非粮生物质高值化利用，到底是什么？全球谁在领跑？What Exactly Is High-Value Utilization of Non-Food Biomass, and Who Leads Globally?

【中国能源产业发展网】获悉，围绕“非粮生物质高值化利用到底是什么、全球谁在领跑”这一行业关注话题，DT产业研究院日前系统梳理了非粮生物质炼制的技术演进、全球格局与中国实践，试图说清三个问题：非粮生物质炼制到底是什么、全球谁在领跑、中国在做什么。

从资源禀赋看，寻找能够替代石油的原料已成共识。《BP世界能源统计2020》数据显示，2019年底全球石油探明储量2446亿吨，按当年开采量只能供应49.9年；中国储量36亿吨，仅占全球1.5%，只能供应18.7年。而地球每年经光合作用产生的生物质约1730亿吨，其中70%为碳水化合物（纤维素、淀粉等），20%为木质素，这是目前唯一可能替代化石资源的天然碳源。

“生物质炼制”概念最早于1982年在《Science》上提出，核心理念是学石油炼制的思路，把生物质原料中每一种组分都分离出来、分别转化为不同产品，实现原料全组分利用与产品价值最大化。“非粮生物质高值化利用”，正是这一概念在中国产业语境下的具体表达——不用粮食，用秸秆、木屑、农林废弃物向高附加值化学品和材料转化。

技术路线上，生物质炼制经历三代演进：第一代以玉米、甘蔗、菜籽油等粮食为原料，技术成熟但“与人争粮、与粮争地”；第二代改用秸秆、木屑等木质纤维原料，但主要只取纤维素，木质素当废料烧掉，碳转化率低；第三代即当前的木质纤维生物质炼制，目标是纤维素、半纤维素、木质素各归各位的全组分利用，碳转化率理论上无损失。文章特别指出，木质素热值27.0MJ/Kg，半纤维素热值仅13.6MJ/Kg，但从化工原料角度看，木质素是酚类聚合物，是芳烃化合物的天然来源，烧掉它等于把石油里的芳烃馏分当柴火烧。

全球格局方面，北美走“制浆造纸厂升级”路线。1994年美国林产和造纸工业协会提出“复合型森林生物质精炼”概念；加拿大Fortress Paper在魁北克省启动半纤维素提取项目，从桦木中提取木糖和糠醛；CelluForce公司生产纤维素纳米晶体并获斯伦贝谢投资；不列颠哥伦比亚省投资225万美元用于纤维素纤丝项目研究，Kruger公司建成全球首家产量5吨/天的纤维素纤丝示范工厂。但北美也有教训，杜邦在爱荷华州的纤维素乙醇工厂最终出售退出，DSM与Poet合资项目经历反复调整，说明技术领先不等于产业化一定走通。

欧洲政策框架最为完善。2013年欧盟提出BRIDGE计划加速生物基产品市场化，2016年BIOFOREVER示范项目启动、14家欧洲公司参与。芬兰UPM在德国Leuna建成全球首个将固体木材转化为生物基化学品的工业规模生物炼厂，年产22万吨生物化学品、投资7.5亿欧元，2025年底产出首个商业化产品工业糖，但糖到化学品转化环节的工程纠正导致综合商业生产推迟，UPM为此计提3.73亿欧元减值。芬兰Metsä集团2017年投产的生物质精炼厂纸浆产能130万吨/年（80万吨针叶浆+50万吨阔叶浆），同时生产妥尔油、松节油、生物能源和沼气，能源不仅自给还能为所在小镇供热。意大利M&G集团联合安徽国祯集团在阜阳建设生物质精炼厂，年转化130多万吨纤维生物质。

巴西是全球最大甘蔗乙醇生产国，产业成熟度领先，但从“非粮”视角恰是反衬，其也在用利润反哺非粮探索：Suzano公司2016年推出桉木纤维绒毛浆产品Eucafluff，桉树皮每年300万至600万吨产量已用于提取己糖和转化化学品。日本则走精细化路线，日本制纸集团开发纤维素基高阻隔包装材料Shield Plus，用纤维素做高附加值功能材料逐步替代塑料。

中国的政策力度全球最大。2023年1月，工信部、发改委、财政部等六部门联合印发《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》，明确到2025年部分非粮生物基产品竞争力要与化石基产品相当；2025年工信部与农业农村部联合发布典型案例入围名单，35个项目入选，生物基材料市场预计突破1200亿元。产业层面，圣泉集团2023年5月在黑龙江大庆建成全球首个百万吨级生物质精炼一体化项目，占地1500亩、投资20余亿元、年处理秸秆50万吨，产品覆盖纤维素制品、糠醛、高活性木质素、生物炭、木糖醇、L-阿拉伯糖、生物航煤、硬碳负极材料等上百种；太阳纸业走木片组分深度分离路线；龙力生物2011年建成大规模木质纤维生物质精炼全组分利用生产线，年处理20万吨玉米芯。文章认为，中国不缺政策、不缺原料、不缺单点技术突破，当前核心任务是把单点连成产业链的系统整合；严格来说，全球目前还没有真正意义上的领跑者。