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能​源​林​的​网​状​产​业​链​生​产​模​式​建​议

媒体:网络  作者:山东大学 2014/8/4 17:19:38

    多年来,我国北方把发展文冠果、黄连木,南方把发展小桐子(麻疯树)、光皮树等油料能源树种资源作为发展生物能源产业的基础来抓,实施集约经营栽培措施,提高了能源林产量和经济效益。近两年,国家有关部门又将发展油料能源林列为“林油一体”化工程项目给予大力支持,进一步加快了我国油料能源林基地建设步伐,为生物柴油产业发展奠定了资源基础。
    中国储备着大量的可利用森林资源。笔者从文献中获取了国家能源林木的资源量和利用量,第六次国家森林资源普查表明中国现存1.75×108 hm2的森林和1.25 ×1010 m3植被空间,以及2.8 ×108–3.0 ×108吨生物质资源可以供给生产。
    然而在生物质能的利用过程中却存在着许多的制约因素。比如生物质能源林生产周期较长、投资大见效周期也较长,加上现有能源林资源相对偏远或分散,高效高产能源林基地建设规模有限,容易出现为了发展生物质能源林去大量砍伐现有林木的现象。如何高效地建立能源林基地,提高产业运营效率,发展网状产业的能源林项目,笔者在中科院合肥物质科学研究院进行了相关的调查研究,认为能源林的开发利用(如表二)要从获取与提炼两个原点发散: 对于能源林的获取,首先是跟企业联合,优选一些高产值的植物,通过诱变、转基因技术产生好的品种进行调节雌雄比并大量培养,再通过肥料控释技术进行灭源污染处理,从而在源头提高能源林的培育效果。           
    在能源林植株的利用方面要从三个角度出发:分别是油果,叶片和枝桠,木材。油果可以用来提炼高档食用油,以及航油和柴油,或者作为生物基产品,比如白酒增塑剂等。叶片和枝桠可以用来提炼精油,多酚和黄酮等物质,可以用在食物防腐和食物保鲜里面,环保并且无污染,最后是对剩余叶片和木材的提炼,生产化工产品,比如生物质气、生物质油、生物碳粉等,这些东西可以用在重工业上,如沥青搅拌剂、锅炉的加热材料等。对应于不同的提炼成果,对应不同的提炼设备,并在获取源头结合造林技术与丰产技术,形成网络装的产业链模式,以提高能源林的利用效率。
能源林的网状产业链模式需要通过3个关键点进行调节:
    1.基因工程、分子育种和克隆技术。技术在能源林木培育上具有极其重要的作用。能源林木的生长周期需要很长的时间,比如黄连木,开花需要8-10年,决定它开花的系列基因就非常重要。获取决定它开花的主控基因(有四个相当于等位基因),其中在3个位点上有多态性,通过基因工程技术将基因导回并让其过量表达,就可以起到提前开花、结果的效果,从而实现丰产。所以基因工程在能源林建设两个原点间起到了衔接的关键作用。
    2.污染处理是工业生态中的核心目标。农业的灭源污染非常严重,大量农药造成的蓝藻爆发、赤潮等现象会造成很大的危害,在这里需要通过分子育种技术来改良植株。把天然纳米材料改性之后添加到化肥里面,控制它的流失,让大部分药滞留在根系这里,不让它流失,这是一种控制流失的技术,再如这一种天然纳米材料,经过控制之后,形成一张网状结构,起到控制、拦截的作用。但有一个问题,就是药长期留在这里会产生副作用,所以这里又添加了一种降解技术,让它在一定时间内讲解。通过这一个过程可以充分地减少工程污染,本身生物质能源在污染方面的影响相对于化石燃料要少许多,通过这个过程能够更大程度上的减少污染。
    3.除此之外,提高能源林的炼油效率,亦是国家需要大力推行的方向。两种模式下的生物质能产出效益相对于煤的产出效益比较结果。其中家用煤量为每个锅炉每年1.5-2.5吨,从表中可以看出新型的生物质能锅炉可以产出两倍的煤燃烧效率,不过同样需要两倍的能源供给量,因为生物质燃料的产热量相对低一些。而相对于传统的生物质电厂,新型锅炉在经济与环境方面均能获得极大的效益,并且提供了更多的就业机会,如何将新型生物质锅炉推向市场,是政府需要解决的一个问题。政府已经建立了相关的长期政策,国家将投资192亿元(火电厂投资的4倍)到生物质发电项目上,以求到2020年通过生物质能产出30GW(1GWh =0.33 Mtce)的发电量。
结论
    能源林的网状产业链基于获取和产出两个发散原点,以先进的生物工程技术和高效的锅炉设备作为衔接点,通过分子技术在灭源污染和后期污染中起到充分降解治理的效果,综合多学科的交叉融合,能够获得更高的市场效益,带动起产业在市场中的积极性,调节市场运营结构,使生物质能源在国家能源日益短缺的现状下起到极大的促进作用。然而中国相对于世界在这方面的技术仍存在很大的局限性,比如生物工程技术需要学科中心的提供,高效锅炉的生产需要投入更多的成本。笔者所能给予的建议是,在全国范围内建立能源林基地的试点,推动企业对基地的投资管理,同时让学科中心(如中科院合肥物质科学研究院)与企业联合建立起长期的合作关系,并在各企业建立学科中心的试验点,以提供更为便捷的技术帮助。   

 

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