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陈一文专栏 >> 对传统能源以及新型替代能源进行综合分析科学评价的十八项指标14

陈一文 (cheniwan@263.net) 2007.02

评价指标-13∶是否以过量占用人类目前或未来基本生存所需自然资源为代价!

〔初稿日期∶2005年11月4日〕

在传统矿物燃料价格逐年急剧上涨的情况下,生物质能源近年来获得突出的发展。

《2002年中国生物质能技术研讨会论文集》中的一篇重要文章《生物柴油研究现状与商业化应用前景》客观地指出∶

http://www.newenergy.org.cn/energy/biomass/read.asp?id=406

-- 中国的国土面积虽然大,但现有耕地却不多,仅占国土面积的14%,相较于美国的51%和印度的59%则显得很少。若按每人平均耕地计算,则我国有666个县的人平耕地低于联合国粮农组织规定的0.8亩的警戒线。其次,我国可利用的土地资源东西部分布不均,占全国土地面积47.6%的东部地区却拥有全国93%的人口.中国人口众多。目前全国有12亿人口,并且其中80%为农业人口,还有一些地区没有解决温饱问题。再者,在我国特别是南方地区,耕地的复种程度相当高,几乎没有可用来种植油脂植物或作物的休耕地。因此,可用来发展能源作物的耕地数量是十分有限的。

-- 另一方面,中国的山地丘陵多,山地资源丰富。据统计,山地、高原和丘陵约占国土总面积的69%.由于山地土层薄、肥力差、缺水等因素不宜油料作物生长。木本油料植物具有野生性,耐旱、耐贫瘠,结合我国正在全面实施的退耕还林生态工程,大面积营造生物柴油原料林,可以变荒山劣势为优势。在现有的经济水平和资源水平的前提下,要大力开发应用生物柴油原料林,只有充分利用山地资源,规模栽培木本油料植物,才是具有中国特色的生物柴油发展的必由之路。从长远来看是利在当代,功在千秋的好事。制定寻找石化柴油的替代品战略,开发生物柴油技术,重复发达国家的老路是不可取的。中国必须从本国的国情出发,扬长避短,走自己的生物柴油发展道路。

美国《新闻周刊》2005年8月8日的封面标题为∶《绿色的金子,在燃料电池许多后,生物质能开始充世界的汽油箱》。该期杂志的热点文章《下一个汽油》写道∶

-- 巴西的甘蔗田目前供应给全国320家乙醇厂组成的乙醇生产网,今后五年计划再增加50家。大部分巴西的司机使用混合25%乙醇的汽油,但是不断增长的新一代汽车能够使用纯乙醇,使运行成本降低50%。为了满足需求,当地的投资者与大型跨国公司今后五年将向新建农场与乙醇厂投资60亿美元。巴西的乙醇运输船往来于所有的海洋,供应乙醇给韩国与日本这些急需燃料同时努力摆脱石油的国家。人们谈论巴西将很快成为“乙醇的沙特”已经不足为其。

-- 不像石油,任何国家不能垄断乙醇以及其它称之为生物质能的其它产品。在美国,使用玉米生产的乙醇已经汹涌发展,这应感谢新的清洁空气法规以及优厚的联邦减税措施。美国的乙醇生产量几乎与巴西一样高,2001年以来翻了一番,已经替代了交通用燃料总量的3%。美国国会上周通过的能源法案将使美国乙醇生产总量再增加一倍。

-- 在欧洲,并以油菜籽为生物质能主要原料的德国已经成为“生物质柴油”—一种高性能、高辛烷值的燃料—的最大生产国,。目前有多达三十多个国家,从泰国到印度、澳大利亚到非洲的马拉维,都在发展用做生物质燃料原料的油棕榈、大豆以及椰子。委内瑞拉、印尼与斐济上周亦宣布其发展生物质能的规划。他们希望仿效在农村与汽车工业实行技术革命的巴西。

-- 不可避免的从汽油过渡到下一代燃料的过渡是否在我们的眼皮下已经开始?当然,没有人期望石油一个晚上以至十年至二十年内突然消失。即便在生物质能目前汹涌发展的情况下,乙醇和生物质柴油这样的生物质能,以及风能和太阳能加在一起,仅占到目前所使用的矿物燃料总量的微小部分。但是,由于石油价格飞涨、人们对气候变化的担心,以及人们对于世界原油未来供应的安全性的关注,使乙醇与其它生物质具有进入燃料主流的前景光明。

-- 即便世界许多地方继续集中关注可能还需要几十年才能大批量实现的氢燃料汽车,用最近加拿大一篇报告的话说,生物质能已经开始向“石油为基础的燃料提出一百多年来首次严重的挑战”。

-- 但是,问题在于,生物质能的生产规模能否成功的扩大到取代石油。例如,是否有足够的土地可以用来生产生物质能作物而又不至于造成对于粮食生产用农田的挤压?而且,在没有减税与补贴的条件下,生物质能的生产能否维持,特别在石油价格下降的情况下?然后,还有与全球贸易有关的政治问题。美国某些有实力且富有的农场游说团正在努力阻止来自巴西、巴基斯坦以及其它发展中国家的生物质能向美国的出口。

-- 对于无论美国或是欧洲来说,为了替代交通燃料哪怕仅10%,在采用现在的生物质能农作物与技术的条件下,将要求使用全部农作物耕地总量的大约40%。与美国或欧洲相比,种植甘蔗的南方国家从单位面积土地能够获得五倍的生物质能。

-- 国际能源机构的生物质能专家路•福勒通〔Lew Fulton〕认为,“不需要太多的努力,在巴西和印度这样的发展中国家生产的甘蔗能够替代全球汽油燃料的10%”。

-- 下一代生物质燃料可能更适合于北方国家经济地生产。与从农作物生产的糖或油生产生物质能〔仅使用了农作物的一小部分〕不同,新的生物质能公司正在将农作物的整个产量转化为生物质燃料。

-- 根据美国能源部Oak Ridge国家实验室2005年4月份公布的一个报告,采用这些新的技术,到2030年时美国可以用生物质能替代其目前汽油消耗量的30%----且无需使用目前粮食生产用土地或显著改变土地的使用。

-- 令人惊奇的消息是生物质能有助于使氢能源变得无用。吹捧的很多的“氢经济”现在看起来更为遥远,德国大众汽车公司的生物质能专家认为∶“氢经济”至少还需要三十年才能发挥任何显著的作用。

-- 经过几年的努力,巴西已经于90年代末停止对乙醇提供补贴,乙醇目前非常有竞争性,以至已经能够在每桶25美元的水平上与汽油进行竞争。在全世界追赶巴西的情况下,氢能源需要跑的快的多才能赶上。国际能源局〔IEA〕的路•福勒通认为,“最低限度,生物质能也可以说是通向氢经济的一桥梁。但是,如果生物质能的应用获得扩大,以及其它替代能源加到一起,如液化气以煤变油,然后将燃料改进效率也考虑进去,我们可能就永远不再需要氢燃料电池”。这将使生物质能成为一种令人信服的替代能源。

《中国石油和化工网》转载《中国化工报》〔记者∶冯威力〕全面深入调查研究后写的一篇非常好的调查报告《中国燃料乙醇产业发展调查》报道∶

http://newscenter.chemall.com.cn/NewsArticleg.asp?ArticleID=63259&Title=中国燃料乙醇产业发展调查

-- 下篇∶关于燃料乙醇的争议

-- 是否威胁粮食安全

-- 目前,我们粮食年总产量5亿吨上下,除食用外,可供应加工转化的约为1亿吨。事实上,2004年全国用于所有工业发酵加工转化的粮食也只有2000万吨。因此,发展乙醇汽油不但不构成对粮食安全的威胁,还能够有效解决粮食作物的转化问题,激发农民种粮积极性,形成一个长期、稳定、可控的粮食消费市场,使国家又拥有一个可靠的粮食调控手段。

-- 但这样的分析仍旧打消不了许多人的担心。他们提出疑问,3亩地才能生产1吨粮食,3吨粮食才能生产1吨燃料乙醇,目前中国东方地区人均耕地不足1亩,而且全国可耕地面积每年以几百万亩的速度递减,在可耕地越来越少的情况下,不要说粮食产量,就是可耕地也有一个安全问题。目前国家突出的燃料乙醇年产量是102万吨,需要消耗300多万吨的粮食。如果燃料乙醇产量提高到300万吨时,得需要上千万吨的粮食,得有3000万亩耕地。这个问题也不能忽视。

-- 而且中国平均每年还需要进口120万吨粮食。仅以目前的试点规模证明无碍粮食安全说服力是不够的。美国是粮食大国,将多余粮食转到工业生产中是没有太大问题的。即使这样,美国在生产燃料乙醇的过程中,仍然要从巴西进口甘蔗。同时对巴西的粮食或甘蔗生产实施补贴,以期从巴西购买到燃料乙醇的原料。我国情况不同,人口众多,粮食需求量大。用陈化粮生产燃料乙醇还问题不大。如果乙醇汽油屋产业化,如果遇上恶劣的气候,如果国际粮食市场发生异变,其后果是难以预料的。

由此,同时考虑中国可耕地少、人口众多的具体情况,我们看来可以获得如下推论∶

(1) 与矿物燃料相比,生物质能是一种有许多优点与良好前景的替代能源,在中国无疑应当获得重大发展。

(2) 但是,与上边提到过的生物质能目前得到重大发展的许多国家相比,中国可耕地少而人口众多,“几乎没有可用来种植油脂植物或作物的休耕地。因此,可用来发展能源作物的耕地数量是十分有限的”。

(3) 为此,在中国,既不可能期望生物质能在短期内〔7至8年内,即2012-2013年〕形成取代传统矿物燃料较大比例能源生产规模的主力军,更不可能期望生物质能成为中期内〔12至15年内,即2017-2020年〕取代大部分传统矿物燃料能源的主力军。

(4) 建议中国有关部门与积极支持生物质能的企业界一起,对于生物质能在短期内〔7至8年内〕形成取代传统矿物燃料能源多大比例的生产规模,以及生物质能成为中期内〔12至15年内〕取代传统矿物燃料能源多大比例的生产规模,进行认真研究,提出事实求是的预测。

为此,我相信大家会同意 “评价指标-13” 可以确定为 “是否以过量占用人类目前或未来基本生存所需自然资源为代价?”

接续后篇∶

——>评价指标-14∶能否以城市污水作为新型替代能源的原料?

                                                                                                                       

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