生物能源的开发与农村经济可持续发展

摘要:化石能源面临枯竭,生物能源在人类将来的能源消费中将占重要地位。我国是生物能源大国,劳动力资源丰富,有着较好的技术条件。借鉴国外经验,加快生物能源的开发,能够促进农村工业的发展,增加农民收入,提高农业综合效益,充分利用农业资源,对解决“三农”问题,振兴农村经济,加快全面建设小康社会有重要意义。

关键词:生物能源;农村经济;农业资源

中图分类号:F323.22

文献标识码:A

经济的快速发展使得人类对能源的需求越来越大,地球上亿万年积累的化石能源特别是石油资源将面临枯竭,加上日益复杂的国际形势,高油价时代将不可避免,人类对能源的依赖和获取正面临着重大转折。正是在这种背景下,生物能源愈来愈受到世界各国的重视,生物能源是利用生物质(如生物糖类、农作物秸秆、生物油脂等)为原料生产的能源,包括燃料乙醇、生物柴油、生物燃料发电、生物氢气、生物沼气及生物质气化或液化等产生的能源产品。利用现代科技发展生物能源,将成为未来可持续能源系统的重要组成部分。据专家估计,本世纪中叶,生物能源将占人类能源需求的30%。生物能源要通过土地获得,这就意味着世界经济发展所需能源的相当大的一部分,转向农村去生产,这对农村经济可持续发展,有着重要意义。

一、国外开发生物能源的经验

现代意义上的生物能源的开发,已有几十年的历史。20世纪70年代初的石油危机,使得欧美国家积极寻找替代能源,积极地从事生物能源等可再生能源的研究和开发,围绕新型生物能源作物培育和生物能源转换技术等方面展开进行研究和试验,并从政策上给生物能源的开发给予支持。

1973年,石油危机爆发,沉重打击了巴西经济,致使政府下决心发展石油替代产业。1975年,巴西政府启动“生物能源计划”和“全国实施发展燃料乙醇生产计划”,两大计划的核心是用甘蔗作原料,生产燃料乙醇,作为车用动力。巴西政府在数年内投入数十亿美元,扶持该上述两大计划的实施。到20世纪90年代,燃料乙醇产量达1000万吨,居世界第一位。巴西发展石油替代产业,与本国支柱产业蔗糖生产相结合,逐步形成甘蔗生产-燃料酒精-乙醇汽车,一个全新的生产链。这些乙醇加工厂在糖价高时生产食用糖出口,在糖价低时生产燃料酒精供本国使用。现在不仅国际石油价格对巴西社会经济影响大大减弱,农民的甘蔗种植与蔗糖生产也相对稳定。

美国生物能源的研究和开发方面,对大量的能源作物进行研究和试验,并制定了“能源农场”开发研究计划,同时推进生物质能技术和装置的商业化应用,实现了规模化产业经营。美国的玉米产量列全球之首,20世纪80年代,玉米生产过剩,由于国际粮食市场疲软,出口困难。而生产燃料乙醇为玉米转化寻找到了出路。美国于2000年开始实施“开发和推进生物质产品和生物能源”的法案,计划将用生物质能替代30%的交通领域石油消费,2003年美国燃料乙醇的总生产能力达到约840万吨。2010年将超过1200万吨。

欧盟地处能源十分紧缺的地区,石油、天然气、煤炭等传统能源主要依靠进口。大力开发节约型替代能源便成为欧盟一项重要的能源课题。欧洲在生物柴油合成、生物质发电等方面居世界领先地位,2004年,欧洲已有10万吨级的利用秸秆生产柴油的装置投产,2003年欧盟生物柴油产量达到130万吨。秸秆发电方面,以丹麦为例,1988年丹麦诞生了第一座秸秆生物燃烧发电厂。目前,已建立了130家秸秆发电厂。秸秆发电技术现已走向世界,被联合国列为重点推广项目。石油的消费量却比1973年下降了50%。这一巨变的背后,是秸秆发电等可再生资源占了丹麦全国能源消费量的24%以上。

值得关注的是,欧美各国在开发生物能源的过程中,都把能源开发和农村经济的复兴结合起来,取得了较好的效果。另外,各国政府在资金投入、政策支持等方面,对生物能源的开发起了关键作用,如生物能源生产研发技术的先期投资、减免环境税等,都值得我国借鉴。

二、我国开发生物能源的条件和基础

(一)我国是生物能源大国

我国是世界第三大国,国土主要位于温带地区,光热水资源丰富,每年的生物质产量居世界前列。单单是农作物秸秆就有6亿多吨,除了少部分用作牲畜饲料和秸秆还田以外,大部分被就地烧掉或丢弃,不仅浪费资源,还造成空气污染等环境问题。如果充分利用其中的一半用来发电,就可以节约1亿吨煤炭;如果用来提炼生物柴油,可以生产5000多万吨优质燃料,相当于再造一个大庆油田。除此之外,我国每年还有大量的陈化粮需要转化,除用来生产饲料外,还可以转化为乙醇燃料。

面积广大的荒地资源,是我国今后发展生物能源的后备基地。南方有十几亿亩的草山、草坡,虽然不利于粮食生产,但却十分适合树木生长,可以种植能源树种,发展能源林。我国北方有数亿亩的荒地资源,可以用来发展草本和灌木能源作物。

(二)我国已经具备了较强的生物能源的开发能力

我国生物能源的开发起步虽然较晚,但在技术上和生产上都取得了很多成果,为大规模开发生物能源奠定了良好的基础。我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。

燃料乙醇的生产是比较成熟的技术,2002年开始,我国以先试点后推广的方式发展燃料乙醇。2004年乙醇汽油试点扩大到黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五省及湖北、山东、河北和江苏四省的部分地区,目前我国燃料乙醇生产的总规模已超过100万吨。在农作物秸秆发电方面,河北、江苏、安徽、山东、吉林等省份已经有秸秆发电站投产,河北省计划建设20~30个秸秆燃料电厂,以充分利用当地丰富的农业废弃物。这些都表明我国生物能源的开发利用已经进入规模化发展的阶段。

(三)农村劳动力资源丰富

生物能源的开发是技术密集型产业,也是劳动密集型产业,生物质的生产、收获、运输和加工过程都需要大量的劳动力。作为世界第一人口大国,我国有9亿农民,其中有1.4亿富余劳动力,为生物能源的开发提供了劳动力保障。

三、生物能源的开发对农村经济的促进作用

在生物能源的开发过程中,充分发挥其产业的带动作用,把能源生产与振兴农村经济、解决“三农”问题结合起来,将对农村经济的持续稳定发展、保护生态环境、建设和谐社会起到积极作用。

(一)带动农村工业发展,提高农民收入

生物能源原料的生产、收集等环节都离不开土地,离不开农村;同时各种生物能源原料往往都具有体积大,运输成本较高的特点;这也决定了生物能源生产企业和原料产地不能相距太远。国内外生物能源开发的实践证明,在广大农村,利用当地丰富的原料资源和劳动力资源建立生物能源生产一加工一体化企业,是生物能源开发利用的高效模式。在我国发展生物能源产业,对发展农村工业、解决农村地区的就业问题、提高农民收入、缩小城乡差距、建立和谐社会,促进全面建设小康社会的进程无疑具有更为特殊的意义。

(二)降低农业生产成本,提高农业经济效益

种植能源作物可以大幅度减少农业投入。国内外研究证明,经过适当选择的能源作物,在种植过程中所需的能源、肥料、农药和灌溉水,比种植粮食作物要少得多,因而其生产成本要比常规农业低。所生产出的有用能源是种植这些作物所需能源的10倍。经过进一步的研究和开发,这一比率还可以提得更高。在农业生产资料价格上涨、农业收入减缓的背景下,发展能源作物,可以大幅度提供农业的综合经济效益。

(三)充分利用农业资源,促进农业产业的集约经营

农业生产的粗放经营、农业资源利用效率不高是制约我国农业经济发展的重要因素,如我国有2/3的耕地为中低产田,农业用水的利用系数只有0.4左右,仅为发达国家的一半;化肥的利用率只有30%~40%,而发达国家为60%以上;浪费农业资源的同时,还造成土地盐碱化、水体富营养化等环境问题,以化肥为污染源的农村面源污染已经成为我国江河湖泊水质恶化的主要原因,影响到农业生态系统和农村经济的持续发展。

能源作物(如甜高梁、薯类作物等)大多具有适应性强、光合作用效率高、耐旱、耐涝、耐盐碱等优点,因而能高效地利用农业资源,在单位面积上获得更多的生物产量。因此通过对粮食作物和能源作物的合理布局和科学种植,提高单位面积产量,并对常规农作物废弃物资源进行转化,可以实现粮食生产和能源生产的双丰收。同时也实现农村经济发展和环境保护的双赢。

(责任编辑:吕洪英)

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