瑞典要建“無(wú)油國(guó)家”

　　近一二百年的強(qiáng)度開采與消費(fèi)使不可再生的化石資源漸趨枯竭。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，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(wú)節(jié)制地使用化石能源，給環(huán)境和生態(tài)造成了嚴(yán)重污染和破壞。尋找可再生的替代資源和能源已是大勢(shì)所趨。

　　現(xiàn)代的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，是指利用可再生的有機(jī)物質(zhì)，如農(nóng)作物、樹木等植物及其殘?bào)w、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物，通過工業(yè)加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)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(shí)也最環(huán)保的一種資源。因?yàn)樯�物質(zhì)的生產(chǎn)過程是一個(gè)環(huán)境凈化的過程，可以吸收空氣中的二氧化碳，吸收有機(jī)污染。所以，世界科學(xué)界都把生物質(zhì)資源作為重要的替代資源。美國(guó)、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(jì)劃，美國(guó)提出要擺脫對(duì)中東的依賴，瑞典提出要建無(wú)油國(guó)家。

　　生物化工取代石油化工

　　我國(guó)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(jī)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(guó)家提出至2020年我國(guó)農(nóng)林生產(chǎn)的生物量要相當(dāng)于15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于每年再生多個(gè)“大慶”，這是我國(guó)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(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

　　我國(guó)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(shuō)能源的生產(chǎn)還有其它途徑，但未來(lái)的物質(zhì)資源生產(chǎn)(液體燃料、有機(jī)材料和各類化學(xué)品)必然來(lái)源于生物化工制造。當(dāng)前來(lái)說(shuō)可以將燃料乙醇、生物乙烯、陽(yáng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方向，美國(guó)科學(xué)院提出至2020年生物質(zhì)化工對(duì)石油化工的取代率可以達(dá)到50%。

　　當(dāng)然，在發(fā)展生物質(zhì)工業(yè)的同時(shí)，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(wàn)公頃能源植物的種植與加工，就相當(dāng)于增加4500萬(wàn)噸石油的年生產(chǎn)能力(一個(gè)大慶)，這也是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的一個(gè)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(yáng)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(gè)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(shí)現(xiàn)綜合利用，拉長(zhǎng)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(lái)做乙醇汽油和乙烯等化學(xué)品，還要生產(chǎn)乳酸、丁二酸、丁二烯，用來(lái)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(guó)有1億噸玉米，光玉米芯就有六七千萬(wàn)噸，包括秸稈就有1億多噸了。好好用起來(lái)，說(shuō)一年相當(dāng)于增產(chǎn)五六千萬(wàn)噸糧食是可能的。

　　豬：糞便大王,51%養(yǎng)殖在中國(guó)

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

　　說(shuō)到環(huán)境污染，很多人第一反應(yīng)是工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的污染。其實(shí)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(jī)廢棄物。“我們中國(guó)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(guó)土地只有世界陸地面積的7%，實(shí)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(lái)。中國(guó)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(guó)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(lái)，至少相當(dāng)于7億噸標(biāo)煤，減排二氧化碳20億噸。

　　美國(guó)向海藻要油，每天百萬(wàn)桶

　　世界發(fā)達(dá)國(guó)家如歐盟、日本、美國(guó)對(duì)低品位生物質(zhì)的處理和利用目前主要集中于生物燃?xì)?生物燃?xì)饽苡行У乩�用有機(jī)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(diǎn))的開發(fā)和使用。歐盟開展了生物燃?xì)庥?jì)劃;日本啟動(dòng)了Lotus計(jì)劃;瑞典的生物燃?xì)馍�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?xì)獾哪茉醋魑铩Ｃ绹?guó)2007年推出的“微型曼哈頓計(jì)劃”宗旨就是向海洋藻類要能源，目標(biāo)是到2010年每天產(chǎn)出百萬(wàn)桶生物原油，實(shí)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(shí)生產(chǎn)肥料。

　　我國(guó)若將禽畜糞便資源轉(zhuǎn)化為生物燃?xì)饪烧酆铣�過7840萬(wàn)噸標(biāo)煤。國(guó)內(nèi)對(duì)生物燃?xì)獾拈_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(duì)工業(yè)廢水的治理與沼氣生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，雖然取得了一些成績(jī)，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、系統(tǒng)集成化低，無(wú)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(tuán)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(wàn)立方米，日發(fā)電3萬(wàn)千瓦時(shí)，每年可向國(guó)家電網(wǎng)提供1000萬(wàn)千瓦時(shí)的電力，還可生產(chǎn)有機(jī)肥約20萬(wàn)噸。

　　高效菌種轉(zhuǎn)化浦口區(qū)一年糞便

　　相當(dāng)于標(biāo)煤16.8萬(wàn)噸

　　糞便和秸稈資源非常分散，如何集中處理是個(gè)難題。分散處理就可以解決這個(gè)難題，這個(gè)模式就是在農(nóng)田附近挖一個(gè)大坑，把秸稈、糞便等就地收集倒進(jìn)去，專家把高效的菌種撒進(jìn)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(lái)還田。這樣種出來(lái)的葡萄比用一般化學(xué)肥料種出來(lái)的好吃得多。

　　這一設(shè)想不是科學(xué)幻想。據(jù)介紹，目前瑞典等歐美國(guó)家都在建設(shè)低生物質(zhì)使用網(wǎng)絡(luò)，他們用管道來(lái)運(yùn)輸甲烷，比用汽車、拖拉機(jī)等運(yùn)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(jìn)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(dòng)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(xué)跟美國(guó)麻省理工學(xué)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(dá)到99%。這種資源化利用的模式，南京工業(yè)大學(xué)已經(jīng)進(jìn)行試點(diǎn)，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(wàn))，將其作為一個(gè)示范點(diǎn)建設(shè)，總投資預(yù)算為1.83億元，年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約為1.81億元。每年可處理浦口13個(gè)污水處理廠的3萬(wàn)噸淤泥和附近城市生活垃圾5.48萬(wàn)噸，年產(chǎn)出沼氣1800萬(wàn)立方米，相當(dāng)于標(biāo)煤16.8萬(wàn)噸，一年減排二氧化碳20萬(wàn)噸、化學(xué)需氧量10萬(wàn)噸、氮磷1300噸。南工大準(zhǔn)備向中央領(lǐng)導(dǎo)寫建議，來(lái)推廣這個(gè)模式。

　　比風(fēng)電、光電更可靠

　　要解決環(huán)境壓力，無(wú)疑必須走低碳經(jīng)濟(jì)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(fēng)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(shuō)呢?現(xiàn)在很多地方在上馬風(fēng)力發(fā)電，認(rèn)為只要有風(fēng)就能發(fā)電，碳排放為零。但這一說(shuō)法忽略了風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造過程中投入的人工和費(fèi)用，實(shí)際上制造成本越高，意味著碳排放量就高。風(fēng)電還有一個(gè)問題，就是有風(fēng)才有電，沒風(fēng)就沒電。譬如在我國(guó)的內(nèi)蒙古，電本身很充分，風(fēng)一刮，風(fēng)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(duì)而言，生物質(zhì)能是最優(yōu)質(zhì)的，因?yàn)樗�不像水電、風(fēng)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(xiàng)目納入江蘇省綠色能源發(fā)展計(jì)劃，制定《低品位生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃綱要》，形成爭(zhēng)取政策支持和經(jīng)費(fèi)補(bǔ)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(xiàng)目推廣過程中的建設(shè)和試運(yùn)行。

　　依托國(guó)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(xiàng)技術(shù)的科研與應(yīng)用平臺(tái)。增設(shè)“低品位生物質(zhì)綜合利用實(shí)驗(yàn)室”和“生產(chǎn)性試驗(yàn)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(chǎng)服務(wù)等形式進(jìn)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(xiàng)成果的產(chǎn)業(yè)化。

　　建議采用重點(diǎn)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(diǎn)，以十年為期，將該技術(shù)輻射至全省60個(gè)具備推廣利用該技術(shù)條件的縣(市、區(qū))，實(shí)現(xiàn)對(duì)全省低品位生物質(zhì)資源的有效利用，形成社會(huì)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(jìn)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(dá)、蘇北城市化較低。

　　新能源發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

　　部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)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(yáng)能、風(fēng)能以及水力發(fā)電、地?zé)崮艿鹊睦�用技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。

　　國(guó)際能源署(IEA)對(duì)2000～2030年國(guó)際電力的需求進(jìn)行了研究，研究表明，來(lái)自可再生能源的發(fā)電總量年平均增長(zhǎng)速度將最快。IEA的研究認(rèn)為，在未來(lái)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(zhǎng)得快，年增長(zhǎng)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(guó)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(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等。據(jù)IEA的預(yù)測(cè)研究，在未來(lái)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(jìng)爭(zhēng)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(cè)的結(jié)果具有一定的不確定性。但這些預(yù)測(cè)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(shì)。

　　我國(guó)政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)。國(guó)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(guó)可再生能源法》，重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能光熱利用、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮艿睦�用。近年�?lái)在國(guó)家的大力扶持下，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電、海洋能潮汐發(fā)電以及太陽(yáng)能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。

　　未來(lái)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(wú)污染可再生能源。據(jù)推測(cè)，地球上海洋波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)9×104TW。近年來(lái)，在各國(guó)的新能源開發(fā)計(jì)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(jìn)一步完善，但目前的進(jìn)展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價(jià)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?xì)怏w相當(dāng)于原來(lái)固體化合物體積的100倍。據(jù)測(cè)算，可燃冰的蘊(yùn)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(shí)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(wú)煙煤每噸煤產(chǎn)生400m3氣。科學(xué)家估計(jì)，地球上煤層氣可達(dá)2000Tm3。

　　微生物：世界上有不少國(guó)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(wú)污染等特點(diǎn)，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(dāng)今，世界科學(xué)家已研制出利用正反物質(zhì)的核聚變，來(lái)制造出無(wú)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(shí)，會(huì)產(chǎn)生高當(dāng)量的沖擊波以及光輻射能。這種強(qiáng)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(qiáng)度，來(lái)作為人類的新型能源，那將是人類能源史上的一場(chǎng)偉大的能源革命。