我国能源植物开发利用现状

我国能源植物开发利用现状 人类目前开发利用的主要化石能源，包括石油、天然气和煤炭，面临枯竭的危险。同时，大量消费化石能源所排放的S02和C02已严重威胁到人类赖以生存的生态环境，造成全球气候变暖、酸雨等灾难性的后果。因此，开发新的能源来取代化石能源在能源结构中的主导地位是避免21世纪即将发生严重的、灾难性的能源和环境危机的有利手段。能源植物以其资源的丰富性、可再生性和二氧化碳零排放等优势必将成为一种重要的替代能源。目前用于规模化生产生物柴油的原料有大豆(美国)、油菜籽(欧共体、加拿大)、棕榈油(东南亚)。巴西利用蔗糖发酵制取燃料乙醇。日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油。 一、我国能源植物概况 我国幅员辽阔,地域跨度大,水热资源分布多异，能源植物资源种类丰富多样,主要的科属有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。科研人员早在1982年分析了1581份植物样品，收集了974种植物，并编写成了《中国油脂植物》、《四川油脂植物》,选择出了一些高含油量的植物，如乌桕、小桐子、油楠、四合木、五角枫等。据统计，我国约3万种维管柬植物，仅次于印尼和巴西，其中有经济价值的植物约1．5万种，具有能源开发价值的约4000种。现已查明的能源油料植物(种子植物)种类为151科697属1554种,占全国种子植物的5％。其中油脂植物138科1174种，挥发性油植物83科449种。能源油料植物的集中分布区域为亚热带至热带区域，在山区往往与常绿阔叶林或落叶阔叶林相伴生，而且以野生为主，野生种占总数的75%，栽培植物种则很少。新近调查表明，我国能够规模化利用的生物质燃料油木本植物有10种，这10种植物均蕴藏着巨大的潜力，具有广阔的发展前景。 二、我国能源植物的研究现状 我国利用能源植物较早。“七五”期间，四川省计划委员会下达了“野生植物油作柴油代用燃料的开发应用示范”项目，四川省林业科学研究院等单位对攀西地区野生小桐子(麻疯树)的适生立地环境、栽培技术、生物柴油提取与应用等进行了较为深入的研究。“八五”期间，中科院立项完成了重点项目。燃料油植物的研究与应用技术”；湖南省完成了光皮树制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究。“九五”期间，湖南省林科院完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”和“能源树种绿玉树及其利用技术的引进”项目的研究，从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树优良无性系。 在能源植物推广使用和产业化方面，我国取得了较大进步。我国从1998年开始推广乙醇汽油，于2001年4月，宣布推广使用车用乙醇汽油，同时批准吉林、河南、安徽、黑龙江4个年产共为102万吨的燃料乙醇试点项目。从2002年6月到2003年6月，组织河南、黑龙江等部分省市参加车用乙醇汽油试点。2004年2月，国家全面推广车用乙醇汽油，试点扩大到河北、湖北、山东、江苏等近10个省份。中国科学院广州能源研究所承担的国家九五”重点科技攻关项目“1MW生物质气化发电系统，其成套装置己正式投入产业化运营，2001年实现产值1000多万元，利润200多万元。产品出口泰国、缅甸等东南亚国家。 我国在能源植物研究和开发利用技术方面取得了显著成绩，先后研制开发了脂肪酸烷基酯的生产方法、棉籽油皂脚料合成脂肪酸甲酯的专利技术、高酸值动植物油脂共沸蒸馏酯化一甲酯化技术、短链脂肪酸酯作为酰基受体的酶法生物柴油技术等；在生物酶法生产生物柴油技术方面，利用固定化脂肪酶技术，将动植物油脂废气物转化为柴油获得成功。在燃料乙醇研究和项目开发方面，我国主要以玉米为原料，同时正积极开发甜高粱、薯类、秸秆等其他原料生产乙醇。 三、我国能源植物的发展前景 据世界能源专家预测，在未来5年内，在人类整个能源比例中，植物能源将占5％以上，按我国目前的消耗量(如每年消费柴油600们000万吨)，如果在石化柴油中添加10％体积的生物柴油，则每年应配套生产生物柴油600万吨。预计未来10年内，生物柴油产品将占20洳30％的市场份额。随着我国改革开放的不断深入。在全球经济一体化的进程中，在中国加入WTO的大好形势下，中国的经济水平将进一步提高，对能源的需求会有增无减。充分利用植物资源的多样性筛选优良能源植物种类，利用转基因技术创建优良的能源植物种质资源；加强能源植物生理、生化、生态学研究，为优良能源植物种类的大规模开发打下坚实的基础。能源植物是一种可再生的资源，开发能源植物作为现有能源的补充和替代品一方面能逐步缓解能源危机，为寻找新能源走出一条新路；另一方面生产成本低。生产和使用不仅不污染环境，而且对保护环境、保护生态系统具有重要意义，同时也符合可持续发展的要求和趋势。中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一，中国的种子植物种类居世界第3位，并且目前尚有大面积的宜林荒山荒地，结合国家开展的退耕还林工程，大面积营造木本能源植物林，既可以开发利用生物能源，又能够变荒山劣势为优势，改变因森林植被减少而导致大量水土流失的状况，对水土保持、减少温室气体排放都会有明显的作用。中国是最有条件进行能源植物开发的国家之一。政府应在这方面继续加大投入，加强研究和开发力度，以达到缓解能源压力和保护环境的双赢，为开辟一条可持续发展能源的道路，解决国家乃至世界的能源短缺做出贡献。 因此，抓住当前的大好时机，发挥我国资源优势，学习借鉴世界各国先进的研究成果，坚持自主开发与引进消化吸收相结合，有目的、有选择地引进先进的技术工艺和主要设备，在高起点上发展我国的生物石油技术，及时把生物石油的研究成果转化为生产力，形成栽培、加工、利用的产业链。我国的植物能源与生物燃料油一定会有更快的发展规模。为国民经济持续发展战略提供可靠的保证。 四、我国发展能源植物的建议 目前我国生物质能源利用率仅有30％左右，而且其能源利用方式极为原始，大多数物质以直接燃烧为主。今后我国发展能源植物需要注意一下几个方面： (1)将挖掘我国野生原产能源植物和改良植物品种、引进国外品种相结合。我国含油植物资源丰富，分布范围广，共有151个科、1 553种含油植物，其中种子含油量在40％以上的植物有154种，含油量在20％以上的植物390多种，并且木本植物明显多于草本植物。在调查清楚我国能源植物分布情况的基础上，筛选合适的品种作为我国重点研究发展的能源植物，同时利用各种生物技术，包括基因技术，进行品种改良。对国外发展比较成熟且实践证明优良的品种根据我国实际情况，在充分考虑生态安全的前提下，有选择地引进，以筛选本地优良种与改良为主。 (2)将能源植物发展和国家产业结构调整与解决“三农问题”相结合。在鼓励发展能源植物的同时。要注意我国的粮食安全，做到尽量不占用耕地。我国有山区、沙区、干旱半干旱区、内陆盐碱地、盐碱滩涂在内的约1亿公顷以上的边际性土地。可供栽种能源植物作为生物质燃料油的原料。如在上述边际性土地上种植能源植物则可年产出或替代6亿吨燃油。通过发展能源植物，可以调整农业种植结构，增加农业收入．为我国“三农问韪”的解决做出贡献。 (3)在能源植物研发中将国家、科研机构和企业相结合。政府主要起到产业规划、宏观调控和指导作用，充分利用科研机构和企业优势，将国家需求、企业发展要求和科研机构的科研项目紧密结合起来，做到政府指导、科研攻关、企业发展三者相协调，政府规划时要以产业化为目标，科研项目制定也要以企业需求为依据，将科研成果迅速转化为生严力。