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生物質(zhì)能是通過綠色植物的光合作用將太陽輻射的能量以一種生物質(zhì)形式固定下來的能源。農(nóng)作物、樹木、陸地和水中的野生動植物體及某些有機(jī)廢料，都屬于生物質(zhì)。生物質(zhì)是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在整個能源系統(tǒng)占有重要地位的生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源之一，這些以葡萄糖、淀粉等物質(zhì)形式存在于植物內(nèi)部的能量，經(jīng)過生物技術(shù)的加工，就能夠轉(zhuǎn)變成乙醇、甲醇、甲烷、氫氣等燃料。因生物質(zhì)能源不含硫和其他雜質(zhì)，燃燒時不產(chǎn)生SO2等有害氣體，所以這些生物燃料有“綠色能源”之稱。生物質(zhì)能是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富、含碳量低的特點(diǎn)，加之在其生長過程中吸收大氣中的CO2，因而用新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能不僅有助于減輕溫室效應(yīng)和生態(tài)良性循環(huán)，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑之一。
乙醇汽油（Ethanol gasoline）是變性燃料乙醇（Denatured Fuel Ethanol）與無鉛汽油1∶9體積比的混合物。變性燃料乙醇是以玉米、小麥、薯類、甘蔗、甜菜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、脫水、添加變性劑后變性得到的。其中，玉米因產(chǎn)量大，成為制造乙醇的第一主力品種。乙醇汽油作為一種新型清潔燃料，可使汽車尾氣污染水平平均降低30%以上，減少城市污染。此外，還可以作為增氧劑，替代甲基叔丁基醚（MTBE）。因此，發(fā)展乙醇汽油在緩解石油資源短缺、解決糧食過剩、調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有重要的戰(zhàn)略意義，具有良好的發(fā)展前景。
燃料乙醇生產(chǎn)原料主要有玉米(美國)、甘蔗(巴西)、薯類、谷類等。不同原料全生命周期的能量效益也不同，由高到低依次是甜甘蔗、甜高梁>木薯>玉米、小麥。如巴西甘蔗能量比達(dá)到1：8以上，玉米、小麥等糧食作物及木薯、甘薯大約是1：1.3～1.4，產(chǎn)生正效益。然而以糧食為原料，勢必與人“爭糧”、“爭地”，利用非糧資源是大勢所趨。非糧資源包括木薯、甘薯、甜高梁，還有大量糧食作物秸稈，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活廢料等纖維素、半纖維素、木素及其它可用生物有機(jī)質(zhì)資源。其中，纖維素是地球上貯量最豐富的有機(jī)物，其能量來自太陽，通過植物光合作用固定下來。每年地球上由光合作用生成的植物體總量達(dá)1.5×10^11kg，40％是纖維素。按全球人口平均，每人每天可分?jǐn)偟?6kg。
以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù)成熟,目前綜合效益最好,平均每3.2噸玉米可生產(chǎn)1噸燃料乙醇,還可加工出副產(chǎn)品玉米臍子油、玉米蛋***、DDGS飼料等,收益可抵頂生產(chǎn)費(fèi)用。我國是世界上玉米的主要生產(chǎn)國之一,現(xiàn)階段每年玉米種植面積大約有2000萬公頃,產(chǎn)量1.32億噸左右,總消費(fèi)量1.28億噸,其中食用消費(fèi)800萬噸,飼料消費(fèi)9200萬噸,種子和損耗消費(fèi)800萬噸,可用作工業(yè)原料的大約有2000萬噸。而在工業(yè)原料中,淀粉等系列產(chǎn)品和食用酒精用去了1500萬噸,而且這一數(shù)量還在增長,能用于生產(chǎn)燃料乙醇的只有500多萬噸。由于用玉米替代石油生產(chǎn)化工醇等產(chǎn)品效益更好,屆時我國可用于生產(chǎn)燃料乙醇玉米也不會超過1500萬噸。隨著玉米工業(yè)利用的發(fā)展,預(yù)計我國玉米出口將大幅度減少,2008年以后甚至?xí)Ｖ钩隹凇?/p>
以小麥為原料生產(chǎn)燃料乙醇的成本比較高,國內(nèi)現(xiàn)在僅有河南天冠公司一家暫時利用小麥為原料生產(chǎn)燃料乙醇。小麥?zhǔn)俏覈笾饕Z食品種之一,產(chǎn)量僅次于稻米、玉米居第三位。我國小麥曾出現(xiàn)短期過剩,可以用一些庫存陳麥來生產(chǎn)乙醇,但從長遠(yuǎn)發(fā)展看,我國小麥也是供求基本平衡、略有缺口的趨勢,而且小麥?zhǔn)俏覈擎?zhèn)居民的基本主食,首先要保證口糧消費(fèi),沒有剩余小麥用來發(fā)展生物乙醇,當(dāng)前使用一些陳麥來生產(chǎn)燃料乙醇只是暫時性的。
木薯作為燃料乙醇原料綜合效益目前居第二位,現(xiàn)階段全國木薯種植面積約660萬畝,鮮木薯年產(chǎn)量1000萬噸,平均每2.8噸木薯干可生產(chǎn)1噸燃料乙醇,產(chǎn)出大于投入。廣西是我國木薯的主要產(chǎn)地,種植面積和產(chǎn)量均占全國的60%以上,目前廣西正積極采取各種措施鼓勵木薯種植,爭取幾年內(nèi)使木薯種植面積達(dá)到1000萬畝,產(chǎn)量達(dá)到2000萬噸以上,并在未來5年建設(shè)100萬噸燃料乙醇生產(chǎn)能力,打造我國南方“綠色油田”。河南天冠集團(tuán)也已經(jīng)在老撾開墾了5萬公頃土地,種植富含淀粉的木薯用作乙醇原料和深加工。
農(nóng)作物秸稈、林木等纖維物質(zhì)通過發(fā)酵也可以生產(chǎn)乙醇。目前我國每年有30億噸秸桿得不到有效利用,大部分被白白燒掉,林業(yè)棄置物也較多。我國也非常重視這些生物質(zhì)資源的開發(fā)利用,國家專項農(nóng)林生物質(zhì)工程已于2005年9月激活,有的科學(xué)家從西南部獨(dú)有的最高含油量可高達(dá)50%以上的野生麻瘋樹果實中提取生物柴油,天冠的實驗室也在尋找提高纖維素乙醇生物燃料轉(zhuǎn)化率的途徑。在云南,投資者種植了大量油棕,用以提煉燃料油。海南正和生物能源有限公司在河北已開發(fā)了11萬畝黃連木種植基地,每年可產(chǎn)果實2-3萬噸,獲得生物柴油原料8000-12000噸。該公司計劃在此基礎(chǔ)上建立年產(chǎn)生物柴油5至20萬噸的煉油化工廠。隨著石油資源的減少和生產(chǎn)技術(shù)的成熟,以上這些資源將陸續(xù)進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。
生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源,在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。但是當(dāng)今生物質(zhì)利用總量還不到其總量的1%。綠色農(nóng)業(yè)倡導(dǎo)開發(fā)生物質(zhì)能,充分利用農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物,惠及廣大農(nóng)民和全球人民,前景十分廣闊。我國是一個人口大國,農(nóng)村人口占總?cè)丝诘?0%以上,同時我國也是一個經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的國家,進(jìn)入21世紀(jì)以后我國面臨著經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。因此改變能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式,開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng),有助于解決/三農(nóng)0、能源和環(huán)境問題,對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。
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