生物能源

【专家解说】：1、缓解我国能源短缺，保证能源安全 ------替代石油将使我国资源状况化短为长------ 人类使用的三大主要能源是原油、天然气和煤炭，但它们都是不可再生的能源。据国际能源机构的统计，这三种能源还能供开采的年限，分别只有40年、50年和240年。开发新能源已成为人类发展中的紧迫课题，核能还将有所发展，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源，今后将会优先获得开发利用。另一个值得重视的新能源是可再生的生物能源。 我国虽已探明煤储量6000亿t，石油70亿t，水力发电6.8亿k但由于1978年以来我国总的能源利用率已超过30%，能源分布不均匀，能源产量低和农村能源供应短缺等因素，致使能源供应趋于紧张。开发利用生物能源，在这方面可以起到显著的缓解作用。特别是在农村年产稻壳3225万t，玉米芯1250万t，甘蔗渣400万t，棉籽壳200万t，糠醛渣30万t，人畜粪便1380万t的条件下，可用微生物作用年产沼气达14.28×108m3，相当于25.94×106t标准煤，从而彻底改变现在农村能源短缺的状况。 按目前国内外研究水平，燃料电池汽车、电动汽车、氢动力汽车等仍有很多技术上不确定性，何时投入运营是未知数。混合动力汽车造价高，而且仍以成品油消耗为主。另一方面，石油的应用不仅仅是作为交通运输的动力，其衍生的乙烯等化工产品还是比钢铁应用更广泛的基础材料。因此，发展生物能源是必然之路，眼前解决车用燃油问题，中、长期解决后石油时代的能源、原材料问题。 目前，国际上生物能源技术相对成熟，替代石油的路线是:谷物、秸杆、其它植物等-发酵-乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;另一种是利用劣质食用油、麻疯树籽等直接加工生产高品质车用柴油。无论何种生物质转化，都是我国资源的“长腿”。发展生物能源是农业大国和“缺油多煤”资源现状化短为长的最佳契机。 ----发展石油替代行业有利于解决“三农”问题---- 农村、农民和农业的“三农”问题、环境与资源问题，是13亿人口大国均衡发展、建立和谐社会的关键，建立庞大的“石油替代”能源体系，不仅为我国农业产业化、农村地区城市化提供良好的机遇，是我国相当长时间发展重要驱动力，也是解决这些突出问题的最佳切合点。我国最著名的农业科学家之一、中国科学院院士、中国工程院院士石元春曰前公开提出:让我国农民“种出绿色大庆”。 据科技部有关单位的调研，我国南方的甘蔗、木薯，中、东部地区的小麦、水稻，北部的土豆、玉米，西部地区的油桐。麻疯树，干旱地区的山芋，等等，都是加工转化燃料酒精、生物柴油的良好原材料。其中麻疯树籽含油率达50%，是制造生物柴油的良好材料。我国西南地区现有10万亩，到2010年种植面积可达1000万亩。国家科技部生物技术中心主任王宏广接受采访时告诉记者:目前我国富余的农副产品加工转化，确可“再造大庆”，即相当于5000万吨原油。如果把每年农民白白焚烧的秸杆收集处理后加工乙醇，替代车用油，总量可达6000万到1亿吨。已经开始用生物质能加工品全线替代石油产品的安徽丰原集团董事长李荣杰测算:只要石油不低于35美元每桶，用生物质能加工成燃料酒精、生物柴油、乙烯、聚酯等，都有利可图。 2、治理有机废弃物污染，保护生态环境 --------治理有机废弃物污染，保护生态环境------ 我国现在因利用能源而导致严重的环境污染，例如烟尘和SO2年排放量为2857万t，燃烧后的垃圾排放为年均573000万t，因薪柴之用破坏森林植被导致每年土壤流失50亿t。利用生物生产能源和对其进行利用，不仅没有环境污染问题出现，而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。 数百年来在燃料王国里唱“主角”的煤和石油都是远古时代的动植物生成的，那么能否种植能源作物，直接从能源作物生产燃料?这是21世纪普遍关注的一个新问题。理想的生物燃料作物应具有高效光合能力，到目前为止，科学家们已发现了40多种能够生产“石油”的植物。 生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于地球上植物中的太阳能，最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%。通过生物质能转换技术，可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料。由此可见，发展生物质能源，对保障我国未来能源安全具有重要作用。 专家分析，石油已不是可持续发展的理想汽车燃料，过度依赖存在四大问题，包括:国内资源短缺和国际石油争夺剧烈的双重风险;汽柴油的性能已不能满足汽车高水平和高清洁的可持续发展要求;油价居高不下，用户负担增加;依靠进口，要花大量外汇，影响国内就业。巨大的国际采购会使我国原油陷入类似现在铁矿砂市场的“价格合围”。适应汽车消费需求，建设车用燃料替代体系成为必然趋势。 据了解，目前中国汽车保有量超过2000万辆，2010年将达到5000万辆至6000万辆。届时，国内汽车年生产量将达1000万辆以上，汽车用成品油市场就将有数千亿元。另一方面，环境保护逼迫中国采取石油替代技术。北京、上海等大城市较早对公共交通车辆实行天然气替代石油等措施，主要是出于环境因素。目前，天然气、煤炭、生物质能等技术路线替代石油，其燃烧排放都小于石油类40%左右。按我国城市进程，2020年前还将有4亿人口“进城”，汽车保有量将急剧增加，不采用洁净的替代能源将无法维持人类适宜的城市居住环境。有人这样计算:大城市里按每车每天用15KG汽、柴油计，100万台车即用1.5万吨汽、柴油，它将耗尽18338万立方米空气中的氧气，使之变成只含二氧化碳和和氮气等的无氧气体。又因二氧化碳比空气重得多，所以，它们大都分布在地面附近，可在100平方公里范围内堆积1.83米厚，比正常的中国人还高出一巴掌。如果没有大自然赐予的空气流动，这将是一种多么可怕的情景呀 3、广泛应用生物技术，发展基因工程 能源生物技术就是用可再生的生物资源生产各种能源产品。在这里面，农林生物技术提供能源作物，工业生物技术则将能源作物以最经济的方式加工成能源产品，这些能源产品包括以燃料乙醇、生物柴油为主的液体燃料，以甲烷为主要成分的沼气。另外，还有可再生的生物氢能。 沼气是由作物秸秆、树木落叶、人畜粪便、工业有机废物和废水等有机物质在厌氧环境中，经微生物发酵作用生成的一种可燃气体。每立方米沼气完全燃烧后的发热量约相当于3.3千克原煤产生的热量，是一种清洁、高效的可再生能源。 燃料乙醇是国内外公认的生物能源产品，能够以一定的比例与汽油和柴油等成品油混配后供车辆直接使用。 生物柴油也是近年来发展迅速并规模化使用的生物替代能源。生物柴油是以植物油如大豆油、菜籽油，其他丰富的非食用油和动物油脂如猪油、牛油、鱼油等，以及废弃的食用油为原料生产出的清洁可再生能源，是柴油优良的代用品。 发展生物制氢技术，也是为发展新能源提供技术储备。目前，各国正在竞相开发氢燃料电池，尤其是氢燃料电池驱动的汽车。 我国起步虽晚优势明显 据介绍，我国的燃料乙醇生产技术已基本成熟，可以进行规模化生产。甘蔗、甜菜、玉米、小麦、薯类、秸秆等都用于燃料乙醇的生产。国家已正式批准在吉林、河南、黑龙江和安徽四省建设总规模为年产132万吨的大型燃料乙醇装置。 我国已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠下脚料和野生植物小桐籽油等为原料生产生物柴油的小试或中试工艺，一些企业开发出具有自主知识产权的技术工艺，主要指标达到美国生物柴油指标。 我国沼气生产技术已经使用多年，正在不断改进。到2003年底，全国农村沼气池年产沼气46亿立方米，相当于343万吨标准煤或28亿千瓦时发电量。 在发展能源生物技术方面，我国虽然起步晚，但有自身优势。”经常往返于中美之间的美国万力科技公司技术总监孙大庆说，“首先，生物技术领域是我国高新技术领域与国外差距最小的领域，我国已经培养了一大批优秀人才，许多大学设有生命科学与生物技术领域的专业;第二，我国有着丰富的生物资源，能源生物技术产品潜在市场巨大;第三，我国虽然起步比发达国家晚，但是跨越式发展，可一步到位采用最先进的技术和设备进行研发工作。” 生物能源最大的优势就是环保。利用的就是太阳能，真个使用过程是一个太阳能循环过程，清洁无污染。其中，沼气的推广使用在提高农民生活质量的同时也节约了资源、保护了环境，燃料乙醇不但能代替部分汽油;而且排放的尾气更清洁;生物制氢为的就是的到然绕产物只有水、世界上最清洁的能源--氢;而与普通柴油相比，使用生物柴油的汽车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10，颗粒物仅为20%，二氧化碳和一氧化碳排放量仅为10%，不仅如此，生物柴油的原料来源广泛并有可再生性，如大豆油、菜籽油，而使用“废油”提炼出生物柴油更是“变废为宝” 我国最先起步的是生物质转化替代石油，即乙醇汽油。生物柴油是利用植物油脂、动物油脂等提炼的车用燃料，可直接替代柴油，低排放，无需改造发动机，而且对车辆发动机还有保护作用。世界各国对此非常重视，发展迅速，美国、加拿大、巴西、曰本、印度等都有庞大的发展计划。欧盟国家用菜油加工生物柴油，2001年加工量已达100万吨。本世纪我国==也很重视这项工作，近年来相继建成了许多年产量超万吨的生物柴油厂，预计到2010年，我国生物柴油需求量将达2000万吨。