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孟伟:发展生物质能源是一个系统工程
来源:中国工程院能源与矿业工程学院 阅读次数:1147 发布时间:2007/9/29 12:01:00


2007年6月9日中国工程院能源与矿业工程学院主办的主题为“中国生物燃料乙醇产业化发展
战略研讨会”在北京钓鱼台举办。图为国家环境科学研究院院长孟伟在会上发言。

孟伟:国家环境科学研究院院长

  非常感谢参加今天中国生物质能资源乙醇产业化发展战略研讨会,感谢中国工程院能源与矿业工程学院的邀请。

  我今天的报告分四个方面,今天上午大家的发言充分表述了我们能源环境是我们国家迫切需要的问题,也是一个制约性的因素。像能源制约性要素,已经明确提出来一个约束性的指标,就是总能源消耗单位GDP减少20%,污染物要削减10%,我们发展生物燃料乙醇产业化的项目,跟我们能源政策是息息相关的。

  我是搞水的,不是搞气的,我之所以来参加这个会议,我开始感谢诺维信,我们90年代跟诺维信一起推动在国内的燃料乙醇,作出了一些贡献。在新世纪做这件事,诺维信邀请我参加这个会,虽然我不是搞气的,但是我希望和诺维信一起为这件事做一点贡献。

  我们汽车年产量从1991年71万辆车,到现在每年712万辆。汽车保有量北京已经突破200万辆,每天汽车要消耗大量的燃料,这对能源需求是非常重要的方面。

  大家看到这张图,我们汽油消费比例,汽油车占到78%,摩托车19%,我们柴油也是占到相当大的比例,占到了39%。大家看到近十年汽油、柴油生产增长速度非常快。车用乙醇汽油2006年达到了100万吨,当然今天上午发改委同志讲过了有规划。

  大家知道我们环境面临很大的压力,我们要让老百姓喝上放心的水,呼吸新鲜的空气。我们近几年城市空气受到很大的威胁,三分之一达到了二级城市空气质量标准,三分之一在三级标准,三分之一是到不了三级标准。三级标准以上是对人体健康有一定的损害的。当然我们很高兴从04年开始,我们绿色的线所占的比例达到二级的,以及接近60%,也就是说通过这几年党和国务院高度重视环境保护问题,城市空气质量还是在明显的改善。

  这张图,大家看一下,在一个城市里面,在交通主干道和非交通主干道,在空气质量方面的差异性。左边这张片子讲的是一氧化氮,下面这张图是二氧化氮,大家看到差距非常大。这跟它的化学性质和空气当中的演变都是有关系的。大气颗粒物也是有差异的。

  我要做一点小小的宣传,我今天报告一部分是我们自己实验室检测的数据,还有一些综合性的数据,我只对自己实验室检测的数据负责,我们只是觉得综合性数据比较可信。我们对燃油能源消耗情况和排除的状况给出一些数据。

  我们作为国家环保总局的直属研究院负责制定相关的技术标准和技术政策,我们也做相应的技术研究。我们国家环保总局的机动车研究中心也挂靠在我们这儿。

  对于生物质能资源来讲,我们不仅仅在它的汽车使用阶段看这个问题,还要从全过程看。今天上午几个官员都讲到循环经济,清洁生产。在原料生产阶段,比如说木薯,在生产阶段,它也会产生相应的污染物,比如说减少二氧化碳排放有好处,可以达到五分之一量级,但是对颗粒物,二氧化硫,碳氢气体都是有正的贡献的。在原材料生产阶段就有贡献。

  在燃料乙醇生产阶段,在酒精厂,如果按照年产500万吨燃料乙醇来计算,由于生产过程当中它消耗相应的原材料,也排放相应的污染物。比如说按照生产一顿乙醇,要消耗60吨水,每年要排放废水3亿方,要产生COD9万,BOD3万吨,产生对水体质量有严重影响作用的,总磷要产生0.15万吨,总氮是0.6万吨。大家知道在中国企业生产阶段,和城市污水相关处理能力,我们有时候达标排放是比较难做到的事情。实际产生污染负荷可能比这还要大,当然还包括大气污染物和一些固体废弃物也是要发生的。

  这是利用我们的实验台作出的实验结果,我们使用一般的汽油,和使用加了10%乙醇燃料的汽油,挥发性是不同的。如果用普通的汽油93号,平均蒸汽压是66,93号汽油加10%燃料乙醇,它的蒸汽压就变成73,大概74。90号汽油蒸汽压是82,蒸气压的变化,就意味着燃烧阶段挥发性更高一点,有一些碳氢化合物更容易进入环境。这是一把双刃剑,你节省了资源,但是有一些污染物。这是由一些特性决定的。

  这是使用普通汽油和乙醇汽油比较,帕萨特同样使用这两种汽油,不管在实验室做,还是在实际的马路上运行1.5万公里,对油的损耗是不一样的,加了10%的燃料乙醇,它的平均消耗是每分钟2.25毫升,而不加燃料乙醇汽油平均消耗是0.95毫升,这个数据我是负责的,是我们实验室做出来的。

  大家可以看到它对进气阀积碳的影响。93号汽油加和不加,不加的话积碳平均是0.34克,加了乙醇以后平均积碳增加到0.453克,燃烧性能产生了变化。使用93号汽油,加10%燃料乙醇汽油比普通汽油更容易产生进气阀积碳,但是加了加剂基础油,就和普通汽油差不多了。它对污染物的排放,一般三元催化装置,和新三元催化装置对比,大家可以看到,基本化合物没有减少。

  如果说我们把普通汽油和燃料乙醇加10%,减少燃料石油的消耗,我们在燃料生产阶段减少了10%,在从生产到加到油箱里面,减少了消耗原石油资源9%。在使用阶段,也可以减少7%的石油资源消耗。如果从全生命周期分析,从摇篮到坟墓,全过程分析下来,总的减少石油消耗7%。

  这个表从整个生命周期分析,总能源消耗增长了2%,就是种植木薯、甜高粱也要有资源消耗,总下来可能略高一点。

  对污染物产生情况,一氧化碳,二氧化碳,PM10等都有减少的,最大是17%,对于城市环境氮氧化物和二氧化硫,都是有正面的贡献。氮氧化物相对增加4%,硫化物相对增加8%。这件事有利于减少污染物,同时也会增加一部分。这是一把双刃剑。

  针对这个我们四条建议。

  1、推进能源结构,积极推动成用燃料多样化。不光发展生物汽油还要发展生物柴油。

  2、积极稳妥地开展生物燃料的保护系统研究。从环境保护角度分析,发展生物燃料有利有弊,虽然加10%的乙醇汽油减少约10%的石油消耗总量,减少了一氧化碳,和的排放量。

  3、深入研究生物燃料汽车排放状况与控制措施。

  4、构建生物燃料循环经济生产模式。

  我们一定要从生命周期的角度考虑问题,而不仅仅是从节约能源,保护环境和拉动三农的问题发展,这一定是个系统的工程。