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1、緩解我國能源短缺,保證能源安全
——————替代石油將使我國資源狀況化短為長——————
人類使用的三大主要能源是原油、天然氣和煤炭,但它們都是不可再生的能源。據(jù)國際能源機構(gòu)的統(tǒng)計,這三種能源還能供開采的年限,分別只有40年、50年和240年。開發(fā)新能源已成為人類發(fā)展中的緊迫課題,核能還將有所發(fā)展,太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒉ɡ四芎蜌淠苓@五種新能源,今后將會優(yōu)先獲得開發(fā)利用。另一個值得重視的新能源是可再生的生物能源。
我國雖已探明煤儲量6000億t,石油70億t,水力發(fā)電6.8億k但由于1978年以來我國總的能源利用率已超過30%,能源分布不均勻,能源產(chǎn)量低和農(nóng)村能源供應(yīng)短缺等因素,致使能源供應(yīng)趨于緊張。開發(fā)利用生物能源,在這方面可以起到顯著的緩解作用。特別是在農(nóng)村年產(chǎn)稻殼3225萬t,玉米芯1250萬t,甘蔗渣400萬t,棉籽殼200萬t,糠醛渣30萬t,人畜糞便1380萬t的條件下,可用微生物作用年產(chǎn)沼氣達14.28×108m3,相當(dāng)于25.94×106t標(biāo)準(zhǔn)煤,從而徹底改變現(xiàn)在農(nóng)村能源短缺的狀況。
按目前國內(nèi)外研究水平,燃料電池汽車、電動汽車、氫動力汽車等仍有很多技術(shù)上不確定性,何時投入運營是未知數(shù)。混合動力汽車造價高,而且仍以成品油消耗為主。另一方面,石油的應(yīng)用不僅僅是作為交通運輸?shù)膭恿Γ溲苌囊蚁┑然ぎa(chǎn)品還是比鋼鐵應(yīng)用更廣泛的基礎(chǔ)材料。因此,發(fā)展生物能源是必然之路,眼前解決車用燃油問題,中、長期解決后石油時代的能源、原材料問題。
目前,國際上生物能源技術(shù)相對成熟,替代石油的路線是:谷物、秸桿、其它植物等-發(fā)酵-乙醇-車用油、乙烯、無毒溶劑及上百種化工、原材料產(chǎn)品等;另一種是利用劣質(zhì)食用油、麻瘋樹籽等直接加工生產(chǎn)高品質(zhì)車用柴油。無論何種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化,都是我國資源的“長腿”。發(fā)展生物能源是農(nóng)業(yè)大國和“缺油多煤”資源現(xiàn)狀化短為長的最佳契機。
————發(fā)展石油替代行業(yè)有利于解決“三農(nóng)”問題————
農(nóng)村、農(nóng)民和農(nóng)業(yè)的“三農(nóng)”問題、環(huán)境與資源問題,是13億人口大國均衡發(fā)展、建立和諧社會的關(guān)鍵,建立龐大的“石油替代”能源體系,不僅為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村地區(qū)城市化提供良好的機遇,是我國相當(dāng)長時間發(fā)展重要驅(qū)動力,也是解決這些突出問題的最佳切合點。我國最著名的農(nóng)業(yè)科學(xué)家之一、中國科學(xué)院院士、中國工程院院士石元春曰前公開提出:讓我國農(nóng)民“種出綠色大慶”。
據(jù)科技部有關(guān)單位的調(diào)研,我國南方的甘蔗、木薯,中、東部地區(qū)的小麥、水稻,北部的土豆、玉米,西部地區(qū)的油桐。麻瘋樹,干旱地區(qū)的山芋,等等,都是加工轉(zhuǎn)化燃料酒精、生物柴油的良好原材料。其中麻瘋樹籽含油率達50%,是制造生物柴油的良好材料。我國西南地區(qū)現(xiàn)有10萬畝,到2010年種植面積可達1000萬畝。國家科技部生物技術(shù)中心主任王宏廣接受采訪時告訴記者:目前我國富余的農(nóng)副產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化,確可“再造大慶”,即相當(dāng)于5000萬噸原油。如果把每年農(nóng)民白白焚燒的秸桿收集處理后加工乙醇,替代車用油,總量可達6000萬到1億噸。已經(jīng)開始用生物質(zhì)能加工品全線替代石油產(chǎn)品的安徽豐原集團董事長李榮杰測算:只要石油不低于35美元每桶,用生物質(zhì)能加工成燃料酒精、生物柴油、乙烯、聚酯等,都有利可圖。
2、治理有機廢棄物污染,保護生態(tài)環(huán)境
————————治理有機廢棄物污染,保護生態(tài)環(huán)境——————
我國現(xiàn)在因利用能源而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染,例如煙塵和SO2年排放量為2857萬t,燃燒后的垃圾排放為年均573000萬t,因薪柴之用破壞森林植被導(dǎo)致每年土壤流失50億t。利用生物生產(chǎn)能源和對其進行利用,不僅沒有環(huán)境污染問題出現(xiàn),而且還可使目前污染嚴(yán)重的環(huán)境狀況得以緩解。
數(shù)百年來在燃料王國里唱“主角”的煤和石油都是遠古時代的動植物生成的,那么能否種植能源作物,直接從能源作物生產(chǎn)燃料?這是21世紀(jì)普遍關(guān)注的一個新問題。理想的生物燃料作物應(yīng)具有高效光合能力,到目前為止,科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)了40多種能夠生產(chǎn)“石油”的植物。
生物質(zhì)能是由植物與太陽能的光合作用而貯存于地球上植物中的太陽能,最有可能成為21世紀(jì)主要的新能源之一。據(jù)估計,植物每年貯存的能量相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%。通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù),可以高效地利用生物質(zhì)能源,生產(chǎn)各種清潔燃料,替代煤炭、石油和天然氣等燃料。由此可見,發(fā)展生物質(zhì)能源,對保障我國未來能源安全具有重要作用。
專家分析,石油已不是可持續(xù)發(fā)展的理想汽車燃料,過度依賴存在四大問題,包括:國內(nèi)資源短缺和國際石油爭奪劇烈的雙重風(fēng)險;汽柴油的性能已不能滿足汽車高水平和高清潔的可持續(xù)發(fā)展要求;油價居高不下,用戶負擔(dān)增加;依靠進口,要花大量外匯,影響國內(nèi)就業(yè)。巨大的國際采購會使我國原油陷入類似現(xiàn)在鐵礦砂市場的“價格合圍”。適應(yīng)汽車消費需求,建設(shè)車用燃料替代體系成為必然趨勢。
據(jù)了解,目前中國汽車保有量超過2000萬輛,2010年將達到5000萬輛至6000萬輛。屆時,國內(nèi)汽車年生產(chǎn)量將達1000萬輛以上,汽車用成品油市場就將有數(shù)千億元。另一方面,環(huán)境保護逼迫中國采取石油替代技術(shù)。北京、上海等大城市較早對公共交通車輛實行天然氣替代石油等措施,主要是出于環(huán)境因素。目前,天然氣、煤炭、生物質(zhì)能等技術(shù)路線替代石油,其燃燒排放都小于石油類40%左右。按我國城市進程,2020年前還將有4億人口“進城”,汽車保有量將急劇增加,不采用潔凈的替代能源將無法維持人類適宜的城市居住環(huán)境。有人這樣計算:大城市里按每車每天用15KG汽、柴油計,100萬臺車即用1.5萬噸汽、柴油,它將耗盡18338萬立方米空氣中的氧氣,使之變成只含二氧化碳和和氮氣等的無氧氣體。又因二氧化碳比空氣重得多,所以,它們大都分布在地面附近,可在100平方公里范圍內(nèi)堆積1.83米厚,比正常的中國人還高出一巴掌。如果沒有大自然賜予的空氣流動,這將是一種多么可怕的情景呀
3、廣泛應(yīng)用生物技術(shù),發(fā)展基因工程
能源生物技術(shù)就是用可再生的生物資源生產(chǎn)各種能源產(chǎn)品。在這里面,農(nóng)林生物技術(shù)提供能源作物,工業(yè)生物技術(shù)則將能源作物以最經(jīng)濟的方式加工成能源產(chǎn)品,這些能源產(chǎn)品包括以燃料乙醇、生物柴油為主的液體燃料,以甲烷為主要成分的沼氣。另外,還有可再生的生物氫能。
沼氣是由作物秸稈、樹木落葉、人畜糞便、工業(yè)有機廢物和廢水等有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中,經(jīng)微生物發(fā)酵作用生成的一種可燃氣體。每立方米沼氣完全燃燒后的發(fā)熱量約相當(dāng)于3.3千克原煤產(chǎn)生的熱量,是一種清潔、高效的可再生能源。
燃料乙醇是國內(nèi)外公認(rèn)的生物能源產(chǎn)品,能夠以一定的比例與汽油和柴油等成品油混配后供車輛直接使用。
生物柴油也是近年來發(fā)展迅速并規(guī)模化使用的生物替代能源。生物柴油是以植物油如大豆油、菜籽油,其他豐富的非食用油和動物油脂如豬油、牛油、魚油等,以及廢棄的食用油為原料生產(chǎn)出的清潔可再生能源,是柴油優(yōu)良的代用品。
發(fā)展生物制氫技術(shù),也是為發(fā)展新能源提供技術(shù)儲備。目前,各國正在競相開發(fā)氫燃料電池,尤其是氫燃料電池驅(qū)動的汽車。
我國起步雖晚優(yōu)勢明顯
據(jù)介紹,我國的燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)已基本成熟,可以進行規(guī)模化生產(chǎn)。甘蔗、甜菜、玉米、小麥、薯類、秸稈等都用于燃料乙醇的生產(chǎn)。國家已正式批準(zhǔn)在吉林、河南、黑龍江和安徽四省建設(shè)總規(guī)模為年產(chǎn)132萬噸的大型燃料乙醇裝置。
我國已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠下腳料和野生植物小桐籽油等為原料生產(chǎn)生物柴油的小試或中試工藝,一些企業(yè)開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)工藝,主要指標(biāo)達到美國生物柴油指標(biāo)。
我國沼氣生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)使用多年,正在不斷改進。到2003年底,全國農(nóng)村沼氣池年產(chǎn)沼氣46億立方米,相當(dāng)于343萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤或28億千瓦時發(fā)電量。
在發(fā)展能源生物技術(shù)方面,我國雖然起步晚,但有自身優(yōu)勢。”經(jīng)常往返于中美之間的美國萬力科技公司技術(shù)總監(jiān)孫大慶說,“首先,生物技術(shù)領(lǐng)域是我國高新技術(shù)領(lǐng)域與國外差距最小的領(lǐng)域,我國已經(jīng)培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才,許多大學(xué)設(shè)有生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè);第二,我國有著豐富的生物資源,能源生物技術(shù)產(chǎn)品潛在市場巨大;第三,我國雖然起步比發(fā)達國家晚,但是跨越式發(fā)展,可一步到位采用最先進的技術(shù)和設(shè)備進行研發(fā)工作。”
生物能源最大的優(yōu)勢就是環(huán)保。利用的就是太陽能,真?zhèn)使用過程是一個太陽能循環(huán)過程,清潔無污染。其中,沼氣的推廣使用在提高農(nóng)民生活質(zhì)量的同時也節(jié)約了資源、保護了環(huán)境,燃料乙醇不但能代替部分汽油;而且排放的尾氣更清潔;生物制氫為的就是的到然繞產(chǎn)物只有水、世界上最清潔的能源——氫;而與普通柴油相比,使用生物柴油的汽車尾氣中有毒有機物排放量僅為1/10,顆粒物僅為20%,二氧化碳和一氧化碳排放量僅為10%,不僅如此,生物柴油的原料來源廣泛并有可再生性,如大豆油、菜籽油,而使用“廢油”提煉出生物柴油更是“變廢為寶”
我國最先起步的是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化替代石油,即乙醇汽油。生物柴油是利用植物油脂、動物油脂等提煉的車用燃料,可直接替代柴油,低排放,無需改造發(fā)動機,而且對車輛發(fā)動機還有保護作用。世界各國對此非常重視,發(fā)展迅速,美國、加拿大、巴西、曰本、印度等都有龐大的發(fā)展計劃。歐盟國家用菜油加工生物柴油,2001年加工量已達100萬噸。本世紀(jì)我國==也很重視這項工作,近年來相繼建成了許多年產(chǎn)量超萬噸的生物柴油廠,預(yù)計到2010年,我國生物柴油需求量將達2000萬噸。 - 回答時間:2006-07-11
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