На фоне глобального энергетического перехода и целей «двойного углерода» биотопливо, как важная форма возобновляемой энергии, сталкивается с беспрецедентными возможностями развития. По сравнению с традиционными ископаемыми энергоносителями, биотопливо способно значительно сократить выбросы парниковых газов, одновременно осуществляя замещение энергии, и рассматривается как важный переходный вариант, связывающий традиционную энергетическую систему с безуглеродной.
Обзор биотоплива и структура производственной цепочки
1 Определение и ключевые преимущества биотоплива
Биотопливо — это возобновляемый источник энергии, получаемый в результате фотосинтеза зеленых растений. Сырье включает сельскохозяйственную и лесную продукцию и их побочные продукты, промышленные и бытовые органические отходы и т.д. С помощью физических, химических или биологических методов преобразования эта биомасса перерабатывается в непосредственно используемые формы энергии, такие как топливо, тепло или электроэнергия.
По сравнению с ископаемым топливом, таким как уголь, нефть, природный газ, биотопливо имеет несколько более низкую плотность энергии на единицу, но обладает выдающимися преимуществами в сокращении выбросов углерода. Поскольку сырье поглощает углекислый газ в процессе роста, углерод, выделяющийся при сжигании, может быть поглощен снова. Таким образом, в смысле жизненного цикла оно обладает характеристикой «почти нулевого углерода», демонстрируя очевидные двойные аспекты экологической чистоты.
2 Общая картина производственной цепочки биотоплива
С точки зрения структуры производственной цепочки отрасль биотоплива можно разделить на три основных звена:
Верхнее звено: сырье и оборудование
Включает главным образом сбор и поставку сельскохозяйственных и лесных отходов, таких как опилки, солома, стерня и т.д., а также производство перерабатывающего оборудования: погрузчиков, дробилок, прессов для брикетирования, грануляторов, сушилок, конвейерного оборудования.
Среднее звено: производство и продажи
Охватывает НИОКР, производство и коммерческие продажи таких продуктов, как биотопливные гранулы, бионефть, биогаз и т.д. Является ключевым звеном создания стоимости в отрасли.
Нижнее звено: применение
В основном применяется в таких областях, как производство электроэнергии из сельскохозяйственной и лесной биомассы, централизованное теплоснабжение, комбинированная выработка тепла и электроэнергии, замена промышленного топлива и переработка кормов. Среди них производство электроэнергии из биомассы и промышленное теплоснабжение являются наиболее важными сценариями применения.
Поколенческое деление и технологические пути биотоплива
1. Биотопливо первого и второго поколения
Биотопливо первого поколения
Представлено биоэтанолом и биодизелем, в основном производимыми из пищевых или масличных культур, таких как кукуруза, сахарный тростник, растительное масло. Этот технологический путь зрелый, имеет высокую степень коммерциализации и является важной частью современного глобального биотоплива. Однако высокая стоимость сырья и споры о «конкуренции с людьми за продовольствие и с продовольствием за землю» постепенно ограничивают пространство для его развития.
Биотопливо второго поколения
Представлено целлюлозным этанолом и синтетическим биотопливом, сырьем для которого в основном служит непродовольственная биомасса: солома, стерня, лесные остатки, энергетические травы и т.д. Биотопливо второго поколения имеет широкие источники сырья, не влияет на продовольственную безопасность и демонстрирует более выдающиеся результаты в сокращении выбросов парниковых газов, являясь основным направлением глобального развития в настоящее время. Однако его технологический процесс сложен, затраты высоки, и оно все еще находится на стадии непрерывного технологического прорыва.
Биотопливо третьего поколения
B основном представлено водорослями. Водоросли характеризуются быстрым ростом, высокой эффективностью производства масла, не занимают пахотные земли и считаются крайне перспективным энергетическим решением. Однако в настоящее время оно все еще находится на стадии НИОКР и демонстрации, и крупномасштабная коммерческая аппликация еще не реализована.
Классификация по форме и особенности применения биотоплива
С точки зрения конечной формы биотопливо можно разделить на три основные категории: твердое, жидкое и газообразное.
1. Твердое формованное биотопливо
Твердое биотопливо в основном производится путем прессования, формования или карбонизации из сырья, такого как солома, древесная щепа, лесные остатки и т.д. Обладает преимуществами удобства загрузки, высокой эффективности сгорания, низких выбросов загрязняющих веществ. Его тепловой КПД может достигать 85%–90%. В настоящее время это наиболее широко применяемая в Китае форма биотоплива с самой высокой степенью коммерциализации, широко используемая в отоплении и производстве электроэнергии из биомассы.
2. Жидкое биотопливо
Жидкое биотопливо включает биоэтанол, биодизель и бионефть, которые могут напрямую или в смеси заменять бензин, дизельное и тяжелое топливо, применяясь в транспорте и промышленных печах. Хотя текущая стоимость все еще выше, чем у ископаемого топлива, с прогрессом технологий и увеличением доли использования непродовольственного сырья его экономическая эффективность постоянно улучшается.
3. Газообразное биотопливо
Газообразное биотопливо в основном включает биогаз, биометан и био-водород, производимые путем анаэробного сбраживания или газификации. Степень газификации может превышать 70%, тепловой КПД высокий. Этот вид топлива обладает значительными преимуществами в производстве электроэнергии, теплоснабжении и энергоснабжении удаленных районов.
| Тип |
Обозначает топливо |
Основное сырье |
Энергоэффективность |
Основные области применения |
| Твердое топливо |
Гранулы из биомассы, дрова |
Солома, древесная щепа, лесные остатки |
Тепловая эффективность достигает 85–90 %. |
Отопление и производство электроэнергии |
| жидкое топливо |
Биоэтанол, биодизель |
Непищевые масла и сельскохозяйственные отходы |
Сопоставимо с традиционным топливом |
Транспорт, промышленные печи |
| Газообразное топливо |
Биогаз и биоводород |
Органические отходы, навоз скота и птицы |
Степень газификации 70–85 % |
Выработка электроэнергии, промышленное топливо, автомобильный газ |
Перспективы рынка и анализ спроса на биотопливо
1 Продолжающееся расширение глобального рынка
Под совместным воздействием политического стимулирования, энергетической безопасности и давления по сокращению выбросов глобальный рынок биотоплива быстро растет. В 2024 году объем глобального рынка достиг 155 млрд долларов США, ожидается, что к 2032 году он вырастет до 310 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста около 7%.
Азиатско-Тихоокеанский регион демонстрирует особенно выдающиеся показатели, ожидается, что среднегодовой темп роста в 2025–2032 годах достигнет 13%, что сделает его основным двигателем роста глобального биотоплива.
2. Тенденции развития в ключевых регионах
Азиатско-Тихоокеанский регион: Такие страны, как Индия, Индонезия, Таиланд, быстро стимулируют спрос на биотопливо за счет политики обязательного смешивания этанола и устойчивого авиационного топлива.
Северная Америка и Европа: Основное внимание уделяется передовому биотопливу и устойчивому авиационному топливу (SAF). Декарбонизация авиации становится наиболее перспективным направлением роста.
3. Ключевые области спроса в нижнем звене
Транспортный сектор: Остается крупнейшим рынком сбыта биотоплива, доля превышает 80%.
Авиация и судоходство: Спрос на SAF быстро растет на фоне глобальных целей нулевых выбросов.
Сектор промышленного теплоснабжения: Биомассовое отопление, как «зеленое тепло», обладает уникальными преимуществами в углеродно-нейтральных парках и промышленной декарбонизации.
В целом, отрасль биотоплива находится на ключевом этапе перехода от движимой политикой к движимой технологиями и рынком. По мере увеличения доли использования непродовольственного сырья, созревания передовых технологий биотоплива и постоянного расширения сценариев применения в нижнем звене, биотопливо будет играть все более важную роль в глобальной энергетической системе.
На следующем этапе развития тот, кто сможет первым сформировать системные преимущества в обеспечении сырьем, технологических путях и сценариях применения, получит преимущество в конкуренции в индустрии биотоплива.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
