推廣甜高粱莖稈生產(chǎn)乙醇 發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)

隨著(zhù)全球礦物資源的日漸枯竭，原料可再生的乙醇將成為二十一世紀綠色化學(xué)工業(yè)的基本原料，將成為基本石油化工原料的理想替代物。其中，推廣以甜高粱莖稈為主原料的燃料乙醇代替部分石油，由“黑色能源”轉為“綠色能源”，是一項具有戰略意義的綜合性工程。

出席兩會(huì )的全國人大代表孫國強指出，以甜高粱莖稈為主要原料，輔以菊芋、甜菜、玉米等生產(chǎn)燃料乙醇，將促使一個(gè)新型的綠色能源產(chǎn)業(yè)形成。在我國推廣甜高粱生產(chǎn)乙醇產(chǎn)業(yè)項目具有極高的價(jià)值，不但能夠真正做到發(fā)展生物能源不與糧食、糖料、油料作物爭土地，同時(shí)還可大大減輕環(huán)境污染，使我國成為甜高粱燃料乙醇使用的大國，對緩解石油能源危機，實(shí)現農村全面建設小康社會(huì )的目標有重要意義

 一、生物能源的開(kāi)發(fā)利用引起世界各國重視

自上世紀７０年代“石油危機”后，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注。發(fā)達國家紛紛投入巨資進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。如日本的“陽(yáng)光計劃”、印度的“綠色能源工程”、巴西的酒精能源計劃等等。美國能源部早在１９７８年就制訂了燃料乙醇計劃。以禾谷類(lèi)等能源作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)及產(chǎn)品在國際上已趨成熟。美國、歐洲、巴西等國已經(jīng)商業(yè)化運作，我國也已開(kāi)始推進(jìn)?！?/p>

目前美國年生產(chǎn)生物柴油２７萬(wàn)噸，玉米燃料乙醇７００萬(wàn)噸。美國銷(xiāo)售的“汽油”中，７０％以上實(shí)際是酒精汽油（１：９的混合燃料）。歐洲以發(fā)酵法生產(chǎn)的乙醇已占總市場(chǎng)量的６０％；加拿大用木質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇的年產(chǎn)量是１７萬(wàn)噸；巴西每年生產(chǎn)的１５００萬(wàn)噸乙醇全部源自甘蔗，２５％的汽車(chē)在使用乙醇－汽油混合燃料。

各國越來(lái)越重視生物燃料產(chǎn)業(yè)有兩方面的原因。一方面科學(xué)技術(shù)特別是生物技術(shù)的發(fā)展，使得生物質(zhì)資源加工轉化利用的成本大幅度降低。如燃料酒精的生產(chǎn)，１９７９年生產(chǎn)一加侖燃料酒精的成本接近４美元，現在已經(jīng)降到１美元左右的水平。另一方面是近年來(lái)石油價(jià)格的大幅度上漲。原油價(jià)格２００４年初還是３０美元左右一桶，現在漲到每桶５０美元以上。

燃料乙醇作為一種清潔能源，有利于生態(tài)環(huán)境的改善。使用乙醇汽油的汽車(chē)，其排放的尾氣中一氧化碳下降３０％以上、碳氫化合物下降１０％，苯系物明顯減少，氮氧化合物基本不變。汽車(chē)使用乙醇汽油已被視為改善城市空氣質(zhì)量的重要手段。隨著(zhù)國際社會(huì )對溫室氣體減排的需要，發(fā)展生物質(zhì)能源成為許多國家的重要發(fā)展戰略。

二、甜高粱被認為是未來(lái)最有價(jià)值的環(huán)保型可再生能源

甜高粱被認為是生產(chǎn)生物燃料酒精的最佳原料，被譽(yù)為“生物能源系統中的最有力競爭者”。甜高粱有很多獨特的優(yōu)勢。

（一）用甜高粱生產(chǎn)燃料酒精，比用玉米和甘蔗優(yōu)勢更明顯、更經(jīng)濟。甜高粱生產(chǎn)酒精的工藝和用甘蔗生產(chǎn)酒精是相似的。由于我國能種植甘蔗的地域有限，加上目前食糖還需要進(jìn)口，我國不可能象巴西一樣以甘蔗作為燃料酒精的主要原料。美國的實(shí)驗結果表明，每公頃甜高粱可產(chǎn)酒精６１０６升，而被稱(chēng)為太陽(yáng)能最有效轉化器的甘蔗，每公頃僅產(chǎn)酒精４６８０升。印度用甘蔗和甜高粱生產(chǎn)９９．５％無(wú)水酒精，甜高粱的單位面積產(chǎn)量為５７００－６５００升／公頃／年，比甘蔗的４０００－４５００升／公頃／年高３０％?！?/p>

１９９９年我國糖料作物平均畝產(chǎn)糖３４９公斤，折畝產(chǎn)２０３升酒精。玉米平均畝產(chǎn)３３０公斤，折畝產(chǎn)酒精１３３升。甜高粱以畝產(chǎn)２００公斤籽粒和４，０００公斤莖稈計算，折畝產(chǎn)酒精３５１升，為糖料作物的１．７３倍，玉米的２．６４倍。

（二）甜高粱莖稈做再生能源燃料不會(huì )產(chǎn)生對糧食供應的威脅。目前，我國變性燃料乙醇生產(chǎn)試點(diǎn)項目暫定位在以消耗陳化糧為主。但是，隨著(zhù)人口增加和耕地資源的減少，我國糧食供應緊張的局面還沒(méi)有根本改變，糧食出現的過(guò)剩是階段性、結構性的。保證我國的糧食安全是社會(huì )穩定的基礎。中國的糧食產(chǎn)量從１９９８年的５．１２億噸下降到２００３年的４．４億噸左右。中國糧食需求和實(shí)際產(chǎn)量之間的差距在２５００－３５００萬(wàn)噸之間。為避免變性燃料乙醇耗糧對糧食市場(chǎng)供求造成沖擊，應擴大原料來(lái)源，使其多樣化。即使在玉米過(guò)剩的美國，用玉米作為燃料酒精生產(chǎn)的主要原料，現在也感到很大壓力。尋求新的再生能源原料成為未來(lái)的新趨勢。甜高粱粱莖做再生能源燃料，不會(huì )對糧食供應產(chǎn)生威脅。

（三）從生產(chǎn)和推廣等角度來(lái)言，甜高粱莖稈具有更多優(yōu)勢。貴州代表孫國強認為，甜高粱的籽粒能生產(chǎn)出糧食，莖稈含糖量也高，也作為能源、飼料和纖維生產(chǎn)的原料。甜高粱有著(zhù)極高的光合效率，是一種高能作物，具有生長(cháng)快、產(chǎn)量高、抗逆性強的特點(diǎn)。在生長(cháng)旺期，平均日增高１２ｃｍ，在各種農作物中居于首位。甜高粱株高３．５－５米，單位面積產(chǎn)量極高。甜高粱青飼料畝產(chǎn)量可達５０００－１００００ｋｇ。

甜高粱莖桿含糖錘度為１７－２１，高于甜菜，可與甘蔗媲美，是一種糖料作物。稈渣含纖維素１２－１８％，可作人造纖維板和造紙原料。甜高粱釀酒后的酒糟，每畝約為３０００公斤，是優(yōu)質(zhì)飼料，能夠帶動(dòng)畜牧業(yè)的發(fā)展。

甜高粱耐旱、耐澇、耐鹽堿，適應能力極強，素有農作物中“駱駝”之稱(chēng)，從沙壤土到粘土，ｐＨ從５．０－８．５，各品種均能很好生長(cháng)。甜高粱根系發(fā)達，莖稈和根系有較高的滲透壓，從土壤中吸收水分的能力很強，加之莖稈表面有一層蠟粉，有減少蒸騰作用的能力，葉片遇旱時(shí)又能自行卷縮，以減少水分的蒸發(fā)，故比較耐旱。甜高粱比玉米耐旱，當玉米絕收時(shí)，甜高粱還有約７０％的收成。甜高粱也很耐澇，只要大水不淹沒(méi)穗部，對生育和產(chǎn)量的影響均不大。

甜高粱適合在我國大部分地區栽培，從黑龍江、內蒙古到海南都可種植。栽培于山坡上的甜高粱，其生長(cháng)情況要比玉米好得多。而且利用其具有高抗逆性特點(diǎn)，可以利用低質(zhì)邊緣性土地，不會(huì )與現有農作物爭耕地。

三、甜高粱莖稈制取燃料乙醇具有較強的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度

利用甜高粱莖稈生產(chǎn)燃料乙醇，可以獲取農業(yè)、畜牧業(yè)、加工業(yè)、能源與環(huán)保產(chǎn)業(yè)的廣泛經(jīng)濟效益，形成新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。

種植甜高粱能夠充分利用邊緣性土地資源，大幅度增加農民收入。據計算，農民種植甜高粱，每畝收入可達５００元以上。如果我國用１０００萬(wàn)畝土地種植的甜高粱全部生產(chǎn)燃料酒精，并與汽油混合成為汽油醇，就可以節約汽油２５０萬(wàn)噸以上，價(jià)值１０億元，同時(shí)使農民增加收入５億元。發(fā)展甜高粱，生產(chǎn)精制酒精以及用酒糟養牛等，能為農民提供大量的就業(yè)崗位。農民５－６分錢(qián)一斤的甜高粱莖稈賣(mài)給加工廠(chǎng)，然后每斤２－３分錢(qián)的價(jià)格將出酒后的甜高粱酒糟渣買(mǎi)回來(lái)喂牛，是理想的飼料。

另外，牲畜糞便可產(chǎn)生沼氣，產(chǎn)生“二次生物質(zhì)能源”。除解決農村生活用能外，沼氣渣又是優(yōu)質(zhì)有機肥料，有利于發(fā)展無(wú)公害有機食品，形成微生物－植物－動(dòng)物的良性循環(huán)經(jīng)濟鏈。

生產(chǎn)甜高粱還可獲得高粱米，可利用于糧食、釀酒等。甜高粱渣，還可以焚燒發(fā)電、造紙。乙醇是農產(chǎn)品深加工的中間產(chǎn)品，除了作為汽油的替代物外，同時(shí)也是許多化工產(chǎn)品的基礎原料。乙醇還可衍生出乙酸、乙酐、乙胺、乙酸乙酯等產(chǎn)品。乙醇可以進(jìn)一步裂解成附加值更高的乙烯。據估計，我國２００３年乙烯的需求總量為１６２０萬(wàn)噸，其中１００８萬(wàn)噸依賴(lài)進(jìn)口，進(jìn)口依存度達到６２％。２００５年進(jìn)口１１１８萬(wàn)噸。如果利用生物質(zhì)途徑生產(chǎn)乙烯取代其中５％，將有生物乙烯９５萬(wàn)噸，其產(chǎn)值可高達９５億元。到２０２０年，我國乙烯的總需求量將達４０００萬(wàn)噸。

燃料乙醇產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)不僅在于其能源意義，更重要在于它的可再生資源的意義。燃料乙醇的開(kāi)發(fā)可以形成生物產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)樹(shù)，大大延長(cháng)產(chǎn)業(yè)鏈。促進(jìn)農畜產(chǎn)品加工、生物制品、食品、飼料、養殖業(yè)和飲料業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。甜高粱的綜合開(kāi)發(fā)利用，可以獲取農業(yè)、畜牧業(yè)、加工業(yè)、能源與環(huán)保產(chǎn)業(yè)的廣泛經(jīng)濟效益，形成新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。因此，盡快推進(jìn)利用甜高粱莖稈等能源植物制取乙醇的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，是非常急需的和必要的。

四、我國在利用甜高粱莖稈生產(chǎn)燃料酒精方面已有一定積累

在我國“七五”、“八五”期間，“甜高粱莖稈制取乙醇”技術(shù)就得到農業(yè)部、原國家科委和原國家計委等部門(mén)的重視和立項。特別“九五”和“十五”計劃中，科技部將甜高粱莖稈制取乙醇產(chǎn)業(yè)化示范分別列入了“國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計劃”和“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（８６３計劃）”。國家發(fā)改委和科技部的十一五和中長(cháng)期能源發(fā)展規劃和計劃中都已經(jīng)列入“甜高粱莖稈制取乙醇”產(chǎn)業(yè)化建設項目。我國自行培育的能源植物甜高粱的農藝性狀和工業(yè)性能處于世界先進(jìn)水平，并在新疆、內蒙古、山東等已有規模種植的工業(yè)化生產(chǎn)示范。

中國農業(yè)大學(xué)、北京泰天地能源技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司、農業(yè)部規劃設計研究院、北京綠恒益能源技術(shù)開(kāi)發(fā)中心等擁有國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（８６３計劃）“甜高粱莖稈制取乙醇”、“能源作物甜高粱培育及能量轉換技術(shù)研究”項目自主知識產(chǎn)權。自２０００年起，內蒙古莫力達瓦達斡爾族自治旗的甜高粱桔稈生產(chǎn)燃料乙醇項目技術(shù)依托單位在內蒙古武川、通遼、托克托旗，陜西的延安、甘肅的慶陽(yáng)等地進(jìn)行甜高粱栽培試驗，建立了各個(gè)相應區域的優(yōu)化栽培技術(shù)體系。項目技術(shù)依托單位已經(jīng)將甜高粱的栽培技術(shù)要點(diǎn)整理成農技培訓資料，開(kāi)始在冬春的科技入戶(hù)培訓中應用，為２００６年各地各種植８－１０萬(wàn)畝甜高粱打下基礎。項目實(shí)施采用的能源作物甜高粱莖稈制取乙醇技術(shù)已通過(guò)國家“８６３計劃”驗收，該項技術(shù)是全球可再生能源領(lǐng)域最具投資價(jià)值“十大領(lǐng)先技術(shù)”之一。

同時(shí)，當前制約甜高粱制取乙醇項目產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)限制因子，是缺乏充足的、高品質(zhì)的甜高粱種子。內蒙古甜高粱桔稈生產(chǎn)燃料乙醇項目的承擔企業(yè)駿天生物質(zhì)新能源科技有限公司已購進(jìn)１０萬(wàn)斤優(yōu)質(zhì)甜高粱種子，所采購的甜高粱種子為“十五”國家８６３計劃項目成果《醇甜系列》甜高粱雜交品種。該項目的種子和栽培技術(shù)均有自主知識產(chǎn)權。