筑基煤化生物质基础能源产业

筑基煤化生物质基础能源产业

——煤化生物质喷吹粉及其撬装式加工站的发明创造铸就煤化生物质基础能源产业体系，使生物经济产业有了支柱，打通迈向可持续社会的捷径

中国农业大学生物质工程中心 新木集团

煤炭是不可再生的化石能源，根据2021年自然资源部的调查数据，其证实煤炭储量和可信储量之和约1622亿吨，按照现行储采比计算，可用40年左右。另外，煤炭的利用已成为CO2排放的 “大户”，随着清洁化、大型化、规模化、集约化发展要求，基础设施投资巨大、技术瓶颈、废渣处理等一系列不可逾越的鸿沟摆在我们面前，以此为基础的社会是不可持续的。

煤炭是千百万年来生物质由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。一般以块状形式存在，使用前磨成喷吹微粉，通过气力输送来应用。

生物质首先由植物利用太阳能把大气中的CO2和水合成有机物，开始建立通往肉食动物等的食物链，植物是太阳能的接受体和转化器。生物质是自然界最广泛、可再生能力最强的资源，全球产量超过1000亿吨/年，超过现在的化石能源储藏量。有数据显示，我国生物质产量可达100亿吨/年，量大面广。生物质与煤炭最大的区别在于其高水分难利用、氧含量极高（45%以上）、密度小热值低、粉末无法气力输送、储存运输难等，所以同为固体燃料，但却代替不了煤。从古至今，人类一直想把这“上天恩赐的”生物质，作为能源和物质资源，由于技术瓶颈问题，一直未能实现。

发展循环经济，构建循环社会，实现人与自然的协同发展，是全人类共同追求的目标。生物质是连接人与自然、人与人以及自然界各因素间的重要物质和能源基础。在颠覆性技术支撑下，它既可以作为物质资源，也可以作为能源。鉴于生物质和煤的“同宗”性，如能开发出生物质人工变煤的颠覆性技术，一切问题迎刃而解。

新木集团成功开发出生物质人工变煤颠覆性技术——“煤化生物质喷吹粉及其撬装式加工站”，筑基煤化生物质基础能源产业体系，该产业体系包括现代生物质发电和现代生物质化工。颠覆了现有生物能源材料产业。

“煤化生物质喷吹粉”(又称“可再生喷吹煤”，Renewable injection coal，RIC)是用高水分木质纤维素类生物质原料（主要包括农林剩余物、农林生物质、有机生物质垃圾、牲畜粪便等），通过独创的“生物质煤化技术”，将其在数分钟内变为棕褐色半焦状微粉喷吹燃料，称为“煤化生物质喷吹粉”。改变了原有生物质的物理和化学特性，使其高能量密度化，具有比煤更优的使用特性，专门替代喷吹煤。生物质煤化技术是指过热蒸汽变压微粉化热化学转化技术。

撬装式煤化生物质喷吹粉加工站将生物质煤化技术装备变成模块化的撬装式装备，以“特种农机”形式展现于世人，每台套成本价约1000万元，作业占地5亩（设施用地），消耗原料13万吨/年（含水以30%计，价格按350元/吨计），产出产品10万吨/年，成本价605元/吨，销售价格超过1000元/吨以上（以同等标煤估价）。实现生物质就地加工，将原生生物质分散、收储运难的缺点变为优点。

煤化生物质基础能源产业，克服了原生生物质直接利用形成的生物能源材料产业、煤炭基础能源形成的燃煤发电和现代煤化工产业的双重缺陷，兼顾它们的优势，继而替代，特点如下：

1. 地面“绿色煤田”的呈现。将现有生物质遍地分布不好收集的缺陷，变为了优势，实现就地加工。

2. 是目前投入产出比最优的未来产业。煤化生物质基础能源产业的投资为煤炭基础能源投资的十分之一。

3. 现代生物质发电产业是指由生物质转化成煤化生物质喷吹粉（RIC），以此替代原生生物质，利用现有燃煤发电装置，进行发电。现有燃煤发电联产供热不经改造，用RIC进行原料替代，便可形成现代生物质热电联产产业，直接享受标杆上 电价0.75元/度，供热变为绿色供热。

4. 现代生物质化工产业是指由RIC，利用现有煤气化加压气流床高温气化装置，生产生物质合成气（BSG），以BSG为原料，利用现有煤化工成套装置进行制油、制气、制烯烃、合成氨等的产业。现有现代煤化工产业不经改造，用RIC进行原料替代，便可形成现代生物质化工产业，煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制烯烃、煤制合成氨等，均变为生物质制油、生物质制天然气、生物质制乙二醇、生物质制烯烃、生物质制合成氨。

5. 现有原生生物质直接利用形成的生物能源材料产业，如生物质直燃发电、燃料乙醇、生物燃油、生物燃气等，都将退场。

该项发明创造，是迈向可持续社会的里程碑，意义如下：

1. 助力碳中和

生物质中的碳处于平衡状态，使用生物质资源能减少CO2排放量。

2. 循环型社会的形成

RIC替代燃煤的所有应用场合，能源和物质实现社会可持续发展。

3. 促进有竞争性的新兴产业的成长

该发明创造不仅可以将中国现有的社会转变为以生物质为基础的社会，而且还能促进国内与生物质相关产业步入正轨，从而使中国拥有比以前更加强大的国际竞争力。

4. 乡村振兴支撑产业

生物质在农村十分丰富，除作为食物、木材以外，该项发明创造将重新唤起乡村的活力。

国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，这是我国首部生物经济五年规划，其中提到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；要培育壮大生物经济支柱产业，推动生物能源产业发展。由于生物质本身的属性，很难直接拿来即用，存在技术瓶颈，未来生物质能要承担的任务，它在能源品种的阶梯上，可能会向上爬好几个等级。尤其是在未来的新型电力系统、热电联供、新型生物质化工系统等。为了实现可持续发展，该项发明创造是唯一办法，这样的说法并不言过其实。