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2025年03月15日
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當前，以生物技術、新能源革命和低碳經濟為主流的綠色浪潮，正在中國大地上興起。抓住機遇，大力發展生物能源，對于振興農村、發展農業、富裕農民具有重要的戰略意義。
一、在綠色浪潮中興起的生物能源
自人類鉆木取火發現木質能源之后，人類社會的生產與生活方式發生了重大變革。在農業文明時代，人類主要依靠傳統的再生能源即以生物質能維持生產與生活。工業革命后，人類的生產與生活逐步轉向利用煤炭、石油等化石能源。目前，全球每年消耗的能源總量超過150億噸，其中90%為化石能源。
大量事實表明，以傳統方式開發利用化石能源，既創造了空前的現代文明成果，也導致了諸多環境問題。尤其是20世紀70年代爆發的世界石油危機與隨后爆發的糧食危機，給世界經濟發展帶來嚴重的負面效應和沉重負擔，給人類敲響了警鐘。人們開始反思和糾正自身不科學開發利用能源的行為，并采取實際行動開發第四大能源，即可再生能源。其中，包括開發生物能源，以開啟綠色能源革命，使人類社會發展逐步擺脫對化石能源的過度依賴。
世界主要國家選擇發展生物能源產業，是一個必然的歷史過程，具有客觀的依據與動因：一是化石能源資源日益枯竭與生態環境的嚴重惡化形成了人們尋找替代能源的強制力；二是新能源經濟對于醫治國際金融危機產生的“病疴”、帶動傳統產業升級并形成新興產業具有強大的拉動力；三是清潔能源領域積累起來的技術創新成果已經孕育了新能源革命的內在啟動力；四是人類追求“環境友好型”社會的共同愿望已經轉化為強大的驅動力；五是各國決策者采取的政策措施與協同合作已經形成了確定不移的推動力。這五種力量的有機融合，使一些主要國家在新世紀之初便提出了“創建低碳經濟”的概念，并將其確定為2008年世界環境日的主題，這就為發展生物能源提供了難得的歷史機遇。
所謂生物能源，是指以生物質材料為來源的各種形式的可再生能源。生物質是由生物體所產生的有機物質，包括植物、動物及排泄物、有機垃圾與有機廢水等，幾乎全部來源于農業和農村。生物能源直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化成常規的固態、液態和氣體燃料。從廣義上講，生物質是植物通過光合作用生成的有機物。據生物學家估算，地球上每年生長的生物能總量約相當于目前總能耗的10倍，而作為能源的利用量還不到總量的1%。在自然條件下，光合作用的轉化率較低，按全年平均計算約為太陽全部輻射能的0.5%—2.5%。而在提供理想環境條件下，光合作用的轉化率可達8%—15%。因此，發展生物能源前景廣闊。特別是由于生物質材料幾乎全部產生于農業和農村，可以說，發展生物能源產業就是“農業能源功能屬性”的開發與延伸，這將為“三農”發展開拓更為廣闊的空間。
二、發展生物能源的多重效應
發展生物能源產業，將借助現代技術和生產方式，加工生產包括生物燃料乙醇、生物柴油和沼氣等燃料，有利于形成新的農業生產力、能源替代、環境保護等多重經濟社會效應。
有效替代化石能源。近年來，生物燃料幾乎聚焦了全世界的目光。這是因為，生物燃料是化石能源的最有前途的替代品。而且，生物能源是“清潔能源”。開發利用生物燃料，可以大幅度減少溫室氣體排放，從而減輕和防止污染，有效保護環境。有關資料表明，使用生物燃料乙醇的車輛對環境的污染程度僅為使用汽油汽車的1/3。更重要的是，生物能源還是“再生能源”。不管是何種生物燃料，作為其原料的農作物秸稈等，不僅數量巨大，而且可以再生，做到永續利用。尤其是在農村，普遍存在成本低廉、數量巨大的各種秸稈、糞便等有機物質，在一定溫度、水分、酸堿度和厭氧環境中，經過微生物發酵產生出可廣泛用于農村生產與生活的沼氣。目前，我國沼氣用戶已達3000多萬個，沼氣年總產量達到104億多立方米。沼氣的快速發展與使用，為我國農村提供了大量清潔燃料，在農民的生產與生活中發揮著重大作用。
實現農業廢棄物變廢為寶。迄今，生物燃料已有兩代產品，第一代是以玉米等糧食為原料生產的，第二代是以纖維素為原料生產的。由于發展第一代生物燃料需要消耗大量糧食，因此，世界各國不約而同地將目光集中于第二代生物燃料。第二代生物燃料的主要原料纖維素，是世界上最普通、最豐富、最廉價的生物質材料。其中，各種農作物秸稈和農業加工副產品是纖維素資源的一個主要來源。在我國，可再生的纖維素原料可謂取之不盡。據估算，我國農作物秸稈和農業加工副產品的年總產量高達7.8億多噸，約折合標準煤38825.3萬噸。從目前全國秸稈資源使用結構看，除飼料、造肥還田和工業原料用途外，用于薪柴的占43%，露天焚燒約占15%。因此，如果充分利用現代工業化方式大力發展纖維素燃料乙醇，將會把數量巨大的農業副產品或廢棄物變為社會財富。
建設廣闊“綠色油田”。灌木林是纖維素燃料的另一個重要來源。我國是一個灌木能源林資源豐富的國家。全國灌木林地總面積高達4529.68萬公頃，占全國林地總面積的16.02%以上。近年來，我國每年營造灌木林面積在60多萬公頃。在全國約6000多個灌木林樹種中，可作為生物質能源原料利用的超過1000種。特別是我國木本油料資源豐富，種植面積達343萬平方公里，果實總產量114萬噸，是生物柴油的優質生物質原料。以沙棘林為例，每公頃干柴產量在13—21.67噸之間，可產生熱值5693.9—41622.1千焦，相當于原煤2.13—15.54噸。因此，充分利用我國灌木能源林資源豐富優勢，生產生物燃料乙醇，無異于在全國建設巨大的“綠色油田”，將極大地緩解我國未來能源供給問題。同時，這也擴大了農業的能源屬性，將開辟出“能源農業”的廣闊新天地，成為推動農村經濟乃至國民經濟發展的新動力。
開發廣袤“邊際性土地”。所謂“邊際性土地”，是指條件較差、不適于種植糧食、尚待開發利用的處在沉睡狀態的土地。根據相關土地資源調查資料，我國“邊際性土地”可劃分為三類：一類是可利用但尚未利用的宜林宜農荒地2.45億公頃，另一類是現有林地中的木本油料林、灌木林和薪炭林5176萬公頃，再一類是現有耕地中通過結構調整可成為能源作物生產基地的約2000萬公頃低產田。以上三類“邊際性土地”的總面積高達13653萬公頃，進行大規模開發利用將會喚醒我國廣袤的土地資源，成為廣大農村特別是邊遠地區特色經濟的新增長點。尤其是在我國邊遠的干旱或半干旱地區，大規模發展灌木林，有利于擴大植被、改善生態環境，還可促使林業、農業和環境保護相互促進，獲得良好的經濟效益、社會效益和生態效益。此外，在這個產業鏈中，僅僅能源植物的種植、收集、運輸和加工，就會促進運輸業、服務業、儲藏業、農產品加工業等行業的發展，在全國至少帶動上千萬勞動力就業。因此，利用“邊際性土地”發展生物能源產業，在真正實現“不與人爭糧、不與糧爭地”的同時，能夠有力地促進農村發展、農業增效、農民就業和增收，將在振興“三農”和建設新農村中發揮巨大作用。
三、加快推進我國生物能源發展
加快我國生物能源發展，需要在充分利用現有生物質資源的基礎上，合理開發和利用新增生物質能源原料，通過基礎建設實現資源多元化，通過技術攻關實現成本低廉化，通過體制創新實現資源配置優化，通過綜合利用實現可持續發展。
加強原料基地建設。我國可開發的能源作物很多，但作為發展生物燃料乙醇的專用原料，如甜高粱、甘蔗、木薯等作物育種研究還處在起步階段，這類作物的單產還很低。目前，優良木薯品種單產一般在30噸/公頃，肥水條件好的地塊可達45噸/公頃。在木薯種植區，以華南205、201為當家品種，較高的單產也只有19.5—24噸/公頃，平均畝產只有1.3—1.6噸/畝。甜高粱、甘蔗等作物，對土地條件的要求低，對水的利用效率高，并可以直接榨取糖分進行酒精發酵。但是，現在我國甜高粱的單產較低。如果采取有效措施，通過品種改良提高能源作物的單產，將大幅度增加生物能源的原料供應量。
著力攻克科技難關。優化木質纖維素預處理技術，提供高效代謝戊糖和己糖的發酵菌株，提高纖維素乙醇成熟醪酒度，是世界各國發展生物能源遇到的三大技術難題。只有破解這些難題，才能實現大規模工業生產，才能降低生物燃料各環節的成本。例如，戊糖的利用是影響纖維乙醇綜合成本的關鍵因素。目前，纖維素乙醇成熟醪酒度一般水平為3%—4%，較高水平可達到6%，生產1噸燃料乙醇將消耗30—60噸水，同時產生幾乎等量的廢液，污水處理難度大。因此，攻克上述技術難題，占領這一領域的科技制高點，是加快發展生物能源的當務之急。國家應設立生物能源專項科研經費，集中優勢力量協同開展有關生物能源關鍵技術的攻關，盡快解決纖維素酶法生物轉化等科技難題。
建立和完善市場運作體系。從長遠看，發展生物能源產業，根本上取決于市場需求。因此，在起步階段，我國就應重視體制創新，探索生物質資源優化配置的市場機制，形成適應生物能源產業運行的市場體系。政府應以市場為導向引導和鼓勵發展生物能源經濟，加快建立以市場為主形成生物能源產品價格的體制機制，不斷完善生物能源原料、生物能源產品、生物能源技術、生物能源服務等市場體系。企業應以市場實際需求為出發點和歸宿點，從事生物能源產品的研發、生產和原料基地建設，有效降低成本，著力提高效益，不斷增強市場競爭能力。特別是在開發利用邊遠地區“邊際性土地”的過程中，應以市場作為配置資源的基礎手段，積極探索產業化經營道路，使廣大農民分享土地開發、擴大就業、環境改善等方面的發展成果，提高他們參與生產的積極性。
加大國家財政扶持力度。生物燃料是與“三農”緊密相關的現代新興產業，國家加大對生物燃料產業的支持也是對“三農”的支持。鑒于此，國家應該把發展生物燃料乙醇列入支農惠農的政策范疇。從目前的實際情況出發，國家可以把生物燃料的生產、流通和消費納入財政補貼范圍，并作為政策扶持的重點，促進生物能源產業穩定發展，使之成為“三農”發展的新動力。
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