生物質有高低之分,，像大豆,、玉米等都屬于高品位生物質，而農作物秸稈,、禽畜糞便,、生活污水和工業(yè)有機廢水,、城市固體廢物等則屬于低品位生物質，簡稱低生物質,。發(fā)展低生物質能,，不僅能解決能源問題，同時還能解決水污染問題,。生物質能取代化石能源,，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生物經(jīng)濟發(fā)展的大軍中來。
   
我今天報告的題目是《生物質能源的現(xiàn)狀與展望》,，這個內容不光是國內,，也是國際上的現(xiàn)狀和展望。但是重點我想還是結合中國以及江蘇的實際情況,，從科學普及的角度,，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”
   
近一二百年的強度開采與消費使不可再生的化石資源漸趨枯竭,。據(jù)國際能源機構統(tǒng)計，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)造成了嚴重污染和破壞,。尋找可再生的替代資源和能源已是大勢所趨,。
   
現(xiàn)代的生物質產(chǎn)業(yè)，是指利用可再生的有機物質,，如農作物,、樹木等植物及其殘體、畜禽糞便等有機廢棄物,，通過工業(yè)加工轉化,，進行生物基產(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,，是人類取之不盡的資源。在各種可再生資源中,，生物質資源是最穩(wěn)定,、高效同時也最環(huán)保的一種資源,。因為生物質的生產(chǎn)過程是一個環(huán)境凈化的過程，可以吸收空氣中的二氧化碳,，吸收有機污染,。所以，世界科學界都把生物質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產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃，美國提出要擺脫對中東的依賴,，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14億噸的農林生物質產(chǎn)量、25億噸畜禽糞便及大量有機廢棄物,，另外還有1億多公頃不宜耕農田可用以種植能源植物,。國家提出至2020年我國農林生產(chǎn)的生物量要相當于15億噸標準煤，相當于每年再生多個“大慶”,，這是我國發(fā)展生物質產(chǎn)業(yè)永不匱缺的資源,，也是解決環(huán)境治理，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,。
   
我國生物質產(chǎn)業(yè)的基礎應定位于生物質工業(yè)和生物質化工,。如果說能源的生產(chǎn)還有其它途徑，但未來的物質資源生產(chǎn)(液體燃料,、有機材料和各類化學品)必然來源于生物化工制造,。當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產(chǎn)品。生物質化工是近期極具市場競爭力的重要方向,，美國科學院提出至2020年生物質化工對石油化工的取代率可以達到50%,。
   
當然，在發(fā)展生物質工業(yè)的同時,，還要發(fā)展能源作物與化工作物在農林產(chǎn)業(yè)中的應用,，農林部門每增加1000萬公頃能源植物的種植與加工，就相當于增加4500萬噸石油的年生產(chǎn)能力(一個大慶),，這也是建設社會主義新農村的一個重要方向,。
江蘇缺煤少油可開發(fā)生物質能源
   
發(fā)展生物質產(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)展生物質產(chǎn)業(yè)非常適合江蘇省情,。江蘇的生物質產(chǎn)業(yè)在兩個方向大有文章可做：一是糧、草并用開發(fā)生物質資源和能源,，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,，生物質加工也可以通過生物煉制實現(xiàn)綜合利用，拉長產(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,，其成本也低于風電和光電。
   
說到環(huán)境污染,，很多人第一反應是工業(yè)發(fā)展帶來的污染,。其實不然，最大的污染源是農業(yè),。農業(yè)污染包括種植業(yè),、養(yǎng)殖業(yè)和有機廢棄物,。“我們中國最多的一樣東西是糞便，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,。
   
這些生物質要用起來。中國發(fā)展生物質能源之路,，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,，比如城市生活垃圾、農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,，農作物秸稈7億多噸。如果全部利用起來,，至少相當于7億噸標煤,，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)達國家如歐盟,、日本、美國對低品位生物質的處理和利用目前主要集中于生物燃氣(生物燃氣能有效地利用有機垃圾,、人畜糞便,、廢棄農作物秸稈等低品位生物質原料，具備綠色,、清潔,、環(huán)保的特點)的開發(fā)和使用。歐盟開展了生物燃氣計劃,；日本啟動了Lotus計劃,；瑞典的生物燃氣生產(chǎn)已從單純的廢物處理手段轉向以供氣、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氣的能源作物,。美國2007年推出的“微型曼哈頓計劃”宗旨就是向海洋藻類要能源,，目標是到2010年每天產(chǎn)出百萬桶生物原油，實現(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,，同時生產(chǎn)肥料,。
   
我國若將禽畜糞便資源轉化為生物燃氣可折合超過7840萬噸標煤。國內對生物燃氣的開發(fā)利用起步于50年代,，主要是用糞便和農作物秸稈制取沼氣,，而在大中型沼氣工程中，更多的是將對工業(yè)廢水的治理與沼氣生產(chǎn)結合起來,，雖然取得了一些成績,，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、系統(tǒng)集成化低,，無法適應大規(guī)模工業(yè)化的需要,。2007年，內蒙古蒙牛集團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，每年可向國家電網(wǎng)提供1000萬千瓦時的電力,，還可生產(chǎn)有機肥約20萬噸,。
高效菌種轉化浦口區(qū)一年糞便
    相當于標煤16.8萬噸
   
糞便和秸稈資源非常分散，如何集中處理是個難題,。分散處理就可以解決這個難題,，這個模式就是在農田附近挖一個大坑，把秸稈,、糞便等就地收集倒進去,，專家把高效的菌種撒進去，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肥料種出來的好吃得多。
   
這一設想不是科學幻想,。據(jù)介紹,，目前瑞典等歐美國家都在建設低生物質使用網(wǎng)絡，他們用管道來運輸甲烷，比用汽車,、拖拉機等運輸成本要低,，而且管道在地下，還不占用土地,。使用低生物質處理網(wǎng)絡后,，牲畜糞便進入發(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)展低生物質不僅能推動生物化工的創(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)大學跟美國麻省理工學院合作，開發(fā)出一種高效菌種,，可以使生物甲烷轉化率達到99%,。這種資源化利用的模式，南京工業(yè)大學已經(jīng)進行試點,，若將我校已有的技術應用于南京市浦口全區(qū)(總人口為57萬),，將其作為一個示范點建設，總投資預算為1.83億元,，年創(chuàng)造經(jīng)濟效益約為1.81億元。每年可處理浦口13個污水處理廠的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,，相當于標煤16.8萬噸，一年減排二氧化碳20萬噸,、化學需氧量10萬噸,、氮磷1300噸。南工大準備向中央領導寫建議,，來推廣這個模式,。
比風電、光電更可靠
   
要解決環(huán)境壓力,，無疑必須走低碳經(jīng)濟之路,，因此，可再生能源被提到了重要位置,?？稍偕茉窗ü怆姟L電、水能,、生物質能,。在可再生能源中，發(fā)展生物質能是最理想的,。
   
為什么這么說呢,？現(xiàn)在很多地方在上馬風力發(fā)電，認為只要有風就能發(fā)電,，碳排放為零,。但這一說法忽略了風力發(fā)電機制造過程中投入的人工和費用，實際上制造成本越高,，意味著碳排放量就高,。風電還有一個問題，就是有風才有電,，沒風就沒電,。譬如在我國的內蒙古，電本身很充分,，風一刮,，風電再傳輸?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,。相對而言,，生物質能是最優(yōu)質的，因為它不像水電,、風電,、光電具有不確定性。
江蘇的生物質能源之路
   
建議將該項目納入江蘇省綠色能源發(fā)展計劃,，制定《低品位生物質能源發(fā)展規(guī)劃綱要》,，形成爭取政策支持和經(jīng)費補貼，特別是設立“低品位生物質綜合利用基金”,，用于支持該項目推廣過程中的建設和試運行,。
   
依托國家生化工程技術研究中心和江蘇省工業(yè)生物技術創(chuàng)新中心，建立和完善該項技術的科研與應用平臺,。增設“低品位生物質綜合利用實驗室”和“生產(chǎn)性試驗基地”,，開展人員的技術培訓和新技術的研發(fā)；建立咨詢服務體系,，利用網(wǎng)絡,、現(xiàn)場服務等形式進行技術咨詢,；建立成果推廣轉化部門，吸引企業(yè)參與該項成果的產(chǎn)業(yè)化,。
   
建議采用重點示范,、分散建設、逐步推廣的方式,，在全省大力發(fā)展低品位生物質的資源化綜合利用技術,。具體建議為：在南京浦口區(qū)著力建設低品位生物質綜合利用示范點，以十年為期,，將該技術輻射至全省60個具備推廣利用該技術條件的縣(市,、區(qū))，實現(xiàn)對全省低品位生物質資源的有效利用,，形成社會循環(huán)可持續(xù)發(fā)展模式,。在推廣順序上，建議在蘇中,、蘇南,、蘇北循序進行。原因是蘇中的農業(yè),、養(yǎng)殖業(yè)和城市化程度均比較高,，相比之下蘇南農業(yè)不發(fā)達、蘇北城市化較低,。