加強技術(shù)創(chuàng)新，走中國特色生物能源發(fā)展之路
中國生物技術(shù)發(fā)展中心 邱宏偉
能源是人類社會生存和發(fā)展的必需品,?；Y源的過度消耗引發(fā)石油短缺和氣候變暖，已成為影響人類社會持續(xù)發(fā)展的重大問題,，尋找石油替代產(chǎn)品成為全球共識,。來源于生物質(zhì)的能源具有環(huán)境友好和可再生性，在滿足未來社會能源需求,，特別是交通燃料需求中扮演重要角色,，同時在推動化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中將發(fā)揮重要作用，必將引領(lǐng)世界跨入強勁增長的生物經(jīng)濟時代,。
一,、國際發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢
（一）生物能源開發(fā)成為國家發(fā)展戰(zhàn)略，得到政府的大力支持
2000年,，美國通過了《生物質(zhì)研究開發(fā)法案》,，啟動了生物質(zhì)能源研究計劃，吹響了進軍生物能源的號角,。美國總統(tǒng)布什在2007年的《國情咨文》中提出了“10年減20%”的目標(biāo),，即用10年的時間使汽油消費下降20%，要達到這個目標(biāo),，其生物燃料的產(chǎn)量在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上再增加七倍,，達到350億加侖（1.05億噸）。目前,，美國在生物能源的研發(fā)投入已超過10億美元,，白宮在2007年農(nóng)業(yè)議案中提議為纖維素乙醇開發(fā)提供12億美元的撥款和21億美元的貸款。巴西,、德國,、英國,、日本等國政府都大幅度增加對生物能源的研發(fā)投入，并提出了中長期發(fā)展的具體目標(biāo),。不少國家在加快生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展上推出了免稅或補貼政策，如美國對燃料乙醇每升補貼51美分,，德國通過稅收調(diào)控,，使生物柴油售價比普通柴油便宜15歐分。
（二）生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,，吸引社會資金的競相投入
2006年全球燃料乙醇和生物柴油產(chǎn)量分別達到4050萬噸和540萬噸,，比2001年增長了2倍和3倍。根據(jù)2007年3月Clean Edge資訊公司的研究報告,，今后十年清潔能源的投資將增長三倍,，使全球清潔能源技術(shù)市場達到2260億美元。在礦物質(zhì)燃料替代品市場中,，生物燃料占很大市場份額,，2006年全球生物燃料銷售額達到205億美元，預(yù)計2016年將增長到800億美元以上,。國際上對生物燃料的風(fēng)險投資從2005年的6.47億美元上升到2006年的28億美元,，大量資金流入美國的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)。
（三）生物能源產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟加速形成,，石油巨頭成為創(chuàng)新的主體
自2000年以來,，雪佛龍公司(Chevron)在可再生能源研發(fā)方面投入超過15億美元，它與美國可再生能源國家實驗室,、加州大學(xué)戴維斯分校,、佐治亞大學(xué)聯(lián)合成立戰(zhàn)略研究聯(lián)盟，開發(fā)纖維素乙醇制造技術(shù),。英國石油公司（BP）在2006年后10年內(nèi)將投資5億美元創(chuàng)建生物科學(xué)能源研發(fā)中心,，將與美國和英國的主要大學(xué)合作，集中開發(fā)從作物和有機物質(zhì)生產(chǎn)生物燃料,。為了滿足世界對可再生運輸燃料增長的需求,，BP公司與杜邦公司組建聯(lián)盟，開發(fā)生產(chǎn)新一代生物燃料,，該聯(lián)盟的第一個產(chǎn)品就是生物丁醇,，將于近期在英國面市。巴西,、西班牙,、澳大利亞、馬來西亞等國的私有企業(yè)都大肆進軍生物燃料市場,，石油化工巨頭成為生物能源技術(shù)發(fā)展的主體,。
（四）生物質(zhì)利用技術(shù)多元化,，第二代生物能源開發(fā)成為重點。
考慮到全球糧食安全問題,，以纖維素等非糧原料生產(chǎn)開發(fā)的第二代生物能源產(chǎn)品受到國際社會的高度重視,。“第二代生物能源”不與糧油爭地，直接利用農(nóng)業(yè)秸稈,、木材,、木屑以及動物糞便等作為能源原料。對農(nóng)業(yè)廢料的循環(huán)利用保證了生物能源的可持續(xù)發(fā)展,，解決了當(dāng)前生物燃料生產(chǎn)過程耗費更多能源的問題,。2007年3月，美國能源部投資3.85億美元資助6家纖維素乙醇生產(chǎn)企業(yè),，計劃在2011年使生產(chǎn)成本與玉米乙醇相當(dāng),，實現(xiàn)纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)的商業(yè)化。丁醇是一種優(yōu)于乙醇的新型燃料,，利用纖維素生產(chǎn)丁醇正引起越來越多的關(guān)注,。為了進一步降低生物質(zhì)成本，開發(fā)纖維素含量高的能源植物也是研究開發(fā)的熱點,。
二,、我國生物能源發(fā)展的現(xiàn)狀和潛力
（一）政府高度重視，生物能源開發(fā)迎來歷史發(fā)展機遇
2006年出臺的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和2007年出臺的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》都將生物能源的研究開發(fā)列為重點,。“十一五”期間,，國家支撐計劃、高技術(shù)發(fā)展計劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃都紛紛加大對生物能源的研發(fā)投入,，科技部,、發(fā)改委、中科院,、農(nóng)業(yè)部都對生物質(zhì)開發(fā)設(shè)立專項,，累計研發(fā)投入在8億元以上。2007年9月中國政府專門發(fā)布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,，將生物能源確立為可再生能源的重要組成部分,，制定了到2020年我國生物能源的具體發(fā)展目標(biāo)。生物質(zhì)資源豐富的地方政府,，也將生物能源開發(fā)作為地方經(jīng)濟發(fā)展的重點,，我國生物能源開發(fā)正迎來前所未有的歷史發(fā)展機遇。
（二）產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛介入,，民營企業(yè)異軍突起,。
2006年我國乙醇總產(chǎn)量約350萬噸，其中燃料乙醇產(chǎn)量達到130萬噸,，位居世界第三,。以廢棄油脂為原料生產(chǎn)的生物柴油達到6萬噸,，農(nóng)村沼氣產(chǎn)量突破1.7億立方米。中糧集團通過資本運作,，控股參股了國家投資建設(shè)的3家乙醇企業(yè),。中國石化和中國石油也分別在廣西、新疆,、河北,、四川等地建設(shè)生物燃料生產(chǎn)企業(yè)。民營企業(yè)以其敏銳的市場嗅覺和果斷的決策機制已在占據(jù)國內(nèi)生物燃料的半壁江山,，從事生物能源開發(fā)的民營企業(yè)已有數(shù)十家。山東金沂蒙集團以木薯為原料生產(chǎn)20萬噸乙醇并投資建設(shè)15萬噸生物丁醇,，成功探索了非糧原料制造化學(xué)品的循環(huán)經(jīng)濟模式,，福建龍巖新能源公司利用餐飲廢油生產(chǎn)生物柴油并成功在英國上市，成為世界上首家利用廢棄油脂商業(yè)化生產(chǎn)生物柴油的上市企業(yè),。
（三）市場需求巨大,，生物質(zhì)資源潛力無限
2006年我國進口原油1.45億噸，對外依存度44%,，其中車用燃油占石油消費總量的35%,，并以每年15-16%的速度增長。滿足國內(nèi)車用燃油的需要必須發(fā)展燃料乙醇,。國家燃料乙醇發(fā)展規(guī)劃確定到2010年燃料乙醇使用量達到300萬噸,，到2020年突破1000萬噸，可見生物燃料在我國有巨大的市場需求,。我國雖人多地少,，但荒地面積約2.12億公頃，若開發(fā)種植適宜的能源植物,，每種植開發(fā)1000萬公頃能源植物,，相當(dāng)于增加4500萬噸石油（一個大慶油田）的年生產(chǎn)能力，潛力巨大,。
三,、我國生物能源發(fā)展的技術(shù)戰(zhàn)略
（一）發(fā)展原則
我國生物能源發(fā)展必須貫徹科學(xué)發(fā)展觀，大力加強技術(shù)創(chuàng)新,，堅持有利于緩解我國“三農(nóng)”,、能源和環(huán)境問題，促進資源節(jié)約和循環(huán)利用,；在原料開發(fā)利用上堅持不與民爭糧,，不與糧爭地，立足農(nóng)林廢棄物和非糧原料,，開拓非耕地種植,；在產(chǎn)品開發(fā)上堅持以燃料乙醇和生物柴油為主,，大力開發(fā)生物丁醇等生物基化學(xué)品，實現(xiàn)石油化工產(chǎn)品的部分替代,；在國家政策扶持上堅持以提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力為主,，引入緊盯市場、靈活機動的財稅補貼政策,。
（二）發(fā)展重點
——依靠生物技術(shù),，大力培育新型能源植物。開發(fā)能源植物是生物能源長遠發(fā)展的必然趨勢,。國外已開始培育種植耐旱耐寒耐鹽堿,、生長快、產(chǎn)量高的“能源草”,。我國有著豐富的能源植物品種資源,，通過生物技術(shù)，培育適合我國非耕地種植的能源植物,，將從根本上解決生物質(zhì)原料的供應(yīng)不足問題,。
——大力加強薯類發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇、丁醇等產(chǎn)品的技術(shù)攻關(guān),，發(fā)展中國特色的生物能源產(chǎn)業(yè),。木薯是生產(chǎn)生物能源產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料，我國廣西,、云南,、海南等地有發(fā)展木薯產(chǎn)業(yè)優(yōu)越條件。我國是世界紅薯生產(chǎn)大國,，占世界產(chǎn)量的90%,。充分利用好木薯、紅薯資源,，加強薯類開發(fā)乙醇,、丁醇等產(chǎn)品的綜合配套技術(shù)攻關(guān)，進一步降低成本,，提高全利用的技術(shù)水平,，形成中國特色和優(yōu)勢的生物能源產(chǎn)業(yè)。
——建立生物質(zhì)加工轉(zhuǎn)化技術(shù)平臺,，加速纖維素利用領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,。纖維素利用問題是世界難題，也是當(dāng)前高技術(shù)領(lǐng)域競爭的焦點,。我國應(yīng)把它作為戰(zhàn)略高技術(shù)進行重點布局,，建立綜合性的生物質(zhì)加工轉(zhuǎn)化技術(shù)平臺，系統(tǒng)研究纖維素預(yù)處理技術(shù)、酶解技術(shù),、發(fā)酵技術(shù)和分離技術(shù)以及氣化,、液化技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代化工技術(shù),，開發(fā)系列生物基產(chǎn)品,，力爭在此領(lǐng)域進入國際先進行列。
（三）發(fā)展措施
——設(shè)立國家重點科技專項,，整合現(xiàn)有資源,，集成技術(shù)攻關(guān)。生物能源將打造千億元的新興產(chǎn)業(yè),、促進萬億元傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,，其產(chǎn)業(yè)鏈從農(nóng)村延伸到城市，涉及農(nóng)業(yè),、化工,、能源、環(huán)保等行業(yè),，具有跨學(xué)科、跨行業(yè),、跨地區(qū)的特點,。通過設(shè)立國家重點科技專項的方式，集成各部門,、各行業(yè)和各學(xué)科的優(yōu)勢力量,，通過聯(lián)合攻關(guān)，才能有效解決各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)問題,，加速推進我國生物能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,。
——成立產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟，把技術(shù)創(chuàng)新要素集中向龍頭企業(yè)集聚,，迅速提升產(chǎn)業(yè)的國際競爭力,。我國在生物能源領(lǐng)域研究開發(fā)已有較好的技術(shù)基礎(chǔ)，巨大的市場需求正吸引了中國石化,、中國石油,、中國海洋石油天然氣公司、中糧集團等大型企業(yè)集團的投入生物能源產(chǎn)業(yè),，通過國家政策引導(dǎo),，建立產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟，將加速該領(lǐng)域的技術(shù)突破,，提升企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)的國際競爭力,。
——加強技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè)，搭建生物能源開發(fā)的長效平臺。我國在生物能源開發(fā)領(lǐng)域,，缺乏專業(yè)研究機構(gòu),，美國、歐盟都設(shè)有專門的研究中心,。選擇有條件的科研院所建立生物能源重點實驗室,、在優(yōu)勢企業(yè)建立工程技術(shù)研究中心和企業(yè)技術(shù)中心。
——加強國際技術(shù)交流和合作,，盡快實施可再生能源國際科技合作計劃,。發(fā)達國家希望發(fā)展中大國在能源供給上自立，減少市場競爭并承擔(dān)更多減少溫室氣體排放義務(wù),，因此非常愿意在生物能源開發(fā)方面合作并愿意轉(zhuǎn)讓該領(lǐng)域的最新技術(shù),，國際組織和機構(gòu)也非常愿意資助該領(lǐng)域的合作?？萍疾亢桶l(fā)改委近期發(fā)布了《可再生能源國際科技合作計劃》,，應(yīng)重點部署生物能源的國際合作并盡快使該計劃落到實處。
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