摘要:會(huì )產(chǎn)生大量抑制微生物生長(cháng)的物質(zhì),去除這些物質(zhì)的花費成本較高;降解能源植物纖維素的纖維素酶目前還是技術(shù)瓶頸,纖維素的降解需要多種纖維素酶的協(xié)同作用,用的酶多、成本高,高效低成本的纖維素酶尚需研發(fā)。
中科院青島生物能源與過(guò)程研究所與山東省濰坊昌邑市日前簽約,就建設能源植物鹽堿地生態(tài)修復及其高值化利用(昌邑)示范園區的科技合作框架達成協(xié)議。此舉立刻引起替代能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。據記者調查,能源植物作為未來(lái)的新能源,具有良好的生態(tài)性、可再生性等優(yōu)點(diǎn),在我國發(fā)展生物質(zhì)能源實(shí)行“不與糧爭地、不與人爭糧”的政策下,在大部分荒漠、灘涂、草山、草場(chǎng)、荒山、沙荒地、鹽堿地等不適宜農業(yè)生產(chǎn)的荒地上種植能源植物,無(wú)疑將一舉多得。但目前通過(guò)能源植物生產(chǎn)石油替代品,還面臨著(zhù)原料、技術(shù)成本高的瓶頸。 能源植物可用于生產(chǎn)接近石油成分和可替代石油使用的產(chǎn)品,包括麻風(fēng)樹(shù)、油楠、油棕、柳枝稷、蘆竹和荻等。據統計,我國含油率高于30%、產(chǎn)量高、具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的本土非糧柴油能源植物多達147種。湖南農業(yè)大學(xué)培植的芒屬植物平均畝產(chǎn)量在2500千克以上,纖維素和半纖維素占干物質(zhì)的80%左右;礦物質(zhì)含量低,燃燒充分,二氧化碳凈效應為零,無(wú)有害氣體釋放。 國家能源局《關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展“十二五”規劃》提出,建設非糧能源原料基地。在鹽堿地、荒草地、山坡地等未開(kāi)發(fā)荒地較多的地區,根據當地自然條件和作物植物特點(diǎn),種植甜高粱、木薯、油棕、小桐子等能源植物,建設非糧生物液體燃料的原料供應基地。到“十二五”末期,建成油料能源林基地200萬(wàn)公頃。 中國生物質(zhì)能技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心副理事長(cháng)蔣劍春告訴記者,當前能源植物轉化成石油替代品的技術(shù)有氣化、生物轉化等。能源植物含油量高,采用生物轉化技術(shù),發(fā)酵溫度低、能耗低,經(jīng)濟上合理。目前,生物轉化是能源植物技術(shù)的熱點(diǎn)。但是這種技術(shù)發(fā)酵轉化周期長(cháng)、菌種不易存活,纖維素酶的生產(chǎn)成本高。 中國科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所研究員李福利進(jìn)一步介紹,生物轉化技術(shù)預處理、發(fā)酵、提取、后續處理等環(huán)節處理成本高,處理后的產(chǎn)品作為能源成本高,還不具備經(jīng)濟性。纖維素預處理過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量抑制微生物生長(cháng)的物質(zhì),去除這些物質(zhì)的花費成本較高;降解能源植物纖維素的纖維素酶目前還是技術(shù)瓶頸,纖維素的降解需要多種纖維素酶的協(xié)同作用,用的酶多、成本高,高效低成本的纖維素酶尚需研發(fā)。 在中國科學(xué)院植物研究所研究員蔣高明看來(lái),荒地上種植能源植物實(shí)際種植成本依舊過(guò)高。他認為,從利用角度看,只有那些光合速率快、葉面積指數高、生物量足夠大,且容易收集運輸的植物才是理想的能源植物。然而實(shí)際上,荒地一般位于比較偏僻、經(jīng)濟比較落后、交通不甚發(fā)達的地區,水土資源條件差,在荒地上的種植成本、收集運輸成本等都高于一般農田,利潤空間縮小,如果沒(méi)有路、電、水、肥、機械等基本條件,在荒地上搞能源植物,高產(chǎn)量和高利用率都都難以實(shí)現。 “目前所說(shuō)的每畝生產(chǎn)7~10噸能源植物,是在優(yōu)化條件下取得的理想成果。但是規模種植需要施肥、澆水、光照等相關(guān)條件,而且鹽堿地、沙漠地植物生長(cháng)所需的元素本身就缺乏,因此,實(shí)際上很難達到這樣的理想產(chǎn)量。”李福利進(jìn)一步說(shuō)。 蔣高明也表示,一些能源植物在熱帶環(huán)境下生長(cháng),要實(shí)現每畝生產(chǎn)7~10噸的目標,投入的化學(xué)能必須足夠大,并耗費大量的人力,這就背離了發(fā)展能源植物的初衷。近幾年來(lái)名噪一時(shí)的麻風(fēng)樹(shù)就是典型例子,單位面積產(chǎn)量低、出油率不穩定、分布區域不夠廣、油脂轉化成生物柴油后燃點(diǎn)高、比石油產(chǎn)品經(jīng)濟效益低等一系列難題一直制約著(zhù)規?;a(chǎn)。 對此,有關(guān)專(zhuān)家建議,種植成本高不應當成為發(fā)展能源植物因噎廢食的理由,應當突破良種選育及定向培育技術(shù),篩選培育高光效、能量密度高、抗逆性強、不危及生態(tài)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)能源植物新品種,培育多個(gè)新型生物質(zhì)能源作物和能源林新品種。以能源植物生產(chǎn)石油替代品的示范工程為依托,不斷總結經(jīng)驗,突破纖維素原料預處理、酶制取等技術(shù)瓶頸,推動(dòng)能源植物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。