我对生物能源前景的看法

我对生物能源前景的看法摘要自人类迈进二十一世纪以来，开发新能源成为全世界解决能源问题的共同出路。与化石燃料相比，新能源具有可再生、对环境友好等特点，更符合人类可持续发展的目标。其中，太阳能、风能、地热能、水能和潮汐能，是开发较早的新能源，已在实际生产生活中发挥了重要作用。曾一度被人们看好的核能，有着极高的能量值，可是其高额的研究经费和潜在的巨大毁灭性，令世界大多数国家望而却步。而作为新能源中“排行”靠后的生物能源，却在最近几年内忽然人气锐增，势如破竹，被看作是“新能源家族中可实现度最高的未来能源”。近年来，随着生命科学、生物技术、营养学、现代化工、食品科学等学科的不断发展，对生物资源中的活性成分有了新的认识，为生物资源的开发利用拓宽了思路，注入了新的活力，展示了广阔的前景。关键词:清洁能源；安全能源；可再生；低碳经济一、“低碳经济”势在必行随着汽车的逐渐家庭化，能源的消耗急剧增加，油价的不断攀升，使人类猛然惊醒,不得不开始反思和纠正自身不科学地利用能源的行为。在深刻反思贪婪性消耗能源行为而觉醒的基础上,及时把发展新能源、节约能源、保障能源安全和可持续发展置于经济社会发展的战略地位,建立健全起符合本国实际需要的能源安全保障体系。就我国而言,确保为13亿人口提供安全的、低成本的“环境友好型”新能源。能源生产和消费量巨大的我国,开拓清洁能源,合理利用能源,千方百计减少“碳排放”、乃至“零排放”,振兴“低碳经济”,已成为势在必行、刻不容缓的重大战略举措。我国的终极目标是,要逐步实现碳排放低增长、零增长、乃至于负增长,完成由“高碳”向“低碳”的过渡。然而,由各种客观条件决定,我国只能逐步地探求“碳解锁”之道,不断降低单位能源消费量的碳排放量,即降低碳强度。与此相适应,选择适用本国的、包括碳捕捉、碳封存、碳蓄积等多种技术方式;特别是采取化石能源替代、利用“低碳能源”和“无碳能源”等技术途径,以达到控制和降低二氧化碳的排放量和排放速度,最终实现在经济持续增长的同时,碳排放显著下降的目标。与根本转变经济发展方式并行,人们的消费方式也必须革新和改变。经济学意义的消费,包括生产消费和生活消费。要双管齐下,扭转人们的高碳消费倾向和碳偏好,摒弃挥霍无度的高消费行为,提倡科学理智、健康文明的消费风尚,以有效减少化石能源消费量,告别奢华的“高碳生活”,迎接质朴的“低碳生存”。广义而言,低碳生存是一种理智、健康、持续的生存方式。它体现出先进文明的能源消费价值观,并依据“低碳程度”采取低碳消费方式,主要包括:“恒温消费”,即消费过程中温室气体排放量最低;“节约消费”,即消费主体对资源和能源的消耗量最经济;“安全消费”,即消费结果对消费主体和生存环境的损害最小;“可持续消费”,即有利于社会经济可持续发展;“新产品消费”,即更多选择低能耗、低排放、低污染的低碳产品。总之,全社会都要履行推动“高碳消费方式”向“低碳消费方式”转化的共同职责。二、生物能源能促进低碳经济的发展发展低碳经济,逐步减少、直至摆脱已历经几百年对化石能源的依赖,积极开拓绿色能源,大力发展生物质能源。所谓生物质能源,主要是指在生物体（尤为植物）内，经一系列化学反应所释放出的能源。迄今,国内外采用不同技术手段、利用不同生物质材料、加工生产出不同形态的生物质能源,其战略性产品是生物燃料,主要包括生物燃料乙醇、生物柴油和沼气等。其实，世界上90％的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源，比如地球演变的历史上所积累的矿物能源（煤、石油、天然气，因为它们是堆积在一起的有机物经地质作用形成的），但总有一天矿物能源会消耗殆尽。能源危机威胁着人类的发展。所以发展可再生能源，尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源，引起了全球的广泛关注。人类利用生物能源，实质是将植物通过光合作用固定的碳的能量释放出来。它的好处在于:一、中性的碳循环，即无温室效应；二、生物再生的能源有助于克服化石能源供应的萎缩。并且，发展生物能源不仅可以解决资源、环境的问题，还可以带动农业产业的发展，实现环境与经济效应的双赢。如今,生物燃料日益受到广泛的、高度的重视,几乎聚焦了世界的目光,成为发展低碳经济需要的新能源。这是由生物燃料多种优越性所决定的。目前,世界上生物燃料主要包括三大类:第一类是液体生物燃料,包括利用淀粉类、糖类和纤维类生物材料生产的玉米燃料乙醇、木薯燃料乙醇和纤维素燃料乙醇,以及利用动物和植物油脂生产的生物柴油等。第二类是气体生物燃料,包括沼气、生物质汽化、生物质制氢等。像利用粪便和工业废水转化生成的沼气。第三类是固体生物燃料,主要包括成型燃料、“热电联产”与直接燃烧等。像把生物质固化为成型燃料,利用生物质材料燃烧转化生成电能,或利用生物质汽化生成燃气燃烧发电等。据专家预测，如果按照当前的利用水平，煤炭可开采1O0年，石油将在1O0年后被耗尽，天然气则可最多开采50-60年。而生物能源却是可循环利用的，此外它不含硫，且碳循环是动态的。因而各国日益关注生物能源的开发和研究，并制定了相应的发展战略，如美国的“能源农场计划”，预计到2016和2017年度生产酒精的玉米使用量将超过玉米总产量的30％。生物柴油中大豆油使用量将占到大豆油产量的2／3，从纤维中提炼油料也将逐步进入能源更新计划。巴西的“酒精能源计划”，南部地区一些原本种植谷物和油料作物的土地将被改种甘蔗，中西部地区原本生产大豆的土地也将被改种甘蔗。这样生物燃料总生产量将从目前的大约5200万加仑增长到2016年的9200万加仑。此外还有日本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”等。所以开发和发展生物质能源具有多种优越性:（一）环保性利用包括生物燃料乙醇、生物柴油和沼气等在内的生物燃料,都可明显减少碳排放,减轻污染,有利于保护生态环境。“酸雨”、“温室效应”等都已给人们赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物能源，使用过程中几乎没有SO2(二氧化硫)产生。生物能源燃料燃烧所释放出的C02(二氧化碳)大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的C02，两者相互抵消，所以几乎不会产生污染。应用生物能源时C02的排放可以认为是零，这是气、油、煤等常规能源所无法比拟的。用生物质代替煤，1GJ(10的9次方焦耳)可以减少排放出0．025吨碳。由此看来，更加有利于减少污染的形成和环境保护。（二）可再生性很久以前人们就开始利用生物质作为能源及物质资源，用于取暖、造纸等。通过燃烧、微生物分解的方式，将被植物吸收固定的碳转变成二氧化碳排放到大气中，也还可以通过光合作用再次回到植物体内。按照物质循环理论，物质是不灭的，只要大气和生物质之间存在光合作用，即存在着碳循环，大气中的二氧化碳就不会增加也不会减少，即自然界中的碳一直处于平衡状态,人们永远可以加以利用。由此可见，生物质最大的特点是可以再生。由于分布面积广，能因地制宜地进行种植，并能通过规模化种植，保证产量，所以是一种可再生的种植能源，而非一次性能源。（三）安全性众所周知，作为新能源的核能，它存在着巨大的毁灭性，对技术要求相当高，自然灾害对其影响也比较大。如最近的日本福岛核泄漏事故，对日本本国及世界各地造成了极其严重的影响。核泄漏是核能利用致命漏洞。而生物能则不然，他不存在这样巨大的安全隐患，是一种相对比较安全的能源。（四）可替代性利用现代技术可以将生物能源通过热转化、化学转化、高能转化和生物转化等方法，转化成替代化石燃料的汽油、煤油和柴油及含氧燃料添加物甲醇和二甲醚、燃料乙醇等。在热转化方面，生物能源大体上可在以下三方面为人类提供能源：一是直接燃烧提供热能；二是气化提供燃料气，可以发电或用于城市煤气；三是液化制取液体产品，这种产品便于储存和输送，可替代部分场合下使用的燃料油，还可进一步生产其它化学品。（五）资源丰富性我国生物质能资源相当丰富，仅各类农业废弃物(如秸秆等)的资源量每年即有3．08亿吨标煤，薪柴资源量为1．3亿吨标煤。加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6．5亿吨标煤以上，约相当于1995年全国能源消费总量的一半。据估计，我国每年产生的生物质总量有50多亿吨(干重)，相当于20多亿吨油当量，约为我国目前一次能源总消耗量的3倍。三、发展生物能源的意义（一）有利于缓解能源供求矛盾，维护能源安全生物能源是人类赖以生存的重要能源，它仅次于煤炭、石油和天然气，位居世界第四大能源，在整个能源系统中占有重要地位。我国是一个经济迅速发展的国家，能源资源总量比较大，但人均拥有量远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58．6％、7．69％和7．05％。首先，煤炭面临“三大不足的压力：煤炭精查储量不足、生产能力不足和运输能力不足。对于一个以煤炭消费为主的国家来讲，的确面临着巨大的能源压力。2004年我国能源消费量为19．7亿吨标准煤，随着经济的发展，预计到2020年能源消费量将达到30亿吨标准煤以上，到2050年可能要达到50亿吨标准煤以上；其次，我国石油勘探难度不断加大，新增储量质量变差，经过努力做到了稳产、小幅增长尚有可能，但大幅增长的可能性不大。随着我国经济的发展，对石油的需求量日益增加，我国进口的石油，从1994年的300万吨增加到2004年的1．4亿吨，进口依存度达46％，并且由于国内需求将持续增长，对国际石油资源的依存度可能达60％；再次，我国天然气处于勘探早期阶段，储量、产量快速增长，但快速增长的天然气生产难以满足更快的需求增长。从近几年的能源供需形势看，能源消费总量越来越大，快速增长的能源供应仍赶不上更快增长的能源需求。我国人均消费水平还很低，且处于工业化、城镇化进程加快的时期，这一阶段正是能源消耗“倒U”型上升阶段，随着经济规模的进一步扩大，能源供求矛盾将长期存在。生物能源是最佳的可再生能源。太阳能、风能、水能等可再生能源可以提供能量，但不能进行物质性生产，不能像煤炭和石油那样形成庞大的煤化工和石油化工产业。而生物能源既是可再生能源，又能生产出上千种的化工产品，具有化石能源所不能比拟的独特优势。发展生物能源可以逐步摆脱因过度消耗煤炭、石油进口等受制于人的局面，减少为此付出的外交代价。这将对维护我国能源安全、提高我国能源自给率、改善能源结构发挥重要作用。(二)有利于环境问题的解决，减轻环境压力环境不仅孕育着各种自然资源，是人类生产与发展的重要物质基础，环境还以其复杂的生态功能承载着人类的生存与发展。环境问题是我国经济社会进一步迈向可持续发展之路的重要问题。我国以煤炭为主的能源结构和粗放型的增长方式已对环境造成了很大的破坏。不断增长的人口和大量不合理使用土地的做法，正在使本来就稀缺的沃土土质受到破坏；生物多样性遭受严重的威胁；能源消耗居世界第二位，二氧化硫排放量居世界第一位，二氧化碳排放量居世界第二位，我国的酸雨面积随着二氧化碳、二氧化硫排放量的增加有不断扩大的趋势；缺水和水质恶化，工业、市政、农业和生活污水不经处理就排放，造成河流、湖泊和地下水被严重污染。随着能源消费总量的增加，我国的环保难度也将越来越大，因此在能源发展过程中，必须兼顾安全性、经济性和清洁性的要求。发展生物能源，可以减少对环境的废弃物排放和环境污染，减轻环境承载压力，有利于环境问题的解决和环境生态功能的恢复与提高。第一，减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于温室效应等环境问题的解决。生物质是一种有机原料，在转化过程中排放的二氧化碳量等于生长过程中吸收的量，燃烧过程中的硫化物和氮化物较少，从整个生命周期来说，对碳贡献基本为零。从而极大地减少空气中二氧化碳的浓度。第二，减少生产废弃物和生活垃圾的环境排放量，有利于水环境污染及城市垃圾成灾等问题的解决。通过生物质的开发利用，作物秸秆、畜禽粪便、林产废弃物、有机垃圾等农林废弃物和环境污染物被大量回收、加工、利用并且可以干净地燃烧，使之无害化和资源化，便于将植物储存的光能与生物资源深度开发和循环利用相结合，从而减少有机废弃物在环境中的堆积与直接排放，减少工业有机废水、废渣直接排放造成的水环境和土壤环境污染。更是从根本上解决了农村中广泛存在的农业、林业废弃生物质造成