生物質應從傳統(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、風能，zui后才能想到生物質能源。長期以來，生物質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，我國大力推進生態(tài)文明建設，生物質的利用迎來了新的發(fā)展機遇。
科學家建議，生物質應從傳統(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(fā)計劃中設立“生物質綜合利用”專項，系統(tǒng)開展多聯(lián)產技術創(chuàng)新和工程示范推廣。
換個思路謀發(fā)展
2001年，中國加入世界貿易組織，中國經濟發(fā)展進入持續(xù)、高速增長的時期。很快，化石能源短缺問題出現(xiàn)，并為生物質能源提供了發(fā)展空間。
在此背景下，21世紀的zui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(fā)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。” 科技部中國農村技術開發(fā)中心主任、研究員賈敬敦說。
但是，盡管技術突破為生物質利用開創(chuàng)了新業(yè)態(tài)，但與太陽能、風能發(fā)展的“熱火朝天”相比，生物質能源發(fā)展仍顯得“叫好不叫座”。
在報告中指出，發(fā)展清潔能源是改善能源結構、保障能源安全、推進生態(tài)文明建設的重要任務。與此同時，我國經濟由高速增長向高質量發(fā)展轉變。生物質利用面臨綠色發(fā)展的新的現(xiàn)實需求。
生物質包括農作物秸稈、林業(yè)剩余物、農產品加工廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾等。據統(tǒng)計，目前生物質資源有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(huán)境污染的zui大源頭，總量超過70%，若不加以充分利用，會形成嚴重的排放問題。”南京工業(yè)大學教授、中國工程院院士歐陽平凱說。
轉變生物質利用發(fā)展思路迫在眉睫。“利用生物制造，將秸稈等廢棄生物質高值化利用，對解決環(huán)境、能源、材料的轉型升級將發(fā)揮重要作用。”歐陽平凱說。
生物質有新用途
2016年底我國發(fā)布的“生物質能發(fā)展十三五規(guī)劃”指出，到2020年燃料乙醇產量達400萬噸。
制備能源是生物質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，生物質制備燃料酒精的潛能有待發(fā)掘。
“由于生物質是自然界zui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(tǒng)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(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。
賈敬敦告訴記者，生物質能源的發(fā)展應該與美麗鄉(xiāng)村建設相結合，與城市發(fā)展相結合，充分發(fā)揮生物質產業(yè)技術在生態(tài)環(huán)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(yè)的推進發(fā)展。
科技支撐高值化
生物質高值化利用的各個方向，都有亟待解決的科學問題。“生物質的高值科技，是研發(fā)高值產品的支撐。”賈敬敦在會議發(fā)言時說。
在生物質制備燃料酒精方面，中國科學院過程工程研究所研究員陳洪章表示，要使生物質煉制燃料酒精產業(yè)形成競爭力，還需要用科學研究層面破解天然生物質抗降解屏障，突破生物質轉化過程的效率問題，并實現(xiàn)生物質資源工農一體化利用新模式。
生物制氫過程中也存在諸多制約技術工業(yè)化應用的科學問題。“科技工作者還需要探討各類生物質原料的預處理、產氫微生物選育方法和技術、生化反應動力學特征及調控方法、工藝技術優(yōu)化方法等問題，以提高產氫效率、降低生物制氫成本。”在河南農業(yè)大學副校長張國全說。
中科院廣州能源研究所所長、研究員馬隆龍表示，生物質能轉化利用仍存在轉化過程效率低、產品附加值低、成本高等瓶頸，需要在定向解聚、催化材料等生物質高值轉化的共性科學問題方面形成新的理論突破。
在利用生物質制備新材料方面，“與發(fā)達國家相比，我國無論是在與產品的數(shù)量，還是產業(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，開發(fā)生物基材料綠色制備技術，降低生產成本，提高產品經濟型與產品性能。
此外，生物質資源的開發(fā)利用是一個多學科交叉、融合的新興研究領域。“生物質資源開發(fā)利用需要物理、化學、植物學、微生物學等多個學科的知識。”在中國生物質能技術研究開發(fā)中心副理事長、中國工程院院士蔣劍春看來，促進學科間相互滲透、交叉，是解決木質纖維類生物質的重要前提。
檢測生物質燃料熱值可選用鶴壁市恒科儀器儀表有限公司生產的生物質顆粒熱值測定儀，生物質燃料熱值化驗機等分析儀器。
