世界生物質能產業與技術發展現狀及趨勢研究

雪晶，侯丹，王旻烜，張佳，張家仁

（中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院）

　　摘要：生物質能是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源及唯一的可再生碳源。發展生物質能是應對全球氣候變化、能源短缺和環境污染最有潛力的方向之一。圍繞生物航煤、燃料乙醇、生物柴油等主要生物質能利用形式，介紹了國內外產業及技術發展現狀和趨勢。其中，燃料乙醇和生物柴油產業整體穩步發展，產業技術相對成熟，生物航煤起步雖晚但進展快速；未來提高經濟可行性、非糧原料和劣質原料適應性、產品的市場適應性是生物質能技術升級方向。結合道達爾、殼牌、?？松梨?、BP、中國石化和中國石油等國內外主要能源公司在生物質能領域的實踐經驗及業務進展，闡述了我國加快發展生物質能的必要性。建議我國大型能源企業發展生物質能產業時應抓住時代機遇，做好頂層設計，通過優化整體布局、整合資源力量，加快實質性建設步伐，以技術創新支撐產業發展。

　　生物質能指太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，直接或間接來源于綠色植物的光合作用，是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源。生物質能中的碳來自大氣中的CO₂，其生產和消費過程不增加大氣中的碳總量，是清潔可再生的能源形式，也是唯一可替代化石能源轉化成液態、固態和氣態燃料及其他化工原料或產品的碳資源。生物質能是應對全球氣候變化、能源短缺和環境污染最有潛力的發展方向之一，越來越多的國家和地區通過立法鼓勵甚至強制推廣使用生物質能。我國已將生物質能作為六大重點發展的新能源產業之一。

　　目前，生物質能已成為包括中國石油天然氣集團有限公司（簡稱中國石油）在內眾多大型能源公司新能源領域重點發展的業務。本文重點圍繞生物液體燃料，對全球主要國家地區生物質能產業和技術發展現狀進行梳理，并對未來發展趨勢進行探討，結合國內外主要能源公司在生物質能領域的應用實踐，對我國大型能源企業發展生物質能提出建議。

　　1世界生物質能產業與技術發展

　　生物液體燃料、生物沼氣、生物質發電是生物質能源的主要利用形式。從全球看，生物液體燃料、生物質多聯產發電、生物天然氣的技術、裝備和商業化運作模式已經成熟，產業規模正在快速擴展。生物液體燃料可直接替代石油燃料，又可進一步生產其他化工品，是生物質產業中最具商業應用價值的方向。

　　1.1產業發展現狀

　　1.1.1燃料乙醇和生物柴油穩步發展

　　燃料乙醇是世界消費量最大的液體生物燃料。據美國可再生燃料協會統計[1]，2019年，世界燃料乙醇產量8672×10⁴t，比2014年增長16%（圖1），混配出約6×10⁸t乙醇汽油，超過同期全球車用汽油消費總量的60%。全球有66個國家推廣使用乙醇汽油。

　　美國是全球第一大燃料乙醇生產國，2019年產量約占全球總產量的54%，主要以玉米為原料。E10乙醇汽油在美國基本實現全境覆蓋，并逐步開始使用E15乙醇汽油，此外E15~E85混配的乙醇汽油也在探索中。巴西是世界第二大乙醇汽油生產國和消費國，以甘蔗為主要原料，2019年產量約占全球總產量的30%，燃料乙醇替代了巴西國內約一半以上的汽油。

　　全球生產生物柴油的主要國家和地區有美國、阿根廷、印度尼西亞、巴西和歐盟[2]。據德國《油世界》歷年統計數據，2008年以來，全球生物柴油產量快速上漲（圖2），2018年全球生物柴油產量約為4020×10⁴t，2019年已超過4500×10⁴t。

　　歐盟以菜籽油為主要原料，是世界上生物柴油產量最大的地區，約占成品油市場的5%。德國生物柴油已替代普通柴油使用，產量占可再生能源總量的60%以上。法國是歐盟生物柴油消費量最大的國家，年均增長率近20%。美洲主要以大豆油為原料生產生物柴油。據EIA數據，截至2019年，美國共有102家生物柴油工廠，總產能約為890×10⁴t/a。巴西正在新建及擴建的生物柴油工廠共21家，建成后產能將增至1100×10⁴t/a。東南亞國家主要以棕櫚油為原料生產生物柴油。印度尼西亞于2020年1月1日啟動B30生物柴油計劃，年消費量目標為834.34×10⁴t。馬來西亞規定從2019年2月起，生物柴油摻混率從7%提升至10%，并計劃在2025年前進一步提高至30%。

　　1.1.2生物航煤快速崛起

　　目前，全球民航業商業航班的航煤年消費量約為2.7×10⁸t，溫室氣體年排放量約為8.59×10⁸t，占行業排放總量的96%以上。由于航空燃料產生的溫室氣體排放在平流層，對氣候變化影響更大，開發應用可實現碳減排的航空替代燃料已成為國際民航業的普遍共識。國際民航組織（ICAO）已于2019年1月1日實施國際航空全球碳抵消和減排機制，要求以2019—2020年航空碳排放量為基準，在2021—2035年保持零增長。截至2019年，全球采用航空生物燃料的載客商業飛行已超過16萬架次，有40多家航空公司使用生物航煤[3]。

　　美國、加拿大、挪威、芬蘭等國已經形成航空生物燃料規?；袌?，建立了“原料—煉制—運輸—加注+認證”的完整產業鏈。美國、瑞典、挪威的7個機場已實現生物航煤常規加注，8個機場進行了航空生物燃料的批次加注[4]。

　　共有5種航煤產品列入ASTMD7566-15c附件且完成燃料試飛。HEFA路線（油脂加氫脫氧—加氫改質）由于生產成本最低，已陸續投產。目前，全球已建成10余套生物航煤生產裝置或示范裝置，9個項目正在籌建[5]。各大能源公司、航空公司、飛機制造商積極參與生物航煤的研發、生產或試用。全球主要的加氫法生物航煤生產裝置如表1所示。截至2019年，生物航煤訂單量累計已達635×10⁴t。根據CORSIA實施方案，2021—2035年，我國生物航煤需求總量可達（1.6~1.8）×10⁸t。

　　1.1.3其他生物質能同步發展

　　生物沼氣提純后甲烷純度可達97%以上，可用來加熱、發電或作為車用燃料。2018年，全球沼氣產量約580×10⁸m³，其中德國沼氣年產量已超過200×10⁸m³，瑞典生物天然氣滿足了國內約30%的車用燃氣需求[7]。

　　生物質可直燃或與煤混燃進行發電。直燃電廠單機容量一般為25~30MW，鍋爐燃燒效率為80%~90%，發電效率為20%~30%，通過熱電聯產可節約燃料約28%，減排CO₂約47%，能量利用率達80%~90%?；烊茧姀S單機容量多為50~100MW，鍋爐燃燒效率可達94%，發電效率約為49%。目前全球已有200多座混燃示范電站，其中100多套在歐盟，60多套在美國，其余在澳大利亞等國。美國將生物質發電作為可再生能源發電的重要形式，預計2020年將利用生物質發電1880×10⁸kW•h。我國生物質發電產業體系已基本形成，2017年生物質發電量約為三峽全年發電量的81.4%，占整個可再生能源發電量的4.67%，預計2020年裝機規模將達到1500×10⁴kW，年發電量超過900×10⁸kW·h[7]。

　　1.2產業發展趨勢

　　生物質原料來源極為豐富，但目前利用率僅為2%~3%。盡管成本因素在一定程度上限制了生物質能的發展，未來生物質能將在新能源體系中發揮更大作用。根據IRENA調查問卷顯示，生物液體燃料仍是生物質能最具商業價值的方向，多數被調查者認為，國際協議、經濟性是影響生物質能產業發展的關鍵因素。國際協議對SO_X、NO_X和溫室氣體排放的限制，將促使飛機、輪船等重型運輸工具轉向使用生物液體燃料。約65%的被調查者認為，未來5~15年，車用燃料電池并不會對生物液體燃料市場構成大的威脅[8]。經濟性是產業發展無法回避的關鍵問題，副產品和聯產產物將成為生物燃料具有商業價值的重要組成部分。

　　盡管與車用液體燃料相競爭的多種新能源形式相繼出現并快速發展，在航運航空等要求能量密度高、難以電氣化的行業中，生物液體燃料更具優勢[8]。隨著國際航空碳抵消和減排計劃的實施，生物航煤產業將進入快速上升期。美國計劃到2025年，生物質燃料替代中東進口原油的75%，2030年生物質燃料替代車用燃料的30%。日本計劃將車用燃料中乙醇摻混比例達到50%以上。印度、巴西、歐盟分別制定了“陽光計劃”“酒精能源計劃”和“生物燃料戰略”，加大生物質燃料的應用規模。預計到2035年，生物質燃料將替代世界約一半以上的汽柴油，經濟環境效益十分顯著[9]。

　　1.3技術發展現狀

　　1.3.1生物航煤技術快速發展，經濟性有待提升

　　生物航煤與石油基航煤的組成與結構相似，性能接近，可滿足航空器動力性能和安全要求，不需更換發動機和燃油系統，全生命周期溫室氣體減排幅度為67%~94%，是目前最現實可行的燃料替代方案和溫室氣體減排的有效途徑。生物航煤技術發展迅速，自2009年以來，已有6種技術路線通過ASTMD7566認證（表2），分別是費托合成制備生物航煤（FT-SPK）、油脂加氫脫氧制備生物航煤（HEFAs）、糖發酵加氫制備生物航煤（SIP）、輕芳烴烷基化制備生物航煤（SPK/A）、低碳醇制備生物航煤（ATJ-SPK）[10]、催化水熱裂解噴氣燃料（CHJ）[11]。這些技術路線的成本均較高，其中HEFAs路線是目前成本較低、應用最廣泛的生產技術，以非食用動植物油脂為原料，通過兩段加氫（前加氫脫氧、后加氫改質）工藝生產生物航煤，產品包括石腦油、生物航煤、生物柴油及重組分燃料等。

　　1.3.2燃料乙醇技術逐漸由第一代向第二代過渡

　　以糧食為原料的第一代燃料乙醇技術成熟度高，是目前國內外燃料乙醇商業化生產的主要技術。玉米是第一代技術最常用的原料。為了充分利用玉米顆粒中與纖維相連的淀粉（約占玉米質量的1%~2%），開發了玉米纖維乙醇技術，增加對粉碎調漿后原料再次細粉碎、對發酵前后分離玉米纖維預處理等環節，使乙醇產量最多提高10%，高品質DDGS蛋白質含量提高10%以上[15]。目前，ICM、Syngenta、D3MAX、FQTP和Edeniq這5家公司已將玉米纖維乙醇技術商業化。

　　第二代纖維素乙醇是未來生物燃料乙醇行業的發展方向，但目前商業運行仍面臨預處理效率低、纖維素酶成本高等瓶頸，一些示范項目由于經濟目標無法達成而停產或出售。僅有美國艾奧瓦州的POET-DSM公司7.5×10⁴t/a玉米芯/玉米秸稈產乙醇示范項目、巴西圣保羅州的Raizen & Iogen公司3.2×10⁴t/a蔗渣乙醇示范項目[7]和我國的龍力公司5×10⁴t/a玉米芯乙醇項目運行良好。

　　第三代微藻燃料乙醇技術代表著更超前的研究方向。該技術路線具有光合效率高、生產周期短、吸收大氣中CO₂等顯著優勢，目前正處于研發起步階段。涉及的高效光生物反應器、工程藻株開發、有害生物污染控制、低能耗微藻收集、高抗逆性的菌種培育等技術有待突破，還遠未達到工業化生產水平。

　　1.3.3生物柴油技術相對成熟，提高原料適應性是關鍵

　　生物柴油制備方法通常分為酶催化法、超臨界或近臨界法、酸催化法和堿催化法[16-19]，整體技術較成熟。目前應用最廣泛的是德國Lurgi公司開發的均相堿兩級連續醇解工藝，已經承建的生產能力為（10~25）×10⁴t/a生物柴油的生產裝置超過40套。堿催化法需要嚴格限制原料中的游離酸和水含量（通常小于0.5mgKOH/g，幾乎無水）[20]，具有催化劑廉價、反應條件溫和、反應速率較快等優勢。法國石油研究院（IFP）開發了Esterfip-H工藝，使用具有尖晶石結構的鋅鋁復合氧化物固體堿催化劑[21]，能顯著簡化產品后處理。目前利用該技術承建的生物柴油生產裝置總生產能力超過80×10⁴t/a。我國生物柴油的主要原料是廢棄油脂和地溝油，國內民營企業主要采用先將均相酸催化預酯化，降低酸值，然后均相堿催化酯交換，制備生物柴油。

　　近年來，業界有嘗試通過催化加氫工藝得到成分類似于石油基柴油的燃料，由于不符合嚴格意義上生物柴油“脂肪酸甲酯”的定義，被稱為“綠色柴油”或“可再生柴油”。生產綠色柴油的工藝主要分為獨立加氫工藝和共加氫工藝。芬蘭Neste的NExBTL工藝、美國UOP和ENI公司的Ecofining工藝均是典型的獨立加氫工藝，通過對動植物油脂進行加氫脫氧異構生產綠色柴油，也可用來生產生物航煤。巴西國家石油公司開發的H-BIO共加氫工藝，將部分動植物油脂加入柴油精制進料中進行摻煉，既可提高柴油產量質量和產品十六烷值，還可節省投資[22]。與傳統生物柴油相比，綠色柴油十六烷值高，低溫流動性好，與石油基柴油相容性更好，但收率略低，且投資成本是傳統生物柴油的1.5倍[23]，目前推廣應用有限。

　　1.3.4生物沼氣技術向高值化利用方向發展

　　歐盟地區沼氣技術世界領先，德國、丹麥等國多采用傳統全混式沼氣發酵工藝，工程技術及裝備已達到系列化、工業化水平。其特點是：（1）規模較大，平均池容約為1000m³；（2）產氣量高，可達15m³/m³；（3）厭氧反應器能耗較低，發電余熱利用率達90%；（4）技術裝備標準化。不過，生物沼氣替代燃煤直接燃燒經濟性較差，沼氣發電或提純后作為生物天然氣進入管網或用作車用燃氣附加值較高，因此，沼氣凈化技術是生物沼氣高值化利用的關鍵[24]。目前，我國沼氣利用仍以代替原煤直接燃燒為主，只有約1%用于發電，提純項目更少。

　　1.4技術發展趨勢

　　世界各國重視生物質技術創新，降低成本、提高產業經濟性是生物質科技特別是生物液體燃料技術發展的主要方向。生物航煤技術以降低成本為主要目標，原料成本、催化劑成本、產品收率等問題亟待解決。以木質纖維素為原料的第二代技術是未來燃料乙醇產業的發展方向。生物柴油制備技術正朝著提高原料適應性、降低能耗、減少物耗和排放的方向持續改進。高值化利用是生物沼氣的發展方向，生物質發電是將農林廢棄物和垃圾規?；茉蠢玫闹匾緩?。

　　1.4.1經濟可行是生物質能技術升級的方向

　　降低成本是未來生物質能技術攻關的重要目標，也是產業能否持續發展的關鍵。開發高效纖維素預處理工藝、低成本纖維素酶生產、低氫耗油脂加氫脫氧技術、劣質油脂原料深加工高值化利用技術、長壽命催化劑制備技術、藻種基因誘變技術、沼氣提純凈化技術、氣化發電技術等，都是改善技術經濟性的重要研究方向。據預測，到2030年，纖維素乙醇成本將與汽油成本相當，生物沼氣成本可低于天然氣成本，生物質發電技術成本與燃煤成本持平[24]，生物柴油、生物航煤將更具商業競爭力。

　　1.4.2市場適應性強的聯產技術將更受青睞

　　處于市場經濟環境，面對激烈的產業競爭，一方面降低原料成本，另一方面實現產品高值化是生物質能的技術發展趨勢。生物乙醇聯產功能糖及電力、生物航煤聯產生物柴油及化學品、生物質熱電聯產等，將在工程設計、系統集成中更受重視。

　　2國外主要能源公司探索與實踐

　　國外多家大型能源公司均較早進入生物質能領域并進行各有側重的探索，核心皆是以燃料乙醇、生物柴油、生物航煤為主的生物液體燃料。

　　2.1道達爾探索生物質能起步早

　　1992年，道達爾開始研發第一代生物燃料，由乙醇生產乙基叔丁基醚（ETBE）及植物油甲酯（VOME），并逐步在比利時、德國、法國和西班牙擁有（含合作擁有）7套ETBE生產裝置，在法國、德國和意大利的煉廠在柴油中調入VOME。之后，與Neste石油公司合作開發綠色柴油/生物航煤（NExBTL）。2015年，道達爾在美國加利福尼亞開設以研發發酵工藝和生物分子凈化技術為主的生物工藝平臺。2019年，公司出資改建的法國第一座生物燃料工廠La Mede投產，70%原料來自植物油，30%來自處理后的廢油，產品為綠色柴油和生物航煤[25]。

　　2.2殼牌致力于推動非糧原料利用

　　2011年，殼牌與巴西第三大生物燃料公司Raizen合作利用甘蔗生產燃料乙醇，開始大規模生物燃料生產，2016年底產能達20.4×10⁸L/a。同時，殼牌致力于開發應用第二代纖維素乙醇技術，在美國休斯敦建造2座纖維素乙醇生產廠，在印度班加羅爾建設1座纖維素乙醇生產廠。目前，纖維素乙醇技術可行，但經濟成本偏高，隨著技術進步，未來有望實現規?；虡I生產。2019年，殼牌與香港美心集團合作，利用食用廢油生產生物柴油，并通過3個加油站為香港船隊、貨運卡車等提供生物柴油[26]。

　　2.3?？松梨陉P注第三代生物燃料技術

　　2009年，?？松梨谂c生物基因公司Synthetic Genomics合作，投資6億美元用于微藻生物燃料研發。2018年開始，在美國加利福尼亞種植天然藻類進行室外實地研究，預計到2025年，每天可以生產1×10⁴bbl藻類生物燃料[27]。2019年，?？松梨诤涂稍偕茉醇瘓F（Renewable Energy Group，REG）與瑞士ClariantAG公司合作，研究利用微生物一步發酵過程，將復雜的纖維素糖轉化為低碳生物柴油[28]。

　　2.4BP生物質能業務核心是燃料乙醇和燃料丁醇

　　自2008年起，BP先后收購巴西熱帶生物能源公司Tropical BioEnergia SA、美國生物燃料技術公司Verenium Corp、巴西乙醇生產企業Cerradinho、巴西燃料乙醇生產企業Companhia Nacionalde Acucare Alcoo部分股份或業務。2019年，BP與美國農業商品公司Bunge共同出資在巴西推進生物燃料和生物發電業務，目前已擁有11個生物燃料生產基地，甘蔗乙醇產能為3200×10⁴t/a，成為巴西甘蔗乙醇生物燃料行業第二大參與者[29]。此外，BP還與杜邦公司成立了生物燃料合資公司Butamax，率先開發了插入式生物燃料丁醇汽油，解決了車輛及基礎設施與生物燃料兼容性的關鍵問題。

　　近年隨著歐美國家在生物能源領域政策推動力度的加大，國外大型石油公司紛紛進入生物質能領域。從合作建立研究機構，到合作建設生產廠，從糧食基原料拓展到非糧纖維素及藻類原料，從嘗試性介入到實質性擴大規模，逐漸掀起了傳統石油公司開發生物質能的熱潮[30]。

　　3中國加快發展生物質能的戰略意義、現狀與規劃

　　3.1加快發展生物質能的戰略意義

　　3.1.1發展生物質能契合我國能源轉型的現實需求

　　我國是全球第一大油氣進口國，2018年石油對外依存度高達72%，為近50年來最高[31]，能源安全形勢嚴峻。與此同時，全球資源供應緊張，環境惡化，各國致力于從根本上改變能源供應模式。我國政府積極推進能源革命，承諾碳排放于2025年前后達到峰值。而能源結構向綠色低碳轉型正是我國能源革命的核心。與其他新能源相比，生物質能技術研發起步較早，技術相對成熟，且生物質能的碳源來自自然界，在全生命周期內呈碳中性，能有效改善傳統化石能源使用過程中所帶來的碳排放問題，因此發展生物質能成為這場能源革命最有潛力的方向之一。

　　3.1.2生物質能具有獨特的資源及性能優勢

　　化石能源不可再生且資源有限，據BP《2020年世界能源統計報告》發布，2019年底我國石油探明儲量為36×10⁸t，占全球儲量1.5%，儲采比為18.7年。我國生物質資源豐富，可利用的農林廢棄物、油脂、畜禽養殖和生活垃圾等有機廢物供應量超過4×10⁸t/a（折合標準煤），僅餐飲業廢油等劣質油脂資源約為1000×10⁴t/a。木質素和纖維素以約2000×10⁸t/a的速度再生，按能量換算，相當于石油產量的15~20倍。未來能源將呈現多元化趨勢，生物質能具有其他新能源難以比擬的優勢，如更適合轉化成液體運輸燃料，可與化石能源一樣用于塑料和化工原料等下游產品生產。此外，生物液體燃料可作為應急能源提供重要保障，具有特殊的戰略意義。

　　3.1.3我國在生物質能領域積蓄了大量實踐經驗

　　我國是發展生物質能較早的國家，乙醇汽油已推廣應用近15年，建立了穩定的原料供應渠道、合理的定價機制。糧食基乙醇適度發展，纖維素乙醇由示范向產業化過渡的趨勢逐漸明朗。生物航煤起步雖晚，但發展迅速，以小桐子油、蓖麻油、廢棄油脂、纖維素等不同原料、不同工藝的技術路線均得到快速發展，同時技術經濟性、轉化效率、原料供應渠道、劣質原料與工藝的匹配性等問題，在技術放大的過程中受到更多關注，為工業化成套技術研發和工業示范指明了方向。生物沼氣已由小規模戶用沼氣，向規?；笮驼託夤こ毯蜕锾烊粴夤こ躺?，高值化利用導向清晰。配合國家出臺的一系列推動政策，前期實踐積累和當前技術突破為現階段大力發展生物質能產業奠定了堅實基礎。

　　3.2發展現狀

　　我國是世界第三大燃料乙醇生產國，2019年產量約為269×10⁴t[1]，產能約為317×10⁴t/a，其中以玉米為原料的乙醇產能占57%，木薯占25%?；谀举|纖維素的第二代燃料乙醇技術持續優化，已經進行工業示范，正處于規?；瘧玫钠鸩诫A段。截至2019年底，我國已有13個省市使用乙醇汽油，包括天津、黑龍江、河南、吉林、遼寧、安徽、廣西、山西8省市全境和河北、山東、江蘇、內蒙古、湖北5省31地市。我國目前主要采用第一代燃料乙醇技術進行生產，主要原料為玉米等淀粉類原料，發酵產乙醇工藝可分為“干法”和“濕法”。河南天冠企業集團有限公司主要采用“干法”技術，玉米經干燥粉碎后加入水成糊漿，再進行液化、糖化、發酵、蒸餾、脫水；吉林燃料乙醇采用“改良濕法”技術，玉米經濕式粉碎，只分離出玉米胚芽并提取胚芽油，剩余淀粉經液化、糖化等。副產品均為酒糟蛋白飼料DDGS/CO₂。

　　我國生物柴油生產目前普遍采用較成熟的酸堿催化技術，即先通過均相酸催化進行預酯化，降低原料酸值，然后進行均相堿催化酯交換，制取生物柴油。該技術成本較低，但存在工藝流程長、物耗大、廢物排放多等問題。2010年，我國擁有生物柴油企業約150家，總產能約為350×10⁴t/a，年產量超過100×10⁴t。2015年，由于稅收政策調整、原料供應不足及國際原油價格下跌等原因，多數企業經營困難，截至2018年，生物柴油生產企業已縮減為40~50家。近3年，我國生物柴油市場逐漸好轉，出口量快速增長。2018年，我國生物柴油產量103×10⁴t，其中出口30×10⁴t。上海、昆明等地在公交系統開展生物柴油試運行，效果良好，國內生物柴油消費市場正在形成。

　　我國生物航煤技術發展勢頭迅猛，2011年以來已完成4次生物航煤飛行試驗（表3），目前尚未形成產業，僅有中國石油化工集團有限公司（簡稱中國石化）獲得生物航煤適航許可證，中國石化鎮海煉化公司10×10⁴t/a生物航空生產裝置即將建成。中國石化和中國石油均采用的是HEFA路線下的兩步法加氫脫氧技術，即生物質原料經預處理脫除掉磷、鈉、鈣、氯等雜質后，通過加氫脫氧得到長鏈烷烴，再經加氫改質使長鏈烷烴發生選擇性裂化和異構化反應，生成異構烷烴，最終分餾得到生物航煤等產品。

　　3.3發展規劃

　　據《中國生物質能產業發展路線圖2050》[9]，我國生物質能的利用總量在2030年、2050年將分別達到2.42×10⁸t標準煤和3.37×10⁸t標準煤。未來，生物液體燃料將進入高速發展時期，原料增量將基本用于生物液體燃料的生產需求。預計到2050年，生物質能替代化石能源總量約占同時期全社會能源消費總量的5%~8%。

　　我國《可再生能源中長期發展規劃》[33]提出，盡快在全國推行乙醇汽油和生物柴油。“十三五”期間，我國大力推動生物質能產業發展。2017年9月，國家發展改革委、國家能源局等15部門聯合印發了《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》，指出以生物燃料乙醇為代表的生物能源是國家戰略性新興產業，要求到2020年在全國范圍內推廣使用車用乙醇汽油，基本實現全覆蓋，生物燃料乙醇使用規模達到1100×10⁴t左右；纖維素燃料乙醇5×10⁴t級裝置實現示范運行。

　　國家能源局2014年11月發布《生物柴油產業發展政策》[34]，提出構建適合以廢棄油脂為主、木（草）本非食用油料為輔的可持續原料供應體系，鼓勵京津冀、長三角、珠三角等大氣污染防治重點區域推廣使用生物柴油，鼓勵公交、環衛等政府管理的車輛優先使用生物柴油調和燃料。國家《“十三五”節能減排綜合工作方案》實施能源消耗總量和強度雙控行動，要求民航業推進新能源應用等綠色民航項目實施，保障行業分解目標完成?！董h境保護稅法》對大氣污染物（CO、SO₂、NO_x等）開始征稅，進一步擴大了航空公司對生物航煤的需求。據IATA預測，未來5~10年生物航煤市場規模有望達到5000萬美元。預計2021—2035年，我國生物航煤需求總量可達（1.6~1.8）×10⁸t。

　　4國內兩大石油企業生物質能業務進展

　　中國石油是國內最早進行生物質能研究和應用的公司之一。燃料乙醇方面，吉林燃料乙醇有限責任公司是我國政府批準建立的國內第一個專業化大型燃料乙醇生產基地，現擁有產能60×10⁴t/a，采用國內首創的改良濕法工藝，實現了原料轉化率高、裝置運行周期長、能耗物耗低、節能效果顯著、副產收率高等目標。中國石油還積極開展第二代纖維素乙醇技術攻關和第三代微藻燃料乙醇技術探索。生物柴油方面，中國石油石油化工研究院（簡稱中國石油石化院）在開發原料適應性強、流程短、產率高的生物柴油制備技術方面取得重要突破，有望降低生物柴油生產成本；綠色柴油技術研發在加氫脫氧、異構降凝催化劑和工藝等相關技術方面也取得了積極進展。生物航煤方面，2011年10月28日，中國石油牽頭成功進行了我國首次生物航煤驗證飛行。之后，迅速啟動加氫法生物航煤重大科技專項，開展核心催化劑自主開發、工藝包設計、標準方法建立等一系列科技創新工作。為進一步降低成本，中國石油石化院持續研發新一代生物航煤技術，設計開發了新的催化工藝技術，有望顯著改善生物航煤的技術經濟性。

　　中國石化在非糧作物生物燃料生產領域開展了積極實踐。燃料乙醇方面，2006年，中國石化與中糧合作建設廣西合浦20×10⁴t/a木薯生物燃料乙醇項目，已于2007年12月投產；2009年2月，中國石化與中糧及其合作伙伴諾維信達成協議，共同開發纖維素燃料乙醇；2018年，與江西雨帆生物能源有限公司合建10×10⁴t/a木薯燃料乙醇項目。此外，中國石化石油化工科學研究院（簡稱中國石化石科院）在產油微藻種庫建設、大規模養殖微藻技術、微藻脫硝組合工藝技術等方面積極探索。生物柴油方面，中國石化石科院成功開發出SRCA生物柴油技術，2009年應用于海南6×10⁴t/a生物柴油工業裝置，后又開發第二代生物柴油技術（SRCA-II）。生物航煤方面，2011年，中國石化鎮海煉化分公司改建生物航煤工業裝置及調和設施，同年12月生產出合格生物航煤；2014年2月，獲中國民航局頒發的生物航煤適航許可證，可投入商業化應用[33]。

　　5我國能源企業加快發展生物質能的建議

　　5.1抓住時代機遇，扛起國企擔當

　　當前，生物質能產業迎來前所未有的發展良機。大型能源企業肩負著保障國家能源安全和履行節能減排承諾的責任，應加快推進生物質能業務發展，穩步踐行綠色低碳發展戰略，當好國家能源革命的排頭兵。抓住機遇快速發展生物能源產業，對培育新能源經濟增長點、助力能源企業在時代浪潮中轉型發展，具有十分重要的現實意義。

　　5.2做好頂層設計，優化整體布局

　　在挑戰與機遇并存、能源轉型的時代變革中，綠色環保將是能源行業新的核心競爭力。大型能源企業必須敏銳把握生物質能領域科技創新發展趨勢，緊緊抓住和用好能源轉型所帶來的科技革命和產業變革機遇，做好頂層設計，加快投資布局生物質能等新能源產業，配合國家出臺的試行試點政策，支撐現有業務發展和產業鏈升級，為實現全面、可持續、高質量發展發揮重要作用。

　　5.3整合資源力量，加快實質性建設步伐

　　生物液體燃料是唯一可替代石油基燃料使用及后加工的碳資源，也是鏈接能源企業、特別是石油公司主營業務和新能源業務的最佳結合點之一。因此，有必要加快資源整合，形成科技創新體系，從應用基礎研究、重點攻關和試驗、集成配套推廣應用3個層次，有計劃、有步驟地落實頂層設計，著力關鍵技術節點“卡脖子”技術的突破，加快生物質能產業化建設步伐，推動生物質能在能源補充和能源轉型中發揮更重要的支撐作用。

　　5.4加快技術創新，支撐產業發展

　　生物質能技術的開發，既要解決原料的工藝適應性問題，也要考慮產品的市場適應性問題。一方面應加快開發劣質原料適應性強、主產品收率高的生物質能生產技術；另一方面也要開發產品結構拓展性強、過程成本低、副產品價值高的生產工藝，使技術體系更具柔性，更好地適應市場變化。