欧阳平凯:我国生物质能源应将主要发展车载燃料

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作者:科学时报 来源:科学时报 2011-10-31 14:35:50

生物质能来自太阳能,因此被认为完全能满足人类能源需求。但最近也有美国科学家发布报告称,到达地面的阳光越来越少。由此也引出地球上的生物质越来越少的争论。

生物质资源总量到底是在增加还是减少?

中国工程院院士欧阳平凯认为,地球上的生物量将是越来越多的趋势。但他仍提醒我国应发展非粮和低劣生物质资源。

欧阳平凯并不赞成生物质直燃发电,他认为,发展我国生物质能源应重点发展车载燃料,具体策略是:利用我国南方富有的木薯、甘蔗渣,北方的秸秆,大力发展非粮生物乙醇;开发我国巨量的地沟油资源,促进生物柴油产业的发展;大力发展生物甲烷产业,减少污染物排放;积极推进生物质资源替代产业;开发生物丁醇、油藻等产业。

三大基础问题未解决

欧阳平凯指出,阳光驱动的生物催化固定二氧化碳和水是地球上最大的催化反应。但生物能源有三大基础问题还需要解决。

第一,到现在为止人类对2000多亿吨甚至更多的木质纤维素的结构和形态认识远远不够。“包括对里面能量的形式的认识我认为也不够,其实生物质能中有相当一部分是非常好的能量,我们现在简单地烧掉,非常可惜。”欧阳平凯说。

第二,光合作用是产生生物质的主要途径,人类已经研究了几十年,但进步不是特别快。有说法认为,光合作用的效率最高可以达到51%,但是地球上所认识的植物的光合效率一般都在3%以下,“我们得到的数据最高的也只有9%。问题在什么地方,目前不清楚”。

第三,生物质资源总量及收率。有一篇文章认为未来50年地球生物质的生产量将提高10倍。欧阳平凯说:“现在提到粮食危机,我们最大的问题是消耗粮食的数量非常大,效率非常低。联合国第一大问题就是食品,那么生物质食品这个链到底该怎么走?”

非粮和低劣生物质资源潜力大

我国的粮食刚够温饱,食用油的原料大豆还需依赖进口,但欧阳平凯指出,我国有巨量的非粮和低劣生物质资源可供发展。若将我国的低劣生物质全部转化为生物甲烷,可年减排二氧化碳约25亿吨。

我国发展燃料乙醇的主要资源是秸秆,秸秆做酒精的技术现在基本上已经到了产业化前期。我国北方地区富有秸秆资源。

纤维素做酒精成本在9000元左右,但用木质素,综合效益可以控制在6000元左右。据欧阳平凯介绍,南京工业大学开发木质纤维素的经验是,在做酒精的同时还要做一些乙醇、丙醇,在能源中利用生物质的优势,加入化工工作。

各国发展生物柴油的国情不同,欧阳平凯认为,中国每年200万~300万吨的地沟油可以用,但是有难度。欧洲把热解和发酵联合,低温液化得到大量有机酸,把有机酸拿出去加氢,得到醇,然后进行转化,得到生物柴油。

正在开发的生物丁醇具有高燃烧值、低腐蚀性、易与汽油和酒精混合、能利用纤维素原料等特性。当前,我国有8家企业生产生物丁醇,现总产能16.5万吨/年。

微藻的光合作用效率最高可以达到9%,含油微藻研究已成为当前中国的热点研究领域。但欧阳平凯指出:“我们现在是用它做高值化学品DHA,好像做生物柴油还有一点差距。”


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