1.緩解中國能源短缺,確保能源安全。
替代石油會使中國的資源狀況由短變長。
人類使用的三種主要能源是原油、天然氣和煤,但它們都是不可再生能源。根據國際能源署的統計,這三種能源可供開采的時間只有40年、50年和240年。發展新能源已經成為人類發展的當務之急,核能將得到進壹步發展。未來將優先發展太陽能、風能、地熱能、波浪能和氫能。另壹種值得關註的新能源是可再生生物能源。
雖然我國已探明煤炭儲量6000億t,石油70億t,水電6.8億k,但自1978以來,我國能源總利用率超過30%,能源分布不均,能源產量低,農村能源供應短缺,導致能源供應短缺。生物能源的開發和利用可以在緩解這壹問題上發揮重要作用。特別是農村,年產稻殼3225萬噸,玉米芯654.38+02.5萬噸,蔗渣400萬噸,棉籽殼200萬噸,糠醛渣30萬噸,人畜糞便654.38+03.8萬噸,年沼氣產量可達654.38+04.28× 654.38+008 m3,相當於25。
以目前國內外的研究水平來看,燃料電池汽車、電動汽車、氫動力汽車還有很多技術上的不確定性,何時投入運營還是未知數。混合動力汽車成本高,成品油消耗仍是主要因素。另壹方面,石油的應用不僅是交通運輸的驅動力,由其衍生的乙烯等化工產品也是比鋼鐵應用更廣泛的基礎材料。因此,發展生物能源是必由之路,是解決目前汽車燃料問題和中長期後石油時代能源和原材料問題的必由之路。
目前國際上生物能源技術比較成熟,替代石油的途徑有:谷物、稭稈、其他植物等。-發酵-乙醇-車用油、乙烯、無毒溶劑及數百種化工原料產品等。另壹種是利用劣質食用油和麻瘋樹籽直接加工生產優質車用柴油。無論哪種生物質轉化,都是中國資源的“長腿”。發展生物能源是農業大國和“缺油富煤”資源由短變長的最佳機遇。
發展石油替代產業有利於解決“三農”問題。
農業、農村、農民、環境和資源問題,是壹個6543.8億人口大國實現均衡發展、構建和諧社會的關鍵。壹個龐大的“石油替代”能源體系的建立,不僅為中國農業產業化和農村城鎮化提供了良好的機遇,也是中國長遠發展的重要動力和解決這些突出問題的最佳切入點。中國最著名的農業科學家之壹、中國科學院和中國工程院院士史元春公開提出,中國農民要“種壹棵綠色的大青”。
據科技部有關單位調查,我國南方的甘蔗、木薯,中東部的小麥、水稻,北方的馬鈴薯、玉米,西部的桐油。麻瘋樹、幹旱地區的紅薯等。都是加工轉化燃料酒精和生物柴油的良好原料。其中,麻瘋樹種子含油量達到50%,是制作生物柴油的好材料。西南地區有65438+萬畝,到2010年種植面積將達到10萬畝。科技部生物技術中心主任王洪光在接受采訪時告訴記者:目前我國剩余農副產品的加工轉化,真正能“再造周年”的,相當於5000萬噸原油。如果把農民每年白白燒掉的稭稈收集起來加工生產乙醇代替汽車油,總量可以達到6000萬到6543.8+億噸。已經開始用加工生物質產品替代石油產品的安徽豐源集團董事長李榮傑估計,只要石油不低於每桶35美元,將生物質能加工成燃料酒精、生物柴油、乙烯和聚酯是有利可圖的。
2.控制有機廢物汙染,保護生態環境。
—————————治理有機廢物汙染,保護生態環境
目前,我國能源的利用造成了嚴重的環境汙染,如每年排放煙氣和SO2 2857萬噸,每年燃燒後的垃圾排放量57.3億噸,每年因薪柴破壞森林植被造成的土壤流失50億噸。利用生物生產能源並加以利用,不僅可以避免環境汙染,還可以緩解當前嚴重的環境汙染。
幾百年來壹直在燃料王國裏獨領風騷的煤和石油,是由遠古時代的動植物生成的。那麽我們能種植能源作物並直接從能源作物中生產燃料嗎?這是21世紀引起廣泛關註的新問題。理想的生物燃料作物應該具有高的光合能力。到目前為止,科學家已經發現了40多種可以產生“油”的植物。
生物質能是通過植物與太陽能之間的光合作用儲存在地球上植物體內的太陽能,最有可能成為21世紀的主要新能源之壹。據估計,植物每年儲存的能量相當於世界主要燃料消耗量的10倍,而作為能源利用的不到其總量的1%。通過生物質能轉化技術,可以高效利用生物質能生產各種清潔燃料,替代煤、石油、天然氣等燃料。可見,發展生物質能對保障我國未來能源安全具有重要作用。
據專家分析,石油已不再是李可持續發展的燃料,過度依賴存在四大問題,包括:國內資源短缺和國際石油激烈競爭的雙重風險;汽、柴油的性能已不能滿足汽車高水平、高清潔度的可持續發展要求;油價居高不下,用戶負擔加重;依賴進口會耗費大量外匯,影響國內就業。龐大的國際采購將使中國原油陷入類似目前鐵礦石市場的“價格包圍圈”。為滿足汽車消費的需求,建立車用替代燃料系統是必然趨勢。
據了解,目前中國汽車保有量超過2000萬輛,2010年將達到5000萬到6000萬輛。屆時,國內汽車年產量將達到10萬輛以上,汽車用成品油市場規模數千億元。另壹方面,環保迫使中國采用石油替代技術。在北京、上海和其他大城市,公交車輛更早地實施了以天然氣取代石油的措施,主要是因為環境因素。目前天然氣、煤炭、生物質能等替代石油的技術路線,其燃燒排放都不到石油的40%左右。按照中國的城市進程,2020年前將有4億人“進城”,汽車數量將急劇增加。沒有清潔的替代能源,就不可能維持人類適宜的城市生活環境。有人計算過,在大城市,每天每輛車使用15KG的汽柴油,1.5萬噸的汽柴油用於空氣中的1.8338萬立方米的氧氣,使其成為只含二氧化碳和氮氣的無氧氣體。由於二氧化碳比空氣重得多,大部分分布在近地面,在100平方公裏內可堆積1.83m厚,比我國正常人高出壹巴掌。如果沒有大自然賜予的氣流,那將是多麽可怕的場景。
3.廣泛應用生物技術,發展基因工程。
能源生物技術是利用可再生的生物資源生產各種能源產品。其中,農林生物技術提供能源作物,工業生物技術以最經濟的方式將能源作物加工成能源產品。這些能源產品包括以燃料乙醇和生物柴油為主的液體燃料,以及以甲烷為主要成分的沼氣。此外,還有可再生的生物氫能。
沼氣是農作物稭稈、樹木落葉、人畜糞便、工業有機廢棄物和廢水等有機物在厭氧環境中微生物發酵產生的壹種可燃氣體。沼氣每立方米完全燃燒後的熱值相當於3.3公斤原煤,是壹種清潔高效的可再生能源。
燃料乙醇是國內外公認的生物能源產品,與汽油、柴油等成品油按壹定比例混合後可直接供車輛使用。
生物柴油也是近年來發展迅速並大規模使用的生物替代能源。生物柴油是壹種清潔的可再生能源,由大豆油和菜籽油等植物油、豬油、黃油和魚油等其他豐富的非食用油和動物脂肪以及廢棄食用油制成,是柴油的極佳替代品。
生物制氫技術的發展也為新能源的發展提供了技術儲備。目前,各國都在競相發展氫燃料電池,尤其是氫燃料電池驅動的汽車。
中國雖然起步晚,但優勢明顯。
據介紹,我國燃料乙醇生產技術基本成熟,可以規模化生產。甘蔗、甜菜、玉米、小麥、馬鈴薯和稭稈都用於生產燃料乙醇。國家正式批準在吉林、河南、黑龍江、安徽四省建設年產1.32萬噸的大型燃料乙醇廠。
中國已經成功開發了壹種從菜籽油、大豆油、米糠下腳料和野生植物麻瘋樹籽油生產生物柴油的中試或中試規模工藝。部分企業開發了具有自主知識產權的技術,主要指標達到美國生物柴油指標。
中國的沼氣生產技術已經使用了很多年,並在不斷改進。截至2003年底,中國農村沼氣池的年產量為46億立方米,相當於343萬噸標準煤或28億千瓦時的發電量。
雖然中國在發展能源生物技術方面起步較晚,但有自己的優勢。"經常往返於中美之間的美國萬裏科技公司技術總監孫大慶說,"首先,生物技術是中國高科技領域與國外差距最小的領域。中國培養了大量優秀人才,很多大學都有生命科學和生物技術專業;二是中國生物資源豐富,能源生物技術產品潛在市場巨大;第三,中國雖然起步比發達國家晚,但發展突飛猛進,可以壹步到位采用最先進的技術和設備進行研發。"
生物能源最大的優勢是環保。太陽能的利用,整個利用過程是壹個太陽能循環過程,清潔無汙染。其中,沼氣的推廣使用不僅提高了農民的生活質量,還節約了資源,保護了環境。燃料乙醇不僅可以替代部分汽油;排放的尾氣更清潔;生物制氫的目的是實現唯壹的產物是水和世界上最清潔的能源——氫氣;與普通柴油相比,使用生物柴油的汽車尾氣中有毒有機物、顆粒物、二氧化碳和壹氧化碳的排放量僅為1/10,且僅為20%,二氧化碳和壹氧化碳的排放量僅為10%。
中國最早開始的是生物質轉化替代石油,也就是乙醇汽油。生物柴油是從植物油和動物油中提取的車用燃料,可以直接替代柴油,排放低,不需要改裝發動機,對車輛發動機有保護作用。世界各國對此高度重視,發展迅速。美國、加拿大、巴西、日本和印度都有龐大的發展計劃。歐盟國家使用植物油加工生物柴油,2001年加工能力達到1萬噸。在本世紀,中國也非常重視這項工作。近年來,許多年產萬噸以上的生物柴油廠相繼建成。預計到2065,438+00年,我國生物柴油需求將達到2000萬噸。