生物質(zhì)能源的中國道路

日前，江蘇13家生物質(zhì)發(fā)電廠因收集不到足夠的秸稈，在短時間內(nèi)集體陷入虧損，一時間引發(fā)熱議。

這與國家對生物質(zhì)能源日益加大的重視與扶持似乎并不匹配。“十一五”以來，國家先后出臺了《可再生能源法》、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》、《生物質(zhì)能源科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》等法規(guī)政策，大力支持和鼓勵生物質(zhì)能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。

“中國的生物質(zhì)能源究竟該怎么走？”8月30日，在中國科學(xué)院舉辦的生物質(zhì)能源研討會上，中科院院長白春禮向15家研究所和8家企業(yè)的代表拋出了這樣一個問題。

新的能源熱潮

近年來，以安全、環(huán)保、可再生為標(biāo)志的生物質(zhì)能源已成為全世界關(guān)注的熱點。

“以美國、歐盟、巴西等為首的許多國家地區(qū)，已經(jīng)掀起了以纖維素生物液體燃料、微藻生物液體燃料、生物天然氣等為主流的新一代生物燃料技術(shù)的研發(fā)熱潮，并占據(jù)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機?！敝锌圃焊痹洪L張亞平認(rèn)為，生物質(zhì)能源關(guān)系到國家的未來發(fā)展，中科院作為國家戰(zhàn)略科技力量，在這個問題上責(zé)無旁貸。

“在當(dāng)前能源消費總量快速增長、石油出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性短缺，減排壓力巨大的背景下，發(fā)展生物質(zhì)能源已經(jīng)成為我國的戰(zhàn)略需求?！敝锌圃荷茖W(xué)與生物技術(shù)局副局長蘇榮輝在報告中說，“如果將我國50％廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料，就可減少30％石油進口，減排2.4億噸CO2，有效緩解石油供需矛盾和環(huán)境保護的雙重壓力。”

然而，與美國、巴西等自然條件優(yōu)越的國家相比，耕地面積緊張，水資源匱乏等現(xiàn)狀，讓中國無法照搬其他國家的經(jīng)驗，必須開辟出一條“不與民爭糧，不與糧爭地”的發(fā)展道路。

“生物質(zhì)能源技術(shù)必須綜合考慮資源、成本和碳排放等問題?？茖W(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，須以最終能夠創(chuàng)造財富和價值為目標(biāo)。生物質(zhì)能源技術(shù)的發(fā)展，要以國家需求為牽引，加強理論與實踐的結(jié)合，加強與企業(yè)的合作，著力解決好技術(shù)和經(jīng)濟兩張皮的問題。要避免同質(zhì)化問題，更要避免低水平重復(fù)?！敝锌圃焊痹洪L陰和俊說。

第一突破口：原料

“其實人類從未缺過能源，人類缺的是廉價的能源?！?/p>

這是中糧集團有限公司總裁助理岳國君發(fā)出的感慨。中糧2006年開始涉足生物質(zhì)液體燃料的研發(fā)，僅為了尋找合適的材料就花費了3年時間。

致力于生物柴油生產(chǎn)的福建龍巖卓越新能源股份有限公司也面臨著類似的問題。該公司副總裁曾慶平說：“2003年，國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，但自那時起，我國生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程就十分曲折?！?/p>

2005～2007年間，全國跟風(fēng)上馬了很多生物柴油生產(chǎn)裝置，但由于原料和技術(shù)、成本及產(chǎn)品質(zhì)量等原因，加上2008年金融海嘯的沖擊，許多企業(yè)還來不及投產(chǎn)就倒閉了，有些企業(yè)甚至淪為以生物柴油為幌子的非法食用油加工窩點。

“而且，現(xiàn)存的生物柴油生產(chǎn)線也基本是以廢棄油脂為原料，難以長期維系。”曾慶平坦承，“長期、大規(guī)模生產(chǎn)生物柴油，要依靠木本油料植物種子和海洋藻類植物等新原料，這就需要科技界與企業(yè)界通力合作。”

對這一點，中科院青島生物能源與過程研究所副所長呂雪峰深有同感：“目前生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸就是原料。”近年來，青島能源所在生物天然氣、生物質(zhì)預(yù)處理糖化技術(shù)等方面取得了多項突破，并與多家企業(yè)建立了合作，進行產(chǎn)業(yè)化推廣。

生物質(zhì)利用：多元發(fā)展

“對我國來說，生物質(zhì)能源發(fā)展應(yīng)以能源補充替代和改善生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)，以廢棄生物質(zhì)資源為主，培育有潛力的新型生物質(zhì)資源，實現(xiàn)多元化資源供給?！鄙镔|(zhì)能技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟秘書長，中科院廣州能源研究所黨委書記馬隆龍說。

除原料外，工藝上該走什么過程？企業(yè)該做什么產(chǎn)品？在中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副所長馬延和看來，這些都是我國發(fā)展生物質(zhì)能源應(yīng)該重點思考的問題。

“比如纖維素就是我國未來工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略資源?！彼e例說，“纖維素生物醇應(yīng)該成為我國未來生物液體燃料的戰(zhàn)略發(fā)展方向，通過合成生物學(xué)技術(shù)，發(fā)展高值化學(xué)品和生物液體燃料的共生產(chǎn)，走多元化發(fā)展之路?！?/p>

中國工程院院士曹湘洪則提出建立“大能源”概念，拓寬生物質(zhì)利用思路。他認(rèn)為生物質(zhì)作為自然界唯一含有碳?xì)涞目稍偕Y源，應(yīng)重點考慮轉(zhuǎn)化生成運輸燃料、化學(xué)品等?！拔覀儜?yīng)研究制定中國生物煉制路線圖，以更好地指導(dǎo)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)?！?/p>

中國的機會

2011年，中科院植物研究所研究員桑濤在甘肅環(huán)縣種下了10萬棵草，一年后只活下來幾千棵，但這個實驗結(jié)果卻讓他很高興。

“這些草是我們從華中地區(qū)移過來的，但它們卻在干旱、寒冷、貧瘠的黃土高原適應(yīng)得很好?！痹谏磥?，這幾千棵頑強存活的芒草中，可能就孕育著中國生物質(zhì)能源的下一個希望。

桑濤的樂觀源自中國豐富的邊際性土地和植物資源。據(jù)統(tǒng)計，我國可用于種植能源植物的邊際性土地達1.3億～1.36億公頃，另外還有1.35億公頃的退化、沙化、鹽堿化土地。而根據(jù)《中國柴油植物》記載，我國有100多種適合在荒山、荒坡種植，可煉制生物柴油的植物。

2008年起，中科院多家研究所展開了對芒草這種熱門的能源植物的研究。植物所和武漢植物園完成了芒草的資源收集和初步馴化；青島能源所收集了耐鹽堿芒草種質(zhì)資源并進行了選育；而上海生科院、遺傳發(fā)育所則開展了芒草基因組測序、轉(zhuǎn)基因體系建立等工作。

不僅是芒草，目前中科院在20家研究所對生物質(zhì)能源的研發(fā)進行了布局，學(xué)科方向覆蓋生物質(zhì)能源創(chuàng)新價值鏈的各個環(huán)節(jié)，與清華大學(xué)、天津大學(xué)等高校形成了互補性強、先導(dǎo)性強的合作格局，并與波音、殼牌、中石化等國內(nèi)外大型企業(yè)在微藻燃料和纖維素生物醇等領(lǐng)域開展了合作。

在“十二五”的前兩年，中科院承擔(dān)的國家生物質(zhì)能源研發(fā)任務(wù)經(jīng)費總計2.93億元，并在新型種質(zhì)資源培育、高效低成本轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品提質(zhì)等方向上達到了國內(nèi)領(lǐng)先乃至國際先進水平?！拔覀兿Ｍㄟ^目標(biāo)凝練、精心組織，與企業(yè)一起協(xié)同創(chuàng)新、集智攻關(guān)，使生物質(zhì)能源技術(shù)邁上新的臺階?！敝锌圃焊呒夹g(shù)研究與發(fā)展局局長王越超說。

這樣的誓言也讓桑濤等一線科學(xué)家倍受鼓舞：“我們相信，在中科院總體布局和積累的基礎(chǔ)上，中國是可以走出自己的生物質(zhì)能源之路，也有可能在該領(lǐng)域與世界爭先的。”

來源:中國科學(xué)報 作者：丁佳 　

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