加强技术创新，走中国特色生物能源发展之路

新洁电子

作者：邱宏伟 来源：中国生物技术发展中心   时间：2007/12/19
[简介] 能源是人类社会生存和发展的必需品。化石资源的过度消耗引发石油短缺和气候变暖，已成为影响人类社会持续发展的重大问题，寻找石油替代产品成为全球共识。来源于生物质的能源具有环境友好和可再生性，在满足未来社会能源需求，特别是交通燃料需求中扮演重要角色，同时在推动化学工业可持续发展中将发挥重要作用，必将引领世界跨入强劲增长的生物经济时代。

+ ^* {3 d6 B& E  y& {: m能源是人类社会生存和发展的必需品。化石资源的过度消耗引发石油短缺和气候变暖，已成为影响人类社会持续发展的重大问题，寻找石油替代产品成为全球共识。来源于生物质的能源具有环境友好和可再生性，在满足未来社会能源需求，特别是交通燃料需求中扮演重要角色，同时在推动化学工业可持续发展中将发挥重要作用，必将引领世界跨入强劲增长的生物经济时代。

$ X7 \! N1 \- g" ~( }) A- y. |一、国际发展的现状和趋势

' N4 V, L- x, j# m（一）生物能源开发成为国家发展战略，得到政府的大力支持

2000年，美国通过了《生物质研究开发法案》，启动了生物质能源研究计划，吹响了进军生物能源的号角。美国总统布什在2007年的《国情咨文》中提出了“10年减20%”的目标，即用10年的时间使汽油消费下降20%，要达到这个目标，其生物燃料的产量在现有的基础上再增加七倍，达到350亿加仑（1.05亿吨）。目前，美国在生物能源的研发投入已超过10亿美元，白宫在2007年农业议案中提议为纤维素乙醇开发提供12亿美元的拨款和21亿美元的贷款。巴西、德国、英国、日本等国政府都大幅度增加对生物能源的研发投入，并提出了中长期发展的具体目标。不少国家在加快生物能源产业发展上推出了免税或补贴政策，如美国对燃料乙醇每升补贴51美分，德国通过税收调控，使生物柴油售价比普通柴油便宜15欧分。
( ?; S8 G, z; |3 {
（二）生物能源产业发展迅猛，吸引社会资金的竞相投入
5 Z+ v. g/ S( q! c
- y2 _3 ~* f$ I2 y. P! q# w2006年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到4050万吨和540万吨，比2001年增长了2倍和3倍。根据2007年3月Clean  Edge资讯公司的研究报告，今后十年清洁能源的投资将增长三倍，使全球清洁能源技术市场达到2260亿美元。在矿物质燃料替代品市场中，生物燃料占很大市场份额，2006年全球生物燃料销售额达到205亿美元，预计2016年将增长到800亿美元以上。国际上对生物燃料的风险投资从2005年的6.47亿美元上升到2006年的28亿美元，大量资金流入美国的燃料乙醇产业。
$ `$ Q/ b, ~9 _4 n
（三）生物能源产学研联盟加速形成，石油巨头成为创新的主体
7 Z3 F% g# c; l% k. n3 f6 M
$ O1 A5 D0 a: G) f4 O- S; g& G' W自2000年以来，雪佛龙公司(Chevron)在可再生能源研发方面投入超过15亿美元，它与美国可再生能源国家实验室、加州大学戴维斯分校、佐治亚大学联合成立战略研究联盟，开发纤维素乙醇制造技术。英国石油公司（BP）在2006年后10年内将投资5亿美元创建生物科学能源研发中心，将与美国和英国的主要大学合作，集中开发从作物和有机物质生产生物燃料。为了满足世界对可再生运输燃料增长的需求，BP公司与杜邦公司组建联盟，开发生产新一代生物燃料，该联盟的第一个产品就是生物丁醇，将于近期在英国面市。巴西、西班牙、澳大利亚、马来西亚等国的私有企业都大肆进军生物燃料市场，石油化工巨头成为生物能源技术发展的主体。

+ e2 S3 t. d9 w" a; a% o2 g2 \% Z* A（四）生物质利用技术多元化，第二代生物能源开发成为重点。

考虑到全球粮食安全问题，以纤维素等非粮原料生产开发的第二代生物能源产品受到国际社会的高度重视。“第二代生物能源”不与粮油争地，直接利用农业秸秆、木材、木屑以及动物粪便等作为能源原料。对农业废料的循环利用保证了生物能源的可持续发展，解决了当前生物燃料生产过程耗费更多能源的问题。2007年3月，美国能源部投资3.85亿美元资助6家纤维素乙醇生产企业，计划在2011年使生产成本与玉米乙醇相当，实现纤维素乙醇生产技术的商业化。丁醇是一种优于乙醇的新型燃料，利用纤维素生产丁醇正引起越来越多的关注。为了进一步降低生物质成本，开发纤维素含量高的能源植物也是研究开发的热点。
6 _9 Y* l5 L6 b4 p# ^
9 }; B4 q7 |+ Q8 V% \/ g二、我国生物能源发展的现状和潜力
. @5 a2 q* y. k+ K
（一）政府高度重视，生物能源开发迎来历史发展机遇
) K+ Z: c9 O3 [" V$ [% v1 T
- B6 b0 O: b# d2006年出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和2007年出台的《生物产业发展规划纲要》都将生物能源的研究开发列为重点。“十一五”期间，国家支撑计划、高技术发展计划和高技术产业发展计划都纷纷加大对生物能源的研发投入，科技部、发改委、中科院、农业部都对生物质开发设立专项，累计研发投入在8亿元以上。2007年9月中国政府专门发布了《可再生能源中长期发展规划》，将生物能源确立为可再生能源的重要组成部分，制定了到2020年我国生物能源的具体发展目标。生物质资源丰富的地方政府，也将生物能源开发作为地方经济发展的重点，我国生物能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。
9 c$ L! u' |+ j3 r, {0 I
（二）产业巨头纷纷介入，民营企业异军突起。

2006年我国乙醇总产量约350万吨，其中燃料乙醇产量达到130万吨，位居世界第三。以废弃油脂为原料生产的生物柴油达到6万吨，农村沼气产量突破1.7亿立方米。中粮集团通过资本运作，控股参股了国家投资建设的3家乙醇企业。中国石化和中国石油也分别在广西、新疆、河北、四川等地建设生物燃料生产企业。民营企业以其敏锐的市场嗅觉和果断的决策机制已在占据国内生物燃料的半壁江山，从事生物能源开发的民营企业已有数十家。山东金沂蒙集团以木薯为原料生产20万吨乙醇并投资建设15万吨生物丁醇，成功探索了非粮原料制造化学品的循环经济模式，福建龙岩新能源公司利用餐饮废油生产生物柴油并成功在英国上市，成为世界上首家利用废弃油脂商业化生产生物柴油的上市企业。
$ p$ h) B# m% U' b/ j% a
$ c* T' [' K/ G& \) B（三）市场需求巨大，生物质资源潜力无限

/ ^6 m; f! c. d/ R2006年我国进口原油1.45亿吨，对外依存度44%，其中车用燃油占石油消费总量的35%，并以每年15-16%的速度增长。满足国内车用燃油的需要必须发展燃料乙醇。国家燃料乙醇发展规划确定到2010年燃料乙醇使用量达到300万吨，到2020年突破1000万吨，可见生物燃料在我国有巨大的市场需求。我国虽人多地少，但荒地面积约2.12亿公顷，若开发种植适宜的能源植物，每种植开发1000万公顷能源植物，相当于增加4500万吨石油（一个大庆油田）的年生产能力，潜力巨大。
1 Y0 ^+ L) s3 i$ ^# F
. R: m4 u3 M' Y' w4 j. Q# _3 |三、我国生物能源发展的技术战略

（一）发展原则

我国生物能源发展必须贯彻科学发展观，大力加强技术创新，坚持有利于缓解我国“三农”、能源和环境问题，促进资源节约和循环利用；在原料开发利用上坚持不与民争粮，不与粮争地，立足农林废弃物和非粮原料，开拓非耕地种植；在产品开发上坚持以燃料乙醇和生物柴油为主，大力开发生物丁醇等生物基化学品，实现石油化工产品的部分替代；在国家政策扶持上坚持以提升企业技术创新能力为主，引入紧盯市场、灵活机动的财税补贴政策。

* l% q( `+ S3 e9 N- E（二）发展重点
0 f+ h  t& R+ T9 A) R; @
——依靠生物技术，大力培育新型能源植物。开发能源植物是生物能源长远发展的必然趋势。国外已开始培育种植耐旱耐寒耐盐碱、生长快、产量高的“能源草”。我国有着丰富的能源植物品种资源，通过生物技术，培育适合我国非耕地种植的能源植物，将从根本上解决生物质原料的供应不足问题。

7 a& i8 @7 |- @: H——大力加强薯类发酵生产燃料乙醇、丁醇等产品的技术攻关，发展中国特色的生物能源产业。木薯是生产生物能源产品的优质原料，我国广西、云南、海南等地有发展木薯产业优越条件。我国是世界红薯生产大国，占世界产量的90%。充分利用好木薯、红薯资源，加强薯类开发乙醇、丁醇等产品的综合配套技术攻关，进一步降低成本，提高全利用的技术水平，形成中国特色和优势的生物能源产业。

9 p3 w. j5 W: H——建立生物质加工转化技术平台，加速纤维素利用领域的技术创新。纤维素利用问题是世界难题，也是当前高技术领域竞争的焦点。我国应把它作为战略高技术进行重点布局，建立综合性的生物质加工转化技术平台，系统研究纤维素预处理技术、酶解技术、发酵技术和分离技术以及气化、液化技术，应用现代化工技术，开发系列生物基产品，力争在此领域进入国际先进行列。

（三）发展措施
! {/ c6 u4 @1 H/ b
——设立国家重点科技专项，整合现有资源，集成技术攻关。生物能源将打造千亿元的新兴产业、促进万亿元传统化工产业的持续发展，其产业链从农村延伸到城市，涉及农业、化工、能源、环保等行业，具有跨学科、跨行业、跨地区的特点。通过设立国家重点科技专项的方式，集成各部门、各行业和各学科的优势力量，通过联合攻关，才能有效解决各环节的关键技术问题，加速推进我国生物能源技术的产业化。
" B% C! f$ a; J6 {$ K9 I: [
" ]' k/ E# w# q7 ]& y: |7 A——成立产学研战略联盟，把技术创新要素集中向龙头企业集聚，迅速提升产业的国际竞争力。我国在生物能源领域研究开发已有较好的技术基础，巨大的市场需求正吸引了中国石化、中国石油、中国海洋石油天然气公司、中粮集团等大型企业集团的投入生物能源产业，通过国家政策引导，建立产学研战略联盟，将加速该领域的技术突破，提升企业的技术创新能力和产业的国际竞争力。
8 B( d0 ]' o2 w# o6 h- a8 [/ O* Q* m
( \- k' u: k9 M+ C; e# I) l——加强技术创新能力建设，搭建生物能源开发的长效平台。我国在生物能源开发领域，缺乏专业研究机构，美国、欧盟都设有专门的研究中心。选择有条件的科研院所建立生物能源重点实验室、在优势企业建立工程技术研究中心和企业技术中心。

2 p" J# m2 `" C$ D7 P( l4 {0 A( J——加强国际技术交流和合作，尽快实施可再生能源国际科技合作计划。发达国家希望发展中大国在能源供给上自立，减少市场竞争并承担更多减少温室气体排放义务，因此非常愿意在生物能源开发方面合作并愿意转让该领域的最新技术，国际组织和机构也非常愿意资助该领域的合作。科技部和发改委近期发布了《可再生能源国际科技合作计划》，应重点部署生物能源的国际合作并尽快使该计划落到实处。

主要参考文献：
; t4 g  A- ~% m' ?8 o
1、国务院发展研究中心《调查研究报告》，我国生物质能源产业发展现状与趋势，2007，679:15-22

2、国务院发展研究中心《调查研究报告》，我国生物质能源产业化的战略重点与部署，2007，680:23-34

8 C( c! P) X; j$ A5 e( T6 w3、William  Coyle,  The  Future  of  Biofuels—A  Global  Perspective,  Economic  Research  Service,  USDA,  Amber  Waves,  2007,Vol  5,  Issue  5:24-29
* E0 _1 m3 G6 Y0 e. |
4、Robert  F.  Service,  Cellulosic  Ethanol—Biofuel  Research  Prepare  To  Reap  a  New  Harvest,  Science,  2007,  315:1488-1491

1 J2 Y4 E' o( B/ Z3 C. R0 I" k5、The  21st  Annual  Report  of  Burrill  &  Company,  Biotech  2007  —  Life  Sciences:  A  Global  Transformation,  March  2007