任菊秀：中國(guó)的生物質(zhì)能源發(fā)展需快馬加鞭

作者：任菊秀 首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)

近日，世界著名學(xué)術(shù)刊物《自然》在其新辦子刊《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》的首期，發(fā)表了北京大學(xué)趙進(jìn)東教授課題組的最新成果，讓外界再次對(duì)中國(guó)在生物質(zhì)能源研發(fā)領(lǐng)域的成就投來(lái)關(guān)注的目光。在國(guó)際能源格局加速深刻調(diào)整的大背景下，中國(guó)要想成功推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅需要降低對(duì)煤炭、石油等不可再生能源的依賴(lài)，也應(yīng)大力促進(jìn)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)等可再生能源的開(kāi)發(fā)。相對(duì)而言，我國(guó)在生物質(zhì)能源的資源儲(chǔ)備、科研和相關(guān)裝備技術(shù)等方面具有一定優(yōu)勢(shì)。大力發(fā)展生物質(zhì)能源，將有助于確保中國(guó)在新一輪國(guó)際能源科技競(jìng)爭(zhēng)中居于主動(dòng)和有利位置，還將對(duì)農(nóng)村和農(nóng)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)等產(chǎn)生重大積極影響，亟需從國(guó)家戰(zhàn)略的高度予以重新審視和謀劃。

上述中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究前后歷時(shí)7年完成，并且與美國(guó)等國(guó)外一流學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了密切合作。此項(xiàng)工作的核心技術(shù)突破在于，采用新方法構(gòu)造了一株新型改良藍(lán)藻，可以大量生產(chǎn)易于分解的優(yōu)質(zhì)纖維素。由于這種纖維素本身不含木質(zhì)素，其比秸稈等木質(zhì)纖維素的發(fā)酵過(guò)程更環(huán)保高效，資源的利用率也更高。如果將其工業(yè)化，其纖維素乙醇的產(chǎn)量將有望達(dá)到現(xiàn)階段美國(guó)同等種植面積玉米乙醇產(chǎn)量的10倍以上。最重要的是，這種生長(zhǎng)速度快且產(chǎn)量較高的纖維素可以進(jìn)行工廠化培養(yǎng)，突破了季節(jié)因素的限制;同時(shí)其生長(zhǎng)地域也不受限制，可以在荒漠等區(qū)域完成，完全符合“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的生物質(zhì)能源發(fā)展原則。

當(dāng)今世界，在能源領(lǐng)域的國(guó)家戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈而復(fù)雜。一方面，需要應(yīng)對(duì)化石能源資源儲(chǔ)備有限、漸趨枯竭的殘酷現(xiàn)實(shí)，還要投入巨量的戰(zhàn)略資源確保能源運(yùn)輸安全;另一方面，則需要開(kāi)發(fā)清潔能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，盡可能地降低氣候變化、環(huán)境退化等給國(guó)家安全帶來(lái)的緊迫而又越發(fā)巨大的威脅。近年來(lái)，我國(guó)能源對(duì)外依存度不斷攀升，原油、天然氣和煤炭三大基礎(chǔ)能源的進(jìn)口居高不下，尤其是石油已超過(guò)60%。與此同時(shí)，我國(guó)已成為全球最大的溫室氣體排放國(guó)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的國(guó)際承諾的壓力也越來(lái)越大。為此，習(xí)近平總書(shū)記2014年6月13日在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，立足國(guó)內(nèi)多元供應(yīng)保安全，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系。

在可再生能源中，生物質(zhì)能源以原料易得、儲(chǔ)能穩(wěn)定、產(chǎn)品多樣等方面的優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞，此外它在促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建新型工農(nóng)和城鄉(xiāng)關(guān)系等方面還具有太陽(yáng)能、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)等所不可比擬的獨(dú)特影響力。開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源的主要方式包括：直燃或混燃發(fā)電，利用甘蔗、玉米等生產(chǎn)乙醇燃料，利用污水垃圾和禽畜糞便進(jìn)行沼氣開(kāi)發(fā)等。上述這幾種方式分別可以替代煤炭、石油和天然氣，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源和環(huán)保的雙贏。如果能建立起較為成熟的生物質(zhì)能源基地，讓綠色的煤田、油田和氣田遍布中國(guó)大地，它還可以進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)械制造、化工、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)行業(yè)，形成一個(gè)能夠提升能源保障水平并激發(fā)內(nèi)需、促進(jìn)就業(yè)的綠色產(chǎn)業(yè)鏈條。

正是因?yàn)榭吹缴镔|(zhì)能源的上述優(yōu)勢(shì)，美國(guó)、歐盟等都已確立并加快推進(jìn)其生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略。自新世紀(jì)之處，美國(guó)通過(guò)了多項(xiàng)法案，以法律形式明確了發(fā)展生物質(zhì)能源的主導(dǎo)地位。2009年奧巴馬政府上臺(tái)后即提出在全美建立永久性生物燃料基地，擴(kuò)建相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)美國(guó)能源信息署的展望，2008-2035年間美國(guó)石油消費(fèi)量的增長(zhǎng)部分將全部由液體生物燃料供給，發(fā)電量的增量中可再生能源占41%，其中生物質(zhì)發(fā)電約占一半。歐盟也提出到2020年，可再生能源在其能源消費(fèi)總量中占20%，并規(guī)定生物質(zhì)能源在交通燃料中的占比達(dá)到十分之一。德國(guó)和瑞典是開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能源的先鋒，瑞典還有望在2020年成為世界上第一個(gè)不依賴(lài)石油的國(guó)家。而日本也早已制定了從“石化日本”向“生物質(zhì)日本”轉(zhuǎn)型的能源綜合開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略。

除了發(fā)達(dá)國(guó)家，巴西和印度等國(guó)在發(fā)展生物質(zhì)能源方面也走在了前列。尤其是，目前，生物燃料的產(chǎn)值已占巴西GDP的8%以上，甘蔗乙醇產(chǎn)業(yè)全球領(lǐng)先，該國(guó)國(guó)內(nèi)90%以上的待銷(xiāo)售汽車(chē)都是可以便捷使用生物燃料的“靈活燃料汽車(chē)”(FFVs)。此外，俄羅斯也在大力興建利用木材廢料、沼氣等生物質(zhì)發(fā)電站，努力成為全球生物燃料的重要出口國(guó)。俄羅斯國(guó)家杜馬能源委員會(huì)專(zhuān)家表示，到2020年，俄羅斯生物質(zhì)能發(fā)電的潛力約為2000萬(wàn)千瓦。到2011年，全球有89個(gè)國(guó)家制定了可再生能源發(fā)展目標(biāo)，而其中43個(gè)都通過(guò)了強(qiáng)制使用生物燃料的法規(guī)。

當(dāng)然，生物質(zhì)能源的發(fā)展也一直遭遇某些瓶頸。首先，人們擔(dān)心使用玉米等作物提煉乙醇會(huì)影響糧食安全，與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地的風(fēng)險(xiǎn)和矛盾比較突出。其次，由于第一代生物燃料只能與化石燃油摻混使用，其用量有限，企業(yè)經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)也受到影響。第三，不影響糧食安全的纖維素乙醇，其儲(chǔ)運(yùn)和商業(yè)化等難題的解決也一直未能得到突破。此外，生物質(zhì)能源中的木質(zhì)素利用及其造成的污染，也是一大長(zhǎng)期性技術(shù)難題。然而，近年來(lái)，隨著纖維素培育、熱化學(xué)合成技術(shù)等方面的顯著進(jìn)展，生物質(zhì)能源的利用成本下降，產(chǎn)業(yè)支撐系統(tǒng)更加成熟，很多面向未來(lái)商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新技術(shù)研發(fā)也正進(jìn)入高潮期。

值得強(qiáng)調(diào)的是，低油價(jià)因素并未對(duì)生物質(zhì)能源的研發(fā)帶來(lái)什么負(fù)面影響。美國(guó)等國(guó)正利用當(dāng)前石油價(jià)格走弱的窗口期，大力促進(jìn)生物質(zhì)等可再生能源的研發(fā)，以便在化石能源價(jià)格重新高企的時(shí)候，能夠更加從容地應(yīng)對(duì)。奧巴馬政府在其《2015國(guó)家安全戰(zhàn)略》中宣稱(chēng)，“美國(guó)正在引領(lǐng)新的清潔能源經(jīng)濟(jì)”。這表明，即便是“頁(yè)巖革命”使美國(guó)能源自給程度達(dá)到歷史上的最高點(diǎn)，并一舉變?yōu)槿蜃畲蟮氖秃吞烊粴馍a(chǎn)國(guó)，但它時(shí)刻沒(méi)有放松生物質(zhì)等清潔能源的研發(fā)推廣。此外，美國(guó)正與非洲的企業(yè)家合作，推廣生物質(zhì)能源項(xiàng)目，幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)民發(fā)展可以應(yīng)對(duì)氣候變化的新型農(nóng)業(yè)。由此可見(jiàn)，生物質(zhì)能源所具有的超出能源供給范疇的戰(zhàn)略性意義正越發(fā)凸顯。可以說(shuō)，2010年美國(guó)墨西哥灣漏油事件、2011年日本福島核事故等，以及能源大宗商品市場(chǎng)的動(dòng)蕩，再次提醒人們過(guò)度依賴(lài)傳統(tǒng)化石能源和核能等所存在的脆弱性。美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)等機(jī)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，全球可再生資源的投資從2004年的520億美元增至2013年的2600億美元。雖然2007-2009年間出現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)，但在該領(lǐng)域的投資仍然增加了5倍。

面對(duì)這一形勢(shì)，無(wú)論從哪方面而言，中國(guó)在生物質(zhì)能源發(fā)展領(lǐng)域都必須快馬加鞭、迎頭趕上?？陀^講，中國(guó)在發(fā)展生物質(zhì)能源方面有著突出優(yōu)勢(shì)，根據(jù)中國(guó)工程院的研究，我國(guó)可利用的生物質(zhì)原料資源量為11.71億噸標(biāo)煤，是水能的2倍和風(fēng)能的3.5倍。僅每年白白燒掉的秸稈就有1億多噸，其可轉(zhuǎn)化的電力相當(dāng)于兩個(gè)三峽電站。而且，生物質(zhì)資源可就地取材、就地消費(fèi)，不像風(fēng)能和太陽(yáng)能需要從西部地區(qū)向東部沿海地區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。此外，發(fā)展生物質(zhì)能源也可給促進(jìn)“三農(nóng)”事業(yè)、提升城鎮(zhèn)化水平、實(shí)現(xiàn)綠色GDP2.0等帶來(lái)相當(dāng)巨大的助益。美國(guó)麥肯錫咨詢(xún)公司曾作出估計(jì)，到2020年時(shí)，中國(guó)生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬(wàn)噸汽油，每年為中國(guó)帶來(lái)320億元人民幣的收入，創(chuàng)造600萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，而且主要是在農(nóng)村地區(qū)。

隨著中國(guó)科學(xué)家在相關(guān)研究領(lǐng)域不斷取得世界一流水平的新成果，我們呼吁并相信，中國(guó)的生物質(zhì)能源發(fā)展將進(jìn)入新的階段，不僅將為促進(jìn)中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、提升國(guó)家能源戰(zhàn)略保障水平提供新的巨大動(dòng)能，還將成為建設(shè)低碳、資源節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”的重要一環(huán)。