——為國(guó)家“十二五”新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃建言
　　
　　編者按在生物燃料走出“與民爭(zhēng)糧，與糧爭(zhēng)地”的困境之后，全世界范圍內(nèi)新一代生物質(zhì)燃料技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?jié)u入佳境。有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2011年前5個(gè)月原油對(duì)外依存度達(dá)55.2%，而同期美國(guó)已通過(guò)發(fā)展燃料乙醇降低到50%以下。在我國(guó)“十二五”新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局中，生物燃料應(yīng)該處于怎樣的戰(zhàn)略地位？如何根據(jù)國(guó)內(nèi)資源特點(diǎn)和條件大規(guī)模發(fā)展生物能源？應(yīng)該選擇什么樣的技術(shù)路線？業(yè)界專家李十中教授撰寫專題文章表達(dá)了自己的觀點(diǎn)。
　　
　　思考一和平崛起有賴可再生油田替代石油生物燃料當(dāng)優(yōu)先
　　
　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的崛起，能源供應(yīng)不能自主和需求立足國(guó)外已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大“軟肋”與隱患。事實(shí)證明，依靠武力去解決石油問(wèn)題是行不通的，連美國(guó)這樣的國(guó)家都在考慮和正在建設(shè)本土的可再生“油田”，中國(guó)要實(shí)現(xiàn)和平崛起更應(yīng)該從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，制定優(yōu)先發(fā)展生物燃料替代石油的國(guó)家能源戰(zhàn)略，從現(xiàn)在就開始建設(shè)“炸不垮、打不爛、永續(xù)的綠色油田”。
　　
　　美國(guó)政府認(rèn)為，要保持其世界領(lǐng)先地位必須有足夠的能源。目前生物燃料是其唯一通過(guò)立法保證實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)的可再生能源。其他許多國(guó)家也把用可再生燃料替代石油作為運(yùn)輸燃料列入國(guó)家能源戰(zhàn)略。
　　
　　2007年3月，歐盟首腦會(huì)議提出了三個(gè)“20”的目標(biāo)，即到2020年減排溫室氣體20%（與1990年水平相比）、提高能效20%、可再生能源占整個(gè)歐盟能源消耗量的20％，其中生物燃料占運(yùn)輸燃料的比例至少要達(dá)到10％。盡管因各種原因造成的糧價(jià)上漲引發(fā)了對(duì)生物燃料的質(zhì)疑，但歐盟還是力排眾議堅(jiān)持這一目標(biāo)。缺油、少氣、沒有煤炭的瑞典，早在2005年就提出到2020年成為世界上第一個(gè)不依賴石油的國(guó)家的目標(biāo)，目前生物能源已占瑞典能耗的30%。
　　
　　印度總理辛格2010年1月強(qiáng)調(diào)全國(guó)必須執(zhí)行《生物燃料法令》，到2010全國(guó)使用的汽油中燃料乙醇比例達(dá)到5%，2011年提高到10%，違者將受到起訴。印度還制訂了宏偉的目標(biāo)——到2020年用5000萬(wàn)噸乙醇代替86%的進(jìn)口石油。埃塞俄比亞計(jì)劃開發(fā)200萬(wàn)公頃處女地種植甜高粱，生產(chǎn)1700萬(wàn)噸乙醇、1200萬(wàn)噸高粱米和發(fā)電300億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)5年經(jīng)濟(jì)翻番的目標(biāo)。坦桑尼亞從今年6月份開始進(jìn)口乙醇以抑制高漲的汽油價(jià)格。
　　
　　思考二升級(jí)換代趨利避害商業(yè)應(yīng)用推廣加快步伐
　　
　　目前的生物燃料主要是糖、淀粉、植物油生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油，被稱作第一代生物燃料，存在著與人類爭(zhēng)奪食物的風(fēng)險(xiǎn)。脂肪酸甲酯是目前應(yīng)用最廣泛的生物柴油。實(shí)踐證明，利用植物油生產(chǎn)生物柴油難以可持續(xù)發(fā)展，一是與人類食用油競(jìng)爭(zhēng)資源；二是經(jīng)濟(jì)方面缺乏競(jìng)爭(zhēng)性。因此，人們把目光轉(zhuǎn)向木本油料。麻瘋樹是在荒地或退化土地上種植的理想能源植物，前幾年在非洲、印度及我國(guó)西南地區(qū)曾掀起一個(gè)種植高潮，但由于麻瘋樹種植對(duì)環(huán)境的影響還未被全面了解，其作為燃料替代方案的前景尚不明朗，英國(guó)D1公司已經(jīng)將麻瘋樹生物柴油項(xiàng)目轉(zhuǎn)讓給澳大利亞的新能源公司，之后轉(zhuǎn)向甘蔗乙醇。
　　
　　用秸稈類木質(zhì)纖維素氣化后可以通過(guò)費(fèi)托合成得到第二代生物柴油BtL。早在2007年德國(guó)Corren公司就建成了年產(chǎn)1.3萬(wàn)噸示范裝置，但一直沒有公布經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，2011年初原來(lái)參與項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)投資的殼牌公司退出了股份。
　　
　　生物乙醇還能轉(zhuǎn)化為乙烯，之后加工生產(chǎn)高密度聚乙烯和聚氯乙烯，形成生物基塑料工業(yè)。巴西Braskem是“綠色塑料”的先行者。今年，美國(guó)陶氏化學(xué)公司在巴西投資建設(shè)了乙醇制乙烯項(xiàng)目，預(yù)計(jì)生物基塑料將在全球取得迅猛發(fā)展。
　　
　　由于第一代生物燃料替代石油的成本太高，替代能力和減排二氧化碳能力有限，并且可能影響糧食安全和破壞環(huán)境，國(guó)際上正轉(zhuǎn)向用秸稈類農(nóng)林廢棄物、紙張和城市垃圾以及專門的能源作物（如柳枝稷、芒草或短輪伐期楊樹）為原料，生產(chǎn)第二代生物燃料——纖維素乙醇。纖維素乙醇具有原料資源豐富、再生周期短、不增加溫室氣體總量等眾多優(yōu)點(diǎn)，還可利用很多未開發(fā)利用的荒山荒地種植柳枝稷等能源作物，這樣就不會(huì)引發(fā)糧食安全問(wèn)題，也避免了資源枯竭的威脅，使生物燃料得以可持續(xù)發(fā)展。
　　
　　歐盟已承認(rèn)其制定的2010年用生物燃料替代5.75%石油的目標(biāo)因原料供應(yīng)問(wèn)題而未能實(shí)現(xiàn)，因此把2020年替代10%石油的希望寄托于第二代生物燃料。美國(guó)也是如此，由于采用玉米只能生產(chǎn)4500萬(wàn)噸乙醇/年，美國(guó)計(jì)劃到2022年其生物燃料目標(biāo)中的其他6000萬(wàn)噸要以纖維素乙醇為代表的先進(jìn)生物燃料來(lái)滿足需求。美國(guó)有13億噸生物質(zhì)用于生產(chǎn)生物燃料（乙醇），而我國(guó)有2.92億噸秸稈類農(nóng)林廢棄物可以生產(chǎn)纖維素乙醇。美國(guó)鼓勵(lì)第二代生物燃料——纖維素乙醇生產(chǎn)，每加侖給與1.01美元的補(bǔ)貼，而把玉米乙醇的補(bǔ)貼從每加侖0.51美元減少到0.46美元。從2005到2010的十年間，美國(guó)累計(jì)投入了50多億美元研究經(jīng)費(fèi)。但由于沒有突破技術(shù)瓶頸，國(guó)際上纖維素乙醇生產(chǎn)成本仍高于糧食乙醇和甘蔗乙醇，無(wú)法和石油競(jìng)爭(zhēng)。
　　
　　跨國(guó)公司積極參與是生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)，BP、殼牌、杜邦等石化巨頭紛紛斥巨資進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和風(fēng)險(xiǎn)投資。其中，BP用5億美元在美國(guó)建立先進(jìn)生物燃料研發(fā)中心，盡管墨西哥灣漏油事件給其造成巨大損失，但該公司變賣資產(chǎn)賠償，仍保留了生物燃料業(yè)務(wù)并繼續(xù)加大研發(fā)和投資力度，在美國(guó)建設(shè)纖維素乙醇項(xiàng)目、在巴西投資甘蔗乙醇項(xiàng)目。2010年福特公司生產(chǎn)了80萬(wàn)輛可以使用從純乙醇到汽油的靈活燃料汽車,比上一年增加1倍。
　　
　　隨著燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也蓬勃展開。乙醇運(yùn)輸是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，用管道運(yùn)輸成本比目前的運(yùn)輸成本低很多。石化工業(yè)也是經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展、形成了完善的運(yùn)輸管道系統(tǒng)后才有了千萬(wàn)噸級(jí)的煉油裝置和百萬(wàn)噸級(jí)的乙烯裝置。巴西已經(jīng)修建了兩條乙醇管道，把西部甘蔗產(chǎn)區(qū)的乙醇運(yùn)到東海岸出口，管道成本約為100萬(wàn)美元/英里。2010年1月美國(guó)兩家大型乙醇工程、項(xiàng)目管理與建筑企業(yè)合資興建了1800英里長(zhǎng)的管道，把乙醇從美國(guó)中西部產(chǎn)區(qū)運(yùn)送到東海岸至新澤西州。這項(xiàng)斥資4億美元的工程預(yù)期將在2014年完工。
　　
　　生物燃料不僅可以替代石油作為車用燃料，還能用作航空燃料。2008年2月，英國(guó)維珍航空公司首先采用波音747飛機(jī)，以80∶20配成航煤和棕櫚油/巴巴蘇油的混合燃油進(jìn)行飛行試驗(yàn)，為在現(xiàn)代商用發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒生物燃料提供了重要的數(shù)據(jù)，使后來(lái)更多試驗(yàn)的開展成為可能。后續(xù)的飛行試驗(yàn)都證明，添加生物燃料對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能無(wú)不利影響。植物油直接加氫工藝生產(chǎn)的生物柴油可以100%作為航空燃料。我國(guó)中石油與美國(guó)UOP（聯(lián)合化學(xué)公司）合作對(duì)麻瘋樹油直接加氫得到的航空燃油已由中國(guó)國(guó)航試飛并取得成功。美國(guó)空軍以及巴西的有關(guān)部門也積極開展乙醇-航煤的研究，已完成小規(guī)模試驗(yàn)，正在做試飛準(zhǔn)備。由費(fèi)托反應(yīng)制造的、以秸稈為原料的液體生物燃料BtL也具備了試飛條件。航空業(yè)正加緊步伐尋找適用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的替代燃料，因?yàn)槠湔�面臨著一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)——到2050年要將二氧化碳排放降低50%，屆時(shí)第二代生物燃料即BtL形式的燃料有望在航空混合燃料中占據(jù)30%的比例。
　　
　　用CO2和（海）水經(jīng)光合作用生成油藻后生產(chǎn)的生物柴油和乙醇等燃料被視作第三代生物燃料，正進(jìn)入中試階段；未來(lái)的第四代燃料將用二氧化碳和水直接光合成乙醇、柴油或其他高碳醇。盡管美國(guó)對(duì)纖維素乙醇投入了大量研發(fā)資金，建立了33套中試和示范裝置，但由于技術(shù)不成熟，要到2015年后才能具有競(jìng)爭(zhēng)力。
　　
　　基于生物燃料的技術(shù)現(xiàn)狀，全球公認(rèn)產(chǎn)業(yè)須從第一代向第二代生物燃料過(guò)渡，甜高粱稈乙醇被國(guó)際公認(rèn)是從糧食向秸稈類木質(zhì)纖維素原料過(guò)渡的1.5代生物燃料。由于中國(guó)人多地少的特殊國(guó)情，我國(guó)政府早在2006年就提出了發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)“不得占用耕地,不得消耗糧食,不得破壞生態(tài)環(huán)境”原則。國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、科技部都未雨綢繆地大力支持木薯、甜高粱稈、菊芋等非糧原料生產(chǎn)乙醇的產(chǎn)業(yè)建設(shè)和技術(shù)研發(fā)工作。我國(guó)已成功地實(shí)現(xiàn)燃料乙醇原料的轉(zhuǎn)型，從玉米等糧食原料轉(zhuǎn)為非糧原料，如在廣西已建成年產(chǎn)20萬(wàn)噸木薯乙醇工廠；用甜高粱稈生產(chǎn)乙醇的技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；用玉米芯中的半纖維素生產(chǎn)糠醛、纖維素聯(lián)產(chǎn)乙醇、木質(zhì)素用于生產(chǎn)防火材料技術(shù)在山東濟(jì)南圣泉集團(tuán)公司成功建成千噸級(jí)燃料乙醇示范裝置，工廠經(jīng)濟(jì)效益良好；山東龍力生物科技有限公司也建成了萬(wàn)噸級(jí)用玉米芯生產(chǎn)木糖醇聯(lián)產(chǎn)纖維素乙醇示范工程。
　　
　　思考三外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展受阻生物燃料擔(dān)當(dāng)拉動(dòng)內(nèi)需推手
　　
　　生物燃料產(chǎn)業(yè)不僅能解決石油替代和環(huán)境問(wèn)題，還是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的催化劑，可以帶動(dòng)多種行業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。
　　
　　2010年美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)對(duì)GDP的貢獻(xiàn)為670億美元，減少進(jìn)口石油4.45億桶，節(jié)約購(gòu)油款354億美元；為聯(lián)邦政府和州政府分別增加105億美元和93億美元稅收；創(chuàng)造120萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。巴西的乙醇產(chǎn)業(yè)占全國(guó)GDP的2%（282億美元），替代51%的汽油，減排4831萬(wàn)噸CO2；甘蔗渣發(fā)電占全國(guó)發(fā)電量的20%；提供197萬(wàn)個(gè)工作崗位。聯(lián)合國(guó)環(huán)境計(jì)劃署等4個(gè)國(guó)際組織于2008年9月發(fā)布的《綠色職業(yè)》報(bào)告中指出：“到2030年可再生能源產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生約2040萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，其中生物燃料1200萬(wàn)個(gè)、太陽(yáng)能630萬(wàn)個(gè)、風(fēng)能210萬(wàn)個(gè)�！�
　　
　　世界經(jīng)濟(jì)一直籠罩在危機(jī)、動(dòng)蕩與彷徨的陰影中，因此我國(guó)必須開辟出口以外的途徑拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)。生物燃料是一個(gè)帶動(dòng)性很強(qiáng)的綜合性產(chǎn)業(yè)體系，包括農(nóng)業(yè)、化工、塑料、汽車、輕工、電力、運(yùn)輸、服務(wù)等多種行業(yè)，能實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)內(nèi)需的目的。如巴西的汽車都是既能使用汽油又能使用乙醇的靈活燃料汽車FFVs，現(xiàn)在已有1300萬(wàn)輛，占汽車保有量的40%，并且計(jì)劃2015年達(dá)到60%；美國(guó)有900萬(wàn)輛FFVs；瑞典有專門生產(chǎn)乙醇和沼氣公交車、卡車等重型車輛的機(jī)構(gòu)。
　　
　　利用我國(guó)豐富的生物質(zhì)資源生產(chǎn)生物燃料（乙醇、沼氣）供應(yīng)本土生產(chǎn)的汽車，形成自我循環(huán)的經(jīng)濟(jì)鏈條，可以顯著拉動(dòng)內(nèi)需市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)從出口型、投資型向內(nèi)需拉動(dòng)的轉(zhuǎn)型。
　　
　　生物燃料產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)不同的優(yōu)勢(shì)就是有助于解決我國(guó)久病成疴的“三農(nóng)”問(wèn)題。美國(guó)發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的初衷是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，后來(lái)因石油資源短缺才考慮到能源安全。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬2009年5月對(duì)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)下達(dá)總統(tǒng)令，要求農(nóng)業(yè)部加快生物燃料產(chǎn)業(yè)的投資和生產(chǎn)，在美國(guó)建立永久的生物燃料產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大生物燃料基礎(chǔ)設(shè)施，利用這個(gè)產(chǎn)業(yè)為美國(guó)加快發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)提供唯一的機(jī)會(huì)，同時(shí)減少對(duì)外國(guó)石油的依賴。美國(guó)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)TomVilsack2011年7月在能源部生物質(zhì)大會(huì)上表示：“美國(guó)有190萬(wàn)農(nóng)民，每年收入才1萬(wàn)美元，我們要發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)，改善給我們提供糧食和水的家庭和地區(qū)的收入�！倍�我國(guó)有8億農(nóng)民，土地生產(chǎn)率和勞動(dòng)生產(chǎn)率低下。先行工業(yè)化國(guó)家的工業(yè)化是工與農(nóng)、城與鄉(xiāng)協(xié)同深化的，中國(guó)則以城鄉(xiāng)二元化和工農(nóng)二元化政策將“三農(nóng)”邊緣為工業(yè)化和城市化的食物和原料提供者，至今也未能形成自身的農(nóng)工商貿(mào)的企業(yè)化經(jīng)營(yíng)體系。因此，在中國(guó)發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)有利于培育“三農(nóng)”的自身“造血功能”和“成長(zhǎng)機(jī)制”，更能解決上億名農(nóng)民工就業(yè)問(wèn)題，維系社會(huì)公平與穩(wěn)定。
　　
　　思考四多種方案歷經(jīng)考驗(yàn)生物燃料領(lǐng)先一步
　　
　　解決運(yùn)輸領(lǐng)域的替代石油問(wèn)題可以有多種選擇，如氫、生物燃料、燃料電池、煤基燃料、電動(dòng)汽車等。
　　
　　氫是理想的清潔能源，但其是二次能源，制氫成本高且與現(xiàn)有的運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施不匹配，歐美都認(rèn)為氫能尚需時(shí)日才能取代現(xiàn)有的運(yùn)輸燃料。燃料電池目前也不能滿足石油替代要求，主要是成本居高不下，再就是缺乏加氫的基礎(chǔ)設(shè)施，美國(guó)能源部已經(jīng)削減了對(duì)氫燃料電池的資助。電動(dòng)汽車還取決于電池技術(shù)的突破。
　　
　　20世紀(jì)末，歐美都曾進(jìn)行了較大規(guī)模的用煤（或天然氣，當(dāng)時(shí)天然氣極其便宜）基甲醇替代運(yùn)輸燃油的試驗(yàn)，但先后都放棄了。美國(guó)甲醇燃料試驗(yàn)早已于上個(gè)世紀(jì)完成，1996年加里福尼亞州大約有13000輛FFVs（靈活燃料車），還有500輛公共汽車（包括學(xué)校接送學(xué)生的校車）和卡車使用甲醇燃料，共建了80多個(gè)M85加油站。然而到20世紀(jì)末，所有的甲醇加油站就都關(guān)閉了。洛衫磯和西雅圖的運(yùn)管部門由于甲醇燃料的高腐蝕性放棄了甲醇試驗(yàn)項(xiàng)目。從1989年開始，在甲醇公交車項(xiàng)目耗費(fèi)了1.02億美元以后，洛衫磯郡的交通管理官員宣布他們的甲醇防（空氣）污染項(xiàng)目失敗，主要由于這些車輛要經(jīng)常修理。甲醇的毒性、腐蝕性（氧化后變?yōu)榧姿幔�、低熱值（僅為汽油的46.3%）、易污染空氣（燃燒不完全產(chǎn)生甲醛）和地下水（極易溶于水）是其自身缺陷。而其最致命的缺點(diǎn)一是用煤生產(chǎn)甲醇過(guò)程要釋放出大量的CO2；二是與石油一樣不可再生。世界上沒有任何國(guó)家用煤基甲醇作為運(yùn)輸燃料，也沒有類似的計(jì)劃。
　　
　　煤制甲醇作為中間體生產(chǎn)烯烴，或煤炭多聯(lián)產(chǎn)間接制油都可以替代石油，但必須首先解決二氧化碳排放和用水問(wèn)題，再考慮大規(guī)模發(fā)展。2007年5月，美國(guó)參議院能源與自然資源委員會(huì)以20∶3票通過(guò)《能源自主與安全法案》時(shí)，否決了原議案中提出的到2022年用煤生產(chǎn)220億加侖柴油的方案，主要是考慮煤制油對(duì)全球變暖產(chǎn)生的影響。2007年12月，美國(guó)總統(tǒng)布什簽署正式生效的《能源自給與安全法案》中只有生物燃料條款，即到2022年必須將以燃料乙醇為代表的生物燃料使用量提高到1.08億噸（360億加侖）。
　　
　　因此，目前能滿足可再生、清潔、規(guī)�；�供應(yīng)要求的替代燃料只有生物燃料，全球已有能使用生物燃料和汽油的新能源汽車約2500萬(wàn)輛。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）于2004年發(fā)布的《運(yùn)輸用生物燃料》報(bào)告中指出：“從燃料性能、基礎(chǔ)設(shè)施和其他因素考慮，生物燃料與其他替代燃料相比較，在控制氣候變化、減排溫室氣體中的作用顯著�！盜EA在2010年的年度報(bào)告中預(yù)計(jì)，2050年生物燃料將占運(yùn)輸燃料比例的27%。
　　
　　思考五對(duì)糧食安全沒有影響部署得當(dāng)魚與熊掌可兼得
　　
　　實(shí)際上，我國(guó)的燃料乙醇工業(yè)對(duì)糧食安全并沒有影響。
　　
　　2010年我國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量169萬(wàn)噸，其中玉米乙醇155萬(wàn)噸，木薯乙醇14萬(wàn)噸。去年全國(guó)玉米產(chǎn)量1.68億噸，食用消費(fèi)比例很小，主要是飼用（9900萬(wàn)噸）和工業(yè)用（5000萬(wàn)噸），乙醇消耗所占比例僅不到3%。而用玉米生產(chǎn)乙醇的同時(shí)，還會(huì)副產(chǎn)DDGs蛋白質(zhì)飼料0.91噸/噸燃料乙醇。根據(jù)美國(guó)用DDGs飼料養(yǎng)殖的成功經(jīng)驗(yàn)，每噸DDGs相當(dāng)于1.3噸玉米。這樣，我國(guó)的155萬(wàn)噸乙醇可副產(chǎn)的蛋白質(zhì)飼料相當(dāng)于200萬(wàn)噸飼用玉米。因此，目前我國(guó)的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)不影響糧食安全，但對(duì)飼料供應(yīng)存在潛在的影響，必須未雨綢繆。
　　
　　質(zhì)疑生物燃料影響糧食供應(yīng)只說(shuō)了問(wèn)題的一面，而更該受到關(guān)注的是資源枯竭、全球變暖、油價(jià)飆升、引發(fā)通脹以至社會(huì)動(dòng)亂的石油問(wèn)題，而生物燃料正是解決這些問(wèn)題的一種最佳選擇�！皟衫�相權(quán)取其大，兩害相權(quán)取其小”，不能因小而失大局。只要趨利避害、部署得當(dāng)，發(fā)展生物燃料是可以魚與熊掌兼得的。更何況生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不是依靠于人爭(zhēng)食的第一代原料玉米和甘蔗，而是利用邊際土地種植的能源作物和秸稈類農(nóng)林剩余物。
　　
　　聯(lián)合國(guó)環(huán)境計(jì)劃署（UNEP）2009年發(fā)布的《生物燃料評(píng)估》報(bào)告中指出：“發(fā)展生物燃料是利用退化、邊際土地種植能源作物�！碧鸶吡皇菄�(guó)際公認(rèn)的耐貧瘠作物，適應(yīng)性極強(qiáng)，具有耐干旱、耐水澇、抗鹽堿等多重抗逆性，在溫度10℃以上和年積溫在2900℃～4100℃范圍即可種植。甜高粱與種植玉米相比較，其所需化肥、灌溉用水量是玉米的2/3；與甘蔗相比生長(zhǎng)期短，僅為100～120天，一年可種三季，用水量是甘蔗的1/7，而甘蔗一年只能種植一季。其發(fā)酵過(guò)程不消耗水，也不產(chǎn)生廢水，同時(shí)甜高粱稈在發(fā)酵乙醇過(guò)程僅消耗了蔗糖，而增加了發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生乙醇的酵母，所以糟渣營(yíng)養(yǎng)更加豐富，對(duì)牛羊有很好的誘食效果，易消化，與青貯玉米營(yíng)養(yǎng)成分相當(dāng)，可替代干草或青貯玉米作為飼養(yǎng)牛羊的粗料飼，保障了飼料安全。
　　
　　我國(guó)現(xiàn)已在甜高粱莖稈生產(chǎn)乙醇技術(shù)上取得重大進(jìn)展，以Φ3.6m×55m發(fā)酵罐為核心設(shè)備的連續(xù)固體發(fā)酵工業(yè)示范裝置已經(jīng)在內(nèi)蒙古鄂爾多斯成功運(yùn)行，可以形成“3萬(wàn)畝低質(zhì)土地/1萬(wàn)噸乙醇/6千頭牛/280萬(wàn)Nm3沼氣/6萬(wàn)噸有機(jī)肥”的低碳生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。如將我國(guó)現(xiàn)有的900萬(wàn)畝普通高粱改種甜高粱，在保證釀酒用高粱米供應(yīng)的同時(shí),還可生產(chǎn)300萬(wàn)噸燃料乙醇。
　　
　　思考六提高產(chǎn)量而非擴(kuò)大面積靠科技培育“綠色油田”
　　
　　據(jù)農(nóng)業(yè)部2008年提供的專項(xiàng)調(diào)查報(bào)告，全國(guó)可用于發(fā)展液體生物燃料的宜能荒地有2680萬(wàn)公頃，集中分布區(qū)為8片。其中一等宜能荒地0.65億畝（433.33萬(wàn)公頃），占16.2%；二等宜能荒地1.31億畝（873.33萬(wàn)公頃），占32.6%；三等宜能荒地2.06億畝（1373.33萬(wàn)公頃），占51.2%。一等和二等宜能荒地可以種植能源作物，共計(jì)1.96億畝。依靠科技進(jìn)步，利用鹽堿、沙荒等邊際性土地和退化農(nóng)田，通過(guò)生物技術(shù)提高植物的抗逆性，可以在不占用現(xiàn)有耕地和不影響糧食產(chǎn)量的前提下為中國(guó)的生物燃料產(chǎn)業(yè)提供原料。再加上現(xiàn)有種植薯類、甜高粱等的非糧低產(chǎn)農(nóng)田，即具年產(chǎn)1億噸燃料乙醇的生產(chǎn)潛力，是一片巨大的“綠色油田”！
　　
　　農(nóng)業(yè)部有關(guān)部門2009年完成的秸稈資源調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)有約7.6億噸秸稈，可收集量為6.46億噸，利用的途徑主要包括能源、還田、飼料、工業(yè)、栽培食用菌和焚燒（或閑置）等6種方式。其中用于炊事29.6%，飼料27.5%，工業(yè)用2.7%，還田15%，焚燒或閑置25.2%。在不影響秸稈現(xiàn)有用途的前提下生產(chǎn)纖維素乙醇，原料是目前占總量25.2%的焚燒或閑置秸稈，即1.63億噸，可年產(chǎn)4000萬(wàn)噸纖維素乙醇或費(fèi)托法生物柴油。全國(guó)每年林業(yè)剩余物量約為1.3億噸，可生產(chǎn)3000萬(wàn)噸纖維素乙醇或費(fèi)托法生物柴油。目前我國(guó)可用農(nóng)林剩余物資源量為2.92億噸，具備年生產(chǎn)7000萬(wàn)噸燃料乙醇或費(fèi)托法生物柴油的潛力，又是一個(gè)潛在的“綠色油田”。
　　
　　我國(guó)保障糧食安全的主要措施是提高作物產(chǎn)量，而不是擴(kuò)大種植面積。同樣對(duì)于新興的生物能源產(chǎn)業(yè)，以及農(nóng)業(yè)多元化衍生出來(lái)的能源農(nóng)業(yè)、能源林業(yè)，也是依靠生物技術(shù)的進(jìn)步，利用邊際土地種植能源作物。由于是以收獲生物質(zhì)為主作為生物能源的原料，因此不存在食用安全問(wèn)題。同樣提高現(xiàn)有能源作物產(chǎn)量，也可以為生物燃料產(chǎn)業(yè)提供充足的原料。基因工程技術(shù)可以改良作物耐旱性或抗鹽性、改善纖維素與木質(zhì)素含量比例、提高薯類能源作物淀粉含量和化學(xué)結(jié)構(gòu)、改良作物抗寒性等，用在糧食作物上爭(zhēng)議很大，而用于能源作物就可以消除顧慮了�；�因作（植）物-低木質(zhì)素、高纖維素含量耐貧瘠的木質(zhì)纖維素能源作（植）物已培育成功，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使楊樹的纖維素與木質(zhì)素含量比例從2.0提高到4.3，有利于纖維素乙醇等第二代生物燃料的生產(chǎn)。耐鹽堿干旱等能源作物將在2020年后形成我國(guó)的能源農(nóng)業(yè)，能大規(guī)模利用邊際性土地為生物能源產(chǎn)業(yè)提供充足的原料。
　　
　　思考七先進(jìn)技術(shù)支撐經(jīng)濟(jì)性精選原料繪制路線圖
　　
　　各國(guó)都對(duì)新興的可再生能源產(chǎn)業(yè)采取了補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等激勵(lì)措施，正如歷史上對(duì)新藥開發(fā)、醫(yī)療技術(shù)等的支持一樣，政府會(huì)出臺(tái)扶持政策幫助產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，除巴西外，第一代生物燃料都享受不同程度的財(cái)政補(bǔ)貼，因而引起一些人的非議。
　　
　　生物燃料是在本土上生產(chǎn)的能源，能保障國(guó)家能源安全、減排溫室氣體和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，并且正在通過(guò)技術(shù)進(jìn)步不斷提高能效和改善環(huán)境。隨著技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)的成熟，巴西的甘蔗乙醇已經(jīng)做到不依靠任何財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠來(lái)和進(jìn)口石油競(jìng)爭(zhēng)，目前巴西圣保羅的車用乙醇價(jià)格僅是汽油的54%。通過(guò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們也可以和巴西一樣，逐漸取消補(bǔ)貼。
　　
　　我國(guó)在1.5代生物燃料技術(shù)方面居國(guó)際領(lǐng)先，開發(fā)了ASSF（先進(jìn)固體發(fā)酵）生產(chǎn)甜高粱稈乙醇技術(shù)，突破了同類技術(shù)中的菌種、反應(yīng)器、保存三個(gè)關(guān)鍵性難題，篩選并確定了低水活性、耐高溫、耐高乙醇濃度的發(fā)酵菌種；確定了甜高粱稈貯存方法；設(shè)計(jì)并優(yōu)化了轉(zhuǎn)鼓式固體發(fā)酵罐，改善固體發(fā)酵過(guò)程的傳質(zhì)、傳熱，以維持最佳發(fā)酵條件，顯著提高了固體發(fā)酵效率。美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室對(duì)ASSF技術(shù)中試進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，按每噸甜高粱稈200元計(jì)，乙醇生產(chǎn)成本為4.35元/千克（已含10%稅，如免稅則為3.95元/千克），結(jié)果表明ASSF法生產(chǎn)甜高粱乙醇在技術(shù)、工程和經(jīng)濟(jì)上均具有充分的可行性和明顯優(yōu)勢(shì)。
　　
　　甜高粱不僅耐貧瘠、適應(yīng)性強(qiáng)，而且從黑龍江到海南島、新疆到連云港都可以種植，特別是在熱帶、亞熱帶地區(qū)還能種植2~3季，并且“一種兩收”，而甘蔗一年才能種植一季，顯著提高土地利用率。高粱源于非洲，全球有99個(gè)國(guó)家種植甜高粱，面積達(dá)4300萬(wàn)公頃，只需更換品種，就可以達(dá)到同時(shí)生產(chǎn)糧食、燃料、電力的目的，解決糧食與能源安全問(wèn)題。此外，我國(guó)薯類播種面積1.5億畝，亦可為乙醇工業(yè)提供充分原料，采用無(wú)蒸煮糖化技術(shù)和高效厭氧處理廢水技術(shù)，顯著改善薯類燃料乙醇的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。
　　
　　一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的形成需要科學(xué)的發(fā)展路線圖。美國(guó)斥巨資進(jìn)行第二代生物燃料——纖維素乙醇的研發(fā)，僅2009年就投入20多億美元，建成了33套示范和中試裝置。然而，美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資公司因?yàn)椴蛔鹬乜茖W(xué)規(guī)律，盲目建設(shè)纖維素乙醇工廠，目前是一片哀鴻。在纖維素乙醇風(fēng)投失利后，美國(guó)的一些風(fēng)投公司又把注意力轉(zhuǎn)向第三代生物燃料藻類生物柴油。2009年在世界生物燃料大會(huì)上，美國(guó)公司預(yù)言在2~3年內(nèi)藻類生物柴油將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，而歐洲則預(yù)測(cè)為2020年以后。但是主觀愿望不能代替科學(xué)規(guī)律，目前藻類生物燃料的成本在200美元/桶以上，顯然還不具備商業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　因此，生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性來(lái)確定。建議第一代生物燃料控制生產(chǎn)規(guī)模，并逐步向非糧原料轉(zhuǎn)型；目前大力發(fā)展1.5代生物燃料；加快示范第二代生物燃料——纖維素乙醇和費(fèi)托法生物柴油；抓緊研發(fā)第三代生物燃料——藻類生物柴油；跟蹤第四代生物燃料技術(shù)。
　　
　　具體路線圖如下：從目前到2015年，甜高粱和薯類等是我國(guó)主要的乙醇原料，年產(chǎn)量達(dá)到500萬(wàn)噸；生物柴油以垃圾油、油腳、棉籽油為主要原料，年產(chǎn)量100萬(wàn)噸。2016~2025年，燃料乙醇以甜高粱、薯類和秸稈類木質(zhì)纖維素原料并舉；木本油料、冬閑田菜籽油將是生物柴油的主要原料。2025年后，燃料乙醇和生物柴油增加的生產(chǎn)能力主要是以木質(zhì)纖維素作物為主的第二代生物燃料。
　　
　　李十中，男，1962年10月出生于天津，博士，英國(guó)牛津大學(xué)博士后，現(xiàn)為清華大學(xué)核研院新能源研究所教授、副所長(zhǎng)，國(guó)家“十一五”燃料乙醇發(fā)展規(guī)劃組專家，中國(guó)工程院與瑞典工程院可再生能源合作項(xiàng)目生物能源課題組中方召集人，參與了制定國(guó)家《“十一五”燃料乙醇專項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃》、《支持生物能源與生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展財(cái)稅扶持政策》、重大科技專項(xiàng)《農(nóng)林生物質(zhì)工程項(xiàng)目指南》等工作。
　　

　　來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)