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綠色產業視域下的我國海洋生物能源開發

2019-02-06 03:50:41栗俊杰劉邦凡
西部學刊 2019年20期

栗俊杰 劉邦凡

摘要:以海藻為主的海洋生物能源,不僅是綠色生態的生物能源,而且具有巨大開發價值,近年來已經越來越得到世界各國的關注。我國海洋生物能源的發展近年進步很快,在微藻養殖規模上、大型藻生產和加工上都走在世界前列。無論是政策環境、生產企業分布、研究機構研究進展、產業化發展狀況都取得重大成就。今后我國海洋生物能源發展的路徑應當是:細化海洋能源政策內容,實現政策環境優化;設立專門的管理機構,推動規范化管理;注重對復合型人才的培養,持續創新驅動;順應“互聯網+”新形勢,完善網絡平臺;產業化與綠色化結合,攻破發展難關。

關鍵詞:綠色產業;海洋生物能源;產業化;生態經濟

中圖分類號:P745??? 文獻標識碼:A文章編號:CN61-1487-(2019)20-0030-09

綠色發展,不僅是在中國,而且是在全球都已經成為一個基本共識,因為伴隨20世紀以來全球環境不斷惡化,各個國家和地區充分認識到,以犧牲生態而實現的發展是不可持續的。綠色發展首先就要實現綠色的產業發展,因此,世界各國紛紛開始對產業發展進行綠色治理,對于能源產業的治理也是如此。既要豐富本國的能源結構,又要保護生態、降低環境污染,是世界各國不得不面臨的問題。由于海洋資源種類多樣、儲量豐富,越來越多的國家和地區把關注的焦點轉向了海洋。而以海藻為代表的海洋能源生物與陸生能源物質比起來,在含油量、生長能力等方面具有絕對的優勢,又可以避免傳統生物能源與人爭糧、與糧爭地的問題,所以,發展海洋能源生物具有巨大的優勢。

一、概念界定及國內外研究現狀

(一)“海洋生物能源”概念界定及生產流程

“海洋能”從本質上來講,是指在海洋中蘊藏的具有可再生性的清潔能源,主要包括潮汐能、波浪能、鹽差能、溫差能、海流能。從一個更廣泛的意義上來說,它也包括海上風能、海表太陽能和海洋生物質能。[1]基于此,海洋生物能源屬于海洋生物質能,應該被定義為以海洋產能藻類(主要包括微藻和大型藻)為原料,通過生物煉制和功能化加工,生產生物燃料和相關高價值副產品。也就是說,海洋生物能源是對海洋資源更加綜合化、高值化以及功能化的加工利用,是海洋生物資源產業鏈的延伸和擴展。[2]

微藻作為海洋產能藻類的重要組成部分,因其分布廣泛、光合作用效率高、含油量高、生產周期短、油脂面積產率高、環境適應能力強且不占用耕地等特點,一直被大多數研究者視為最有潛力取代石油的生物質能源。微藻能夠將CO2轉變為多種活性物質,既包括生物燃料、飼料、食品以及高價值活性物質,還可以用做原料用于生物除污以及固氮肥料。微藻通過不同的工序也會產生不同類型的生物燃料,可以在微藻油脂中提取生物柴油、經過厭氧消化可以產生甲烷、燃料乙醇、水熱裂解處理制生物油,光合制氫氣等,但以生物柴油的研究和應用最為廣泛。因此,為了對海洋生物能源的生產流程有個直觀的認識,現以微藻生物燃料的生產流程為例,描述如下:

(二)國內研究現狀

趙中華等(2008)在《生物質能源發展與海洋生物質能源展望》中認為,海洋生物質資源可以克服生物質能源與人爭糧、威脅糧食安全等方面的制約因素,成為生物質能源原料來源一個非常重要的途徑。正是因為如此,他對國內外生物能源發展狀況進行了梳理,并且對海洋生物質能源的發展趨勢作出了展望。[4]仲雯雯(2011)在《我國戰略性海洋新興產業發展政策研究》中指出我國戰略性海洋新興產業在政策法規體系、管理機構、自主創新能力、科技成果轉化、投融資機制、人才儲備等方面的問題,并認為政策的完善對于該產業的發展具有十分重要的意義。通過借鑒發達國家政策優化的成功經驗,分析了我國該產業發展現有政策的特點以及存在的不足,提出了構建適合我國戰略性海洋新興產業發展的政策體系。[5]王慶(2013)在《生物科學深挖海洋生物寶藏》中認為,海洋生物活性物質也是海洋生物里的寶貴資源,它可以用來生產多種制劑、食品、藥物甚至是能源。我國在海洋活性物質的研究方面起步晚,進步快,但是大部分的研究還處在發現階段,因此提出要注重產學研的結合,注重海洋生物活性物質研究中的人力、物力、財力的資源整合以及優勢互補和協調管理。[6]溫洋(2015)在《發展海藻生物能源產業,創造新的海洋經濟增長點》中指出海藻在用于生產生物質能源、海洋藥物以及食品添加劑等方面所特有的綠色、節約、可持續等方面的優點,并指出在大方向上政府應該做好規劃與管理。具體說來,要從加大對海洋產業創新以及龍頭企業的扶持力度,創新金融系統貸款管理辦法等六個方面來實現海藻生物能源產業的跨越式發展。[7]焦艷玲等(2015)在《加強我國海洋生物技術產業立法之思考》中指出我國海洋生物技術產業法律法規體系不健全的現實情況,結合我國實際,分析了我國加強海洋生物技術產業立法的必要性和可行性,并提出我國加強海洋生物立法的思路和原則,最后就我國海洋生物技術產業的立法提出了自己的展望。[8]

綜上所述可以看出,目前國內學者關于海洋生物能源的研究中,有的是以研究海洋生物能源中某一個單一的能源作為切入點,來研究它對解決當今能源現實問題的重要意義;有的是研究海洋生物產業或者海洋生物經濟(海洋綠色經濟),把海洋生物能源作為研究的重點。而在對國內研究現狀以及海洋生物產業梳理的基礎上,基于數據分析對我國海洋生物能源的發展現狀進行實證方面的考查還不多,以及針對我國海洋生物能源發展存在的問題,提出適合我國海洋生物能源發展的對策和建議的文章很少。目前隨著能源危機的加劇,各國都在搶占新能源發展中的制高點,我國作為世界第二大經濟體,人口眾多,對能源的需求量巨大,必然需要重點發展該新能源。加之海洋生物能源比其他生物能源具有資源豐富、可持續性強等優點,因此,今后關于這方面的系統性研究必然會逐漸增多。

(三)國外研究現狀

國外關于海洋生物能源的研究,從文獻數量上來看,研究微藻生物燃料的要多于海藻生物燃料;從研究內容上來看,國外學者從2010年前后對海洋生物能源的經濟上可行性以及應用上的現實性持懷疑態度,轉變為2016年前后持積極態度。從近五年學者的研究內容和所持觀點可以看出,大多數相關領域的專家把焦點集聚在海洋生物能源成本效益提高、海藻生物量的增加、藻類塘廢水處理與生物燃料生產相結合等方面。

Evan Stephens(2010)在Future prospects of microalgal biofuel production systems中認為,面對日益嚴峻的能源危機,微藻已重新成為一個流行的原料為生產生物燃料和其他更有價值的產品的原料,與此同時他也認為盡管集成微藻生產系統存在一定的優勢,但更多的呼聲是一種炒作行為,微藻生物燃料經濟上可行性以及實現真正意義的商業化,才是微藻生物燃料能不能被應用的關鍵。[9]

Andrew K. Lee(2012)在Disruption of microalgal cells for the extraction of lipids forbiofuels:Processes and speci.c energy requirements中認為,機械性的細胞分裂以其較好的環保性和較高的產量成為進行生物燃料生產的首選方法,這一過程也受限于中斷過程所帶來的能源損耗,而這一缺點可以通過使用濃度高的溶液進行萃取來克服從而實現整體能量的平衡。[10]

Naim Rashida(2013)在Recycling and reuse of spent microalgal biomass for sustainable biofuels中認為,通過實現SMAB潛在的生物燃料可以實現微藻生物燃料的能量回收以及降低成本,并主張用技術經濟學進行分析,對SMAB應用設定一個明確的未來路線圖。[11]

George G.Zaimes(2014)在The role of allocation and coproducts in environmental evaluation of microalgal biofuels:How important?中通過分析表明,技術路線、副產品和分配方案的選擇對藻類的能量和環境性能產生一個顯著的影響,在選擇的情況下,可以改變凈能量平衡,使藻類燃料生產在溫室氣體減排中的潛力從消極的轉變為積極的。[12]

A.L. Gon.alves等(2014)在The effect of light supply on microalgal growth,CO2 uptake and nutrientremoval from wastewater中提出廢水處理可能使微藻生物燃料在經濟上可行并且微藻生產生物燃料在很大程度上取決于微藻菌株及培養條件。由此對不同藻株進行了不同光照條件下的試驗,得出更高的光照度值和光周期有助于更高的細胞密度、較高的CO2的吸收率和高營養去除效率。[13]

Bala Kiran(2014)在Perspectives of microalgal biofuels as a renewable source of energy中肯定了微藻作為第三代生物能源,在解決能源危機和環境問題方面的潛力及優勢,基于生物煉制技術對包括藻種篩選、不同選育技術以及生物燃料轉化等微藻生物燃料生產的各個方面進行了概述,從而進一步提出降低成本、碳封存和干擾情況下的廢水處理、最大限度地提高微藻的脂質含量是實現微藻生物燃料商業化的關鍵。[14]

Goldy De Bhowmick(2015)在Metabolic pathway engineering towards enhancing microalgal lipid biosynthesis for biofuel application—A review中認為微藻作為原料生產生物柴油最大的技術挑戰是用高脂質含量對微藻進行大規模培養來生產性價比高的產品,以此來實現經濟效益和環境效益和諧統一。在一些可能的策略基礎上,梳理微藻脂肪合成代謝工程領域的研究進展及發展趨勢,得出通過重建一個穩定的修改工程能夠實現微藻產脂能力增強的結論。具體策略包括流量平衡靶基因的鑒定,在脂質合成中所涉及的靶基因的過度表達,在目標的特定基因表達的誘導型啟動子,轉錄因子的組成型表達,轉移的主要代謝產物變化,以及silicobased方法,并呼吁在微藻生物燃料研究中多學科的共同努力。[15]

Donna L.Sutherland(2015)在Enhancing microalgal photosynthesis and productivity in wastewater treatment high rate algal ponds for biofuel production中認為高效藻類塘(HRAP)與生物燃料生產相結合是當前微藻生物燃料研究的一個熱點。耦合廢水HRAPs和微藻生產生物燃料事實上在經濟上具有潛在的可行性;一方面微藻生物質產量增加對于微藻生物燃料在現實中商業化具有十分重要的意義,另一方面微藻光合作用的效率受限于污水處理HRAPs的條件,因此改變環境為提高微藻性能提供了一個具有成本效益的解決方案。[16]

VivianeT.deC.Neves(2016)在Influence of lipid extraction methods aspre-treatment of microalgal biomass for biogas production中認為,熱化學法是最常見的用于藻類生物脂質液態提取的預處理方法。然而,研究使用預處理方法,需要較少的能量。因此,能量平衡可能對微藻作為一種能源資源更有利。[17]

二、國外海洋生物能源產業發展概況

國外關于海洋生物能源的研究始于20世紀70年代末80年代初的美國。1978年卡特總統為評估從藻類中提取可以替代汽油的清潔生物能源的可能性,設立了ASP,也就標志著人類進行海洋生物能源研究的開端。不過,該項目花費2500萬美元以后就宣告停止。而后,20世紀90年代初到20世紀末,日本開啟了一項名為“地球研究更新技術計劃”的項目。該項目開發密閉式光反應器技術,通過密閉的方式,用火力發電廠排放的二氧化碳來培養藻類,促使其生產生物質能源。也就是說21世紀以前,只有美國和日本認識到了海洋生物能源的潛力,對其進行了嘗試性研究。而真正意義上的研究熱潮,是在21世紀以后。人類進入21世紀后,以煤炭、石油為主的化石能源消耗劇增,化石燃料燃燒所造成的環境污染問題也日益成為人們不得不面對的嚴重問題。此時,除美國、日本以外,新西蘭、荷蘭、英國、中國等國家也紛紛提高了對海洋生物能源的重視程度,陸續開始了理論和實踐方面的研究。海藻生物能源真正的產業化嘗試是在2006年開始的。由于美國和日本是進行海洋生物能源探索較早且較為發達的國家,因此,本文以美國和日本兩個國家的海洋生物能源的開發以及產業發展為例,以期對國外海洋生物能源產業化發展狀況進行梳理。

(一)美國產業發展概況

首先,美國有一個持續的政策環境。產業要想發展,必須有一個良好的產業發展環境,因此,一個國家為某個產業營造的發展環境如何,是決定該產業發展一個十分重要的因素。海洋生物能源產業作為海洋可再生能源業的一個重要組成部分,對于各個國家來說都是具有戰略性意義的新興產業。考察美國海洋生物產業的發展情況,有必要對美國關于海洋生物能源產業發展的政策法規進行梳理,以便對美國海洋生物能源產業的發展環境進行整體的把握。

通過上表可以看出,自20世紀80年代以來,美國政府就十分重視該國海洋經濟的發展,幾乎每5—10年就會出臺一個新的戰略規劃來對海洋經濟的發展進行指導。認識到科技在海洋經濟發展中的重要地位,美國更是從未放棄對海洋高科技領先地位的爭取。而在重點扶持和發展的海洋技術中,海洋生物技術更是處于優先發展的地位,可見美國政府還是十分重視海洋生物能源產業的。

其次,美國已經進行了海洋生物能源產業化嘗試,并取得一定的進展。

通過表2可以看出,美國作為第一大經濟體,十分重視對海藻生物能源產業的孕育。且不說在全球150多家的能源微藻公司中,美國就占了三分之一,僅2006至2008三年,就有十多家公司和單位進行了具體內容明確、目標清晰的產業化嘗試,且有發展良好之勢。然而,也不難發現,雖然美國的海洋科學技術十分先進,但是美國的海洋生物能源產業基本上還處在嘗試階段,離降低成本、提高利潤、占有和擴大市場占有率的成熟產業發展階段還有相當長的一段距離。

(二)日本產業發展概況

首先,日本高度重視相關政策的制定,力求為推進海洋生物能源產業發展提供完善的政策環境。日本是一個四面環海的島國,海洋面積遠遠大于其陸地面積,因此,高效利用海洋資源,并逐步推進其實現產業化一直是日本經濟發展的基礎。日本一直致力于開發海洋能源,尤其是注重對海洋新資源的勘測、發掘,對海洋新科技、新技術的推進,作為第三代生物能源的海藻自然也是其海洋開發與發展的重點。而一個國家對一種新能源的重視,自然會在其戰略規劃以及政策法規中有所體現,通過查閱相關資料,現將日本海洋生物能源的政策體系,梳理如下:

通過表3可以看出,日本從20世紀70年代開始,就十分重視對新能源的開發和利用,且20世紀70年代到21世紀初,一直在政策引導以及管理規制方面有所推進,不僅適時前瞻性地出臺一些規劃作為新能源開發的導向,還對核心規劃進行修訂和完善。例如日本于2007年頒布海洋基本法之后,2008年就出臺海洋基本計劃草案,5年后又出臺第二期海洋基本計劃,對其內容進行細化,細節進行補充,這些都說明日本政府十分重視發揮海洋新能源的開發與發展,并力圖發揮政策的前瞻引導作用。特別是日本于2007年在其內閣府設立了以首相為部長的“綜合海洋政策本部”,其重視程度可見一斑,這一切無不為其海洋生物能源的發展提供了十分優越的政策環境。[18]

其次,日本也大力推進海洋生物能源開發研究。海洋生物能源作為一種新能源,它的開發和推動需要高科技的支撐,需要政府資金的支持,需要科研機構和市場主體的共同配合。日本作為海洋大國,一直致力于對海洋新能源的開發與應用,在海洋能源開發和利用方面投入了大量的人力、物力和財力,并在海藻生物能源技術創新方面取得了一定的成就,甚至走在世界前列。可參見表4。

通過上表可以看出,日本對于海洋生物能源方面的技術研究與開發,十分重視產學研的結合。不管是對海洋大型藻生物能源新技術的開發還是對作為生物燃料原料的微藻的大規模培養,都是以研究所、大學、公司三方作為研發主體來實現突破的。前期研究成果,如果能較好的與市場結合,必然會對其今后的產業化、工業化發展奠定基礎,這種做法值得我國學習和借鑒。

三、我國海洋生物能源發展現狀

(一)生產企業分布概況

我國海藻資源儲備相對豐富,不論是在海洋微藻養殖規模上,還是在海洋大型藻生產和加工上,都走在世界前列。在微藻養殖方面,國外的螺旋藻工廠有12家,年產量達1200噸,我國的螺旋藻生產企業已有40余家,年產量在3000噸到4000噸左右,在企業數量和產量上,我國與其他國家比起來都有絕對的優勢。經過多年努力,螺旋藻生產企業相繼上馬,基本形成西起云南省、東到山東省、南到海南省、北到內蒙古自治區的大跨度的格局,形成了一批龍頭企業,如表5。

在海洋大型藻的生產和加工方面,褐藻、紅藻和綠藻是世界進行人工大規模養殖的主要品種,其中海帶、裙帶菜、紫菜、江蘺等都是其主要的種植種屬。我國是世界上最大的海藻生產國。從地區分布上來看,我國的海洋大型藻養殖主要分布在沿海地區,在產區分布上來看,山東省、遼寧省、江蘇省、浙江省、福建省、廣東省等是主要產區。目前,只是發現大型藻也可以作為生物能源開發的重要原料,并沒有在該領域進行廣泛應用。但是,我國巨大的海藻養殖、生產和加工能力,必然會為今后海藻生物能源的開發和利用奠定較好的原料基礎。

(二)政策環境概況

黨的十八大報告中提出“提高海洋資源開發能力,堅決維護國家海洋權益,建設海洋強國”,這就說明海洋資源開發利用已經被我國提高到了戰略的高度。那么,作為海洋資源重要組成部分的海洋生物資源在我國“海洋強國”戰略中到底處于一個什么位置,它的發展環境如何,還需要在具體的政策法規中有所體現。通過查閱資料,現將具體情況整理如表6。通過表6可以看出,2012年以來我國十分重視對海洋可再生能源、海洋新興產業的開發和孕育。無論是在海洋經濟發展規劃、生物產業發展規劃、還是在海洋可再生能源、中國海洋發展報告中,都充分體現了國家對海洋新興產業的重視程度。但是,通過查閱相關政策法規的內容也不難看出,我國海洋資源開發戰略將更多的注意力放在有較久研究和開發利用歷史的醫藥、食品,而在海洋能源開發方面則將主要注意力放在了技術較為成熟的潮汐能、波浪能等領域。這在海洋資源和能源開發的初期,當然有其合理的一面,但是,長期來看,潮汐能、波浪能雖然能量資源巨大,但是它更多的是一種“順勢而為”的開發形式,很難進行人為的控制和操縱,而這些正是海洋生物能源所具有的優點。因此,現在和未來我國在進行政策完善和補充的時候,需要加入更多支持和激勵海洋生物能源研究和開發的具體內容。

(三)研究機構概況

我國海洋生物能源研究機構實力雄厚,比較具有代表性的是中國科學院、清華大學、新奧科技發展有限公司、中國石化、浙江大學、哈爾濱工業大學等。在2016年3月30日由《高科技與產業化》雜志公布的《微藻技術能源情報分析》中微藻能源領域全球TOP25專利權人的統計圖表中,我國上述研究機構赫然在列,且中科院、清華大學、新奧科技發展有限公司分別位列第一、第二和第三。從數量分布上來看,美國數量最多有12家,中國有6家,韓國有4家。從機構性質上來看,總體上是企業多于高校,而我國主要是以高校和研究所為主。具體情況如下:

通過上表可以看出,我國海洋生物能源研究機構主要以研究所和高校為主,企業數量比較少,其中以清華大學涉獵該領域的時間最早;主要研究領域是微藻的培養、脂質提取、酶催化、生物柴油生產、廢水凈化培養、沼氣氫氣生產等方面。

(四)產業化發展概況

一方面,我國處于海洋生物能源產業化嘗試階段。對海洋生物能源的關注和研究起步較晚,但發展速度較快,例如,我國的海藻養殖規模在全世界處于領先地位。因此,應對日益嚴峻的環境問題和能源危機,我國的相關企業在政府政策的大力支持下,積極進行海洋生物能源的產業化嘗試,并取得了一定的進展。在海洋微藻能源產業化嘗試方面,一些企業通過與科研院所以及高校的合作,逐漸突破開發的實驗室階段,開始進行項目放大和中試。從企業層面上來看,代表性的企業主要有河北新奧科技發展有限公司、中石化、海南洋浦綠地能源科技有限公司、內蒙古金驕集團、兆凱生物工程研發中心(深圳)有限公司、嘉興大祺生物能源有限公司等。其中,除中石化以外的其他企業基本都實現了中試。這也就是說在微藻生物能源開發方面,我國與世界發達國家相比,養殖基礎好,技術領先,到目前為止,基本都處于產業化嘗試和孕育的中試階段。在海洋大型藻類能源方面,其生物質能源開發價值基本得到了學術界的認可,但由于缺乏對海藻生物質積累的生物學基礎、合成代謝途徑、微生物降解等方面的研究,我國海洋大型藻類也只是基本形成了產量較為可觀的養殖產業。

另一方面,產業化攻堅也遇到諸多困難。各類能源企業進行的所有的工程和示范項目的最終目標都是實現產業化,而產業化既要求充足原料的供應,也需要可以提供量化生產的工業裝置。要實現原料充足的供應量,歸根結底就是對海洋藻類的培養。由于海藻種類眾多,不同種類的藻類的產油能力各不相同,因此,高效率產油海藻的選育是需要突破的關鍵。并且海藻的規模培養不是實驗室培養經驗的簡單放大,它需要通過開放式、封閉式的規模化培養嘗試,需要相應的工業裝置進行配套。海藻的規模培養水耗大,工業化生產裝置也需要投入大量的資金,這些都會產生高昂的生產成本,所以成本限制和規模培養是我國海洋生物能源未來實現產業化,占據可再生能源研究制高點所面臨和必須攻克的難關。

四、我國海洋生物能源發展的路徑選擇

(一)細化海洋能源政策內容,實現政策環境優化

通過前面的分析不難發現,我國的海洋生物能源,在政策法規方面處于一個比較尷尬的境地。它既沒有被看作是海洋能源的一個組成部分,著重進行政策設計,也未被作為生物質能源的一個組成部分,來進行特殊的政策支持。當前,只是出臺了一些方向上和原則上的戰略規劃,來強調海洋生物能源發展的必要性和重要性,并未對其具體怎樣發展,發展分為幾個階段,每個階段要實現怎樣的發展目標在政策法規上給予明示。一種資源從發現到開發再到研究直至產業化,每個環節,都離不開政策的引導。尤其是海洋生物能源,作為一種可再生能源,是一種新生的事物,將來逐漸成為一個新興產業,要想克服成本過高的困難,實現其經濟效益和社會效益的統一,當然離不開政策上大力的支持。因此,我國要想實現我國海洋強國戰略目標,在解決能源和環境危機中爭取有利地位,就必須細化海洋能源政策內容,實現海洋生物能源政策環境的優化。具體說來,要在海洋生物能源發展的財政支持政策、稅收政策、知識產權保護政策、科技政策、產業發展政策等各個方面,給予其優惠和支持。對各個具體政策明確相關方面的政策目標,實施細則,完善不同階段的政策評估體系,從而確保海洋生物能源的發展有切實可行的政策保障。[19]

(二)設立專門的管理機構,推動規范化管理

海洋生物能源產業受海洋局、能源局、科技部、農業部等多個部門的管轄,海洋生物能源既屬于海洋能源、又屬于生物能源,海洋生物能源既屬于新能源產業又屬于現代海洋農業。鑒于此,海藻生物能源,作為第三代生物能源,在解決環境問題,應對能源危機方面的意義重大,加大海藻生物能源的投入與支持,已經是大勢所趨。[2]因此,我國應設立專門的部門,如“海洋生物能源發展服務部”來專門負責日常工作的推進與管理。通過在管理實踐方面的探索與經驗積累,提高我國海洋生物能源發展的速度,逐漸讓高效化的管理來促進海藻的規模化培養,助推我國海洋生物能源技術世界領先、海洋生物能源產業化早日實現。

(三)注重對復合型人才的培養,持續創新動力

海洋生物能源產業屬于高技術含量、高附加值的生態產業,它需要技術創新的驅動。要想推進我國海洋生物能源產業化,就必須提高我國在海洋生物能源發展方面的創新能力。而無論何種形式的創新,歸根結底還是要依靠人才來實現。現階段,我國的海洋生物能源方面的人才培養地區差異較大,對復合型人才培養不足,真正掌握專業知識,能在工業示范區從事技術工作,又懂得管理的復合型人才十分缺乏。因此,一方面要注重產學研的結合,讓更多校園里的學生到相應的生物能源產業示范區去實訓,另一方面,要加強職業教育和技術教育,讓從事相關工作的人們有機會、有渠道豐富自己的知識結構,完善自己各方面技能,早日成為海洋生物能源產業需要的復合型人才。

(四)順應“互聯網+”新形勢,完善網絡平臺

隨著社會的發展與進步,互聯網已經成為人們生活中不可或缺的一部分,它也以不可阻擋之勢和驚人的速度,改變和創新著各行各業的組織形式。通過上網查閱資料發現,我國目前有有中國新能源與可再生資源(www.crein.org.cn)、清潔能源網(www.21ce.cc)、中國節能產業網(WWW.CHINA.ESI.CN)等網絡平臺,提供有關于新能源的信息,也有海洋生物能源尤其是微藻生物柴油的一些內容。[20]但是,為了解我國海洋生物能源產業化進展情況,進行資料查詢時發現,即便是諸如新奧科技這樣的我國新能源領域的民營巨頭,在其官方網站里關于海洋生物能源的介紹也少得可憐,尤其是關于其正在進行一些產業化項目和工業化基地的進展情況,有關信息更新不夠。海洋生物能源是新能源,從開發階段開始到實驗再到小試和中試最后工業化產業化都需要開放的信息服務平臺來提高創新的效率。未來幾十年,隨著海洋生物能源技術的發展,海洋生物產業鏈逐漸形成,更是需要互聯網思維、物流互聯配送、互聯網貿易、互聯網金融、互聯網支付平臺的高效推動。海洋生物能源或許可以選擇一種不同于傳統能源的“后互聯網+”的模式,而是從一開始就融入互聯網思維,逐漸形成一個嶄新的互聯網+海洋生物能源的商業模式。

(五)產業化與綠色化結合,攻破發展難關

海洋生物原料來源不足,海藻選育水耗大,成本高,最好的解決辦法就是將海洋生物能源產業化與二氧化碳減排相結合,把二氧化碳作為進行海藻培育的資源,而不是作為危害自然環境的毒瘤和廢物,鼓勵進行海藻生物能源產業嘗試的科研機構和企業與傳統高二氧化碳排放的企業進行深度合作,把海藻生物能源工業化裝置設置在高二氧化碳排放企業附近,利用企業排放的廢水和廢氣進行高產能海藻的規模培養。當然,這里面也要防止海藻被其他物質污染的風險,需要專業研究機構對此風險進行把控。[21]

五、展望

海洋生物能源進行生產和使用的困境主要集中在成本降低、規模化生產以及如何與環境保護相結合幾個方面。只有在這些方面真正地實現技術上的突破,海洋生物能源才能夠幫助解決人類社會面臨的日益嚴峻的能源危機和生態環境問題[22]。由于能源和環境對于每個國家都具有十分重要的意義,全球很多國家不惜投入巨資,在此領域進行了不懈地努力,一些科技實力較強的國家最近幾年也實現了創造性突破[23][24]。例如,美國為了進一步理解藻類在整個生物質和液態運輸燃料產品方面的影響,在2010年資助了國家高級生物燃料和生物制品聯盟項目。通過該項目,由39個合作成員組成的NAABB聯盟靠解決生物量增強和生物生產力方面的問題,實現了藻類生物學的巨大進步。聯盟的專業知識來自于企業、大學和國家實驗室,聯盟打通了從藻類生物學到生物燃料轉換的全價值鏈,與此同時,這項戰略能確定藻類潛在的能源產量的評估體系。在我國,中國科學院水生生物研究所與中國石化石油化工科學研究院于2011年開始合作,展開了“能源微藻應用于工業煙氣生物脫硝”的研究,利用自主發明的高效光生物反應器(中國發明專利,授權號201410063589.X)對小球藻的脫硝能力進行驗證,成功證明了微藻在工業煙氣生物脫銷領域的價值,并提出了微藻生物脫硝、高附加值產品生產與生物柴油制備的聯合生產工藝Ver1.0。此外,還開展了利用光合兼氧培養方法進行煙氣脫銷的研究,證明了能源微藻用于工業煙氣生物脫硝和能源生產是可行的,另外還提供了一種土地有限條件下進行煙氣減排的工業化策略(Chen et al.2016)。在此基礎上,又提供了進一步的改進優化工藝Ver2.0。以上這些重大攻關的實現,都讓我們有理由相信,以海藻尤其是以微藻為原料的生物燃料,在不久的將來會走進我們的生產和生活,甚至是逐漸取代石油成為人類的生態能源。同時,隨著我國該領域科技的不斷進步,我國必然會在海洋生物能源領域占有重要的位置,發揮舉足輕重的作用,為解決國家乃至世界的能源和環境危機,貢獻一份屬于我們的力量。

參考文獻:

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作者簡介:栗俊杰(1991—),女,河北撫寧人,漢族,邢臺職業技術學院教師,河北省公共政策評估研究中心助理研究員,研究方向為公共管理。

劉邦凡(1967—),男,重慶涪陵人,博士,燕山大學公共管理學院教授、博士生導師,河北省公共政策評估研究中心首席專家,研究方向為公共管理。

(責任編輯:李直)

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