生物能源面临新突破

——写在海峡西岸新能源峰会之后

记者黄世宏

也许人们还记得：在2008年的6·18盛会上，福建农林大学林占熺教授与浙江兰溪市热电公司签订的利用巨菌草作为生物能源发电的消息，曾引起巨大的轰动：一则记录这个项目顺利对接的几百字的短消息——《从菌草到巨能草》，在网上一下子吸引了44多万人次的点击阅读，其中绝大多数人给予喝彩、支持与肯定，林教授的手机也一时几乎被打爆。

光阴似箭，不知不觉两年半多的时间过去了。就在这段时间，石油危机、地球变暖，寻找低碳少排、可持续的新能源，成为全球迫切关注的一个热点。我国各级政府，众多大专院校、科研机构和企业，以罕见的热情与积极性，对生物能源的技术与产业化展开深入的研发与尝试，取得可喜的进展和成果。元月7日至9日于厦门大学举行的“中国能源环境高峰论坛——海峡西岸峰会”，可以说就是对近年来新能源研发成果的一次大检阅。来自“两岸三地”的专家学者、企业界人士，带着各自取得的成果莅临会议。记者高兴地从会上获悉：我国生物能源正面临新的重大突破，生物能源已进入新的发展阶段。

     前景广阔的新能源

“生物能源是未来最具大规模产业化开发前景的新型能源。”不少与会者在发言中认为。

他们充满忧患意识地说：据权威部门统计，按照目前开采利用的速度，人类赖以生存的地球下面的石油、天然气以及煤炭的储量，仅够用五、六十年。随着我国的迅速崛起，能源的需求量快速增加，特别是每年所需的石油已有一半以上要靠进口。这不仅使我国能源严重受制于人，国家能源安全更面临严峻挑战。与此同时，我国每年排碳量也疾速上行，已位居世界前列，实现低碳减排的国际承诺也面临着极大的压力。

不少专家指出，我国是个农业大国，生物质资源丰富，据初步计算，全国每年产生的农林业生物废弃物约有十五亿吨左右，按每吨生物质废弃物可产生0.8-0.7吨煤炭的热量计算，充分利用这些生物质，等于可以增加十多亿吨煤的开采量。如果加上在“三荒”（荒山、荒滩、荒漠）地科学地种植被称为“太阳草”、“巨能草”的菌草类植物，我们拥有的生物质将是一个非常可观的数字，等于可以在地上造出无数个大煤矿、大油田。

专家们在发言中特别强调：目前我国年消耗煤约16亿吨，所烧的煤在发出我们生产生活所需要热能的同时，排放出大量的二氧化碳和二氧化硫，对地球变暖、大气污染、影响人民健康，起了很不好的作用。而生物能原是国际公认的清洁能源。生物能源锅炉对SO_2的排放，不到煤的十分之一。由于生物质在燃烧过程中，排放出的CO₂与其生长过程中光合作用中所吸收的一样多，从循环利用的角度看，生物质燃烧对空气CO₂的净排放等于零。每燃烧1万吨生物质燃料，等于可以少排放160吨SO₂，少排放80吨烟尘，少排放1.44万吨CO₂。此外，通常CH₄（甲烷）气体的温室效应是CO₂的21倍，农林生物质废弃物作为生物燃料烧掉，减少了秸秆等生物质废弃物自然腐烂所产生的CH₄，可大大减少温室气体的排放。可见，生物能源是当前最经济可行的减排CO₂手段之一，是前景广阔的新能源。专家认为，生物能源将成为未来持续能源的重要组成部分。到2015年后，全球总能耗将有40％来自生物质能源。

好生物质有新发现

生物能源要产业化，除了善用农林业废弃物外，关键的基础性的一步，是发现更多富含纤维素、油脂的优质生物质资源。会上，与会者带来了近些年来各地在这方面的新发现。

福建农林大学生物能源研究所所长刘斌教授，在会上介绍了该校林占熺教授筛选、培育“巨能草”、“象草”等菌草作为生物燃料的成果，引起与会者的广泛关注，纷纷找他进一步咨询，表示乐意开展合作。据刘斌介绍：这些菌草生产周期短、再生速度快，太阳能转化率高、干物质产量高，根系发达、网络土壤能力强、改良土壤效果明显，实用性强、应用范围广。与会者高兴地得知：人工种植的巨菌草、象草等菌草，太阳能转化率是阔叶树的4-6倍，高的可达7.46倍，巨菌草每亩每年生长可吸收空气中的二氧化碳6550-10480kg；其主要成份是纤维素、半纤维素和木质素等，可转化为生物燃料、生物基化学品和优良建筑材料，附加值可提高数十倍到上百倍；在福建均为多年生，种一次可多年收割，1983年在福建农林大学菌草圃种植的已连续收割27年，至今仍正常成长，在福建每亩一年最高可产鲜草35吨，干草7.4吨；在宁夏生态脆弱的荒漠上，每亩一年也可产草20吨，相当于4吨煤的发电量；在凡有芒萁、类芦、五节芒等野草的山区，以及可种植玉米、高梁、小麦的地区，均可以种植这类菌草，既可以一家一户田园式的小规模生产，亦可以工厂化、集约化地发展。 “这是一种至今罕见的一种优质生物质资源，应加快进行总结推广。”不少与会人员给予上述评价

香港能源服务协会创会及责任主席尹德川在发言中兴奋地说：“蓖麻是生物能源资源的典型代表，是可再生的‘绿色石油’，蓖麻产业有望成为中国21世纪最大的一个产业。”他带来了与南开大学科研人员一起研发的优质生物质资源——蓖麻。这种蓖麻经过近几年与以色列科研人员的联合攻关，亩产蓖麻仔榨油量已由原来的100-200斤增加到300斤。这种蓖麻油高温500摄氏度不燃烧，低温-15摄氏度不会凝固，衍生物可达300多种，不仅可以生产石油能生产的各种化工产品，如高级润滑油等，还可以生产石油无法生产的多种产品，如尼龙11等。这一新品种，只要在年降雨量达到88毫米的地方便可种植成长，能在沙漠戈壁大规模种植发展，不仅可利用其来治理沙漠，还可将沙漠化区域发展为生物能源的基地，让荒漠长出新的“中石油”,让沙漠变绿洲成为现实。目前，这一优质的生物质资源已在甘肃沙漠地区大规模种植。

会上，西北大学化学与材料科学学院副院长申烨华也带来了新研发的生物质优质资源——长柄扁桃。经过该院课题组近7年的研究发现，这一木本油料植物既是生物能源理想的资源，又可作为沙漠防治的先锋树种，实现经济、生态和社会效益三丰收。

她介绍：长柄扁桃耐寒耐旱，-30℃仍可生存，无灌溉水栽培一年生种苗成活率达到90%。其根系发达，地上部分仅90公分时，地下根部就匍匐蔓延达30多米，病虫害很少，果实容易收获，管理成本低，在沙漠和黄土丘林区都能正常生长。其仁含油量45-58%，出油率46%，单株最高产量达到16公斤，平均产量可达鲜果1000公斤/亩，干果500公斤/亩（干果率50%），种仁165公斤/亩（出仁率33%），种子油75.9公斤/亩（出油率46% ），脂肪酸含量45-58%，粗蛋白含量19-22%，苦杏仁甙含量2.9-3.3%。大规模种植长柄扁桃，“不与粮争地、不与人争粮”，既拓展了可利用的土地资源，扩大绿化面积，又可获得可观的经济效益，为我国低碳经济、节能减排、能源安全提供重要支撑。目前，这一研发成果已引起各方的高度重视，已完成试验田3万亩，山西省榆林市正启动百万亩长柄扁桃林的推广计划。

关键技术获新进展

生物能源面临新的突破，还体现在与会专家学者带来了将生物质炼制成燃料酒精、生物燃油、生物燃气和生物基化等方面所取得的新成果。

山东科技大学化学与环境工程学院教授田原宇，给与会者带来了令人振奋的“生物质液体能源化利用”的产业化成果。这项刚通过国家发改委验收的项目，是将木屑、秸秆、稻壳等生物质进行快速热解，直接分解生产出各种液体燃料油。其中木屑产油率可达65%以上，秸秆产油率可达40%以上，生产的燃料油成本大约700元/吨左右，经过简单处理后热值约为18-20MJ/Kg，销售价格约为1500元/吨，用它可替代柴油和重油，单位热值的价格分别相当于柴油和重油现有的57.4%和94.7%。已验收的示范项目总投资1500万元，年产量1-2万吨，有望投产后一年收回成本。这一突破，解决了生物质快速热解制液体燃料技术工业化放大难题，为生物质改性为液体燃料开辟了一条新路。

中国科学院大连化学物理研究所研究员赵宗保，也给峰会带来了利用生物质制造生物柴油田的新技术。他们利用微生物转化碳水化合物为油脂，进而生产生物柴油的技术路线，解决了因油脂资源日益短缺制约生物柴油生业发展的瓶颈。他们用含油菌体或粗微生物油脂为原料，分别利用化学法和脂肪酶催化法制备得到生物柴油，收率大于95%，产品十六烷值高于55，为生物能源发展提供了新的路线。

厦门大学能源研究院龙敏南教授，向与会者介绍了“纤维素生物质转化制燃料酒精”的新成果。他们以农林纤维素生物质为原料，通过一系列的科学处理，大大提高生物质的利用率，制取出可替代石油等化石燃料的燃料酒精，引起与会人员的关注。

清华大学化工系教授邢新会，给大家带来了关于利用低品位生物质生产气体生物燃料的新技术。这项成果针对传统的化学工业技术对分散、低品位、量大的生物质碳资源的加工和利用困难重重，而生物甲烷是最有能效的燃料之一，产生效能比燃料乙醇多一半，研究用微生物种群的合成生物工程等先进技术，强化从纤维素到氢气和甲烷的合成路径，大幅提高整体能量回收率，使从低品位生物质生产氢气和甲烷的能量回收率由原来的20%，提高到50%以上，为低品位生物质生产气体生物燃料提供了有效的办法……

一项项研发新成果，展示着中国科研人员的毅力、智慧与责任感，像一朵朵将开的报春花，预告着生物能源关键技术的突破正朝我们走来。

根本出路在综合利用

峰会上，福州大学材料科学与工程学院院长程贤甦教授的发言，震动了不少与会者。他的研发成果，让人们看到生物能源研发已经取得重大突破，根本出路在综合利用，生物能源产业化将迎来一片艳阳天。

近些年，各级政府投入巨大资金，鼓励、支持发展生物能源的研发，也取得一定的成果。但一些关键性技术尚处于摸索试验阶段，根本性攻克还需时日。将生物质转变为“油”、“气”等，当中炼制、热解、催化、治污所付出的成本还比较高，所产生的生物油含水量、含氧量都比较高，生物燃料所发出的热值也只有石油的二分之一至三分之一，多数仅能作为燃料油使用，离用于机动车的还有一定的距离。目前，多数生物能源生产企业还处于亏损状态，要靠政府资金上的扶持补贴才能生存，生物能源产业化步履艰难。

程贤甦教授在研发生物能源过程中，改变传统思维方式：不是围绕着如何让生物质变“油”、变“气”打圈圈，而是紧紧围绕如何综合利用生物质，使其不仅能变“油”、变“气”，还让其它可利用成份充分利用起来，实现企业有钱可赚、名利双收。他针对生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素三种物质组成，其中木质素占30-40%。在生物质变“油”、变“气”以后，木质素成为废渣。而木质素是高分子物质，利用得当，将是个“宝”，便可以扭转生物质变“油”、变“气”成本高居不下的窘境，转亏为赢。近十年来，他对木质素衍生物与酶、蛋白质之间的超分子化学作用展开深入研究，围绕木质素的综合利用不懈攻关，终于获得一个个突破，至今已申报了31项专利，已批13项，估计最近还能批下十来项。其中有：《髙沸醇溶剂法制备纸浆与木质素产业化》、《髙沸醇木质素作为新材料的应用开发》、《髙沸醇木质素橡胶改性添加剂的制备方法》、《含高沸醇木质素衍生物的混凝土复合材料及其制备方法》、《酶解木质素的有机分离提取方法》、《酶解木质素环氧树脂的原料配方及其制备方法》、《酶解木质素－聚二酸衍生物的制备方法》等。这些先进技术的运用，使废渣木质素成为宝贵的新材料，可替代我国每年大量进口的原材料，每吨生物质在“转变”中起码可增加收入1000元以上。这样，生物质变“油”、变“气”就不再为亏损发愁了，生物能源产业化大有希望。

程贤甦教授的研发成果，让与会者开拓视野、得到启示、形成共识：综合利用是生物能源产业化获得成功的必由之路。

收获颇丰的三天峰会就要落下帷幕。会议主持人、厦门大学能源研究院常务副院长龙敏南最后说出了大家心里话：大力研发生物能源，是可持续发展的需要，在未来有着广阔的市场与前景。产业化利用生物能源，将改变人类生活方式和经济发展模式。让我们继续走在“创新—合作—应用”大道上，一起托起生物能源美好的明天！