生物質(zhì)應(yīng)從傳統(tǒng)利用方式變成資源 “變廢為寶”可以更
一提到可再生能源，人們總會先想到太陽能,、風(fēng)能,，zui后才能想到生物質(zhì)能源,。長期以來，生物質(zhì)能源雖被納入可再生能源之列,，卻始終發(fā)展得“不溫不火”,。如今，我國大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),，生物質(zhì)的利用迎來了新的發(fā)展機(jī)遇,。

科學(xué)家建議，生物質(zhì)應(yīng)從傳統(tǒng)的能源利用方式變成資源,，并協(xié)同解決其中的一些基礎(chǔ)科學(xué)問題,，同時，國家應(yīng)高度重視生物質(zhì)高值利用,，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中設(shè)立“生物質(zhì)綜合利用”專項(xiàng),，系統(tǒng)開展多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新和工程示范推廣。

換個思路謀發(fā)展

2001年,，中國加入世界貿(mào)易組織,，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入持續(xù)、高速增長的時期,。很快,，化石能源短缺問題出現(xiàn)，并為生物質(zhì)能源提供了發(fā)展空間,。

在此背景下,，21世紀(jì)的zui初15年，生物質(zhì)利用的基礎(chǔ)科學(xué)研究,、技術(shù)研究,、轉(zhuǎn)化應(yīng)用,、裝備研發(fā)都成為國家計(jì)劃支持的重點(diǎn)，一系列重大項(xiàng)目先后啟動,。

“在重大項(xiàng)目的支持下,，生物質(zhì)利用領(lǐng)域取得了巨大成就。” 科技部中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心主任,、研究員賈敬敦說,。

但是，盡管技術(shù)突破為生物質(zhì)利用開創(chuàng)了新業(yè)態(tài),，但與太陽能,、風(fēng)能發(fā)展的“熱火朝天”相比，生物質(zhì)能源發(fā)展仍顯得“叫好不叫座”,。

在報(bào)告中指出,，發(fā)展清潔能源是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全,、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù),。與此同時，我國經(jīng)濟(jì)由高速增長向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,。生物質(zhì)利用面臨綠色發(fā)展的新的現(xiàn)實(shí)需求,。

生物質(zhì)包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)剩余物,、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物,、畜禽糞便、城市生活垃圾等,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，目前生物質(zhì)資源有1700億噸，中國正在以不到世界7%的土地,，承載著近三分之一的中低品位生物質(zhì)排放,。

“人類社會廢棄的生物質(zhì)是環(huán)境污染的zui大源頭，總量超過70%,，若不加以充分利用,，會形成嚴(yán)重的排放問題。”南京工業(yè)大學(xué)教授,、中國工程院院士歐陽平凱說,。

轉(zhuǎn)變生物質(zhì)利用發(fā)展思路迫在眉睫。“利用生物制造,，將秸稈等廢棄生物質(zhì)高值化利用,，對解決環(huán)境、能源、材料的轉(zhuǎn)型升級將發(fā)揮重要作用,。”歐陽平凱說,。

生物質(zhì)有新用途

2016年底我國發(fā)布的“生物質(zhì)能發(fā)展十三五規(guī)劃”指出，到2020年燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)400萬噸,。

制備能源是生物質(zhì)zui為傳統(tǒng)的利用方向,，但目前燃料酒精大多以糧食為原料，生物質(zhì)制備燃料酒精的潛能有待發(fā)掘,。

“由于生物質(zhì)是自然界zui豐富的含碳有機(jī)大分子功能體,，生物質(zhì)煉制成為降低燃料酒精成本的重要途徑。以木質(zhì)素高值化利用為方向的第四代燃料乙醇技術(shù),，可以使木質(zhì)纖維素酒精比傳統(tǒng)用糧食酒精的成本降低30%以上,，是提高木質(zhì)纖維素酒精競爭力的有效途徑。”歐陽平凱說,。

生物質(zhì)還可以用來制備生物基材料,。“傳統(tǒng)的高分子材料存在白色污染、生物安全性差等缺陷,，生物基材料過程安全性高、生物可降解性好,、生物安全性好,、材料性能也有所提升。”歐陽平凱說,。

此外,，歐陽平凱表示，通過合成生物學(xué)技術(shù)改造細(xì)胞工廠,，以木質(zhì)纖維素水解液中的五碳糖和六碳糖為原料,，可以生產(chǎn)油脂，緩解我國對進(jìn)口大豆的依賴,。

賈敬敦告訴記者,，生物質(zhì)能源的發(fā)展應(yīng)該與美麗鄉(xiāng)村建設(shè)相結(jié)合，與城市發(fā)展相結(jié)合,，充分發(fā)揮生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境改善和清潔能源產(chǎn)品方面的雙向清潔作用,。同時，技術(shù)研究應(yīng)瞄準(zhǔn)注入生物基材料,、化學(xué)品,、高附加值燃料等高值化的轉(zhuǎn)化途徑，利于產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)發(fā)展,。

科技支撐高值化

生物質(zhì)高值化利用的各個方向,，都有亟待解決的科學(xué)問題。“生物質(zhì)的高值科技，是研發(fā)高值產(chǎn)品的支撐,。”賈敬敦在會議發(fā)言時說,。

在生物質(zhì)制備燃料酒精方面，中國科學(xué)院過程工程研究所研究員陳洪章表示,，要使生物質(zhì)煉制燃料酒精產(chǎn)業(yè)形成競爭力,，還需要用科學(xué)研究層面破解天然生物質(zhì)抗降解屏障，突破生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的效率問題,，并實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源工農(nóng)一體化利用新模式,。

生物制氫過程中也存在諸多制約技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的科學(xué)問題。“科技工作者還需要探討各類生物質(zhì)原料的預(yù)處理,、產(chǎn)氫微生物選育方法和技術(shù),、生化反應(yīng)動力學(xué)特征及調(diào)控方法、工藝技術(shù)優(yōu)化方法等問題,，以提高產(chǎn)氫效率,、降低生物制氫成本。”在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長張國全說,。

中科院廣州能源研究所所長,、研究員馬隆龍表示，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用仍存在轉(zhuǎn)化過程效率低,、產(chǎn)品附加值低,、成本高等瓶頸，需要在定向解聚,、催化材料等生物質(zhì)高值轉(zhuǎn)化的共性科學(xué)問題方面形成新的理論突破,。

在利用生物質(zhì)制備新材料方面，“與發(fā)達(dá)國家相比,，我國無論是在與產(chǎn)品的數(shù)量,，還是產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和水平上都還存在較大的差距。”中國林業(yè)科學(xué)研究院副院長儲富祥表示,，我國亟待突破生物基材料生物合成,、定向重組、功能化等前沿技術(shù),，開發(fā)生物基材料綠色制備技術(shù),，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)型與產(chǎn)品性能,。

此外,，生物質(zhì)資源的開發(fā)利用是一個多學(xué)科交叉、融合的新興研究領(lǐng)域,。“生物質(zhì)資源開發(fā)利用需要物理,、化學(xué),、植物學(xué)、微生物學(xué)等多個學(xué)科的知識,。”在中國生物質(zhì)能技術(shù)研究開發(fā)中心副理事長,、中國工程院院士蔣劍春看來，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透,、交叉,，是解決木質(zhì)纖維類生物質(zhì)的重要前提。
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