生物能源发展报告范文

时间:2023-12-06 18:00:46

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生物能源发展报告

篇1

壳牌的心跳曲线随着国际石油价格的变化而起伏不定,原因是其五大核心业务――勘探和生产、天然气及发电、油品、化工和可再生能源中,有三项与石油有关。而一直有专家预言,2050年石油开采将迎来最后的巅峰,此后产量逐年递减,并在本世纪前成为第一个终结的主要能源――但与此同时,全球的能源需求却将翻一番,且在之后与日俱增。

“壳牌已经花了几十年的时间在很多领域寻找可替代石油的新能源,以支持公司的可持续发展战略。”壳牌集团发言人柯尔斯顿•斯玛特表示,“但我们并不准备涉及所有的领域,目前只专注风能、太阳能、氢气、生物能源以及碳捕及技术。”

“壳牌作为一家企业,在重点新能源的选择上经过了几次改变,每一次的决策都主要是出于对收入以及公司未来发展的考量。”英国约克大学化学教授詹姆斯•克拉克说。

2009年之前,壳牌在可再生能源部门的最大投入给予了风能,并拥有风电产能550兆瓦。但壳牌在今年初又一次改变了战略重点。3月17日,壳牌宣布由于风能、太阳能以及水力发电等可再生能源技术耗资巨大,壳牌将不再对其进行新的投资,转而将投资重点指向生物燃料。生物燃料主要指生物乙醇和生物柴油。

最接近石油的替代者

事实上,壳牌为这一决定做了充分的准备。“我们不希望风能、太阳能和氢气占据太多的资源,因为和生物能源相比,他们的机会成本太高了。”斯玛特解释说。

去年,壳牌关闭了两个风力项目,既搁浅了傲人的550兆瓦产能,也放弃了很多市场给予的固定补贴。在新的一轮对可再生能源的投资中也不再有投向风能的部分,目前仅是对保留的风能项目做可靠性和安全性的提升。

“我们在几年前就卖掉了太阳能业务,现在仅是和其他企业合作生产,且保留了一个很小的研发小组。太阳能并不在我们的核心战略之内,所以在新的投资中也不会有涉及它的部分。”斯玛特说,“壳牌一直把氢气当作一个长期的可选对象,并将对其是否会影响我们的业务做进一步的观察。”

舍我其谁的第一代生物能源实际上并没有在壳牌内部进行生产。“我们是最大的第一代生物燃料销售商之一,并没有参考第一代生物燃料的研发和生产。但我们参与下一代生物能源的研发、生产和销售。”壳牌中国集团沟通事务经理栗陆莎告诉表示。

壳牌为什么要舍弃已成型的风能业务,而就根基尚浅的生物能源呢?壳牌认为最接近目前的核心业务的可替代能源是生物能源。这句话的背景在于,生物能源正在经历与石油类似的价值发现过程。“就目前来看,因为最先发现能源紧缺的是运输用燃料部门,所以大家都在该领域极力开发新的可替代能源,比如太阳能源汽车、氢气汽车以及向传统汽油里添加生物燃料等。”加拿大可再生能源协会主席戈登?奎亚堤尼解释到,“而1930年代开始的石油大开采,其最初的目的就是将石油用做燃料。”

此后,人们发现石油还是一种便宜的碳原料,以至于整个化工业改变了他们的产品类型。石油不仅作为能源存在,也由此成为更多化工产品的原材料。奎亚堤尼说:“其他可再生能源也许可以在燃料替代上与生物能源进行竞争,但是生物能源本身含碳的特性,使其还可以提炼出诸如纤维等其他原材料,特性与石油最为贴近。”不管壳牌、BP还是中国的中石油、中石化,这些能源巨头都同时是化工巨头,从“石化”到“生化”的过渡符合他们的产业逻辑。

目前,应用于运输用的生物燃料基本都是添加到汽油中,与之混合使用。“生物乙醇的加入量最多可以达到85%。但是10%是最合理的,因为一旦加入量超过15%,汽车就需要更换引擎。”中科院能源与工业生物技术研究中心主任李寅告诉记者,“从能源利用角度来说,生物能源不见得比其他的新能源,比如太阳能、风能等更经济、更清洁。假如100年后石油开发殆尽,我们开的很可能是太阳能汽车,对生物燃料的需求并不是最高的。但是我们的衣食住行还要靠含有碳元素的生物质来提供。现在鼓励生物质发展,就是为了在未来实现生物质加工。”

壳牌在其的《能源远景2050》中,提出了“有序世界”的定义,并指出2050年主要能源中生物质、太阳能和风能的年消耗量分别为57艾焦耳、74艾焦耳和39艾焦耳(1艾等于10的18次方,约相当于1.17兆兆千瓦时的能量);与之相对比的“无序世界”中的这一组数字则是131艾焦耳、94艾焦耳和36艾焦耳。

摸索中前进

尽管生物能源的最终用途很可能如李寅预料的那样大量用于生物质加工,但是在演变的过程中,它不可避免的要在近几十年中主要充当运输燃料。

壳牌在其2007年可持续发展报告中就曾预测,常规能源的供应在2015年左右将会出现短缺。提高现有能源效率、采用生物燃料和其他可再生能源可以缓解这一现象。“生物燃料目前在全球混合运输燃料中仅占到1%,在未来的几十年中,这一数字将上升至7%―10%。”斯玛特告诉记者。

汽油在使用过程中排放的大量温室气体早已引来各方非议,同样含碳的生物燃料在使用之初也受到了同样的质疑。

“和现在使用的汽油相比,生物燃料燃烧时排放的温室气体只是后者的40%―60%。”奎亚堤尼说,“在一些地区,如果制造生物燃料的技术更加先进,这将使温室气体排放量降低80%-90%。”但随着太阳能和风能等清洁能源的加入,生物燃料的碳排放就变的明显起来。

对此,壳牌在2007年可持续发展报告中解释到:“任何一种能源或技术都不会既满足需求又减少二氧化碳排放。”

克拉克也表示:“像太阳能、风能等清洁能源并不如人们想象的那样是零排放。在太阳能板和风机的生产过程中,要消耗非常多的化学品和能源,产生的污染和碳排放对环境的影响也非常大。”

斯玛特则强调,壳牌在不断地进行减排努力,他说:“我们发展生物能源的前提就是维系公司可持续发展的社会责任,除了改进生物能源的制造技术,壳牌现有的对二氧化碳的收集及储藏能力,以及研发小组对它们的持续研究,都将帮助我们减少二氧化碳排放带来的影响。”

实际上,壳牌不遗余力的加大对生物能源的投资力度,还缘于政府的支持。目前,全球有40多个国家已经或正在考虑可再生能源的推广。欧盟计划到2010年,将生物燃料占运输燃料比例提高到5.75%,到2020年,这一数字将升至10%。美国政府计划在2022年将美国的生物燃料产量提高至360亿加仑(约1363亿升)。

但中国政府最近提出的新能源振兴规划草案中,2万亿元投资的对象并不包括生物能源。目前生物能源在我国还没有大量投入工业生产,主要原因是目前国际主要的生物能源还处于第一代,即用诸如玉米等粮食作物作原料。

“加拿大生产的谷物50%以上都用于出口;美国用于生产第一代生物能源的谷物,原是用来喂养牲畜的。但是在中国,用来生产谷物基乙醇的玉米则是被当作一部分人的口粮。”奎亚堤尼解释道。

“国家现在对生物能源的开发有三不原则:不与人争粮、不与粮争地以及不破坏生态环境。”李寅说,“对于中国等第一代生物质原料稀缺的国家,第二代生物能源就显得至关重要。”

壳牌2007年可持续发展报告中介绍,第二代生物燃料将由稻草、木废料、藻类等非食物有机材料制成,而且使用了不同的转化技术。“我们在几年前开始与世界范围内公司合作开发第二代生物能源。”斯玛特告诉记者,“第二代生物能源将不再局限于几种农作物,实际上很多生物质都可以被用作原料。”

据悉,壳牌已与德国CHOREN 公司合作采用木屑生产燃料,并于2008年投产了世界上第一家采用该技术的商用示范厂;2007 年,壳牌与美国Codexis公司合作开发了可将非食物生物质更高效转化为生物燃料的“超级酶”;此外,壳牌还与HRBiopetroleum一起成立Cellana公司,并在夏威夷修建了一座可将海藻转化成用作生物燃料原料的生物质试验厂。

篇2

青岛福瑞斯生物能源科技开发有限公司成立于2006年11月,注册资金1000万元,主要以生产“生物柴油”为主。

生物柴油是绿色清洁可再生能源,大力发展生物柴油对解决我国的能源危机、环境危机,建设社会主义新农村以及保障人民的身体健康具有重要意义。青岛福瑞斯生物能源科技开发有限公司投资1.2亿元,兴建了年产10万吨生物柴油的产业化项目,该项目占地40亩建筑面积20000平方米,是国家鼓励发展的重点项目,也是青岛市唯一一家生产生物柴油的企业。

公司利用餐饮业地沟废弃油、动植物油生产生物柴油。主要采取了酶法、化学法两种方法及各种工艺条件,所生产的生物柴油质量优于我国石化0号柴油。目前这个公司的生产技术达到了国内领先水平,填补了青岛市科技生物能源的一项空白,得到了青岛市委、市政府,莱西市委市政府及科技局领导的高度重视,青岛市副市长王修林亲临现场指导工作。该项目以青岛福瑞斯生物能源科技开发有限公司为主,在莱西市姜山镇工业园建立生物柴油产业化示范基地。该项目全部投产后可实现销售收入6亿元,此项目发展将带动山东及全国生物柴油产业化的发展,具有良好的社会效益,生态效益和经济效益。该项目计划分二期建成10万吨生物柴油生产线。

公司总经理郑平安告诉记者:石化柴油的主要成分是 C16~C19的烷烃;而生物柴油的主要成分是油脂通过酯化或酯交换生成的脂肪酸甲酯,碳链长度主要集中在 C14~C18之间。生物柴油产业的发展将给国家带来明显的经济和社会效益。首先从原料上看,生产生物柴油利用的是花生油下脚料、餐饮业地沟油和废弃动物油脂等,在建设循环经济的同时可以有效地抑制废弃油脂通过“黑油坊”倒卖再次流向市民的餐桌。从使用性能看,生物柴油质量可以达到0号石化柴油的标准,燃烧时热值略低于石化柴油,排出的有害气体比石化柴油减少70%左右,对促进环境保护发挥重要作用,符合党的十七大报告中提出的建设生态和谐社会的目标。从市场前景看,石化柴油日趋上升的价格,日益减少的储量,都预示着生物柴油将会成为能源领域的新亮点。

篇3

中国工程院原副院长侯云德院士日前在重庆举行的生物医药产业发展专题报告会上表示,生物医药经济成世界趋势,中国生物医药技术研发要注重创新。

在“迎接生物经济时代的崛起:我国生物医药产业的发展战略与对策”专题报告会上,侯云德院士围绕最新生物医药技术的研究应用、国际生物医药产业的发展趋向、我国生物医药产业发展战略与对策等方面作了专题报告。侯云德院士表示,当今世界干细胞技术、克隆技术、DNA重组技术、纳米技术和系统生物学技术等新技术研究应用十分活跃,老年病、疑难病、传染病治疗医药产品及功能性食品的市场需求迅速上升,生物医药经济异军突起,已成为涵盖生物医药、生物农业、生物制造、生物能源和生物环保在内的新经济业态。

基于国际生物医药技术创新和产业发展态势,我国生物医药技术研发既要重视源头创新,更要重视仿制创新和集成创新,应重点建设综合性药物开发技术服务平台,面向世界市场重点打造疫苗、老年病药物、保健药物和现代中药产 业等。

此次报告会由重庆市科委主办,重庆智飞生物制品股份有限公司承办,重庆市食品药品检验所、重庆大学、第三军医大学、重庆智飞生物制品股份有限公司等高校、科研院所和企业代表共90余人聆听报告,侯云德院士听取了重庆市生物医药产业发展的基本情况。

近日,来自北美、欧洲及亚洲生物科技与制药企业、投资公司的核心决策者与高级经理人齐聚北京,参加由全球生物技术工业组织(BIO)主办的第三届BIO中国生物产业大会,共同探讨正在迅速崛起的中国生物制药的发展与前景,以及正在迅速崛起的中国生物制药市场所蕴藏的无限商机。

全球生物技术工业组织BIO总裁兼首席执行官格林伍德提出,生物技术在中国到了非常关键的时刻,无论是市场的增长和发展,生物技术的创新都要求生物技术产生新的创新和突破。今年中国的医药市场达到了700亿美元,预期2015年会达到1000亿美元,在2020年中国市场会成为世界医药市场第一大市场。

“中国生物技术市场正在稳步增长。无论是市场销售额还是利润,都在以两位数的速度迅速提升。”格林伍德强调,BIO在中国生物技术产业崛起的过程中扮演着重要角色。

外商投资企业协会药品研制与开发行业委员会(RDPAC)总裁卓永清针对全球医药市场的发展进行了分析,到2020年,生物产业将成为我国经济的支柱产业。生物产业是中国政府确定的七大战略性新兴产业之一,而生物医药产业居生物产业之首。“生物医药产业的发展有助中国在各类疾病治疗领域实现突破创新,弥补大量尚未满足的医疗需求,尤其是在糖尿病、癌症、血友病以及免疫系统缺陷等疾病领域。”

篇4

关键词:新能源;可再生能源;发展利用

中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-12-0013-1

吉林省是农业大省,农村人口占绝大多数,因此农村与农民的问题是关系到我省是否能稳定快速发展的关键性问题。清洁能源将成为城市能源的主要形式。

1 中国的新能源与可再生能源发展现状

我们国家的新能源高速发展,太阳能、生物能等等连带的产业都实现了快速增长,水电装机超过2亿千瓦,风电装机超过5000万千瓦,太阳能的利用产业及数量居世界前端,太阳能产业在快速发展中。我们国家的新能源与可再生能源产业发展已初具规模。但是在发展中还存在着许多问题。主要表现在:

(1)整体上缺乏科学规划。产能过剩危机和资源浪费现象较为明显。尤以光伏产业和风能产业突出。

(2)发展不平衡问题。一是新能源利用的产业从技术设备、生产环节到应用、输出,需要形成合理的整条的产业链。二是社会投资不均衡。从整体情况来看,风能和太阳能的领域投入资金较多,生物能源以及核电的投入偏少,而地热、沼气等能源领域的投入就更少了。三是城乡发展的不均衡。新能源在农村地区应用较少。

(3)技术创新问题。新能源发展所需的新技术是个很大的难题。

(4)新技术如何投入使用的问题。新能源规模化生产之前的成本也较高,配套设施跟不上。

(5)利益结构问题。我国在新能源方面存在基础设施和基层公共服务能力严重缺失的问题。

2 我市对新能源和可再生能源的利用,应做以下工作才能解决上述我国各地普遍存在的问题

(1)科学论证新能源的潜力,我市的新能源和可再生能源想得到充分利用,就需要科学评估城市新能源、可再生能源的资源潜力。

我市能获得新能源的资源数量和开发利用条件、潜力的评估,是利用的基础。新能源与可再生能源因种类较多,集中度较低,能被利用条件也不同。

(2)我市需要合理规划资金的投入,以及在合理投入时的利用规模。新能源的资金的多少与政策以及资金投入的多少有密切的关系。拿生物能来说,秸秆、畜禽粪便等容易收集利用的数量与能够作为沼气应用、秸秆发电等利用的规模有很大的关系,它不仅与我市的农业政策有关,而且与我市市政府给予资金的多少、技术支持有密切的联系。

我们规划的任务就是在发展与减排之间求得一个平衡点。

(3)我市需要继续调整能源利用结构,优先开发沼气、天然气,适当控制煤炭的利用,是调整现阶段能源结构的主要任务。我市是我省煤炭生产规模较大的县级市,在以往的农业生产结构中,煤炭占70%。今后我市需要大力发展沼气、天然气的利用率,适当优化产业结构。

(4)做好地质勘探,制定科学的开发方案。要充分摸清地下煤的储藏量,制定科学开发方案,是我市今后开发过程中能够实现低碳化的关键。

3 促进新能源产业的健康发展,应从以下几个方面入手:

3.1 市政府应出台战略计划加强产业引导

根据我市具体情况,考虑新能源与可再生能源市场的运行,建立和完善的新能源节能体系,建全能源管理和咨询机构,使政策对新能源和节能产业的制度保障具有综合性和战略性。

3.2 加大技术创新,加大投资力度

技术创新是新能源与可再生能源发展的关键。我市目前的新能源技术创新能力较低。因此要特别加大对主要技术的研发力度,从专业人才方面,我们需要注重新能源研发的技术性专业人才的培养。加大政策倾斜,形成集研发、应用于一体的创新体系。

3.3 坚持实用性第一的原则

首先是加强我市基础设施的完善。其次是完善财政补贴机制。需要在补贴领域和补贴方法上进行扩展,如财税支持等。最后是调整能源产业结构。

3.4 促进经济发展与新能源的供给需求的平衡

调整我市的能源利用政策,鼓励使用新型能源,大规模启动城乡市场,建立绿色能源的品牌。

3.5 实现多元化发展

大力发展除风能、太阳能之外的新能源与可再生能源,如生物质能源、沼气等。生物质能源在中国发展潜力巨大。我市应重点发展沼气与太阳能的利用。

3.6 开创新能源家居理念,强化新能源需求意识

加强鼓励企业、家庭更多的使用新能源产品。政府通过税收优惠、价格补贴等措施降低价格门槛,推广我市城乡新能源设施的应用。

我市要想继续保持经济快速增长,综合国力得到不断提升,就必须坚定新能源与可再生能源的开发利用战略。

参考文献

[1] 汤倩,金银亮.中国能源发展战略研究.现代商贸工业,

2010年第17期:14-15.

[2] 李抒望.科学发展观的新诠释[J].实事求是,2004,(2):

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[3] 赵玉文,王斯成,王文静,等.光伏产业发展研究报告(2006-2007)[R].中国可再生能源发展项目办公室,2008.

[4] 金灿荣.中美新能源合作还得靠内功[J].中华新能源,

篇5

根据国家有关规划和有关部门的科技项目安排,结合粮食行业实际情况,我局现开始组织申报*6年国家高技术产业化项目。现将有关事项通知如下:

一、项目申报主要范围

(一)生物能源。开展燃料乙醇、生物柴油、生物质成型燃料、工业化沼气等在内的生物能源产品的产业化项目。主要包括以木薯、甜高粱、秸秆等非粮食原料生产的燃料乙醇,以棉籽、油菜籽、废弃油及其他木本油料植物为原料生产的生物柴油,以秸秆、农林业废弃物等为原料压缩成型生产的生物质成型燃料,以及利用有机废弃物开展大型工业化沼气生产和利用。

(二)生物材料。开展以生物质为原料生产可生物降解高分子材料和替代石油基产品的基础化工材料的产业化。主要包括可生物降解的生物质塑料,淀粉与可生物降解高分子材料共混得到的环境友好高分子材料单体及聚合物,生物合成高分子材料,新型炭吸附材料等。

(三)生物质原料的高效生产。重点支持边际性土地(如沙荒地、盐碱地、山坡地等)高产作物、植物的育种及新品种产业化,基因工程高产淀粉质、纤维质、油料作物等的品种改造与新品种产业化等。

二、高技术产业化项目的实施原则

为确保高技术产业化项目能够取得应有的效果,在项目实施过程要把握好以下几项原则:

(一)注重自主创新和集成创新、技术开发和技术引进相结合,以提高产品的经济性和形成成套工业化生产技术为核心,促进重点技术和产品的新突破。

(二)促进产学研联合,重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作重大项目的实施。

(三)充分利用市场机制,发挥国家投资引导的作用,促进企业和社会投资发展高技术产业,培育具有较强开发能力和市场竞争力的企业。

(四)重视项目的产业化基础和申报单位的建设条件。申报单位应具备较强的经营、管理筹资等方面的能力。

三、项目进度安排和相关要求

请各省粮食局积极推荐符合高技术产业化项目申报条件的企业,我局将结合粮食行业实际情况,积极组织推荐申报工作,并组织指导有关企业编写资金申请报告。

各企业请于3月5日前,将资金申请报告和有关附件等材料一式五份报送我局,同时提供电子文本。

特此通知。

附件:

国家高技术产业化项目资金申请报告编制要点

一、项目意义和必要性。国内外现状和技术发展趋势,对产业发展的作用与影响,产业关联度分析,市场分析,与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况。

二、项目技术基础。成果来源及知识产权情况,已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限,技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势,该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用。

三、项目建设方案。项目的产能规模、建设的主要内容、采用的工艺技术路线与技术特点、设备选型及主要技术经济指标、建设地点、建设工期和进度安排、建设期管理等。

四、项目投资。项目总投资规模,投资使用方案、资金筹措方案以及贷款偿还计划。

五、环境保护、资源综合利用、节能与原材料供应及外部配套条件落实情况等。

六、项目法人基本情况。项目法人的所有制性质,主营业务,近三年来的销售收入、利润、税金、固定资产、资产负债率、银行信用等级,项目负责人基本情况及主要股东的概况等。

七、项目财务分析、经济分析及主要指标。内部收益率、投资利润率、投资回收期、贷款偿还期等指标的计算和评估,项目风险分析,经济效益和社会效益分析。

八、资金申请报告报告附件:

1、银行承贷证明(省分行以上)文件;

2、项目法人近三年的经营状况(包括损益表、资产负债表、现金流量表)和项目法人自筹资金保证落实文件;

3、地方、部门配套资金及其它资金来源证明文件;

4、前期科研成果证明材料(需经权威机构认证或出具技术检测报告、专利证书等);前期科研成果的成熟度,应能够满足产业化试验或产业化示范的要求;

5、相应的环境保护主管部门意见;

6、有关部门出具的产品生产、经营许可文件(医药、生物、农药、信息安全产品等);

篇6

一、美国生物能源政策的基本情况

美国是世界第一能源消费大国和温室气体排放大国。据国际能源署(IEA)的统计数据,美国在2009年消费21.7亿t石油总量(约合31.1亿t标准煤),此项能源消费统计包括原油、核能、煤炭、天然气和水电等再生能源。美国每天平均消耗大约1900万桶石油,每年美国人均能源量消耗是中国人均能源消耕量的4.5倍。美国的二氧化碳排放量约占世界的1/4。美国高度重视能源安全问题,致力于发展生物能源和节能减排技术。据美国农业部预测,从2008—2035年,世界能源需求将增长36%,世界能源消耗量的增长速度将高于世界人口总量增长速度。美国有关机构通过测量整个生产生活过程中的排放数据表明:与化石燃油相比,使用玉米乙醇可减少20%左右的温室气体排放,而使用生物柴油、纤维素生物燃料则减少50%~60%的温室气体排放。基于降低美国对外国原油的依赖、缩减温室气体的排放、促进新能源产业发展的考虑,2007年12月美国总统签署通过了能源独立和安全法案(EISA),其主要内容有:提高机动车燃料经济性标准,计划到2020年轿车和轻型卡车平均经济性标准应为14.88km/L,较当前水平提高40%;发展可再生能源,计划在2022年将生物燃料产量提高到每年1360亿L,取代大约900亿L化石燃油,是当前水平的4倍。2009年5月初,美国总统签署了一项关于发展先进生物燃料的总统令,美国能源部、农业部和环境保护署组成了一个跨部门的联合工作小组,对实施和协调生物燃料发展规划进行统一领导。值得注意的是,美国政府对每年从玉米、大豆中提炼生物质燃油(玉米乙醇和生物柴油)总量设定了567亿L的限额。这是由于土地从植被覆盖区转为农田时,土壤中将释放出大量的二氧化碳和其他温室效应气体,因此美国农业部一直在实施旨在保护国家自然资源的“土地休耕计划”,保持玉米、大豆的产量相对稳定,防止生物燃料工业与地争油、与民争粮。目前,美国玉米产量的25%用于加工乙醇,大豆产量的10%用于加工生物柴油,已基本达到EISA规定的上限值,此后将主要发展其他的新型生物燃料(Otheradvancedbiofue)l为主。近年来,在不对农、林业布局作大变动的前提下,美国致力于纤维素生物质燃料(Cellulosicbiofue)l的生产,并且瞄准以水藻为原料的第二代新型生物能源的开发利用,计划到2025年生物燃油可以替代美国原油消耗的25%。2011年8月在密苏里州一家加油站了解到,普通的87标号汽油售价0.99美元/L,而按1∶9混合乙醇89标号的燃油售价为0.97美元/L。由于混合燃油价格便宜,吸引了不少车主购买。许多加油站还设有单独的生物燃油加注机位,方便顾客使用。

二、美国推进农业机械节能减排的具体做法

美国农业是用现代科学技术装备起来的高效率的大农业,具有生产手段机械化、智能化、信息化的特点。农业机械是美国现代农业的重要标志,农业生产燃油消耗份额不容忽视。据美国农业部测算,与食品有关的能源利用占国家能源总消费份额从2002年的14.4%增长到2007年的15.7%。发展低碳农业,推进农业机械节能减排,是保持美国农业经济持续健康发展的重要举措。近年来,在美国政府的引导下,各有关农业机械企业、院校、协会等单位和部门采取了多项对策措施,取得了一定的成效。

(一)联邦政府积极发展生物能源,逐步实行更严格的排放标准联邦政府从新能源供应和限制排放两个环节来推进农业机械节能减排。①联邦政府通过了EISA,安排多个拨款项目,支持开展可再生能源的研究开发,扶持发展生物燃料提炼厂。2011年4月15日,美国农业部(USDA)与能源部(USDE)发表联合声明,将在3~4年内为先进生物能源以及高价值生物基产品等研发项目提供3000万美元资助。美国政府通过税收优惠等措施,鼓励生物燃油加工。目前,美国现有加工生产生物燃油的企业200家,年产量达到500亿L,比2006年翻了一番多,实现了自给自足。预计EISA使得美国2022年在交通方面减少68万t的二氧化碳气体排放,相当于减少2400万辆汽车的排放量。②针对农业机械、工程机械以及舰船、航空器等机械设备,美国环境保护署(EPA)了新的非道路机动设备柴油机的第四阶段(Tier4)的强制性排放标准,设定了标准过渡期和执行期,旨在大幅度减少二氧化碳等废弃物的排放。以75~129kW的柴油机为例,要求2012—2014年为第四阶段过渡期,2015年为正式实施期,每千瓦时油耗最大的氮氧化物排放量为0.40g,非甲烷碳氢化合物排放量为0.19g,颗粒物排放量为0.02g,与第二阶段(2003年)的标准相比,排放量降低了90%左右。

(二)地方政府实施农场主节能改造计划,并对新购置农业机械予以免税政策密苏里州位于美国中部地区,拥有超过10万个农场,盛产玉米、大豆、油子、大米、棉花以及牛、家禽、猪等畜产品,每年所生产的农作物与牲畜价值超过50亿美元,是美国重要的农产品生产地区。密苏里州已将玉米和大豆分别用于乙醇汽油和生物柴油的生产制造。密苏里州正在执行一项美国能源部资助,密苏里农业厅、密苏里大学和EnSave公司具体实施名为MAESTRO项目(MissouriAgriculturalEnergySavingTeam-ARevolutionaryOpportuni-ty),该项目通过补贴和低息贷款的办法,刺激农场主改造老旧的电机、泵等高能耗设备,从而达到提高能源效率15%以上的目标。具体内容包括:提供免费的技术援助,在评估农场和家庭能源消耗和编制更新改造规划时,农场主将有可能获得高达75%的项目评估费用补贴(评估总额不超过5000美元),和5万美元以下的3%低息贷款。据介绍,该项目开始于2010年7月,共实施3年,目前已经有30个农场受益,每个农场每月节省能源方面的费用为500~600美元。密苏里州政府在商品销售环节一般都要征收7.5%左右的消费税,但对农业机械销售环节实施免税的优惠政策,此举大大鼓励了农场主购买新型的农业机械。同时,州政府还允许农场主根据当年农作物的收成情况,自主确定农业机械的折旧率,以减少收入所得税的支出。

(三)农业机械生产企业不断改进技术,致力于提高燃油经济性和机械使用效率美国约翰迪尔公司(JohnDeere)是目前世界最大的农业机械制造商和世界第二大工程机械制造商,位居世界500强前列。约翰迪尔公司从生产犁耙起步,逐步向大型农业机械领域拓展。产品包括迪尔拖拉机、联合收割机、摘棉机、喷药机、青贮机械、整地机、播种机和农业服务等。约翰迪尔公司非常重视中国市场,1978年援建了黑龙江农垦友谊农场,目前已在中国佳木斯、哈尔滨、天津、宁波等地建立了6家农业机械产品研发、生产和投资公司。约翰迪尔公司为适应美国新的排放标准,十分重视产品的技术创新,平均每天的研发投入超过200万美元。在发动机创新方面的措施有:①研发新型适应生物燃油的发动机,通过生物燃油部分取代化石燃油来减少温室气体排放。目前约翰迪尔公司生产的发动机都能够采用5%的生物柴油+95%的化石燃油。②通过应用新型技术,如装备专利的风扇驱动、冷却系统,提高了燃油效率,降低了动力消耗。约翰迪尔公司新一代的PowerTechPlus发动机相对原来的发动机,能减少2%~7%的燃油消耗。在达到美国联邦尾气排放标准的同时增强了动力性能,并有充足的额外功率储备。8R/8RT型拖拉机是美国内布拉斯加州拖拉机实验室测试过的节油性能最优的农用拖拉机。在新型技术应用方面的措施有:①广泛采取复式作业模式,农业机械一次进地可实现多个作业项目,减少辅助作业时间,从而提高机具效率,能降低燃油消耗和废气排放。如7760型自走式摘棉机能一次完成田间采棉和机载打包,可以实现连续不停顿的田间采棉作业;4930型喷药机改进了药液加注装置,大幅度提高药液装载速度(目前每3min可达4543L),实现高效喷药作业,减少了药液和燃油消耗;1590型免耕条播机可一次完成开沟、排种、施肥、镇压等多道工序,大幅度减少了燃油消耗。②广泛运用全球定位系统(GPS),实施数据采集及田间耕作、播种、施肥、喷农药和收获等作业的精确定位,并自动控制农业机械的运动路径和作业参数,以减少重复作业面积和工序,从而达到提高效率和降低燃油消耗的效果。约翰迪尔公司的大功率拖拉机、联合收割机都安装了GPS和车载智能操作系统,农户可免费获得相关的技术培训和咨询服务。目前美国已有50%以上的农场采用GPS辅助农业生产,有针对性地施肥、灌溉,大大提高了整片土地的生产率。

(四)农业科研院所重视发展低碳农业,大力推广保护性耕作技术美国是世界上最早研究和推广保护性耕作技术的国家。美国在20世纪20~30年代就利用大型机械翻耕大面积农田,一场著名的“黑风暴”从美国干旱地区刮起,席卷2/3的美国大陆,刮走地表层10~50cm厚度的肥沃土壤3.5亿t,冬小麦减产51亿kg。1935年美国成立了土壤保护局,从此开始研究改良传统翻耕耕作方法,探索实行保护性耕作技术。保护性耕作的核心内容是放弃传统深翻或轮耕作业,采用免耕少耕、秸秆覆盖等技术,可以明显减少土壤风蚀,增加雨水积累,从而大大缓解了传统耕作对生态环境破坏的压力。同时,原来农作物从耕种到收获一般需要农业机械7次进地作业,如今只需要3次(播种、植保、收获)就可以了,从而减少了农用燃油的消耗,也实现了农业机械节能减排目的。有报告显示,采用传统耕作方法种植玉米每公顷消耗燃油34.57L,而保护性耕作方法仅需18.6~24.7L。联合国粮农组织称这种耕作法为新的耕作革命。据美国保护性耕作组织近期报道,美国至少有50%的耕地实行各种类型的保护性耕作,其中作物残茬覆盖耕作占53%、免耕占44%。截至2010年年底,美国保护性耕作实施面积达到近3000万hm2,保护性耕作作物种类包括玉米、小麦、大豆等常规作物,以及棉花、蔬菜、马铃薯、番茄等经济作物,主要采用免耕、少耕、垄作免耕等技术模式。为缓解能源紧张以及适应气候变化趋势,美国农业部2011年组织了密苏里州等9个州11个机构的土壤、推广、气候、经济等方面的专家,斥资2000万美元启动美国玉米带作物种植体系研究项目。项目的目标之一就是评估整套作物的生长管理方法对碳、氮和水分布的影响,研究建立实现减少温室气体排放、氮损失的新型生产模式。这些生产模式包括免耕、作物轮作、排水管理、作物覆盖等。

(五)有关行业协会发挥组织协调的优势,积极推动低碳农业技术的推广应用密苏里州农场局(MFB)是一个州级民间性质的农业协会,是美国农业协会(AFB)的一个分支机构。AFB的总部设在华盛顿,负责收集全国各州农业协会提出的意见和建议,在农业税收、环境保护、政府投入等方面代表农户与国会打交道,争取有利的扶持政策。MFB成立于1950年,现有11.2万名会员,其中50%是农民会员,包括玉米、大豆、棉花等种植户和牛羊养殖户。每名会员需缴纳年费32美元。MFB为会员提供4方面的服务:一是代表会员的利益,参与全国性和密苏里州农业政策的评估与制定。二是向会员提供最新的农业技术、农产品价格等信息服务和农业保险。三是通过实施项目,向会员推广普及先进适用的农业技术。四是向年轻农场主提供学习培训机会,使其成长为职业农民。农场局还鼓励农场主之间开展合作互助,共同使用大型农业机械,以提高机具利用效率。在MFB的引导下,密苏里州近20年来保护性耕作发展很快,免少耕面积占全州耕地面积的比例已由过去的20%上升到现在的80%。密苏里州玉米种植者协会(MCGA)成立于1978年,是一个致力于增加玉米生产利润的农民基层组织。其主要职责包括:①参与政府与玉米法案相关的工作;②发展和扩大玉米市场;③收集和玉米生产的相关信息;④与相关组织和产业建立联盟。近年来,协会致力于生物燃料(如玉米乙醇)的研究与市场需求调研,教育农民和消费者增加对乙醇生产等农业产业的了解,向农户推荐统一的种植品种和种植模式,推广使用先进的玉米耕种方法和秸秆处理办法,以保护环境和提高利润。密苏里州大豆协会(MSA)是一个全州范围内的组织,旨在代表密苏里州大豆生产者的利益。通过宣传立法、公共政策措施和全州的教育培训工作来增加密苏里州种植大豆农民的盈利能力,可影响密苏里州大豆生产的公共政策。在低碳农业技术方面,大豆协会致力于解决由大豆生产生物燃油的研究和市场需求调研,通过对农民进行培训和对消费者进行培训,促进基于大豆的生物燃油的应用和发展。参与和促进环境保护工作,帮助农户采用先进的耕作方式(如免耕、秸秆覆盖等),改良农田土壤。

三、对中国发展低碳农业机械化的启示和建议

联合国气候变化框架公约的《京都议定书》自1997年12月签署之后,控制二氧化碳等温室气体排放就成为了一个世界性话题。特别是2009年联合国气候哥本哈根大会的召开,世界对中国的节能减排更加关注。节能减排,不仅是一个关系到农户切身利益的经济问题,还是一个世界关注的政治问题。

(一)启示通过对美国低碳农业机械化技术发展的了解,有两点启示。

1.发展低碳农业机械化,是实现中国节能减排目标的重要举措2009年11月中国政府正式对外宣布控制温室气体排放的行动目标,决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,并将此减排目标将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划中。在如此短时间内这样大规模降低二氧化碳排放,需要各行各业的共同努力。中国2010年拥有各类农业机械总动力9.28亿kW,农业生产燃油消耗量3674.91万t,其中柴油3484万t。农业现代化离不开农业机械化。当前中国农业耕种收综合机械化水平为54.5%,还有较大的发展空间,农用燃油的消耗总量还将继续增长,需要用最经济的燃油消耗来达到最高效的农业机械作业。因此,农业机械行业推进节能减排的任务十分艰巨、十分迫切。

2.发展低碳农业机械化,是一项需要统筹推进的系统工程农业机械节能减排体现在农业机械科研、制造、使用、维修、培训和管理等各个环节,需要多个部门的协调配合,加大政策支持力度,综合应用技术、经济、法律等手段,通过行政推动、行业引导、市场拉动等措施,发挥各个市场主体参与农业机械节能减排的积极性和主动性。

(二)建议为推进中国低碳农业机械化发展,建议采取以下措施。

1.密切跟踪国际新能源发展态势,鼓励农户使用清洁的、可再生能源应借鉴美国、欧盟、巴西等国家和地区的生物能源政策,积极推进中国生物能源的产业化进程,尤其重点发展优质木本油料作物和海藻类生物燃油。可通过补贴和税收等政策,降低生物燃油的生产成本和使用成本,鼓励用户购买使用。发挥购机补贴的政策导向作用,适当提高新能源动力机械和装备的补贴力度,在水电、风电、光能充裕地区,大力发展电力农产品加工机械、小型电能植保机械、耕整机械、设施农业装备,建设一批布局合理的电力排灌站。

2.鼓励农业机械生产企业技术创新,不断提高农业机械产品的能源利用效率积极引导科研院所、大专院校和农业机械生产企业等单位,通过科技支撑计划、行业科技计划及地方科研专项等项目,采用先进技术、先进工艺和先进材料,加快研发拥有自主知识产权的农业机械节能减排技术和产品。应用GPS等现代信息手段,努力提高产品使用性能和产品质量,挖掘节能减排潜力,从源头上保证农业机械节能减排效果。从2010年10月1日起,包括拖拉机、联合收割机在内的中国非道路车辆和机械排放标准开始执行进入第二阶段限值,即开始执行国Ⅱ排放标准。中国要健全农业机械节能减排技术法规,强化农业机械设备的能耗检测,加强农业机械推广鉴定管理,切实将国Ⅱ排放标准执行到位。严格《国家支持推广的农业机械产品目录》准入条件,限制高能耗、高污染产品进入目录。

3.大力推广农业机械化节能减排技术,提高资源综合利用水平加强农机农艺结合,制定科学合理、相互适应的农艺标准和机械作业规范。在农作物的耕作、种植、植保、收获以及农产品初加工等环节,积极推广节油、节种、节地、节水、节肥、节药等节约型农业机械化技术和机具。发展基于GPS的精准农业,加快多功能、智能化、经济型机具的推广应用。要全面实施《保护性耕作工程建设规划》和保护性耕作技术推广项目,推广免耕、少耕的现代农业耕作制度,减少机械进地次数,降低能源消耗。争取实施机械化秸秆还田作业补贴,大力推广农作物秸秆综合利用技术,实现秸秆的资源化、能源化、清洁化利用,避免秸秆焚烧现象发生。将农业机械化节能减排技术纳入全国农业机械化教育培训大行动和阳光工程农业机械培训的重要内容,培养懂技术、会操作、善维护的新型农业机械驾驶操作人员。

篇7

“我们都生活在下水道里,可是仍然有人在仰望星空。”这是英国作家奥斯卡・王尔德的名言,同时,也是中国地沟油想对荷兰“地沟油”说的心里话。

2011年6月30日,一架隶属于法航集团荷兰皇家航空公司(下称荷航)的波音737-800,满载171名乘客,从荷兰首都阿姆斯特丹起飞,目的地是法国巴黎。这次历时70分钟的短途飞行却引起了全球媒体的关注,因为飞机使用的燃料,是用废弃的烹饪用油回收加工而成的生物燃油。

作为荷航在实现“节能减排”承诺中做出的姿态之一,这次飞行代价不菲。不过,这项使用生物燃油减少二氧化碳排放的环保举措让世人惊喜异常。因为,荷航强调的是“碳排放”,中国人留意到的则是“地沟油”。

尴尬的“中地沟油”

在中国,厨房余、废油被冠之为“地沟油”。由于与很多饮食事故有关,故而其又被称为中国餐饮业的“血栓”。有专家估计,每年有300万吨地沟油回流到餐桌上,占食用油年消耗的十分之一。按照中国食用油加工每年总产值2000亿人民币计算,地沟油的年产值将达到200多亿,相当于2010年国产电影产业总产值的两倍。以至于有人戏称,在中国影响力最大的食品公司是“中地沟油”。

据说,荷航打算在未来大规模使用环保的生物燃油,但苦于“地沟油”的原料不足,有意与中国公司展开合作。这对于中国人来说,无疑是件喜讯。试想,中国每年300万吨地沟油,如果都卖给荷兰人,不仅欧洲的飞机有了航油的原料,同时也除去了中国人的心腹大患,实可谓两全其美!

怎奈荷兰航空很快澄清了这一说法。荷航表示,这次飞行表演性质更大,并没有立即与中国公司合作“地沟油”能源的打算。究其原因:对荷航来说地沟油提纯费用昂贵;对中国来说,那便是目前还没有成熟稳定的原料供应链条。

一个产业,首先要有稳定的原料供应,其次才轮到中游的加工和下游的产品输出。也就是说,中国“地沟油”能源还不具备正规、成型的产业优势。其问题恰恰出在上游源头――“地沟油”从哪里来?

在我国,多数“地沟油”并不来自于地沟,废油通常在饭馆的后厨就被直接收购。虽然中国“地沟油”产业拥有一个庞大的地下网络:违规收购废油、黑户加工重炼、变身食用油重回餐桌。据经济学家郎咸平估计,这一“地下产业”每年至少产生15亿到30亿人民币的纯利润――这相当于广东省制造业的全年纯利润。

但可怕的是,恰恰是这个“重返餐桌”的地下产业抢夺了“地沟油”全球化的蛋糕。除了违规的生产者和加工者,它未给国家经济带来任何收益,更是损害国民健康的罪魁祸首。而对欧美国家来说,“地沟油”产业的终端,瞄准的是更大、更有发展前景的市场――新型能源。

“中国不是没有将地沟油回收做能源的公司,相反,数量还很多,但多数都处于亏损或拿环保补贴的状态。”浙江一家到北京参加环保NGO会议的厨余垃圾处理公司经理如是说。“我们的公司不仅拥有常温处理废油的国际专利,先进技术,在全世界来说都是竞争的强手。”

然而,正是这家公司,却只能在中国尴尬地生存,年利润几乎为零,只能靠换取国外环保基金会的项目资助维持运转。

完美的欧美再生产业之鉴

英国ARROW公司是一家专业从事废油回收的机构,每年会收集500万升废弃食用油用于生产生物柴油。公司的日常工作,就是根据签约餐馆的实际情况和要求,为餐馆定制合适的油脂过滤设备并进行安装,然后根据餐馆的需要上门收取滤下的油脂。回收设备是智能的,在需要清洗或者更换容器时会自动提醒,还可以通过互联网对设备的运行情况进行监控。

ARROW公司之所以能获得稳定的废油来源,得益于它通过了英国食品标准局和其他相关机构的认证。而英国在餐馆的出口处已经对废油的去向进行了强制的规定,只能由特定的、经认证的公司进行回收。

2004年,英国食品标准局,内阁办公室,环境局,税务海关部门和地方法规服务协调局联合颁布了一项法令,对餐饮机构的废弃食用油的处理作出规定:餐馆中使用过的食用油不得用于制造动物饲料,不可排放在城市下水道中。违法规定者将面临法律制裁和高额罚款。

与之相匹配,法令规定,废弃食用油应由有资质的公司进行回收。回收的废弃油脂不得丢弃和循环使用,而必须供应给生物柴油制造企业,或者经处理后作为燃料用于发电,或者用于生产油脂化学产品。

ARROW公司不仅回收废油,还提供一站式服务,也回收其他废弃物,并且还可以为餐馆提供用油咨询,对使用何种食用油提出建议,并定期提供食用油消耗和使用率的报告。ARROW公司还为普通家庭安装了容量为1到36升不等的油脂回收容器。并实行有偿收油,每收集100升废弃食用油给予10英镑的奖励。

ARROW公司从提供用油信息咨询,到回收废油,再到加工制造,最后形成终端产品――由国家认证的生物燃料产品。形成了完整的英国“地沟油”产业中的产业链条,由于这个链条完整而易于监控,产业链的产品最终获得认可,销往欧洲其他国家。

同时,英国对废弃食用油为原料生产的生物柴油也有税务减免优惠。2011年,生物柴油同普通燃油的税率持平,都是每升0.5795英镑,但是用废弃食用油提炼的生物柴油仍享受0.2英镑的减税。

就这样,英国饭馆里退役的食用油,通往地沟的路径被堵死了,它唯一的出路,就是在ARROW等回收公司特制的油罐中,回炉再炼,在某一台柴油机中了此余生。

和英国的产业链类似,法国、德国、美国和日本都有各自保证生物柴油来源的法规。法国的人口虽然只有6500万,但是作为著名的美食之邦,食用油的消耗也很大。随处可见的炸薯条必然产生大量的废油。

从2002年开始,法国明确规定,餐厨废油不得与其他厨余垃圾混合丢弃。为杜绝环境污染,法国对垃圾分类有着严格的规定,所有垃圾被分为20个门类,并分为无害、中性和危险三个级别。每一份垃圾都附以能说明其种类和性质的6位数代码并且可追踪。比如,废弃食用油的代码是200125,属于无危险级别。

但是,如果废油与其他废弃物混合到一起,就要重新归类,甚至被标为危险品,这会给垃圾的主人带来很多麻烦。用这样的方法,法国实现了强制的垃圾分类,也给统一回收废弃食用油提供了便利条件。

目前,法国的废弃食用油有40%左右能够得到回收利用。而废弃物的追踪机制让垃圾的去向一目了然,这样也就基本杜绝了废品被非法再利用的可能性。

生物柴油期盼成正果

“中地沟油”每年的产量高达300万吨,一些地方性法规也规定了餐厨垃圾应由指定单位回收。

但作为一家餐馆的老板,一桶已经无法再继续使用的炸鱼废油,将会面临三个选择:缴纳排污费用,交由垃圾回收公司的泔水车处理;以相应的价格卖给非法地沟油制造商,现金交易,落袋为安;以低于非法制油商的价格卖给生物能源制造商,开具17%的增值税发票。

从保护环境,利用能源的角度,最理想的方案当然是将油交给回收公司。回收公司收集到一定数量的废油之后,再出售给生物能源商。然而,从餐馆的经济利益角度,选择出售给地沟油制造商是最有利可图的。于是,即使是一位遵纪守法的企业主,选择缴纳费用,将油交给回收公司处理。回收公司下一步也同样面对两位客户和生物能源商。

资料证明,用餐厨废油提炼生物柴油技术是非常成熟的,我国先后有两千余家大小公司涉足过生物柴油行业,但多数最终黯然离场。

中国虽然每年有数百万吨废油,生物能源公司却始终面临着原料不足的困境。作为合法经营的企业,他们所取得的原材料需要增值税发票,因此在与制油商的竞争中必然完败。即使没有制油商,生物柴油的生产数以吨计,生物能源公司亲自到各餐馆去零散收购废油也不现实。没有了稳定的原料来源,“地沟油能源”的企业便难以为继。

篇8

能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。

二、生物质化学工程人才的知识结构

生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。人才培养必须与产业发展相结合,生物质能源转化利用途径如图1所示,生物质资源(以植物为例)转化生成化学品的利用路线如图2所示。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。

三、生物质化学工程人才培养的探索与实践

(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围

2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。

(二)理论与实验课程体系

根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。

篇9

关键词 粉葛;生长性状;淀粉;粗纤维

中图分类号 S632.903+.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)19-0114-02

粉葛又名甜葛、葛藤、葛根,是豆科葛属藤本多年生植物。原产中国、朝鲜、日本。我国华南、华东、华中、西南、华北、东北等地区广泛分布,而以东南和西南最多[1]。

粉葛为落叶藤本植物,喜温暖湿润的气候,耐寒耐旱能力较强。对土质要求不严格,除黏土与碱性土外均可栽培。在大田自然条件下,葛根3月中下旬萌芽生长,5—6月地上部藤蔓生长旺盛,8—9月块根迅速膨大,花期7—8月,荚果成熟期9—10月,12月上旬倒苗。生长期约250 d[2-3]。

葛根肉质,粗壮肥大,淀粉含量可达40%,可生产燃料乙醇[4]。粉葛还含有人体必需的多种氨基酸和铁、钙、锌、硒、锗等微量元素及黄豆甙、葛根素等黄酮类物质[5]。粉葛的淀粉含量因品种差异较大,要将粉葛用于商业化生产淀粉并将淀粉转化成乙醇,需综合分析各种粉葛的生长性状以及淀粉含量,找出最具有经济效益的粉葛用于生产乙醇。本试验比较8种良种粉葛的生长性状和淀粉含量、粗纤维、粗蛋白、营养元素,选育出最佳的粉葛品种以大面积栽培。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试粉葛。包括巴蜀大粉葛、合川大粉葛、赣葛、地金1号、葛博士11号、九顶大粉葛、宋氏粉葛、仙女葛王等8个品种,采自绵竹市国营苗圃。

1.1.2 试验器材。烘箱、电子天平、牛皮纸袋、消化炉、凯氏定氮仪、纤维素测定仪、马弗炉、岛津AA-6300原子分光光度计、紫外分光光度计等。

1.2 试验方法

1.2.1 粉葛植株生长性状的测定。8种粉葛各取20个样品(尽量选取不同区域内的同种苗),于第2年(一年生)9月测量这8种粉葛的生长性状,如节间长、茎长、茎径、分枝个数、叶长、叶宽。

1.2.2 粉葛主要内含物和营养元素的含量测定。挖取生长状况有代表性的二年生块茎各3株(采样时尽量保证块茎的完整性、不受损伤),并测量其淀粉、粗蛋白、粗纤维及N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn等元素含量。

2 结果与分析

2.1 不同品种粉葛植株生长性状

从图1可以看出,宋氏粉葛的节间长最短,为10.07 cm,赣葛的节间长最长,为25.18 cm(图1 A);合川大粉葛的茎长最短,为3.20 m,赣葛的茎长最长,为7.13 m(图1 B);合川大粉葛的分枝数最少,为4个,宋氏大粉葛最多,为7个(图1 C);葛博士11号茎径最短,为5.97 mm,赣葛的茎径最长,为7.68 mm(图1 D);宋氏大粉葛的叶长最短,为10.83 cm,合川大粉葛最长,为17.76 cm(图1 E);宋氏粉葛的叶宽最窄,为10.22 cm,葛博士11号最宽,为17.46 cm(图1 F)。

2.2 粉葛主要内含物和营养元素的含量

2.2.1 粉葛淀粉含量。8种粉葛的平均鲜重在3 802.30~4 625.09 g,其中巴蜀大粉葛最低,为4 802.30 g,九顶大粉葛最高,为4 625.09 g;平均干重在2 190.83~2 919.27 g,其中巴蜀大粉葛最低,为219.83 g,九顶大粉葛最高,为1 919.27 g。从图2可以看出,淀粉平均含量在410~780 g,其中巴蜀大粉葛最低,为418.07 g,九顶大粉葛最高,为770.43 g;淀粉占干重的平均百分比在18.83%~33.54%,其中巴蜀大粉葛最低,为19.21%,地金一号最高,为32.43%。

2.2.2 粉葛粗纤维含量。粉葛各栽培品种粗纤维含量测定结果表明,总体上看,在采收期,块根粗纤维含量为2%~7%。就各栽培品种而言,合川大粉葛在各采收期的粗纤维含量均高于其他各栽培品种,平均为6.49%,巴蜀大粉葛最低,平均为2.29%,九顶大粉葛的含量也仅为2.44%,含量相对较低(图3)。

2.2.3 粉葛粗蛋白含量。粉葛各栽培品种粗蛋白含量集中在4%~10%。其中,在11月,含量最高的栽培种是葛博士11号,高达9.66%;翌年1月,含量最高的栽培种是川渝大粉葛,为8.84%,而这个生长期葛博士粗蛋白含量仅为5.20%,比上年11月粗蛋白含量降低了4.46个百分点。

2.2.4 粉葛各营养元素含量。粉葛中含有多种营养元素,通过对N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn等营养元素的测定,结果表明,粉葛块根在采收期,N含量为6.8~14.9 g/kg,P为2.2~4.9 g/kg, K为8.9~23.2 g/kg,Ca为0.16~1.10 g/kg,Mg为0.68~5.10 g/kg,Fe为43.3~510.6 mg/kg,Zn为4.4~26.4 mg/kg。

3 结论与讨论

近年来的能源危机和环境恶化引起世界各国的高度重视,生物能源作为石油的替代能源已成为众国家能源发展的必然趋势。目前,生物能源开发要集中在以植物油为原料的生物柴油,以糖类甘蔗、糖蜜等)、淀粉(玉米、小麦、薯类等)、纤维素(秸秆、林木等)为原料的燃料乙醇等方面。粉葛(Pueraria lobota)又名葛藤、葛根,是豆科(Lagurniuosae)葛属(Pueraria DC.)多年生藤本植物。粉葛块根与红薯相似,根茎粗壮肥大,均为淀粉含量较高的肉质茎,淀粉含量高达25%~40%[6]。根据有关试验结果,粉葛作为原料加工燃料乙醇,若人工栽培的优良品种淀粉含量为25%,鲜粉葛715 kg可生(上接第115页)

产燃料乙醇1 kg,可作为非粮食生产燃料乙醇的原料[7]。目前生产上粉葛栽培品种混杂,淀粉含量差异大。为此,本试验采集了目前国内应用较多的8个栽培品种,为了摸清各栽培品种的生物学和生态学习性,进行了8个品种的对比栽培试验,以期筛选出试用于本地区适应性强、周期短、淀粉含量高、丰产的栽培品种用于大量生产燃料乙醇。

试验研究表明,8种良种粉葛中九顶大粉葛的节间长、茎长、茎径、叶长、叶宽都接近各测量项目最大值,综合性状明显高于试验中其他粉葛品种。并且根据确定的最佳采收期,通过对8个粉葛栽培品种进行内含物分析发现,其粗蛋白的含量不同的月份具有明显的差异,这表明收获期对粉葛粗蛋白有极其显著的影响;在采收期营养元素总体水平变化不大;而淀粉含量的测定中,地金1号和葛博士11号的淀粉含量均高达32%,比九顶大粉葛高6%,但其粗纤维含量较高,在5%左右,比九顶大粉葛高近3个百分点,但是九顶大粉葛的鲜重、干重都明显高于其他7种粉葛,虽然其淀粉含量比地金1号和葛博士11号低6个百分点,但是其单位面积产量高,则淀粉单位面积产量也明显高于其他7种粉葛,具有明显的经济效益,是规模化生产燃料乙醇的优选原料品种。

4 参考文献

[1] 胡耀松.无公害粉葛高产栽培技术[J].广西热带农业,2007(5):13-14.

[2] 陆文科,兰生葵.糯粉葛优质高产栽培技术[J].广西农业科学,2005, 36(4):350.

[3] 鄢武先,闵安民,刘光华,等.葛根不同品种林下栽培性状调查和评价研究[J].四川林业科技,2012,33(4):43-46.

[4] 宋志刚,王建华,王汉忠,等.粉葛淀粉的理化特性[J].应用化学,2006,23(9):974-977.

[5] 陈欣,胡久梅,刘蓁,等.粉葛中微量元素含量的测定[J].安徽农业科学,2011,39(14):8322-8323.

篇10

同志曾在一份报告上批示:“我国的土豆种植面积占世界四分之一,产量占五分之一,我们完全应该并且能够把小土豆做成大产业。这就需要加快引进和培育优良品种,努力提高土豆的加工转化程度,不断开拓土豆消费市场。”

通过深入调研后发现,由于没有大规模推广脱毒种薯,我国马铃薯单产水平较低,单产提高空间很大。目前推广脱毒种薯的马铃薯种植示范区亩产量较全国平均亩产提高100%~150%(因生产条件及品种而异)。大力发展马铃薯产业能提高我国粮食安全保障程度,另外发展马铃薯产业可以部分缓解生物能源原料匮乏问题。

种植面积广但单产低

马铃薯是21世纪人类最有价值的食物营养来源之一,是新世纪最有发展前景的高产经济作物之一,更是世界人口的重要主食或副食。

据联合国粮农组织统计,尽管欧洲的马铃薯产量有所下降,但中国和印度等发展中国家则呈现较快增长趋势,这使得过去20年来全球马铃薯产量几乎翻了一番。目前发展中国家的马铃薯平均摄入量不到欧洲和北美摄入量的1/4。自上世纪60年代初以来,发展中国家用于马铃薯生产的面积增幅超过了所有其他粮食产品,而对马铃薯的需求则将长期处于增长区间。

联合国粮农组织的统计资料还显示,2006年全世界马铃薯种植面积约为3亿亩,总产量约3.15亿吨。其中我国的种植面积达7523万亩,大体占世界的25%,亚洲的60%;总产量达7034万吨,大体占世界的20%和亚洲的70%,在世界均居领先地位。

但是从单产水平来看,马铃薯种植面积排在前5名的国家均超过1000万亩,总产量排在前7名的国家均超过1000万吨。马铃薯的世界平均单产为1146公斤/亩,有两个国家(比利时和俄罗斯)单产超过3000公斤/亩,有15个国家单产超过2000公斤/亩,而我国的平均单产仅为1087公斤/亩,在世界排名第83位,比较靠后。

提高单产水平,增强粮食安全保障

近年来,全球气候变暖日趋明显,已经对粮食生产产生重要影响。与此同时,全球耕地面积增加有限并制约粮食产量增长。据美国农业部预测,未来10年,大多数国家耕地面积的年均增长速度仅为0.5%,全球2/3粮食增产数量要靠单产提高来实现,而过去几十年全球粮食单产提高缓慢,预计未来10年单产增加依然有限。目前,全球粮食总产量在19亿~20亿吨,全球粮食贸易量在2.3亿~2.5亿吨。这种情况已经持续了很多年。

在过去几年里,由于农业种植业结构的调整,我国三大主要粮食作物的种植面积和总产量有所下降,且三大粮食作物的平均单产均已高于世界平均水平,大幅度增产难度较大。目前,我国小麦年产量为950亿公斤,稻谷为1800亿公斤,玉米为1200亿公斤。而我国马铃薯种植面积、总产量和单产水平总体呈上升趋势。

马铃薯是冬作农业发展中潜力巨大的作物。据初步统计,目前全国耕地面积的近2/3,计12亿亩处于冬闲状态。可以尝试利用南方冬作区和中原二季作区的冬闲田发展马铃薯生产,提高耕地复种指数,变相扩大农作物种植面积,起到缓解人地矛盾的作用。

马铃薯单产提高空间巨大

据中国农科院的专家介绍,如果采用新品种、新工艺,我国马铃薯的单产水平可以提高一倍以上,并且商品薯品质改善后价格也会有所提高。

甘肃省定西市、张掖市等地是马铃薯试验区,从该地区5万亩核心试验基地和50万亩示范区情况看,核心区产量平均达2050公斤/亩,示范区产量平均达1700公斤/亩,分别比项目实施前三年平均增产51.8%和25.9%以上,亩新增产量700公斤和350公斤。

通过国内主要农作物各种数据比较可以得出,马铃薯单产比水稻、玉米、小麦、大豆高出1~3倍,每亩实现的产值马铃薯分别比其他主要农作物高出1倍以上。

我国现有的耕地面积中有60%以上的耕地为旱地,后备耕地资源也多分布在干旱少雨的地区。研究表明:以丰水年产量为100%,几种作物在干旱年份的产量分别为:谷子55%,荞麦57%,春小麦58%,马铃薯76%。从营养成分分析,在同等条件下,马铃薯的单位面积上蛋白质的产量是小麦的2倍、稻谷的1.3倍、玉米的1.2倍,所含Vc是苹果的10倍。此外,马铃薯的生育期较短,再生能力强,对风、雹等自然灾害有一定的抵抗力,又是很好的救灾作物。因此马铃薯较其他作物有更多的比较优势。

目前我国马铃薯年种植面积在700万亩以上的地区有贵州、内蒙古、甘肃和云南;200万亩以上的地区包括四川、重庆、山西、黑龙江、陕西、湖北和河北等省市。根据统计数据,和吉林的单产接近世界先进水平,亩产分别达到3000公斤和2405公斤,但只占总播种面积的2%;而平均亩产在1000公斤以下的有陕西、山西、贵州、河北、宁夏、内蒙古和黑龙江等主产省份,占全国播种面积的49.4%。

部分缓解生物能源原料匮乏问题

生物能源产业的兴起,加剧了粮食市场供需矛盾。以美国为例,美国总统布什在2007年《国情咨文》中提出,2017年美国至少有350亿加仑的替代燃料。如果350亿加仑的乙醇全部用玉米来生产,相当于美国目前玉米总产量的1.5倍。目前美国占全球玉米出口量60%~70%,未来10年将降至55%~60%;美国用于饲料的玉米数量占全部玉米使用量将从目前的50%~60%降至40%~50%。

“十一五”期间,我国已明确提出,发展燃料乙醇应重点推进不与粮食争地的非粮食作物如薯类、甜高粱、甘蔗及植物纤维等原料替代。总理也在今年“两会”的政府工作报告中明确指出,“要严格控制工业用粮,坚决制止玉米深加工能力盲目扩张,违规在建项目必须停建。”

由于薯类的增产潜力较大,单位面积上乙醇产量增加的潜力也很可观,这样就可以做到在不减少粮食供给或不增加耕地的基础上,提供更多的生物能源原料。

对比来看,玉米一直被认为是生物燃料的重要粮食品种,我国目前玉米平均亩产320公斤,对应的平均亩产乙醇是119公斤,马铃薯的平均亩产目前是1004公斤,对应的平均亩产乙醇是91公斤,两者之差并不大。从平均最高亩产对应的乙醇来看,马铃薯的272公斤乙醇还高于玉米的223公斤。

真正把“小土豆”办成“大产业”

当前我国马铃薯产业还存在这样那样的问题,我们认为应该提高对马铃薯产业重要性的认识,真正把“小土豆”办成“大产业”。

在全面考虑根据粮食平衡、生产成本和国家财力等因素的基础上,充分利用世贸组织的绿箱政策和黄箱政策,国家对马铃薯种植和流通进行政策性补贴,通过政策和资金支持建立合理健康的产业发展机制。