4月17日，主題為“奮進碳時代 構建新生態(tài)”的第四屆全球生物質能創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇暨有機固廢資源(能源)化利用科技裝備展在北京開幕。本次活動由中國產業(yè)發(fā)展促進會生物質能產業(yè)分會、中國農業(yè)大學、國際能源署生物質能中國組、中國能源研究會綠色低碳技術專委會等單位共同舉辦。

在論壇上，中國農業(yè)大學生物質工程中心教授程序介紹了和石元春院士近年來的共同研究成果，進行了以“中國生物質產業(yè)需要‘原料革命’—‘雙碳’和鄉(xiāng)村振興大背景下我國生物質能產業(yè)如何高質量地發(fā)展”為題的主旨發(fā)言。

在發(fā)言時，程序教授指出了當前我國生物質能產業(yè)存在的主要問題，即生物質自身在原料特性上存在先天性的能量密度甚低、質量密度低等缺陷，導致原料的收、集、運困難和高成本、轉化路徑受限(品種太少)、效率低下等。這些，造成了當下生物質產業(yè)成本均持續(xù)高企、難以贏利和擺脫補貼等。

針對我國生物質能發(fā)展存在的各種問題，程序教授指出了解決問題的辦法，即“從根本上改變生物質的能量和質量密度屬性，去除秸稈作為生物天然氣主要原料的技術瓶頸”，推進“原料革命”，幫助我國生物質產業(yè)擺脫困境，助力我國“雙碳”目標實現和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的落實。

具體來講，程序認為可以通過以下措施，推進生物質產業(yè)的“原料革命”：

一是提高生物質的能量密度。即通過生物質在250～450℃的溫度和有限供氧或完全缺氧的條件下受熱慢速分解，脫除揮發(fā)分、散失絕大部分內生結合水，產生含碳率80%以上的煤化生物質，使生物質的能量密度從15-18MJ/kg 提高至25-27MJ/kg。

二是對煤化生物質直接利用及其衍生的生物基合成氣平臺。通過生物質直燃發(fā)電技術升級和生物質耦合燃煤發(fā)電替代煤電，突破生物質氣化的技術障礙，獲得合格的工業(yè)化生物基合成氣流，建立生物基合成氣平臺，衍生大批后續(xù)能源、材料產業(yè)。

三是煤化生物質進一步轉化為生物基。以煤化生物質為原料，大量水蒸汽和氧氣為氣化劑，采用加壓氣流床煤化生物質高溫氣化工藝，生產出生物基合成氣，再經水蒸氣變換等工藝，制成由綠H2和CO組成的生物基富氫合成燃氣——新型環(huán)境友好型“綠氫”，具有碳零排放的特點，而且儲、運、用均遠比純氫安全、穩(wěn)定和低成本。

此外，程序提出生物質產業(yè)“原料革命”的另一個重要內涵：秸稈高效率制沼氣-生物天然氣。近年農村秸稈無出路、焚燒問題越來越尖銳，干秸稈難以高效、順暢地沼氣發(fā)酵。針對這一問題，中國農業(yè)大學生物質工程中心崔宗均團隊研發(fā)出“高濃度梯度厭氧發(fā)酵工藝”和相應的技術和關鍵設備。這項技術和裝備的問世，打破了當今沼氣-生物天然氣行業(yè)普遍存在的困境。將數以億噸計的“問題廢棄物”變成寶貴的原料，振興生物天然氣能源行業(yè);并徹底解決燒秸稈難題;還為助力鄉(xiāng)村振興和實現“雙碳”目標送上了希望。

程序指出，當前，公眾乃至決策機構對生物質原料的供應能力仍存有很大的疑慮。有鑒于此，必須走出一個誤區(qū)：只看到農林廢棄物是生物質資源，而忽視或不了解我國有面積接近耕地的邊際土地、能夠大量種植能源灌木/草類原料。迫切需要來一場生物質原料在生產方面的革命。

研究發(fā)現，通過對生物質改性，可以從根本上改變生物質的能量形狀和質量密度形狀，可以免除掉生物質致命痼疾，是革命性的創(chuàng)新性思路，通過此種途徑，大力推進生物質能發(fā)展，適合中國的國情。

程序說，生物質的原料革命，將會使我國生物質產業(yè)徹底翻身，必將在改革能源結構、助力鄉(xiāng)村振興和實現“雙碳”目標等方面大顯身手，大放異彩。