开发生物质能 发展能源农业(3)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
,开发生物质气化燃料,应以农作物秸秆利用为重点。农业部已在全国几百个村进行了秸秆气化、集中供气的试点,取得了比较理想的效果。特别是农民致富奔小康,热切需要使用清洁能源,改变村庄卫生面貌,秸秆气化使农民由烧柴变为烧气,适应了农民的要求,因而受到农民的欢迎和肯定。[9]

  2、秸秆致密成型燃料

  秸秆致密成型燃料是将秸秆粉碎,送入成型器中,在外力作用下,压缩成需要的形状,然后作燃料直接燃烧。也有进一步加工制成生物碳。

  国外如丹麦、德国、比利时、美国、日本等,改性技术已经成熟,实现工厂化生产,主要用于取暖炉、锅炉发电等。我国由河南农业大学、山西万发炉具厂联合开发的生物质成型机已用于生产。生产的致密成型燃料,用于取暖、小型锅炉。经测定,各种排放都大大低于煤,是一种洁净的可再生能源。[9]

  (四)能源作物培育计划

  能源作物是指以提供制取燃料原料或提供燃料油为目的的栽培植物总称。能源作物作原料制取的燃料油有很多优点:燃烧后比矿物能源对环境污染少,是一种低硫燃料,而且不增加CO2排放量;比核能使用安全;比风能、地热使用广泛;可进行降解等。因而成为国际上开发的热点,并称之为“绿色”能源。

  能源作物可分为4类:①以制酒精为目的的一年生或多年生作物,如玉米、甘蔗、甜高粱、甘薯、木薯等;②以生产燃料油(如生物柴油、烃类物质)为目的的植物,如油菜、绿玉树等;③用于直接燃烧的植物;④可供厌氧发酵的藻类或其它植物。

  促进能源作物发展的条件在我国已逐渐形成:①人类对资源无限制的开采与利用带来了资源枯竭和生态危机;②化石能源燃料燃烧使所产生的物质严重污染了环境,带来酸雨、温室气体、全球变暖等诸多问题;③农业服务领域过窄,农民增收乏力。作物科学工作者要抓住能源作物发展的机遇,大力研究和培育能源作物。

  能源作物的培育方法,除常规技术之外,还应大力采用生物技术。充分利用能源作物无禁区的优势,使生物技术在能源作物的培育中大放异彩。生物技术培育转基因能源作物是把作物作为生物反应器,充分利用植物的生物合成能力,大规模生产廉价能源原料。在培育糖类物质方面,将细菌的ADP葡糖焦磷酸化酶基因转入马铃薯,可以使淀粉含量提高60%。

  生物技术在酒精发酵工艺中显示了更大的作用。利用DNA重组技术改进酒精生产工艺,通过酶的改进,减低成本,提高效益。培育不同的工程菌以提高对木质素、半纤维素和纤维素的分解、糖化及合成酒精的能力。生物技术在这方面的进步,将进一步扩大生物质能源生产的原料来源,使能源农业成为现实。[10]

四、发展能源农业必须处理好的几个关系

  (一)处理好粮食安全和能源安全的关系

  用发展的眼光来看,从“黑色能源”走向“绿色能源”是大势所趋。 开发生物质能源,使用沼气和汽油醇,不仅能够有效地将地球上有限的石油资源的使用时间延长10%~20%。在未来的世界,沼气可能是天然气的替代物,酒精是汽油的替代物。有人会提出能源安全和粮食安全问题的矛盾问题。酒精是用粮食转化来的。在中国养活13亿人口已是一个巨大的压力,生产酒精土地在那里?水资源在那里?要破解这个问题需要从以下几个方面来研究。

  粮食安全和能源安全有统一性。

  近几年农民种粮的积极性不高,主要是粮食价格太低,甚至低到种粮亏损的地步。要提高农民种粮的积极性,必须有市场拉动。如果粮食只做食物,市场容量有限。如果粮食既作食物,又做能源,市场容量将开拓1/3以上。从这个意义上讲发展能源农业将是促进农民增收,调动农民种粮积极性的有效措施。

  粮食作物和能源作物有很大的互补性。

  能源作物种类较多,主要是玉米、高梁、甘蔗、甜菜、马铃薯、甘薯木薯等。这些作物都是高产作物,既能满足粮食安全的需要,又是很好的能源作物。我国玉米每年大约有400-600万吨剩余。甘蔗、甜菜由于糖的销路不好,每年也有较大的剩余生产能力,2003年人为减少500万吨生产能力。马铃薯、甘薯可以种植在旱地,增产还有很大的潜力。如果粮食丰收,小麦、水稻的陈化粮可用作酒精。如果粮食歉收,可将玉米、甘薯、马铃薯等能源作物转为粮食作物。

  能源农业开发的领域很广,可以做到不与或少与粮食争地。

  能源农业开发的领域,大多是利用农业生产中的废弃物,如利用玉米秆、稻草、麦秸等纤维质原料生产酒精和沼气。1999年,美国已建起了世界上第一家用纤维质原料生产酒精的生产线,目前,我国也开展了这方面的研究工作,天冠企业集团实验中心与郑州工业大学、清华大学、无锡轻工业大学及国外研究机构合作进行的“用纤维质原料生产酒精”研究课题已经列入了国家“十五”攻关项目。利用养畜场粪便、农产品加工企业的废水、废物开发能源,既能增加农民收入,又为粮食生产提供优质肥料,是生产清洁能源,促进粮食生产,保证粮食安全和能源安全的双赢举措。

  (二)处理好市场配制资源机制和国家扶植的关系

  能源农业作为新型的、生产生物质能源的产业,在市场化发展中面临诸多障碍和问题。为了促进能源农业健康发展,国家给于必要的扶植是完全必要的。但是仅靠国家扶植,不依靠市场的力量和企业的积极参与,形不成能源农业的大产业。特别是要吸引民间资本进入能源农业,能源农业才能具有较大的活力。为此,建议政府制定能源农业产业政策,创造能源农业发展的环境。初步考虑能源农业产业政策应包括以下几个方面:

  1、制定排放标准,对环境友好企业给予激励政策。减排污染气体的企业可以得到补偿,超排污染气体的企业应受到罚款。

  2、投融资政策。生物质能源企业优先得到优惠贷款。对产业化龙头企业进行技术改造,生产清洁能源的技改项目,给与贴息贷款。

  3、税收政策。对生产清洁能源企业给与税收优惠,以弥补较高的生产成本。

  4、创建能源农业产业化科技园区,实行产供销一体化经营,创造良好的发展环境。

参考文献

  1.伍光和,田连恕,胡双熙,王乃昂, 生态系统中的功能,自然地理学,北京,高等教育出版社,2000:311,
  2.吴创之,马隆龙主编,生物质能现代化利用技术, 北京:化学工业出版社,2003:10-11
  3.路明,当前“三农”问题的分析和对策,作物杂志,2004:1.1-3
  4.王涛,石油工业与可持续发展,世界石油工业,2003:6:9-13
  5.中国环境监测总站, 全国主要流域重点断面水质自动监测周报,第2期, 国家环境保护总局网, 2004-01-12
  6.全国人大执法检查报告,盛华人,2003,6
  7.邓良伟,大中型沼气工程技术,生物质能现代化利用技术,北京,化学工业出版社,2003:40
  8.庄向阳,郭启朝,汽油醇——新世纪的呼唤,河南报业网,2001年2月4日
  9.张百良,杨世关,李刚,生物能源,现代生态农业,北京,农业出版社,2002:337-358
  10.瞿礼嘉,顾红雅,胡苹,陈章良,现代生物技术导论,北京,高等教育出版社,1999:187-211

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