生物能源发展前景范文
时间：2023-11-15 17:56:11
导语：如何才能写好一篇生物能源发展前景，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一、发展生物质能的四大好处
(一)再造绿色大庆，增加能源供给。我国有大量以淀粉、油脂、纤维素、半纤维素及木质素等为主要成分的生物资源。我国粮食年产量为4．5―5亿吨，同时产生秸杆7亿多吨；还有大量不易种农作物的土地，可以作为能源等专用植物种植的土地约有1亿公顷，再加上南方10亿亩山坡和3亿亩冬闲田的利用，每年可生产10―15亿吨生物质，可产酒精和生物柴油约1亿吨左右，至少相当于大庆油田的产量。
(二)减少二氧化碳排放，改善生态环境。目前，我国CO2的排放总量仅次于美国而居世界第二位。生物质能不但在使用过程中不会大量产生CO2，而且绿色植物在进行光合作用时还要吸收大量CO2，从而大幅度减少CO2的排放量。
当前，农业废弃物现象是我国最大的能源污染，每年有20―25亿吨畜禽粪便造成了严重的环境污染和疾病传播隐患。大量作物秸杆被遗弃在田间地头，就地焚烧，烟气污染十分严重。利用生物技术可使畜禽粪便、秸杆类木质纤维素转化为沼气、燃料乙醇或其它产品，既有利于根治“畜牧公害”和“秸杆问题”，又能缓解农村能源短缺的问题。
(三)创造就业岗位，增加农民收入。发展生物质能的最大意义是有利于解决“三农”问题，可以创造就业岗位，增加农民收入，保持农村社会的稳定。创造一个绿色大庆就相当于1500亿元人民币的石油进口费转让给了农民和生物能源企业，而且可以创造上千万个就业岗位。我国年产玉米1．2亿吨左右，占世界玉米年产量的20％，居世界第二位。其中2／3没有经过深加工作为饲料使用，直接损失淀粉3000万吨。若经过深加工，利用3000万吨淀粉可生产1300万吨的燃料乙醇，替代等量的汽油并按现行油价计算，仅此一项可以节约195亿元人民币。种植高粱等生产乙醇，组织规模化生产和加工也可增加农民收入。
(四)发展生物化工，推动化工革命。延长生物质能的产业链，利用生物乙醇生产乙烯、聚乙烯、环氧乙烷等生物化学材料，大幅度提高生物能源工业的附加值。据预测，到2010年我国乙烯需求量将达2500万吨，部分依靠进口。若发展生物乙烯替代进口，将用于进口的费用转让给国内的生物化工企业，这些企业向农民收购原料，还可增加农民收入上千亿元人民币。
二、发展生物质能要消除的四大误区
(一)消除与人争粮的误E。甜高梁、甘薯、木薯、秸杆、甘蔗都可以作为生产燃料乙醇的原料。各种废油、油菜籽都可以用来生产生物柴油。所以不能误解为生物质能就是把粮仓变油箱。相反，生物质能将起到一个粮食安全平衡器的作用。
(二)消除与粮争地的误区。生物质能的原料生产，可以利用不宜种植农作物的荒地、坡地、改良后的盐碱地，还可利用休闲的土地，完全可以做到不与生产粮食争地。
(三)消除生产成本高的误区。生物质能的技术进一步改进，有望成为成本最低的能源之一，而且比核能、煤炭安全得多。初步测算，三峡工程总投资约1800亿元人民币，2009年完成后，年发电860亿千瓦时，相当于一个大庆的能源当量，而同当量的发展生物质能只需不到50％的投资就能创造一个绿色大庆。
篇2
寻找新型能源形式是永恒话题
光合作用，为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造五千亿吨有机物，远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。不仅如此，煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。因此，光合作用对于人类乃至整个生物界都具有非常重要的意义。
然而，诺贝尔化学奖得主哈特穆特·米歇尔却指出，植物光合作用仅有不到1%的太阳能会储存在生物质当中。如果我们完全依赖植物光合作用来生产能源作物，地球上的森林很快就会消失。
米歇尔提出：千万不要依赖光合作用作为能源生产的唯一途径。这揭示了未来能源发展的趋势：寻找新型能源形式将是社会实现可持续发展过程中的永恒话题。
新型能源- - - 浮游植物、转基因藻类
浮游生物，即在海洋、湖泊及河川等水域中，那些自身完全没有移动能力，或者有也非常弱，因而不能逆水流而动，而是浮在水面生活一类生物的总称。
浮游植物每年通过光合作用可制造高达360亿吨的氧气，占地球大气氧含量的70%以上，在进行光合作用的同时产生大量的能量储存在其体内。浮游植物中的藻类，其数量又占浮游植物数量的60%以上，其生产力占全球总生产力的45%以上，占地球上自养生物年蓄积碳元素量的40%。
无论是从储存能量，还是产生氧气、清除二氧化碳的能力来看，藻类等浮游植物可算是一大型光转化与储存工厂。
在大湖泊和海洋中，光合作用几乎都在真光层内进行。据科学家计算，整个海洋具有光合作用的浮游生物，每年通过光合成的总碳素量估计可达200亿甚至250亿吨。如果利用基因工程技术对能够进行光合作用的浮游生物，包括微生物，进行适当的基因工程改造，就能够使得这些生物的有机物合成效率进一步提高，并且能够选择性地为人类合成我们所需要的有机物。
要想实现充分利用浮游生物开发新能源的目的，需要建造新型的浮游生物养殖场，建造全方位透明的饲养池以增加单位面积的光照强度和光合作用的效率。
藻类生物具有光合效率高、生长周期短、速度快、数量庞大等特点，并有其自身独特的结构特点- - -结构中有一多半是油脂。以这一系列特点为基础，针对其潜在的利用价值，美国制定了1978-1996年间完成国家可再生能源实验室《水生物种计划- - -藻类生物柴油》计划以及2007年微型曼哈顿计划- - -藻类生物原油研究；与此同时于2009了《藻类生物燃料技术路线图》。
微藻制油的原理是利用微藻的光合作用，将化工生产过程中产生的二氧化碳转化为微藻自身的物质从而固定碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，再进行提炼加工，从而产出生物柴油。
值得注意的是，特殊品系微藻类的产油能力可达油脂作物的数倍。藻类生物燃料采用燃烧产热的方式利用生物质能源，将微藻类的生物质干燥后，像高等植物木材般燃烧产能，此举也大大提高了藻类生物的利用率。
藻类产油日益受到人们的高度重视，但这一新型能源的开发依然存在问题，如大部分藻类的产油量不超过自身重量的10%。为寻找产油量高的藻类，目前美国的多个科技公司和实验室正在加紧进行转基因超级藻类的研发。现有公司已经测出了藻类的基因序列，拟通过添加和操纵基因造出高油产量的藻类系列，以期藻类的产油量超过自重的40%。
转基因藻类目标是“驯化藻类，把它变成一种作物”，从而生产出藻类生物原油、藻类生物汽油、藻类天然气、藻类氢气等产品，增加自然界光合利用率，缓解能源紧缺问题。在石油价格大幅上升、粮食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的发展前景。
新型能源- - - 微生物发酵
随着科学技术的进步，微生物在新能源开发应用领域有着光明的前景。
如微生物与生物柴油。微生物油脂是酵母、霉菌、细菌、藻类等微生物在一定条件下，以碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂，将之规模化生产即可得到生物柴油。此方法污染少、成本低、工艺较为简便，同时充分利用了玉米秸秆等废弃物制造绿色能源。通过技术手段突变从而产生高产油菌株，使得生物柴油的生产回报更加丰厚。
再比如，微生物制氢。氢能源具有清洁无污染、能量密度高等特点，被认为是未来经济发展的理想绿色能源之一。生物制氢因其具有低能耗、低成本、无污染和可再生性等优势，一直是国际研究的热点。光合细菌可以使有机物分解产生氢气，且产氢的能量转化率及氢气的纯度均较高。其中，研究较多的是深红红螺菌。它能够以有机废料为原料进行光合产氢。据报道，只要在合适的底物和环境条件下，光合细菌就能进行光照放氢的代谢反应，生产出绿色清洁的能源。
还比如，微生物与燃料酒精。在微生物作用下，将糖类、谷物淀粉和纤维素等物质通过乙醇发酵生产出燃料级乙醇，从而替代石油作为新型燃料，这是微生物在能源领域的又一应用。该技术具有低污染、低成本、燃烧完全等特点，是当前许多国家应对能源危机的举措之一。
微生物与沼气运用也是值得关注的技术。沼气发酵又称为厌氧消化或厌氧发酵，是指有机物质如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等，在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体- - -沼气的过程。该技术的研发与应用，不仅有助于减少目前对矿物燃料的依赖，而且在工业、农业、环境改善等诸多方面都有积极作用。
重要的是，微生物能源是利用纯天然微生物自身发酵产生的能源，其自身燃烧产生的气体对地球环境的影响将比传统能源少很多，且赖于其巨大的数量及快速的繁衍速度，人们不用担心它会迅速枯竭。这些特点预示着这一能源形式将在未来人类发展中具有广阔前景。
清洁能源- - - 生物能
清洁能源是指在生产和使用过程中不产生有害物质，或可再生、消耗后可得到恢复，或非再生（如风能、水能、天然气等）及经洁净技术处理过的能源（如洁净煤油等）。其中，生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。
生物能具有许多优点，如提供低硫燃料，在某些条件下提供廉价能源，将有机物转化成燃料从而减少对环境的公害，且与其他非传统性能源相比较，生物能技术上的难题较少。
篇3
一、生物产业属绿色环保无碳经济，符合国家产业发展政策
总书记和总理多次指示要重点发展好生物产业。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》已将生物产业列为实现重点跨越的领域。2009年6月，国务院常务会议审议通过了《促进生物产业加快发展的若干政策》。《山西省生物产业发展规划纲要》也显示，到2015年年底，山西省计划初步建成国内生物医药、生物农业、生物环保、生物能源的新产品制造基地，生物产业行业经济总量计划达到1000亿元，并计划扶持一批生物产业龙头企业，加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业。到2015年年底，培育3到5户产值超50亿元的生物领军企业，培育10户产值超10亿元的生物龙头企业，扶持10到20户产值超过5亿元的创新型生物企业，打造20个销售额超亿元的生物拳头产品。此外，还要设立山西生物产业发展基金，用以引导社会资本投资建设生物产业重大项目，重点扶持其中产业集聚形成供应链优势的园区作为生物产业基地，特别是发展文冠界生物柴油产业还有具体的扶持政策，有相应的国家发改委专项补贴、财政部专项扶持资金、科技部技术创新支持资金和国家林业总局油料植物专项支持资金(400元／亩)等政策。发展洋姜和文冠果生物产业，千载难逢，机遇不可错过!
二、发展洋姜和文冠果生物产业，山西省孝义市拥有优越的区位基本要素
从区位自然条件看，孝义市气候干燥、温差大、地下水温适宜，植物的多样性显著。洋姜和文冠果植物生长繁殖所需的基本要素集聚，文冠果在周临地区如：方山、临汾等地就有种植历史，文冠果为温带树种，喜光、耐干旱瘠薄、抗寒性强、耐盐碱，在黄土高原、山坡、丘陵、沟壑边缘和土石山区都能生长发育和结实，适应性较强，只是不耐水涝。文冠果深根性，根系发达，有利于保持水土。洋姜在我市种植历史已有千年，我市及周边广大地区均适宜种植，过去只作为腌制咸菜的原料，由于它的用途及成分未被人们认识，所以大面积种植也未被广泛推广。随着科技进步，洋姜和文冠果已被确认为目前全球公认的发展生物燃料的绝佳原料。同时，还都是优质的食品、保健品、药品原料。洋姜、文冠果全身是宝，开发潜力很大。
洋姜和文冠果生物产业作为孝义市转型发展产业有如下区位优势和发展潜力：
1、洋姜和文冠果适合在孝义市所有区域内种植，易形成规模。洋姜和文冠果的适应性强、抗逆能力卓越，均可在非常恶劣的环境中生长。
2、保持水土：孝义市大部分地区属干旱地区，且植被脆弱，风沙较大，尘土流动性很强。洋姜和文冠果株根系发达，不但可以很好地起到防沙尘作用，而且能很好地保持地表水土。
3、繁殖力强，管理粗放，可长久受益。洋姜可一次播种，长期收获，并且每年以四倍的速度增长，洋姜块茎可每年采收，顶部籽粒可飘撒繁殖，基本无需管理，同时没有病虫害。文冠果耐旱、耐瘠薄，耐盐碱，能耐零下40℃低温，适应性强，具有极强生命力，移栽成活率高，无病虫害，可粗放管理。文冠果挂果早，一般头年栽苗，二年见花，五年生园子挂果率达95％，五年生时平均亩产鲜果2000公斤，进入盛果期后，产量更高。文冠果寿命较长，1000多年的大树仍花繁叶茂，硕果累累，一次投资，可长久收益。
4、不与粮食争地：洋姜、文冠果均可在荒山荒坡、零散地块、房前屋后、瘠薄旱地等任意生长，种植成本较低，节省劳动力和土地。文冠果还可代替部分油料作物，腾出大量土地生产粮食。
5、符合国家政策，可获得更多的财政资金支持。洋姜、文冠果产业是国家及山西省优先发展的高新技术产业，符合国家及山西省产业规划要求，且带动农民增收能力超强，种植文冠果挂果后，可有P000元／亩的平均收益。同时，对生态环境、畜牧业发展的作用不可低估。
孝义市拥有丰富的种植土地资源，且有70％为丘陵地带，非常适宜洋姜、文冠果等作物的种植。通过培育孝义市生物农业及生物能源的发展，可进而带动生物制造、生物环保等相关产业的发展，此举无疑将为孝义市农业、经济、环保等带来不可估量的效益。
根据国家“十一五”发展规划，2007年全国已经试点推广种植了能源林100万亩，至2020年全国将种植能源林2亿亩，生产生物柴油600万吨，将逐步改变我国的能源结构，减少对石油的信赖。因此，文冠果作为我国北方最重要的能源林树种，具有广阔的开发前景。
三、洋姜和文冠果提取柴油技术，已获得成功，生物产业已初具规模
洋姜和文冠果生物产业，已有中国科学院、天津工业微生物研究所、武汉理工大学等共同研究且取得重大技术成果；文冠果生物柴油产业更是技术成熟、产业已规模化发展。生物柴油产业的大力发展，使洋姜和文冠果在国际、国内市场需求旺盛，产业前景非常可观。而且，提取、转化的生物柴油可完全称得上是真正的绿色清洁能源。
篇4
[关键词]生物质能；产业化发展；可再生
[DOI]1013939/jcnkizgsc201716074
1前言
以化石燃料为主的能源结构不仅具有不可持续性，且对生态环境造成极大的压力，因此寻求能源多元化和发展可再生清洁能源已成为大势所趋。20世纪末以来，欧美等国纷纷采取财政补贴、税收优惠、农户补助等激励政策，引导生物质能产业化发展。已取得了一定的成效。（车长波、袁际华，2011）2000―2005年全球生物乙醇产量翻了一倍多，生物柴油翻了几乎两番，而同期全球石油生产只增加了7%。（Worldwatch Institute，2006）。经济合作与发展组织和联合国粮食与农业组织共同的《2013―2022年农业展望》曾预测：到2022年生物柴油的比例将占欧盟能源的45%，而燃料乙醇的比例也将占据美国能源的48%。
囿于技术等各方面的原因，中国生物质产业发展相对滞后。在第一代生物质能生产中，国际上成功案例主要以玉米、小麦、糖料和各种油籽等能源作物的规模种植作为生物质能产业化的基础，此种模式与中国“人多地少”的现状形成冲突，较难在中国复制。第二代生物质能技术，利用木质废料、作物秸秆及农产品废弃物等纤维素为原料生产乙醇，弱化了食品和燃料之间的竞争。这使中国在生物质能产业化进程中不再望“原料”兴叹，而是获得了变废为宝的机会。中国在“十二五”规划中都将生物质能产业作为战略新兴产业来培育和发展。生物质能产业化发展需要将国外的成功经验与中国的国情相结合，走一条因地制宜的新路。本文试图对生物质能产业发展的社会经济影响，制约生物质能产业发展的影响因素以及政策规制等方面进行综述。
2国外相关研究现状
21关于生物质能产业的利弊
Von Braun（2006）认为生物质能产业可能带来四个方面的影响：一是环境效应，比如二氧化碳排放量减少，防止破坏生物多样性、减少因化肥与农药的过度使用造成的土壤退化、减少大气污染等；二是生物质能产品逆向传导生物质原材料的供求，而对食品、饲料供求和粮食安全造成影响；三是生物质能作为传统能源的替代，δ茉词谐〉挠跋欤凰氖巧物质能产业化发展对不同区域及不同收入人群将造成直接或间接的影响。总之生物质能的发展有利有弊。
Danniel GDe La Torre Ugart、Burton English等（2006）认为生物能源可起到缓解能源压力和减少贫困人口，促进经济发展等作用。在发展中国家，农业多为劳动密集性产业，生物能源的发展将促进农产品供需，推动农村人口就业，增加收入。Danniel通过实证分析，当生物质能产业化发展，生物乙醇产量达到60亿加仑/年和生物柴油16亿加仑/年时，可以不用休耕地。预测2007―2030年生物能源产业化生产将累积创造收入210亿美元，创造240万个工作岗位。
另一些学者则认为生物质能的发展将对发展中国家的食物安全造成极大威胁。生物质能的发展使大量的粮食转化为燃料、将生产粮食的农地用于能源作物的生产，将大量减少粮食供给，从而推动粮食及饲料的价格上涨（Brown 1980）。能源与农业间的关系随着生物燃料发展而变得更为紧密（von braun 2008）。
De La Torre Ugarte利用POLYSYS系统，研究了在两种假设的价格方案下能源作物的生产对美国农业部门（包括农地的利用、传统作物的价格及农场主的收入）的影响。Babcock（2007）认为发展生物燃油，必须先考虑其对环境以及农业的影响，特别是对于农作物和畜产品的影响。
以上结论表明，发展生物质能产业须进行模式选择，充分考虑新兴产业发展对各方面的影响，包括环境、农业及农民收入、粮食价格等。
22生物质能产业发展影响因素研究
RJHooper和JLiEGKoukios（2003）站在投资者立场进行分析，认为决定生物质能产业投资的主要因素来自于市场和政策。生物质能的价格、技术是否能与现存能源供给结构相兼容是企业首先要考虑的。制约生物质能产业发展的因素包括：生产成本高但售价低、生物质能产品市场风险难以测算、企业应对市场风险及政策风险的能力不足、生物质能对环境的影响不确定。
Tomas Kaberger和Kes McCormick（2007）对欧盟的相关能源政策进行对比分析，肯定了政策是促进生物质能产业发展的关键因素。
Hillring（2002）提出对生物质能产业发展方向的调控，应从新能源产品提供、能源消费结构调整及相关产业配套等方面着手。其总结瑞典生物质能利用经验并提出：小生态公司将具有发展优势，公司实现一体化经营。
23生物质能产业政策研究
政策在生物质能产业发展中占据重要位置，国外学者多用模型模拟政策冲击，分析不同的生物质能激励政策对相关产业、产品以及对环境或社会福利的影响。
Kanes等（2007）利用CGE模型评价了波兰不同生物质能激励政策的成效：相较于直接对生物能源补贴，提高化石能源税显得更有效率；生物质能部门受益更多的是间接税的减免。
Ray（2000）通过运用POLYSYS模型模拟了相关农业政策对生物质能产业发展的可能影响。该模型测度了潜在的生物质能源和生物柴油供给量，并指出要充分将农业部门与环境、区域经济和相关产业联系起来，以促进生物质能产业的发展。
Johansson（2007）的研究表明，没有政策限制，农民将优先使用农用地种植能源作物，这样会进一步加剧粮食作物与能源作物在土地利用上的竞争。其运用LUCEA模型模拟了严格的二氧化碳减排政策对粮食、土地价格和温室气体减排的影响。结果表明：随着碳税提高，生物能源的供给量将会随之提高，且生物质能原料主要来源于林木剩余物，粮食价格比基准价格上涨两倍，二氧化碳排放量至2100年接近零。
Ignaciuk等（2006）在模型中选择六部门进行局部均衡分析：其中包括粮食作物马铃薯、谷物；能源作物大麻、柳树；传统电力部门及生物电力部门。探讨不同的能源税收和补贴政策对碳排放、相关农产品产量和价格、生物能源产量及价格的影响。结果表明：对传统电力征收10%的税，对生物电力实行25%的补贴，将使生物电力的份额增加到75%，生物质和农产品产量增加。增收的碳税补偿环境，此外碳税还将导致农产品产量降低1%～4%。
Gohin利用开放的CGE模型评估欧洲生物能源政策对农业部门影响。结果表明：在欧盟的能源政策下，可通过进口满足生物柴油的需求，在巨额的进口关税下，生物乙醇产量大增，能满足国内需求。同时生物能源的大规模生产将导致国内畜禽类产品价格下降，产量增加。政府需补贴105亿欧元，其中国外生产者获益48亿欧元，国内食品工业获益25亿欧元，农民收入增加32亿欧元，并可提供四万个农业就业机会。
3国内相关研究
31中国生物质能产业发展的制约因素
石元春（2011）提出降低生产成本是我国发展生物质能最需要解决的问题，其次是技术标准问题，对于生物质成型燃料，需要有相应的技术标准和规范，使之发展成为一种通用燃料。
王应宽（2007）分析了产业化发展空间，并总结了中国生物质能的产业化途径。从生物质资源潜力、产品成本、环保效应等方面分析了我国生物质能产业的发展前景。其认为生物质能产业化开发的核心动力还是技术创新。生物质能产业化发展需要克服生物质原料极其分散，运输成本、生产成本、采集成本高等制约因素。
通过研究生物质能商业化途径，提出了生物质能产业的四大支撑体系，即政策扶持体系、资金投入体系、市场保障支撑、技术支撑保障体系，对生物质能源产业的发展提出了相应的对策措施（王雅鹏等，2007）。
吴创之等（2007）提出生物质能循环系统研究平台的建设是生物质能产业发展的必要条件。
孙振钧（2004）综述了国内外生物质能产业发展的4个取向：生物质发电、生物质液体燃料、生物质有机高分子材料和能源农林业。认为生物质能产业发展方向应该与振兴农村经济和改善农民生活相结合，向小型、分散、统分结合的模式发展。能源农业应该与新兴能源工业有机结合，使之形成生物质能产业链。
赵振宇等（2012）提出生物质发电行业的主要威胁在于上下游相关配套产业不协调、缺乏配额制、发展风险难评估等因素。
32生物质能产业政策影响及规制
刘飞翔（2011）在其博士论文中构建了四个层次的生物质能源政策永续发展评价指标体系。包括1个一级指标（生物质能源政策永m性发展）、4个二级指标（生物质能决策系统科学性、生物质能供给系统稳定性、生物质能消费系统持续性、生物质能科技研发与教育）、8个三级指标、22个四级指标构成的评价体系。通过专家问卷法确定各指标权重值，选用综合评分法评价生物质能产业发展中政府规制与激励价福建生物质能政策整体绩效。此外从市场机制中生物质产业组织方式、市场准入制度、价格激励性管制、社会性管制四个领域展开政府规制与激励的主要工具选择研究，提出生物质产业激励的方向、手段和领域。
胡应得等（2011）利用CGE模型模拟征收能源税对生物质能产业及宏观经济的影响。结果表明，对能源产品征收150元/吨标煤的能源税，从量税转换为从价税后，煤炭、石油、天然气的税率分别为25%、85%和9%，生物质能占比上升了0082%，而GDP、投资和出口等指标都有不同幅度的下降。
吴永民通过构建CGE模型分析了财政政策对于燃料乙醇产业发展的影响。结果表明：在非粮种植业阶段和生产阶段给予财政补贴都会促进燃料乙醇产量和乙醇汽油产量增长，在生产阶段进行补贴会引起农村和城镇居民收入的小幅减少，而非粮种植业阶段的补贴能够提高农民的收入。
综上所述，生物质能产业作为新兴产业，政府的扶持和引导意义重大。但政策选择需依托于国情，完全照搬国外条条框框很可能出现“水土不服”。建立中国特色生物质能产业良性发展的政策激励和规制才是长久之策。
参考文献：
[1]胡应得，杨增旭，程志光能源税对我国生物质能产业发展的激励效用研究[J].经济论坛，2011（9）：111-115.
[2]王雅鹏，王宇波，丁文斌生物质能源开发利用及其支撑体系建设的思考[J].农业现代化研究，2007，28（6）：753-756.
[3]石元春决胜生物质[M].北京：中国农业大学出版社，2011：65-68.
篇5
小桐子的学名是“麻疯树”，为药用野生植物，属多年生耐旱型小乔木。近年来，由于石油价格暴涨，加之节能减排的需要，生物能源原料的需求日益扩大。小桐子的籽实含油率较高，一般种仁含油率高达50%至60%，质量较好，可操作性强，适用于各种柴油发动机，还可作为航空燃料，被认为最有发展前景的生物能源树种，因此被全世界所高度重视。
我国是世界上石油资源相对短缺的国家，为了缓解我国对石油进口的依赖，保障能源的安全，我国政府决定紧急启动可再生能源战略项目，生物质能源就是其中一项重要的组成部分。
基于此，莫如章先生研发“小桐子的高产、早熟、矮化培育方法”，并申请了专利。
专利发明的突出特点
该专利具有高产可塑性，是优良生物学、经济学性状等方面的优良树种。小桐子“优选3号”这一树种是从众多的野生优良变异株中精选出来的，经过单株系统的繁育培育，人工栽培驯化，同时经过了广西亚热带、广东南亚热带、海南岛热带2006年至2011年5年的适应性试验。在这三个气候带中，概括了东盟10国的各种气候带，这个树种可以在我国南方各省及东盟10国种植。
小桐子过去的种植方法是采用直播造林，粗放管理，需要经过3至4年才开花结果，由于分枝少，产量较低，植株结果率低，枝条结果率也较低，只有20%至30%。针对这一情况，该专利通过采用精心的育苗移栽，利用喷施自主研究的生长调节剂，使移栽后的育苗在半年内就能够开花结果，大大缩短了投资回收期。
在自然条件下，小桐子在一年内只开花结果1至2次，该专利技术研制出的新型调节剂，能使小桐子每年开花结果5至6次，甚至仅相隔25至30天就能开花结果一次。
经过该专利技术培养出的小桐子“优选3号”，具有适应性广，生命力强，耐脊、耐旱、耐肥、耐酸、耐碱、耐寒，生长迅速，病虫害少等特点，并在山地、平地、坡地、黄壤、红壤、沙壤、石砾土均能良好生长。
专利技术所取得的重大突破
1.复合生根剂
利用该自有产权的生根剂来处理种苗，可使扦插苗的成活率高达90%以上，种植后的1至2个月内就能开花，非常适宜季节种植，当年可开花结果5次。
2.复合氨基酸盐生长调节剂
利用该调节剂能使小桐子每年开花结果5至6次。小桐子雌雄花的开花比例在自然状态下雌花占2.5%至7%，雄花占93%至97.5%，每串一般结果3至7个，枝条结果率为20%至30%。该调节剂能增加雌花比例，2008年组织专家组现场考察，每串果平均22个，多的高达39至45个，枝条结果率达84%至100%，大幅度提高了小桐子的单位面积产量。
3.小桐子专用肥
该专用肥是由18种以上的游离氨基酸、腐植酸、有机质、有益微生物菌群和十多种植物生长必需的大、中、微量元素所组成，可保证小桐子在任何类型所谓土壤上种植的成功，确保获得高产、高含油率。
篇6
关键词：生物质；生物质能；产业；沼气；生物质发电；生物质燃料；能源作物
1 概 述
近年来，在能源危机、保护环境和可持续发展的呼声中，可再生的清洁能源以及能源的多元化倍受关注，生物质能成为其中的一个新亮点。
为了促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展，中国已经制定并实施了《可再生能源法》。可再生能源是清洁能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。根据《可再生能源法》的定义，目前主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源[1]。中国可再生能源资源非常丰富，开发利用的潜力很大，其中生物质能的开发潜力更大。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它目前是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位[2]。据有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能，直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%[3]。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。
目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能：1）热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等高品位的能源产品，该方法又按其热加工的工艺不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；2）生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；3）利用油料植物所产生的生物油；4）把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。
“为了缓解中国能源短缺问题，保证能源安全，治理有机废弃污染物，保护生态环境，建议国家应大力开发生物质能，实施能源农业的重大工程。”中国作物学会理事长路明研究员在接受记者采访时说[4]，“生物能源开发工程应主要包括：沼气计划、酒精计划、秸秆能源利用计划和能源作物培育计划等。”
在2006年8月召开的全国生物质能源开发利用工作会议上，国家发展与改革委员会副主任陈德铭提出，今后15年，中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。
综上所述，目前，中国生物质能源的产业化利用途径主要包括以下方面：沼气利用工程、农林生物质发电、生物固体成型燃料、生物质液体燃料、能源作物培育利用等。
2 中国生物质能产业发展目标
中国农村生物质能是一座待开发的宝藏。根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到2010年，生物质发电达到550万千瓦（5.5GW），生物液体燃料达到200万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，生物固体成型燃料达到100万吨，生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%；到2020年，生物质发电装机达到3000万千瓦，生物液体燃料达到1000万吨，沼气年利用量达到400亿立方米，生物固体成型燃料达到5000万吨，生物质年利用量占到一次能源消费量的4%[5]。
开发利用生物质能是当前国内外广泛关注的重大课题，既涉及农业和农村经济发展，又关系到国家的能源安全。今后5～10年，中国农村生物质能发展的重点是沼气、固体成型燃料和能源作物。《农业生物质能产业发展规划》确定的主要发展目标是[6，7]：到2010年，全国农村户用沼气总数达到4000万户，新建大中型养殖场沼气工程4000处，生物质能固体成型燃料年利用量达到
100万吨，能源作物的种植面积达到2400万亩左右。
据统计，全世界每年通过光合作用生成的生物质能约50亿吨，相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%，中国的利用量更是远远低于世界平均水平[8]。2005年，中国可再生能源开发利用总量约1.5亿吨标准煤（tce），为当年全国一次能源消费总量的7%(其中非水电可再生能源利用占1%)，根据政府的规划目标，到2010和2020年可再生能源利用总量将达到2.7亿tce和5亿tce，分别占届时能源消费总量的11%和16%(其中非水电可再生能源利用占2%和5%)[9]。因此，中国生物质能的发展利用空间很大。
3 中国生物质能产业化的发展前景
3.1沼气利用工程的发展空间
沼气的利用主要包括沼气燃气和沼气发电。目前，中国农村生物质能开发利用已经进入了加快发展的重要时期。统计显示，截至2005年底，中国农村中使用沼气的农户达到1807万多户，建成养殖场沼气工程3556处，产沼气约70亿立方米，折合524万吨标准煤，5000多万能源短缺的农村居民通过使用了清洁的气体燃料，生活条件得到根本改善[5]。中国已经建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万立方米，年产沼气5500万立方米，仅100立方米以上规模的沼气工程就达到630多处[10]。距离2010年预定目标的发展空间还很大。
中国经过二十多年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程和户用农村沼气池的数量已位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术，还是建造、运行管理等都积累了丰富的实践经验，整体技术水平已进入国际先进行列。
沼气发电发展前景广阔，但目前还存在一些障碍，如技术障碍、市场障碍、政策障碍等，通过制定发展规划、加强技术保障体系建设、引入竞争机制，创新投资体系，研究制定促进沼气发展利用的国家级配套政策，等等。当技术、市场、政策等壁垒被克服后，沼气发展前景广阔，产业空间巨大。
3.2生物质能发电的发展前景
目前，生物质发电主要包括沼气发电、生物质直燃发电、生物质混燃发电、农林秸秆生物质气化发电、生物质炭化发电、林木生物质发电等。
生物质能源转化为电能，正面临着前所未有的发展良机：一方面，石油、煤炭等不可再生的化石能源价格飞涨；另一方面，各地政府顶着“节能降耗20%”的军令状，对落实和扶持生物质能源发电有了相当大的默契和热情。国家电网公司担任大股东的国能生物质发电公司目前已有19个秸秆发电项目得到了主管部门批准，大唐、华电、国电、中电等集团也纷纷加入，河北、山东、江苏、安徽、河南、黑龙江等省的100多个县、市开始投建或是签订秸秆发电项目[8]。
煤炭作为一次性能源，用一吨少一吨。而中国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大，产量很高，而且农作物是可再生资源，相对于现在电厂频频“断煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面，推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
生物质直接燃烧发电（简称生物质发电）是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算，在中国，仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨，其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外，中国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨，折合标准煤5000万吨。照此计算，预计到2020年，全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上，折合标准煤1亿吨，相当于煤炭大省河南一年的产煤量。
为保障生物质发电原料供应，在强化传统农业生产的基础上，应大力开发森林、草地、山地、丘陵、荒地和沙漠等国土资源，充分挖掘生态系统的生物质生产潜力。重点加强高效光合转化作物、速生林木与特种能源植物的培育推广，大幅度扩大生物质资源的生产规模，逐步建立多样化的生物质资源生产基地。
大力发展生物质发电正当其时。中国“十一五”规划要求：建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展可再生能源，加快开发生物质能源，支持发展秸秆发电，建设一批秸秆和林木质电站，生物质发电装机达550万千瓦。中国可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式。其中生物质发电项目上网电价实行政府定价，电价标准由各省（自治区、直辖市）2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成[11]。 作为《中华人民共和国可再生能源法》配套法规之一的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定，生物质发电项目补贴电价，在项目运行满15年后取消。自2010年起，每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目，不享受补贴电价[11]。通过招标确定投资人的生物质发电项目，上网电价按中标确定的价格执行，但不得高于所在地区的标杆电价。
2010年，中国生物质能产量将达到22TWh，生物质发电装机容量5.5GW，占全国总发电量的0.78%；2020年，中国生物质能产量达到120TWh，生物质发电装机容量30GW，占全国总发电量的2.6%；2010年和2020年可再生能源发电占发电总量的比例仍然较小，分别为8.63%和11.86%[12]。国家发展与改革委员会计划到2020年底将可再生能源发电的比例提升到15%~16%。
据农业部提供的数据[13]，中国拥有充足的可发展能源作物，如农作物秸秆年产6亿吨、畜禽粪便年产21.5亿吨、农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过1亿吨、边际土地4.2亿公顷，同时还包括各种荒地、荒草地、盐碱地、沼泽地等。据中国科学院石元春院士估计，如果能利用现有农作物秸秆资源的一半，生物质产业的产值就可达近万亿元人民币。截止到2005年底，中国生物质发电量2GW，距离2010年的5.5GW和2020年的30GW还有很大的发展空间。作为唯一可运输并储存的可再生能源，凭其优越的先天条件，中国生物质能发电产业具备广阔的发展空间，拥有巨大的投资价值。
3.3 生物质固体燃料的发展模式
生物质固体成型燃料也是农业部今后的重点发展领域之一。农业部将重点示范推广农作物秸秆固体成型燃料，重点在东北、黄淮海和长江中下游粮食主产区进行试点示范建设和推广，发展颗粒、棒状和块状固体成型燃料，并同步开发推广配套炉具，为农户提供炊事燃料和取暖用能。
丰富、清洁、环保又可再生的生物质能源过去却没有得到重视，而被白白浪费掉。河南农业大学张百良教授分析指出，除去饲养牲畜、工业用和秸秆还田，中国每年还具有4亿吨制作成型燃料的资源可以生产1.5亿吨成型燃料，可替代1亿吨原煤，相当于4个平顶山煤矿的年产量[8]。以农作物秸秆为原料的生物质固体燃料产业规模虽然不是很大，但因目前开发程度低，发展空间仍巨大。
3.4生物质液体燃料的发展模式
3.4.1 生物液体燃料生产大国的典型模式
生物液体燃料具有替代石油产品的巨大潜力，得到了各国的重视，主要包括燃料乙醇和生物柴油。国际油价的持续攀升，提高了生物液体燃料的经济性，在一些国家和地区已经具有了商业竞争力。目前，巴西燃料乙醇折合成油价约25美元／桶，低于原油价格。2005年，巴西和美国仍然是燃料乙醇的生产大国，分别以甘蔗和玉米为原料，掺混汽油，占其国内车用交通燃料的50%和3%，比2004年分别提高6%和1%。美国在2001~2005年，燃料乙醇产量已经翻了一番，2005年最新的能源法案中又提出，到2010年燃料乙醇产量再增加一倍的目标。欧盟确定了到2010年生物液体燃料在总燃料消耗的比例达到6%的目标[14]。
目前，生产生物液体燃料比较成功的典型模式有巴西模式和美国模式。
1）巴西甘蔗－乙醇模式
巴西是推动世界生物燃料业发展的先锋。它利用从甘蔗中提炼出的蔗糖生产乙醇，代替汽油作为机动车行驶的燃料。如今巴西乙醇和其他竞争燃料相比，价格上已具有竞争性。这也是当前生物燃料业发展最为成功的典范。巴西热带地区的光照使得那里非常适合种植甘蔗。现在，巴西已经是世界上最大的甘蔗种植国，每年甘蔗产量的一半用来生产白糖，另一半用来生产乙醇。
最近几年，由于过高的汽油价格和混合燃料轿车的推广，巴西燃料乙醇工业更是得到了长足的发展。混合燃料轿车能够以汽油和乙醇的混合物为燃料，自从2003年在巴西大众市场销售后，销量节节攀升，目前已经占据了巴西轿车市场的半壁江山。在混合燃料轿车需求的拉动下，巴西燃料乙醇的日产量从2001年的3000万升增加到2005年的4500万升，已能满足国内约40%的汽车能源需求[14]。
用蔗糖生产乙醇是目前世界上制造乙醇最便宜的方法。在未来4年中，巴西计划将新建40～50家大型乙醇加工厂。为了保证原料供应，甘蔗的种植面积也将不断扩大。
当前巴西生物燃料发展战略的成功，并不意味着巴西的蔗糖乙醇会成为世界生物燃料业未来的选择。因为即使只替代目前全球汽油产量的10%，也需要将巴西现有的甘蔗种植面积扩大40倍。巴西不可能“腾”出这么多土地用于种植甘蔗。另外，由于甘蔗的品种有强烈的地域性，巴西的技术路线在别的国家很难走得通。就连非洲、印度、印度尼西亚都无法照搬，更别说主要地处温带的中国了。
因此，巴西模式尽管取得了迄今最大的成功，但却不是未来世界生物燃料业发展的方向，更不适合地处温带、缺少耕地的中国。探索适合中国国情的生物液体燃料发展模式成为当务之急。
2）美国玉米－乙醇模式
美国是主要的燃料乙醇生产国之一，但与巴西不同，它用的不是甘蔗而是玉米。尽管有不少反对的声音，但美国燃料乙醇的日产量仍从1980年的100万升增加到现在的4000万升。目前，美国已投入生产的乙醇生产厂有97家，另外还有35家正在建设当中。这些工厂几乎都集中在玉米种植带。
玉米中用于生产乙醇的主要成分是淀粉，通过发酵它可以很容易地分解为乙醇。这正是用玉米生产乙醇的优势，但这也是人们反对的原因，因为淀粉是一种重要的粮食。2007年美国计划投入4200万吨玉米用于乙醇生产，按照全球平均食品消费水平，同等数量的玉米可以满足1.35亿人口一年的食品消耗[14]。
中国现在80%的乙醇的原料是谷类，由于原本过剩的谷物在2000年后产量快速减少，使得燃料乙醇的发展再次面临挑战[15]。玉米加工燃料乙醇业过快发展，一些地区甚至玉米主产区已在考虑进口玉米了。国家已经制定相关政策，对玉米加工燃料乙醇项目加以限制，强调发展燃料乙醇要以非粮原料为主，因为谷类供给安全问题对于拥有巨大人口的中国来说，始终应该放在首位。粮食安全始终是国家重大战略问题。中国粮食不能承受“能源化”之重。中国国情和美国、巴西不一样，其成功经验虽有可资借鉴之处，但不能照搬他们的模式。
生物液体燃料方面新技术的研发，在很大程度上取决于解决生物燃料生产的原料供应问题。目前生产液体燃料大多使用的是粮食类作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等。但是从能源的投入、产出分析，利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的。因此，利用木质纤维素制取燃料乙醇将是解决生物液体燃料的原料来源和降低成本的主要途径之一。
3.4.2中国生物质液体燃料的产业化发展途径
中国生物液体燃料的发展已初具规模。当前，中国以陈化粮为原料生产燃料乙醇的示范工程，年生产能力已达102万吨，生产成本也达到了消费群体初步接受的水平。在非粮食能源作物种植方面，中国已培育出“醇甜系列”杂交甜高粱品种，并建成了产业化示范基地，培育并引进多个亩产超过3吨的优良木薯品种，育成了一批能源甘蔗新品系和能糖兼用甘蔗品种。具备了利用菜籽油、棉籽油、木油、茶油和地沟油等原料年产10万吨生物柴油的生产能力[16]。
1）油菜籽－生物柴油模式
中国农科院油料作物研究所所长王汉中研究员呼吁：国家应大力推广“油菜生物柴油”。生物柴油相对于矿物柴油而言，是通过植物油脂脱甘油后再经过甲脂化而获得。发展油菜生物柴油具备三大优点：一是可再生；二是优良的环保特性：生物柴油中不含硫和芳香族烷烃，使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低，可降解性还明显高于矿物柴油；三是可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。因此，生物柴油在石油能源的替代战略中具有核心地位。
目前，发展生物柴油的瓶颈是原料。木本油料的规模有限，大豆、花生等草本油料作物与水稻、玉米等主要粮食作物争地，扩大面积的潜力不大。而作为生物柴油的理想原料，油菜具有其独特的优势。首先适应范围广，发展潜力大:长江、黄淮流域、西北、东北等广大地区都适宜于油菜生长；其次油菜的化学组成与柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油很相近，是生物柴油的理想原料；第三，可较好地协调中国粮食安全与能源安全的矛盾：长江流域和黄淮地区的油菜为冬油菜，充分利用了耕地的冬闲季节，不与主要粮食作物争地。
根据欧洲油菜发展的经验和油料科技进步的情况，王汉中预计，只要政策、科技、投入均能到位，经过15年的努力，到2020年，中国油菜种植面积可达到4亿亩，平均亩产达到200千克，含油量达到50%左右。届时，中国每年可依靠“能源油菜”生产6000万吨的生物柴油(其中4000万吨来源于菜油，2000万吨来源于油菜秸秆的加工转化)，相当于建造3个永不枯竭的“绿色大庆油田”[17]。
2）纤维素－乙醇模式
在整个生物燃料领域，当前最吸引投资者的并不是用蔗糖、玉米生产乙醇，或是从油菜籽中提炼生物柴油，而是用纤维素制造乙醇。所有植物的木质部分--通俗地说，就是“骨架”--都是由纤维素构成的，它们不像淀粉那样容易被分解，但大部分植物“捕获”的太阳能大多储存在纤维素中。如果能把自然界丰富且不能食用的“废物”纤维素转化为乙醇，那么将为世界生物燃料业的发展找到一条可行的道路。
虽然因技术上的限制，目前还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模，但很多大的能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。最大的技术障碍是预处理环节(将纤维素转化为通过发酵能够分解的成分)的费用过于昂贵。但是，要想用纤维素生产乙醇，预处理环节无法回避。技术上的不确定性，迫使制造乙醇的大部分投资仍集中在传统的工艺--通过玉米、蔗糖生产乙醇，但这些办法无法从根本上解决当前的能源危机。为了保证能源安全，美国总统布什说，美国政府计划在6年内把纤维素乙醇发展成一种有竞争力的生物燃料。
因为发展能源不可能走牺牲粮食的道路。尽管现在技术上还存在障碍，但大部分人仍相信，利用纤维素生产燃料乙醇代表了未来生物燃料发展的方向。中国生物质液体燃料的未来也同样寄希望于用纤维素生产燃料乙醇。一旦技术取得突破，纤维素乙醇产业化发展空间巨大，产值难以估量。但是，各国的国情与能源结构不同，不能寄希望于某个方面来解决，因为任何国家都不可能单靠技术引进发展本国的生物燃料产业。因此，需要因地制宜，多能互补。
3）能源作物－生物液体燃料模式
石元春院士表示，在能源结构的历史转型中，中国发展生物质能源有很强的现实性和可行性。目前，中国对石油的进口依存度为近40%；SO2和CO2的排放量也分居世界第一和第二位。中国发展生物质能源不仅原料丰富，而且还有自行培养的甜高粱、麻疯树等优良能源植物；燃料乙醇、生物柴油等主产品工业转化技术基本成熟且有较大的改进空间，成本降幅一般在25%~45%，且目前在新疆、山东、四川等地已取得进展[4]。
发展能源作物不会威胁粮食安全与环保。曾有专家提出能源安全和粮食安全存在矛盾。解决这个问题需要充分认识到粮食安全和能源安全有统一性，发展能源农业将是促进农民增收、调动农民种粮积极性的有效措施。粮食作物和能源作物有很好的互补性。首先，能源作物大都是高产作物，既能满足粮食安全的需求，又是很好的能源作物。其次，能源农业开发的领域很广，可以做到不与或少与粮食争地。能源农业开发的领域，大多是利用农业生产中的废弃物，如利用畜禽场粪便、农产品加工企业的废水与废物开发能源，既能增加农民收入，又能为粮食生产提供优质肥料，是生产清洁能源、促进粮食生产、保证粮食安全和能源安全的双赢举措。
除粮食外，中国其他可用于生物质能生产的植物和原料还有很多，如甘蔗、甜菜、薯类等。广西科学院院长黄日波说，仅广西的甘蔗资源和木薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙醇的生产潜力，加起来超过2000万吨[15]。
科技部中国生物技术发展中心有关专家指出，根据能源作物生产条件以及不同作物的用途和社会需求，估计中国未来可以种植甜高粱的宜农荒地资源约有1300万公顷，种植木薯的土地资源约有500万公顷，种植甘蔗的土地资源约有1500万公顷[15]。如果其中20%~30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物，充分利用中国现有土地与技术，生产的生物质可转化5000万吨乙醇，前景十分可观。
据农业部科教司透露，为稳步推动中国生物质能源的发展，并为决策和进一步开发利用土地资源提供可靠的数据，该司决定按照“不与人争粮，不与粮争地”的原则，开展对适宜种植生物质液体燃料专用能源作物的边际土地资源进行调查与评价工作，以摸清适宜种植能源作物边际土地资源总量及分布情况[18]。
以能源作物为原料的生物液体燃料模式发展潜力巨大，将是未来生物质能源发展的方向之一。
4) 林木生物质－生物柴油发展模式
利用中国丰富的林木生物质资源生产生物柴油，将薪炭林转变为能源林，实现以林木生物质能源对油汽的替代或部分替代，探索兼顾能源建设和生态环境建设的新模式，实现可再生能源与环境的可持续发展。开发林业生物质能产业是林业的一个很有潜力的新产业链，既是机会，也是创新，不仅具有巨大潜力和发展空间，更是林业发展新的战略增长点。
“森林具有可再生资源的属性。林业是天然的循环经济。生物质能技术是林业发展的新契机。”专家研究指出，中国生物质资源比较丰富，据初步估计，中国仅现有的农林废弃物实物量为15亿吨，约合7.4亿吨标准煤，可开发量约为4.6亿吨标准煤[19]。专家预测2020年实物量和可开发量将分别达到11.65亿吨和8.3亿吨标准煤。中国现有木本油料林总面积超过600多万公顷，主要油料树种果实年产量在200多万吨以上，其中，不少是转化生物柴油的原料，像麻疯树、黄连木等树种果实是开发生物柴油的上等原料。
中国现有300多万公顷薪炭林，每年约可获得近1亿吨高燃烧值的生物量；中国北方有大面积的灌木林亟待利用，估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右；全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林，如正常抚育间伐，可提供1亿多吨的生物质能源原料；同时，林区木材采伐、加工剩余物、城市街道绿化修枝还能提供可观的生物质能源原料[19]。
中国发展林业生物质能源前景十分广阔。中国林业可用来发展生物质能源的树种多样，可作为能源利用的现有资源数量可观。在已查明的油料植物中，种子含油量40%以上的植物有150多种，能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前，作为生物柴油开发利用较为成熟的有小桐子、黄连木、光皮树、文冠果、油桐和乌桕等树种。初步统计，这些油料树种现有相对成片分布面积超过135万公顷，年果实产量在100万吨以上，如能全部加工利用，可获得40余万吨生物柴油[19]。
目前全国尚有5400多万公顷宜林荒山荒地，如果利用其中的20%的土地来种植能源植物，每年产生的生物质量可达2亿吨，相当于1亿吨标准煤；中国还有近1亿公顷的盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地，这些不适宜农业生产的土地，经过开发和改良，大都可以变成发展林木生物质能源的绿色“大油田”、“大煤矿”，补充中国未来经济发展对能源的需要[18]。国家林业局副局长祝列克介绍，“十一五”期间，中国主要开展林业生物质能源示范建设，到2010年，实现提供年产20万吨~30万吨生物柴油原料和装机容量为100万千瓦发电的年耗木质原料。到2020年，可发展专用能源林1300多万公顷，专用能源林可提供年产近600万吨生物柴油原料和装机容量为1200万千瓦发电年耗木质原料，两项产能量可占国家生物质能源发展目标30%以上，加上利用林业生产剩余物，林业生物质能源占到国家生物质能源发展目标的50%以上[19]。
可见，林木生物质能源的发展将逐步成为中国生物质能源的主导产业，发展空间巨大，前景广阔。
4 结 语
国家已出台的《生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》及相关产业政策，明确提出“因地制宜，非粮为主”的发展原则，发展替代能源坚持“不与人争粮，不与粮争地”，要更加依靠非粮食原料。从大方向来看，用非粮原料能源替代化石能源是长远方向，例如薯类和纤维质以及一些植物果实来替代。为避免粮食“能源化”问题[20]，必须开发替代粮食的能源原料资源。开发替代粮食资源，如以农作物秸秆和林木为代表的各类木质纤维类生物质，及其相应的生物柴油和燃料乙醇生产技术，被专家们认为是未来解决生物质液体燃料原料成本高、原料有限的根本出路。
生物质能源将成为未来能源重要组成部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。
有关专家也对生物质能源的发展寄予了厚望，认为中国完全有条件进行生物能源和生物材料规模工业化、产业化，可以在2020年形成产值规模达万亿元。
虽然生物质能源发展潜力巨大、前景广阔，并正在逐步打破中国传统的能源格局，但是生物质能的产业化发展过程也并非一帆风顺，因为生物质原料极其分散，采集成本、运输成本和生产成本很高，成为生物质燃料乙醇业的致命伤，若不能妥善解决将可能成为生物质能产业发展的瓶颈。
生物质能的资源量丰富并且是环境友好型能源，从资源潜力、生产成本以及可能发挥的作用分析，包括生物燃油产业化在内的生物质能产业化开发技术将成为中国能源可持续发展的新动力，成为维护中国能源安全的重要发展方向。在集约化养殖场和养殖小区建设大中型沼气工程也将成为中国利用生物能源发电的新趋势。从环保、能源安全和资源潜力综合考虑，在中国推进包括以沼气、秸秆、林产业剩余物、海洋生物、工业废弃物为原料的生物质能产业化的前景将十分广阔。
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篇7
关键词：亚麻芥；转基因技术；育种；特性；利用
中图分类号：S563 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033150
亚麻芥是十字花科植物[Camelina sativa （L.）Crantz]，也译作亚麻荠，属亚麻芥属（ Camelina），在北美植物学文献上的通用名还有gold-of-pleasure， false flax， dutch flax等。在史前时代就已经作为油料作物种植，19世纪曾经广泛在欧洲种植。然而，由于一些未知原因，亚麻芥的种植面积逐渐减少，尤其是第二次世界大战后很少有种植。近些年来，随着对亚麻芥的深入研究，亚麻芥以其独特的食用价值和工业价值，能在较为贫瘠的地方生长且具有良好的抗逆境胁迫能力，作为一种低投入的油料作物而重新引起人们的重视。90%左右的亚麻芥油为不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸和亚油酸占总脂肪酸的50%，亚麻芥油还是理想的omega-3脂肪酸供应材料，长期食用omega-3脂肪酸对心血管有益，可以应用在食品和日常膳食中。
随着社会的不断发展，以矿产资源、石化资源等为代表的不可再生能源日益枯竭。并且这些能源的使用已经对全球造成了环境污染、气候变暖等负面影响，寻找和开发新型清洁可替代的再生型能源已成为各国紧迫的任务。生物柴油是近些年来发展的一种可再生能源，因其能量生产过程具有环保和资源循环利用功能而被认为是替代化石能源最具有前景的新能源。2009年，日本科学家首次利用含有亚麻芥油、麻风树油和藻类制成的油混合成的生物燃料与普通航空燃油按照一定比例混制而成的混合生物航空燃油进行首次试飞成功，这项研究推动了可替代环保燃料的开发与利用。
1 亚麻芥生物学及农艺学研究现状
1.1 植物学特征和栽培特性
亚麻芥属十字花科亚麻芥属，是1a生草本植物，在19世纪曾作为油料作物而在欧洲广泛种植。亚麻芥出苗迅速，在种植后5～7d就可出苗，相对于一般杂草要快。生长期在80d左右。株高80～140cm，根系发达，披针形叶，叶缘有全缘叶和缺刻叶等形态。茎木化程度中等，总状花絮，花为黄色。花絮呈疏松伞状，在果期伸长达20cm以上。果实为角果，倒梨状，单荚种子数一般为16粒。种子小，棕褐色，长约1.2mm，宽0.8～1mm，卵圆形，千粒重一般为0.96～1.21g，最高可达1.81g。
亚麻芥与其他油料作物相比较，其农艺性状较为优良。由于亚麻芥需肥量低，抗病虫害和抗旱的性状使其成为一种低投入的油料作物而备受关注。亚麻芥对田间土壤含水量变化反应较敏感，土壤水分过大和缺失均会对亚麻芥产生不利影响。亚麻芥生长期较短（80d左右），能在寒冷和半干旱地区生长。虽然亚麻芥的产量与播种时间、品种和栽培条件这3个因素有显著相关关系，但播种日期改变对同一品种产量的影响不大。一般亚麻芥每亩的播种量为0.3kg即可保证亚麻芥可有较好的产量，而在我国每667m2亚麻芥的播种量为0.17kg即可保证较高的苗数和产量。亚麻芥的栽培行距一般为20cm，如果种植地区较干旱可通过提高播种量的方式来提高产量。亚麻芥成熟时角果在一段时间内不会裂开，但超过半个月后即容易炸裂，因此在亚麻芥成熟时可以选择适当天气的清晨进行收获。
1.2 抗旱性及抗病特性
亚麻芥具有较强的抗旱性，能够生长在干旱地区且对产量影响不大。亚麻芥种子外层含有一种胶质，这层胶质可以使种子在播种后迅速吸足大量水分用于种子萌发以及亚麻芥苗期生长所需要的水份，因此亚麻芥在苗期具有较强的抗旱性能。另外，亚麻芥具有较发达的根系，能够深入耕深的土壤，较强吸水的能力也使亚麻芥具有较强的耐旱性。但是当亚麻芥处于极端水分胁迫时，产量仍然会受到影响。亚麻芥具有较强的抗病虫害能力，其叶片对小菜蛾幼虫的发育有不利影响。邓曙光通过用亚麻芥新鲜叶片喂养小菜蛾幼虫发现亚麻芥叶片对小菜蛾龄幼虫具有较强的致死作用。表明亚麻芥对小菜蛾幼虫的生长发育具有抑制作用。由于亚麻芥叶片在受到外源病原菌侵染时会迅速产生并积累一种植物抗毒素以阻止病原菌在该叶面上的定殖，而这种抗毒素又对多种真菌和细菌具有较强的抗性，所以亚麻芥又有较强的抗病害能力。
2 种子油脂成分和应用
亚麻芥种子含油量约为40%，不同的收获年份以及当年不同气候和供水供肥条件会对亚麻芥的含油量有略微影响。亚麻芥油以含有较高的不饱和脂肪酸而闻名，其中90%左右为不饱和脂肪酸，而亚油酸和а-亚麻酸能够占总脂肪酸的50%左右。亚麻芥种子中干物质含量93.2%，有机物含量96.8%，粗纤维含量33.3%，粗蛋白含量为24.5%。由于亚麻芥中含有较多的不饱和脂肪酸，所以长期食用亚麻芥油能够降低血液中胆固醇及低密度脂蛋白，能够保障心脏及心血管健康。另外，亚麻芥种子榨油后剩下的亚麻籽饼中含49%的蛋白质，13%的纤维素，具有很高的营养价值，是一种良好的动物饲料。同时，因为亚麻芥种子中含有大量不饱和脂肪酸，它对人的皮肤具有极好的保健作用，能够提高皮肤弹性，避免皮肤表面水分的散失，减轻外界环境对皮肤的不良影响，因此亚麻芥还是优质的工业原料。
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一年一度的中国・海峡项目成果交易会在福建如期举行，今年的主题是低碳与科技，与之相呼应的中国国际绿色能源展览会自然成为众人瞩目的焦点。
由于经济快速发展、能源日益紧张、生态环境恶化，许多国家都在积极开拓绿色能源发展道路，并把项目和理念带到此次绿色能源论坛上，冀望寻求合作空间。那么，绿色能源发展前景如何?福建的新能源又有哪些投资机会?本刊记者带着问题在论坛现场对部分与会代表进行了采访。
国际市场巨大
伴随低碳经济深入人心，新能源面临新一轮的发展机遇，以太阳能、风能、水电、核电等为代表的新能源产业由此呈现出突飞猛进的势头。据全国工商联新能源商会统计，2009年，全球风电装机容量达到1.58亿千瓦，同比增长31％；全球核电在建装机容量超过6000万千瓦。
福建省副省长叶双瑜在论坛开幕致辞中就指出，地球是全世界共同的，因此发展绿色能源也是全球一体化的，这为各国间新能源的开发合作奠定了门的市场空间。
“在去年的国际绿色能源展览会上，绿色能源项目成果交易金额达到13亿美元。而且一些项目已经落地开花，比如LNG公交车如今已经跑遍了福州城区的各个角落。”中国国际贸易促进委员会福建分会会长赵林如用数据和实例表达对叶双瑜副省长的赞同。今年的论坛吸引了来自瑞典、乌克兰、约旦等国家的价值高达45亿美元的19个合作项目。
3月，欧盟委员会制订了到2020年可再生能源20％和太阳能发电12％的目标，并将在2013年之前投资1050亿欧元支持欧盟地区的绿色能源开发。因此，德国和法国分别带来了生态农业投资开发、生物质能技术合作等项目。还有乌克兰和约旦代表团也积极寻求合作机会，与中国企业共同开发风能、太阳能技术和设备。此外，中国中能华展集团、天津市明熙科技有限公司与乌克兰可再生能源研究所就太阳能综合应用经济技术的4个不同方面签署了投资意向书。
赵林如还说，新能源技术是经济发展中重要的新生力量，市场潜力巨大，从现在起到2030年，全球每年至少投资5150亿美元用于发展绿色能源。
长期成为投资热点
根据国际能源署对2000～2030年国际电力需求的研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度最快。“许多行业在金融危机中遭受重创，有些至今还未完全恢复，但作为国民经济巨大的供给产业链能源产业却保持稳定发展势头，这是新能源发展的大好机遇。”赵林如表示，传统产业的过剩格局难以改变，在全球经济尚未完全稳定的背景之下，绿色能源领域的产业投资将是中国未来新的经济增长点的突破口。
新能源投资属于新兴的投资领域，加速成长的市场为投资者创造了一个充满丰厚利润的的投资机会。在新兴产业风向标的纳斯达克市场，新能源指数近两年一直位居第一。2009年，全球新能源领域投资超过1000亿美元，增长幅度接近30％，超过所有行业的投资增长幅度。
除了大家熟知的风能、太阳能外，一些新型绿色能源，垃圾能、生物质能等也成为投资者关注的热点。法国兴业公司驻华首席代表薛兴民在会上表示，2010年，中国能够从禽畜粪便、生活垃圾等原料中获取的生物质能相当于10亿吨原煤的能量，而法国拥有先进的厌氧发酵技术，如果能把中国的资源和法国的技术结合，生物质能的发展将向前迈出一大步。
在面对国内外对绿色能源投资持续走高的市场环境下，有专家建议，国内成立时间比较早的新能源企业要考虑自身的技术创新和产业升级，以提升发展速度和市场适应能力。从世界资源储备来看，未来30年里，绿色能源都将是一个热门的投资行业。
福建的投资优势明显
福建具有丰富的太阳能、风能、生物质能、潮汐能等可再生能源资源，具备发展新能源产业的资源优势和产业基础。目前，福建省新能源产业年产值已超300亿元。
为加快做大做强新能源产业，福建省把新能源列入14个重点调整和振兴的产业，推出一系列政策措施，在政府投资、企业融资等方面加大支持力度。赵林如告诉记者，根据3年振兴方案，福建省新能源产业将以年均增长38％的高速度发展，在光伏、光热、先进核能及应用、风电、生物能源、新型环保电池等重点领域建成新能源产业聚集区和特色产业基地。
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关键字：生物质发电 节能效果 减排作用
我国的生物能源十分丰富，科技的发展也为开发利用生物质资源提供了可能性和便捷性，尤其在当前我国政府大力提倡节约能源、保护环境的形势下，传统能源的能源消耗高、环境污染严重等已成为亟待解决的问题，此时对于生物质能源的开发利用恰能解决这两种问题。
生物质能源即是以生物质作为载体的能源，生物质发电是指利用生物质可再生碳能源的特性进行发电，生物质发电种类众多，包括农林废弃物发电、沼气发电、生活垃圾发电等在内的生物质发电。生物质能源不仅是可再生能源，利用生物质发电还具有绿色环保、电能质量好的优点，节能减排的效果十分显著。
一、生物质发电的节能效果
生物质能源在能源转换过程中的充足性、普遍性和使用充分性使其在能源发电领域具有明显的节能优势。
能源对于人类社会有着十分重要的意义，是人类社会赖以生存的重要物质基础。当前国际上使用的能源百分之九十是石化能源，这些能源储量有限，不可再生，大量的能源消耗使得非可再生能源急剧减少，而生物质能源则分布广，蕴藏量大，随处可见，使用便捷，生产过程比之化石能源也简单的多。
农林产业是我国生物质能源原料的主要来源，我国是农林业大国，耕地广，年产秸秆量及农产品加工废弃物数量巨大，除去少部分作为工业原料和畜牧业饲料外，剩余的大量农业废弃物均可作为能源燃料使用。
我国的森林面积覆盖广，每年森林剪修、采伐、加工后的大量林业废弃物也可以作为生物质能源使用。而随着我国畜牧业及工业的发展，畜禽养殖粪便、工业排有机废水均可作为沼气能源使用，城市化的进一步发展也使我国每年的城市垃圾量不断增加，更加丰富了生物质能源原料的产量。
生物质的混合燃烧发电是指将生物质能源与矿物质能源两种原料进行混合燃烧发电，这种燃烧方式不需要对电厂的现有设备进行太大的改动，还可以节省矿物质能源，大幅度降低投资费用；
将生物质原料的原料放入气化炉中使其生成可燃气体的过程即是生物质热解气化发电，热解气化生成的气体经过净化后可以供给小型燃气轮机或者内燃机使用，节约了内燃机和燃气轮机对于石化能源的消耗；
生物质的沼气发电则是利用发酵技术，将工业有机废水废渣及屠宰场畜牧场的畜禽粪便进行发酵，生成沼气。这一技术已在我国广泛使用，至2000年底，我国已建立的400余家沼气工程利用沼气每年可发电5.4GWh。
而自2006年12月山东省单县生物发电厂作为我国的第一家生物质发电厂建成发电以后后，仅一年的时间我国便陆续建成了包括山东高唐，河北威县、江苏射阳生物发电厂等在内的数十个生物质发电厂，这10家生物质发电厂投入使用以后，一年便可节省煤炭能源90万余吨。而根据国家能源局的规划，我国的生物质发电装机在2015年将达到1300万千瓦。通过以上数据可以说，生物质的节能效果十分可观。
二、生物质发电的减排作用
生物质能源是太阳能被绿色植物通过光合作用以化学能形式储存在有机体内的能量，由于直接来源于绿色植物的光合作用，它是真正的“绿色能源”，比起常规矿物质能源它燃烧容易、含硫量低、灰尘少、有害气体的排放少，对于它的合理开封利用不会造成生态和环境问题。
由于二氧化碳等温室气体排放量的快速上升，全球正面临着严峻的温室效应问题。我国是世界上煤炭生产和消费的最大国，所使用的电力百分之七十来自煤炭，但由于我国煤炭的质量、采煤及使用过程中的技术限制导致我国的煤炭利用率低，燃煤发电不仅排放大量的二氧化碳等温室气体，还会产生严重的硫化物及粉尘污染。
作为温室气体排放量的大国之一，由于技术经济等各方面的原因，我国虽是温室效应可可能的最大受害者之一，却还不具备承诺限排的能力，因而作为“绿色清洁能源”的生物质能源所具有的减排效果在此时更显得十分必要。
生物质是通过光合作用吸收空气中的水分和二氧化碳，以化学能的形式将太阳能贮存在自身内部，燃烧之后，生物质体内的化学能转化成热能和电能，并释放出二氧化碳和水分，这种循环的排放和吸收结构构成独特的自然界碳循环，在利用是能够实现二氧化碳气体的零排放。
据有关数据统计，生物质发电每节省1吨标准煤便可少2～3吨的二氧化碳排放量。而农业生物质的含硫量也低至0.01%～0.07%，远比同质量的煤炭含硫量低得多，因此在减排二氧化硫等有害气体上也有很好的效果。
三、结束语
我国人口众多，经济的发展面临着资源和环境的双重制约，化石能源蕴含量大，单人均资源含量低，随着我国经济的迅速发展，能源、环境与经济三者之间的矛盾也更加锐化，对于生物质能源的开发与利用能够有效地缓解我国当前的能源紧缺和环境污染问题。而在此过程中，我们也应意识到我国对于新能源的开发利用在技术、政策上的不足，通过提高技术完善政策等手段使生物质发电节能减排的优点能够得到更充分的发挥。
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关键词：生物能；开发利用；综述；能源植物；生物质能源
Abstract
With the intensification of world energy crisis， the exploitation of biomass energy has become a hot
point at the present in the world. Giving a overview of the present research evolvement and the exploiting and using state both at home and abroad in energy plant， production technology of energy plant is introduced simply， some existing problems are analyzed and certain suggestions which accorded to the characteristics of energy plant and national situations are proposed in this paper.
Keywords: bioenergy; exploitation and utilization; recapitulate;energy plant; biomass energy
0. 引言
能源是现代社会赖以生存和发展的基 础，随着社会的发展，能源危机已成为当今 世界面临的巨大挑战。据世界能源权威机构1999 年底的分析，世界已探明的主要矿物燃 料储量和开采量不容乐观，其中石油剩余可 采年限仅有 40 年[1]，其年消耗量占世界能源 总消耗量的 40.5％[2]。从发展的角度看，化 石能源终将耗竭，加之其燃烧时产生的有害 物质严重污染了生态环境。传统的能源结构 已经开始调整，作为未来的主要能源只能依 赖于可再生能源和受控核聚变能。因此，国 内外的能源研究人员正积极探索发展替代 燃料和可再生能源。
生物质是一种重要的可再生能源。生物 质能是指利用生物可再生原料和太阳能生 产的清洁和可持续利用的能源，包括燃料酒 精、生物柴油、生物制氢、生物质气化及液 化燃料等。能源植物是最有前景的生物质能 之一。本文从能源植物的概念、分类入手， 对其国内外研究进展和开发利用现状、生物 能源生产技术及存在的问题进行了综述。
1. 能源植物定义
绿色植物通过光合作用将太阳能转化 为化学能而贮存在生物质内部，这种生物质 能实际上是太阳能的一种存在形式。所以广 义的能源植物几乎可以包括所有植物。植物 的生物质能是一种广为人类利用的能源，其 使用量仅次于媒、石油和天然气而居于世界
能源消耗总量第四位。但以目前的技术水
平，还不能将所有植物都用于能源开发。因 此，一般意义上讲能源植物通常是指那些利 用光能效率高，具有合成较高还原性烃的能 力，可产生接近石油成分和可替代石油使用 的产品的植物以及富含油脂、糖类淀粉类、 纤维素等的植物[3，4]。
2. 能源植物的分类
能源植物种类繁多，生态分布广泛，有 草本、乔木和灌木类等。目前全世界已发现 的能源植物主要集中在夹竹桃科、大戟科、 萝科、菊科、桃金娘科以及豆科，品种主要 有绿玉树、续随子、橡胶树、西蒙德木、甜 菜、甘蔗、木薯、苦配巴树、油棕榈树、南 洋油桐树、黄连木、象草等。为了研究利用 方便，这里按其使用的功能和转化为替代能 源的化学成分将能源植物主要分为四类。
2.1 富含类似石油成分的能源植物
这类植物合成的分子结构类似于石油 烃类，如烷烃、环烷烃等。富含烃类的植物 是植物能源的最佳来源，生产成本低，利用 率高。目前已发现并受到能源专家赏识的有 续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木、巴 西橡胶树等。例如巴西橡胶树分泌的乳汁与 石油成分极其相似，不需提炼就可以直接作 为柴油使用，每一株树年产量高达 40L。我 国海南省特产植物油楠树的树干含有一种 类似煤油的淡棕色可燃性油质液体，在树干 上钻个洞，就会流出这种液体，也可以直接用作燃料油。
2.2 富含高糖、高淀粉和纤维素等碳水
化合物的能源植物
利用这些植物所得到的最终产品是乙 醇。这类植物种类多，且分布广，如木薯、 马铃薯、菊芋、甜菜以及禾本科的甘蔗、高 粱、玉米等农作物都是生产乙醇的良好原料
[5]。
2.3 富含油脂的能源植物
这类植物既是人类食物的重要组成部 分，又是工业用途非常广泛的原料。对富含油 脂的能源植物进行加工是制备生物柴油的 有效途径。世界上富含油的植物达万种以 上，我国有近千种，有的含油率很高，如桂北 木姜子种子含油率达 64.4%，樟科植物黄脉 钓樟种子含油率高达 67.2%。这类植物有些 种类存储量很大，如种子含油达 15%～25% 的苍耳子广布华北、东北、西北等地，资源 丰富，仅陕西省的年产量就达 1.35 万 t。集 中分布于内蒙、陕西、甘肃和宁夏的白沙蒿、 黑沙蒿，种子含油 16%～23%，蕴藏量高达
50 万 t。水花生、水浮莲、水葫芦等一些高 等淡水植物也有很大的产油潜力。生存在淡 水中的丛粒藻（绿藻门四胞藻目），就如同 产油机，能够直接排出液态燃油[6]。
2.4 用于薪炭的能源植物
这类植物主要提供薪柴和木炭。如杨柳 科、桃金娘科桉属、银合欢属等。目前世界 上较好的薪炭树种有加拿大杨、意大利杨、 美国梧桐等。近来我国也发展了一些适合作 薪炭的树种，如紫穗槐、沙枣、旱柳、泡桐 等，有的地方种植薪炭林 3~5 年就见效，平 均每公顷（10 000 m2，15 亩）薪炭林可产 干柴 15 t 左右。美国种植的芒草可燃性强， 收获后的干草能利用现有技术轻易制成燃 料用于电厂发电。
3. 国内外能源植物研究开发和利用概况
3.1 国际能源植物的研究开发和利用
情况国际上能源植物的研究始于 20 世纪 50 年代末 60 年代初，发展于 70 年代，自 80 年代以来得到迅速发展。1986 年美国加州大 学诺贝尔奖获得者卡尔文博士在加州福尼 亚大面积地成功引种了具有极高开发价值 的续随子和绿玉树等树种，每公顷可收获
120~140 桶石油，并作了工业应用的可行性 分析研究，提出营造“石油人工林”，开创了 人工种植石油植物的先河[7]。至此在全球迅 速掀起了一股开发研究能源植物的热潮，许 多国家都制定了相应的开发研究计划。如日 本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”、 美国的“能源农场”和巴西的“酒精能源计划” 等。随着更多的“柴油树”、“酒精树”和“蜡树” 等植物的发现及栽培技术的不断成熟，世界 各地纷纷建立了“石油植物园”、“能源林场” 等，栽种一些产生近似石油燃料的植物。英 国、法国、日本、巴西、俄罗斯等国也相继 开展石油植物的研究与应用，借助基因工程 技术培育新树种，采用更先进的栽培技术来 提高产量。
目前，美国已种植有一百多万公顷的石 油速生林，并建立了三角叶杨、桤木、黑槐、 桉树等石油植物研究基地；菲律宾有 1.2 万 公顷的银合欢树，6 年后可收 1000 万桶石 油；日本则建立了 5 万 m2 的石油植物试验 场，种植 15 万株石油植物，年产石油 100 多桶；瑞士“绿色能源计划”打算用 10 年种 植 10 万公顷石油植物，解决全国一年 50%
石油需求量。 泰国利用椰子油制作的汽车燃料加油
站在泰国中部巴蜀府开始营业，成为世界上 第一个椰子油加油站。巴西是乙醇燃料开发 应用最有特色的国家，实施了世界上规模最 大的“乙醇种植”计划。2004 年，巴西的乙醇 产量达 146 亿 L，乙醇消费量超过 122 亿 L。 目前巴西乙醇产量占世界总产量的 44%，出 口量的 66%。美国通过采用基因工程技术，
对木质纤维素进行了成功的乙醇转化。从
1980 年到 2000 年的 20 年内，美国的燃料乙 醇生产量由 66.24 亿 L 增加到 617 亿 L。
此外，还陆续发现了一些很有前景的能 源植物资源。南美洲北部有一种本土植物
——苦配巴(Copaífera L.)，主要生长在巴西 亚马逊流域的密林和丛林中，其树高大，有 粗大的树干和光滑的表皮，只要在树干上钻 一个孔，就能流出金黄色的油状树液，每株 成年树每年能产油 10kg～15kg，成份非常接 近柴油。阿联酋大学的瑟林姆教授等人发现 了一种名叫“霍霍巴(Jojba)”的植物—希蒙得 木(Simmondsia chinensis (Link) Schneider)， 生长在美洲沙漠或半沙漠地区，种子含油率 达 44％～58％，其油在国际上被誉为“液体 黄金”、“绿色石油”，广泛用于航空、航天、 机械、化工、等领域。产于澳大利亚的古巴 树(又称柴油树)，每棵成年树每年可获得约
25 L 燃料油，且这种油可直接用于柴油机。 油棕榈树也是一种石油树，3 年后开花结果， 每公顷可年产油 1 万 kg。柳枝稷(Panicum virgatum L.)是美国草原地区用于水土保持 或作为牛饲料的乡土植物，自从发现它可被 用来生产乙醇后，美国联邦政府认为这种植 物具有成为能源作物的潜力并加紧了对这 种植物的研究。澳大利亚北部生长的两种多 年生野草—桉叶藤(Cryptostegia grandiflora R. Br)和牛角瓜(Calotropis gigantean (Linn.) Dryanderex Aiton f.)，其茎、叶含碳氢化合 物，可以用于提取石油。这些野草生长速度 极快，每周长 30 cm，每年可以收割几次。 美国加州 “ 黄鼠草 ”(Ixeris chinensis (Thunberg) Nakai)，每公顷可生产 1 t 燃料 油，如果人工种植，草和油的产量还能提高， 每公顷生长的草料可提炼出 6 t 石油[8]。日 本科学家最近发现一种芳草类芒属植物“象 草”，1 hm2 平均每年可收获 12 t 生物石油， 比现有的任何能源植物都高产，且所产生的 能源相当于用油菜籽制作的生物柴油的 2 倍，但其投入不及种植油菜的 1/3，因此是
一种理想的石油植物。
3.2 国内能源植物的开发利用现状
我国是“贫油大国”，也是世界能源消费 大国。1993 年我国由石油净出口国变为净进 口国，石油进口量逐年上升，目前对石油进 口依赖度已超过 1/3[9]。我国对能源植物的 研究及开发利用起步较晚，与欧美发达国家 相比还存在很大差距。但我国植物资源丰 富，早在 1982 年分析了 1581 份植物样品， 收集了 974 种植物，并编写成了《中国油脂 植物》、《四川油脂植物》，选择出了一些 高含油量的植物，如乌桕(Sapium sebiferum (Linn.)Roxb)、小桐子(Jatropha curcas L.)、油 楠(Sindora glabra Merr.ex De Wi)、四合木 (Tetraena monglica) 、五 角枫 (Acer mono Maxim)等。已查明我国油料植物为 151 科
697 属 1554 种，种子含油量在 40％以上的 植物 154 种；新近调查表明，我国能够规模 化利用的生物质燃料油木本植物有 10 种， 这 10 种植物均蕴藏着巨大的潜力，具有广 阔的发展前景。
我国对能源植物的利用虽处于初级阶 段，但生物柴油产业得到了国务院领导和国 家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的 高度重视和支持，并已列入国家计划。“七 五”期间，四川省林业科学研究院等单位利 用野生小桐子（麻疯树的果实）提取生物柴 油获得了成功；中科院“八五”重点项目“燃 料油植物的研究与应用技术”完成了金沙江 流域燃料油植物资源的调查研究，建立了小 桐子栽培示范区。湖南省在此期间完成了光 皮树制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性 的研究；“九五”期间根据《新能源和可再生 能源发展纲要》的框架，在中央有关部委和 地方制定的计划中，优先项目是：对全国绿 色能源植物资源进行普查，为制订长期研究 开发提供科学依据；运用遗传工程和杂交育 种技术，培育生产迅速、出油率高，更新周 期短的新品种；进行能源植物燃料的基础研 究和开发研究，包括能源植物燃烧特性，提 炼工艺及综合利用和开发[10，11]。中国工程院
有关负责人介绍，中国“十五”计划发展纲要
提出发展各种石油替代品，将生物与现代化 农业、能源与资源环境等项目列入国家 863 计划，把大力发展生物液体燃料确定为国家 产业发展方向。据了解，“十一五”期间，我国 规划生物柴油原料林基地建设规模 83.91 万 公顷，原料林全部进入结实期后，将形成年 产生物柴油 125 万多吨的原料供应能力。目 前，已有一些颇具实力的企业和国外大型能 源企业，进入麻疯树生物柴油这一领域，在 各地筹建起有相当规模的生物柴油生产企 业，预计未来全国麻疯树种植面积至少可达
200 万公顷以上，显示了良好的资源开发利 用前景。
国内对能源植物产品研究与开发主要 集中在生物柴油和乙醇燃料两类上。生物柴 油的研究内容涉及油脂植物的分布、选择、 培育、遗传改良及加工工艺和设备等。用于 生产生物柴油的主要原料有油菜籽、大豆、 小桐子、黄连木(Pistacia chinens Bunge)、油 楠等。小桐子含油率 40%～60%，是生物柴 油的理想原料[12]。海南正和生物能源公司、 四川古杉油脂化工公司和福建新能源发展 公司都已开发出拥有自主知识产权的技术， 并相继建成了规模近万吨级的生物柴油生 产厂。德国鲁奇化工股份有限公司、贵州省 发改委、贵州金桐福生物柴油产业有限公司 就中德合作贵州小油桐生物柴油示范项目 签订了合作协议。西南生物柴油生产企业— 华正能源开发有限公司，总投资 8 000 万元， 年生产能力可达 2 万吨。
用于生物乙醇燃料加工的原材料主要 有甜高粱、木薯、甘蔗等。其中甜高粱具有 耐涝、耐旱、耐盐碱、适应性强等特点，成 为当前世界各国关注的一种能源作物。我国 种植的沈农甜杂 2 号甜高粱，收获后每公顷 可提取 4011L 酒精。此外，我国自 2000 年 开始启动陈粮转化燃料乙醇计划，目前已年 产百万吨燃料乙醇，在吉林、黑龙江、河南、 安徽等省普遍推广燃料乙醇- 汽油混合燃 料。秸秆酶解发酵燃料乙醇新技术已经试验成功，山东泽生生物科技有限公司建成了年
产 3 000 吨秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示 范工程。
转贴于 4. 生物能源的生产技术
4.1 生物柴油生产方法
生物柴油的生产方法主要有化学法、生 物酶法、超临界法等。
(1) 化学法 国际上生产生物柴油主要 采用化学法，即在一定温度下，将动植物油 脂与低碳醇在酸或碱催化作用下，进行酯交 换反应，生成相应的脂肪酸酯，再经洗涤干 燥即得生物柴油[13]。甲醇或乙醇在生产过程 中可循环使用，生产设备与一般制油设备相 同，生产过程中副产 10%左右的甘油。但化 学法生产工艺复杂，醇必须过量；油脂原料 中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油 得率及质量；产品纯化复杂，酯化产物难于 回收，成本高；后续工艺必须有相应的回收 装置，能耗高，副产物甘油回收率低。使用 酸碱催化对设备和管线的腐蚀严重，而且使 用酸碱催化剂产生大量的废水，废碱（酸） 液排放容易对环境造成二次污染等。
(2) 生物酶法 针对化学法生产生物柴 油存在的问题，人们开始研究用生物酶法合 成生物柴油，即利用脂肪酶进行转酯化反 应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合 成生物柴油对设备要求较低，反应条件温 和、醇用量小、无污染排放。Xu 以大豆油 为原料，采用固定化酶的工艺[14]，酶用量为 油的 30％，甲醇与大豆油摩尔比为 12:1，反 应温度 40℃，反应 10 h 生物柴油得率为 92
％。因酶成本高、保存时间短，使得生物酶
法制备生物柴油的工业化仍不能普及。此 外，还有些问题是制约生物酶法工业化生产 生物柴油的瓶颈，如脂肪酶能够有效地对长 链脂肪醇进行酯化或转酯化，而对短链脂肪 醇转化率较低（如甲醇或乙醇一般仅为
40%～60%）；短链脂肪醇对酶有一定的毒 性，酶易失活；副产物甘油难以回收，不但
对产物形成抑制，而且甘油也对酶也有毒
性。
(3) 超临界法 即当温度超过其临界温 度时，气态和液态将无法区分，于是物质处 于一种施加任何压力都不会凝聚的流动状 态。超临界流体密度接近于液体，粘度接近 于气体，而导热率和扩散系数则介于气体和 液体之间，所以能够并导致提取与反应同时 进行。超临界法能够获得快速的化学反应和 很高的转化率。Kusdiana[15]和 Saka[16]发现用 超临界甲醇的方法可以使油菜籽油在 4 min 内转化成生物柴油，转化率大于 95%。但反 应需要高温高压，对设备的要求非常严格， 在大规模生产前还需要大量的研究工作。
4.2 生物乙醇生产情况
生物乙醇的生产是以自然界广泛存在 的纤维素、淀粉等大分子物质为原料，利用 物理化学途径和生物途径将其转化为乙醇 的一种工艺，生产过程包括原料收集和处 理、糖酵解和乙醇发酵、乙醇回收等三个主 要部分。发酵法生产燃料酒精的原料来源很 多，主要分为糖质原料、淀粉质原料和纤维 素类物质原料，其中以糖质原料发酵酒精的 技术最为成熟，成本最低。木质纤维原料要 先经过预处理再酶解发酵，其中氨法爆破
（ammonia fiber explosion，即 AFEX）技术， 被认为是最有前景的预处理方法。随着耐高 温、耐高糖、耐高酒精的酵母的选育和底物 流加工艺，发酵分离耦合技术的完善，工业 发酵酒精的成本还将越来越低。
5. 能源植物替代能源存在的问题及建议
目前，对于能源植物的利用还处于摸索 阶段，在应用上存在着一些问题，如能源植 物原料资源相对匮乏，生物柴油原料短缺， 供应量随季节变化；原料的栽培技术及油脂 加工技术不成熟，成品生产力不高等；生物 柴油理化性质也限制了其应用，如生物柴油 油脂的分子较大（约为石化柴油的 4 倍）、粘度较高（约为石化柴油的 12 倍）导致其
喷射效果不佳，挥发性低、不易雾化，造成 燃烧不完全，形成燃烧积炭， 影响发动机运 转效率。再有生物柴油生产处于初级阶段， 缺乏统一的质量标准，难以形成统一的市 场，生物原料价格也是限制生物柴油市场应 用的瓶颈。
针对以上的问题并结合我国的具体国 情提出以下建议：
第一、制定和完善有关法规政策，为我 国生物质能源产业提供良好的政策环境与 保障。如加强立法，通过税收及其它经济手 段，将能源的外部社会成本和环境成本计入 能源成本中，以增强生物质能源的竞争力； 对有前景但技术经济性或商业化条件尚未 完全过关的技术，要加大风险资金的投入力 度；加强生物质利用技术的商品化工作、提 高并考验生物质能源的可靠性和经济性，让 开发生物质能源有利可图，支持鼓励其工业 化生产。
第二、加快能源植物的培育，增加生物 能源的资源量。就是要依据植物的生态地理 空间分布格局，利用基因工程等生物技术选 育产量高、含油量高、与生物柴油的脂肪酸 组成相适应的脂肪酸组成高的能源植物，同 时高度重视大规模可再生能源基地的开发， 因地制宜，变荒山为油田，在保证农业的基 础上退耕还林，进行油料作物的栽培，扩大 生物原料资源。
第三 建立生物质能源系统研究平台， 加快科技发展，为可再生能源的开发利用提 供有力的科技支撑。根据生物质能源利用的 要求和特点，建立相关研究条件和试验基 地，选择重点研究内容和关键技术问题，进 行技术创新及系统集成，形成从生物质生 产、转换机理、技术开发和集成系统应用示 范的研究体系。
第四、开展国际合作，引进国际先进技 术和资金，推进生物质能源的市场化进程。 目前，我国生物柴油因其产量小，还没有进 入中国三大垄断石化企业（石化、中石油和中海油）的销售网络，随着产业化规模的扩
大，与石化企业的合作不为是打开未来市场 的一条有效途径。
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