植物能源 最稀缺的是規模
甘蔗、甜高粱、木薯、芒草、秸稈所產生的能量……都可以作為石油的替代品,請注意,現在不再說石油的“補充”,而是“替代”。
據美國能源部對部分能源植物進行的研究表明:到2050年,全球液體燃料油80%將來自木本植物、草本栽培油料和藻類等生物質能源。
在可能代替化石燃料的能源中,生物質以其可再生、產量巨大、可儲存、環保等優點而引人注目。生物質就是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,每年經光合作用產生的生物質約1700億噸,其能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍;而目前作為能源的利用量還不到其總量的1%。
就我國生物質能產業的幾個基本問題,記者日前采訪了中國生物質技術開發中心秘書長袁振宏研究員,袁振宏同時也是國家863項目能源專家組成員。
生物質能技術的門檻并不高
袁振宏參與了從“八五”到“十五”的國家科技攻關課題有關生物質能的工作。他見證了生物質能在國內從認識到重視的過程,也經歷了國家生物質能科技經費由少到多的變化。
沼氣利用是中國生物質能的一面旗幟,不論是規模還是技術,中國的沼氣利用在全球都處于領先地位。自上世紀70年代初,我國就大力開發和推廣戶用沼氣池技術。目前,我國已是利用生物質生產沼氣最多的國家。
據袁振宏介紹,從“八五”開始,國家科委開始安排“生物質熱解氣化及熱力用技術”的攻關課題,目前在“氣化及發電技術”上,我國已取得長足進步——農作物秸稈可以轉化為可燃氣;木材加工廠的廢棄物,如木粉等可以為工廠內燃機提供燃料并發電。
“八五”期間還開始了乙醇燃料的科技攻關。農作物秸稈、林業加工廢料,甘蔗渣及城市垃圾中所含的有機廢棄物等經過水解都可以作為燃料乙醇的原料,乙醇燃料不含硫及灰分,可以直接代替汽油、柴油等石油燃料,作為民用燃料或內燃機燃料,燃料乙醇最容易工業化,而且它與先進工業應用及交通設施接軌,被認為是最具發展潛力的石油替代燃料。
與燃料乙醇相類似的石油替代物即是生物柴油。植物油雖然可以直接作為內燃機的燃料,但是由于黏度高、揮發性差等缺點,致使燃用設備出現一些故障和問題。對植物油進行酯化處理,生產生物柴油,使其在性質上更接近柴油,成為較理想的柴油代用燃料。在國外,生物柴油以世界總產量達300萬噸的產量而廣泛應用。我國已有4~5家企業利用餐飲廢油、油下腳或野生植物油等資源生產生物柴油,年生產能力達5萬噸左右。但我國現有資源不足以支撐未來的生物柴油產業,植物油原料是生物柴油發展的瓶頸問題。
生物質能技術的門檻并不高,我國沼氣發酵應用,規模和技術均走在世界前列;氣化及發電、燃料乙醇、裂解液化、生物柴油等技術,我國都有了“起點”,現在需要的是規模,以及技術的進一步升華以降低成本。
我國有1億公頃荒山荒地可利用
遼闊,除現有的耕地、林地和草地作為傳統農業外,尚有近1億公頃益農益林荒山荒地,可以用于發展能源農業和能源林業。袁振宏等一些從事生物質能產業的相關人士,恨不得這些土地上都能種上“生物質”。袁振宏舉例說,“建設2000萬公頃能源林,每年可產生10億噸生物質,相當于5億噸標準煤。通過轉基因的方法可以獲得光和效率很高的能源作物品種,每公頃能源甘蔗產量可達到55噸,每公頃甜高粱可產10噸籽粒和100噸莖稈。如果發展2000公頃,生物質資源量可達到6億噸,合3億噸標準煤。”
“如果大力發展生物質能產業,使2020年的生物質資源總量達7.5億噸標準煤,并將其中的50%的資源用于生產液體燃料,將有可能提供1億噸液體燃料,這可以代替多少石油啊!”我國在電力供應方面存在較大的缺口,生物質也能分憂。袁振宏說,“如果當前農林廢棄物產量的40%作為電站燃料,可發電3000億度,占目前我國耗電量的20%左右。”
而生物質能源的另一重要優點是其環保性。據袁振宏介紹,生物質中有害物質(硫和灰分等)的含量僅為中質煙煤的1/10左右。同時,利用生物質時排放的二氧化碳和生物質植物成長過程中吸收的二氧化碳可以相互循環、抵消,所以生物質能源的利用可以實現二氧化碳零排放,從而達到減少溫室氣體排放,改善環境的效果。環境性還反映在,生物質產業可以從根本上解決我國農村大量秸稈被就地焚燒造成煙氣污染的環境問題。
規模小帶來一連串的問題
生物質能技術門檻不高,我國還有這么大的資源,為什么還沒有形成氣候呢?
袁振宏認為,目前我國生物質能產業最大的障礙是生物質的收集難,農林資源分散,收集手段落后,致使我國的生物質能利用工程規模都偏小,而這又帶來了一連串的問題,沒有規模,設備利用率就低,轉化效率也跟著低;沒有規模,就缺乏市場競爭能力,投資回報率低挫傷了投資者的積極性,而銷售價格又挫傷了消費者的積極性;沒有規模,新技術開發就跟不上去,一些關鍵的技術問題就得不到解決(當然這也有科研經費投入少的原因)……
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