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        世界生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我軍啟示

        2017-10-18 19:59:02陳楚翔曾昱龍
        智富時(shí)代 2017年8期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展現(xiàn)狀

        陳楚翔+曾昱龍

        【摘 要】生物燃料屬于碳中性燃料,它是清潔能源,同時(shí)也是可再生能源,對(duì)解決環(huán)境污染問題以及能源安全問題有著重要的意義。本文從世界主要國(guó)家和地區(qū)入手,介紹了生物燃料的發(fā)展情況,通過分析比較不同國(guó)家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的特點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn),為我軍生物燃料的發(fā)展應(yīng)用尋求最佳出路。

        【關(guān)鍵詞】生物燃料;發(fā)展現(xiàn)狀;啟示經(jīng)驗(yàn)

        能源是生產(chǎn)力的動(dòng)力來源,正是有了能源,人類文明才得以不斷發(fā)展,不斷進(jìn)步。眾所周知,化石燃料需要經(jīng)過幾百萬年的物理化學(xué)變化才能形成,而我們當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主要還是依賴于化石能源,面對(duì)與日俱增的能源需求量,我們終將面臨化石能源枯竭的一天。因此,發(fā)展生物能源成為了一大熱點(diǎn)問題。

        一、生物燃料概述

        生物燃料泛指由生物質(zhì)組成或萃取的固體、液體或氣體燃料。其中的生物質(zhì)是指利用陽光、大氣、水及土地等經(jīng)過光合作用形成的各種有機(jī)體,包括動(dòng)物、植物、微生物等。

        生物燃料相比于其他燃料具有以下幾方面優(yōu)勢(shì):一是生物燃料的原料來源具有多樣性。它可以將作物秸稈、生活垃圾、牲畜排泄物以及企業(yè)排放的有機(jī)廢渣廢水作為生產(chǎn)原料,經(jīng)過提煉加工制成生物燃料。二是生物燃料具有物質(zhì)性。所謂物質(zhì)性就是生物燃料能夠像石油等化石燃料一樣,加工生產(chǎn)出諸如塑料、合成纖維、合成橡膠等物質(zhì)性產(chǎn)品。三是生物燃料具有可再生性?;剂闲枰?jīng)過數(shù)千萬年漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化演變才能形成,生物燃料則有所不同,其本質(zhì)是有機(jī)物資源化形成的產(chǎn)品,生物燃料制取不受時(shí)間、空間影響,是一種重要的可再生能源。四是生物燃料具有環(huán)保性。從化學(xué)層面來看,生物燃料屬于碳?xì)浠衔?,在使用過程中,它會(huì)轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳,其中二氧化碳會(huì)通過光合作用被植物吸收,繼續(xù)參與到地球的生物學(xué)循環(huán)之中,這就實(shí)現(xiàn)了零排放。

        二、生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

        當(dāng)前,世界已有60多個(gè)國(guó)家地區(qū)開始著力于生物燃料的探索研究,美國(guó)、歐盟、巴西在全球生物燃料發(fā)展應(yīng)用中扮演著重要的角色,這三個(gè)國(guó)家和地區(qū)生物燃料消費(fèi)量占到世界的84%,當(dāng)前他們?nèi)栽诜e極推進(jìn)生物燃料開發(fā)工作,以應(yīng)對(duì)能源枯竭帶來的威脅。

        (一)美國(guó)生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

        美國(guó)是最早研究生物燃料的國(guó)家,上世紀(jì)90年代起,美國(guó)就拉開了生物燃料商業(yè)化帷幕,由于玉米產(chǎn)量相對(duì)較大,大多數(shù)企業(yè)選擇玉米作為生產(chǎn)原料。此外,美國(guó)不斷加快生物燃料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用步伐。2009年5月,馬伯斯出任美海軍部長(zhǎng),他積極倡導(dǎo)生物燃料在海軍中的研發(fā)應(yīng)用,提出了“大綠艦隊(duì)”(即使用綠色替代能源的新型艦隊(duì))的構(gòu)想,并計(jì)劃在2020年前,使非傳統(tǒng)化石燃料在海軍中使用率提升至50%。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),一方面,美海軍積極與農(nóng)業(yè)部開展相互合作,另一方面,美海軍加快了生物燃料的應(yīng)用試驗(yàn)。2010年4月22日,在美國(guó)馬里蘭州的帕圖森河海軍航空站,一架使用生物燃料的“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)飛行,這架F/A-18F戰(zhàn)機(jī)使用的是亞麻籽提煉油與JP-5航空煤油按照1:1比例混合而成的生物燃料。2010年11月18日,美海軍將這種混合而成的生物燃料加注到MH-60S“海鷹”直升機(jī),并進(jìn)行了試驗(yàn)飛行。此后于2011年8月24日,美海軍在帕圖森河海軍航空站試飛了一架加注相同生物燃料的T-45“蒼鷹”艦載教練機(jī)。同年10月3日,美海軍在帕克斯基地試飛了MQ-8B“火力偵察兵”艦載無人直升機(jī),該機(jī)采用的是駱駝刺提煉油與JP-5航空煤油混合而成的生物燃料。與此同時(shí),美海軍加緊了生物燃料在艦船上的試驗(yàn)應(yīng)用。2011年10月20日,一艘加注了生物燃料的1600通用登陸艇進(jìn)行了海上航行試驗(yàn),該登陸艇采用的是將海藻油和F-76航海燃油以1:1混合而成的生物燃料。同年11月,美海軍在“福斯特”驅(qū)逐艦上使用同樣燃料進(jìn)行了航行試驗(yàn)。2016年1月20日,美海軍“斯托克代爾”號(hào)驅(qū)逐艦從圣迭戈啟航部署,這艘驅(qū)逐艦使用的是用牛油、廢棄牛肉等轉(zhuǎn)化而成的燃料與傳統(tǒng)石油混合而成的生物燃料?!按缶G艦隊(duì)”開啟了美軍替代能源的大門,推動(dòng)了美軍燃料供給體系變革。應(yīng)對(duì)馬伯斯指出:改變能源供應(yīng)能夠使美軍走得更遠(yuǎn)、停留時(shí)間更長(zhǎng)、戰(zhàn)斗力更強(qiáng)。

        (二)歐盟生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

        歐盟是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區(qū),同時(shí)也是使用量最大的地區(qū)。進(jìn)入21世紀(jì)后,歐盟生物柴油產(chǎn)量年增長(zhǎng)率超過了30%,有專家認(rèn)為,到2020年,歐盟生物柴油在柴油市場(chǎng)所占份額將達(dá)到5.75%。歐盟頒布了一系列政策以推廣生物燃料的生產(chǎn)使用:1997年出臺(tái)的《可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略白皮書》中規(guī)定,2010年前可再生能源使用量要占到能源消耗總量的12%,2007年制定的《可再生能源長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃》又進(jìn)一步將這一比例提高到20%。在2003年出臺(tái)的《替代汽車燃料使用指導(dǎo)政策》中明確提出,歐盟各成員國(guó)要減小對(duì)于生物燃料生產(chǎn)和消費(fèi)的稅收力度。此外,歐盟還在不斷加大對(duì)種植玉米、大豆等作物的經(jīng)濟(jì)支持力度,給種植者以相應(yīng)的資金補(bǔ)貼,從而滿足生物燃料生產(chǎn)的原料供應(yīng)。

        三、啟示

        通過分析世界幾個(gè)主要國(guó)家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),我們能得到以下幾方面啟示。

        (一)加速非糧生物燃料發(fā)展

        從世界生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀來看,其主要原料依然是糧食作物,這對(duì)于糧食生產(chǎn)來講是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。前文提到的幾個(gè)主要國(guó)家和地區(qū),普遍都有大量的糧食儲(chǔ)備或其他經(jīng)濟(jì)作物。我國(guó)人口數(shù)量眾多,而耕地面積又極為有限,如果依靠糧食來生產(chǎn)生物燃料必將對(duì)我國(guó)糧食安全帶來嚴(yán)重威脅。因此,發(fā)展生物燃料必須著眼于我國(guó)基本國(guó)情,必須在現(xiàn)有條件下探索出路,由此來看,利用非糧原料發(fā)展生物燃料是未來切實(shí)可行的途徑。近期,我國(guó)可以使用薯類、甜高粱等作為燃料乙醇的生產(chǎn)原料。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來講,我國(guó)必須抓好纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。纖維素生物質(zhì)在地球上有著極為豐富的資源,美國(guó)、巴西、日本等國(guó)家都在嘗試使用秸稈、木屑、稻草等生產(chǎn)纖維素乙醇。我國(guó)每年有超過7億噸的纖維素類物質(zhì)被廢棄,如果將這些纖維素物質(zhì)用來生產(chǎn)纖維素乙醇,產(chǎn)量可以達(dá)到1.6億噸。目前,纖維素乙醇發(fā)展面臨多重障礙。一方面,纖維素物質(zhì)預(yù)處理成本較高,盡管當(dāng)前已經(jīng)研究出使用物理、化學(xué)、生物破壞木質(zhì)素保護(hù)層或改變纖維素晶體結(jié)構(gòu)的方法,但與傳統(tǒng)燃料相比成本仍高出很多;另一方面,纖維素酶生產(chǎn)成本未能得到有效降低同樣是需要解決的棘手問題。在我國(guó),纖維素酶主要應(yīng)用于紡織品加工等利潤(rùn)較高的行業(yè),由于成本原因,它在降解植物纖維方面的應(yīng)用還未得到推廣。因此,我國(guó)發(fā)展纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù),必須集聚科研力量,破解當(dāng)面面臨的諸多難題,從而改變以糧食為原料生產(chǎn)乙醇的局面。

        (二)加強(qiáng)政府扶持引導(dǎo)

        通過總結(jié)美國(guó)、歐盟等國(guó)家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的經(jīng)驗(yàn)做法,我們不難發(fā)現(xiàn),這些國(guó)家和地區(qū)都為生物燃料的發(fā)展提供了政策上的引導(dǎo)和資金上的支持。產(chǎn)業(yè)的興起離不開政府的支持,尤其是在起步階段,政府要為其提供強(qiáng)有力的后盾,以減輕市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來的不利影響。政府需要制定完善的生物燃料發(fā)展規(guī)劃,其中包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)、具體實(shí)施步驟以及各項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施等。同時(shí)政府要予以資金方面的扶持,比如減免稅收、給予財(cái)政補(bǔ)貼等,將優(yōu)惠措施滲透到原料供應(yīng)、生產(chǎn)制造、運(yùn)輸配送以及使用消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié),刺激生物燃料企業(yè)的發(fā)展。此外,政府要對(duì)生物燃料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行適當(dāng)干預(yù),尤其是產(chǎn)品的流通和消費(fèi)過程要發(fā)揮政府的指導(dǎo)作用,保證產(chǎn)業(yè)能夠在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下健康發(fā)展。

        (三)加快軍事領(lǐng)域研究應(yīng)用

        美軍借助“大綠艦隊(duì)”這一良好契機(jī),推進(jìn)了新技術(shù)的研發(fā),使生物燃料在軍事領(lǐng)域應(yīng)用得到推廣。相比于美軍,我軍生物燃料的研發(fā)應(yīng)用存在一定差距。我們能夠預(yù)見,未來化石能源終將面臨枯竭,這必將對(duì)我國(guó)國(guó)防形成巨大威脅。為擺脫軍事需求對(duì)傳統(tǒng)能源的過度依賴,我軍要積極吸收科技創(chuàng)新成果,投入適當(dāng)人力、財(cái)力、物力,加快生物燃料相關(guān)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。首先,要做好頂層規(guī)劃。盲目推進(jìn)生物燃料發(fā)展,將會(huì)導(dǎo)致供需失衡,造成資源浪費(fèi),進(jìn)而對(duì)新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用形成阻礙。因此發(fā)展生物燃料,必須從全局出發(fā),著眼我軍現(xiàn)實(shí),在當(dāng)前發(fā)展基礎(chǔ)上制定我軍生物燃料發(fā)展規(guī)劃,確保發(fā)展路線的科學(xué)性與可行性。其次,要推進(jìn)裝備建設(shè)。在發(fā)展生物燃料技術(shù)過程中,要同步搞好裝備的升級(jí)改造,加快與生物燃料相適應(yīng)的武器裝備研制速度,進(jìn)一步拓寬生物燃料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。此外,要突出軍民融合。要充分發(fā)揮地方科研力量與技術(shù)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)與地方的交流合作,這樣就可以在已有的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)軍事領(lǐng)域的關(guān)鍵問題進(jìn)行重點(diǎn)突破。endprint

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