先进生物液体燃料巅峰之作——生物质费托合成柴油

先进生物液体燃料巅峰之作——生物质费托合成柴油

柴油机动力装备优势众多、可靠、动力强劲是其标签，有第一动力的美誉，上至武器装备，下至工程机械、农业机械、交通运输车辆等，均不可或缺。时下的俄乌冲突，武器装备大都采用柴油机动力。

柴油机动力系统的工作性能、运行可靠性和使用寿命，在很大程度上取决于所使用的柴油燃料，当使用先进生物液体燃料时，便可升级为零碳新能源动力。

柴油机动力一直追求更高的功率密度、更高的燃烧效率、更清洁的排放、更长的使用寿命，《世界燃油规范》的目标就是让柴油的发展适应柴油机的要求。《世界燃油规范》将柴油分为I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII等，按其分类，柴油的使用性能基本能满足柴油机动力发展要求。目前，国际领先的柴油标准是欧盟的EN590，对应《世界燃油规范》VII类。

当今能源进入碳中和时代，主要方向是从化石能源向可再生能源转型。欧盟发布了关于乘用车和货车的立法提案,要求到2030年,新型汽车的碳污染将减少55%,新型货车的碳污染将减少50%；到2035年,两者的碳污染将减少100%。这将使欧洲大陆更接近零排放交通运输的未来。我国正积极有序推进“双碳”进程，国务院下发《2030年前碳达峰行动方案》，提出要实施能源绿色低碳转型行动，大力推进先进生物液体燃料；2022年1月，国家发改委、国家能源局下发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，提出完善交通运输领域能源清洁替代政策，推行先进生物液体燃料。国家发展改革委、国家能源局下发《“十四五”现代能源体系规划》（发改能源〔2022〕210号）提出：大力发展非化石能源，促进先进生物液体燃料产业化发展。

《世界燃油规范》只是从使用性能方面对柴油进行分类，使用的都是化石原料，不符合当下的碳中和要求。寻找使用性能达到欧VII、原料资源可再生的可再生柴油成为全球竞相追逐的热点。

人类能源主要经历了生物质（释放能量： 1.2×10^7 J/kg）、煤炭（无烟煤释放能量： 3.4×10^7 J/kg）、石油（汽油释放能量： 4.6×10^7 J/kg）的三个阶段，能源转换的核心驱动力都是能量密度的提高。

当今能源进入碳中和时代，主要方向是从化石能源向可再生能源转型。而目前推崇的光电、风电、蓄电池、氢能（释放能量： 1.4×10^7 J/kg）等均为低能量密度能源。生物质早期之所以被淘汰，根本原因在于其能量密度低，本征缺陷终将使其重蹈覆辙。寻找可持续高能量密度的可再生能成为全球竞相追逐的热点。

太阳能是最廉价的可再生能源，已成为人类使用能源的重要组成方式，而生物质是最为理想的太阳能热储能载体，同时也是国际公认的零碳能源。它在固定吸收太阳能时依靠的是植物的光合作用，而且能量收支平衡，在能源返还时间（energy payback time，EPT）方面，生物质仅为5～75天，光伏发电长达2～3年。将生物质改质为高能量密度能源是必经之路。

生物质与煤炭、石油等化石资源最大的区别在于氧含量极高（45%以上）、能量密度低、粉末气力输送性极差等，传统的能源利用方式为直燃、成型颗粒、碳化、液化等，均没有竞争力，无法商业化运营。

俏东方集团牵头与中国林科院南京林化所、北京大学、清华大学、北京林业大学、中科院广能所/青能所等十多家科研院所共同组建了创新联合体，开发出一套现代生物炼制技术体系和商业化运营模式。发明了“变压闪蒸水离解工艺”，将农林剩余物变为生物半焦喷吹粉，将生物质中的氧含量脱除15%以上，使得C、H、O比例适中，表面官能团全部脱除，比表面积大、燃点高、储存稳定性好，不但提升了能量密度，而且具有复吸水性和优良的气力输送性。克服了煤炭的缺陷，发扬了煤炭的优势，俗称“人工合成煤”，可替代煤炭。发明了“低温水迁移高温气化工艺”，将生物半焦喷吹粉变为生物质合成气，过程无碳排，替代煤基合成气。不但可生产气、液、电等，替代石油、天然气，还可生产生物尿素、生物半焦有机矿物肥料等，替代化肥。在生产过程中，副产大量汽热，可用作供热资源。

创新联合体以生物质（含水率25～45%）为原料，采用变压闪蒸氢解脱羧半焦微粉化工艺，使用生物质管理概念车生产生物半焦喷吹粉，经高温气化迁移水工艺生产生物质合成气，利用生物质合成气生产生物质费托合成柴油、生物质费托合成航煤、生物聚α烯烃合成润滑油等。具有自主知识产权，填补国内外空白，处于国际领先地位。

2020年，我国柴油消耗量达到1.4亿吨以上，如全部用生物质费托合成柴油替代，需要生物质资源量为3亿吨以上，而我国生物质产量可达100亿吨/年，从原料保障方面看，完全满足需求。俏东方集团国家林业生物产业基地提出面向全国七大生态保护区布点的规划，目前已建立三北防护林生物质资源基地、南方丘陵地区桉树/毛竹等生物质资源基地，在内蒙古包头、赤峰阿旗、通辽扎旗、广西南宁等地进行10万吨级产业化示范。

柴油机动力装备与生物质费托合成柴油绑定，可升级改造为零排放车辆，牢牢坐稳第一动力地位，以负碳身份展世，满足时代零碳化苛求。生物质费托合成柴油成为先进生物液体燃料巅峰之作。