理性看待生物質能

文｜本刊記者 程杰

中國的“三農”問題已嚴重影響到社會公正與和諧穩定，影響經濟的健康和持續發展，生物質能源正是解困“三農”的一劑良藥，發展現代農業的必經路徑。

生物質能源曾一度被各方視為對抗高油價和全球暖化的利器。因為開發生物質能源一方面可以減輕對原油的依賴，另一方面是藉由作物的光合作用，能自然調節大氣中的二氧化碳含量，避免暖化現象持續惡化。但是，在生物質能源發展的同時，因全球陷入糧食短缺危機，使得生物質能源的光環頓時褪色，成了眾矢之的。我們應該如何看待生物質能源？它究竟是“與人爭糧”的洪水猛獸，還是國家能源戰略的必然之需？中國科學院、中國工程院院士石元春自2001年開始關注生物質能源并為之奔走呼吁，用有力的實例和詳盡的數據對此做出了科學的解答。

危及糧食安全了嗎？

世界各國大力發展生物質能的同時，生物質能的開發和利用也受到越來越多的指責，其中，備受關注的是生物質能與世界糧食安全問題。世界糧價從2005～2008年一直快速上漲。2008年4月，聯合國國際農業研究磋商小組的糧食專家發出呼吁，要求停止使用以糧食為原料的乙醇類生物能源，以緩解日益嚴重的全球糧食危機。聯合國食物權問題特別報告員讓?齊格勒認為，以當前的方式來生產生物燃料，是一種“無法容忍的犯罪行為”，他向聯大人權理事會提出，應在5年內實現完全禁止這種燃料轉化。

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）主席拉津德?帕喬里也曾于2008年表示：“生物燃料對糧食生產有重大的影響，并可能對整體糧食安全造成影響，因此我們在提出生物燃料解決方案時，必須非常非常小心。”

至此，剛剛熱起來的生物質能被迫放慢了腳步。

對此，石元春院士有著不同的觀點，“將生物能源與玉米乙醇等同或者混同起來，既不符合事實，又誤導了輿論?！?/p>

事實上，玉米乙醇只是作為過渡性生物能源產品，并且在美國的歷史任務已經逐漸完成。石元春院士進一步解釋說：“2005年美國農業部和能源部聯合向國會提交的，為實現2030年以生物燃料替代30%運輸燃料而需由美國本土年供應13.66億噸的生物質原料中，玉米只占6.7%，九成以上是非食物性的二代生物質原料。2008年通過的美國《能源安全與自主法案》中提出的2022年1.08億噸生物燃料計劃中，玉米乙醇自2015年達到4500萬噸后就不再增加，主要靠第二代生物燃料的快速增長。從食物基燃料向非食物基生物燃料的戰略轉移是大勢所趨?！?/p>

隨著技術的發展，“燃料”對“食物”的兩難困局已不存在。自從纖維素乙醇的優越性浮出水面以及利用FT技術和熱解技術生產生物柴油以來，人們就將它們與谷物乙醇和生物油脂柴油區別開來，稱之為二代生物燃料。這是一次通過技術革命推動從原料到產品的真正意義上的產業革命，從源頭上解決“人車爭糧”、“糧食漲價”、“能效和減排不力”等質疑。石元春院士認為，從多個技術路徑來看，長期以來關于生物質能“爭地爭糧”的擔憂可以放下了。

“土地資源稀缺”的質疑

“對中國發展生物質能源的懷疑論者有兩個‘死結’，一個是‘影響糧食安全’，另一個是‘土地資源稀缺’?！笔涸菏空f，“如果把眼睛盯著‘農田’，那么的確是‘稀缺’，如果用一種新的‘土地觀’，將眼光投放到‘邊際性土地’上，卻是另有一番風景?！?/p>

目前，中國約有1.37億公頃邊際性土地可種植甜甘蔗、木薯、旱生灌木等能源植物，可年產能5.49億噸標煤。農業部最近一份專項調查報告提出的適種液體生物燃料的荒地面積是2680萬公頃，加上現有種植薯類等的低產農田，將有年產出1億噸以上燃料乙醇的潛力。

石元春院士認為，“生物質能源原料的取向和發展趨勢不僅是‘非糧’，而且是‘非食物’?！?/p>

以往，制造生物質燃料必須依賴淀粉或糖含量豐富的小麥、甘薯等作物來轉化成乙醇，或用多油的油菜籽、油棕來制造生物柴油。現在，由于轉化技術的改進，再也不必單單依賴農糧作為生物質燃油的原料：生長于不能墾種農糧荒地上的野草、水生藻類以及秸桿、柴薪、廢紙等各種農林業與工業的廢棄物，都可以作為生物質燃料的原料。

據統計，中國每年僅秸稈就有7億噸以上。而一個裝機3萬千瓦（30MW）的秸稈直燃發電廠，就可以消納中等規模縣域內的全部剩余秸稈，還可以實現為農民增收5000萬元。同時，二氧化碳排放量僅為同等規模燃煤發電的1%，減少二氧化碳排放10萬噸。另外，畜禽糞便、林業剩余物、工業有機廢棄物、有機生活垃圾等有機廢棄物每年實物量達18.66億噸，相當于5.97億噸的標煤。

一道繞不過去的檻

按照現在經濟發展速度和能源消耗計算，中國的石油資源僅夠使用十幾年，煤炭也只能使用四十多年。能源短缺正在一步步扼緊人類未來的咽喉，尋找可再生的替代能源成為世界各國尤其是中國的當務之急。

中國自1993年開始已成為石油凈進口國，2009年中國石油進口依存度接近53.6%。預計到2020年，中國石油消費量將達4.5億～6.1億噸，而國內的供應量只有1.8億～2億噸，缺口達2.5億～4.3億噸,對外依存度將達76.9%。過分依賴進口原油，對中國能源和資源供應戰略安全構成了潛在威脅。同時，在中國的能源消費結構中，一次能源中69%靠煤，發電80%以上來自于火電，能源轉型勢在必行。

“我們必須開發和利用面向未來的清潔能源”，中國科學技術部部長萬鋼在2009年“全球智庫峰會——中國能源環境高峰論壇”上堅定地說。

目前，在已開發的清潔能源中，生物質能源已經成為世界第四大能源和首屈一指的可再生能源。由于生物質能是以生物質為載體的化學態能量，這意味著生物質體可以穩定地儲存能量，因此，生物質能能夠隨時用，隨時??；從生物的全生命周期來看，生物質能可以實現零碳的循環。

“在發展可再生能源對化石能源的替代上，以生物質能源擔綱是世界主流?！笔涸菏空f，“生物質能源在中國是道繞不過去的檻?！?/p>

他指出，生物質能源還是解困中國“三農”問題的良藥。

對此，中國農業大學教授程序也有相同看法：“農業是唯一能夠生產生物質能源的產業，所以生物質能源和農業的關系天生就是密切的?！?/p>

在美國，奧巴馬上任不久就對農業部下達總統令，指令農業部要“大力加快在生物燃料產業的投資和生產，并利用這個產業為美國加快發展農村經濟提供唯一的機會”。

石元春院士認為，中國的“三農”問題已嚴重影響到社會公正與和諧穩定，影響經濟的健康和持續發展，生物質能源正是解困“三農”的一劑良藥，發展現代農業的必經路徑。

石元春院士在《生物質能源主導論》一文中指出，中國“三農”困境的病根是將8億農民捆綁在人均不到0.1公頃土地上從事附加值極低的糧食和初級農產品生產上，這是長期執行工農二元化和城鄉二元化的結果。發展“現代農業”的根本是要改變現行的落后的農業產業結構。免農業稅、發種糧補貼、搞新農村建設等非常必要，更重要的是培育“三農”自身的“造血功能”和“成長機制”。生物質產業的原料生產一頭在“三農”，加工和市場一頭在工業和城市，是“構建新型工農、城鄉關系”的最佳“紐帶”和 “抓手”。

他列舉了這樣一組數據：如果使每年可用于能源的4億噸秸稈（其中1億多噸被白白焚燒）得到開發，可相當于6座三峽電站發電量，并幫農民每年增收800億～1000億元；如果利用非糧低質邊際性土地種植甜高粱和薯類，可每年轉化為1億噸燃料乙醇并使農民增收1000億～1500億元；如果開發農林及加工業的有機廢棄物，可轉化為900億立方米的天然氣（相當于全國現消費量）并使農民增收1000億元。同時還可促進農村工業化、城鎮化，農村富余勞動力就近轉移就業。

發展破冰期來臨

石元春院士在接受《科學時報》記者采訪時指出，在度過了2009年的“寒冬”之后，2010年我國生物質能源已經迎來回暖期。

據中國工程院可再生能源發展戰略咨詢報告顯示，我國生物質能源的資源量是水能的2倍或風能的3.5倍。目前每年可開發的生物質能源約合11.7億噸標準煤，超過全國每年能源總耗量的1/3。

目前，我國已經具備開發利用生物質能源的產業化發展基礎。在大中型沼氣工程方面，科技部和農業部積極推進大中型沼氣工程的推廣應用，我國已有3兆瓦沼氣熱電肥聯產示范工程，并已完成電能并網和CDM交易；在非糧液體燃料方面，中糧在廣西建設了20萬噸/年的以木薯為原料的燃料乙醇示范工程；在秸稈氣化集中供氣方面，我國已建立了1000余處生物質燃氣集中利用示范項目；在生物質直燃發電方面，截至2008年年底，國家發改委已審批170余項生物質發電項目，總裝機460萬千瓦，已投產50項，裝機110萬千瓦；在固體成型燃料方面，我國的技術和設備已取得突破，相應的設備制造體系、生產工藝也基本形成，生物質固體成型燃料產量已達100萬噸左右；微藻生物能源也已進入開發研究階段。

中國科學院廣州能源所副所長馬隆龍認為：“新型原料的培育、產品的綜合利用、高效低成本的轉化技術是‘十二五’時期生物質能技術的三大發展趨勢。”

馬隆龍在“可再生能源發展回顧與展望2011”上詳細闡釋了生物質能技術發展的總趨勢，一是原料供應從以傳統廢棄物為主向新型資源選育和規?；嘤l展；二是高效、低成本轉化技術與生物燃料產品高值利用始終是未來技術的發展核心；三是生物質全鏈條綜合利用是實現綠色、高效利用的有效方式。

石元春院士指出，生物質產業面臨前所未有的產業發展機遇，但目前在中國也存在一些問題需要解決，生物質產業的工藝、設備和產業化方面，中國與發達國家間有較大差距。

“當前，我國生物質能源發展還沒有形成連續穩定的市場需求，與市場化競爭和運作尚存在較大的距離，從生產到銷售的各個環節都受政府部門嚴格控制，尚未形成真正意義的市場化?！眹鴦赵喊l展研究中心技術經濟研究部副部長李志軍說。

但石元春院士也表示，中國在生物質資源和某些技術研究上是有優勢和令人鼓舞的，特別是“三農”、能源和環境三股強勁需求的巨大拉力，使幾乎在同一起跑線上的這項國際競賽，中國有可能跑在最前面。當前最急需的是制定和實施一項推進中國生物質產業的國家重大專項計劃，登高一呼，推動全局。