生物質(zhì)能走上能源前臺(tái)

國(guó)開聯(lián) 2015.03.04

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生物質(zhì)能，顧名思義，就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。我們身邊的樹木、農(nóng)田里的秸稈、動(dòng)物糞便、沼氣等都是生物質(zhì)能。由于有機(jī)體都直接或者間接來(lái)自太陽(yáng)，所以生物質(zhì)能也可以說(shuō)是一種廣義的太陽(yáng)能。人類最早的能源利用歷史也是源于生物質(zhì)能。近年來(lái)，在生物質(zhì)能領(lǐng)域的研究有了長(zhǎng)足進(jìn)步，生物質(zhì)能領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項(xiàng)前沿技術(shù):一是工業(yè)廢氣的生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化技術(shù)，二是藻類燃料技術(shù)，這兩項(xiàng)新技術(shù)推動(dòng)生物質(zhì)能走上能源前臺(tái)。

“工業(yè)廢氣的生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化技術(shù)”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(zhuǎn)化成燃料，其基本原理是:通過(guò)細(xì)菌厭氧發(fā)酵把一氧化碳或者二氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為乙醇、乙酸或者其它產(chǎn)物。

這項(xiàng)技術(shù)所以讓大家非常關(guān)注，是因?yàn)槠湓峡梢詮娜魏紊镔|(zhì)資源中獲取，資源儲(chǔ)量豐富；同時(shí)充分利用了原有廢棄資源，比如說(shuō)城市垃圾、廢舊輪胎，以及鋼廠排放的尾氣等；它還能與現(xiàn)有鋼鐵、煤炭產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，延長(zhǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)業(yè)鏈附加值，具有非常強(qiáng)的適用性。

目前新西蘭的朗澤科技公司已經(jīng)掌握了該工藝的關(guān)鍵技術(shù)，正在進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用的推廣工作。2011年，朗澤科技同寶鋼合作，建設(shè)300噸/年鋼廠尾氣制乙醇工程，該項(xiàng)目將為全球鋼廠尾氣制乙醇的產(chǎn)業(yè)化推廣科學(xué)數(shù)據(jù)。2011年12月，朗澤科技同兗礦集團(tuán)合作，將兗礦的煤炭氣化裝置生成的合成氣來(lái)生產(chǎn)液體燃料和其它制品。目前，山東能源集團(tuán)也在同朗澤科技進(jìn)行積極的接洽，山東能源集團(tuán)擁有焦?fàn)t氣制甲醇、煤制甲醇產(chǎn)業(yè)以及目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的焦?fàn)t氣制LNG(液化天然氣)項(xiàng)目，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)富余大量氫氣，這樣就可以利用該技術(shù)，以此為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇或燃料油。這也將是山東能源集團(tuán)涉足新能源領(lǐng)域的一次嘗試。

“藻類燃料技術(shù)”的發(fā)明同樣意義重大。藻類的光合作用能力非常強(qiáng)，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(chǎn)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(zhǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，要求條件低。藻類只需要陽(yáng)光、水和二氧化碳就能生長(zhǎng)。在僅僅一天時(shí)間里，它的數(shù)量就能夠翻兩番。藻類還有一個(gè)特性，就是要吸收二氧化碳，通過(guò)光合作用來(lái)“產(chǎn)油”。眾所周知，二氧化碳排放是全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)祝虼耍迷孱悂?lái)制造能源的同時(shí)，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(gè)問(wèn)題：一是制備成本問(wèn)題。上世紀(jì)的70年代，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們就花費(fèi)了17年時(shí)間進(jìn)行藻類替代能源的可行性研究。當(dāng)年，科學(xué)家曾在開放池塘中試驗(yàn)培育藻類，發(fā)現(xiàn)在淺水池塘中建藻類農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)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(gè)項(xiàng)目，因?yàn)榻?jīng)過(guò)計(jì)算，他們認(rèn)為通過(guò)藻類生產(chǎn)生物柴油的成本過(guò)高。目前雖然對(duì)藻類的研究又向前推進(jìn)了許多，但大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)還需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間。二是生態(tài)安全問(wèn)題。一方面一些專家指出，藻類生產(chǎn)燃油的研究中使用了許多基因技術(shù)，最嚴(yán)重的后果是經(jīng)過(guò)基因改造的藻類可能會(huì)逃脫人類的控制，重新回到自然界中，取代其它物種，導(dǎo)致藻類過(guò)度生長(zhǎng)，破壞原有的生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，藻類在環(huán)境中擔(dān)當(dāng)重要作用，他們光合作用所產(chǎn)生的氧氣是維持大氣穩(wěn)定的重要來(lái)源，是海洋食物鏈的基礎(chǔ)，大規(guī)模的開發(fā)是否會(huì)產(chǎn)生不利影響還有待論證。

已經(jīng)走上了能源前臺(tái)的生物質(zhì)能還能走多遠(yuǎn)?我們拭目以待。

來(lái)源：國(guó)開聯(lián)產(chǎn)業(yè)研究院實(shí)習(xí)編輯：王楠

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