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生物質高效綜合利用

文章來源:中國科學報 | 發布日期:2018-05-15 | 作者: | 點擊次數:

5月8日至9日,香山科學會議第625次學術討論會上,科學家建議,生物質應從傳統的能源利用方式變成資源,并協同解決其中的一些基礎科學問題,同時,國家應高度重視生物質高值利用,在國家重點研發計劃中設立“生物質高效綜合利用”專項,系統開展多聯產技術創新和工程示范推廣。

長期以來,生物質能源雖被納入可再生能源之列,卻始終發展增幅不大。如今,我國大力推進生態文明建設,生物質的利用迎來了新的發展機遇。

2001年,中國加入世界貿易組織,中國經濟發展進入持續、高速增長的時期。很快,化石能源短缺問題出現,并為生物質能源提供了發展空間。

在此背景下,21世紀的最初15年,生物質利用的基礎科學研究、技術研究、轉化應用、裝備研發都成為國家計劃支持的重點,一系列重大項目先后啟動。在重大項目的支持下,生物質利用領域取得了巨大成就。

然而,盡管技術突破為生物質利用開創了新業態,但與太陽能、風能發展相比,生物質能源發展仍顯不足。

生物質包括農作物秸稈、林業剩余物、農產品加工廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾等。據統計,目前全球生物質資源有1700億噸,中國正在以不到世界7%的土地,承載著全球近三分之一的中低品位生物質排放。

人類社會廢棄的生物質是環境污染的最大源頭,總量超過70%,若不加以充分利用,會形成嚴重的排放問題。轉變生物質利用發展思路迫在眉睫。利用生物制造,將秸稈等廢棄生物質高值化利用,對解決環境、能源、材料的轉型升級將發揮重要作用。

2016年底我國發布的“生物質能發展十三五規劃”指出,到2020年燃料乙醇產量達400萬噸。

制備能源是生物質最為傳統的利用方向,但目前燃料酒精大多以糧食為原料,生物質制備燃料酒精的潛能有待發掘。

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

生物質還可以用來制備生物基材料。傳統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。

此外,通過合成生物學技術改造細胞工廠,以木質纖維素水解液中的五碳糖和六碳糖為原料,可以生產油脂,緩解我國對進口大豆的依賴。

生物質能源的發展應該與美麗鄉村建設相結合,與城市發展相結合,充分發揮生物質產業技術在生態環境改善和清潔能源產品方面的雙向清潔作用。同時,技術研究應瞄準注入生物基材料、化學品、高附加值燃料等高值化的轉化途徑,利于產業的推進發展。


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