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生物能源可否拯救中國?

發布:2015-2-7 19:55:23  來源:互聯網  瀏覽次  編輯:佚名
  現正在秘魯首都利馬舉行的聯合國天氣變化大會上,減少碳排放的呼吁再次讓經濟大發展中的中國倍感壓力。與此同時,生物能源越來越具有成為人類能源主力軍的可能性。中國的減排是否可期?
 
生物能源可否拯救中國?
別管那些燃煤火力發電廠噴吐出來的蒸汽了,真正成題目的是你看不見的東西 :以二氧化碳為主的溫室氣體。像這樣的發電廠排放的二氧化碳占全人類總排放量的四分之一。
攝影:Mitch Epstein
 
越來越熱的地球
 
  在產業革命之前,地球大氣中的二氧化碳濃度大約是280ppm,即每100萬份空氣中含有280份二氧化碳。這個濃度很好——“好”的意思就是“我們覺著挺適應”。由于二氧化碳的分子結構可以存住地表的熱量,使之不致輻射回太空里去,于是人類文明就在這樣的濃度所設定的“恒溫箱”世界里生長。
 
  一旦我們開始通過燃燒煤、石油和自然氣來為自己的生活提供動力,那個保持在280ppm的數字就開始攀升,F在的數字已經超過380ppm,并且正在以每年約2ppm的速度增長。研究表明,450ppm的二氧化碳是濃度極限。假如超過這個極限,人類在未來幾個世紀中將面臨格陵蘭島和西南極洲冰層融化、海平面大幅上升的困境。以目前二氧化碳排放的增速來看,間隔極限數值就只有30幾年時間了。
 
  碳排放量已經達到全球總量的四分之一的美國仍在穩步增排。中國和印度也忽然開始制造巨量二氧化碳。從人均碳排放量來看,中國和印度的數字遠遠小于美國,但這兩個國家的人口如此眾多,經濟發展如此迅猛,使全球減排的遠景顯得更加渺茫。目前,中國差未幾每周都會建起一座新的燃煤火力發電廠,大量二氧化碳從中產生。
 
生物能源可否拯救中國?
大豆

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風力渦輪發電機
 
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緊湊型熒光燈泡

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太陽能電池板

快速減排是否可能?
 
  對這個題目的回答通常著落在某種單一的新技術上。其中有的已經廣為人知:燃油效率更高的汽車,結構更科學的房屋,風力發電,乙醇等生物燃料。還有一些是較新的、確定性不高的手段,如建造新型燃煤火力發電廠,將碳從廢氣中分離出來,再“封閉”在地下。
 
  這些手段有一個共同點:比單純使用化石燃料難度大。這迫使我們熟悉到,“神奇燃料”的時代已經結束了,下一代的燃料將又貴又難用。全球實現能源轉型所花費的代價將以萬億美元計。
 
  由于目前我們的能源浪費十分嚴重,因此有些初始目標是相對輕易實現的。假如在未來十年內,世界各地的人們每用壞一只白熾燈泡,就換上緊湊型熒光燈管,15 個“穩定楔”中的一個就算是邁出了十分成功的第一步。
 
生物能源可否拯救中國?
燒杯中的乙醇(也就是谷物酒精)正在熊熊燃燒,顯示出它蘊含的能量。如今可以從玉米和大豆等糧食作物中提煉乙醇和生物柴油,但在原則上,任何一種植物原料都可以制造生物燃料。
 
中國的生物能源探索之路
 
  中國嘗試燃料乙醇的設想最早出現在1999年,在國際原油價格逐漸攀升之時,國家決定用陳化糧加工乙醇汽油。經過全球范圍內的實踐,繼巴西和美國之后,中國成為世界第三大生物燃料乙醇生產國和應用國。
 
  但是燃料乙醇的本錢并不比汽油低。2004年全球能源價格上漲,燃料乙醇身價還在增加。2007年,溫家寶總理對燃料乙醇和生物質能源發展提出了三個“不得”——不得消耗糧食、不得占用耕地、不得破壞生態環境。顯然,這雖不是中國對糧食燃料乙醇第一次說不,卻是力度最大、態度最果斷的一次,中國燃料乙醇正處在糧食乙醇向非糧乙醇轉折的路口。
 
  在燃料乙醇的轉化過程中,原料本錢高達總本錢的 70%~80%,所以原料是生產燃料乙醇中最重要的題目。發酵乙醇的原料,一種是淀粉質,如谷類和薯類;一種是糖質,如甘蔗和甜高粱。美國主要以玉米為原料,巴西則以甘蔗為原料。但無論玉米還是甘蔗,都不適合中國。

生物能源可否拯救中國?
巴西圣保羅州,甘蔗收割工被蔗田過火的煙灰熏得漆黑,一名收割工的目標是天天收割10噸甘蔗,一周賺250美金。在巴西產糖帶,機械化收割工正在取代人工收割以及焚燒程序,未來十年內,隨著乙醇需求上升,機械收割的比例將翻番。
生物能源可否拯救中國?
巴西在乙醇的產量上超過了美國,這是由于每公頃的甘蔗可以生產出 5700 升至 7600 升乙醇,是玉米的兩倍。甘蔗的莖桿含有 20% 的糖分,通過發酵可以生產出酒精,燃燒甘蔗廢物還可以為乙醇提煉廠提供能源,從而減少化石燃料的使用。

生物能源可否拯救中國?為了防止擦傷和蛇類襲擊,一名收割甘蔗的巴西工人全副武裝,這個國家將一半的甘蔗收獲用來提煉供汽車使用的燃料酒精。生物燃料熱在巴西很早就開始了,這股熱浪如今席卷了全世界。

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在一片生機盎然的綠色海洋里,一名工人暫停鋤草,稍事休息。這是一處位于巴西中部的有機甘蔗農場,每年可以生產 1.5 億升燃料酒精。在巴西,40% 的小汽車和輕型卡車以乙醇為燃料。

生物能源可否拯救中國?在巴西普拉多波利斯四周,圣馬蒂尼奧工廠的夜晚燈火通明,該廠是世界上最大的乙醇提煉廠之一,年產 3 億升乙醇,而且提煉過程不使用化石燃料或者電網供電——這家工廠通過焚燒甘蔗廢物獲得熱能和電力。
 
生物能源可否拯救中國?
在美國,幾乎所有的乙醇都是用黃色的飼料玉米釀造的。隨著乙醇提煉廠激增,它們已經開始和肉商爭購玉米,導致玉米價格上漲。全美境內的大多數乙醇都是作為汽油添加劑出售,中西部則是將 85% 的乙醇混合 15% 的汽油,制成 E85 乙醇燃料出售。

生物能源可否拯救中國?琥珀色的玉米波浪般漫過內布拉斯加州弗利蒙特市的一處糧倉。以前,這里的玉米還被拿去喂養加州奶牛,現在,卻要送到四周的乙醇工廠。內布拉斯加州的16座提煉廠將消耗全州今年三分之一的玉米產量,此外還有50座乙醇工廠正在規劃中。

生物能源可否拯救中國?一袋袋藻類掛在鳳凰城四周的紅鷹電廠外,承載著人們的厚望。研究職員說,這種成長迅速的綠色浮垢以電廠排出的廢物為食,能夠吸收二氧化碳。每公頃的藻類一年可以生產出 4.5 萬升生物柴油——至少在理論上是如此。
 
  然而,中國卻有悠久的高粱栽培歷史和大量的薯類作物,這為中國的燃料乙醇原料提供了新的選擇。甜高粱就是一個非常的選擇。和甜高粱類似,木薯和甘薯也是中國的本土作物,在生產條件低下的邊際性土地上保持較高產量,從而成為中國發展燃料乙醇的原料上風之一。

  通過種植甜高粱和薯類發展燃料乙醇,也并非沒有題目,還有一段路需要走。
 
生物能源可否拯救中國?
 
  同時,生產綠色能源,假如只有結果是“綠色的”,獲得過程卻是以環境污染為代價,那獲得的結果再好,也需要警惕。傳統上以糧食、秸稈和薯類生產乙醇都會產生污染,所造成的污染尤其以發酵后的廢渣液排放為最。在燃料乙醇的產業化過程中,傳統企業中關于能耗和污染的題目,并未得到過多重視。新的產業化發展甜高粱乙醇或者薯類乙醇,不加治理顯然不可能被答應投產,治理又會大大增加本錢,使乙醇生產無利可圖。
 
  中國的能源團體巨頭們在發展燃料乙醇的同時,已經紛紛把眼光投向另外一項生物質能源———生物柴油。除了利用含油樹木,生物柴油的原料可以利用大量的廢棄油脂。時;亓鞑惋嬒到y、給食品安全造成一定沖擊的地溝油,就是非常好的生物柴油原料。目前,中國已經開發了高效的“零能耗、無污染隔油池垃圾處理設施”,在世界上處于前沿位置。但由于目前我國還沒有建立良好的隔油池垃圾收集法規體系,執法主體不明確,固然有很好的提取技術,但廢棄油脂并沒有被充分利用。
 
  “與燃料乙醇起始發展就得到國家資金與政策的大力扶持相比,中國的生物柴油就像是個‘窮小子’。”在談到生物柴油的技術和產業發展時,中國工程院政策研究室的可在生能源技術與政策研究專家冀星博士說,“既缺少資金支持,也沒有政策優惠。”

生物能源可否拯救中國?改變植物油的化學成分來制造生物柴油,比通過蒸餾把玉米變成乙醇更節省能源,但這種燃料的主要缺點是產量低、本錢高。德國事世界上生物柴油的主要生產國,他們使用的是菜籽油 ;而美國的生物柴油則來自大豆。
 
生物能源可否拯救中國?
柳枝稷屬于多年生草原禾本科植物,生長在那些不適合其他農作物生長的地方。只要我們能找到把這類纖維質植物變成乙醇的有效方法,它們就能取代世界上 13% 的石油消耗。
 
  但中國的生物柴油發展也存在題目。2005年中國的《可再生能源法》出臺,生物柴油的發展得到國家認可,但生物柴油的標準卻遲遲沒有出來,很多企業還搞不清楚生物柴油的定義。缺乏標準導致生物柴油市場魚目混珠。同時由于缺乏共同承認的產品標準,大型國有的石油公司也擔心分歧格的生物柴油進入市場,影響自己的聲譽,導致一些發展很好的民營企業生產的生物柴油一直無法進入官方銷售渠道。
 
  生物柴油產業的健康發展,需要建立一系列的標準,包括不同混比、氧化安定性、抗氧化添加劑、原料儲存,油料作物采集、干燥、儲存、榨油標準,隔油池垃圾的收集、運輸、處理標準,加工設備的設計規范和流程等一系列完備的體系。冀星博士說,只有擁有了一個標準的集合而不是單唯一個標準,中國的生物柴油才能終極成為一個有競爭力的產業,而不是曇花一現。

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