文｜本刊記者 程杰

中國的“三農(nóng)”問題已嚴(yán)重影響到社會公正與和諧穩(wěn)定，影響經(jīng)濟(jì)的健康和持續(xù)發(fā)展，生物質(zhì)能源正是解困“三農(nóng)”的一劑良藥，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必經(jīng)路徑。

生物質(zhì)能源曾一度被各方視為對抗高油價和全球暖化的利器。因?yàn)殚_發(fā)生物質(zhì)能源一方面可以減輕對原油的依賴，另一方面是藉由作物的光合作用，能自然調(diào)節(jié)大氣中的二氧化碳含量，避免暖化現(xiàn)象持續(xù)惡化。但是，在生物質(zhì)能源發(fā)展的同時，因全球陷入糧食短缺危機(jī)，使得生物質(zhì)能源的光環(huán)頓時褪色，成了眾矢之的。我們應(yīng)該如何看待生物質(zhì)能源？它究竟是“與人爭糧”的洪水猛獸，還是國家能源戰(zhàn)略的必然之需？中國科學(xué)院、中國工程院院士石元春自2001年開始關(guān)注生物質(zhì)能源并為之奔走呼吁，用有力的實(shí)例和詳盡的數(shù)據(jù)對此做出了科學(xué)的解答。

危及糧食安全了嗎？

世界各國大力發(fā)展生物質(zhì)能的同時，生物質(zhì)能的開發(fā)和利用也受到越來越多的指責(zé)，其中，備受關(guān)注的是生物質(zhì)能與世界糧食安全問題。世界糧價從2005～2008年一直快速上漲。2008年4月，聯(lián)合國國際農(nóng)業(yè)研究磋商小組的糧食專家發(fā)出呼吁，要求停止使用以糧食為原料的乙醇類生物能源，以緩解日益嚴(yán)重的全球糧食危機(jī)。聯(lián)合國食物權(quán)問題特別報告員讓?齊格勒認(rèn)為，以當(dāng)前的方式來生產(chǎn)生物燃料，是一種“無法容忍的犯罪行為”，他向聯(lián)大人權(quán)理事會提出，應(yīng)在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全禁止這種燃料轉(zhuǎn)化。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）主席拉津德?帕喬里也曾于2008年表示：“生物燃料對糧食生產(chǎn)有重大的影響，并可能對整體糧食安全造成影響，因此我們在提出生物燃料解決方案時，必須非常非常小心?！?/p>

至此，剛剛熱起來的生物質(zhì)能被迫放慢了腳步。

對此，石元春院士有著不同的觀點(diǎn)，“將生物能源與玉米乙醇等同或者混同起來，既不符合事實(shí)，又誤導(dǎo)了輿論?！?/p>

事實(shí)上，玉米乙醇只是作為過渡性生物能源產(chǎn)品，并且在美國的歷史任務(wù)已經(jīng)逐漸完成。石元春院士進(jìn)一步解釋說：“2005年美國農(nóng)業(yè)部和能源部聯(lián)合向國會提交的，為實(shí)現(xiàn)2030年以生物燃料替代30%運(yùn)輸燃料而需由美國本土年供應(yīng)13.66億噸的生物質(zhì)原料中，玉米只占6.7%，九成以上是非食物性的二代生物質(zhì)原料。2008年通過的美國《能源安全與自主法案》中提出的2022年1.08億噸生物燃料計劃中，玉米乙醇自2015年達(dá)到4500萬噸后就不再增加，主要靠第二代生物燃料的快速增長。從食物基燃料向非食物基生物燃料的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移是大勢所趨?！?/p>

隨著技術(shù)的發(fā)展，“燃料”對“食物”的兩難困局已不存在。自從纖維素乙醇的優(yōu)越性浮出水面以及利用FT技術(shù)和熱解技術(shù)生產(chǎn)生物柴油以來，人們就將它們與谷物乙醇和生物油脂柴油區(qū)別開來，稱之為二代生物燃料。這是一次通過技術(shù)革命推動從原料到產(chǎn)品的真正意義上的產(chǎn)業(yè)革命，從源頭上解決“人車爭糧”、“糧食漲價”、“能效和減排不力”等質(zhì)疑。石元春院士認(rèn)為，從多個技術(shù)路徑來看，長期以來關(guān)于生物質(zhì)能“爭地爭糧”的擔(dān)憂可以放下了。

“土地資源稀缺”的質(zhì)疑

“對中國發(fā)展生物質(zhì)能源的懷疑論者有兩個‘死結(jié)’，一個是‘影響糧食安全’，另一個是‘土地資源稀缺’?！笔涸菏空f，“如果把眼睛盯著‘農(nóng)田’，那么的確是‘稀缺’，如果用一種新的‘土地觀’，將眼光投放到‘邊際性土地’上，卻是另有一番風(fēng)景?！?/p>

目前，中國約有1.37億公頃邊際性土地可種植甜甘蔗、木薯、旱生灌木等能源植物，可年產(chǎn)能5.49億噸標(biāo)煤。農(nóng)業(yè)部最近一份專項調(diào)查報告提出的適種液體生物燃料的荒地面積是2680萬公頃，加上現(xiàn)有種植薯類等的低產(chǎn)農(nóng)田，將有年產(chǎn)出1億噸以上燃料乙醇的潛力。

石元春院士認(rèn)為，“生物質(zhì)能源原料的取向和發(fā)展趨勢不僅是‘非糧’，而且是‘非食物’?！?/p>

以往，制造生物質(zhì)燃料必須依賴淀粉或糖含量豐富的小麥、甘薯等作物來轉(zhuǎn)化成乙醇，或用多油的油菜籽、油棕來制造生物柴油?，F(xiàn)在，由于轉(zhuǎn)化技術(shù)的改進(jìn)，再也不必單單依賴農(nóng)糧作為生物質(zhì)燃油的原料：生長于不能墾種農(nóng)糧荒地上的野草、水生藻類以及秸桿、柴薪、廢紙等各種農(nóng)林業(yè)與工業(yè)的廢棄物，都可以作為生物質(zhì)燃料的原料。

據(jù)統(tǒng)計，中國每年僅秸稈就有7億噸以上。而一個裝機(jī)3萬千瓦（30MW）的秸稈直燃發(fā)電廠，就可以消納中等規(guī)模縣域內(nèi)的全部剩余秸稈，還可以實(shí)現(xiàn)為農(nóng)民增收5000萬元。同時，二氧化碳排放量僅為同等規(guī)模燃煤發(fā)電的1%，減少二氧化碳排放10萬噸。另外，畜禽糞便、林業(yè)剩余物、工業(yè)有機(jī)廢棄物、有機(jī)生活垃圾等有機(jī)廢棄物每年實(shí)物量達(dá)18.66億噸，相當(dāng)于5.97億噸的標(biāo)煤。

一道繞不過去的檻

按照現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和能源消耗計算，中國的石油資源僅夠使用十幾年，煤炭也只能使用四十多年。能源短缺正在一步步扼緊人類未來的咽喉，尋找可再生的替代能源成為世界各國尤其是中國的當(dāng)務(wù)之急。

中國自1993年開始已成為石油凈進(jìn)口國，2009年中國石油進(jìn)口依存度接近53.6%。預(yù)計到2020年，中國石油消費(fèi)量將達(dá)4.5億～6.1億噸，而國內(nèi)的供應(yīng)量只有1.8億～2億噸，缺口達(dá)2.5億～4.3億噸,對外依存度將達(dá)76.9%。過分依賴進(jìn)口原油，對中國能源和資源供應(yīng)戰(zhàn)略安全構(gòu)成了潛在威脅。同時，在中國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，一次能源中69%靠煤，發(fā)電80%以上來自于火電，能源轉(zhuǎn)型勢在必行。

“我們必須開發(fā)和利用面向未來的清潔能源”，中國科學(xué)技術(shù)部部長萬鋼在2009年“全球智庫峰會——中國能源環(huán)境高峰論壇”上堅定地說。

目前，在已開發(fā)的清潔能源中，生物質(zhì)能源已經(jīng)成為世界第四大能源和首屈一指的可再生能源。由于生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的化學(xué)態(tài)能量，這意味著生物質(zhì)體可以穩(wěn)定地儲存能量，因此，生物質(zhì)能能夠隨時用，隨時?。粡纳锏娜芷趤砜?，生物質(zhì)能可以實(shí)現(xiàn)零碳的循環(huán)。

“在發(fā)展可再生能源對化石能源的替代上，以生物質(zhì)能源擔(dān)綱是世界主流。”石元春院士說，“生物質(zhì)能源在中國是道繞不過去的檻?！?/p>

他指出，生物質(zhì)能源還是解困中國“三農(nóng)”問題的良藥。

對此，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授程序也有相同看法：“農(nóng)業(yè)是唯一能夠生產(chǎn)生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)，所以生物質(zhì)能源和農(nóng)業(yè)的關(guān)系天生就是密切的?！?/p>

在美國，奧巴馬上任不久就對農(nóng)業(yè)部下達(dá)總統(tǒng)令，指令農(nóng)業(yè)部要“大力加快在生物燃料產(chǎn)業(yè)的投資和生產(chǎn)，并利用這個產(chǎn)業(yè)為美國加快發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)提供唯一的機(jī)會”。

石元春院士認(rèn)為，中國的“三農(nóng)”問題已嚴(yán)重影響到社會公正與和諧穩(wěn)定，影響經(jīng)濟(jì)的健康和持續(xù)發(fā)展，生物質(zhì)能源正是解困“三農(nóng)”的一劑良藥，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必經(jīng)路徑。

石元春院士在《生物質(zhì)能源主導(dǎo)論》一文中指出，中國“三農(nóng)”困境的病根是將8億農(nóng)民捆綁在人均不到0.1公頃土地上從事附加值極低的糧食和初級農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上，這是長期執(zhí)行工農(nóng)二元化和城鄉(xiāng)二元化的結(jié)果。發(fā)展“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的根本是要改變現(xiàn)行的落后的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。免農(nóng)業(yè)稅、發(fā)種糧補(bǔ)貼、搞新農(nóng)村建設(shè)等非常必要，更重要的是培育“三農(nóng)”自身的“造血功能”和“成長機(jī)制”。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的原料生產(chǎn)一頭在“三農(nóng)”，加工和市場一頭在工業(yè)和城市，是“構(gòu)建新型工農(nóng)、城鄉(xiāng)關(guān)系”的最佳“紐帶”和 “抓手”。

他列舉了這樣一組數(shù)據(jù)：如果使每年可用于能源的4億噸秸稈（其中1億多噸被白白焚燒）得到開發(fā)，可相當(dāng)于6座三峽電站發(fā)電量，并幫農(nóng)民每年增收800億～1000億元；如果利用非糧低質(zhì)邊際性土地種植甜高粱和薯類，可每年轉(zhuǎn)化為1億噸燃料乙醇并使農(nóng)民增收1000億～1500億元；如果開發(fā)農(nóng)林及加工業(yè)的有機(jī)廢棄物，可轉(zhuǎn)化為900億立方米的天然氣（相當(dāng)于全國現(xiàn)消費(fèi)量）并使農(nóng)民增收1000億元。同時還可促進(jìn)農(nóng)村工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，農(nóng)村富余勞動力就近轉(zhuǎn)移就業(yè)。

發(fā)展破冰期來臨

石元春院士在接受《科學(xué)時報》記者采訪時指出，在度過了2009年的“寒冬”之后，2010年我國生物質(zhì)能源已經(jīng)迎來回暖期。

據(jù)中國工程院可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報告顯示，我國生物質(zhì)能源的資源量是水能的2倍或風(fēng)能的3.5倍。目前每年可開發(fā)的生物質(zhì)能源約合11.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超過全國每年能源總耗量的1/3。

目前，我國已經(jīng)具備開發(fā)利用生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)。在大中型沼氣工程方面，科技部和農(nóng)業(yè)部積極推進(jìn)大中型沼氣工程的推廣應(yīng)用，我國已有3兆瓦沼氣熱電肥聯(lián)產(chǎn)示范工程，并已完成電能并網(wǎng)和CDM交易；在非糧液體燃料方面，中糧在廣西建設(shè)了20萬噸/年的以木薯為原料的燃料乙醇示范工程；在秸稈氣化集中供氣方面，我國已建立了1000余處生物質(zhì)燃?xì)饧欣檬痉俄椖?；在生物質(zhì)直燃發(fā)電方面，截至2008年年底，國家發(fā)改委已審批170余項生物質(zhì)發(fā)電項目，總裝機(jī)460萬千瓦，已投產(chǎn)50項，裝機(jī)110萬千瓦；在固體成型燃料方面，我國的技術(shù)和設(shè)備已取得突破，相應(yīng)的設(shè)備制造體系、生產(chǎn)工藝也基本形成，生物質(zhì)固體成型燃料產(chǎn)量已達(dá)100萬噸左右；微藻生物能源也已進(jìn)入開發(fā)研究階段。

中國科學(xué)院廣州能源所副所長馬隆龍認(rèn)為：“新型原料的培育、產(chǎn)品的綜合利用、高效低成本的轉(zhuǎn)化技術(shù)是‘十二五’時期生物質(zhì)能技術(shù)的三大發(fā)展趨勢?！?/p>

馬隆龍在“可再生能源發(fā)展回顧與展望2011”上詳細(xì)闡釋了生物質(zhì)能技術(shù)發(fā)展的總趨勢，一是原料供應(yīng)從以傳統(tǒng)廢棄物為主向新型資源選育和規(guī)?；嘤l(fā)展；二是高效、低成本轉(zhuǎn)化技術(shù)與生物燃料產(chǎn)品高值利用始終是未來技術(shù)的發(fā)展核心；三是生物質(zhì)全鏈條綜合利用是實(shí)現(xiàn)綠色、高效利用的有效方式。

石元春院士指出，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，但目前在中國也存在一些問題需要解決，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的工藝、設(shè)備和產(chǎn)業(yè)化方面，中國與發(fā)達(dá)國家間有較大差距。

“當(dāng)前，我國生物質(zhì)能源發(fā)展還沒有形成連續(xù)穩(wěn)定的市場需求，與市場化競爭和運(yùn)作尚存在較大的距離，從生產(chǎn)到銷售的各個環(huán)節(jié)都受政府部門嚴(yán)格控制，尚未形成真正意義的市場化?！眹鴦?wù)院發(fā)展研究中心技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究部副部長李志軍說。

但石元春院士也表示，中國在生物質(zhì)資源和某些技術(shù)研究上是有優(yōu)勢和令人鼓舞的，特別是“三農(nóng)”、能源和環(huán)境三股強(qiáng)勁需求的巨大拉力，使幾乎在同一起跑線上的這項國際競賽，中國有可能跑在最前面。當(dāng)前最急需的是制定和實(shí)施一項推進(jìn)中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的國家重大專項計劃，登高一呼，推動全局。