中國(guó)生物質(zhì)能可以全面替代傳統(tǒng)能源

日前，國(guó)家能源局局長(zhǎng)劉鐵男公布了國(guó)家“十二五”生物質(zhì)能的發(fā)展目標(biāo)：到2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到1300萬(wàn)千瓦，較2010年增長(zhǎng)160%。這個(gè)目標(biāo)數(shù)字超過(guò)了風(fēng)頭正勁的光伏裝機(jī)容量。我國(guó)生物質(zhì)能的發(fā)展在“十二五”將得到重視，與一批長(zhǎng)期為中國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展奔走呼吁的科學(xué)家分不開。石元春院士就是其中之一。

石元春，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)原校長(zhǎng)。這位笑稱自己是“80后”的八旬老人，一直在為生物質(zhì)能奔走吶喊。他曾給國(guó)務(wù)院總理上書、在會(huì)議上唇槍舌劍、在雜志報(bào)刊上據(jù)理力辯。本文就是在去年底，國(guó)家發(fā)改委針對(duì)編制“十二五”規(guī)劃開展的建言獻(xiàn)策活動(dòng)中，石元春院士提出的建議。根據(jù)他的建議，已公布的“十二五”規(guī)劃綱要在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和能源等幾處都加強(qiáng)了生物質(zhì)能的內(nèi)容。

該建議原文長(zhǎng)達(dá)1萬(wàn)多字。在此，我們編發(fā)部分內(nèi)容，以幫助讀者更好地理解生物質(zhì)能。

生物質(zhì)能可以全面替代傳統(tǒng)能源

風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?，以及核能、氫能和未?lái)的核聚變等均為物理態(tài)能量，需要通過(guò)渦輪機(jī)等復(fù)雜的技術(shù)和人為設(shè)施轉(zhuǎn)化為電與熱，風(fēng)能和太陽(yáng)能很不穩(wěn)定和儲(chǔ)能性差。生物質(zhì)能則別具一格，是太陽(yáng)輻射經(jīng)植物光合加工轉(zhuǎn)化后、以生物質(zhì)為載體的化學(xué)態(tài)能量，既穩(wěn)定又儲(chǔ)能，用起來(lái)也方便。自人類學(xué)會(huì)鉆木取火后，生物質(zhì)能就一直是主要能量來(lái)源。它的原料易得，現(xiàn)代加工轉(zhuǎn)化技術(shù)與途徑多樣，產(chǎn)品既有熱與電，又有固、液、氣3態(tài)的多種能源產(chǎn)品，以及塑料、生物化工原料等眾多的非生物基產(chǎn)品，這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。正是生物質(zhì)的這種特質(zhì)與功能，使人們?cè)谛枰獙?duì)化石能源進(jìn)行替代時(shí)，首先也主要是利用已有技術(shù)進(jìn)行生物質(zhì)的直燃或混燃發(fā)電；利用甘蔗、玉米和纖維素等各種原料生產(chǎn)乙醇和生物柴油；利用畜禽糞便和城市污水垃圾等有機(jī)廢棄物生產(chǎn)沼氣。這是一種自然和科學(xué)發(fā)展的過(guò)程和規(guī)律，不是人的意志和政策導(dǎo)向所能左右的。誰(shuí)看不到這一點(diǎn)誰(shuí)就會(huì)吃虧。

據(jù)中國(guó)工程院可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報(bào)告資料顯示，中國(guó)水電的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量為4.02億千瓦，年發(fā)電能力1.75萬(wàn)億千瓦時(shí)，開發(fā)程度32%；中國(guó)陸地風(fēng)能（離地面10米高度）的技術(shù)可開發(fā)量為2.97億千瓦，可開發(fā)面積20萬(wàn)平方千米，離岸20千米海域范圍內(nèi)技術(shù)可開發(fā)量1.80億千瓦，可開發(fā)面積3.7萬(wàn)平方千米；可利用的生物質(zhì)原料資源量為11.71億噸標(biāo)煤，其中48.2%來(lái)自農(nóng)林有機(jī)廢棄物，51.8%來(lái)自低質(zhì)邊際性土地上的能源植物。中國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，但目前尚無(wú)資源量的具體數(shù)據(jù)。

中國(guó)不含太陽(yáng)能的清潔能源年可開采資源量為21.48億噸標(biāo)煤，其中生物質(zhì)能占54.5%，大水電、小水電和風(fēng)電分別占18.5%、8.7%和15.5%，核能為2.8%。生物質(zhì)能的資源量是水能的2倍和風(fēng)能的3.5倍。在區(qū)域分布上，水能資源集中于西部，風(fēng)能和太陽(yáng)能資源集中于西北和青藏高原，而生物質(zhì)資源則富集于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部與南方。所以，風(fēng)能和太陽(yáng)能的資源富集區(qū)與終端市場(chǎng)分離，需要遠(yuǎn)距離傳輸，而生物質(zhì)能的資源靠近產(chǎn)品市場(chǎng)。

不同生物質(zhì)原料適合生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，經(jīng)原料與產(chǎn)品的匹配與整合，11.71億噸標(biāo)煤的生物質(zhì)原料中約4.59億噸標(biāo)煤的產(chǎn)能（39%）適合于生產(chǎn)液體燃料以替代石油；約5.59億噸標(biāo)煤產(chǎn)能（48%）適合于生產(chǎn)固體燃料以替代燃煤；約1.53億噸標(biāo)煤產(chǎn)能（13%）的生物質(zhì)原料適合于生產(chǎn)氣體燃料以替代天然氣。

中國(guó)的生物質(zhì)能，可以全面替代石油、煤炭和天然氣。中國(guó)的生物質(zhì)能是篇大文章，值得大作特作的文章。

生物質(zhì)能可整合現(xiàn)有工農(nóng)業(yè)資源

中國(guó)“三農(nóng)”困境的病根是將8億農(nóng)民捆綁在人均不到0.1公頃的土地上從事附加值極低的糧食和初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上。城鄉(xiāng)差距現(xiàn)在越拉越大，這是長(zhǎng)期執(zhí)行工農(nóng)二元化和城鄉(xiāng)二元化的結(jié)果。將“三農(nóng)”局限于初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是不行的，必須將生產(chǎn)鏈條向農(nóng)產(chǎn)品加工和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)等高附加值方向延伸，否則現(xiàn)代農(nóng)業(yè)就是一句空話。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的原料一頭在“三農(nóng)”，加工和市場(chǎng)一頭在工業(yè)和城市，是“構(gòu)建新型工農(nóng)、城鄉(xiāng)關(guān)系”的最佳紐帶和抓手。而且生物質(zhì)能是清潔的、低碳的、可持續(xù)的。一個(gè)市場(chǎng)需求極旺的新時(shí)代寵兒，中國(guó)何不盡早將這個(gè)時(shí)代機(jī)遇惠及“三農(nóng)”？

如果使每年可用于能源的4億噸秸稈（其中1億多噸被白白露天焚燒）得到開發(fā)，相當(dāng)于8座三峽發(fā)電站的貢獻(xiàn)，還能幫農(nóng)民每年增收800億～1000億元；如果利用非糧低質(zhì)邊際性土地種植甜高粱和薯類，每年可轉(zhuǎn)化為1億噸燃料乙醇，并使農(nóng)民增收1000億～1500億元；如果開發(fā)農(nóng)林及加工業(yè)的有機(jī)廢棄物，可轉(zhuǎn)化為600億～800億立方米的天然氣（相當(dāng)于全國(guó)現(xiàn)有消費(fèi)量），并使農(nóng)民增收1000億元。這是多么寶貴的綠色煤田、綠色油田和綠色氣田?。】梢阅昴隇檗r(nóng)民掛果豐收的一片搖錢樹林?。∷€可以促進(jìn)農(nóng)村工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，農(nóng)村富余勞動(dòng)力就近轉(zhuǎn)移就業(yè)，縮小工農(nóng)差距、城鄉(xiāng)差距；可以使國(guó)家公平正義、科學(xué)和諧地發(fā)展，并維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。這種對(duì)農(nóng)民對(duì)國(guó)家功德無(wú)量的事情難道不該在“十二五”規(guī)劃中濃墨重彩地寫上一筆嗎？

可惜在長(zhǎng)期工農(nóng)二元化的影響下，就能源論能源地將生物質(zhì)能劃為能源工業(yè)而備受歧視、欺侮和冷落。由溫家寶總理?yè)?dān)任主任的國(guó)家能源委員會(huì)，連外交部和解放軍總參謀部都參與了，唯獨(dú)沒(méi)有農(nóng)業(yè)部和國(guó)家林業(yè)局。這種落后的觀念、體制和現(xiàn)象在美歐等國(guó)是找不到的。中國(guó)一面強(qiáng)調(diào)“三農(nóng)”是“全黨工作的重中之重”和“著力構(gòu)建新型工農(nóng)、城鄉(xiāng)關(guān)系作為加快推進(jìn)現(xiàn)代化的重大戰(zhàn)略”，一面又排斥能“構(gòu)建新型工農(nóng)、城鄉(xiāng)關(guān)系”的重要紐帶和抓手，這是行政體制不健全的一種表現(xiàn)。希望“十二五”規(guī)劃中不要再“就能源論能源”地對(duì)待生物質(zhì)能了，只有打破現(xiàn)行的工農(nóng)分隔體制，并上升到解困“三農(nóng)”和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略高度，“十二五”規(guī)劃中的生物質(zhì)能才能科學(xué)到位。

燃料乙醇不能停頓，要加大步伐

我國(guó)“十五”以陳化糧乙醇起步，2005年過(guò)百萬(wàn)噸，位列世界第三?！笆晃濉逼陂g，因糧食趨緊而叫停新增糧食乙醇，鼓勵(lì)發(fā)展非糧乙醇，這是及時(shí)和正確的。只可惜此間糧食乙醇生產(chǎn)依舊，非糧乙醇只完成了新增200萬(wàn)噸指標(biāo)的10%。在“十一五”的前4年里，我國(guó)汽車由722萬(wàn)輛增加到1364萬(wàn)輛，石油凈進(jìn)口量由1.68億噸增加到2.19億噸，而燃料乙醇僅由130萬(wàn)噸增加到162萬(wàn)噸，這只能說(shuō)明應(yīng)對(duì)石油和運(yùn)輸燃料缺口迅速擴(kuò)大的辦法，就是以巨資到國(guó)外去買而不重視對(duì)本國(guó)綠色替代能源的開發(fā)，這無(wú)疑是短視和有害的。

第1代的糧食乙醇在中國(guó)絕不可行，現(xiàn)有的年產(chǎn)100多萬(wàn)噸也應(yīng)該盡快轉(zhuǎn)型。美歐斥巨資攻關(guān)多年的第2代纖維素乙醇，因技術(shù)難度太大已宣布大幅調(diào)低2011年的生產(chǎn)指標(biāo)，而我國(guó)在纖維素乙醇上根本沒(méi)有認(rèn)真下過(guò)功夫。離完成《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出的2020年年產(chǎn)1000萬(wàn)噸燃料乙醇只剩下10年了，靠糧食乙醇嗎？不行！靠纖維素乙醇嗎？不切實(shí)際！靠什么？

2010年5月在北京舉行的中美先進(jìn)生物燃料論壇上，我提出了1.5代乙醇的概念，即以中國(guó)優(yōu)勢(shì)的非糧能源作物甜高粱、薯類和菊芋等為原料生產(chǎn)燃料乙醇，技術(shù)成熟，設(shè)備國(guó)產(chǎn)，可較快形成產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)。發(fā)展非糧乙醇能將我國(guó)千萬(wàn)公頃沉睡的邊際性土地和廣大農(nóng)民的積極性激活起來(lái)，它是完成2020年1000萬(wàn)噸燃料乙醇指標(biāo)的唯一和最佳選擇。令人高興的是，制約甜高粱乙醇產(chǎn)業(yè)化的發(fā)酵工藝瓶頸已得到解決，清華大學(xué)固體發(fā)酵技術(shù)與內(nèi)蒙古特弘公司合作產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的成功將推動(dòng)我國(guó)具有巨大潛力的甜高粱乙醇的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

據(jù)農(nóng)業(yè)部2008年提供的專項(xiàng)調(diào)查報(bào)告，全國(guó)有可用于發(fā)展液體生物燃料的宜能荒地2680萬(wàn)公頃，有集中分布區(qū)8片。如加上現(xiàn)有種植薯類、高粱等的非糧低產(chǎn)農(nóng)田，即具年產(chǎn)1億噸燃料乙醇的生產(chǎn)潛力，這是多大的一片“綠色油田”。

“十一五”即將過(guò)去，“十二五”的燃料乙醇該有個(gè)說(shuō)法了。是1代、2代，還是1.5代？新增300萬(wàn)噸還是500萬(wàn)噸？國(guó)際油價(jià)肯定會(huì)越來(lái)越高，國(guó)際形勢(shì)總是變化無(wú)常，為了石油安全，建議從每年1萬(wàn)億的購(gòu)油款中拿出一小部分開發(fā)本土的“綠色油田”。當(dāng)然，還要下真功夫抓實(shí)纖維素乙醇和微藻生物柴油的研發(fā)，做好技術(shù)儲(chǔ)備。

沼氣替代天然氣應(yīng)提上議事日程

上世紀(jì)70年代，在中國(guó)開始發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣的時(shí)候，德國(guó)與瑞典等國(guó)開發(fā)了沼氣的規(guī)?；a(chǎn)與工業(yè)性用途，我們叫產(chǎn)業(yè)沼氣。30多年過(guò)去了，中國(guó)農(nóng)村戶用沼氣池發(fā)展到了3000多萬(wàn)個(gè)和年產(chǎn)沼氣120億立方米，而歐洲的產(chǎn)業(yè)沼氣也由以城市污水和有機(jī)垃圾為原料發(fā)展到以畜禽糞便和專用能源作物為原料；由傳統(tǒng)厭氧發(fā)酵工藝發(fā)展到連續(xù)攪拌發(fā)酵（CSTR）和中高溫發(fā)酵工藝；由供熱發(fā)電發(fā)展到對(duì)天然氣的替代；由環(huán)保目標(biāo)發(fā)展到能源環(huán)保目標(biāo)。德國(guó)有4780家沼氣廠（2009年），裝機(jī)容量1600兆瓦；瑞典有沼氣驅(qū)動(dòng)車1.5萬(wàn)輛（2007年），加氣站遍布全國(guó)，預(yù)計(jì)2040年前后全國(guó)天然氣消費(fèi)將由產(chǎn)業(yè)沼氣替代。俄烏“斗氣”加速了歐洲沼氣對(duì)天然氣的替代，歐盟十分看好產(chǎn)業(yè)沼氣的發(fā)展前景，技術(shù)進(jìn)步很快。

我國(guó)繼石油進(jìn)口依存度過(guò)半后，液化石油氣也達(dá)30%。由于天然氣缺口迅速擴(kuò)大和供應(yīng)吃緊，近年以巨資向澳大利亞、土庫(kù)曼斯坦、伊朗、俄羅斯等大規(guī)模引進(jìn)天然氣，并在沿海大規(guī)模設(shè)立LNG接收站，而國(guó)內(nèi)豐富的沼氣原料資源卻被棄置一旁。我國(guó)僅大中型養(yǎng)殖場(chǎng)廢水、工業(yè)有機(jī)廢水和城市污水3項(xiàng)原料資源，就具備年產(chǎn)830億立方米沼氣或700億立方米天然氣的資源潛力，相當(dāng)于現(xiàn)全國(guó)天然氣的年消費(fèi)總量。產(chǎn)業(yè)沼氣的原料比較集中，易于收集和規(guī)模化生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程即有機(jī)污染物的無(wú)害化和資源化過(guò)程，與資源循環(huán)利用和環(huán)保融為一體，與發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和新農(nóng)村建設(shè)密切結(jié)合。在碳水化合物轉(zhuǎn)化中以厭氧反應(yīng)的能耗最低，減排效率最高，可以充分保存植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還田，還有純化后的沼氣可以共用天然氣輸運(yùn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)目前沼氣的容積產(chǎn)氣率和規(guī)模化程度低，分離純化技術(shù)和設(shè)備剛起步，但這些是可以很快彌補(bǔ)和趕上的，預(yù)計(jì)一兩年內(nèi)我國(guó)將在北京、河南、山東、海南、河北等地生產(chǎn)經(jīng)純化壓縮的車用沼氣CBG。只要扶持政策和標(biāo)準(zhǔn)制訂到位，逐步健全物流系統(tǒng)和培育市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)沼氣必將有個(gè)大的發(fā)展，為減輕國(guó)家天然氣缺口壓力作出貢獻(xiàn)。

發(fā)展產(chǎn)業(yè)沼氣需要觀念創(chuàng)新與升級(jí)，即在繼續(xù)發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣的同時(shí)向產(chǎn)業(yè)沼氣升級(jí)；農(nóng)村能源向商業(yè)能源升級(jí)；有機(jī)廢棄物的環(huán)保處理向能源生產(chǎn)升級(jí)。建議在制訂“十二五”規(guī)劃中將農(nóng)村戶用沼氣與產(chǎn)業(yè)沼氣分開來(lái)，產(chǎn)業(yè)沼氣中的自用與商用分開，供熱發(fā)電與替代天然氣的CBG分開，分別提出發(fā)展指標(biāo)要求。

回答對(duì)發(fā)展生物質(zhì)能的種種質(zhì)疑

質(zhì)疑之一是怕影響國(guó)家糧食安全。這都是被美國(guó)玉米乙醇鬧的。生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)沼氣會(huì)影響糧食安全嗎？不會(huì)！非糧乙醇和生物柴油會(huì)影響糧食安全嗎？不會(huì)！生物燃料可走的路那么多，為什么非要在糧食安全問(wèn)題上糾纏不清呢？也許有人說(shuō)，薯類和甜高粱也是糧食，這就不講道理了。薯類和高粱從來(lái)就是生產(chǎn)淀粉和酒的工業(yè)原料和飼料而不是人的口糧，再說(shuō)它們只是用那些種不了糧食的低質(zhì)土地。

質(zhì)疑之二是生物燃料會(huì)不會(huì)引起作物秸稈和薯類甜高粱等原料的價(jià)格上漲。隨著社會(huì)需求和商品價(jià)格而調(diào)整原料價(jià)格是一種正常的市場(chǎng)行為，哪種商品和原料都是如此，有什么可大驚小怪的？使毫無(wú)或很低經(jīng)濟(jì)價(jià)值的秸稈和畜禽糞便等污染物無(wú)害化、資源化和增值化有什么不好？在需求旺盛和附加值較高的能源產(chǎn)品拉動(dòng)下，合理提高薯類和甜高粱等的價(jià)格，增加農(nóng)民收入有什么不好？

質(zhì)疑之三是國(guó)家的補(bǔ)貼多了。這應(yīng)當(dāng)是指目前對(duì)100多萬(wàn)噸糧食乙醇而言，因?yàn)閷?duì)成型燃料和產(chǎn)業(yè)沼氣還沒(méi)有補(bǔ)助政策，對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的補(bǔ)助也低于風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電。國(guó)家為發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，扶持與補(bǔ)貼是正常和必要的，各國(guó)都是如此，且力度大得多。如果說(shuō)國(guó)家對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能的補(bǔ)貼給的是企業(yè)，那么生物質(zhì)發(fā)電和燃料乙醇成本中原料占六成，政府對(duì)企業(yè)的補(bǔ)貼實(shí)際上是轉(zhuǎn)移支付給了農(nóng)民，這有什么不好？

質(zhì)疑之四是墾殖荒地會(huì)不會(huì)破壞生態(tài)。對(duì)于可以利用而尚未利用的土地，閑在那里無(wú)人問(wèn)，一說(shuō)墾殖就憂心忡忡，奇怪邏輯?，F(xiàn)在國(guó)家那么缺油少氣，能源安全形勢(shì)那么嚴(yán)峻，為什么不能啟用這些儲(chǔ)備性土地去建綠色煤田、綠色油田和綠色氣田？資本不流通是“死錢”，該用的地不用就是不能實(shí)現(xiàn)價(jià)值的“廢地”。

質(zhì)疑之五是生物質(zhì)能的技術(shù)不成熟。實(shí)際上，中國(guó)的生物質(zhì)能技術(shù)與國(guó)外差距并不大，自主性強(qiáng)，裝備國(guó)產(chǎn)化程度高，這點(diǎn)比風(fēng)能和太陽(yáng)能更有優(yōu)勢(shì)。

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào) 作者：石元春

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