領域介紹
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能(biomass energy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質能的原始能量來源于太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。目前,很多國家都在積極研究和開發利用生物質能。生物質能蘊藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機物中,它是由太陽能轉化而來的。
核心提示
中國科學院院士石元春說,在未來一個較短的時期內,最有潛力替代石油的能源,是生物質能源。
生物質能源是一種環保、經濟的可再生能源,在西方科技發達國家已經獲得廣泛應用。而在中國,生物質能源的發展和應用,都還沒有形成規模。
石油枯竭后最現實的能源替代品
生物質能源就是用生物質做能源,所有生物產生的物質,拿它來做能源,薪柴是最古老的生物質能源,現在我們的概念是用現代的科學技術,把所有能夠用在能源上的生物質都做成一種高品位的、高能量轉化比的能源產品。這是一種現代生物質能源的概念,老的就是燒柴火。
人類社會工業化后,能源從燒柴火轉到了燒煤,進而轉到了燒石油和天然氣。石油和天然氣是化石能源,是不可再生的,用了一二百年之后,人們突然發現,我們用得已經差不多了,面臨著這些能源枯竭的問題。
石油是工業社會發展的血液,一旦枯竭后怎么辦呢?肯定要找替代的能源,一個是可再生的,一個是新能源,目前比較現實的是可再生能源。在可再生能源中,包括風能、太陽能、生物能、水電。但是風能也好,太陽能也好,它們都有一定的資源局限性,真正在目前和今后三五十年里能夠進行大規模產業化開發的是生物質能源,它是最有潛力的,最現實的,最實用的。
原料來源廣泛
現在我們生物質能所用的原料是什么?美國用玉米做乙醇,巴西用甘蔗做乙醇,歐洲是用油菜生產生物柴油等等。但是真要發展生物質能源的話,除了這些農產品以外,更多的是用兩樣東西:一是廢棄物,農林的廢棄物,所有的有機物質都可以轉化為生物能源,這個大家可能想象不到,比如說作物秸稈,原材料很多。二是畜禽糞便,可以做成沼氣,用來發電、供熱,歐洲用的很多了。還有是工業有機垃圾,包括城市里產成的大量泔水,它里面存在大量的油脂,可以利用這些油脂生產生物柴油,這是一種非常好的替代燃料。
從原料上來說,我們還能利用現在還不能作為耕地的邊際性土地種植能源植物,因為能源植物抗逆可用性強,這樣一以來,生物質能的原料來源一下子就擴大了,而且可以重復利用,發展循環經濟。 在這樣的一些時代背景情況下,目前世界上生物質能源發展得非??臁?/p>
西方國家已廣泛應用
1999年,美國當時的總統克林頓簽署了一個總統令,要求在美國發展生物基產品。所謂生物基產品,就是利用生物質作為原料,生產材料、有化工產品、藥品、能源等。
在此之前,美國已經醞釀了好幾年,但是由于沒有引起社會的廣泛認識,生物基產品的開發情況并不理想,只是零零星星的有一些機構在研究??肆诸D的總統令頒布后,美國開始全面推進生物基產品的研究開發,于是在世界各地產生了帶動作用。
生物基產品在美國推行得非???,歐洲也推行得非常快。美國從能源的替代角度考慮多一些點,歐盟則主要考慮環保,它們將畜禽糞便、工業廢棄物都利用起來,以避免污染;汽油汽車大量排放的氮氧化物也是污染源,用生物柴油替代可以減少溫室氣體排放量;森林里的枯枝落葉也被做成替代煤。
總體來說,歐盟從環保角度出發,在生物基產品上發展得很全面,比較多元化,而美國以能源替代為主,比較單一。但現在歐盟情況也有變化,因為這兩三年能源形勢更加緊張,油價飆升,誰都受不了了,都在尋找替代能源的辦法。歐盟開始不注意發展乙醇,也大力發展燃料乙醇了。
美國和歐盟并不是世界上最早發展生物質量能源的地區。生物質能源的先驅者是巴西,它最早在20世紀70年代的能源危機中就發展了甘蔗乙醇,現在已發展成甘蔗乙醇經濟了,成為巴西一個重要的經濟支柱產業,是目前世界上燃料乙醇的生產和出口大國,而且還出口機械、技術等等,美國、日本、印度都從巴西進口。
在我們周邊,印度受到美國生物質能源沖擊波的影響,今年3月份強制性要求全國車用汽油中加5%乙醇,日本制定了一個告別石油計劃。
美國大幅度推進
在美國,發展生物質能源的呼聲越來越高。美國前任總統布什在任的時候說過,美國就像吸毒者一樣對石油上了癮,而石油大部分都來自于不穩定的地區,現在我們唯一的辦法就是通過科學技術的進步,來逐步擺脫石油的約束,擺脫石油經濟。
福特公司總裁最近也有一段話,他也感到汽車業必須在新的形勢下進行戰略調整和轉型。美國人沒有汽油,沒有汽車是沒法兒生活的,而現在汽油漲價這么厲害,對美國的中低收入家庭壓力非常大,現在有燃料乙醇加入到汽油當中去以后,價格就便宜了,大約是相當于原來一塊錢,現在八毛錢就夠了。因此,汽車就帶動起來了,這種汽車稍微有一點改進就行了。
美國已經大量使用E85(汽油和乙醇混合的燃料),即85%的燃料乙醇和15%的汽油。這就是說,它不是替代10%,20%,而是替代85%,甚至百分之百的汽油,這是個不得了的事情。美國現在已經有600萬輛FFvs汽車(靈活燃料汽車)上路,巴西有220萬輛。在加油站,你可以加純汽油,也可以加E10的乙醇汽油,也可以加E85的汽油乙醇。
中國尚不具優勢
在中國,很多人還不知道生物質能源的事。我們已經有一些城市在使用乙醇汽油混合燃料,不過都是添加10%的乙醇,90%還是汽油。而現在已經不是10%的概念,而是E85的概念了。
中國是個缺油國家,資源是世界的2%,消費是世界的第二位,進口依存度已經達到40%多。國家對是物質能源的需求是戰略性的,一定要積極和大力發展。
我們未來可能會大力推進燃料乙醇、生物柴油、工業沼氣等生物質能源的發展。
燃料乙醇通常也叫燃料酒精, 美國生產燃料酒精的傳統原料是玉米,但是在中國,如果用玉米來作為原料生產燃料酒精,會有一些問題,我們的糧食還很緊張,本來就不夠。不過,我們有很多可以替代的能源植物,比如甘蔗和南方的木薯。南方的木薯的產量很高,畝產七八噸。
南方用木薯和其他的薯類做燃料乙醇,目前已經有很好的進展,有很成功的經驗。我到過廣西南寧、北海、欽州,他們的年產30萬噸的木薯乙醇廠,我都參觀了。它的老總講,目前成本和利潤還是不錯的。如果國家再給它政策上一些扶持和支持,會發展得更好。現在一公頃的木薯能夠生產四噸到五噸的酒精。南方有大量的邊際性的土地,木薯這類東西,鐵桿莊稼,只要沒有水土流失,一般長得很好。 至于說到前景,我可以告訴您,前景極佳!
責任編輯: 中國能源網