诺维信农业及工业生物解决方案副总裁叶笑风:要打开思路、张开怀抱,鼓励生物燃料发展
来源:中国能源网 2022年12月06日 16:30 作者:王海霞
2022-12-06 16:30 来源:中国能源网 作者:王海霞

世界上前四大能源来源分别是什么?人们很容易会想到排在前三名的煤炭、石油和天然气,而排在第四位的秸秆则很容易被忽视,其实,除了作为柴薪的基本功能外,秸秆正在被制成纤维素乙醇后添加到汽油中,继而降低交通领域的碳排放。

世界上前四大能源来源分别是什么?人们很容易会想到排在前三名的煤炭、石油和天然气,而排在第四位的秸秆则很容易被忽视。其实,除了作为柴薪的基本功能外,秸秆正在被制成纤维素乙醇后添加到汽油中,继而降低交通领域的碳排放。让秸秆“化腐朽为神奇”的重要催化剂便是酶。

《“十四五”生物经济发展规划》中提到,发展高性能生物环保材料和生物制剂、功能型微生物、酶制剂,助力环境保护和污染治理;开展新型生物质能技术研发与培育,推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。《规划》中提到的酶制剂,听起来很抽象,其实酶普遍存在于自然界之中。每一种生物酶都是强有力的催化剂。在纤维素燃料乙醇制备过程中,酶制剂也发挥着重要作用。

总部位于丹麦的诺维信公司是生物解决方案领域的全球先导。在今年6月发布的《诺维信助力中国实现双碳目标白皮书》中,诺维信称,该公司致力于采用先进生物技术发现和优化自然界中的酶和微生物,使之更好地适应工业需求,达到节能减排效果,优化能源结构、减少化石能源依赖,推动农业和餐厨废弃物资源化利用,从而助力减少二氧化碳排放,应对气候变化挑战。2019年,诺维信通过其生物解决方案帮助全球合作伙伴减少了8700万吨二氧化碳排放。

具体到纤维素酶以及燃料乙醇在碳减排中的作用等话题,《能源高质量发展》对话了诺维信农业及工业生物解决方案副总裁叶笑风。

(叶=叶笑风,能=能源高质量发展)

诺维信农业及工业生物解决方案副总裁 叶笑风


能:在您看来,燃料乙醇等生物燃料当前有哪些重大发展机会?

叶:按照我国提出的“双碳”目标,交通领域的节能减排非常必要且迫切。近年来,交通领域已经成为中国第四大二氧化碳排放部门。推动电气化、氢燃料和生物燃料是改进交通运输燃料构成,进而降低对化石燃料依赖并减少二氧化碳排放的有效手段。在轻型交通领域,绿电或者绿氢驱动的汽车会成为重要的减排手段,尤其是在电动汽车保有量方面,中国已经走在了世界前列。但我们需要意识到,生物燃料同其它轻型交通减排方式并不是竞争关系,而是良好的补充关系。生物燃料是电气化和氢燃料过渡阶段的理想替代燃料,也是对电气化和氢燃料的良好补充。尤其是在重型交通领域,比如航空、海运和重卡是比较难进行电气化的三个领域,需要纤维素乙醇之类的先进液体燃料来推动整个交通行业的节能减排。在碳中和目标下,交通行业减排对先进液体燃料的需求量会很大。这表明在下游应用端,市场对生物燃料的需求会很大。在原料端,如果说一代燃料乙醇还存在上游原材料的限制,那么纤维素乙醇以秸秆等农业废弃物为原料,在原料环节非常丰富,基本不受限制,而且发展纤维素乙醇还是秸秆综合利用的良好方式,可以减少秸秆焚烧引发的空气污染问题。所以,应该打开思路、张开怀抱,鼓励生物燃料发展。


能:在全球范围内,凭借以上优点,生物燃料处于怎样的地位?

叶:生物燃料原料丰富、可再生并且能够与现有交通体系高度融合,已经成为目前世界最主要的交通替代能源,被视为提高清洁能源比例,减少碳排的最现实选择。

国际能源署在《能源技术展望2020》中预测,生物能源有望成为仅次于太阳能的第二大可再生能源来源。到2070年,可持续的生物质能在一次能源需求中的比重将达到20%。

在我国,2017年,国家发改委、国家能源局等15部门联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实时方案》,推动了E10车用燃料乙醇在全国范围的大规模使用。据测算,如果全国每年生物燃料乙醇使用量能够达到1000万吨,则可减排约2000万吨二氧化碳。

欧洲和美国走在了应用先进液体燃料的前列,欧洲正将政策制定的重点从强调可再生能源在能源结构中的占比转移到强调二氧化碳减的排量上。这就要求更加重视能源品类全生命周期的碳减。比如,欧盟国家承认以纤维素为原料制取的燃料乙醇比玉米基的燃料乙醇减排量多,承认工艺和技术路线的不同导致减排量的不同,这是非常合理的政策。美国也将燃料乙醇按照工艺、原材料的不同等进行归类,企业可以享受相应的减税等优惠。


能:欧美国家的这些做法对我国纤维素乙醇行业的发展有哪些借鉴意义?

叶:从全球范围来看,纤维素乙醇仍处在行业生命周期中非常初期的阶段,产业规模也很小,整体发展速度比较缓慢,还没有实现指数增长期。在这个时期,如果单纯靠市场来驱动就非常不合理。按照市场的逻辑,因为最终产品同为乙醇,所以无论玉米基乙醇、纤维素乙醇甚至是化工基的乙醇都应该是一个价格,那么更加绿色低碳但处于行业初期的纤维素乙醇就很难发展起来。

处于发展初期的纤维素乙醇,在技术上已经证明了可行性,而且是多种路线都走通了,已经完成破局,实现了从零到一的过程。在供应链方面,5吨原料产出1吨乙醇的产出比,就决定了原料的收集半径不能太大,否则原料的成本就提高了。所以,建立一套有效的收集体系,把农业废弃物从田间地头收集起来,这个环节需要地方政府助力,以保证原材料的稳定性。因为原料消耗量大,所以秸秆等原料的价格也决定了纤维素乙醇工厂的经济性。另外,纤维素乙醇的生产工艺链条比较长,从纤维素到糖、经过发酵、再到乙醇,产业链相对较长。这就更需要保证上游原料供应的稳定性,一旦上游原料的杂质太多,就会影响整个工艺的稳定性。

因为处于发展初期,纤维素乙醇的扶植政策方面还有待建立和完善。需要国家从战略层面给予生物经济更大的重视,以助力如纤维素乙醇这样的产业爬升生命周期曲线,实现规模化发展。


能:作为一家生物科技公司,诺维信在生物燃料行业发展过程中起到什么作用?

叶:生物经济是基于发酵的经济模式。例如,在乙醇制取过程中,纤维素是多糖的,上游的处理是为了让酶进入,酶进入后才能跟纤维素的基团反应,然后才能将纤维素切成可发酵的糖,但是让酶真正发生作用是很难的事情。在提高酶的效率方面,诺维信至少有20年的积累,期间,数百名科学家持续努力让纤维素酶的成本下降了20倍。诺维信致力于开发更有效的生物解决方案,去提高整个转化过程的效率,进而帮助企业提升经济效益和整体的社会效益。诺维信希望与整个产业链一起来推动这个行业的发展,毕竟,降低成本才可能大规模工业化。

诺维信大力推进纤维素酶的研发生产,并与国内企业深度合作。纤维素乙醇已经具备大规模商业化生产的条件,随着酶制剂升级换代加速,其生产成本还将不断下降,经济性优势将进一步凸显。

【责任编辑:慕悦 】

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