清华大学教授倪维斗谈生物质能源发展与利用

　　　　“目前，可再生能源的发展所涉及的方面比石化能源大得多，对人类和生态等多方面的影响尚不能十分清晰地预测。我国地少人多，粮食、食品供应体系薄弱，因而对可再生能源，尤其是生物质能源的发展一定要十分谨慎和理性，一定要结合中国国情，切忌照搬国外、一哄而起。”在日前由中华环保联合会能源环境专业委员会和中国农学会秸秆综合利用分会共同主办的“2008国际秸秆综合利用高峰研讨会暨秸秆新技术新产品推介会”上，中国工程院院士、清华大学热能工程系倪维斗教授对生物质能发展提出了自己的看法，他认为，“合适的能源应放在合适的地方”，不能“捡了芝麻丢了西瓜”。为此，记者对他进行了采访。

　　净可再生能源系数———一个不可忽视的重要指标

　　全生命周期能量转换效率是倪维斗教授用来分析生物液体燃料应用的一个重要指标，即输入能量与作为燃料输出能量的比值。他举例说，按照先进工艺，玉米大抵是输入为1，输出为1.5。若工艺落后，输出与输入之比只有1.2甚至更小。如果用玉米做乙醇，就必须要把玉米从种植、运输、加工等环节所耗费的能量都考虑进去。在我国一般是3.5吨玉米做1吨乙醇，在生产过程中需要0.6~0.8吨煤。

　　另外，我们用可再生能源的目的是开拓能源利用的新途径，使之来源多样化。同时考虑到作物在生长时从大气中吸收CO2，在随后作为燃料应用时放出CO2。但实际上，从生命周期考虑，有些生物燃料不仅没有增添新的能量，相应的CO2减排的能力也很小。因此，对任何可再生能源的作用必须从全生命周期的效率和排放来考虑，用净可再生能源系数（或称之为绿色程度）来作一个客观的评价。这个系数的大小标志着再生能源中有多少份额是真正可再生或者是真正绿色的。通俗地说就是，生物质加工后得到的能量有多少比例是真正可再生的。该系数越低表示可再生度越小，意味着这种可再生能源实际上对增加能源供应、减排CO2的贡献很小。据研究数据显示，用玉米制乙醇对能源开发和减排CO2贡献甚微。因此，打着减排CO2的旗号来推广玉米制乙醇名不符实。

　　能量转化———有多少家底可以用来"挥霍"

　　单位土地的产出对我国这样的土地缺乏国家十分重要。在保证粮食安全的前提下，我国有多少土地可以用来生产有关植物以获取乙醇、生物柴油？

　　目前，在世界上生产燃料乙醇和生物柴油的原料主要是玉米、甘蔗和棕榈。但我国不可能以棕榈或甘蔗为主，必须要通过生物工程来培植耐旱、耐碱、单位面积出油率高的植物。因为，有些植物的储存问题很难解决。比如：甜高粱成熟收割以后，数星期内糖分大量降低。此外，由于我国土地比较分散，以下两个方面更加突出：大面积、低密度和集中大生产的矛盾；连续的大生产和农作物成熟、收割季节性的矛盾。

　　另外，水资源的合理利用也成为目前生物质能源发展必须重点考虑的因素之一。按世界较先进水平，1吨干玉米耗水350吨。由于我国灌渠漏水多，大多数采用漫灌方式，若用粮食来生产液体燃料，每吨生物替代燃料耗水极大。这是要慎重考虑的，因为我国水资源只有世界平均水平的1/4。考虑到粮食还要用作饲料，我国是最大的猪肉消费国（约5000万吨/年），每公斤猪肉要耗费3~5公斤粮食，保证饲料供应是我国食品安全的一个大问题。

　　倪维斗教授说，目前，世界上把生物质利用的希望寄托在纤维素转化乙醇上。但这个技术远没有商业化，其中一样存在转换效率、用水和其他经济问题。因此，我国从因地制宜的角度出发，应采取哪几种植物、如何种植、如何示范等等都要进行扎扎实实的研究工作。

　　秸秆———分散能源为何不能分散利用

　　有这样一组数据：一组25MW的电站，投资10000人民币/kW，每年需16～20万吨秸秆，收集半径达100公里，用拖拉机、汽车从一个个分中心运送到电站，耗费了稀缺的液体燃料，电站效率小于30%，低于先进燃煤电站12～13个百分点，其效率相对值为先进燃煤电站的70%。“在这种条件下，农民作为燃料的秸秆被收走了，他们只能靠煤来满足炊事和采暖的需求。这样，集中生产的煤，本来可以在先进电站转换成电，却要分散到农村作低效、高污染的应用！”倪维斗教授反问，即使秸秆有多余、可以用于替代一部分煤来发电，那么为什么要建“纯”秸秆电厂呢？秸秆发电不应成为发展方向。

　　最合理的方法就是把这部分生物质和煤共燃，减少一部分耗煤。共燃可以提高秸秆的利用效率、缓解腐蚀问题、减少污染、基础设施简化。秸秆还可以替代部分粮食作为饲料。

　　建设新农村需要能源的支持，除了用电以外，炊事、采暖应尽可能就地取材。秸秆一家一户直接燃烧确实不利现代化能源供应的要求，因此，我们应该花较大力量，研究简单、廉价、低能耗的小型颗粒化或是铡段设备，提供燃烧完全、污染低、廉价的炉子，面向农村建立相应的加工、供应链，以解决农民用能问题。从系统角度着眼，这样做才能把有限、宝贵的能源有效利用，才能带来能源系统的整体效益。

　　倪维斗教授说，我国能源系统是一个十分庞大、复杂的系统，应从能源、转化、输送，终端用户一体化的角度来研究再生能源的战略定位和合理的配置。分散能源应尽量分散利用。尤其是对具有分散、能源强度低特点的可再生能源，更应该以面向终端应用为导向。“发展再生能源一定要结合我国国情，走出自己的路子，如生物质能结合新农村建设等。”