瑞典要建“無油國家”

　　近一二百年的強度開采與消費使不可再生的化石資源漸趨枯竭。據(jù)國際能源機構(gòu)統(tǒng)計，煤、石油、天然氣可供開采的年限分別只有240年、40年和50年。另一方面，無節(jié)制地使用化石能源，給環(huán)境和生態(tài)造成了嚴重污染和破壞。尋找可再生的替代資源和能源已是大勢所趨。

　　現(xiàn)代的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，是指利用可再生的有機物質(zhì)，如農(nóng)作物、樹木等植物及其殘體、畜禽糞便等有機廢棄物，通過工業(yè)加工轉(zhuǎn)化，進行生物基產(chǎn)品、生物材料和生物能源生產(chǎn)的一種新興產(chǎn)業(yè)。大自然每年產(chǎn)生1600多億噸的生物質(zhì)，是人類取之不盡的資源。在各種可再生資源中，生物質(zhì)資源是最穩(wěn)定、高效同時也最環(huán)保的一種資源。因為生物質(zhì)的生產(chǎn)過程是一個環(huán)境凈化的過程，可以吸收空氣中的二氧化碳，吸收有機污染。所以，世界科學界都把生物質(zhì)資源作為重要的替代資源。美國、日本、加拿大、歐盟都制定了各自的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃，美國提出要擺脫對中東的依賴，瑞典提出要建無油國家。

　　生物化工取代石油化工

　　我國目前每年有14億噸的農(nóng)林生物質(zhì)產(chǎn)量、25億噸畜禽糞便及大量有機廢棄物，另外還有1億多公頃不宜耕農(nóng)田可用以種植能源植物。國家提出至2020年我國農(nóng)林生產(chǎn)的生物量要相當于15億噸標準煤，相當于每年再生多個“大慶”，這是我國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)永不匱缺的資源，也是解決環(huán)境治理，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

　　我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)應(yīng)定位于生物質(zhì)工業(yè)和生物質(zhì)化工。如果說能源的生產(chǎn)還有其它途徑，但未來的物質(zhì)資源生產(chǎn)(液體燃料、有機材料和各類化學品)必然來源于生物化工制造。當前來說可以將燃料乙醇、生物乙烯、陽光柴油、生物塑料以及沼氣發(fā)電和固化成型燃燒作為主導(dǎo)產(chǎn)品。生物質(zhì)化工是近期極具市場競爭力的重要方向，美國科學院提出至2020年生物質(zhì)化工對石油化工的取代率可以達到50%。

　　當然，在發(fā)展生物質(zhì)工業(yè)的同時，還要發(fā)展能源作物與化工作物在農(nóng)林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，農(nóng)林部門每增加1000萬公頃能源植物的種植與加工，就相當于增加4500萬噸石油的年生產(chǎn)能力(一個大慶)，這也是建設(shè)社會主義新農(nóng)村的一個重要方向。

　　江蘇缺煤少油可開發(fā)生物質(zhì)能源

　　發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)非常適合江蘇省情。江蘇的煤、石油等化石能源很少，但水資源很豐富，陽光資源很充足，生產(chǎn)生物量非常有條件，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)非常適合江蘇省情。江蘇的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)在兩個方向大有文章可做：一是糧、草并用開發(fā)生物質(zhì)資源和能源，二是開發(fā)城鎮(zhèn)污水做天然氣。

　　就像石油可以煉制出汽油、柴油、煤油等一樣，生物質(zhì)加工也可以通過生物煉制實現(xiàn)綜合利用，拉長產(chǎn)業(yè)鏈。糧食、秸稈都要用。玉米能用，玉米芯和玉米秸稈也能用。既要生產(chǎn)酒精，用來做乙醇汽油和乙烯等化學品，還要生產(chǎn)乳酸、丁二酸、丁二烯，用來做塑料、做合成橡膠。用酒精做乙烯，做得好，完全可以替代石油。特別是非糧食化生產(chǎn)酒精這一塊江蘇應(yīng)該做。我國有1億噸玉米，光玉米芯就有六七千萬噸，包括秸稈就有1億多噸了。好好用起來，說一年相當于增產(chǎn)五六千萬噸糧食是可能的。

　　豬：糞便大王,51%養(yǎng)殖在中國

　　糞便和秸稈是人人嫌棄的垃圾，但如果用來發(fā)電，不僅可以減排大量二氧化碳，其成本也低于風電和光電。

　　說到環(huán)境污染，很多人第一反應(yīng)是工業(yè)發(fā)展帶來的污染。其實不然，最大的污染源是農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)污染包括種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和有機廢棄物。“我們中國最多的一樣?xùn)|西是糞便，13億人口排的糞便數(shù)量世界第一。”除此之外，現(xiàn)在養(yǎng)殖業(yè)排放的糞便也是世界第一。中國土地只有世界陸地面積的7%，實際居住面積只有世界陸地的3%不到，但是養(yǎng)了占世界總數(shù)51%的豬，還養(yǎng)了占世界總數(shù)40%多的雞鴨，產(chǎn)生了大量糞便。

　　這些生物質(zhì)要用起來。中國發(fā)展生物質(zhì)能源之路，第一不能看中糧食，第二不能看中耕地，必須利用低劣生物質(zhì)，比如城市生活垃圾、農(nóng)作物秸稈以及糞便等，積極穩(wěn)妥地推廣生物甲烷以及發(fā)電。中國生活垃圾數(shù)量很大，每年有1.55億噸;一年糞便12億噸，農(nóng)作物秸稈7億多噸。如果全部利用起來，至少相當于7億噸標煤，減排二氧化碳20億噸。

　　美國向海藻要油，每天百萬桶

　　世界發(fā)達國家如歐盟、日本、美國對低品位生物質(zhì)的處理和利用目前主要集中于生物燃氣(生物燃氣能有效地利用有機垃圾、人畜糞便、廢棄農(nóng)作物秸稈等低品位生物質(zhì)原料，具備綠色、清潔、環(huán)保的特點)的開發(fā)和使用。歐盟開展了生物燃氣計劃;日本啟動了Lotus計劃;瑞典的生物燃氣生產(chǎn)已從單純的廢物處理手段轉(zhuǎn)向以供氣、發(fā)電為主的能源產(chǎn)業(yè)，甚至開始種植專供制備生物燃氣的能源作物。美國2007年推出的“微型曼哈頓計劃”宗旨就是向海洋藻類要能源，目標是到2010年每天產(chǎn)出百萬桶生物原油，實現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化。此外，紐約的斯塔藤垃圾處理站采用濕法處理垃圾，回收沼氣用于發(fā)電，同時生產(chǎn)肥料。

　　我國若將禽畜糞便資源轉(zhuǎn)化為生物燃氣可折合超過7840萬噸標煤。國內(nèi)對生物燃氣的開發(fā)利用起步于50年代，主要是用糞便和農(nóng)作物秸稈制取沼氣，而在大中型沼氣工程中，更多的是將對工業(yè)廢水的治理與沼氣生產(chǎn)結(jié)合起來，雖然取得了一些成績，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、系統(tǒng)集成化低，無法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化的需要。2007年，內(nèi)蒙古蒙牛集團建成了全球最大的畜禽類沼氣發(fā)電廠，可日產(chǎn)沼氣1.2萬立方米，日發(fā)電3萬千瓦時，每年可向國家電網(wǎng)提供1000萬千瓦時的電力，還可生產(chǎn)有機肥約20萬噸。

　　高效菌種轉(zhuǎn)化浦口區(qū)一年糞便

　　相當于標煤16.8萬噸

　　糞便和秸稈資源非常分散，如何集中處理是個難題。分散處理就可以解決這個難題，這個模式就是在農(nóng)田附近挖一個大坑，把秸稈、糞便等就地收集倒進去，專家把高效的菌種撒進去，然后在旁邊再建一座豎井，使生成的甲烷通過管道集中輸送。就地把秸稈、糞便處理掉，剩下的沼液沼渣還可以用來還田。這樣種出來的葡萄比用一般化學肥料種出來的好吃得多。

　　這一設(shè)想不是科學幻想。據(jù)介紹，目前瑞典等歐美國家都在建設(shè)低生物質(zhì)使用網(wǎng)絡(luò)，他們用管道來運輸甲烷，比用汽車、拖拉機等運輸成本要低，而且管道在地下，還不占用土地。使用低生物質(zhì)處理網(wǎng)絡(luò)后，牲畜糞便進入發(fā)酵池，病毒、病菌都死光了，蚊蟲沒有了，疾病傳播源也就消失了。所以，發(fā)展低生物質(zhì)不僅能推動生物化工的創(chuàng)新發(fā)展，還能改善環(huán)境，減少溫室氣體排放。

　　南京工業(yè)大學跟美國麻省理工學院合作，開發(fā)出一種高效菌種，可以使生物甲烷轉(zhuǎn)化率達到99%。這種資源化利用的模式，南京工業(yè)大學已經(jīng)進行試點，若將我校已有的技術(shù)應(yīng)用于南京市浦口全區(qū)(總?cè)丝跒?7萬)，將其作為一個示范點建設(shè)，總投資預(yù)算為1.83億元，年創(chuàng)造經(jīng)濟效益約為1.81億元。每年可處理浦口13個污水處理廠的3萬噸淤泥和附近城市生活垃圾5.48萬噸，年產(chǎn)出沼氣1800萬立方米，相當于標煤16.8萬噸，一年減排二氧化碳20萬噸、化學需氧量10萬噸、氮磷1300噸。南工大準備向中央領(lǐng)導(dǎo)寫建議，來推廣這個模式。

　　比風電、光電更可靠

　　要解決環(huán)境壓力，無疑必須走低碳經(jīng)濟之路，因此，可再生能源被提到了重要位置。可再生能源包括光電、風電、水能、生物質(zhì)能。在可再生能源中，發(fā)展生物質(zhì)能是最理想的。

　　為什么這么說呢?現(xiàn)在很多地方在上馬風力發(fā)電，認為只要有風就能發(fā)電，碳排放為零。但這一說法忽略了風力發(fā)電機制造過程中投入的人工和費用，實際上制造成本越高，意味著碳排放量就高。風電還有一個問題，就是有風才有電，沒風就沒電。譬如在我國的內(nèi)蒙古，電本身很充分，風一刮，風電再傳輸?shù)诫娋W(wǎng)里，電網(wǎng)就吃不消，容易跳閘。而光伏電的成本也很高，每度基本要在6元左右。相對而言，生物質(zhì)能是最優(yōu)質(zhì)的，因為它不像水電、風電、光電具有不確定性。

　　江蘇的生物質(zhì)能源之路

　　建議將該項目納入江蘇省綠色能源發(fā)展計劃，制定《低品位生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃綱要》，形成爭取政策支持和經(jīng)費補貼，特別是設(shè)立“低品位生物質(zhì)綜合利用基金”，用于支持該項目推廣過程中的建設(shè)和試運行。

　　依托國家生化工程技術(shù)研究中心和江蘇省工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心，建立和完善該項技術(shù)的科研與應(yīng)用平臺。增設(shè)“低品位生物質(zhì)綜合利用實驗室”和“生產(chǎn)性試驗基地”，開展人員的技術(shù)培訓(xùn)和新技術(shù)的研發(fā);建立咨詢服務(wù)體系，利用網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場服務(wù)等形式進行技術(shù)咨詢;建立成果推廣轉(zhuǎn)化部門，吸引企業(yè)參與該項成果的產(chǎn)業(yè)化。

　　建議采用重點示范、分散建設(shè)、逐步推廣的方式，在全省大力發(fā)展低品位生物質(zhì)的資源化綜合利用技術(shù)。具體建議為：在南京浦口區(qū)著力建設(shè)低品位生物質(zhì)綜合利用示范點，以十年為期，將該技術(shù)輻射至全省60個具備推廣利用該技術(shù)條件的縣(市、區(qū))，實現(xiàn)對全省低品位生物質(zhì)資源的有效利用，形成社會循環(huán)可持續(xù)發(fā)展模式。在推廣順序上，建議在蘇中、蘇南、蘇北循序進行。原因是蘇中的農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和城市化程度均比較高，相比之下蘇南農(nóng)業(yè)不發(fā)達、蘇北城市化較低。

　　新能源發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

　　部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，并在世界各地形成了一定的規(guī)模。目前，生物質(zhì)能、太陽能、風能以及水力發(fā)電、地熱能等的利用技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。

　　國際能源署(IEA)對2000～2030年國際電力的需求進行了研究，研究表明，來自可再生能源的發(fā)電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為，在未來30年內(nèi)非水利的可再生能源發(fā)電將比其他任何燃料的發(fā)電都要增長得快，年增長速度近6%。在2000～2030年間其總發(fā)電量將增加5倍，到2030年，它將提供世界總電力的4.4%，其中生物質(zhì)能將占其中的80%。

　　目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低，一方面是與不同國家的重視程度與政策有關(guān)，另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān)，尤其是技術(shù)含量較高的太陽能、生物質(zhì)能、風能等。據(jù)IEA的預(yù)測研究，在未來30年可再生能源發(fā)電的成本將大幅度下降，從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關(guān)，因而成本預(yù)測的結(jié)果具有一定的不確定性。但這些預(yù)測結(jié)果表明了可再生能源利用技術(shù)成本將呈不斷下降的趨勢。

　　我國政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)。國家經(jīng)貿(mào)委制定了新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“十五”規(guī)劃，并制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》，重點發(fā)展太陽能光熱利用、風力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下，我國在風力發(fā)電、海洋能潮汐發(fā)電以及太陽能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進展。

　　未來幾種新能源

　　波能：即海洋波浪能。這是一種取之不盡，用之不竭的無污染可再生能源。據(jù)推測，地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來，在各國的新能源開發(fā)計劃中，波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高，需要進一步完善，但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價值。

　　可燃冰：這是一種甲烷與水結(jié)合在一起的固體化合物，它的外型與冰相似，故稱“可燃冰”。可燃冰在低溫高壓下呈穩(wěn)定狀態(tài)，冰融化所釋放的可燃氣體相當于原來固體化合物體積的100倍。據(jù)測算，可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。

　　煤層氣：煤在形成過程中由于溫度及壓力增加，在產(chǎn)生變質(zhì)作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤，每噸煤產(chǎn)生68m3氣;從泥炭到肥煤，每噸煤產(chǎn)生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產(chǎn)生400m3氣。科學家估計，地球上煤層氣可達2000Tm3。

　　微生物：世界上有不少國家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物發(fā)酵，可制成酒精，酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點，用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料豐富，成本低廉。

　　第四代核能源：當今，世界科學家已研制出利用正反物質(zhì)的核聚變，來制造出無任何污染的新型核能源。正反物質(zhì)的原子在相遇的瞬間，灰飛煙滅，此時，會產(chǎn)生高當量的沖擊波以及光輻射能。這種強大的光輻射能可轉(zhuǎn)化為熱能，如果能夠控制正反物質(zhì)的核反應(yīng)強度，來作為人類的新型能源，那將是人類能源史上的一場偉大的能源革命。