生物質能走上能源前臺

國開聯(lián) 2015.03.04

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生物質能，顧名思義，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。我們身邊的樹木、農田里的秸稈、動物糞便、沼氣等都是生物質能。由于有機體都直接或者間接來自太陽，所以生物質能也可以說是一種廣義的太陽能。人類最早的能源利用歷史也是源于生物質能。近年來，在生物質能領域的研究有了長足進步，生物質能領域出現了兩項前沿技術:一是工業(yè)廢氣的生物發(fā)酵轉化技術，二是藻類燃料技術，這兩項新技術推動生物質能走上能源前臺。

“工業(yè)廢氣的生物發(fā)酵轉化技術”的核心是利用微生物發(fā)酵將含有一氧化碳的工業(yè)廢氣轉化成燃料，其基本原理是:通過細菌厭氧發(fā)酵把一氧化碳或者二氧化碳和氫氣轉化為乙醇、乙酸或者其它產物。

這項技術所以讓大家非常關注，是因為其原料可以從任何生物質資源中獲取，資源儲量豐富；同時充分利用了原有廢棄資源，比如說城市垃圾、廢舊輪胎，以及鋼廠排放的尾氣等；它還能與現有鋼鐵、煤炭產業(yè)緊密結合，延長行業(yè)產業(yè)鏈，提高產業(yè)鏈附加值，具有非常強的適用性。

目前新西蘭的朗澤科技公司已經掌握了該工藝的關鍵技術，正在進行工業(yè)化應用的推廣工作。2011年，朗澤科技同寶鋼合作，建設300噸/年鋼廠尾氣制乙醇工程，該項目將為全球鋼廠尾氣制乙醇的產業(yè)化推廣科學數據。2011年12月，朗澤科技同兗礦集團合作，將兗礦的煤炭氣化裝置生成的合成氣來生產液體燃料和其它制品。目前，山東能源集團也在同朗澤科技進行積極的接洽，山東能源集團擁有焦爐氣制甲醇、煤制甲醇產業(yè)以及目前國內規(guī)模最大的焦爐氣制LNG(液化天然氣)項目，生產過程中會富余大量氫氣，這樣就可以利用該技術，以此為原料發(fā)酵生產乙醇或燃料油。這也將是山東能源集團涉足新能源領域的一次嘗試。

“藻類燃料技術”的發(fā)明同樣意義重大。藻類的光合作用能力非常強，其單位出油量是生物燃料中最高的。目前每公頃土地種植的油菜所產菜籽油只能提煉出6000升生物燃料，但同樣面積的藻類卻可以提煉出80000升生物燃料。藻類的生長適應能力強，生長速度快，要求條件低。藻類只需要陽光、水和二氧化碳就能生長。在僅僅一天時間里，它的數量就能夠翻兩番。藻類還有一個特性，就是要吸收二氧化碳，通過光合作用來“產油”。眾所周知，二氧化碳排放是全球氣候變暖的罪魁禍首，因此，用藻類來制造能源的同時，還能減少二氧化碳排放，可謂一舉兩得。

但是，藻類能源發(fā)展面臨兩個問題：一是制備成本問題。上世紀的70年代，美國國家可再生能源實驗室的科學家們就花費了17年時間進行藻類替代能源的可行性研究。當年，科學家曾在開放池塘中試驗培育藻類，發(fā)現在淺水池塘中建藻類農場生產藻類燃料可提供足以替代化石燃料的生物柴油，用于交通和家庭取暖。但是在1996年他們中止了這個項目，因為經過計算，他們認為通過藻類生產生物柴油的成本過高。目前雖然對藻類的研究又向前推進了許多，但大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)還需要一段較長的時間。二是生態(tài)安全問題。一方面一些專家指出，藻類生產燃油的研究中使用了許多基因技術，最嚴重的后果是經過基因改造的藻類可能會逃脫人類的控制，重新回到自然界中，取代其它物種，導致藻類過度生長，破壞原有的生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，藻類在環(huán)境中擔當重要作用，他們光合作用所產生的氧氣是維持大氣穩(wěn)定的重要來源，是海洋食物鏈的基礎，大規(guī)模的開發(fā)是否會產生不利影響還有待論證。

已經走上了能源前臺的生物質能還能走多遠?我們拭目以待。

來源：國開聯(lián)產業(yè)研究院實習編輯：王楠

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