生物质能2.0氢能3.0新一代氢储能-未来产业先导区简介

生物质能2.0/氢能3.0/新一代氢储能-未来产业先导区简介

一、                      人工造煤/生物质能2.0概念

煤是由生物质经亿万年自然转化而来，虽为同宗，但区别很大。生物质与煤最大的区别在于其高氧、低碳、低能量密度、高挥发分、粉碎污染、粉末无气力输送性、浆料无泵送性、储运用难等。生物质直燃发电已有几十年的历史，与燃煤超超临界发电相比，效率低、成本高，离开补贴无法生存。生物质气化的概念已有400多年的历史，因直接气化温度低（650～900℃）、气化产物复杂、成本高、效率低，无法商业化运营。所以生物质只是能源资源，代替不了煤，需预处理后才能作为能源使用。

以生物质为原料、可再生能源制造的水蒸气为热源，采用“生物质加压载流床蒸汽重整半焦化”工艺技术及装备，在数分钟内将其转化为棕褐色半焦状腐殖质类粉状物，其性能特性与半焦相似，称为“生物半焦（BSC）”，俗称“生物人工煤”。生物半焦总体来说性价比优于煤，可以替代煤，用于煤的所有应用场合。本过程实现人工造煤，把煤的上亿年自然形成过程，缩短为几十分钟，打通了生物质进入大能源的通道，建立新型生物质能平台-人工煤平台。电子生物质经蒸汽重整半焦化工艺制人工煤过程，称为“生物质能2.0”。

二、                      人工煤平台生物制造概念

生物制造是以微生物细胞或以酶蛋白为催化剂进行化学品合成、或以生物质为原料转化合成能源化学品与材料，促使能源与化学品脱离石油化学工业路线的新模式，主要表现为先进发酵工程、现代酶工程、生物炼制、生物过程工程等新技术的发明与应用，具有低碳循环、绿色清洁等典型特征。2024年1月，国家工业和信息化部等七部门下发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》（工信部联科〔2024〕12号）。生物制造列为未来产业。

 新木集团开发的人工造煤技术及装备，构建了“人工煤平台生物制造”，可以生产煤化工、天然气化工、石油化工生产的几乎所有能源与材料，安全可靠替代化石能源。

三、                      氢能3.0概念

进入碳中和时代，提出绿色氢能的概念。由风光电力电解水制单质氢，称为“氢能1.0”；利用单质氢配套绿色碳源制造绿氨、绿醇、绿色航煤等可持续氢基能源，称为“氢能2.0”；俏东方首提“氢能3.0”概念。电子生物质经人工煤平台水热化学还原工艺制生物合成气延伸制氢基能源过程，称为“氢能3.0”。

新木集团开发出国际首创的[风光电力+人工煤平台生物制造]氢基能源与材料体系成套技术，概括为：人工煤平台→合成气平台→氢基能源与材料体系（绿氢、绿甲烷、绿氨、绿甲醇、绿二甲醚、绿汽油/航煤/柴油、生物烯烃、生物乙二醇等），全过程以风光电力作为自备电厂，自发自用；以人工煤替代化工煤，作为碳源，采用水热化学还原法制造生物合成气平台，间接地打通了生物质→合成气的通道。将十九世纪80年代生物炼制中提出的“合成气平台”概念，变为现实。电子生物质经人工煤平台水热化学还原工艺制生物合成气延伸制氢基能源过程，称为“氢能3.0”，誉为“新一代氢能”。通俗地说，氢能3.0是指生物质蒸汽重整制生物半焦，风光电力配套生物半焦水热化学还原法制生物合成气及氢基能源。

四、                      新一代氢储能概念

由风光电力电解水制氢、利用单质氢延伸制造氢基化合物等产品，称为氢储能；由氢能3.0过程制造氢基能源与材料，称为“新一代氢储能”。氢储能存在转化率较低、成本偏高，单质氢应用场合有限等缺陷。新一代氢储能具有转化率高、成本低，产品应用场合广泛等优势。

五、                      生物质能2.0/氢能3.0/新一代氢储能-未来产业先导区概念

新木集团构建了“生物质能2.0/氢能3.0/新一代氢储能-未来产业先导区”产业模式，以生物质和风光电力为起始原料，首先，生物质经“加压载流床蒸汽重整半焦化”工艺技术及装备生产生物半焦；借鉴煤气流床气化工艺技术及装备,开发出“生物半焦气流床气化工艺技术及装备”，生产生物合成气（H2+CO，BSG）；以BSG为原料，移植煤化工成熟工艺及装备，生产可持续氢基能源与材料体系（绿氢、绿甲烷、绿氨、绿甲醇、绿二甲醚、绿汽油/航煤/柴油、生物烯烃、生物乙二醇等）。以上全过程风光电力作为配套电厂，实现自发自用。副产生物灰，与低质生物质掺混后，采用蒸汽腐殖质化及矿物质有机化技术制造生物腐殖质黑土肥；副产热力，除冬季供热外，进行温水养鱼工厂养殖，采用乳酸菌腌鲜等颠覆性生物科技加工乳酸菌腌鲜鱼；另外，使用余电创建“新能源植物工厂”；配套建设“三北工程速生能源林先导区”，创建“新能源林下牧猪工厂”，打造“三北工程动物性粮食基地”。打造生物质能2.0/氢能3.0全产业链。

该产业既符合国家能源局、农业农村部下发的《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》（国能发规划[2021]66号）中（九）推动农村生物质资源利用，又符合可再生能源制氢规范。就近满足乡镇生产生活用电、用热、用气、用油需要。

六、                      生物质资源-速生能源植物

2020年6月，国家发改委、自然资源部下发《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021-2035）》(发改农经〔2020〕837号)，规划了国家七大重要生态保护区（简称“国家生保区”），分别为：1）北方防沙带、2）东北森林带、3）黄河重点生态区、4）青藏高原生态屏障区、5）长江重点生态区、6）南方丘陵山地带、7）海岸带。该区域总面积在43亿亩以上。

在国家七大生保区境内，选择多倍体速生林，进行低质林改造或新增造林面积，打造国家生保区中的速生能源林先导区。建成后，可稳定收获生物质资源1.5～4吨/亩。

速生林把太阳能和CO2固定变为高热值芳烃，是最好的太阳能储能载体和CO2吸收器。国家统计局数据显示，我国近几年能源消费总量约为53亿吨标煤/年。新木集团拟采用风光电力自发自用氢能3.0方案，解决我国的能源问题，需配置生物质资源约20亿吨/年，配置风光电力约400GW，生产氢能3.0系列产品53亿吨以上（绿氢、绿甲烷、绿氨、绿甲醇、绿二甲醚、绿汽油/航煤/柴油、生物烯烃、生物乙二醇等），这样便可安全可靠替代化石能源。

国家规划2035年实现风光电力装机容量1200GW以上，本工程只需要400GW，可见，足以满足工程电力配套。

在国家七大生保区中，打造速生能源林先导区，产出20亿吨/年生物质资源，按目前速生能源林品种亩产量测算（1.5～4吨/亩），只需占用林地及宜林地10亿亩；而国家生保区占地约43亿亩，可见，足以满足工程生物质资源用地需要。

三北地区可种植的速生能源林品种主要有四倍体速生杨、四倍体速生柳、四倍体速生桑、四倍体速生槐等。生长情况为：种植数量800～1000颗/亩，每4～5年砍伐一次，单株胸径24公分～26公分，可收获生物质8～12吨/亩，蓄根两茬。

新木集团

2024年9月