生物質(zhì)有高低之分，像大豆、玉米等都屬于高品位生物質(zhì)，而農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物等則屬于低品位生物質(zhì)，簡(jiǎn)稱低生物質(zhì)。發(fā)展低生物質(zhì)能，不僅能解決能源問題，同時(shí)還能解決水污染問題。生物質(zhì)能取代化石能源，能讓城市變得更漂亮、更環(huán)保、更適宜居住，呼吁全民共同參與到推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大軍中來。
   
我今天報(bào)告的題目是《生物質(zhì)能源的現(xiàn)狀與展望》，這個(gè)內(nèi)容不光是國內(nèi)，也是國際上的現(xiàn)狀和展望。但是重點(diǎn)我想還是結(jié)合中國以及江蘇的實(shí)際情況，從科學(xué)普及的角度，講一些生物能源的背景、現(xiàn)狀以及可再生能源將來發(fā)展的前景。
瑞典要建“無油國家”
   
近一二百年的強(qiáng)度開采與消費(fèi)使不可再生的化石資源漸趨枯竭。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，煤、石油、天然氣可供開采的年限分別只有240年、40年和50年。另一方面，無節(jié)制地使用化石能源，給環(huán)境和生態(tài)造成了嚴(yán)重污染和破壞。尋找可再生的替代資源和能源已是大勢(shì)所趨。
   
現(xiàn)代的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，是指利用可再生的有機(jī)物質(zhì)，如農(nóng)作物、樹木等植物及其殘?bào)w、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物，通過工業(yè)加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)行生物基產(chǎn)品、生物材料和生物能源生產(chǎn)的一種新興產(chǎn)業(yè)。大自然每年產(chǎn)生1600多億噸的生物質(zhì)，是人類取之不盡的資源。在各種可再生資源中，生物質(zhì)資源是最穩(wěn)定、高效同時(shí)也最環(huán)保的一種資源。因?yàn)樯镔|(zhì)的生產(chǎn)過程是一個(gè)環(huán)境凈化的過程，可以吸收空氣中的二氧化碳，吸收有機(jī)污染。所以，世界科學(xué)界都把生物質(zhì)資源作為重要的替代資源。美國、日本、加拿大、歐盟都制定了各自的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，美國提出要擺脫對(duì)中東的依賴，瑞典提出要建無油國家。
生物化工取代石油化工
   
我國目前每年有14億噸的農(nóng)林生物質(zhì)產(chǎn)量、25億噸畜禽糞便及大量有機(jī)廢棄物，另外還有1億多公頃不宜耕農(nóng)田可用以種植能源植物。國家提出至2020年我國農(nóng)林生產(chǎn)的生物量要相當(dāng)于15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于每年再生多個(gè)“大慶”，這是我國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)永不匱缺的資源，也是解決環(huán)境治理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
   
我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)應(yīng)定位于生物質(zhì)工業(yè)和生物質(zhì)化工。如果說能源的生產(chǎn)還有其它途徑，但未來的物質(zhì)資源生產(chǎn)(液體燃料、有機(jī)材料和各類化學(xué)品)必然來源于生物化工制造。當(dāng)前來說可以將燃料乙醇、生物乙烯、陽光柴油、生物塑料以及沼氣發(fā)電和固化成型燃燒作為主導(dǎo)產(chǎn)品。生物質(zhì)化工是近期極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方向，美國科學(xué)院提出至2020年生物質(zhì)化工對(duì)石油化工的取代率可以達(dá)到50%。
   
當(dāng)然，在發(fā)展生物質(zhì)工業(yè)的同時(shí)，還要發(fā)展能源作物與化工作物在農(nóng)林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，農(nóng)林部門每增加1000萬公頃能源植物的種植與加工，就相當(dāng)于增加4500萬噸石油的年生產(chǎn)能力(一個(gè)大慶)，這也是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的一個(gè)重要方向。
江蘇缺煤少油可開發(fā)生物質(zhì)能源
   
發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)非常適合江蘇省情。江蘇的煤、石油等化石能源很少，但水資源很豐富，陽光資源很充足，生產(chǎn)生物量非常有條件，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)非常適合江蘇省情。江蘇的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)在兩個(gè)方向大有文章可做：一是糧、草并用開發(fā)生物質(zhì)資源和能源，二是開發(fā)城鎮(zhèn)污水做天然氣。
   
就像石油可以煉制出汽油、柴油、煤油等一樣，生物質(zhì)加工也可以通過生物煉制實(shí)現(xiàn)綜合利用，拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。糧食、秸稈都要用。玉米能用，玉米芯和玉米秸稈也能用。既要生產(chǎn)酒精，用來做乙醇汽油和乙烯等化學(xué)品，還要生產(chǎn)乳酸、丁二酸、丁二烯，用來做塑料、做合成橡膠。用酒精做乙烯，做得好，完全可以替代石油。特別是非糧食化生產(chǎn)酒精這一塊江蘇應(yīng)該做。我國有1億噸玉米，光玉米芯就有六七千萬噸，包括秸稈就有1億多噸了。好好用起來，說一年相當(dāng)于增產(chǎn)五六千萬噸糧食是可能的.
    豬：糞便大王,51%養(yǎng)殖在中國
    糞便和秸稈是人人嫌棄的垃圾，但如果用來發(fā)電，不僅可以減排大量二氧化碳，其成本也低于風(fēng)電和光電。
   
說到環(huán)境污染，很多人第一反應(yīng)是工業(yè)發(fā)展帶來的污染。其實(shí)不然，最大的污染源是農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)污染包括種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和有機(jī)廢棄物。“我們中國最多的一樣?xùn)|西是糞便，13億人口排的糞便數(shù)量世界第一。”除此之外，現(xiàn)在養(yǎng)殖業(yè)排放的糞便也是世界第一。中國土地只有世界陸地面積的7%，實(shí)際居住面積只有世界陸地的3%不到，但是養(yǎng)了占世界總數(shù)51%的豬，還養(yǎng)了占世界總數(shù)40%多的雞鴨，產(chǎn)生了大量糞便。
   
這些生物質(zhì)要用起來。中國發(fā)展生物質(zhì)能源之路，第一不能看中糧食，第二不能看中耕地，必須利用低劣生物質(zhì)，比如城市生活垃圾、農(nóng)作物秸稈以及糞便等，積極穩(wěn)妥地推廣生物甲烷以及發(fā)電。中國生活垃圾數(shù)量很大，每年有1.55億噸；一年糞便12億噸，農(nóng)作物秸稈7億多噸。如果全部利用起來，至少相當(dāng)于7億噸標(biāo)煤，減排二氧化碳20億噸。
美國向海藻要油，每天百萬桶
   
世界發(fā)達(dá)國家如歐盟、日本、美國對(duì)低品位生物質(zhì)的處理和利用目前主要集中于生物燃?xì)?生物燃?xì)饽苡行У乩糜袡C(jī)垃圾、人畜糞便、廢棄農(nóng)作物秸稈等低品位生物質(zhì)原料，具備綠色、清潔、環(huán)保的特點(diǎn))的開發(fā)和使用。歐盟開展了生物燃?xì)庥?jì)劃；日本啟動(dòng)了Lotus計(jì)劃；瑞典的生物燃?xì)馍a(chǎn)已從單純的廢物處理手段轉(zhuǎn)向以供氣、發(fā)電為主的能源產(chǎn)業(yè)，甚至開始種植專供制備生物燃?xì)獾哪茉醋魑铩Ｃ绹?007年推出的“微型曼哈頓計(jì)劃”宗旨就是向海洋藻類要能源，目標(biāo)是到2010年每天產(chǎn)出百萬桶生物原油，實(shí)現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化。此外，紐約的斯塔藤垃圾處理站采用濕法處理垃圾，回收沼氣用于發(fā)電，同時(shí)生產(chǎn)肥料。
   
我國若將禽畜糞便資源轉(zhuǎn)化為生物燃?xì)饪烧酆铣^7840萬噸標(biāo)煤。國內(nèi)對(duì)生物燃?xì)獾拈_發(fā)利用起步于50年代，主要是用糞便和農(nóng)作物秸稈制取沼氣，而在大中型沼氣工程中，更多的是將對(duì)工業(yè)廢水的治理與沼氣生產(chǎn)結(jié)合起來，雖然取得了一些成績(jī)，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、系統(tǒng)集成化低，無法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化的需要。2007年，內(nèi)蒙古蒙牛集團(tuán)建成了全球最大的畜禽類沼氣發(fā)電廠，可日產(chǎn)沼氣1.2萬立方米，日發(fā)電3萬千瓦時(shí)，每年可向國家電網(wǎng)提供1000萬千瓦時(shí)的電力，還可生產(chǎn)有機(jī)肥約20萬噸。
高效菌種轉(zhuǎn)化浦口區(qū)一年糞便
    相當(dāng)于標(biāo)煤16.8萬噸
   
糞便和秸稈資源非常分散，如何集中處理是個(gè)難題。分散處理就可以解決這個(gè)難題，這個(gè)模式就是在農(nóng)田附近挖一個(gè)大坑，把秸稈、糞便等就地收集倒進(jìn)去，專家把高效的菌種撒進(jìn)去，然后在旁邊再建一座豎井，使生成的甲烷通過管道集中輸送。就地把秸稈、糞便處理掉，剩下的沼液沼渣還可以用來還田。這樣種出來的葡萄比用一般化學(xué)肥料種出來的好吃得多。
   
這一設(shè)想不是科學(xué)幻想。據(jù)介紹，目前瑞典等歐美國家都在建設(shè)低生物質(zhì)使用網(wǎng)絡(luò)，他們用管道來運(yùn)輸甲烷，比用汽車、拖拉機(jī)等運(yùn)輸成本要低，而且管道在地下，還不占用土地。使用低生物質(zhì)處理網(wǎng)絡(luò)后，牲畜糞便進(jìn)入發(fā)酵池，病毒、病菌都死光了，蚊蟲沒有了，疾病傳播源也就消失了。所以，發(fā)展低生物質(zhì)不僅能推動(dòng)生物化工的創(chuàng)新發(fā)展，還能改善環(huán)境，減少溫室氣體排放。
   
南京工業(yè)大學(xué)跟美國麻省理工學(xué)院合作，開發(fā)出一種高效菌種，可以使生物甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%。這種資源化利用的模式，南京工業(yè)大學(xué)已經(jīng)進(jìn)行試點(diǎn)，若將我校已有的技術(shù)應(yīng)用于南京市浦口全區(qū)(總?cè)丝跒?7萬)，將其作為一個(gè)示范點(diǎn)建設(shè)，總投資預(yù)算為1.83億元，年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約為1.81億元。每年可處理浦口13個(gè)污水處理廠的3萬噸淤泥和附近城市生活垃圾5.48萬噸，年產(chǎn)出沼氣1800萬立方米，相當(dāng)于標(biāo)煤16.8萬噸，一年減排二氧化碳20萬噸、化學(xué)需氧量10萬噸、氮磷1300噸。南工大準(zhǔn)備向中央領(lǐng)導(dǎo)寫建議，來推廣這個(gè)模式。
比風(fēng)電、光電更可靠
   
要解決環(huán)境壓力，無疑必須走低碳經(jīng)濟(jì)之路，因此，可再生能源被提到了重要位置?？稍偕茉窗ü怆姟L(fēng)電、水能、生物質(zhì)能。在可再生能源中，發(fā)展生物質(zhì)能是最理想的。
   
為什么這么說呢？現(xiàn)在很多地方在上馬風(fēng)力發(fā)電，認(rèn)為只要有風(fēng)就能發(fā)電，碳排放為零。但這一說法忽略了風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造過程中投入的人工和費(fèi)用，實(shí)際上制造成本越高，意味著碳排放量就高。風(fēng)電還有一個(gè)問題，就是有風(fēng)才有電，沒風(fēng)就沒電。譬如在我國的內(nèi)蒙古，電本身很充分，風(fēng)一刮，風(fēng)電再傳輸?shù)诫娋W(wǎng)里，電網(wǎng)就吃不消，容易跳閘。而光伏電的成本也很高，每度基本要在6元左右。相對(duì)而言，生物質(zhì)能是最優(yōu)質(zhì)的，因?yàn)樗幌袼?、風(fēng)電、光電具有不確定性。
江蘇的生物質(zhì)能源之路
   
建議將該項(xiàng)目納入江蘇省綠色能源發(fā)展計(jì)劃，制定《低品位生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃綱要》，形成爭(zhēng)取政策支持和經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼，特別是設(shè)立“低品位生物質(zhì)綜合利用基金”，用于支持該項(xiàng)目推廣過程中的建設(shè)和試運(yùn)行。
   
依托國家生化工程技術(shù)研究中心和江蘇省工業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心，建立和完善該項(xiàng)技術(shù)的科研與應(yīng)用平臺(tái)。增設(shè)“低品位生物質(zhì)綜合利用實(shí)驗(yàn)室”和“生產(chǎn)性試驗(yàn)基地”，開展人員的技術(shù)培訓(xùn)和新技術(shù)的研發(fā)；建立咨詢服務(wù)體系，利用網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等形式進(jìn)行技術(shù)咨詢；建立成果推廣轉(zhuǎn)化部門，吸引企業(yè)參與該項(xiàng)成果的產(chǎn)業(yè)化。
   
建議采用重點(diǎn)示范、分散建設(shè)、逐步推廣的方式，在全省大力發(fā)展低品位生物質(zhì)的資源化綜合利用技術(shù)。具體建議為：在南京浦口區(qū)著力建設(shè)低品位生物質(zhì)綜合利用示范點(diǎn)，以十年為期，將該技術(shù)輻射至全省60個(gè)具備推廣利用該技術(shù)條件的縣(市、區(qū))，實(shí)現(xiàn)對(duì)全省低品位生物質(zhì)資源的有效利用，形成社會(huì)循環(huán)可持續(xù)發(fā)展模式。在推廣順序上，建議在蘇中、蘇南、蘇北循序進(jìn)行。原因是蘇中的農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和城市化程度均比較高，相比之下蘇南農(nóng)業(yè)不發(fā)達(dá)、蘇北城市化較低。