽油和20%乙醇柴油的使用。

應當通過(guò)農業(yè)與工業(yè)融合，統籌糧食和能源發(fā)展。用土地和勞動(dòng)力要素密集型投入路線(xiàn)，既生產(chǎn)乙醇和未來(lái)制氫，又形成"副產(chǎn)品飼料-養殖牲畜-產(chǎn)出肉奶-有機糞肥-生態(tài)蔬菜"，助力農村產(chǎn)業(yè)融合?？紤]到甜高粱等植物特性，種植規模上以3000畝到15000畝面積為宜。如果有一體化機械作業(yè)、道路條件優(yōu)越和更低成本的集儲運模式，那么乙醇加工規?？梢韵鄳獢U大。