該規劃以《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》、《可再生能源中長期發展規劃》、《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》和《“十二五”農業與農村科技發展規劃》為依據,以傳統生物質集貯、新型生物質資源培育以及生物質高效轉化氣體、液體、固體燃料及熱電能源為重點,提出“十二五”期間總體思路、發展目標和主要任務。
一、形勢與需求
隨著化石資源迅速消耗,生態環境不斷惡化,世界各國尤其是主要大國把發展新能源與可再生能源作為新一輪產業發展的重點,加大投入,著力推進。生物質作為唯一可轉化氣、液、固三種形態燃料并具有雙向清潔作用的可再生資源得到世界多數國家的廣泛關注。生物燃氣、生物液體燃料等生物質能源在德國、巴西、美國等國已實現規模化生產和應用。德國生物燃氣的產量約為20.7億立方米,占德國燃氣產量的14.5%。巴西生物液體燃料產量己達到1750萬噸/年,燃料乙醇己替代50%的汽油,是世界上唯一在全國范圍內不供應純汽油的國家。
“十一五”以來,我國生物質能利用技術取得了明顯進展。突破了厭氧發酵過程微生物調控、沼氣工業化利用、秸稈類資源高效生物降解、高值化轉化為液體燃料等關鍵技術,建立了兆瓦級沼氣發電、萬噸級生物柴油、千噸級纖維素乙醇及氣化合成燃料示范工程。但與國際先進水平相比,在核心技術、關鍵設備與裝備研制、技術集成與產業化規模等方面仍有差距。加快生物質能源產業發展,必須加快新型能源植物的規模化培育、加強生物質高效轉化技術創新、推進液體燃料等生物質能源產品規模化生產與示范,構建生物質能源研發平臺,提升生物質能源企業科技創新能力,為發展可再生能源,促進農村經濟可持續發展,應對氣候變化等提供科技支撐。
二、總體思路與發展目標
(一)總體思路
以利用廢棄生物質資源(秸稈、畜禽糞便、村鎮垃圾等)及能源植物為主,以制備生物燃氣、生物液體燃料、固體成型燃料等產品為重點,培育有潛力的新型生物質資源,實現多元化資源供給。突破高效轉化與高值利用的核心技術,實現轉化過程的高效與終端產品的高值化。加強關鍵工藝和設備的創制,集成和成套化關鍵設備與裝備。建設產品多元聯產和終端產品高值利用的示范工程,為發展生物質能源戰略性新興產業提供技術支撐。
(二)發展目標
培育一批新型高效生物質新品種,突破一批生物質高效轉化與利用的核心技術,創制生物質能源、化學品和材料新產品,獲得一批自主知識產權的新專利,制定一批農村新能源產業標準。形成一批多元化聯產工藝與成套設備,建設一批體現技術特色、區域特色和產品特色的示范基地。培育一批具有市場競爭力的生物質能源企業,培養一支生物質能源研發與產業化人才隊伍,構建完善的生物質能源利用及資源綜合利用技術體系。
三、主要任務
(一)生物燃氣制備與高效利用
重點研究厭氧微生物產氫和產甲烷體系的基礎理論。研究生物質原料特性,開發混合多元預處理技術、高濃度高效厭氧發酵新工藝技術、熱解氣化新技術以及生物燃氣提質純化技術。建設標志性集中式生物燃氣高值利用示范工程。
(二)先進生物液體燃料制備
重點研究生物質全成分生物煉制動力燃料的基礎理論。研發高效低成本復合酶制備、輻照解聚等預處理新技術,突破以多種生物質為原料的生物液體燃料(纖維素乙醇、非糧燃料乙醇、生物柴油、生物燃油、汽油、航空燃料、合成燃料等)、化學品、生物基材料、能化產品聯產等關鍵與核心技術,培育纖維素乙醇、丁醇發酵新菌種、代謝調控新工藝,建立相應的示范工程,進行產業化推廣。
(三)成型燃料標準化成套化生產與應用裝備開發
以玉米稈、麥秸、稻草、棉稈、木薯稈等我國主要農作物秸稈和林業剩余物為原料,開發新型高效低能耗生物質固體成型設備,研發適宜生物質固體成型燃料特性的高效抗結渣燃燒裝置,建設適應我國北方和南方區域特點的生產和應用示范工程。
(四)高生物量能源植物培育與能化產品生產
培育高纖維素含量、高油脂含量、高糖含量、高淀粉含量等生物質資源新品種,并進行規模化種植。研究新型生物質原料的能化產品轉化與生產技術和工藝設備。
(五)能源微藻育種與生物煉制
研究能源微藻育種、規模化培養、油脂提取、轉酯化、生物反應器研制和應用等產業化共性關鍵技術及工藝,開發利用廢水、燃煤煙氣等生產能源微藻和煉制生物柴油等技術。