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新兴技术不断涌现
当前生物柴油、生物乙醇、生物航煤等均已有商业化路线。为了适应不断扩大的生物燃料市场,更加高效、绿色、低成本、多原料途径的生产技术正在被研发。
第一代生物柴油以酯化反应为核心,产品酯基生物柴油需要与石油基生物柴油掺混使用;第二代生物柴油以加氢反应为核心,无须掺混使用。目前第一代和第二代生物柴油均为成熟生产工艺。未来第三代技术将克服油脂原料限制,通过生物质气化热解等工艺生产。当前粮食乙醇和木薯乙醇均采用发酵法,生产工艺成熟;而以农林废弃物为主要原料的纤维素乙醇,需要酶解糖化,关键技术正在突破;未来生物合成气乙醇技术以及微藻乙醇也有望实现工业化。
目前生物航煤虽然有多条生产路线,但酯类和脂肪酸类加氢工艺是唯一实现商业化的成熟路线,费托合成工艺、醇喷合成工艺有望逐渐走出示范阶段进入商业化运营。生物甲醇生产工艺主要包括生物质气化制甲醇和生物质发酵制甲烷制甲醇,相关工艺均在示范阶段。
与技术发展相配套的标准建设工作也在开展,例如,目前已通过美国材料与试验学会认证的可持续航空燃料(含生物航煤)技术路线已有11条,而以绿电绿氢、废塑料为原料的工艺研发和认证也在推进中。在ICAO、IMO等国际组织和有关国家推动下,受到全球广泛认可的标准体系将更加完善,给生物航煤、生物甲醇等新兴生物燃料带来更加规范的发展指引。
降低成本是重中之重
目前,生物燃料的生产成本较高,价格竞争力仍有提升空间,尤其是在交通运输领域,生物燃料与化石燃料的成本差距较大,影响了其大规模推广和应用。现在西北欧加氢处理生物柴油的平均价格约为其替代的化石柴油价格的2倍,已商业化的生物航煤价格为传统航煤的2~5倍。另外,生物燃料的低碳效益如何量化,不同国家及地区的考量仍有较大差异。在碳减排履约成本较低的领域及地区,行业使用生物燃料的积极性有待提高。
未来,随着技术进步和规模化生产的推进,预计生物燃料的生产成本将逐步降低。同时为了推动生物燃料产业的发展,各国政府将继续予以政策扶持,提供更多降低生产成本的有力政策,提高其市场竞争力;建立更加完善的碳交易市场,实现对生物燃料环境效益的认可和价值化。
综合来看,若未来生物燃料产业相关政策能持续有效推进,生物燃料产品市场需求将呈现良好的发展态势,与此同时,科技的持续进步以及生产规模的提升将对提高生物燃料经济性和市场竞争力发挥重要作用,生物燃料产业将迎来更加广阔的发展前景。
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