生物谷:生產(chǎn)力的發(fā)展使得人類(lèi)對(duì)能源的需求越來(lái)越大,,嚴(yán)峻的能源問(wèn)題日益成為全世界關(guān)注的突出問(wèn)題,。
科學(xué)家指出:地球上億萬(wàn)年積累的化石能源(石油,、天然氣、煤等),,僅能支撐300年的大規(guī)模開(kāi)采就將面臨枯竭,。人們終于認(rèn)識(shí)到,化石能源的使用不是無(wú)限的,。未雨綢繆,,利用現(xiàn)代科技發(fā)展生物能源,是解決未來(lái)能源問(wèn)題的一條重要出路,。
生物能源(又稱(chēng)綠色能源)是指從生物質(zhì)得到的能源,它是人類(lèi)最早利用的能源,。古人鉆木取火,、伐薪燒炭,,實(shí)際上就是在使用生物能源,。但是通過(guò)生物質(zhì)直接燃燒獲得能量是低效而不經(jīng)濟(jì)的,。隨著工業(yè)革命的進(jìn)程,化石能源的大規(guī)模使用,,生物能源逐步被以煤和石油天然氣為代表的化石能源所替代,。
“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”,生物能源是從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的,只要太陽(yáng)不熄滅,,生物能源就取之不盡,。其轉(zhuǎn)化的過(guò)程是通過(guò)綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì),生物能的使用過(guò)程又生成二氧化碳和水,,形成一個(gè)物質(zhì)的循環(huán),,理論上二氧化碳的凈排放為零。生物能源是一種可再生的清潔能源,,開(kāi)發(fā)和使用生物能源,,符合可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。因此,,利用高技術(shù)手段開(kāi)發(fā)生物能源,,已成為當(dāng)今世界發(fā)達(dá)國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要部分。
當(dāng)前生物能源的主要形式有沼氣,、生物制氫、生物柴油和燃料乙醇,。
沼氣是微生物發(fā)酵秸稈,、禽畜糞等有機(jī)物產(chǎn)生的混合氣體,主要成分是可燃的甲烷,。生產(chǎn)沼氣的設(shè)備簡(jiǎn)單,,方法簡(jiǎn)易,適合在農(nóng)村推廣使用,。我國(guó)已有許多地方的農(nóng)村和畜牧場(chǎng)使用了沼氣,。沼氣的推廣使用節(jié)約了資源,保護(hù)了環(huán)境,,也提高了農(nóng)民的生活質(zhì)量,。目前,沼氣的規(guī)?;a(chǎn)需要解決的是設(shè)備及提高甲烷含量等技術(shù)問(wèn)題,。
氫氣的燃燒產(chǎn)物只有水,因此氫氣是最清潔的能源,。氫氣可以利用生物質(zhì)通過(guò)微生物發(fā)酵得到,,這一過(guò)程被稱(chēng)為生物制氫。目前我國(guó)科學(xué)家已獲得了能高效產(chǎn)氫的微生物,,可以小規(guī)模地進(jìn)行生物制氫,,但要實(shí)現(xiàn)生物制氫的產(chǎn)業(yè)化,還有許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題需要解決,。
生物柴油是利用生物酶將植物油或其他油脂分解后得到的液體燃料,,作為柴油的替代品更加環(huán)保。歐洲已專(zhuān)門(mén)種植油料作物用來(lái)生產(chǎn)生物柴油,,形成了一定規(guī)模,,美國(guó)也有生物柴油的小規(guī)模生產(chǎn),。生物柴油所遇到的問(wèn)題是作為原料的植物油成本較高。在我國(guó),,已有多個(gè)科學(xué)家小組在從事生物柴油的研究開(kāi)發(fā),。最近,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,一些微生物也能合成油脂,,這也許可以為克服生物柴油的原料問(wèn)題起到重要作用。
燃料乙醇是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的生物能源,。乙醇俗稱(chēng)酒精,,以一定的比例摻入汽油可作為汽車(chē)的燃料,不但能替代部分汽油,,而且排放的尾氣更清潔,。我國(guó)的燃料乙醇生產(chǎn)已形成規(guī)模,主要是以玉米為原料,,同時(shí)正在積極開(kāi)發(fā)甜高粱,、薯類(lèi)、秸稈等其他原料生產(chǎn)乙醇,,目前產(chǎn)量居世界第三,。
盡管從我國(guó)或全世界看,生物能源的開(kāi)發(fā)利用都處于剛起步階段,,生物能源在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中所占的比重還很小,。但是,生物能源的發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒俊?/p>
我國(guó)政府十分重視生物能源的開(kāi)發(fā),,早在上世紀(jì)50年代就在農(nóng)村推廣沼氣,,取得了舉世矚目的成績(jī)。本世紀(jì)初,,國(guó)家又決定發(fā)展燃料乙醇,,先后在東北、華中和華東建立了大規(guī)模的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè),,并制定了相關(guān)的汽油醇標(biāo)準(zhǔn),,已有一些省市的汽車(chē)在使用汽油醇。國(guó)家還投入了相當(dāng)?shù)牧α拷M織生物能源的科學(xué)研究和科技攻關(guān),,取得了可喜成果,。在產(chǎn)能微生物研究、生物轉(zhuǎn)化研究,、過(guò)程與設(shè)備研究等方面都達(dá)到了很高的水平,。
我國(guó)生物質(zhì)資源十分豐富,每年生產(chǎn)約5億噸糧食,同時(shí)產(chǎn)生7億多噸秸稈,,除去用于飼料,、肥料和其他工業(yè)原料外,至少還有一半可用于生物能源,。加上禽畜糞,、森林加工剩余物等,我國(guó)現(xiàn)有可供開(kāi)發(fā)用于生物能源的生物質(zhì)資源至少達(dá)到4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,,約相當(dāng)于我國(guó)2000年全部一次能源消費(fèi)的40%,。此外,我國(guó)還有約20億畝宜農(nóng),、宜林荒山荒地可用于發(fā)展能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè),。
據(jù)專(zhuān)家估計(jì),未來(lái)30年,,我國(guó)至少可發(fā)展20億噸生物能源,,加上核能、水能,、風(fēng)能,、太陽(yáng)能、地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)以及傳統(tǒng)的化石能源和發(fā)展各種節(jié)能技術(shù),,我國(guó)的能源供應(yīng)足以支持我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速而持續(xù)地發(fā)展,,國(guó)外某些人散布的“中國(guó)能源威脅論”是沒(méi)有根據(jù)的,。