主講人：中國工程院院士、南京工業大學校長 歐陽平凱

核心提示

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、更環保、更適宜居住，呼吁全民共同參與到推動生物經濟發展的大軍中來。

我今天報告的題目是《生物質能源的現狀與展望》，這個內容不光是國內，也是國際上的現狀和展望。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、現狀以及可再生能源將來發展的前景。

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。據國際能源機構統計，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，無節制地使用化石能源，給環境和生態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。

現代的生物質產業，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，通過工業加工轉化，進行生物基產品、生物材料和生物能源生產的一種新興產業。大自然每年產生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，生物質資源是最穩定、高效同時也最環保的一種資源。因為生物質的生產過程是一個環境凈化的過程，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業發展計劃，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”，這是我國發展生物質產業永不匱缺的資源，也是解決環境治理，實現可持續發展的必由之路。

我國生物質產業的基礎應定位于生物質工業和生物質化工。如果說能源的生產還有其它途徑，但未來的物質資源生產(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電和固化成型燃燒作為主導產品。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，在發展生物質工業的同時，還要發展能源作物與化工作物在農林產業中的應用，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生物質能源

發展生物質產業非常適合江蘇省情。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，生產生物量非常有條件，發展生物質產業非常適合江蘇省情。江蘇的生物質產業在兩個方向大有文章可做：一是糧、草并用開發生物質資源和能源，二是開發城鎮污水做天然氣。

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綜合利用，拉長產業鏈。糧食、秸稈都要用。玉米能用，玉米芯和玉米秸稈也能用。既要生產酒精，用來做乙醇汽油和乙烯等化學品，還要生產乳酸、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，說一年相當于增產五六千萬噸糧食是可能的.

豬：糞便大王,51%養殖在中國

糞便和秸稈是人人嫌棄的垃圾，但如果用來發電，不僅可以減排大量二氧化碳，其成本也低于風電和光電。

說到環境污染，很多人第一反應是工業發展帶來的污染。其實不然，最大的污染源是農業。農業污染包括種植業、養殖業和有機廢棄物。“我們中國最多的一樣東西是糞便，13億人口排的糞便數量世界第一。”除此之外，現在養殖業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，但是養了占世界總數51%的豬，還養了占世界總數40%多的雞鴨，產生了大量糞便。

這些生物質要用起來。中國發展生物質能源之路，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，積極穩妥地推廣生物甲烷以及發電。中國生活垃圾數量很大，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、環保的特點)的開發和使用。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已從單純的廢物處理手段轉向以供氣、發電為主的能源產業，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年每天產出百萬桶生物原油，實現藻類產油的工業化。此外，紐約的斯塔藤垃圾處理站采用濕法處理垃圾，回收沼氣用于發電，同時生產肥料。

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，更多的是將對工業廢水的治理與沼氣生產結合起來，雖然取得了一些成績，但產業規模小、系統集成化低，無法適應大規模工業化的需要。2007年，內蒙古蒙牛集團建成了全球最大的畜禽類沼氣發電廠，可日產沼氣1.2萬立方米，日發電3萬千瓦時，每年可向國家電網提供1000萬千瓦時的電力，還可生產有機肥約20萬噸。

高效菌種轉化浦口區一年糞便

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。據介紹，目前瑞典等歐美國家都在建設低生物質使用網絡，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絡后，牲畜糞便進入發酵池，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，發展低生物質不僅能推動生物化工的創新發展，還能改善環境，減少溫室氣體排放。

南京工業大學跟美國麻省理工學院合作，開發出一種高效菌種，可以使生物甲烷轉化率達到99%。這種資源化利用的模式，南京工業大學已經進行試點，若將我校已有的技術應用于南京市浦口全區(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，年創造經濟效益約為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

要解決環境壓力，無疑必須走低碳經濟之路，因此，可再生能源被提到了重要位置。可再生能源包括光電、風電、水能、生物質能。在可再生能源中，發展生物質能是最理想的。

為什么這么說呢？現在很多地方在上馬風力發電，認為只要有風就能發電，碳排放為零。但這一說法忽略了風力發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，風電再傳輸到電網里，電網就吃不消，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展計劃，制定《低品位生物質能源發展規劃綱要》，形成爭取政策支持和經費補貼，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生物技術創新中心，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“生產性試驗基地”，開展人員的技術培訓和新技術的研發；建立咨詢服務體系，利用網絡、現場服務等形式進行技術咨詢；建立成果推廣轉化部門，吸引企業參與該項成果的產業化。

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)，實現對全省低品位生物質資源的有效利用，形成社會循環可持續發展模式。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、養殖業和城市化程度均比較高，相比之下蘇南農業不發達、蘇北城市化較低。