美国生物燃料产业蓬勃发展
美国能源领域的生物技术正经历深刻变革与迅猛发展,展现出多元化的发展路径。其中,微生物燃料电池技术取得显著进展。这一技术通过对特殊微生物进行筛选与基因改造,使其能够更高效地分解有机物质并产生电能。一些新型微生物菌株被发现可在更广泛的环境条件下工作,甚至能利用污水、农业废弃物等作为原料,大大拓展了燃料来源的多样性,提高了能源转化效率。
生物制氢技术也成为研究热点。借助合成生物技术,科学家们设计出能够进行高效光解水制氢或发酵制氢的生物体系。通过对藻类等生物的基因编辑,增强其光合作用效率和氢气产生能力,为大规模、低成本制氢提供了可能。
美国在生物能源领域的布局同样具有深远的影响力。美国政府持续加大对生物能源研发的资金支持力度,如美国能源部投入大量资金用于生物燃料生产工艺优化研究,旨在提高生物柴油、生物乙醇等传统生物燃料的品质与产量,降低生产成本,以增强其市场竞争力。2024年8月,美国农业部宣布了一项战略投资计划,旨在通过在26个州实施160个项目来加强其国内生物燃料的生产和清洁能源的应用。今年1月,美国能源部生物能源技术办公室和美国环境保护署宣布提供600万美元资金,支持关于提高生物燃料生产技术的性能和降低其生产成本的研究。
在行动策略上,美国积极推动生物能源与传统能源系统融合。一方面,鼓励企业开发适配生物燃料的发动机技术与能源存储技术,提升生物能源的利用效率与稳定性;另一方面,构建生物能源产业集群,促进产学研之间的深度合作与资源共享,加速生物能源技术从实验室走向商业化应用。
石油公司生物燃料投资加快
生物化工领域同样有石油公司涉足。它们或与生物技术企业强强联手,或自主研发攻坚,生产出生物塑料、生物润滑剂等高附加值化学品。相较于传统石化产品,这些生物基化学品具有更高的环境友好性与可降解性。部分公司已顺利推出生物基化学品产品,并在市场推广中收获颇丰。
中国的石油企业也稳步推进在生物制造领域的布局。在生物燃料方面,中国石油依托自身强大的科研实力与坚实的产业基础,积极开展生物柴油等新型生物燃料的研发与生产试点。中国石油在部分地区的试点项目已初步实现规模化生产,产品质量达标并应用于当地交通运输等领域。在生物化工领域,中国石化与国内顶尖高校及科研机构深度合作攻克关键技术难题,加速生物塑料等产品的产业化进程,通过示范生产线提升产量,同时积极开拓市场,与下游企业构建长期稳定的合作关系,为生物基产品广泛应用筑牢根基。
我国生物燃料发展前景可期
从生产方式创新而言,合成生物可将微生物改造成“生物工厂”,把简单碳源转化为氢气、甲烷等能源物质,这种生产方式原料广泛且可循环利用,有望突破对化石资源的依赖。我国石油企业也在积极与科研院校合作,努力在生物制造能源生产技术上取得突破,为规模化生产创造条件。
不过,生物燃料的规模化推广还需应对公众认识不足、信任度低的挑战。同时,企业也因设施适配性等问题不愿轻易改变能源的使用方式。美国在推广生物能源初期也遇到过类似情况。他们通过大量的科普宣传和示范项目逐步改变公众和企业的观念。中国的石油企业也可以借鉴此经验,在能源基础设施升级改造中探索生物能源与传统能源的融合应用。
航运业减碳是大势所趋
欧盟海运燃料法案(FuelEU)于2025年1月1日生效。海事界普遍认为,从长远来看,FuelEU对航运业的影响比欧盟碳排放交易体系更为深远。该法案旨在激励船东使用全生命周期温室气体强度较低的替代燃料。该法案要求,2025年,船舶燃料温室气体强度降幅为2%(与2020年相比),到2030年降幅达到6%,2035年降幅达到14.5%,而到2050年,则降幅将达到80%。
生物燃料受到航运业青睐
尽管燃烧生物燃料本身从实际上来说还是会产生二氧化碳,但生物质在生长过程中,吸收了大气中的二氧化碳,而在燃烧后则将其释放出来循环利用,不会对环境造成额外的碳排放。无论是国际通用的碳排放核算规则,还是国际航运以及欧盟的碳排放核算规则,生物质燃烧产生的碳排放量都不计入碳排放总量中。也就是说,包括生物柴油、绿色甲醇等在内的生物燃料是切切实实的“零碳燃料”。
考虑到绿氨作为船运动力燃料在技术上尚不成熟,因此,在可预见的未来,生物燃料或将成为国际航运公司减排的重要选项。
首先,包括农业和林业残留物在内的大量生物质资源的可获得性,为生物甲醇等生物燃料生产提供了可持续的原料。其次,生物质气化和催化转化技术的进步正在提高生物燃料生产的效率和效益。航运业尤其对生物甲醇作为一种潜在的低碳船用燃料倍感兴趣,生物甲醇符合更严格的排放法规。再次,支持生物质技术开发和部署的政策和激励措施正在进一步加速生物质绿色甲醇产业的发展。中试和示范工厂的开发对于验证技术和扩大生产规模至关重要。
总而言之,生物质燃料的行业趋势是积极的,越来越多的研究和商业化努力都为其在各个领域的更广泛应用铺平了道路。
在成本与低碳目标中寻找平衡
广泛的合作显然是投资者明智的选择。各利益相关者需要积极探索创新方案,寻求政策支持以降低转型成本。正如国际航运公会(ICS)秘书长所说:“航运业需要与政府加强合作,以确保绿色燃料的生产和供应,这对于行业的可持续发展至关重要。”他还表示,绿色燃料的短缺及高成本是一个全球性的难题,并非航运行业所独有。
总之,在全球应对气候挑战的共识下,航运业必须坚定走向绿色未来。如何在高昂的绿色燃料成本与环境目标之间寻求平衡,将是未来应重点关注的事项。
在美国,生物燃料可替代汽油、柴油等传统燃料,在控制公路运输车辆、航空飞机等交通工具的碳排放量方面发挥重要作用,作为能源转型的重要手段,受到当地政府及企业的高度重视。
近年来,美国生物燃料产业蓬勃发展,产量呈现逐年递增趋势。美国能源信息署(EIA)报告显示,2023年美国生物燃料产能增长了7%,至2024年年初达到每年240亿加仑,其中大部分是乙醇燃料,增长部分主要来源于可再生柴油及其他生物燃料。鉴于持续的税收激励、工厂扩建和新建计划,美国生物燃料的生产能力将继续提升。美国国家可再生能源实验室预测,到2030年,美国可再生柴油和可持续航空燃料(SAF)的产能将达到96亿加仑/年。
美国对低碳燃料的需求也在持续增长。EIA数据显示,生物柴油与可再生柴油目前占美国燃料需求的9%,主要用于运输、供暖和航运领域。
近年来,高度依赖进口天然气的欧洲一直在寻求替代能源供应方案,具有相对低碳特性的生物燃料市场热度随之不断增加。壳牌、bp、道达尔能源等欧洲能源企业均已将生物燃料视作重要战略方向,欧洲以生物甲烷为主的生物燃料产能也在加速增长。数据显示,2023年欧洲生物甲烷产量达到49亿立方米,2024年第一季度,欧洲生物甲烷产能达到64亿立方米。从终端消费情况来看,2023年欧洲生物甲烷消费主要集中在交通、建筑、发电以及工业等高耗能领域。其中,交通领域生物甲烷消费占比达到23%,同时约有15%用于发电领域。
不过,在业内人士看来,尽管生物甲烷等生物燃料的产能持续扩大,但其增速仍不足以满足欧洲的天然气需求。在欧洲各国对生物燃料加大支持的背景下,欧洲沼气协会认为,预计未来6年,欧洲生物甲烷产业每年将迎来250亿欧元投资,到2030年,年产值将达到120亿欧元以上。
作为世界上最大的甘蔗和大豆生产国、第二大乙醇生产国和世界领先的生物柴油生产国,巴西在全球生物燃料市场占有举足轻重的地位。
生物燃料是巴西去碳化和生物经济战略的核心,其生物燃料政策旨在促进生物燃料使用,并创建碳市场,发行碳信用额,以抵消化石燃料的温室气体排放量,降低巴西交通部门的碳排放强度。
巴西国家石油天然气和生物燃料局(ANP)的最新统计数据显示,2023年,巴西乙醇和生物柴油产量已达到430亿升,生物燃料占运输燃料的比例为25%,生物乙醇占汽油和乙醇总能耗的49%。这一比例明显高于其他国家。2024年10月,巴西总统签署了《未来燃料法》,旨在推动巴西生物能源行业发展。该法案提出,将乙醇与汽油的混合比例从22%提高到27%,目标是到2030年达到35%;生物柴油的混合比例到2030年达到20%。