導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇生物能源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

生物質(zhì)能源是太陽(yáng)能以化學(xué)能儲(chǔ)存在生物中的一種能量形式，它以生物質(zhì)為載體，具有資源豐富、可再生、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)生物質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)和加工獲得燃?xì)狻⑷剂?、電能等各種形式的能源，與風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能成為新的能源替代路徑。隨著基礎(chǔ)能源的日漸枯竭和環(huán)境的日益惡化，開(kāi)發(fā)可再生的生物質(zhì)新能源成為世界各國(guó)的重要戰(zhàn)略選擇。中國(guó)作為一個(gè)生物資源豐富的國(guó)家，發(fā)展生物質(zhì)新能源的戰(zhàn)略意義尤為突出，生物質(zhì)能源的發(fā)展受到國(guó)家的高度重視，并已列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的重要日程中?！秶?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中明確提出大力發(fā)展可再生能源，擴(kuò)大生物質(zhì)液體、燃料生產(chǎn)能力，將生物質(zhì)液體燃料作為“十一五”國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。但是，在看到生物質(zhì)新能源將給人類(lèi)帶來(lái)的新機(jī)遇的時(shí)候，也要清醒的意識(shí)到，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用因其本身的特點(diǎn)也會(huì)帶來(lái)一系列的負(fù)面效應(yīng)，如果不能很好的面對(duì)這些挑戰(zhàn)，長(zhǎng)期來(lái)看，生物質(zhì)能源不能處在一個(gè)健康和可持續(xù)的發(fā)展軌道上。所以，認(rèn)真思考生物質(zhì)新能源領(lǐng)域中的產(chǎn)生的新的倫理問(wèn)題也是亟待關(guān)注的一個(gè)方面。

1生物質(zhì)新能源開(kāi)發(fā)利用中的倫理關(guān)涉問(wèn)題

1.1生物能源發(fā)展與糧食安全問(wèn)題

生物質(zhì)能源的主要載體為生物，主要是能源植物。生物質(zhì)新能源的開(kāi)發(fā)直接或間接的影響到糧食的安全問(wèn)題。

1.1.1生物新能源所需糧食性原料對(duì)糧食安全的威脅

目前各國(guó)使用的目前各國(guó)發(fā)展的第一代生物質(zhì)能源使用的原料主要是玉米、甘蔗、油料作物。其中美國(guó)主要是玉米和大豆油；歐盟則是玉米、小麥、大麥、菜籽油、甜菜和大豆油；巴西為甘蔗和大豆油；加拿大為玉米和小麥；中國(guó)和印度為玉米；馬來(lái)西亞、印度尼西亞為棕櫚。而第二代、第三代生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)需要對(duì)非糧食性生物質(zhì)能的深度加工利用，這將提高研發(fā)的技術(shù)難度和開(kāi)發(fā)成本，所以目前的趨勢(shì)為生物質(zhì)能源主要以第一代也就是糧食性作物作為生物質(zhì)能源的來(lái)源。這直接對(duì)人類(lèi)的糧食性需要產(chǎn)生影響，特別是對(duì)糧食供給的影響。以巴西為例，在水資源豐富和土地資源豐富的地方，還不能凸顯這種矛盾，但是一旦這些資源受到很大限制時(shí)，人的口糧與新能源的激烈大戰(zhàn)就會(huì)打響。這里涉及到一個(gè)人權(quán)的問(wèn)題，人類(lèi)的自身生存都不能保證，還談何能源的利用呢？這個(gè)問(wèn)題在我國(guó)的情況可能比較突出，玉米被作為燃料乙醇的最主要來(lái)源，需求量持續(xù)大幅度增加，加劇了供需缺口。例如2003年我國(guó)燃料乙醇年產(chǎn)僅有7萬(wàn)t，近幾年一路飆升，至2006年已達(dá)到年產(chǎn)100萬(wàn)t。市場(chǎng)上玉米價(jià)格猛漲，燃料乙醇生產(chǎn)遇到了與民爭(zhēng)食的問(wèn)題。為了解決13億人口的吃飯問(wèn)題，國(guó)內(nèi)可耕土地已經(jīng)筋疲力盡，玉米被作為燃料乙醇的最主要來(lái)源，需求量持續(xù)大幅度增加，加劇了供需缺口，如果考慮單純的玉米的來(lái)源，那么我們就只能餓著肚皮開(kāi)車(chē)了。

1.1.2能源種植所需要的土地對(duì)糧食安全的威脅

非糧食性能源作物的需要也直接擠壓著糧食性作物的耕地使用，非糧食作物的高收益率和能源開(kāi)發(fā)的迫切需要的雙重?cái)D壓導(dǎo)致了非糧食作物的種植對(duì)有限的糧食耕地的使用，這將直接導(dǎo)致糧食供給的短缺。

1.1.3生物新能源開(kāi)發(fā)對(duì)糧食安全的間接威脅

生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用也間接的影響到糧食安全，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用將會(huì)誘導(dǎo)使用在原有糧食生產(chǎn)領(lǐng)域的資源到新能源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中來(lái)從而對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)功能發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，使農(nóng)業(yè)的發(fā)展不在以傳統(tǒng)意義的農(nóng)產(chǎn)品為主，那么新的農(nóng)業(yè)的發(fā)展應(yīng)該如何適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變？農(nóng)業(yè)之當(dāng)展的倫理定位何在？與農(nóng)產(chǎn)品糧食相關(guān)聯(lián)的市場(chǎng)也將會(huì)受到生物能源開(kāi)發(fā)的影響，生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的資源、以及與之關(guān)聯(lián)的農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格的上漲也嚴(yán)重威脅著人類(lèi)對(duì)食用糧食產(chǎn)品的利用。

1.2生物安全性

1.2.1能源作物的生物改良的安全風(fēng)險(xiǎn)

在生物能源的發(fā)展過(guò)程中，生物質(zhì)能源的來(lái)源除了天然的生物外，還會(huì)需要對(duì)一些生物種質(zhì)進(jìn)行基因改良，以便提高生物能源的利用率，滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要。現(xiàn)代生物技術(shù)在生物質(zhì)能源的發(fā)展中扮演了非常關(guān)鍵的一環(huán)，這種生物技術(shù)的應(yīng)用必然影響著生物的遺傳特性，從而也會(huì)影響其所處的特定生物環(huán)境。所以生物能源作物的培育種植對(duì)環(huán)境的安全也是一個(gè)非常值得重視的方面。生物能源的生產(chǎn)來(lái)源主要是一些能源作物，而天然的能源作物又存在著產(chǎn)能低、占地廣、生長(zhǎng)條件苛刻的一些原因，所以要想找到一種天然的品質(zhì)優(yōu)良的作物是很困難的，有必要將天然的能源作物使用現(xiàn)代生物技術(shù)改良，而這些轉(zhuǎn)基因改良后的作物的安全性評(píng)估又是一個(gè)值的考慮的因素。這也是所有轉(zhuǎn)基因生物對(duì)環(huán)境安全都要面臨的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。所以考慮發(fā)展生物能源過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響都是需要權(quán)衡利弊的一個(gè)重要方面。

1.2.2生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞

在種植生物質(zhì)能源作物過(guò)程殊的肥料、農(nóng)藥、除草劑可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)周?chē)鷳B(tài)的間接影響。比如對(duì)水質(zhì)的影響，在美國(guó)的密西西比河岸有一個(gè)巨大的玉米能源種植區(qū)，這些地區(qū)是美國(guó)最理想的能源作物種植環(huán)境，但同時(shí)在種植過(guò)程中大量的化學(xué)肥料、農(nóng)藥的使用導(dǎo)致水源的質(zhì)量逐年不斷下降，同業(yè)也嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)貪O惡民的漁業(yè)生產(chǎn)，所以在總體上因其帶來(lái)的損失也抵消它的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境可持續(xù)的代價(jià)。

1.2.3生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)對(duì)生物多樣性的損害

生物能源開(kāi)發(fā)過(guò)程中必然涉及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的影響，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)的能源作物的種植長(zhǎng)期來(lái)看必然導(dǎo)致新的生態(tài)環(huán)境生物多樣性的干擾，數(shù)據(jù)報(bào)告顯示截至到2020年為止，美國(guó)的谷物和大豆的生物種類(lèi)將會(huì)下降到60%，相比于沒(méi)有覆蓋能源作物的地區(qū)，亞洲油棕櫚能源作物也將下降到85%，F(xiàn)letcher等人的研究也發(fā)現(xiàn)，對(duì)脊椎動(dòng)物來(lái)說(shuō)，替代能源作物區(qū)域的生物多樣性和豐富性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同樣條件下的未種植地區(qū)的種類(lèi)。所以在考慮生物質(zhì)新能源的能源作物種植時(shí)，與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全和生物種類(lèi)的影響是需要考慮的倫理問(wèn)題。

1.3環(huán)境可持續(xù)性

生物質(zhì)能源雖然相比其他的新能源有著清潔、低污染的優(yōu)勢(shì)，但是受生物新能源發(fā)展本身的多因素影響，使得生物質(zhì)能源的發(fā)展并不是沿著一個(gè)低耗能的環(huán)境可持續(xù)性的發(fā)展方向前進(jìn)。

1.3.1能源需要的緊迫性導(dǎo)致對(duì)環(huán)境可持續(xù)的忽視

生物質(zhì)能源受形式所迫，即能源危機(jī)的迫切需要，導(dǎo)致在環(huán)境和生活需要之間的失衡。能源危機(jī)問(wèn)題日益嚴(yán)重，同時(shí)環(huán)境危機(jī)的解決也亟不可待，在面臨能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的雙重壓力下，短期內(nèi)很難得到兩全其美的解決，人們往往注重短期的生活需要，而忽視長(zhǎng)期的環(huán)境可持續(xù)的需要，甚至以非必須的生活需要滿足為由開(kāi)發(fā)生物新能源以換取環(huán)境可持續(xù)的要求。

1.3.2生物質(zhì)能源的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜性導(dǎo)致中間環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境影響的忽視

生物質(zhì)能源可能在其結(jié)果終產(chǎn)物看來(lái)是非常理想的低污染能源，但是由于其生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性，導(dǎo)致附屬產(chǎn)品和生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境可持續(xù)的破壞容易受到忽視，而且有時(shí)候從總體看來(lái)，相對(duì)于環(huán)境的可持續(xù)的價(jià)值，生物能源的開(kāi)發(fā)可能具有非常大的負(fù)價(jià)值。大面積種植單一作物將會(huì)改變生物多樣性環(huán)境，水土流失嚴(yán)重，以東南亞的婆羅洲島為例，該島先前是一個(gè)環(huán)境非常好的熱帶雨林，隨著可再生能源-生物柴油的開(kāi)發(fā)熱潮，為了生產(chǎn)更多的棕櫚油，這里的人們開(kāi)荒辟地，擴(kuò)種棕櫚樹(shù)。導(dǎo)致這里的生物種類(lèi)急劇單一，而且也造成了當(dāng)?shù)貧夂虻募眲∽兓．a(chǎn)能低、占地廣和需要傳統(tǒng)化肥的作物對(duì)后續(xù)環(huán)境的不可利用性。因?yàn)檩^低的產(chǎn)能，所以需要的種植面積是非常大的，同時(shí)對(duì)水源的需求也急劇上升,而水資源問(wèn)題在未來(lái)也將是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題。

1.3.3生物質(zhì)新能源生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗中環(huán)境可持續(xù)的忽視

生物質(zhì)新能源的生產(chǎn)需要對(duì)生物質(zhì)初材料進(jìn)行加工和處理才能獲得可以直接使用新的能源。在將生物能源物料加工成生物柴油終產(chǎn)品的過(guò)程中，這個(gè)過(guò)程還要需要多個(gè)過(guò)程農(nóng)用設(shè)備及乙醇轉(zhuǎn)化裝置還需要大量的傳統(tǒng)能源維持生產(chǎn)，以及其加工過(guò)程的副產(chǎn)物的環(huán)境污染，這也將影響到新能源的環(huán)境可持續(xù)方面。這個(gè)過(guò)程中需要直接和間接的使用到基礎(chǔ)能源，那么就不能不評(píng)估生物質(zhì)能源的產(chǎn)出和投入之間的比較。傳統(tǒng)的樂(lè)觀派只是看到生物能源能解決當(dāng)下的能源危機(jī)難題，或者其對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的拉動(dòng)作用。但是忽視了對(duì)生物能源的產(chǎn)出和所投入能源的之間的凈收益比較。如果不考慮對(duì)基礎(chǔ)能源的投入，那么發(fā)展和開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)新能源就不是緩解傳統(tǒng)的能源壓力，而是加重了能源危機(jī)，因而是一種不道德的能源戰(zhàn)略。美國(guó)康奈爾大學(xué)DavidPimentel跟蹤了多種農(nóng)作物生產(chǎn)乙醇和生物柴油的成本，包括種植、生長(zhǎng)、收獲過(guò)程中所需的能源，肥料、殺蟲(chóng)劑的使用以及運(yùn)輸所需能源，種植需要和生產(chǎn)過(guò)程中的需要的能源損耗比其產(chǎn)出的能源還要多。這樣看來(lái)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)的過(guò)程也可能產(chǎn)生投入大于產(chǎn)出的可能，所以這種開(kāi)發(fā)可能對(duì)于環(huán)境的可持續(xù)性來(lái)說(shuō)具有消極的影響。

1.4生物新能源與新殖民主義

生物能源對(duì)于原料產(chǎn)地的要求和本身的可能產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)，使得生物能源的發(fā)展在國(guó)與國(guó)家之間的利益也成為新的倫理焦點(diǎn)。越來(lái)的越多的發(fā)達(dá)國(guó)家將生物能源的生產(chǎn)放在較為不發(fā)達(dá)的國(guó)家中來(lái)，將生物能源的負(fù)效應(yīng)轉(zhuǎn)嫁到不發(fā)達(dá)國(guó)家身上，SeifMadoffe認(rèn)為這將導(dǎo)致“氣候殖民主義”，“大規(guī)模搶占非洲土地”，歐洲企業(yè)，其中一些有外國(guó)援助資金支持，正快速地在熱帶國(guó)家建立廣大的碳栽培牧場(chǎng)（CarbonMonocultureFields）。關(guān)于坦桑尼亞的Saadani國(guó)家公園，Madoffe質(zhì)疑富裕的發(fā)達(dá)國(guó)家在這些地區(qū)種植“可再生”碳是否道德，因?yàn)檫@些對(duì)當(dāng)?shù)刎毭裼袊?yán)重的負(fù)面影響，而且要砍伐熱帶雨林來(lái)給“碳牧場(chǎng)”栽培騰地方。是否真的有大面積不使用的土地？不，這是不可能的。源地釋放的碳能夠被另一個(gè)地方的植物固定吸收嗎，或者說(shuō)碳可以從一個(gè)國(guó)家“出口”到另一個(gè)國(guó)家嗎？這就會(huì)引發(fā)諸如不平等權(quán)力關(guān)系和不公平商業(yè)交易等方面的問(wèn)題。富裕國(guó)家在這些地區(qū)種植“可再生”碳，但卻會(huì)給當(dāng)?shù)刎毭駧?lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，而且要砍伐熱帶雨林來(lái)給“碳牧場(chǎng)”栽培騰地方，這樣合理嗎？此外，為了緩解氣候變化，在貧窮國(guó)家占用大規(guī)模耕地，消耗大量的水資源，污染土地、河流和海岸生態(tài)系統(tǒng)，這樣做對(duì)嗎？看看那些歐洲和美國(guó)公司擁有的大型種植項(xiàng)目，這些項(xiàng)目還受到“發(fā)展援助”的資助。所以在生物能源發(fā)展的過(guò)程中相同于其他能源的發(fā)展，生物能源的發(fā)展的在新的利益驅(qū)使下，有可能打著發(fā)展貧窮國(guó)家的經(jīng)濟(jì)的幌子來(lái)轉(zhuǎn)嫁生物能源風(fēng)險(xiǎn)的目的。

1.5利益相關(guān)者的分配

在生物能源的發(fā)展過(guò)程中涉及到多方的利益問(wèn)題，主要涉及到能源使用者、能源開(kāi)發(fā)者、能源間接的利益相關(guān)者的利害關(guān)系問(wèn)題，能源使用者、能源開(kāi)發(fā)者的常常由于直接的與新能源的利益相關(guān)，所以往往側(cè)重于它們之間的利益，而間接的能源相關(guān)者也因?yàn)榕c新能源之間的聯(lián)系的潛在性和隱蔽性而常常受到忽視。①富人和窮人間因新能源產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)不公平，由于生物新能源的開(kāi)發(fā)往往附帶著巨大的投入，所以這種新能源的使用代價(jià)也相比傳統(tǒng)的能源使用成本要高，而這也將導(dǎo)致新的使用階層和不能使用階層之間隱性不公；②如前所述，新能源的開(kāi)發(fā)可能會(huì)給直接的能源需求者帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)利益，為能源使用者帶來(lái)實(shí)際的能源便利，但是這對(duì)于那些對(duì)基本生活的糧食需要者，處在饑餓狀態(tài)的窮人來(lái)說(shuō)，將會(huì)加劇這種利益之間的沖突。除了糧食的危機(jī)，因能源開(kāi)發(fā)所導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)資源緊缺、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格上揚(yáng)、環(huán)境損失、都以不同的形式與潛在的利益相關(guān)者相連，在這其中經(jīng)濟(jì)利益和實(shí)用效果可能往往會(huì)受到極大的關(guān)注，而潛在利益相關(guān)者的利益可能會(huì)受到忽視，比如，在生物能源的開(kāi)發(fā)的過(guò)程中可能面臨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代的過(guò)程，新的生物能源研究開(kāi)發(fā)面臨著一個(gè)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中舊的能源領(lǐng)域的從業(yè)人員可能會(huì)被要求掌握新的技術(shù)，而且新的生物能源生產(chǎn)所需要的新的倫理規(guī)范來(lái)規(guī)范和引導(dǎo)生物新能源生產(chǎn)，所以對(duì)舊能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)型人員以及生物新能源開(kāi)發(fā)利用所涉及到的相關(guān)從業(yè)人員的“善”待以及對(duì)他們的倫理規(guī)導(dǎo)都是需要關(guān)注的倫理問(wèn)題。綜上所述，生物質(zhì)新能源的發(fā)展在為當(dāng)代的人類(lèi)生活帶來(lái)極大的便利時(shí)也產(chǎn)生了一些單靠技術(shù)所不能解決的倫理問(wèn)題，這些問(wèn)題是因?yàn)樯锬茉窗l(fā)展本身所受的多方面因素所導(dǎo)致的。包括經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使、能源危機(jī)的解決迫切需要、生物質(zhì)因素的特點(diǎn)決定、環(huán)境可持續(xù)的需要、貿(mào)易公平的需要、利益相關(guān)者的分配等幾種倫理關(guān)涉，在生物能源的發(fā)展的過(guò)程中必須考慮到這幾方面所帶來(lái)的倫理問(wèn)題的思考，因此，筆者在這里提出幾條潛在的生物新能源發(fā)展的倫理原則以使的生物能源的開(kāi)發(fā)利用處在一個(gè)健康和可持續(xù)的發(fā)展軌道上，使得生物能源能真正的為人類(lèi)的生活帶來(lái)便利。

2生物質(zhì)新能源開(kāi)發(fā)利用中的倫理原則

2.1保證生物質(zhì)新能源開(kāi)發(fā)利用對(duì)人類(lèi)不傷害性

生物能源的發(fā)展必須以滿足能源的需要為界限，不能危及到人們必須的、基本的生命需要。依照康德義務(wù)論倫理，人是發(fā)展的目的，所以必須正視生物能源所涉及到的人的其他利益需求，生命的需要是擺在首要位置的。不能用犧牲食用糧食的代價(jià)，特別是貧困人口的饑餓甚至死亡換取部分人的非必須的能源需要。其次要注意生物能源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的不傷害性，要采用對(duì)人無(wú)害的生物質(zhì)能源利用技術(shù)、工藝?？紤]生產(chǎn)諸環(huán)節(jié)可能存在的潛在危險(xiǎn)。最后要注意到生物質(zhì)能源利用對(duì)人類(lèi)其他必要的生活領(lǐng)域的潛在影響，尤其要注意使用者和生物能源開(kāi)發(fā)相關(guān)利益者的聯(lián)系，保證生物能源的開(kāi)發(fā)不會(huì)威脅到這類(lèi)人群的基本的生命權(quán)利。

2.2生物能源的開(kāi)發(fā)利用要注重效率

目前來(lái)看，大部分的生物質(zhì)新能源開(kāi)發(fā)利用的回報(bào)率不高。整個(gè)新能源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中必須從整體上對(duì)投入和產(chǎn)出之間的能源做總體分析，使得產(chǎn)出的能源利用率大于投入能源消耗率。更不能將新能源的直接經(jīng)濟(jì)利益作為開(kāi)發(fā)利用生物能源的充分理由，必須考慮對(duì)基礎(chǔ)能源的使用成本。在投入資源到生物新能源的開(kāi)發(fā)研究時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)能源效率的凈收益。首先，這種效率除了要考慮能源本身的投入和產(chǎn)出效率外，必須要考慮整個(gè)能源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的綜合效率的提高，生物能源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中要涉及到對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人類(lèi)生活、氣候、以及其他各種潛在的影響，這種新的生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用的成本是不是太大？這些成本不僅包括經(jīng)濟(jì)成本，還要包括對(duì)環(huán)境、人、以及其他相關(guān)利益損失的機(jī)會(huì)成本，必須保證開(kāi)發(fā)的凈利益要大于所有成本的總和。再次，注重對(duì)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)新能源的開(kāi)發(fā)利用在目前存在條件下不確定性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，生物能源的開(kāi)發(fā)所使用技術(shù)是技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些不確定的風(fēng)險(xiǎn)，包括對(duì)生命、社會(huì)的影響，所以在考慮總體的收益的時(shí)候要考慮這些不確定因素的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)采取適當(dāng)?shù)慕鉀Q措施盡可能減少這些風(fēng)險(xiǎn)。

2.3生物能源的開(kāi)發(fā)要注意環(huán)境的可持續(xù)性原則

生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的依賴性也要求生物質(zhì)新能源的開(kāi)發(fā)利用也需要考慮環(huán)境的可持續(xù)性。首先，必須保證最低限度的對(duì)環(huán)境的污染，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中必然產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，所以生物新能源的開(kāi)發(fā)利用必須確保它比化石類(lèi)能源的對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性方面要效果更好，需要制定必要的環(huán)境可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)。再次，生物能源的開(kāi)發(fā)利用要適度，不能超過(guò)環(huán)境的可再生限度，杜絕粗放的使用生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)方式，同時(shí)要兼顧代級(jí)之間對(duì)環(huán)境的需要。當(dāng)下的生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)不能影響到后代的生態(tài)系統(tǒng)的安全。要求在開(kāi)發(fā)生物質(zhì)新能源的過(guò)程中考慮到持續(xù)性的對(duì)土地、水源和其他自然資源的利用的綜合因素，也不會(huì)破壞生態(tài)平衡和生存的氣候環(huán)境。最后，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)必須保證生物質(zhì)來(lái)源的安全性，考慮到生物技術(shù)改良的生物資源對(duì)環(huán)境安全和可持續(xù)性的影響。保證不危及環(huán)境的可持續(xù)利用。

2.4生物新能源開(kāi)發(fā)利用要保證經(jīng)濟(jì)公平

生物能源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中必定會(huì)產(chǎn)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)往往被能源投資者以扶貧和經(jīng)濟(jì)利益的形式誘使貧窮國(guó)家接收這種風(fēng)險(xiǎn)，這在短期可能會(huì)改變貧窮者的經(jīng)濟(jì)狀況，但是長(zhǎng)期來(lái)看生態(tài)資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，以及潛在的利益損失會(huì)拉大貧窮和富人之間的差距。同時(shí)在新能源相關(guān)的市場(chǎng)中，也可能加大這種差距，可能會(huì)把新能源開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偟轿词褂谜叩纳砩?。所以生物能源的開(kāi)發(fā)必須考慮周全它所涉及到的相關(guān)利益者的利益，保證窮人的利益至少不會(huì)受到傷害，最大程度的協(xié)調(diào)好各利益相關(guān)者的利益。對(duì)涉及到的新能源更新?lián)Q代的產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程中保持對(duì)所涉及到的弱勢(shì)群體的關(guān)注，給予“善”的關(guān)懷。

篇2

能源是人類(lèi)賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，世界能源體系在很大程度上依賴石油燃料，然而石油作為不可再生能源，儲(chǔ)量不斷減少。研究表明，全球石油儲(chǔ)量?jī)H可用54a。同時(shí)，利用石油燃料帶來(lái)的其他一系列急需解決的全球問(wèn)題，諸如溫室效應(yīng)、全球變暖和氣候變化等。因此，更多的目光聚焦在能夠可再生的能源-生物能源上。生物能源（Bioenergy）主要指利用生物的活動(dòng)，將生物質(zhì)、水、CO2、畜禽糞便等其他廢棄物生產(chǎn)的能源，具有補(bǔ)償目前石油燃料需求的潛力。同時(shí)，在生物燃料的生產(chǎn)、使用以及生物質(zhì)的合成過(guò)程中存在碳、氮循環(huán)，因此，使用生物能源會(huì)減少大氣中溫室氣體的排放。此外，發(fā)展生物能源的優(yōu)勢(shì)還在于保障國(guó)家能源安全、外匯儲(chǔ)蓄以及解決直接與農(nóng)村發(fā)展相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。

1國(guó)外生物能源的發(fā)展

目前，用來(lái)制造生物能源的原料主要有各種農(nóng)林資源、生活和工業(yè)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等。據(jù)估計(jì)，地球每年存儲(chǔ)的生物能源相當(dāng)于世界主要燃料的10倍，然而目前生物能源的利用量不足其總量的1%，由此可以推測(cè)生物能源將是未來(lái)最重要的新能源之一。生物能源主要包括生物質(zhì)制氫、廢水生產(chǎn)沼氣、生物質(zhì)熱解液化或固體成型、生物柴油、燃料乙醇、秸稈丁醇等技術(shù)。目前產(chǎn)量最大的生物能源是燃料乙醇、沼氣和生物柴油。美國(guó)是世界最大的生物燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)，主要以玉米為原料。2007年美國(guó)《新能源法案》規(guī)定：在2022年之前，燃料乙醇的產(chǎn)量將提高到360億加侖（1加侖=3.79kg）。隨著玉米燃料乙醇的產(chǎn)量增加，導(dǎo)致玉米價(jià)格上漲，導(dǎo)致糧食安全問(wèn)題。因此，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了纖維素乙醇。纖維素乙醇是利用秸稈、農(nóng)作物殼皮莖稈、樹(shù)葉、落葉、林業(yè)邊角余料和城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾等纖維為原料生產(chǎn)燃料乙醇。沼氣產(chǎn)業(yè)主要以農(nóng)林廢棄物和生活垃圾為原料，生產(chǎn)的沼氣可以提供生活和生產(chǎn)所需能源，產(chǎn)生的沼渣和沼液還可用于農(nóng)業(yè)施肥，可以同時(shí)達(dá)到產(chǎn)能和減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)種植、養(yǎng)殖的良性循環(huán)。因此，沼氣產(chǎn)業(yè)將成為連接循環(huán)農(nóng)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的紐帶和中心，將在循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)中發(fā)揮重要作用。美國(guó)現(xiàn)有30多家公司投入了上百萬(wàn)美元，主要以大豆為原料，生產(chǎn)生物柴油；而包括法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、波蘭在內(nèi)的歐盟國(guó)家則以油菜籽為原料，來(lái)生產(chǎn)生物柴油；巴西以蓖麻油為主要原料生產(chǎn)生物柴油；日本主要以煎炸油為原料生產(chǎn)生物柴油，1999年建成了259L/d生物柴油工業(yè)化實(shí)驗(yàn)裝置，目前生產(chǎn)能力達(dá)40萬(wàn)t。

2生物能源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)（CircularEconomy）是一種全新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，以資源的節(jié)約利用和循環(huán)利用為特征。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以“廢物”資源循環(huán)再利用為核心，以“減量化（Reduce）、再使用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle）”為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的行為準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)資源與能源的高產(chǎn)出、循環(huán)利用和安全供給。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)是建立在資源和能源高速消費(fèi)的基礎(chǔ)上的，目前全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都面臨著資源和能源匱乏的危機(jī)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)考慮到資源和能源的有限性，因此從生產(chǎn)的開(kāi)端實(shí)現(xiàn)資源和能源的“減量化”，減少資源的浪費(fèi)；生產(chǎn)流程中實(shí)現(xiàn)資源的“再使用”，延長(zhǎng)資源和能源使用的時(shí)間強(qiáng)度；同時(shí)在末端產(chǎn)生的垃圾和廢品盡量實(shí)現(xiàn)資源的“再循環(huán)”，即所謂的廢品回收利用和廢物綜合利用。因此其從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是一種既節(jié)約資源，又節(jié)約成本的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為循環(huán)經(jīng)濟(jì)從生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)踐中提出，以經(jīng)濟(jì)為核心，以資源利用為分析對(duì)象，核心在于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，兼顧保護(hù)環(huán)境。從技術(shù)層面來(lái)看，生物能源可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用、廢棄物無(wú)害化處理和資源的能源轉(zhuǎn)化，是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路徑，成為連接循環(huán)經(jīng)濟(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的紐帶和中心，將在循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

3河北省生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

河北省是農(nóng)業(yè)大省，發(fā)展生物能源具有得天獨(dú)厚的有利條件，能夠?yàn)樯锬茉刺峁┛煽康脑媳Ｕ?。目前，河北省耕地面積約為5.988×1010m2，小麥、玉米和棉花每年的秸稈量達(dá)6180萬(wàn)t，作物秸桿約2/3被當(dāng)作肥料或牲畜飼料，未開(kāi)發(fā)利用的秸稈超過(guò)1780萬(wàn)t，占可收集資源量的37.73%，因此農(nóng)作物秸稈資源可開(kāi)發(fā)利用空間巨大。畜禽廢棄物年產(chǎn)量約為1.7億t，用作沼氣或加工成新型飼料的不足1%；森林面積約為5.525×1010m2，林業(yè)“三剩物”年產(chǎn)量總計(jì)約為570萬(wàn)t，是全國(guó)該類(lèi)剩余物的產(chǎn)量大省，可折合標(biāo)煤約為370萬(wàn)t。另外，河北省境內(nèi)尚有荒山、荒地、荒灘等土地資源約為5.26×1010m2，適于大面積栽種黃連木、文冠果等含油量較高的樹(shù)木，發(fā)展能源林業(yè)。2012年，河北省油葵種植總面積達(dá)到了2.69×108m2，總產(chǎn)值約為5.34萬(wàn)t。河北省各級(jí)政府長(zhǎng)期對(duì)生物能源產(chǎn)業(yè)給予大力支持。河北省新能源產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)之一就是生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用工程。2006年中糧集團(tuán)與衡水老白干集團(tuán)簽署的燃料乙醇項(xiàng)目，總投資15億元生產(chǎn)燃料乙醇。近年來(lái)，河北省進(jìn)一步加大對(duì)生物燃料和相關(guān)生物化工產(chǎn)品的資金技術(shù)支持，2015年中糧集團(tuán)燃料乙醇（秦皇島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)）列為河北省重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。由于政府有關(guān)部門(mén)的大力支持，幾年來(lái)河北省形成了以燃料乙醇、沼氣、生物柴油為主的生物能源技術(shù)措施、管理體系。河北省和國(guó)家林業(yè)局、中石油聯(lián)合在邯鄲市組織實(shí)施了林油一體化油料能源示范基地建設(shè)項(xiàng)目，完成黃連木新造林約為2.13×106m2，為今后發(fā)展油料能源林基地奠定了基礎(chǔ)。河北省在能源林業(yè)和農(nóng)業(yè)育種方面取得了顯著進(jìn)展。國(guó)家高粱改良中心河北分中心選育出能飼1號(hào)、能飼2號(hào)和冀甜3號(hào)甜高粱新品種3個(gè)。河北科技師范學(xué)院初步建立了非糧柴油能源植物引種園，引種非糧柴油能源植物150余種，對(duì)部分非糧柴油能源植物進(jìn)行了種子生物學(xué)特性與配套栽培技術(shù)研究。沼氣利用是河北省發(fā)展生物能源的重要成果。河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)通過(guò)對(duì)高效產(chǎn)酸菌系構(gòu)建及產(chǎn)甲烷優(yōu)勢(shì)菌優(yōu)化，建立了高固體濃度果蔬廢棄物厭氧發(fā)酵過(guò)程控制技術(shù)。生物柴油方面，新奧集團(tuán)在微藻基因改造、高通量篩選技術(shù)、立體養(yǎng)殖、高效低成本光生物反應(yīng)器技術(shù)和工業(yè)廢水回收技術(shù)等方面都有所突破，建有目前世界上最先進(jìn)的微藻油生產(chǎn)設(shè)施，年生產(chǎn)微藻油可達(dá)10t以上，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。河北省生物能源產(chǎn)業(yè)具有一定的基礎(chǔ)和技術(shù)水平。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，河北省省內(nèi)建成并投產(chǎn)的生物質(zhì)能源生產(chǎn)企業(yè)有64家。衡水老白干釀酒集團(tuán)公司燃料乙醇、華藥生物丁醇、石煉化公司、武安正和公司生物柴油、河北強(qiáng)民生物質(zhì)成型燃料等項(xiàng)目正在積極推進(jìn)中。生物沼氣經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)和推廣，截止2015年底，河北省累計(jì)建成350萬(wàn)戶，建成大中沼氣工程2500處，總池容積16.8萬(wàn)m3，沼氣發(fā)電站10座，推廣秸稈壓塊炊事采暖爐具30萬(wàn)戶。2015年世界銀行為河北省農(nóng)村再生能源開(kāi)發(fā)示范項(xiàng)目貸款7150萬(wàn)美元，將投資建設(shè)和運(yùn)行6處沼氣設(shè)施，把作物秸稈和畜禽糞便轉(zhuǎn)化成沼氣，為河北省96100戶農(nóng)村居民提供了穩(wěn)定的清潔能源。

4河北省生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策

4.1發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)并堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展

由于國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為第一代生物能源主要以糖料或淀粉作物為原料生產(chǎn)乙醇，會(huì)引起“與人爭(zhēng)糧”、“與糧爭(zhēng)地”等社會(huì)問(wèn)題。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵和核心是“廢物”循環(huán)和再利用，因此國(guó)際生物能源研發(fā)的重點(diǎn)是利用農(nóng)林廢棄物發(fā)展生物能源，尤其是以玉米秸稈為主的作物秸稈更體現(xiàn)了很高的綜合開(kāi)發(fā)價(jià)值。目前河北省在全省推廣秸稈聯(lián)戶沼氣站和生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目。截至2013年底，發(fā)展秸稈聯(lián)戶沼氣工程20處，投產(chǎn)秸稈生物質(zhì)發(fā)電廠8座，年利用農(nóng)作物秸稈216.6萬(wàn)t。因此，應(yīng)進(jìn)一步尋求對(duì)生物能源和化工產(chǎn)業(yè)在技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)突破，保證全省糧食安全和生物能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.2因地制宜開(kāi)發(fā)多層次的非糧生物能源

根據(jù)河北省不同地區(qū)自然地理因素，統(tǒng)籌規(guī)劃，開(kāi)發(fā)多層次、多元化的非糧生物能源，確保生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在燕山和太行山的荒山荒地和宜林丘陵建設(shè)以黃連木、油桐、文冠果、橡櫟、刺槐為主的能源林基地。在荒地、荒灘、鹽堿地不適宜糧食作物種植的地方，可以種植甜高粱、甘薯、油葵等耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿的作物，發(fā)展能源農(nóng)業(yè)。在平原糧食高產(chǎn)地區(qū)，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)纖維素乙醇、纖維素丁醇、秸稈發(fā)電、秸稈沼氣技術(shù)。在臨海地區(qū)開(kāi)發(fā)微藻能源，在工業(yè)發(fā)達(dá)的中心城市，建設(shè)適度規(guī)模的生物柴油生產(chǎn)廠、城市污水沼氣生產(chǎn)廠。

4.3創(chuàng)新機(jī)制加強(qiáng)生物能源技術(shù)研究

篇3

1996年10月,國(guó)務(wù)院新聞辦公室的《中國(guó)的糧食問(wèn)題》白皮書(shū)向世界宣示,中國(guó)糧食自給率至少維持95%(本文中的糧食概念是廣義的,指供食用的谷物、豆類(lèi)和薯類(lèi)的統(tǒng)稱),明確凈進(jìn)口量不超過(guò)國(guó)內(nèi)消費(fèi)量的5%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)和外匯盈余的加大,也有部分學(xué)者和政府官員認(rèn)為中國(guó)應(yīng)該利用世界資源和市場(chǎng),降低糧食自給率,從國(guó)外進(jìn)口糧食。但最近的一個(gè)新動(dòng)向是一些西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家(也是主要糧食供給國(guó)),采取生物能源戰(zhàn)略,這將減少世界糧食市場(chǎng)供給,加大進(jìn)口國(guó)的糧食安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,中國(guó)必須嚴(yán)格保護(hù)現(xiàn)有耕地,提高其等級(jí)與生產(chǎn)能力,保證國(guó)家糧食安全(糧食安全是指保證任何人在任何時(shí)候都能買(mǎi)得起又能買(mǎi)得到為了生存和健康所需要的基本食品)。

我們需要的糧食越來(lái)越多

雖然我國(guó)自從1978年以來(lái)實(shí)行了計(jì)劃生育政策,人口增長(zhǎng)速度逐漸變緩,但是由于人口基數(shù)過(guò)于龐大,人口的增長(zhǎng)還將持續(xù)一段時(shí)間。目前,中國(guó)人口已經(jīng)超過(guò)13億。各種方法都預(yù)測(cè)2020年人口總數(shù)將超過(guò)14.3億。綜合國(guó)家統(tǒng)計(jì)局和農(nóng)業(yè)部等對(duì)糧食需求預(yù)測(cè)研究結(jié)果,到2010年、2020年,我國(guó)糧食總需求量分別為5.5億噸、6.0億噸。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力,我國(guó)以占世界7%的耕地,養(yǎng)活了世界近1/4的人口。但我國(guó)人均糧食占有量即使是1996年414公斤的歷史最高水平,也僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的1/2,美國(guó)的1/3左右,尚處于基本解決糧食溫飽的低保障能力水平。1999年以來(lái),我國(guó)人均糧食占有量基本沒(méi)有增加;2003年更是降低到1990年以來(lái)的最低水平,人均糧食占有量?jī)H有334公斤。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查總隊(duì)計(jì)算的我國(guó)糧食消費(fèi)總量分析,我國(guó)糧食需求量逐年提高,從1995年的4.53億噸提高到了2005年的5.02億噸。從糧食消費(fèi)構(gòu)成上看,直接的口糧占糧食消費(fèi)總量的比重在減少,而飼料用糧、工業(yè)用糧所占比重明顯增長(zhǎng)。1995年到2005年,雖然口糧總體上逐漸減少,已經(jīng)從1995年的2.80億噸減少到2005年的2.64億噸;但同期,飼料用糧、工業(yè)用糧總體上卻逐年增加,分別從1995年的1.17億噸、0.38億噸增加到2005年的1.65億噸、0.58億噸?？诩Z消費(fèi)量及其所占比重逐年下降,飼料用糧、工業(yè)用糧及其所占比重明顯增長(zhǎng),主要?dú)w因于我國(guó)人民生活水平提高所導(dǎo)致的居民飲食結(jié)構(gòu)的變化。隨著人民生活水平的提高,居民飲食結(jié)構(gòu)變化必然是對(duì)農(nóng)業(yè)初級(jí)產(chǎn)品――口糧的需求量減少,而對(duì)糧食轉(zhuǎn)換產(chǎn)品――肉、蛋、奶等副食品以及酒類(lèi)的需求量增大。所以,盡管口糧消費(fèi)量在減少,但總的糧食消費(fèi)量是不斷提高的。并且,隨著人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高,未來(lái)二、三十年內(nèi),我國(guó)糧食消費(fèi)總量增長(zhǎng)的趨勢(shì)不會(huì)逆轉(zhuǎn)。

人均耕地愈少,糧食安全風(fēng)險(xiǎn)愈大

我國(guó)的糧食總產(chǎn)量自1998年達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的5.12億噸以后,連續(xù)五年下滑,到2003年,糧食總產(chǎn)量降至4.31億噸,與1998年相比,降幅達(dá)15.93%。

糧食總產(chǎn)量的下降雖然主要是由于種糧比較效益下降或機(jī)會(huì)成本加大而引發(fā)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整,復(fù)種指數(shù)下降等原因造成,但耕地減少造成的糧食播種面積減少不可忽視。

根據(jù)國(guó)土資源部土地利用變更調(diào)查資料,1996年～2004年的全國(guó)耕地面積呈逐年持續(xù)減少之勢(shì),從1996年的13003.92萬(wàn)公頃下降到2004年的12244.43萬(wàn)公頃,平均每年凈減少近100萬(wàn)公頃,耕地流失形勢(shì)嚴(yán)峻。

全國(guó)耕地?cái)?shù)量減少的主要途徑有四種,分別為生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、建設(shè)占用和災(zāi)害損毀。1996年～2004年間,因生態(tài)退耕減少耕地647.21萬(wàn)公頃,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減少耕地174.40萬(wàn)公頃,建設(shè)占用耕地161.91萬(wàn)公頃,災(zāi)害損毀耕地60.41萬(wàn)公頃。生態(tài)退耕退掉的大多是不適宜耕種、對(duì)生態(tài)安全造成威脅的耕地。生態(tài)退耕雖然減少了耕地?cái)?shù)量,但有益于土地休養(yǎng)生息,并未對(duì)耕地生產(chǎn)能力構(gòu)成實(shí)質(zhì)性威脅。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整雖然減少了一定數(shù)量的耕地,但農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的調(diào)整是雙向的,也就是說(shuō),既可以將耕地轉(zhuǎn)為其他農(nóng)用地,也可以將其他農(nóng)用地轉(zhuǎn)為耕地,這種轉(zhuǎn)變也不會(huì)減少糧食生產(chǎn)能力。因此,糧食生產(chǎn)能力可以不計(jì)生態(tài)退耕和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整所造成的減少。但與生態(tài)退耕和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不同,建設(shè)占用耕地卻是耕地生產(chǎn)能力的永久喪失。因?yàn)?耕地向建設(shè)用地流轉(zhuǎn)是容易的,而將建設(shè)用地復(fù)墾為耕地卻是非常困難的,這種流轉(zhuǎn)可以說(shuō)是單向的。更為嚴(yán)峻的是,建設(shè)占用的耕地大多是城市周?chē)?、道路兩?cè)有灌溉設(shè)施、等級(jí)較高的耕地,其生產(chǎn)能力基本上是區(qū)域最高的。粗略計(jì)算,全國(guó)由于建設(shè)占用耕地,1996年～2004年間,耕地的糧食生產(chǎn)能力減少1822萬(wàn)噸。雖然在這期間通過(guò)土地整理、復(fù)墾和開(kāi)發(fā)增加耕地245.64萬(wàn)公頃,但這些新增加的耕地質(zhì)量不抵建設(shè)占用的耕地,因此,全國(guó)耕地的糧食生產(chǎn)能力是下降的。耕地減少將造成糧食安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大。

中國(guó)糧食安全必須立足于自給

1972年～1974年,世界處于戰(zhàn)后最嚴(yán)重的糧食危機(jī),糧食短缺、價(jià)格飛漲、購(gòu)買(mǎi)力嚴(yán)重缺乏的國(guó)家被擠出國(guó)際糧食市場(chǎng)。根據(jù)當(dāng)時(shí)進(jìn)行的第四次世界糧食普查,受20世紀(jì)70年代初期糧食危機(jī)影響最嚴(yán)重的國(guó)家的兒童,有1/4～1/2處于營(yíng)養(yǎng)不良狀態(tài),整個(gè)發(fā)展中國(guó)家嬰兒死亡率是發(fā)達(dá)國(guó)家的5倍～8倍,幸存下來(lái)的兒童的壽命也只有發(fā)達(dá)國(guó)家的2/3。

對(duì)于一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)而言,宏觀層次的糧食安全的基本內(nèi)涵應(yīng)當(dāng)包括兩個(gè)方面:一是物質(zhì)保障能力,包括糧食生產(chǎn)自給能力、進(jìn)口能力和儲(chǔ)備能力等;二是消費(fèi)能力,包括糧食的有效需求總量以及與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人們的收入水平相適應(yīng)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)偏好等。而物質(zhì)保障能力或糧食供給能力是糧食安全的根本。

上面已經(jīng)說(shuō)明,我國(guó)自1998年達(dá)到歷史上的最大糧食產(chǎn)量以來(lái),糧食總產(chǎn)量持續(xù)下降。雖然1983年～2004年進(jìn)、出口相抵后的凈進(jìn)口額基本保持在較低的水平,但1997年以來(lái),糧食進(jìn)口量呈增加的趨勢(shì)。2004年,我國(guó)糧食凈進(jìn)口數(shù)量突增,達(dá)到20年來(lái)的最高點(diǎn)―2484萬(wàn)噸。2004年糧食凈進(jìn)口數(shù)量的突增是因?yàn)?998年以后糧食生產(chǎn)持續(xù)下降,消費(fèi)量不斷增加,庫(kù)存逐漸消耗到臨界值的緣故。

近幾年世界糧食年貿(mào)易總量2億～3億噸,不到我國(guó)年糧食消費(fèi)總量的一半。全世界糧食庫(kù)存大約4.5億噸,不夠我國(guó)一年的消費(fèi)量。西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的生態(tài)保護(hù)政策將進(jìn)一步減少耕地開(kāi)發(fā)甚至退耕,也因環(huán)境保護(hù)將減少化肥投入,再加上不斷增加的人口,必將減少世界糧食庫(kù)存,影響世界糧食市場(chǎng)供給。

最近另一個(gè)值得注意的動(dòng)向是,世界開(kāi)始將目光聚焦到可再生能源,特別是生物能源上,特別是西方經(jīng)濟(jì)大國(guó),也是糧食出口大國(guó)的生物能源戰(zhàn)略將影響世界糧食市場(chǎng)的供給,對(duì)發(fā)展中國(guó)家和糧食進(jìn)口國(guó)的糧食安全帶來(lái)更大風(fēng)險(xiǎn)。

生物能源主要指以淀粉質(zhì)生物,如糧食、薯類(lèi)、作物秸稈等為原料生產(chǎn)的石油替代油料,被公認(rèn)是最重要的一種替代能源,包括燃料酒精、生物柴油、沼氣、生物發(fā)電、生物制氫等,具有清潔、高效、安全、可持續(xù)的特點(diǎn)。當(dāng)前世界各國(guó)都在關(guān)注這種潔凈生物能源的發(fā)展,許多國(guó)家都將發(fā)展生物能源作為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)。

在目前,開(kāi)發(fā)利用纖維素、半纖維素水解、醣化、發(fā)酵制燃料乙醇的技術(shù)尚不成熟,促進(jìn)生物能源替代石油主要利用小麥、玉米等糧食作物,存在著與民爭(zhēng)糧的問(wèn)題。美國(guó)乙醇生產(chǎn)每年所消費(fèi)的玉米目前約為254億公斤,占美國(guó)玉米總產(chǎn)量的近10%;今后10年預(yù)計(jì)超過(guò)500億公斤,這就意味著向世界糧食市場(chǎng)少供應(yīng)250億公斤糧食,正好相當(dāng)于我國(guó)2004年的糧食凈進(jìn)口量。歐盟是世界上最大的生物柴油生產(chǎn)和消費(fèi)地區(qū),近年來(lái)歐盟生物柴油產(chǎn)量迅速增加,歐盟生產(chǎn)每噸生物柴油平均需消費(fèi)2.7噸油菜子,生物柴油成為歐盟油菜子消費(fèi)市場(chǎng)的主要組成部分之一。

雖然隨著國(guó)力的增長(zhǎng),我們可能有足夠的外匯進(jìn)口糧食。但全世界每年的貿(mào)易糧僅2億～3億噸,還不到我國(guó)糧食需求量的一半,如果我們?cè)谑澜缟洗罅窟M(jìn)購(gòu)糧食,世界糧食價(jià)格肯定飄升;況且糧食是重要的戰(zhàn)略物資,而且世界上還有相當(dāng)多的發(fā)展中國(guó)家處在饑餓線上,中國(guó)大量進(jìn)口糧食的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和政治代價(jià)都太大。因此,中國(guó)的糧食安全不能建立在大量進(jìn)口的基礎(chǔ)上,要立足本國(guó)。

耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量是糧食安全的關(guān)鍵

耕地資源不僅是糧食生產(chǎn)的基本要素,而且是當(dāng)前條件下我國(guó)糧食生產(chǎn)能力的主要限制因素,因此,保證國(guó)家糧食安全,最根本的是維持一定數(shù)量、質(zhì)量的耕地。

我國(guó)是世界上人均耕地最少的國(guó)家之一,人均耕地只有1.4畝。由于龐大的人口對(duì)食物需求的壓力,已經(jīng)開(kāi)墾了許多生態(tài)脆弱區(qū)宜耕性差的土地和經(jīng)濟(jì)上的邊際土地,后備耕地資源非常有限,而且質(zhì)量差,因此,再增加耕地非常困難。中國(guó)現(xiàn)有的18.3億畝是現(xiàn)有土地資源中可以用于糧食生產(chǎn)的精華,必須嚴(yán)加保護(hù)。

無(wú)疑,增加投入可以提高耕地的生產(chǎn)能力。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Norman E. Borlaug指出,本世紀(jì)全世界作物產(chǎn)量增加的一半是來(lái)自化肥的施用。聯(lián)合國(guó)食物與農(nóng)業(yè)組織的調(diào)查結(jié)果也表明,施肥可以提高糧食單位面積產(chǎn)量55%～57%。但是,隨著化肥施用水平的提高,施用化肥的增產(chǎn)效率在下降。1977年～2005年,我國(guó)化肥施用量由596萬(wàn)噸提高到4766萬(wàn)噸,增加了700%;而同期糧食總產(chǎn)量由28273萬(wàn)噸增加到48401萬(wàn)噸,僅增加71%。我國(guó)用世界30%的化肥,生產(chǎn)了世界20%的糧食。糧食單產(chǎn)是世界平均單產(chǎn)的1.5倍;高產(chǎn)田的產(chǎn)量是世界平均單產(chǎn)的2倍～3倍。報(bào)酬遞減規(guī)律表明,在高產(chǎn)基礎(chǔ)上再增加投入進(jìn)一步提高產(chǎn)量難度更大。同時(shí),再增加投入經(jīng)濟(jì)效益會(huì)明顯下降,農(nóng)民也不愿意再增加投入,近幾年全國(guó)氮肥施用量的減少就是佐證。而且大量施用化肥引起的環(huán)境污染的問(wèn)題也迫使我們不能為了單純的糧食增產(chǎn)而不顧環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。由于大量施用化肥,黃淮海平原、長(zhǎng)江中下游平原、珠江三角洲平原的地下水硝酸鹽污染嚴(yán)重,京、津、唐地區(qū)的地下水的硝酸鹽含量超標(biāo)率達(dá) 55.1%;化肥造成江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題極為廣泛、嚴(yán)重,使我國(guó)成為世界上藍(lán)藻水華最嚴(yán)重、水華藍(lán)藻種類(lèi)最多、分布最廣泛的國(guó)家之一。

篇4

這項(xiàng)研究的最終報(bào)告發(fā)表在去年底的《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)雜志》上，而此時(shí)適逢全球?qū)ι锪康呐d趣與日俱增。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，生物質(zhì)能源在全球能源供應(yīng)中的比例到2050年將增加兩倍，占到30％。今年三月，設(shè)在英國(guó)的國(guó)際環(huán)境與發(fā)展學(xué)會(huì)(IIED)呼吁各國(guó)政府采取“更加成熟的”方式來(lái)獲取能源，將其置于能源戰(zhàn)略的核心部分，逐漸加大對(duì)新技術(shù)和研究項(xiàng)目的投入。

伊利諾伊大學(xué)的這個(gè)項(xiàng)目采用了尖端的土地利用數(shù)據(jù)收集方法，以期估算出第二代生物燃料和多年生草本植物的潛力，這些植物不會(huì)與糧食作物發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。需要的肥料和農(nóng)藥也比常規(guī)生物燃料要少。它們被視為玉米乙醇(即所謂“第一代”生物燃料)的替代品，后者之所以遭到詬病，是因?yàn)槠渖a(chǎn)和收獲中大量的能源消耗、巨大的灌溉用水需求以及目前生產(chǎn)生物燃料所用的玉米要占美國(guó)玉米總產(chǎn)量的40％。

這項(xiàng)研究中的一個(gè)關(guān)鍵概念就是它的考察對(duì)象只包括邊角土地，即所謂的廢地、退化或者不適于耕種的劣質(zhì)土地。研究小組負(fù)責(zé)人、伊利諾伊大學(xué)的環(huán)境工程學(xué)教授蔡錫銘接受了采訪。

研究小組主要考慮了三種生物燃料作物的培育：柳枝稷、芒草和一系列被認(rèn)為具有低影響、高多樣性(簡(jiǎn)稱LIHD)屬性的多年生草本植物。

研究者們還設(shè)想了可利用土地的多元方案。第一個(gè)方案只包括生產(chǎn)力低下的閑置土地；第二個(gè)包括了退化或者貧瘠的耕地，用來(lái)種植柳枝稷和芒草；第三個(gè)又增加了在邊角草原上種植的LIHD草類(lèi)；第四個(gè)則涵蓋了除去目前在用的耕地和牧場(chǎng)的所有土地。

但上述任何一個(gè)方案都沒(méi)有把林地計(jì)算在內(nèi)。在所有方案中，研究者們都認(rèn)為生物燃料作物的生長(zhǎng)只靠自然降水就足夠了。他們還對(duì)各項(xiàng)自然指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)估，包括土壤性質(zhì)、土壤質(zhì)量、土地坡度和區(qū)域氣候等。

研究小組把研究的重點(diǎn)放在了第四種方案上。按此計(jì)算，他們發(fā)現(xiàn)全球可資利用的土地多達(dá)110。萬(wàn)平方公里。其中單是非洲可提供的土地就占到三分之一，而南美洲和非洲加起來(lái)要占到一半以上。按照這種方案，如此廣袤的土地能夠滿足當(dāng)前世界液體燃料需求的26％～55％。蔡錫銘說(shuō)，變化區(qū)間之所以這么大，是因?yàn)榉从沉松锶剂献魑锷a(chǎn)力、天氣以及勞動(dòng)力和機(jī)械等其他要素的變量。

根據(jù)他提供的數(shù)字，美國(guó)能夠?yàn)榉N植這些作物提供的土地達(dá)到120萬(wàn)平方公里，中國(guó)為150萬(wàn)平方公里，歐洲為110萬(wàn)平方公里，印度為150萬(wàn)平方公里。他還指出，即使只實(shí)現(xiàn)最低影響的方案，美國(guó)的生產(chǎn)能力也能滿足聯(lián)邦指令中關(guān)于到2022年為交通部門(mén)提供360億加侖(約1360億升)生物燃料的要求。而目前美國(guó)的邊角土地中只有一半左右仍然用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

蔡錫銘說(shuō)，中國(guó)的情況截然不同，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的邊角土地目前都被用來(lái)耕種。他說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)中國(guó)1.52億公頃(邊角)土地中有88％都被用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。也就是說(shuō)，如果我們想要在中國(guó)進(jìn)行生物燃料的生產(chǎn)，農(nóng)民們就必須用生物燃料作物換掉常規(guī)作物，這就面臨著一種取舍。生物燃料作物的利潤(rùn)可能會(huì)比較高，但它會(huì)影響到中國(guó)的糧食生產(chǎn)?！?/p>

研究小組還對(duì)六個(gè)國(guó)家或地區(qū)的凈能量增益進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在第四種方案(即除去現(xiàn)有耕地和牧場(chǎng)的所有土地)下的凈能量積蓄將達(dá)到每公頃490億～1050億焦耳，相當(dāng)于每公頃產(chǎn)出約294～630桶石油。

研究人員們也指出了研究中面臨的幾，卜問(wèn)題。一個(gè)是生物燃料的生產(chǎn)有可能加劇某些地區(qū)的水源壓力，這是因?yàn)樘釤捴行枰罅康乃?。總的?lái)說(shuō)，第二代生物燃料比玉米乙醇需要更多的加工。另一個(gè)問(wèn)題是現(xiàn)有可利用土地的分布。如果能夠按照研究中所設(shè)想的方案進(jìn)行生物燃料的生產(chǎn)，一半以上產(chǎn)品將由非洲和南美提供，但與此同時(shí)最大的燃料需求地卻在美國(guó)、歐洲、印度和中國(guó)。蔡錫銘說(shuō)：“這就意味著生物燃料的海運(yùn)將成為一個(gè)重要問(wèn)題。如果我們按照上述發(fā)展路徑前進(jìn)，就要把大量的能源從非洲和南美運(yùn)往其他地區(qū)，也就是說(shuō)需要在基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展上進(jìn)行巨大的投入?！?/p>

他還說(shuō)，在邊角土地上發(fā)展生物燃料和種植多年生草本植物也會(huì)給土地本身帶來(lái)顯著的環(huán)境益處。除了對(duì)水、肥料和農(nóng)藥的需求非常低之外，這些多年生草本植物的根系還可以防止土壤流失和水系的淤積。

近年來(lái)，柳枝稷在美國(guó)已經(jīng)得到了逐漸的推廣。位于美國(guó)東南部亞拉巴馬州奧本大學(xué)的試驗(yàn)田已經(jīng)獲得了最高達(dá)每英畝(約4000平方米)15噸生物質(zhì)的產(chǎn)量，五年中的平均產(chǎn)量為11.5噸，相當(dāng)于每年每英畝生產(chǎn)出4400升的乙醇，這種草可以長(zhǎng)到3米多高，其根系也能鉆入土壤差不多的深度，這讓它成了一種遏制土壤流失的利器。人們還發(fā)現(xiàn)它能為熟土保持重要的養(yǎng)分。柳枝稷每年能收割一到兩次，每十年左右重種一次即可。

芒草是一種高大的多年生草本植物，人們發(fā)現(xiàn)它在種植和燃料生產(chǎn)方面的效率比柳枝稷更高。伊利諾伊大學(xué)在芒草的研究方面在美國(guó)處于領(lǐng)先地位。同時(shí)，美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究小組也在大力探索柳枝稷以及其他生物燃料的潛力。

比起柳枝稷和芒草，盡管LIHD作物的乙醇產(chǎn)量要低一些，但它們的環(huán)境影響最小，和草原的自然植被非常相近。據(jù)研究人員估計(jì)，LIHD生物質(zhì)的凈能量增益為每公頃178億焦耳(相當(dāng)于2.9桶石油)。根據(jù)他們給出的定義，所謂的凈能量就是“收獲的生物制產(chǎn)生的能量減去原料生產(chǎn)和乙醇加工中消耗的能量”。

柳枝稷和芒草的凈能量增益平均為每公頃600～1400億焦耳(相當(dāng)于9.8～23桶石油)，具體依土壤、氣候和農(nóng)業(yè)投入情況而定。圍繞玉米乙醇的凈能量增益有很大的爭(zhēng)議，原因在于包括化肥和農(nóng)藥生產(chǎn)消耗的能量等玉米種植過(guò)程中所需燃料的計(jì)算。一些研究者說(shuō)它的凈能量增益徽乎其微，在碳減排上甚至是負(fù)值。蔡錫銘估計(jì)玉米的凈能量增益為每公頃16～23桶石油。2011年，美國(guó)的乙醇總產(chǎn)量有望達(dá)到約135億加侖(511億升)，相當(dāng)于3.21億桶石油。

篇5

生物能源既是可再生能源又是綠色能源，生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與能源植物的開(kāi)發(fā)利用緊密相關(guān)[2-3]。我國(guó)人口眾多、總耕地面積僅1.2億hm2的現(xiàn)狀，使得生物質(zhì)能源不可能依靠占用耕地生產(chǎn)來(lái)解決原料問(wèn)題。中國(guó)工程院院士王濤指出：我國(guó)生物質(zhì)液體燃料的前途在林業(yè)，如何充分利用森林能源，是解決我國(guó)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵問(wèn)題[4-5]。林業(yè)生物質(zhì)能源作為國(guó)家替代能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，資源潛力大，不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)共贏的同時(shí)，可有效增加農(nóng)民收入，減少溫室氣體排放。我國(guó)有逾4 000萬(wàn)hm2的宜林荒山、荒地可用于培育能源林，有近1億hm2的鹽堿地、沙地以及礦山、油田復(fù)墾地等可用于發(fā)展能源林。隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)溫室氣體減排聯(lián)合行動(dòng)《京都議定書(shū)》的實(shí)施，大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源，對(duì)于改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、提高可再生清潔能源在能源消費(fèi)總量的比例具有十分重要的意義。

1河南省發(fā)展生物質(zhì)能源林的優(yōu)勢(shì)

1.1符合國(guó)家的政策導(dǎo)向

林業(yè)作為我國(guó)生物能源發(fā)展戰(zhàn)略中的重要行業(yè)，又將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。按照國(guó)家林業(yè)局編制的《全國(guó)能源林建設(shè)規(guī)劃》，“十一五”期間，我國(guó)要建設(shè)能源林示范基地逾66.67萬(wàn)hm2；到2020年，能源林面積達(dá)到1 333.33萬(wàn)hm2，可以提供逾600萬(wàn)t生物柴油，滿足逾1 100萬(wàn)kW裝機(jī)容量發(fā)電廠的燃料需求。近期，國(guó)家林業(yè)局又部署開(kāi)展《全國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》的編制工作，以充分發(fā)揮林業(yè)在調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、推行節(jié)能減排中的積極作用。河南省把能源林的發(fā)展作為“十二五”林業(yè)工作的重要內(nèi)容，完全符合國(guó)家的政策導(dǎo)向。

1.2林業(yè)生物質(zhì)能源樹(shù)種資源豐富

木質(zhì)能源是燃性最強(qiáng)的固體燃料之一，其熱值比其他生物質(zhì)能高，據(jù)中國(guó)科學(xué)院能源研究所測(cè)定，木材熱值為18 418 kJ/kg，秸稈熱值為15 488 kJ/kg，牛糞熱值為15 070 kJ/kg[6]。按木質(zhì)能源林生產(chǎn)要求，理想的木質(zhì)能源樹(shù)種應(yīng)具有生存能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快、生物量高、萌芽更新能力強(qiáng)、可短輪伐作業(yè)、單位體積熱值高、燃燒時(shí)無(wú)味無(wú)毒、易干燥、易燃燒等特性[7-8]。據(jù)報(bào)道，我國(guó)有70多種熱值較高的木質(zhì)能源樹(shù)種。河南省主要木質(zhì)能源樹(shù)種有柳樹(shù)、楊樹(shù)、刺槐、櫟類(lèi)、榿木、竹類(lèi)、馬尾松、紫穗槐等喬木或灌木樹(shù)種，這些樹(shù)種大部分栽培技術(shù)比較成熟，大多是河南省主要造林樹(shù)種，有一定的種植規(guī)模。河南省主要的油料能源樹(shù)種有油茶、油桐、烏桕、黃連木、核桃等，重點(diǎn)分布于豫西伏牛山區(qū)及豫南大別山區(qū)，資源比較豐富。

1.3林業(yè)生物質(zhì)能源林發(fā)展空間廣闊

河南省生物質(zhì)能源林的發(fā)展主要方向：一是對(duì)現(xiàn)有林進(jìn)行科學(xué)培育；二是利用無(wú)林地或疏林地重新造林。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有林的培育，可為能源林的發(fā)展提供廣闊空間。河南省現(xiàn)有林地中，用材林面積87.73萬(wàn)hm2，經(jīng)濟(jì)林面積70.80萬(wàn)hm2，竹林面積1.78萬(wàn)hm2，薪炭林面積5.97萬(wàn)hm2。其中竹林和薪炭林都是很好的能源林，只需開(kāi)展技術(shù)性培育就能達(dá)到很好的效果；經(jīng)濟(jì)林在改造過(guò)程中可以兼顧發(fā)展油料能源林；用材林間伐過(guò)程中可兼顧發(fā)展木質(zhì)能源林。河南省大面積的無(wú)林地和疏林地為能源林發(fā)展提供了可能。根據(jù)河南省林業(yè)廳2005年的森林資源現(xiàn)狀信息，當(dāng)時(shí)全省無(wú)林地面積78.54萬(wàn)hm2，占林業(yè)用地面積的17.21%，其中宜林荒山荒地面積72.25萬(wàn)hm2、采伐跡地面積3.55萬(wàn)hm2、火燒跡地面積0.32萬(wàn)hm2、宜林沙荒地面積2.42萬(wàn)hm2；疏林地面積9.03萬(wàn)hm2，占林業(yè)用地面積1.98%。近年來(lái)，通過(guò)造林綠化和實(shí)施林業(yè)生態(tài)工程，無(wú)林地和疏林地面積雖有所減少，但還有很大的可利用空間。

1.4林業(yè)生物質(zhì)能源林培育基礎(chǔ)較好

河南省生物質(zhì)能源林發(fā)展不僅有較好的人工培育基礎(chǔ)，而且有較厚實(shí)的科研基礎(chǔ)。油料能源林方面，科研部門(mén)開(kāi)展油茶、油桐、核桃的豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究較早，成果較多，人工栽培歷史較長(zhǎng)。據(jù)初步調(diào)查，河南省現(xiàn)有油茶面積約1.7萬(wàn)hm2，純林比重較小，集約化程度較高；混交林比重較大，多為粗放經(jīng)營(yíng)。油桐在大別山區(qū)多與茶葉混交栽培，集約化程度較高。核桃是豫西山區(qū)的主要油料干果樹(shù)種，林業(yè)部門(mén)開(kāi)展研究早，山區(qū)生產(chǎn)基礎(chǔ)好。烏桕在20世紀(jì)80—90年代開(kāi)展過(guò)資源清查和豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究，人工林較多，但因加工等環(huán)節(jié)沒(méi)有跟上，現(xiàn)在純林較少，丘陵山區(qū)散生分布較多。黃連木主要為散生狀態(tài)，也有小片集中分布，品種有待查清。木質(zhì)能源林方面，柳樹(shù)、楊樹(shù)、刺槐、櫟類(lèi)（如麻櫟、板栗、栓皮櫟、青岡等）、榿木、竹類(lèi)（毛竹、桂竹、淡竹、剛竹、哺雞竹等）、紫穗槐、馬尾松等重點(diǎn)樹(shù)種在河南省都有研究和栽培基礎(chǔ)。特別是楊樹(shù)、刺槐、竹子均有大面積栽培，紫穗槐廣泛用于水土保持灌木林建設(shè)，櫟類(lèi)是河南省丘陵山區(qū)重點(diǎn)造林樹(shù)種。此外，20世紀(jì)80年代，全省林業(yè)部門(mén)還開(kāi)展了大規(guī)模的樹(shù)木引種工作，還參加了全國(guó)薪炭林科技攻關(guān)項(xiàng)目，在丘陵山區(qū)建立了多個(gè)薪炭林試驗(yàn)點(diǎn)，在優(yōu)良樹(shù)種選育、栽培技術(shù)、綜合效益、開(kāi)發(fā)利用等方面取得了一些成果，為進(jìn)一步開(kāi)展能源林研究奠定了良好基礎(chǔ)。

2存在的問(wèn)題

雖然發(fā)展生物質(zhì)能源林前景好，河南省各地發(fā)展的熱情也很高，但制約能源林發(fā)展的一些問(wèn)題也不容忽視，歸納起來(lái)主要有以下3個(gè)方面。

2.1資源不清，缺乏生物質(zhì)能源林中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃

截至目前，河南省還沒(méi)有開(kāi)展專(zhuān)門(mén)的能源林資源清查工作，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于全省森林資源清查結(jié)果，在資源分類(lèi)和調(diào)查方法上都不全面，不能準(zhǔn)確反映能源林樹(shù)種資源分布區(qū)域、現(xiàn)有面積或數(shù)量、現(xiàn)有林分或林分生長(zhǎng)情況以及可用于培育能源林的荒山荒地面積等真實(shí)情況。

2.2優(yōu)質(zhì)能源樹(shù)種的選育和高效培育工作滯后

目前，河南省生物能源樹(shù)種不少，但優(yōu)良品種不多。就油料能源林而言，在全國(guó)油茶產(chǎn)區(qū)中，唯獨(dú)河南省沒(méi)有自己的優(yōu)良品種。烏桕、油桐雖開(kāi)展過(guò)種質(zhì)資源調(diào)查，但沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的良種選育，也沒(méi)有通過(guò)審定或認(rèn)定的良種。黃連木資源尚不清楚。就木質(zhì)能源林來(lái)說(shuō)，近年來(lái)，對(duì)楊樹(shù)、刺槐的良種選育及豐產(chǎn)栽培研究成果較多；20世紀(jì)80年代開(kāi)展過(guò)馬尾松薪炭林研究。總之，河南省優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)能源樹(shù)種選育和高效培育工作滯后，不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

2.3現(xiàn)有生物質(zhì)能源林利用率低

油料能源林大多采用傳統(tǒng)土法進(jìn)行生產(chǎn)，加工剩余物基本廢棄不用。木質(zhì)能源林大多采用直接燃燒，熱能利用率低。

3對(duì)策

3.1依據(jù)國(guó)家政策及河南省實(shí)際，制定生物質(zhì)能源林中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃

把生物質(zhì)能源林的發(fā)展納入林業(yè)“十二五”規(guī)劃及生態(tài)省建設(shè)規(guī)劃。先要摸清家底，實(shí)事求是，做好基礎(chǔ)工作，立足長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。制定目標(biāo)要切實(shí)可行，不與別的省份攀比，不盲目跟風(fēng)。各項(xiàng)目標(biāo)要落實(shí)到田間地頭、科研院所，不能以規(guī)劃落實(shí)規(guī)劃。

3.2以鄉(xiāng)土生物質(zhì)能源樹(shù)種為基礎(chǔ)，加強(qiáng)良種選育、豐產(chǎn)培育及加工利用技術(shù)研究

產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，資源是基礎(chǔ)，良種是關(guān)鍵。由于林木生物質(zhì)能源是新興行業(yè)，應(yīng)持審慎發(fā)展的態(tài)度。在沒(méi)有掌握培育技術(shù)的情況下，不宜大量無(wú)序發(fā)展。近年來(lái)，河南省林業(yè)部門(mén)相繼開(kāi)展了麻瘋樹(shù)、光皮樹(shù)、文冠果等能源樹(shù)種的引種試驗(yàn)研究，但效果均不理想。按照我國(guó)能源林發(fā)展區(qū)域規(guī)劃，河南省重點(diǎn)發(fā)展的樹(shù)種是黃連木。據(jù)調(diào)查，黃連木大部分是雌雄異株，由于雄花和雌花花期不一致，因此產(chǎn)量不穩(wěn)定，病蟲(chóng)害也較嚴(yán)重。因此，加強(qiáng)黃連木良種選育及豐產(chǎn)培育技術(shù)研究是當(dāng)前的首要工作。應(yīng)積極與相關(guān)省份的研究部門(mén)開(kāi)展合作，盡快解決區(qū)域性的技術(shù)問(wèn)題，指導(dǎo)生產(chǎn)，提高效益。

3.3培植引進(jìn)龍頭企業(yè)，以需求帶動(dòng)投資，以投資促進(jìn)生產(chǎn)

企業(yè)生產(chǎn)需要有穩(wěn)定的原料基地作保障，從現(xiàn)行的林業(yè)企業(yè)發(fā)展模式看，許多企業(yè)在投產(chǎn)之前，都會(huì)在項(xiàng)目投資區(qū)建設(shè)一定規(guī)模的原料林，進(jìn)而帶動(dòng)當(dāng)?shù)厝罕姷脑炝址e極性。因此，市場(chǎng)需求的引領(lǐng)往往比政府的政策引導(dǎo)更有效。

3.4大力培育生物質(zhì)能源林，注意多林種統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展

河南省過(guò)去發(fā)展林地主要用作生態(tài)林、用材林、防護(hù)林，形成了配套的經(jīng)營(yíng)管理技術(shù)，單一的能源林較少，因此現(xiàn)在單純地提倡能源林是行不通的。林地主要的任務(wù)還是保護(hù)生態(tài)，經(jīng)營(yíng)林地主要是為了發(fā)揮其多功能、多效益，這意味著能源林的栽培技術(shù)也不相同，而且能源林不能是純林，必須是混交林。除保護(hù)生態(tài)外，能源林不僅能夠提供人們所需要的生物質(zhì)燃料原材料，還具有生產(chǎn)肥料等功能。要防止因發(fā)展能源林而出現(xiàn)生態(tài)不穩(wěn)定的問(wèn)題[2]。因此，營(yíng)造生物質(zhì)能源林時(shí)不要大面積營(yíng)造，要盡量保持植林區(qū)域原有的生態(tài)系統(tǒng)，因地制宜，統(tǒng)籌發(fā)展。

4參考文獻(xiàn)

[1] 何禎祥，王偉.中國(guó)能源林業(yè)研發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展策略[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā)，2006（4）：8-11.

[2] 袁振宏.生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景[C]//中國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展研討會(huì)論文集.北京：國(guó)家林業(yè)局，2006.

[3] 程傳智.木本油料植物種源研究及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀[C]//中國(guó)生物質(zhì)能技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展研究會(huì)論文集.淄博：山東理工大學(xué)，2005.

[4] 王濤，侯新村，于海燕.中國(guó)生物柴油木本能源植物的調(diào)查與研究[C]//中國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展研討會(huì)論文集.北京：國(guó)家林業(yè)局，2006．

[5] 周本智，傅懋毅，楊校生，等.我國(guó)能源竹類(lèi)資源及其開(kāi)發(fā)潛力[J].世界林業(yè)研究，2006（6）：49-52．

[6] 張建國(guó).中國(guó)薪炭林培育技術(shù)[C]//中國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展研討會(huì)論文集.北京：國(guó)家林業(yè)局，2006．

篇6

一、發(fā)展生物質(zhì)能的四大好處

(一)再造綠色大慶，增加能源供給。我國(guó)有大量以淀粉、油脂、纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等為主要成分的生物資源。我國(guó)糧食年產(chǎn)量為4．5―5億噸，同時(shí)產(chǎn)生秸桿7億多噸；還有大量不易種農(nóng)作物的土地，可以作為能源等專(zhuān)用植物種植的土地約有1億公頃，再加上南方10億畝山坡和3億畝冬閑田的利用，每年可生產(chǎn)10―15億噸生物質(zhì)，可產(chǎn)酒精和生物柴油約1億噸左右，至少相當(dāng)于大慶油田的產(chǎn)量。

(二)減少二氧化碳排放，改善生態(tài)環(huán)境。目前，我國(guó)CO2的排放總量?jī)H次于美國(guó)而居世界第二位。生物質(zhì)能不但在使用過(guò)程中不會(huì)大量產(chǎn)生CO2，而且綠色植物在進(jìn)行光合作用時(shí)還要吸收大量CO2，從而大幅度減少CO2的排放量。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)廢棄物現(xiàn)象是我國(guó)最大的能源污染，每年有20―25億噸畜禽糞便造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和疾病傳播隱患。大量作物秸桿被遺棄在田間地頭，就地焚燒，煙氣污染十分嚴(yán)重。利用生物技術(shù)可使畜禽糞便、秸桿類(lèi)木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為沼氣、燃料乙醇或其它產(chǎn)品，既有利于根治“畜牧公害”和“秸桿問(wèn)題”，又能緩解農(nóng)村能源短缺的問(wèn)題。

(三)創(chuàng)造就業(yè)崗位，增加農(nóng)民收入。發(fā)展生物質(zhì)能的最大意義是有利于解決“三農(nóng)”問(wèn)題，可以創(chuàng)造就業(yè)崗位，增加農(nóng)民收入，保持農(nóng)村社會(huì)的穩(wěn)定。創(chuàng)造一個(gè)綠色大慶就相當(dāng)于1500億元人民幣的石油進(jìn)口費(fèi)轉(zhuǎn)讓給了農(nóng)民和生物能源企業(yè)，而且可以創(chuàng)造上千萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。我國(guó)年產(chǎn)玉米1．2億噸左右，占世界玉米年產(chǎn)量的20％，居世界第二位。其中2／3沒(méi)有經(jīng)過(guò)深加工作為飼料使用，直接損失淀粉3000萬(wàn)噸。若經(jīng)過(guò)深加工，利用3000萬(wàn)噸淀粉可生產(chǎn)1300萬(wàn)噸的燃料乙醇，替代等量的汽油并按現(xiàn)行油價(jià)計(jì)算，僅此一項(xiàng)可以節(jié)約195億元人民幣。種植高粱等生產(chǎn)乙醇，組織規(guī)?；a(chǎn)和加工也可增加農(nóng)民收入。

(四)發(fā)展生物化工，推動(dòng)化工革命。延長(zhǎng)生物質(zhì)能的產(chǎn)業(yè)鏈，利用生物乙醇生產(chǎn)乙烯、聚乙烯、環(huán)氧乙烷等生物化學(xué)材料，大幅度提高生物能源工業(yè)的附加值。據(jù)預(yù)測(cè)，到2010年我國(guó)乙烯需求量將達(dá)2500萬(wàn)噸，部分依靠進(jìn)口。若發(fā)展生物乙烯替代進(jìn)口，將用于進(jìn)口的費(fèi)用轉(zhuǎn)讓給國(guó)內(nèi)的生物化工企業(yè)，這些企業(yè)向農(nóng)民收購(gòu)原料，還可增加農(nóng)民收入上千億元人民幣。

二、發(fā)展生物質(zhì)能要消除的四大誤區(qū)

(一)消除與人爭(zhēng)糧的誤E。甜高梁、甘薯、木薯、秸桿、甘蔗都可以作為生產(chǎn)燃料乙醇的原料。各種廢油、油菜籽都可以用來(lái)生產(chǎn)生物柴油。所以不能誤解為生物質(zhì)能就是把糧倉(cāng)變油箱。相反，生物質(zhì)能將起到一個(gè)糧食安全平衡器的作用。

(二)消除與糧爭(zhēng)地的誤區(qū)。生物質(zhì)能的原料生產(chǎn)，可以利用不宜種植農(nóng)作物的荒地、坡地、改良后的鹽堿地，還可利用休閑的土地，完全可以做到不與生產(chǎn)糧食爭(zhēng)地。

(三)消除生產(chǎn)成本高的誤區(qū)。生物質(zhì)能的技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，有望成為成本最低的能源之一，而且比核能、煤炭安全得多。初步測(cè)算，三峽工程總投資約1800億元人民幣，2009年完成后，年發(fā)電860億千瓦時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)大慶的能源當(dāng)量，而同當(dāng)量的發(fā)展生物質(zhì)能只需不到50％的投資就能創(chuàng)造一個(gè)綠色大慶。

篇7

關(guān)鍵詞 生物工程 新型能源

中圖分類(lèi)號(hào)：F206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of Biological Engineering in New Energy

LV Ge

(Hubei University of Technology, Wuhan, Hubei 430068)

Abstract The main features of the new energy is clean and renewable. The new energy is an important direction for future development of energy industry. Bio-energy as a new technology, the development of the energy industry has a pivotal role. This article highlights the link between the bio-engineering and new energy, and study the role of biological engineering in promoting human energy exploration.

Key words biological engineering; new energy

1 什么是生物工程？什么是新型能源？

生物工程是上世紀(jì)70年代興起的一門(mén)具綜合型和應(yīng)用型一體的學(xué)科，到了90年代才誕生了系統(tǒng)性的生物工程?，F(xiàn)代生物技術(shù)主要是指對(duì)生物體進(jìn)行基于個(gè)體、細(xì)胞甚至分子水平上通過(guò)技術(shù)手段根據(jù)我們的目的，進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作，從而達(dá)到設(shè)計(jì)期望的目的。這其中包括發(fā)酵工程、酶工程、細(xì)胞工程和基因工程。尤其是基因工程發(fā)展?jié)摿哟蟆Ｄ壳霸O(shè)計(jì)的生物工程技術(shù)將會(huì)為人類(lèi)解決諸如環(huán)境、糧食等問(wèn)題。

新型能源是指通過(guò)新技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的可以再生的能源。目前常見(jiàn)的包括太陽(yáng)能、水能、潮汐能等，還有常見(jiàn)的甲醇、酒精等也是屬于新型能源的范疇。隨著石油、煤炭等不可再生常規(guī)能源的消耗和在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的破壞，對(duì)新型能源的研究將得到各國(guó)的加倍重視。使用新型能源已經(jīng)成為了新時(shí)代的能源總趨勢(shì)。

2 為什么要開(kāi)發(fā)新型能源？為什么要將生物工程應(yīng)用到新型能源的開(kāi)發(fā)？

石油、煤炭等能源都是不可再生資源，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，這就造成了燃料成本的不斷提高，這樣顯然會(huì)影響到社會(huì)發(fā)展，而現(xiàn)代的社會(huì)對(duì)石油和煤炭能源的依賴又是有目共睹的；同時(shí)，石油煤炭等能源的使用過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，這加劇了全齊變暖的趨勢(shì)，種種跡象表明，研究出來(lái)一種可以代替石油、煤炭的能源迫在眉睫。

根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)，從牧草、農(nóng)業(yè)廢物和其他非食品植物的纖維素物質(zhì)中提取的液態(tài)燃料，是最有潛力用來(lái)代替石油的。

現(xiàn)在，主流的生物燃料是乙醇。但是僅僅是適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，而無(wú)法滿足航空用油和柴油機(jī)用油的需求。同時(shí)，大量使用乙醇也會(huì)對(duì)油罐、輸油管道造成腐蝕，所以一種新型的高級(jí)燃料呼之欲出。

有研究表明對(duì)酵母菌和大腸桿菌的基因進(jìn)行修改后，經(jīng)過(guò)一系列的反映可以制造出沒(méi)藥烷。通過(guò)科學(xué)家們對(duì)沒(méi)藥烷的研究和性能測(cè)試，可以看出沒(méi)藥烷具有高級(jí)能源的潛能。

這是一個(gè)很具有標(biāo)志性的通過(guò)生物工程研究新型能源的案例，這樣一個(gè)案例也充分說(shuō)明了生物工程將對(duì)新型能源的開(kāi)發(fā)和利用起到關(guān)鍵的作用。

3 生物工程在新型能源中的發(fā)展前景

3.1 氫能

3.1.1 發(fā)展新型燃料電池

使用氫、甲烷等制造的燃料電池在使用過(guò)程中，直接和氧氣發(fā)成反應(yīng)，產(chǎn)生電能。特點(diǎn)是能源轉(zhuǎn)化率高，污染低。這是使用比較普遍的一種能源利用方式。傳統(tǒng)的氫氣的采集方法主要有水電揭發(fā)制氫、太陽(yáng)能制氫和天然氣或者工業(yè)尾氣分離制氫。新型的生物制氫目前正在一步步的走向成熟。最近的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，90%的制氫工業(yè)是使用如天然氣等天然碳?xì)浠衔锓蛛x提取的方法；這樣的制氫方法壓迫消耗大量的礦物資源，這不能從根本上解決能源缺乏的問(wèn)題。而利用秸稈等生物質(zhì)進(jìn)行制氫則是頗有前景的方法。目前為止，生物制氫一般會(huì)使用的微生物喲藍(lán)綠藻、細(xì)菌、光合菌等。目前研究最多的就是藍(lán)細(xì)菌，但是他本身有弊端，就是在放氫的同時(shí)，伴隨氧的釋放，氫酶易失活。光合細(xì)菌可利用光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化從氫能，這個(gè)從理論上是最理想的制氫途徑。

3.1.2 開(kāi)發(fā)軍民兩用的生物能源

現(xiàn)在，不論是民用汽車(chē)交通運(yùn)輸工具還是兵用機(jī)動(dòng)裝備，都是用柴油、汽油為燃料，這樣的話如果是將氫能最為燃料那將是一個(gè)大大的進(jìn)步。這樣說(shuō)是因?yàn)闅淠茏鳛槿剂?，有其自身的?yōu)勢(shì)。首先，氫能的釋放過(guò)程是純凈的，（下轉(zhuǎn)第250頁(yè)）（上接第198頁(yè)）不會(huì)污染環(huán)境；其次氫能的熱效率極高，甚至是汽油的三倍；最有生物制氫有極大的潛力。

3.1.3 充分利用有機(jī)垃圾或有機(jī)廢水為原料生產(chǎn)氫能源

生活垃圾的處理困擾著人類(lèi)，造成的環(huán)境問(wèn)題也是不容忽視的。經(jīng)過(guò)研發(fā)，用生活垃圾為原料制取氫氣具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。這種方法產(chǎn)氫率很高。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論，每一公斤生活垃圾可以獲取49升的氫氣，產(chǎn)氫后的殘?jiān)菬o(wú)臭味的糊狀物體，依然有成為農(nóng)田有機(jī)肥料的價(jià)值。這樣一個(gè)工藝有下幾個(gè)特點(diǎn)：①制氫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；②獲取氫氣的純度較高；③可持續(xù)產(chǎn)氫；④未采用純菌種。

3.1.4 微型綠藻是索取氫能的最廉價(jià)途徑

微型綠藻是一種低能植物，具有分布廣、繁殖快的特點(diǎn)。它只要是在滿足水、光照的條件下就可以制造氫氣。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，人工控制可以使綠藻按照要求生產(chǎn)出氫氣。使用這種方法，要注意兩點(diǎn)：首先，通過(guò)細(xì)胞固定化技術(shù)，存在提高微型綠藻產(chǎn)生氫氣的持續(xù)能力；第二，通過(guò)基因工程技術(shù)，可以使微型綠藻生產(chǎn)氫氣的能力有大幅度的提高。這是一種最廉價(jià)的制氫途徑。

3.2 以CO2廢氣為原料開(kāi)發(fā)新能源

CO2是造成溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題的主要原因。所謂溫室效應(yīng)，是指由于地球表面氣溫升高的現(xiàn)象。工業(yè)發(fā)展過(guò)程中燃燒太多的石油、煤炭和天然氣，這過(guò)程中釋放出來(lái)的大量CO2進(jìn)入大氣，而CO2又有吸熱和隔熱的功能，這就像是在大氣中形成了一層玻璃罩，使得地球表面的熱量不能回到外層空間，所以地球表面的溫度就上升了。

從另外一個(gè)角度來(lái)講，CO2又是一種化工原料。我們可以采用生物方法通過(guò)化學(xué)反映將其變成能源?，F(xiàn)在較普遍的方式是這樣的：利用藻類(lèi)植物，特別是單細(xì)胞藻類(lèi)（無(wú)論是真核或原核），在光照條件下它們可以進(jìn)行光合作用將CO2吸收，同時(shí)將太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)，這樣藻類(lèi)植物就成了一個(gè)巨大的能量庫(kù)。

3.3 微生物發(fā)酵備制酒精

乙醇是又一種無(wú)污染的清潔能源，也是一種重要的再生能源。它有著無(wú)污染、效率高、燃燒完全的特點(diǎn)?，F(xiàn)在可以用到的就是用乙醇稀釋汽油，從而代替鉛汽油，這樣功效提高了15%左右，同時(shí)這樣還較少了污染?，F(xiàn)在常用的制取乙醇方法有兩種，一是用廢棄農(nóng)業(yè)秸稈生產(chǎn)乙醇，二是用綠藻生產(chǎn)。在我國(guó)，有大量的廢棄農(nóng)作物秸稈，我們有能力也有技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成能源。同時(shí)這樣的成本也低于使用糧食發(fā)酵乙醇。使用綠藻備制乙醇，也是很有潛力的。在光照條件下，它將CO2轉(zhuǎn)化為淀粉貯藏，在無(wú)光活弱光條件下將淀粉轉(zhuǎn)化為乙醇。這樣既不會(huì)造成環(huán)境污染，又能夠吸收造成溫室效應(yīng)的CO2。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著石油、煤炭、天然氣等不可再生資源的迅速減少，能源問(wèn)題已經(jīng)成了社會(huì)發(fā)展的一道坎。能否找到可以代替石油等常規(guī)能源的新型能源已經(jīng)成為我們?nèi)祟?lèi)社會(huì)繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。我們現(xiàn)在所知道的以可再生資源生產(chǎn)的生物柴油、氫氣和燃料酒精等，具有清潔、高效的特點(diǎn)。我們可以抓住這樣一個(gè)思路，沿著這樣一條路走下去。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，木聚糖酶、纖維素酶等關(guān)鍵酶有了極大突破，這標(biāo)志著我們通過(guò)纖維素發(fā)酵備制酒精的目標(biāo)將要實(shí)現(xiàn)了。我國(guó)可以以豐富的動(dòng)物油脂、植物油脂資源為依托，大力發(fā)展生物技術(shù)備制新能源。還有飯店產(chǎn)生的煎炸油，也是一種豐富的原料，還可以解決地溝油的問(wèn)題。生物工程應(yīng)用到新能源開(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)有了一個(gè)清晰的思路，但是如果要投入到工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，還是有一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題亟待解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢(qián)伯章,夏磊[J].現(xiàn)代化工,2002.22(9).

篇8

[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)；存在的問(wèn)題；商業(yè)模式創(chuàng)新

對(duì)策與建議

開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能源是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的必然，是緩解我國(guó)能源矛盾，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的戰(zhàn)略舉措，對(duì)維護(hù)我國(guó)能源安全，改善能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)必將發(fā)揮重要作用，發(fā)展生物質(zhì)能源前景廣闊，方興未艾。然而，發(fā)展生物質(zhì)能源的道路是不平坦的，存在著許多制約因素。就開(kāi)發(fā)湘西州永順縣生物質(zhì)能源，筆者認(rèn)為，必須破解難題，創(chuàng)新生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)商業(yè)模式。

一、當(dāng)前生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題

生物質(zhì)能具有產(chǎn)量大、可再生、可儲(chǔ)存、碳中和等優(yōu)點(diǎn)。理論上生物質(zhì)是可行的替代能源，但實(shí)際應(yīng)用并不盡如人意。

(一)原料成本之困――原料漲價(jià)

一是能量密度低，原始成本高。與其他非水能的可再生能源相類(lèi)似，生物質(zhì)的能量密度低，需要大量的土地。在倡導(dǎo)種植非糧作物和利用邊際性土地的“非糧”、“非耕地”路線下，產(chǎn)量和能量密度都低于普通糧食，原料成本還是很高。不管是否與民爭(zhēng)糧還是與糧爭(zhēng)地，目前的生物燃料的原料成本都很難控制，無(wú)法擺脫對(duì)補(bǔ)貼的依賴。

二是物流不經(jīng)濟(jì)，中間成本高。此外，生物質(zhì)物流也很不經(jīng)濟(jì)，需要耗費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸，在生產(chǎn)出潔凈能源的同時(shí)也要消耗大量的能源，甚至污染環(huán)境，很難形成閉合的能量循環(huán)系統(tǒng)。

(二)技術(shù)瓶頸之困――第二代技術(shù)仍存在不確定性

生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)展水平參差不齊，轉(zhuǎn)化成本高、效率低。液體生物燃料存在關(guān)鍵轉(zhuǎn)化技術(shù)不成熟、生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題，離產(chǎn)業(yè)化尚有一定差距；固體成型燃料加工設(shè)備的能耗較大，約在90-100千瓦小時(shí)／噸，原材料收購(gòu)價(jià)格波動(dòng)大，季節(jié)性因素導(dǎo)致收儲(chǔ)難；生物質(zhì)氣化集中供氣存在無(wú)成熟的生物質(zhì)類(lèi)洗焦廢水凈化技術(shù)，燃?xì)鉄嶂档停瑲饣瘷C(jī)組運(yùn)行連續(xù)性差，自動(dòng)化水平低等問(wèn)題；關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口，我國(guó)大中型沼氣、固體成型燃料以及生物質(zhì)直燃鍋爐設(shè)備的核心技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平還有很大差距?，F(xiàn)有項(xiàng)目多停留在中試階段，且短期內(nèi)很難有大的突破。

(三)政策支持乏力――政策反復(fù)裹足不前

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受原料高成本的影響，大部分生產(chǎn)企業(yè)需要額外的補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠才能贏利或生存。但目前政策補(bǔ)貼不夠完善。生物質(zhì)能源扶持政策缺乏系統(tǒng)性和配套性，在多種能源產(chǎn)品和規(guī)模上未給予明確的支持和指引。有些政策補(bǔ)貼起點(diǎn)過(guò)高，如財(cái)政部《秸稈能源化利用補(bǔ)助資金管理暫行辦法》(財(cái)建[2008]735號(hào))僅支持注冊(cè)資本金1000萬(wàn)元以上、年消耗秸稈量1萬(wàn)噸以上的大中型企業(yè)，導(dǎo)致多數(shù)企業(yè)無(wú)法得到補(bǔ)貼；有些政策設(shè)計(jì)不完整，補(bǔ)貼僅針對(duì)直接生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)消費(fèi)能源產(chǎn)品的終端用戶則沒(méi)有補(bǔ)貼。

(四)商業(yè)環(huán)境不成熟――銷(xiāo)售不暢、融資困難

一是缺乏系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈。生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)還需要高效率的商業(yè)生態(tài)鏈條。首先種植環(huán)節(jié)就是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，之后還需在收購(gòu)、調(diào)配、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)等方面進(jìn)一步整合。生物柴油的原料問(wèn)題突出，廢棄油脂的收集、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)缺乏有效的組織，“地溝油”等廢棄油資源的利用率仍然較低。培育高含油量和高生態(tài)適應(yīng)性品種是生物柴油的關(guān)鍵。遺憾的是，中國(guó)的生物柴油產(chǎn)業(yè)在初期沒(méi)有打好基礎(chǔ)，各地盲目種植油料樹(shù)木，品種單一，形成“南方只有麻風(fēng)樹(shù)、北方只有黃連木”的局面。而大面積單一樹(shù)種增加了蟲(chóng)害等問(wèn)題，造成產(chǎn)業(yè)環(huán)境惡劣；而且，按照現(xiàn)有的信貸標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)木種植不能抵押，難以獲得銀行貸款。而木本植物種植周期長(zhǎng)，投入大，若沒(méi)有商業(yè)銀行貸款支持，企業(yè)很難獨(dú)立承擔(dān)，造成融資困難。

二是商業(yè)模式難建立。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，技術(shù)略為成熟的主要是糖淀粉制燃料乙醇、植物油或地溝油制生物柴油、農(nóng)林廢棄物制固體顆粒燃料、沼氣利用等，但其中真正具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力(成本優(yōu)勢(shì))的并不多。

二、創(chuàng)新永順縣凱迪陽(yáng)光生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)商業(yè)模式的建議

要解決生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題，就湘西州永順縣而言，要在湘西州永順縣農(nóng)業(yè)專(zhuān)業(yè)合作社發(fā)展的基礎(chǔ)上有繼承、有發(fā)展、有創(chuàng)新，鞏固成效，解決問(wèn)題，消除制約因素，創(chuàng)新生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)的商業(yè)模式，把生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)做大做強(qiáng)。

(一)以價(jià)值理念模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、農(nóng)民、政府多方共贏

一是要樹(shù)立民生理念。湘西州永順縣凱迪陽(yáng)光生物質(zhì)能源建設(shè)項(xiàng)目用凱迪獨(dú)有的“不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地，不與民爭(zhēng)利”的發(fā)展理念，用“規(guī)劃一個(gè)片區(qū)，培植一個(gè)產(chǎn)業(yè)，改善一片生態(tài)，致富一方民眾，發(fā)展一地經(jīng)濟(jì)”的系統(tǒng)工程，用“兩個(gè)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目支持三個(gè)工業(yè)項(xiàng)目”的完美組合，用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，創(chuàng)造“地方有稅收，部門(mén)有作為，農(nóng)民有收入，員工有回報(bào)，企業(yè)有發(fā)展”的多贏商業(yè)模式。增加農(nóng)村就業(yè)機(jī)會(huì)，增加農(nóng)民收入，促進(jìn)農(nóng)村社會(huì)的和諧穩(wěn)定，加快新農(nóng)村建設(shè)的步伐。

二是要樹(shù)立共贏多贏理念。湘西州永順縣凱迪陽(yáng)光生物質(zhì)能源建設(shè)項(xiàng)目以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，以現(xiàn)代林業(yè)理論為指導(dǎo)，以林權(quán)制度改革為契機(jī)，以公司的高新技術(shù)、雄厚資本和當(dāng)?shù)刭Y源條件為基礎(chǔ)，以堅(jiān)持有利于“增量、增收、增效”為原則，以實(shí)現(xiàn)互利雙贏、共同發(fā)展為目的，在平等合作、資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，建立以節(jié)能、降耗、減排為主的綠色能源環(huán)保型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源的綜合利用，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)民增收，推動(dòng)永順經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧社會(huì)的全面發(fā)展。將凱迪陽(yáng)光生物質(zhì)能源項(xiàng)目建設(shè)為互利多贏、協(xié)調(diào)一致、可持續(xù)滾動(dòng)發(fā)展的有機(jī)統(tǒng)一體。

三是要樹(shù)立“兩型”企業(yè)理念。湘西州永順縣凱迪陽(yáng)光生物質(zhì)能源建設(shè)項(xiàng)目以科學(xué)發(fā)展觀和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)為目標(biāo)，以現(xiàn)有的薪炭林、農(nóng)林廢棄物等資源為切入點(diǎn)，以宜林荒山荒坡及現(xiàn)有灌木林、低效林等林地資源為發(fā)展平臺(tái)，進(jìn)行資源整合以及高效開(kāi)發(fā)，以示范基地建設(shè)聯(lián)動(dòng)農(nóng)民參與，以工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)初級(jí)產(chǎn)品利潤(rùn)回歸農(nóng)民，促進(jìn)工業(yè)原料保障以及農(nóng)民增收協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展，企業(yè)、農(nóng)民、政府、國(guó)家多方共贏。

(二)以發(fā)展模式創(chuàng)新，解決商業(yè)環(huán)境之困

湘西州永順縣凱迪電力的“低碳及循環(huán)經(jīng)濟(jì)+創(chuàng)新的經(jīng)營(yíng)模式+高技術(shù)壁壘”發(fā)展模式，與傳統(tǒng)試點(diǎn)生物質(zhì)能電廠項(xiàng)目相比，凱迪生物質(zhì)發(fā)電具有更強(qiáng)的盈利能力，因?yàn)楣緭碛休^強(qiáng)的技術(shù)壁壘，采用全球領(lǐng)先的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“高超高壓循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)”，而使用該技術(shù)達(dá)到超高壓等級(jí)的企業(yè)全球僅有三家，因此凱迪電力是當(dāng)之無(wú)愧的國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電的領(lǐng)跑者。

能否穩(wěn)定成本，是生物發(fā)電的關(guān)鍵，也是市場(chǎng)對(duì)公司最大，憂慮。凱迪生物質(zhì)電廠采用創(chuàng)新商業(yè)模式即“‘循環(huán)經(jīng)濟(jì)+低碳經(jīng)濟(jì)’的模式實(shí)現(xiàn)了‘能源植物和農(nóng)林廢棄物一電能和燃料一灰渣一有機(jī)肥一有機(jī)農(nóng)林產(chǎn)品’的完整的閉環(huán)流動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體，公司不但符合目前國(guó)際 國(guó)內(nèi)低碳、環(huán)保、節(jié)能的趨勢(shì)，而且生物電廠盈利能力較高，內(nèi)部收益率達(dá)8％-12％?！薄叭?jí)燃料保障體系”商業(yè)模式，能夠?qū)θ剂瞎?yīng)量、價(jià)格有較好控制力”。

(三)以技術(shù)模式創(chuàng)新，解決技術(shù)瓶頸之困

湘西州永順縣覬迪公司在廣泛消化吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)結(jié)晶煤燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的循環(huán)流化床技術(shù)開(kāi)發(fā)和研制工作，形成了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心專(zhuān)利技術(shù)和專(zhuān)有技術(shù)，其中以循環(huán)流化床燃燒技術(shù)和防止設(shè)備堿金屬腐蝕技術(shù)為重點(diǎn)。技術(shù)的不斷成熟、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和設(shè)備制造、適合中國(guó)資源狀況的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了保證。

要加強(qiáng)與科研院所的合作。重點(diǎn)加強(qiáng)與中南林業(yè)科技大學(xué)、湖南省林科院的合作，加快生物能源良種及新技術(shù)的推廣速度，配合開(kāi)展高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗優(yōu)良新品種的選有，以及生產(chǎn)栽培技術(shù)的集成創(chuàng)新，大力推廣優(yōu)良品種和新技術(shù)，依托林業(yè)科技推廣網(wǎng)絡(luò)，推廣生物能源優(yōu)良品種，建立豐產(chǎn)栽培示范基地。加大科技支撐力度，突破關(guān)鍵技術(shù)裝備和核心裝備的制約，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研組合，組織聯(lián)合攻關(guān)。

(四)以經(jīng)營(yíng)機(jī)制模式創(chuàng)新，解決政策扶持之困

一是構(gòu)建管理機(jī)制。要實(shí)行科學(xué)規(guī)劃，穩(wěn)步實(shí)施，采用核心基地和周邊面上分散基地相結(jié)合，以萬(wàn)坪鎮(zhèn)為中心，向周?chē)l(xiāng)鎮(zhèn)輻射，以能源林基地為中心的“一體化”模式，堅(jiān)持政府推動(dòng)、企業(yè)主導(dǎo)、農(nóng)戶自愿、鄉(xiāng)村牽頭的原則；堅(jiān)持規(guī)?；?、基地化、集約化、高產(chǎn)化的原則；堅(jiān)持統(tǒng)籌規(guī)劃、相對(duì)集中、用途不變、依法有償、互利雙贏的原則，全面推進(jìn)我湘西州永順生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益同步增長(zhǎng)。

二是構(gòu)建政策資金投入機(jī)制。政策投入機(jī)制方面，要進(jìn)一步完善財(cái)政補(bǔ)貼政策，逐步從建設(shè)投資補(bǔ)貼為主轉(zhuǎn)向原料補(bǔ)貼、產(chǎn)品補(bǔ)貼、消費(fèi)補(bǔ)貼和投資補(bǔ)貼四管齊下。一要加大生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)補(bǔ)貼力度。二要完善生物質(zhì)能源產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入、監(jiān)督和價(jià)格補(bǔ)貼。三要制定生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)稅收優(yōu)惠政策。鼓勵(lì)社會(huì)資本進(jìn)入生物質(zhì)能源行業(yè)，扶持生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

三是構(gòu)建持續(xù)發(fā)展機(jī)制。堅(jiān)持“不與農(nóng)爭(zhēng)地，不與民爭(zhēng)糧”的原則，分階段穩(wěn)步推進(jìn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，探索適應(yīng)湘西州永順縣縣情的發(fā)展模式。前期，優(yōu)先利用有機(jī)廢棄物等生物質(zhì)資源，推進(jìn)生物質(zhì)燃?xì)?、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。中后期，合理開(kāi)發(fā)邊際土地資源，積極穩(wěn)妥發(fā)展能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)，擴(kuò)大生物質(zhì)能資源基礎(chǔ)；推進(jìn)纖維素液體燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，顯著增加生物質(zhì)能在清潔能源和交通燃料供應(yīng)中的比例。選擇適合湘西州永順縣縣情的產(chǎn)業(yè)化道路。一要支持和鼓勵(lì)企業(yè)努力創(chuàng)造出適合湘西永順縣縣情的、符合市場(chǎng)規(guī)律的商業(yè)模式，使生物質(zhì)能源企業(yè)能夠不依靠政府補(bǔ)貼而依靠自身的贏利能力發(fā)展壯大起來(lái)。二要根據(jù)湘西州永順縣不同地理環(huán)境、資源稟賦、能源需求等特征，擇優(yōu)、擇需、有重點(diǎn)地扶持和推廣相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化工程，形成合理的生物質(zhì)能源發(fā)展布局。三要完善支持企業(yè)發(fā)展多層次金融體系，引導(dǎo)更多的金融資本投入生物質(zhì)能源的科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，激勵(lì)企業(yè)發(fā)揮創(chuàng)新積極性。四要全面推進(jìn)集體林權(quán)制度改革。進(jìn)一步明晰產(chǎn)權(quán)，引導(dǎo)林地使用權(quán)合理流轉(zhuǎn)，在維護(hù)生態(tài)效益的前提下，充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。積極探索一條適合永順實(shí)際的生物質(zhì)能源林基地建設(shè)商業(yè)模式，即農(nóng)戶+合作社+公司。從而確?；氐姆€(wěn)定、健康、可持續(xù)發(fā)展。

篇9

農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)包括航天平臺(tái)、航空平臺(tái)、地面平臺(tái)三種，地面平臺(tái)有三角架、遙感塔、遙感車(chē)等，主要用于近距離測(cè)量地物波普，獲得地物細(xì)節(jié)影像。遙感技術(shù)并不是完美的，受技術(shù)水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約，存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問(wèn)題。

1 遙感技術(shù)與能源作物

遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，給農(nóng)業(yè)管理帶來(lái)了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源，污染少、可再生等特點(diǎn)越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。針對(duì)能源作物的遙感技術(shù)也不斷的發(fā)展進(jìn)步[1]。

1.1 農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)前農(nóng)業(yè)管理的內(nèi)容包括施肥、除蟲(chóng)、產(chǎn)量、除草、質(zhì)量、作物生長(zhǎng)狀態(tài)監(jiān)視等，都可以通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。遙感技術(shù)基于光譜信息的采集，可以發(fā)現(xiàn)人眼觀察不到的信息，比如蟲(chóng)病感染、營(yíng)養(yǎng)缺失、農(nóng)藥殘留等。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)被廣泛運(yùn)用于土壤調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、水資源調(diào)查等領(lǐng)域。當(dāng)然遙感技術(shù)本身也存在著一些缺陷，如光譜范圍受限制、周轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、無(wú)法實(shí)時(shí)觀測(cè)、空間分辨率低等。

1.2 能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀

生物能源指任何非化石生物材料所產(chǎn)生的熱能來(lái)源，可以來(lái)自海洋及陸地，包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類(lèi)：糖類(lèi)和淀粉作物、油類(lèi)作物和木質(zhì)纖維作物。糖類(lèi)和淀粉作物方面，小麥和玉米在我國(guó)主要用于生產(chǎn)乙醇，乙醇生產(chǎn)成本低，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；油類(lèi)作物方面，油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種，我國(guó)對(duì)于生物柴油的研發(fā)比較晚，但發(fā)展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜，木本植物方面種植麻風(fēng)樹(shù)、綠玉樹(shù)、光皮樹(shù)、山楓子；木質(zhì)纖維作物方面，多數(shù)木質(zhì)纖維素類(lèi)作物人處于開(kāi)發(fā)和篩選階段，大規(guī)模種植技術(shù)和運(yùn)輸問(wèn)題也需要解決。Miscanthus由于養(yǎng)分需求少、不侵蝕環(huán)境、水量需求低等特點(diǎn)，已成為我國(guó)最具潛力的可再生能源來(lái)源[2]。

2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)在能源作物生物量監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用

2.1 地面遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀

與其他農(nóng)作物監(jiān)測(cè)采用的方法一樣，能源作物遙感監(jiān)測(cè)的方法包括衛(wèi)星、小型飛機(jī)、地面遙感裝置三種，各有優(yōu)劣。衛(wèi)星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)；小型飛機(jī)工作環(huán)境靈活，時(shí)間靈活，但存在著地域局限性。

2.2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)在能源作物生物量監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用

地面平臺(tái)包括三角架、遙感塔、遙感車(chē)、遙感船、建筑物頂部裝置等，用于近距離捕捉地物細(xì)節(jié)影像和地物波普。目前地面遙感平臺(tái)的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器，放置在38m高的云臺(tái)上，可進(jìn)行水平360°垂直90°的轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼塔一般設(shè)置在能源作物的中間，以方便進(jìn)行全方位的觀測(cè)。相比于其他遙感方式的不足，一塔式的獨(dú)立遙感系統(tǒng)具有空間分辨率高、時(shí)間周轉(zhuǎn)快、光譜分辨率高的特點(diǎn)。

但地面遙感平臺(tái)也存在圖像幾何失真，遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點(diǎn)：遙感平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)；地球本身對(duì)遙感圖像的影響；傳感器內(nèi)部失真；平臺(tái)高度變化，軌道偏移和姿態(tài)變化等。造成圖像輻射失真的原因有：傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽(yáng)高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等，可通過(guò)糾正輻射亮度來(lái)消除輻射誤差。

為了加強(qiáng)遙感圖像的精確性，必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法：建立幾何失真的數(shù)據(jù)模型，利用數(shù)學(xué)模型消除幾何失真；收集實(shí)地地物的真實(shí)坐標(biāo)值，確定真實(shí)值與失真后圖像間的關(guān)系，以校正失真誤差。在實(shí)際操作中，通常會(huì)把兩者連起來(lái)用。首先建立一個(gè)幾何失真的數(shù)學(xué)模型，建立失真圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同圖像空間中象元位置變換；然后利用這種對(duì)應(yīng)關(guān)系把失真圖像中的象元轉(zhuǎn)化到標(biāo)準(zhǔn)空間中，主要有直接轉(zhuǎn)換法和重采樣法兩種手段。

篇10

好的科幻故事往往建立在現(xiàn)實(shí)世界的科技創(chuàng)新基礎(chǔ)上，并由此展開(kāi)合理的想象，無(wú)怪乎美國(guó)杜克大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家米格爾?尼古萊利斯感嘆：“《阿凡達(dá)》影片中展現(xiàn)的內(nèi)容與我們當(dāng)前正在實(shí)施的實(shí)驗(yàn)有著驚人的相似之處?！?/p>

尼古萊利斯是一個(gè)有多國(guó)科學(xué)家參與的研究計(jì)劃“重新行走項(xiàng)目”的首席科學(xué)家。目前，該項(xiàng)目正嘗試將生物“濕件”融入機(jī)械硬件――外骨骼“神經(jīng)假體”裝置，當(dāng)它披掛在癱瘓者身上時(shí)，可從大腦接收行動(dòng)指令。

前不久，訓(xùn)練猴子利用腦波活動(dòng)控制它們自己的“化身”已獲得初步成功：在位于美國(guó)北卡羅來(lái)納的實(shí)驗(yàn)室，研究人員訓(xùn)練一只獼猴在跑步機(jī)上直立行走。接著，他們從插在獼猴腦部的電極獲取神經(jīng)信號(hào)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將其連同視頻一起發(fā)給位于日本的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，而該實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)機(jī)器人接收信號(hào)后，可以隨獼猴做出同樣的動(dòng)作。

可以想見(jiàn)，當(dāng)大腦(神經(jīng))信號(hào)能夠轉(zhuǎn)變成電子信號(hào)時(shí)，通過(guò)大腦控制電子裝置，進(jìn)而控制肌肉就有可能實(shí)現(xiàn)。這類(lèi)研究對(duì)于重度癱瘓者來(lái)說(shuō)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。而且將人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)直接與機(jī)器連接起來(lái)，對(duì)于理解神經(jīng)信號(hào)控制與移動(dòng)的細(xì)節(jié)十分必要，對(duì)理解思想、情緒與神經(jīng)活動(dòng)的關(guān)系也有不可忽視的影響。假如有一天，一位外科醫(yī)生能夠?qū)⒆约旱氖趾蜋C(jī)器人的手建立聯(lián)系，那么他就能夠在此基礎(chǔ)上實(shí)施遠(yuǎn)程手術(shù)。

面向開(kāi)放的未來(lái)，人類(lèi)的電子化或許將會(huì)成為一種趨勢(shì)。事實(shí)上，想象中的電子人已經(jīng)進(jìn)入科學(xué)研究的視野。電子人也叫半機(jī)械人，在英文中是控制論的生物體一詞的簡(jiǎn)稱。一個(gè)電子人的誕生，意味著將人的神經(jīng)細(xì)胞、肌骨骼和其他系統(tǒng)與電子裝置產(chǎn)生聯(lián)系，使人體的各項(xiàng)功能得到提高或延展。

眼下歐美許多研究機(jī)構(gòu)正在開(kāi)發(fā)“大腦一計(jì)算機(jī)接口”，企望它們能夠反映出大腦閃現(xiàn)的念頭，并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠理解的信號(hào)。例如，德國(guó)科學(xué)家研制的一套計(jì)算機(jī)軟件，可以識(shí)別大腦產(chǎn)生的與運(yùn)動(dòng)意念有關(guān)的神經(jīng)生理信號(hào)，也有望學(xué)會(huì)把所測(cè)到的信號(hào)與某種特定的運(yùn)動(dòng)掛鉤。