大咖观点 | 石元春、程序：中国生物质产业需要“原料革命”

4月17日，主题为“奋进碳时代 构建新生态”的第四届全球生物质能创新发展高峰论坛暨有机固废资源(能源)化利用科技装备展在北京开幕。本次活动由中国产业发展促进会生物质能产业分会、中国农业大学、国际能源署生物质能中国组、中国能源研究会绿色低碳技术专委会等单位共同举办。

在论坛上，中国农业大学生物质工程中心教授程序介绍了和石元春院士近年来的共同研究成果，进行了以“中国生物质产业需要‘原料革命’—‘双碳’和乡村振兴大背景下我国生物质能产业如何高质量地发展”为题的主旨发言。

(资料图片仅供参考)

在发言时，程序教授指出了当前我国生物质能产业存在的主要问题，即生物质自身在原料特性上存在先天性的能量密度甚低、质量密度低等缺陷，导致原料的收、集、运困难和高成本、转化路径受限(品种太少)、效率低下等。这些，造成了当下生物质产业成本均持续高企、难以赢利和摆脱补贴等。

针对我国生物质能发展存在的各种问题，程序教授指出了解决问题的办法，即“从根本上改变生物质的能量和质量密度属性，去除秸秆作为生物天然气主要原料的技术瓶颈”，推进“原料革命”，帮助我国生物质产业摆脱困境，助力我国“双碳”目标实现和乡村振兴战略的落实。

具体来讲，程序认为可以通过以下措施，推进生物质产业的“原料革命”：

一是提高生物质的能量密度。即通过生物质在250～450℃的温度和有限供氧或完全缺氧的条件下受热慢速分解，脱除挥发分、散失绝大部分内生结合水，产生含碳率80%以上的煤化生物质，使生物质的能量密度从15-18MJ/kg 提高至25-27MJ/kg。

二是对煤化生物质直接利用及其衍生的生物基合成气平台。通过生物质直燃发电技术升级和生物质耦合燃煤发电替代煤电，突破生物质气化的技术障碍，获得合格的工业化生物基合成气流，建立生物基合成气平台，衍生大批后续能源、材料产业。

三是煤化生物质进一步转化为生物基。以煤化生物质为原料，大量水蒸汽和氧气为气化剂，采用加压气流床煤化生物质高温气化工艺，生产出生物基合成气，再经水蒸气变换等工艺，制成由绿H2和CO组成的生物基富氢合成燃气——新型环境友好型“绿氢”，具有碳零排放的特点，而且储、运、用均远比纯氢安全、稳定和低成本。

此外，程序提出生物质产业“原料革命”的另一个重要内涵：秸秆高效率制沼气-生物天然气。近年农村秸秆无出路、焚烧问题越来越尖锐，干秸秆难以高效、顺畅地沼气发酵。针对这一问题，中国农业大学生物质工程中心崔宗均团队研发出“高浓度梯度厌氧发酵工艺”和相应的技术和关键设备。这项技术和装备的问世，打破了当今沼气-生物天然气行业普遍存在的困境。将数以亿吨计的“问题废弃物”变成宝贵的原料，振兴生物天然气能源行业;并彻底解决烧秸秆难题;还为助力乡村振兴和实现“双碳”目标送上了希望。

程序指出，当前，公众乃至决策机构对生物质原料的供应能力仍存有很大的疑虑。有鉴于此，必须走出一个误区：只看到农林废弃物是生物质资源，而忽视或不了解我国有面积接近耕地的边际土地、能够大量种植能源灌木/草类原料。迫切需要来一场生物质原料在生产方面的革命。

研究发现，通过对生物质改性，可以从根本上改变生物质的能量形状和质量密度形状，可以免除掉生物质致命痼疾，是革命性的创新性思路，通过此种途径，大力推进生物质能发展，适合中国的国情。

程序说，生物质的原料革命，将会使我国生物质产业彻底翻身，必将在改革能源结构、助力乡村振兴和实现“双碳”目标等方面大显身手，大放异彩。