生物質(zhì)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(zhì)能(biomass energy ),,就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,,即以生物質(zhì)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(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài),、液態(tài)和氣態(tài)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(zhì)能的原始能量來源于太陽,,所以從廣義上講,,生物質(zhì)能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。目前,,很多國家都在積極研究和開發(fā)利用生物質(zhì)能,。生物質(zhì)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(zhuǎn)化而來的,。
核心提示
中國科學(xué)院院士石元春說,在未來一個較短的時期內(nèi),,最有潛力替代石油的能源,,是生物質(zhì)能源。
生物質(zhì)能源是一種環(huán)保,、經(jīng)濟的可再生能源,,在西方科技發(fā)達(dá)國家已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。而在中國,,生物質(zhì)能源的發(fā)展和應(yīng)用,,都還沒有形成規(guī)模。
石油枯竭后最現(xiàn)實的能源替代品
生物質(zhì)能源就是用生物質(zhì)做能源,,所有生物產(chǎn)生的物質(zhì),,拿它來做能源,薪柴是最古老的生物質(zhì)能源,,現(xiàn)在我們的概念是用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù),,把所有能夠用在能源上的生物質(zhì)都做成一種高品位的、高能量轉(zhuǎn)化比的能源產(chǎn)品,。這是一種現(xiàn)代生物質(zhì)能源的概念,,老的就是燒柴火。
人類社會工業(yè)化后,,能源從燒柴火轉(zhuǎn)到了燒煤,,進而轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn),,我們用得已經(jīng)差不多了,,面臨著這些能源枯竭的問題。
石油是工業(yè)社會發(fā)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(xiàn)實的是可再生能源,。在可再生能源中,包括風(fēng)能,、太陽能,、生物能、水電,。但是風(fēng)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(guī)模產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的是生物質(zhì)能源,,它是最有潛力的,最現(xiàn)實的,,最實用的,。
原料來源廣泛
現(xiàn)在我們生物質(zhì)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(chǎn)生物柴油等等,。但是真要發(fā)展生物質(zhì)能源的話,,除了這些農(nóng)產(chǎn)品以外,更多的是用兩樣?xùn)|西:一是廢棄物,,農(nóng)林的廢棄物,,所有的有機物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)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(fā)電、供熱,,歐洲用的很多了,。還有是工業(yè)有機垃圾,包括城市里產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(zhì)能的原料來源一下子就擴大了,,而且可以重復(fù)利用,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,。在這樣的一些時代背景情況下,,目前世界上生物質(zhì)能源發(fā)展得非常快,。
西方國家已廣泛應(yīng)用
1999年,,美國當(dāng)時的總統(tǒng)克林頓簽署了一個總統(tǒng)令,要求在美國發(fā)展生物基產(chǎn)品,。所謂生物基產(chǎn)品,,就是利用生物質(zhì)作為原料,生產(chǎn)材料,、有化工產(chǎn)品,、藥品、能源等,。
在此之前,,美國已經(jīng)醞釀了好幾年,但是由于沒有引起社會的廣泛認(rèn)識,,生物基產(chǎn)品的開發(fā)情況并不理想,,只是零零星星的有一些機構(gòu)在研究??肆诸D的總統(tǒng)令頒布后,,美國開始全面推進生物基產(chǎn)品的研究開發(fā),于是在世界各地產(chǎn)生了帶動作用,。
生物基產(chǎn)品在美國推行得非??欤瑲W洲也推行得非???。美國從能源的替代角度考慮多一些點,歐盟則主要考慮環(huán)保,,它們將畜禽糞便,、工業(yè)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(huán)保角度出發(fā),在生物基產(chǎn)品上發(fā)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(xiàn)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(fā)展乙醇,也大力發(fā)展燃料乙醇了,。
美國和歐盟并不是世界上最早發(fā)展生物質(zhì)量能源的地區(qū),。生物質(zhì)能源的先驅(qū)者是巴西,它最早在20世紀(jì)70年代的能源危機中就發(fā)展了甘蔗乙醇,,現(xiàn)在已發(fā)展成甘蔗乙醇經(jīng)濟了,,成為巴西一個重要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),是目前世界上燃料乙醇的生產(chǎn)和出口大國,,而且還出口機械,、技術(shù)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(zhì)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(fā)展生物質(zhì)能源的呼聲越來越高,。美國前任總統(tǒng)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(wěn)定的地區(qū),,現(xiàn)在我們唯一的辦法就是通過科學(xué)技術(shù)的進步,,來逐步擺脫石油的約束,擺脫石油經(jīng)濟,。
福特公司總裁最近也有一段話,,他也感到汽車業(yè)必須在新的形勢下進行戰(zhàn)略調(diào)整和轉(zhuǎn)型。美國人沒有汽油,,沒有汽車是沒法兒生活的,,而現(xiàn)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(xiàn)在有燃料乙醇加入到汽油當(dāng)中去以后,,價格就便宜了,,大約是相當(dāng)于原來一塊錢,現(xiàn)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(jīng)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(xiàn)在已經(jīng)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(yōu)勢
在中國,,很多人還不知道生物質(zhì)能源的事,。我們已經(jīng)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(xiàn)在已經(jīng)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(jīng)達(dá)到40%多,。國家對是物質(zhì)能源的需求是戰(zhàn)略性的,一定要積極和大力發(fā)展,。
我們未來可能會大力推進燃料乙醇,、生物柴油、工業(yè)沼氣等生物質(zhì)能源的發(fā)展,。
燃料乙醇通常也叫燃料酒精,,美國生產(chǎn)燃料酒精的傳統(tǒng)原料是玉米,但是在中國,如果用玉米來作為原料生產(chǎn)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(chǎn)量很高,,畝產(chǎn)七八噸。(生物谷Bioon.com)