生物燃料

生物燃料

生物燃料(biofuel)泛指由生物質組成或萃取的固體、液體或氣體燃料,可以替代由石油製取的汽油和柴油,是可再生能源開發利用的重要方向。所謂的生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質。它包括植物、動物和微生物,不同於石油、煤炭、核能等傳統燃料,這些新興的燃料是可再生燃料。工業、農業、林業、一般家庭製造出的可生物分解的產物都可以作為原料。生物燃料被認為有污染少、可再生等優勢,受到全球各國的普遍關注。

基本信息

使用情況

目前使用生物燃料的時機如今已經成熟:

●最早從今年5月開始.聖路易斯市的乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驅動的公交汽車。

●由於去年的玉米產量很高,以玉米為原料的乙醇生產行業,今年打算使乙醇產量達到創紀錄的水平。

●還有埃德加·萊特利創造的方法。石油一再漲價使這位賓夕法尼亞農民非常煩惱,他開始用一種非常搶手的新式爐子,燃燒玉米給自家供暖。

儘管用糧食作燃料不是新鮮事——魯道夫·狄塞耳一個世紀之前就以花生油為燃料驅動汽車——但是這種想法突然之間變得非常實用。石油價格越來越高,而糧食價格卻非常低,以至於政治家們和眾多管理者正在重新考慮這個問題。能夠完全燃燒的、可再生的生物燃料在歐洲已經得到廣泛使用。它可以緩解美國的石油供應,並有助於使美國的農業經濟保持穩定,可是卻給美國的自然環境帶來不可逆轉的巨大變化,資源被過度開發與利用,短視的人類只考慮到自己及最近的一代,卻沒考慮過自己的重孫該如何生存。

目前,美國和加拿大正在此方面進行認真紮實的努力。加拿大“海洋營養”公司在加拿大政府“可持續發展技術基金”提供的經費支持下,正在開展一項技術示範項目:使用一種獨特的海藻作為原料,加工生產適合航空使用的燃料。

“海洋營養”公司是全球最大的生產“歐米伽3”脂肪酸添加劑的公司,該公司的科學家篩選了數百種海洋微生物植物後,發現了出油率特別高的“超級海藻”。據專家稱,與其他目前用於生產生物燃料的海藻原料相比,這種海藻的出油率更高。加拿大“可持續發展技術基金”的專家介紹,該“超級海藻”單細胞的出油率是其他海藻單細胞出油率的60倍。目前,“海洋營養”公司已經掌握了這種海藻的人工培植技術以及低溫儲藏方法。

“海洋營養”公司的合作夥伴包括加拿大國家研究委員會、美國洛克希德—馬丁公司、美國霍尼韋爾公司的子公司UOPLLC。UOPLLC公司的任務是將“海洋營養”公司生產的海藻油轉化成航空發動機使用的航空燃油。

生產難題

生物燃料生物燃料

生物燃料的作物被生物質分解或者燒荒種地,導致需要數十年甚至數個世紀的生

物燃料才能補償所排放的碳。為了生產生質燃料,許多土地被改為農地,尤其是開發新的農地會破壞生態。生質燃料的大量使用也造成糧食價格上漲,並威脅貧窮人口的生存。

為了製造及運輸生物質燃料會產生污染、二氧化碳排放及使用水資源、化肥。在地生產使用生質燃料可以減少這些問題,但是就算在地生產,生質燃料在環保上可能還是不值得,甚至有些研究顯示、一些已經量產的生質酒精在經濟上都是不值得──例如製造玉米酒精所需要的能量會超過玉米酒精能提供的能量。

用桐油樹可用於生產生質燃料,但有些人認為還是要避免以下狀況:有些第三世界國家的農民,把原本用來生產糧食作物的土地,拿來種植能源作物;就算能源作物本身不可食、也可以在不食之地種植,但是還是有減少糧食生產的危險性。

採用廢棄食用油來生產生質柴油不會占用食物來源,被認為是目前真正值得推廣的生質燃料,但是廢油中含有許多無用物質,會增加生產問題。

發展前景

生物燃料甚至沒有難聞的氣味。用戶報告說,以大豆作原料的生物柴油,燃燒以後排出的廢氣有點像炸薯條的味道。專家們說,即使糧食的價格回升,如果美國為了遏制全球變暖而優先發展生物燃料,可能具有光明的前景,事實上,生物燃料的生產過程比任何一種行業的成本都更為巨大,因為大面積的種植同一種類的植物,會引發蟲害,而這又導致人類使用殺蟲劑,殺蟲劑進入水源,人類的水源被污染,等於慢性自殺,只是為了能有便宜的汽油開車,這種舒適自由的現代生活不可能持續十年不變而不給人類生活帶來巨變。

生物燃料生物燃料

自從20世紀70年代人們開始使用汽油混合燃料以來,種植玉米的農民就一直敦促

人們,更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜飼料和出口之外,生產生物燃料如今已成為玉米的第三大用途,正因如此,農業種植的多樣性被標準化高產量所取代,這會直接導致物種的多樣性喪失。

乙醇生產行業去年用玉米為原料,總共生產了16億加侖乙醇,而且生產規模還在擴大,這也意味著水資源的消耗越來越巨大。

燃料區分

(使用ASTM D6866測試標準)

ASTM D6866採用放射性碳測年技術。生物質含有碳14,而化石材料不再留有這種弱放射性碳同位素。測量乙醇樣品中的碳14的濃度會顯示該乙醇是否產自可再生材料或化石材料。據預計,在某些情況下,還存在生物乙醇和合成乙醇的混合物。

使用ASTM D6866來檢測二氧化碳排放中“生物基含量”與碳定年的原理類似,但是不使用其計算年齡。這種檢測方法是通過檢測未知樣品中放射性碳(C14)的相對數量與現代大氣中放射性碳含量的標準進行比較完成的。報告結果為單位為"pMC"的百分含量。如果被檢測材料是混合著現時代材料和化石材料(不含有放射性碳),那么pMC值便直接是生物基材料的百份含量。

在美國,對於含有兩種乙醇的樣本, ASTM D6866將定量確定生物乙醇的比例,從而給予適當的稅收抵免。同樣, ASTM D6866適用於對含有不同的生物乙醇濃度的散裝汽油進行測試。該測試將顯示全部液體中的可再生材料的含量。但是,必須確定汽油得到充分混合,以便使採用的非常小的樣本能夠代表整個存儲箱,而這始終是散裝物料測試的一個重要的關注問題。

政治關係

已開發國家有政治影響力的農業組織,一方面擺出一副極其重視生物燃料的姿態,另一方面,卻又毫不客氣地堅守住維護本國利益的保護壁壘。“他們一隻手揮舞著熱衷於環境保護的道義大旗,另一隻手則欲蓋彌彰地想多多尋求補助資金”,生物燃料諮詢中心的多拉里爾一針見血地指出。

糧食饑荒

聯合國糧農組織的專家在2008年1月23日警告,世界急於開發和使用生物燃料,正造成玉米和其他糧食作物價格上漲,可能造成水源短缺的狀況進一步惡化,並可能導致貧困人群失去他們賴以生存的土地。

同年3月,聯合國食物權特別報告員齊格勒在紐約聯合國總部發表的上述評論旨在引起人們對這個問題的關注。他指出,這種考慮不周,匆忙上馬用玉米和蔗糖轉產生物燃料的做法將會導致災難。他說,目前這種把可耕地轉產生物燃料的做法是反人類罪行。他呼籲對這種做法實施為期5年的禁令。他認為,在這5年期間,技術進步可以利用農業廢料,如玉米芯和香蕉葉,而不是用穀物和果實本身來製造燃料。

目前,生物燃料產量不斷增長,其中部分原因是人們急於尋找可以替代石油,對環境破壞較小的燃料。美國正在設法減少對政局動盪地區提供石油的依賴,但是這種趨勢導致糧食價格猛漲,因為美國農場主放棄種植小麥和大豆,而轉產玉米,以供乙醇生產。國際貨幣基金組織也警告說,全球用於生物燃料的穀物生產不斷增加有可能對世界貧困產生嚴重影響。

我國現狀

我國玉米資源比較豐富,2006年產量1.44億噸,居世界第二位,玉米秸稈年產量達6億多噸。在全球高度關注能源危機,關注可再生資源開發利用的大背景下,以玉米為原料生產的燃料乙醇、玉米乙烯及其衍生物、可降解高分子材料等,成為企業競相開發和投資的熱點。2006年,我國可再生能源年利用量已達到1.8億噸標準煤,約為一次能源消費總量的7.5%。摻入10%燃料乙醇的乙醇汽油成為中國能源替代戰略的著力點之一。

2001年國內酒精原料中玉米占原料總量的比重為59%,到2006年,這一比重已經上升到79%。目前有關部門正著手研究、開發汽車用甘蔗燃料乙醇。目前我國甘蔗年產量在8500萬噸左右,僅產食用酒精50多萬噸。若技術攻關成功,成本控制得當,用甘蔗生產燃料乙醇,將會有很好的發展前景。但問題在於,我國甘蔗種植面積十分有限,主要集中在廣西、雲南等少數幾個省份,而且隨著國內食糖消費量大幅增加,價格也將一路上揚,生產成本將可能大大高於玉米製造燃料乙醇。國家發改委相關人士也表示,繼續推廣乙醇汽油是大勢所趨,非糧生物能源如紅薯、木薯、甜高粱、纖維質乙醇是今後發展的重點,將加大這方面的科研投入力度。而另一方面,相關部委緊急叫停玉米加工乙醇後,政府仍會繼續“適度”發展燃料乙醇行業,堅持能源與糧食雙贏,在確保糧食安全的前提下,國家會採取一些財稅扶持政策,支持燃料乙醇的生產和使用。

(一)我國大型集團公司積極進行生物燃料的研究開發及生產

2006年11月,中國石油集團與四川省簽訂合作開發生物質能源框架協定,雙方將以甘薯和麻瘋樹為原料發展生物質能源,“十一五”期間將建成60萬噸/年燃料乙醇、10萬噸/年生物柴油項目。2006年12月,中石油又與雲南省簽署框架協定,在以非糧能源作物為原料製取燃料乙醇、以膏桐等木本油料植物為原料製取生物柴油等方面進行合作。2007年初,中石油與國家林業局就發展林業生物質能源簽署合作框架協定,並正式啟動雲南、四川第一批能源林基地建設。作為我國石油能源行業的巨頭,中石油在生物質能源的頻頻出手令人矚目,充分顯示了生物質能源對中石油集團發展的戰略重要性。中石油總經理蔣潔敏表示,“十一五”末,中石油非糧乙醇年生產能力將超過200萬噸/年,達到全國產量的40%以上,同時形成林業生物柴油每年20萬噸/年的商業化規模,並建設生物質能源原料基地40萬公頃以上。

中糧集團 無獨有偶,中國頭號糧商中糧集團近年也將生物質能源發展提到了戰略重地的高度,一時間與中石油並駕齊驅,成鏖戰之勢。2007年4月6日,緊隨中石油之後,中糧集團與國家林業局簽署《關於合作發展林業生物質能源框架協定》,雙方將重點建設一批能源林基地,開發利用林業生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大產品。

中糧集團在燃料乙醇、生物柴油等方面頻頻重拳出擊,進行企業併購。目前,國家發改委先後批准建設的4套燃料乙醇生產裝置,其中3套已被中糧集團控股或參股:全資控股中糧生化能源(肇東)有限公司(10萬噸/年),取得吉林乙醇(30萬噸/年)20%股份,持有安徽豐原生化(32萬噸/年)總股份的20.74%,成為其第一大股東。國家核准的102萬噸/年燃料乙醇的市場份額中,中糧控股參股企業的產量高達69%。通過系列收購,中糧集團已經掌握了我國燃料乙醇領域的半壁江山。2006年國家審批第5個燃料乙醇生產裝置,也是唯一的一個非糧作物燃料乙醇裝置——廣西15萬噸/年木薯乙醇項目正在建設中,該裝置由中糧集團與中石化共同持有,由中糧控股。

與此同時,中糧集團還順應國家糧食和能源的雙重戰略,將開發非糧替代燃料乙醇作為重點發展方向。該集團已於2006年4月正式在黑龍江啟動建設500噸/年纖維素乙醇試驗裝置,10月投料試車成功。除研發纖維素乙醇外,中糧集團還積極探索以甜高粱、木薯、紅薯等非糧原料生產燃料乙醇,並取得進展。因此可以斷定,中糧集團這一農業巨頭正在新能源領域虎視眈眈、大顯身手。中糧集團總裁助理、生化能源部總經理岳國君表示,“十一五”期間,中糧集團將耗資百億元,將乙醇燃料產能擴大到310萬噸/年以上,形成約600萬噸/年玉米加工能力,建成一批生化能源生產基地,生產5大系列生化產品:澱粉300萬噸/年,澱粉糖120萬噸/年,谷氨酸30萬噸/年,生物乙烯及衍生物30萬噸/年,聚乳酸1萬噸/年及L乳酸3萬噸/年。

中石化2006年7月,中石化在攀枝花建設了一座10萬噸/年的生物柴油裝置,配套的能源林基地為40萬~50萬畝。同月,中石化總投資約1800萬元、規模為2000噸/年生物柴油的試驗裝置在河北建成。2007年4月13日,中石化與中糧集團簽訂《關於發展中國生物質能源及生物化工的戰略合作協定書》,共同發展生物質能源及生物化工,雙方將在未來5年內合作建設100萬~120萬噸/年燃料乙醇的生產裝置。5月2日,中石化與安徽省簽署合作發展協定,安徽省將優先與中國石化開展在生物質能源領域的合資合作,實現燃料替代和可持續發展。中石化的生物質能源胃口正在逐步增大。

尤其值得注意的是,在政府的幫助下,一些中國公司在海外開辦生物燃料加工廠。例如,一家中國企業在奈及利亞投資9000萬美元開生物乙醇加工廠,以木薯作原料,年產15萬噸,北京出資85%,15%由奈及利亞政府負擔。2007年4月12日,國家科技部與義大利環境國土與海洋部簽署協定:武漢艾瑞生物柴油有限公司與義大利有關單位合作,在武漢興建一條將餐館產生的潲水油、地溝油等廢棄油脂,加工成為生物柴油的生產線。這條生產線建成投產後每年可生產3萬噸生物柴油,生產成本在5000元/噸左右,與石油柴油相當,發展前景看好。該項目在武漢實施成功後還將向我國的其他大中城市推廣。

(二)國家鼓勵以非糧食作物進行生物燃料的研發及生產,企業積極回響

國家發改委2006年12月18日下發的《關於加強玉米加工項目建設管理的緊急通知》明確提出,我國將堅持非糧為主積極穩妥推動生物燃料乙醇產業發展,並立即暫停核准和備案玉米加工項目,對在建和擬建項目進行全面清理。通知要求,“十五”期間建設的4家以消化陳化糧為主的燃料乙醇生產企業,未經國家核准不得增加產能。

相關部委鑒於目前危及糧食安全的嚴峻形勢對國內一些地方盲目發展玉米加工乙醇能力的態勢實施緊急剎車,令生產企業猝不及防。糧食問題直接關係到整個社會與國家經濟的穩定,這也許是國家部委對發展玉米加工乙醇能力緊急剎車的最根本原因。去年玉米和大豆的國際期貨價格大幅飆升,受此影響,國內市場的玉米價格也一路走高,國內四大定點乙醇生產廠全部虧損,為了不進一步刺激玉米需求,國家發改委此前已經叫停了一些中小乙醇生產項目。

國家現在和將來都不會鼓勵用玉米大規模發展燃料乙醇和工業酒精,但我國有6億多噸的農作物秸稈,應該展開規模化利用,還有北方的甜高粱及南方的木薯等非糧作物都在國家鼓勵利用之列。尋找玉米替代資源,企業已經開始行動。

控股或參股多家燃料乙醇企業的中糧集團正努力發展木薯、甜高粱和纖維素乙醇,中糧集團的廣西15萬噸/年木薯乙醇項目正在建設中,計畫在今年投產;甜高粱乙醇正在中試階段,分別在廣西桂林和內蒙古五原建設了液態發酵和固態發酵中試裝置;在黑龍江肇東建立了500噸/年的纖維素乙醇中試裝置,目前正改造生產裝置,最佳化工藝流程,為萬噸級工業示範裝置的建設奠定基礎。到2010年,中糧集團將年產燃料乙醇310萬噸,其中玉米乙醇占42%、木薯乙醇占26%、紅薯及甜高粱等為原料的乙醇占32%。

河南天冠也正在積極提高非糧作物的使用比率,如在南陽發展脫毒紅薯基地,在寮國租用土地建設木薯生產基地,3000噸/年的纖維素乙醇工業示範裝置已於去年8月開工建設,預計今年年底投產。

吉林燃料乙醇有限公司正在建設3000噸/年纖維素乙醇生產裝置,準備今年投產,同時該公司還在研究開發以甜高粱為原料的燃料乙醇生產技術。

不利因素

誠然,我國有豐富的非糧生物質資源有待開發利用,除了有農作物秸稈、甜高粱、木薯、紅薯處,還有甘蔗、甜菜、芒草、柳枝稷等。但這些作物普遍存在收集、貯運的難題,生產中又有技術、工藝、設備不成熟等諸多問題,另外農業生產的季節性和工業化生產連續性的矛盾也是制約非糧食乙醇發展的主要因素。

(一)乙醇燃料的推廣促使糧食價格上漲

讓人擔憂的跡象頻頻出現。世界一些積極推廣乙醇燃料的國家糧食已在上漲,比如美國、巴西、墨西哥和中國等國家。以美國為例,用玉米生產乙醇對糧價上漲起到了促進作用。2006年8月,購買1蒲式耳(等於35.238升)玉米要付2.09美元,但2006年9月、10月、11月和12月,這個價格分別上漲到2.2美元、2.54美元、2.87美元和3美元。2006年美國乙醇燃料工業消耗了美國20%左右的玉米,今年預計增加至25%以上。

在中國,摻入10%乙醇的乙醇汽油成為中國能源替代戰略的重要目標,但是糧食和糧食產品與乙醇燃料的爭奪也日趨白熱化。專業研究機構預測,“十一五”期間,中國玉米缺口在350萬噸左右,將由玉米的淨出口國轉變為淨進口國,而加工企業搶購糧源必然會使玉米價格扶搖直上。此外,與其他國家不同的是,中國的玉米都是非轉基因,非常適合人畜食用,用來生產乙醇燃料顯然大材小用。

(二)反對聲音漸起,有研究認為乙醇燃料加劇了環境污染

世界範圍內已經有多項研究表明,被標榜為綠色的乙醇燃料並非如人所願可以保環境,而是更加劇了環境污染。美國史丹福大學大氣科學家馬克·雅各布森等人的研究結果表示,乙醇燃料對人和生物健康損害比人們以前想像的還要大,以乙醇為燃料的車輛可能導致更多人罹患或死於呼吸系統疾病。如果用以乙醇為燃料的車輛替代所有的轎車和卡車,美國死於空氣污染的人數將增加4%。證明乙醇燃料不“綠”反“黑”的研究結果並非孤例。美國華盛頓州立大學的生物學家伯頓·沃恩的研究小組通過實際調查發現,生產乙醇的過程中造成了另一種環境污染,減少生物多樣性和增加土壤的侵蝕。另外,即使用非糧食作物甘蔗來生產乙醇,也要消耗很多的水,每處理1噸甘蔗需要用水3900升(3.9噸水),對環境又增加了負擔。

(三)生物乙醇產出效率較低

目前世界上普遍用玉米生產生物乙醇,但是產出效率比較低。即使技術最先進的工廠用100kg玉米也只能生產出約45L乙醇,而且在生產乙醇和栽培玉米等原料作物過程中消耗的能量相當於所產乙醇產生能量的80%,同時也會排放二氧化碳。科學家經過系統測算之後,對生物燃料的經濟性產生了疑問。

生物燃料在生產過程中所消耗的能源比它們所能夠產生的能源要多,並且生產成本高於它們所替代的石油燃料。能源成本首先包括種植作物所需的化肥,也包括進行轉化所需的水、蒸汽及電力。經濟成本包括人工、除草劑、灌溉與機械以及化肥。與汽油相比能量密度較低的乙醇還增加了運輸成本,並降低了發動機效率。玉米、柳枝稷、木質纖維素、大豆及葵花油等多種生物燃料原料植物的能源與經濟性逆差是相似的。所有植物生長都需要二氧化碳,當這些植物作為燃料或者轉化為其他用於燃燒用途的燃料時會被再次釋放出來。從這個意義上說,生物質對碳吸收與排放的影響是中性的。不過,這沒有將耕種、施肥、施殺蟲劑、運輸、乾燥以及轉化為可用燃料的過程中的能源消耗考慮進去。其中,化肥是消耗能源的主要方面,工業固氮生產氨的Haber-Bosch工藝需要消耗大量能源,大約每噸氨需要3100萬英熱單位的能源,如果原料不是天然氣,而是煤,或者採用需部分氧化的其他工藝,則每噸氨需要4100萬英熱單位的能源。磷肥與鉀肥生產過程中所消耗的能源要低許多(主要是在機械開採、粉碎、乾燥等環節)。化肥在生物乙醇、生物柴油生產過程所消耗的能源中分別占45%、24%。在生物柴油的生產過程中,需要與甲醇進行酯交換反應,而這也要占到所消耗能源的35%。

前景展望

我國正在擬訂生物能源替代石油的中長期發展目標,到2020年,生物燃料生產規模達到2000萬噸,其中生物乙醇1500萬噸、生物柴油500萬噸。如果進展順利,到2020年,達到3000萬噸以上。2006年我國進口石油1.4億噸,預計2010年進口2億噸,2020年進口3億噸。這就能夠在2020年以前把我國石油的對外依存度控制在50%以下,提高我國能源安全。中國的生物燃料很豐富,秸稈和林業採伐加工剩餘物有10億噸,合5億噸標準煤,還有900萬公頃木本油料林和薪碳林,30多種油料樹種。

“十一五”我國將投入1010億美元,到2020年實現生物能源占交通能源需要的15%,即1200萬噸。我國還計畫到2010年種植1300萬公頃麻瘋樹,從中提取600萬噸生物柴油。柴油機燃料調合用生物柴油(BDl00)生產標準近日正式頒布,於2007年5月1日實施。這必將大大促進我國生物燃料產業的發展。

但是為避免對糧食生產威脅,我國發展燃料乙醇也正在從糧食為主的原料路線向非糧轉變,當然,作為調節糧食供需餘缺的手段,玉米燃料乙醇仍將保持適度的規模。20題,從大方向來看,不能再用糧食做燃料乙醇。用非糧物質替代石油將是長遠的方向。我國農村勞動力豐富,在田頭地角都可以種植纖維素原料植物,更有條件發展。

當2008年國際油價重挫曾一度衝破40美元之時,作為替代能源之一的燃料乙醇的發展前景也令人擔心。但燃料乙醇擁有清潔、可再生等特點,可以降低汽車尾氣中一氧化碳和碳氫化合物的排放。未來我國燃料乙醇行業的重點是降低生產成本、減少政府補貼,為此,制定生物燃料乙醇生產過程的消耗控制規範,及產品質量技術標準,統一燃料乙醇生產消耗定額標準,包括物耗、水耗、能耗等,是降本增效的有力手段。而未來我國燃料乙醇行業發展的方向是如何實現非糧乙醇的規模化。因此,決定未來燃料乙醇發展前景的關鍵是成本和技術。

未來,中國政府還將繼續適度發展燃料乙醇行業。“十一五”期間,中國燃料乙醇的潛在市場規模將急劇擴大。以中國四家燃料乙醇生產企業的產能來看,遠遠不能滿足未來國內對燃料乙醇的需求,燃料乙醇裝置產能擴張不可避免。因此計畫到“十一五”末,國內乙醇汽油消費量占全國汽油消費量的比例將上升到50%以上,這意味著屆時中國燃料乙醇的產能和產量將會有一個質的飛躍。

能源效益

近5年來,瑞典柳樹無性系能源林的種植面積不斷增大,主要與瑞典農民貿易協會及其他各種機構把柳樹作為一種農作物來推廣有關。同時政府的補助金制度也為柳樹能源林的大面積推廣提供了必要條件。目前,瑞典南部及中部柳樹能源林約有11 000hm,其中2 000hm是1994年種植的,1995年計畫種植5 000hm。這些能源林每年每公頃平均的生物量生產為10~12t,相當於25~30m木材或4~5m燃油,約合25-30桶原油。若按照進口直燃發電機組發電效率單位電量原料消耗量1.05kg/kwh計算,則每年每公頃可供發電9500-11430kwh。如果以竹柳作為分析對象,在超高密度(150000萬株/hm)、超短期輪伐(輪伐期1~2年)的情況下,其每年每公頃平均的生物量生產可達37.8t以上,相當於94.5m木材或15.12m燃油,約合94桶原油。受目前全球金融風暴影響,國際原油價格暴跌,按照當前跌後價格平均43美元/桶計算,每年每公頃產值4042美元,折合人民幣約27500元(匯率6.8)。如將所產的生物量用來發電,按照我國國產直燃發電機組發電效率單位電量原料消耗量1.37kg/kwh計算,這些能源林每年每公頃可供發電27560kwh;若按照進口直燃發電機組發電效率單位電量原料消耗量1.05kg/kwh計算,則每年每公頃可供發電36000kwh。電價按照0.5元/kwh計算,每年每公頃產值為13780元。

未來展望

中國在生物燃料方面的政策扶持相對較晚,近年隨著政府的重視,生物燃料技術迅速提高,市場競爭日趨激烈。截至2010年底,我國生物質固體成型燃料年利用量為50萬噸左右,非糧原料燃料乙醇年利用量增加20萬噸,生物柴油年產量為50萬噸左右。根據《可再生能源中長期發展規劃》和《可再生能源發展“十一五”規劃》,國家確定的“十一五”生物質能的發展目標為:到2010年,生物質固體成型燃料年利用量達到100萬噸,增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬噸,生物柴油年利用量達到20萬噸。可見我國生物燃料的發展規模距離之前的規劃相去甚遠,生物質固體成型燃料只完成了1/2,非糧燃料乙醇則僅完成了既定目標的10%左右。總的來說,我國“十一五”期間生物質能源的利用出現“虎頭蛇尾”的情況,究其原因主要是國家產業扶持政策沒有跟上。截至2012年4月中旬,《可再生能源發展“十二五”規劃》已上報國務院,但仍未正式發布。《規劃》已初定我國2015年生物燃料乙醇年利用量達到500萬噸,與“十一五”的規劃目標相比翻了一倍多;生物柴油年利用量為100萬噸。

為了“十二五”期間不重蹈復轍,我國有關部門正在積極制定應對措施。根據《可再生能源中長期發展規劃》,到2020年,我國生物柴油年利用量達到200萬噸,生物燃料乙醇年利用量達1000萬噸。而由於化石能源的有限性,開發新型能源已上升為各國的能源戰略。目前全球原油可采年限約為46年,而我國石油可采年限僅為15.62年。發展替代能源是解決我國能源供應緊張問題的有效途徑。雖然由於原料短缺及價格高漲等原因,目前我國生物柴油的產能利用率較低,有些企業處於部分停產甚至完全停產狀態,但隨著國家產業扶持政策的出台,“十一五”期間生物燃料“先熱後冷”的局面將不再出現,生物柴油行業必將得到長遠的發展。

存在問題

問題

大規模使用也有可能帶來使農業及生態遭受重大影響的風險。能源作物種植滲入自然景觀這一後果顯然將導致棲息地破壞和割裂,從而直接造成生物多樣性的喪失。若生物質的種植和管理過程中採用不可持續的農業做法(如過度使用化肥可能造成土壤流失或板結),則可進一步造成生物多樣性喪失。

耕地方面

可用於能源生物質種植的土地面積是有限的,能源生物質種植可能同現有的農用土地構成競爭。聯合國在《可持續能源:決策者框架》報告指出,生物燃料的生產會通過占用土地和其他所需資源,進而影響糧食足量供給,而且那些生產生物燃料的農作物往往需要最好的土地、大量水資源和化學肥料。

糧食生產

用麻瘋樹(又名桐油樹)可用於生產生物燃料,這些作物可生長在不適於糧食作物生長的荒地、幾乎不需施肥,其種子亦不可食用,對糧食生產影響更小。但有科學家認為:有些第三世界國家的農民把原本用來生產糧食作物的土地,拿來種植能源作物,其發展有減少糧食生產的危險性。

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