推广甜高粱茎秆生产乙醇 发展生物能源产业

随着全球矿物资源的日渐枯竭，原料可再生的乙醇将成为二十一世纪绿色化学工业的基本原料，将成为基本石油化工原料的理想替代物。其中，推广以甜高粱茎秆为主原料的燃料乙醇代替部分石油，由“黑色能源”转为“绿色能源”，是一项具有战略意义的综合性工程。

　　出席两会的全国人大代表孙国强指出，以甜高粱茎秆为主要原料，辅以菊芋、甜菜、玉米等生产燃料乙醇，将促使一个新型的绿色能源产业形成。在我国推广甜高粱生产乙醇产业项目具有极高的价值，不但能够真正做到发展生物能源不与粮食、糖料、油料作物争土地，同时还可大大减轻环境污染，使我国成为甜高粱燃料乙醇使用的大国，对缓解石油能源危机，实现农村全面建设小康社会的目标有重要意义

　　一、生物能源的开发利用引起世界各国重视

　　自上世纪70年代“石油危机”后，生物质能源的开发利用引起世界各国政府和科学家的关注。发达国家纷纷投入巨资进行研究和开发。如日本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”、巴西的酒精能源计划等等。美国能源部早在1978年就制订了燃料乙醇计划。以禾谷类等能源作物为原料生产燃料乙醇的技术及产品在国际上已趋成熟。美国、欧洲、巴西等国已经商业化运作，我国也已开始推进。

　　目前美国年生产生物柴油27万吨，玉米燃料乙醇700万吨。美国销售的“汽油”中，70%以上实际是酒精汽油(1：9的混合燃料)。欧洲以发酵法生产的乙醇已占总市场量的60%；加拿大用木质原料生产乙醇的年产量是17万吨；巴西每年生产的1500万吨乙醇全部源自甘蔗，25%的汽车在使用乙醇-汽油混合燃料。

　　各国越来越重视生物燃料产业有两方面的原因。一方面科学技术特别是生物技术的发展，使得生物质资源加工转化利用的成本大幅度降低。如燃料酒精的生产，1979年生产一加仑燃料酒精的成本接近4美元，现在已经降到1美元左右的水平。另一方面是近年来石油价格的大幅度上涨。原油价格2004年初还是30美元左右一桶，现在涨到每桶50美元以上。

　　燃料乙醇作为一种清洁能源，有利于生态环境的改善。使用乙醇汽油的汽车，其排放的尾气中一氧化碳下降30%以上、碳氢化合物下降10%，苯系物明显减少，氮氧化合物基本不变。汽车使用乙醇汽油已被视为改善城市空气质量的重要手段。随着国际社会对温室气体减排的需要，发展生物质能源成为许多国家的重要发展战略。

　　二、甜高粱被认为是未来最有价值的环保型可再生能源

　　甜高粱被认为是生产生物燃料酒精的最佳原料，被誉为“生物能源系统中的最有力竞争者”。甜高粱有很多独特的优势。

　　(一)用甜高粱生产燃料酒精，比用玉米和甘蔗优势更明显、更经济。甜高粱生产酒精的工艺和用甘蔗生产酒精是相似的。由于我国能种植甘蔗的地域有限，加上目前食糖还需要进口，我国不可能象巴西一样以甘蔗作为燃料酒精的主要原料。美国的实验结果表明，每公顷甜高粱可产酒精6106升，而被称为太阳能最有效转化器的甘蔗，每公顷仅产酒精4680升。印度用甘蔗和甜高粱生产99.5%无水酒精，甜高粱的单位面积产量为5700-6500升／公顷／年，比甘蔗的4000-4500升／公顷／年高30%。

　　1999年我国糖料作物平均亩产糖349公斤，折亩产203升酒精。玉米平均亩产330公斤，折亩产酒精133升。甜高粱以亩产200公斤籽粒和4，000公斤茎秆计算，折亩产酒精351升，为糖料作物的1.73倍，玉米的2.64倍。

　　(二)甜高粱茎秆做再生能源燃料不会产生对粮食供应的威胁。目前，我国变性燃料乙醇生产试点项目暂定位在以消耗陈化粮为主。但是，随着人口增加和耕地资源的减少，我国粮食供应紧张的局面还没有根本改变，粮食出现的过剩是阶段性、结构性的。保证我国的粮食安全是社会稳定的基础。中国的粮食产量从1998年的5.12亿吨下降到2003年的4.4亿吨左右。中国粮食需求和实际产量之间的差距在2500-3500万吨之间。为避免变性燃料乙醇耗粮对粮食市场供求造成冲击，应扩大原料来源，使其多样化。即使在玉米过剩的美国，用玉米作为燃料酒精生产的主要原料，现在也感到很大压力。寻求新的再生能源原料成为未来的新趋势。甜高粱粱茎做再生能源燃料，不会对粮食供应产生威胁。

　　(三)从生产和推广等角度来言，甜高粱茎秆具有更多优势。贵州代表孙国强认为，甜高粱的籽粒能生产出粮食，茎秆含糖量也高，也作为能源、饲料和纤维生产的原料。甜高粱有着极高的光合效率，是一种高能作物，具有生长快、产量高、抗逆性强的特点。在生长旺期，平均日增高12cm，在各种农作物中居于首位。甜高粱株高3.5-5米，单位面积产量极高。甜高粱青饲料亩产量可达5000-10000kg。

　　甜高粱茎杆含糖锤度为17-21，高于甜菜，可与甘蔗媲美，是一种糖料作物。秆渣含纤维素12-18%，可作人造纤维板和造纸原料。甜高粱酿酒后的酒糟，每亩约为3000公斤，是优质饲料，能够带动畜牧业的发展。

　　甜高粱耐旱、耐涝、耐盐碱，适应能力极强，素有农作物中“骆驼”之称，从沙壤土到粘土，pH从5.0-8.5，各品种均能很好生长。甜高粱根系发达，茎秆和根系有较高的渗透压，从土壤中吸收水分的能力很强，加之茎秆表面有一层蜡粉，有减少蒸腾作用的能力，叶片遇旱时又能自行卷缩，以减少水分的蒸发，故比较耐旱。甜高粱比玉米耐旱，当玉米绝收时，甜高粱还有约70%的收成。甜高粱也很耐涝，只要大水不淹没穗部，对生育和产量的影响均不大。

　　甜高粱适合在我国大部分地区栽培，从黑龙江、内蒙古到海南都可种植。栽培于山坡上的甜高粱，其生长情况要比玉米好得多。而且利用其具有高抗逆性特点，可以利用低质边缘性土地，不会与现有农作物争耕地。

　　三、甜高粱茎秆制取燃料乙醇具有较强的产业关联度

　　利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇，可以获取农业、畜牧业、加工业、能源与环保产业的广泛经济效益，形成新的经济增长点。

　　种植甜高粱能够充分利用边缘性土地资源，大幅度增加农民收入。据计算，农民种植甜高粱，每亩收入可达500元以上。如果我国用1000万亩土地种植的甜高粱全部生产燃料酒精，并与汽油混合成为汽油醇，就可以节约汽油250万吨以上，价值10亿元，同时使农民增加收入5亿元。发展甜高粱，生产精制酒精以及用酒糟养牛等，能为农民提供大量的就业岗位。农民5-6分钱一斤的甜高粱茎秆卖给加工厂，然后每斤2-3分钱的价格将出酒后的甜高粱酒糟渣买回来喂牛，是理想的饲料。

　　另外，牲畜粪便可产生沼气，产生“二次生物质能源”。除解决农村生活用能外，沼气渣又是优质有机肥料，有利于发展无公害有机食品，形成微生物-植物-动物的良性循环经济链。

　　生产甜高粱还可获得高粱米，可利用于粮食、酿酒等。甜高粱渣，还可以焚烧发电、造纸。乙醇是农产品深加工的中间产品，除了作为汽油的替代物外，同时也是许多化工产品的基础原料。乙醇还可衍生出乙酸、乙酐、乙胺、乙酸乙酯等产品。乙醇可以进一步裂解成附加值更高的乙烯。据估计，我国2003年乙烯的需求总量为1620万吨，其中1008万吨依赖进口，进口依存度达到62%。2005年进口1118万吨。如果利用生物质途径生产乙烯取代其中5%，将有生物乙烯95万吨，其产值可高达95亿元。到2020年，我国乙烯的总需求量将达4000万吨。

　　燃料乙醇产品的开发不仅在于其能源意义，更重要在于它的可再生资源的意义。燃料乙醇的开发可以形成生物产品产业树，大大延长产业链。促进农畜产品加工、生物制品、食品、饲料、养殖业和饮料业等产业的发展。甜高粱的综合开发利用，可以获取农业、畜牧业、加工业、能源与环保产业的广泛经济效益，形成新的经济增长点。因此，尽快推进利用甜高粱茎秆等能源植物制取乙醇的产业化进程，是非常急需的和必要的。

　　四、我国在利用甜高粱茎秆生产燃料酒精方面已有一定积累

　　在我国“七五”、“八五”期间，“甜高粱茎秆制取乙醇”技术就得到农业部、原国家科委和原国家计委等部门的重视和立项。特别“九五”和“十五”计划中，科技部将甜高粱茎秆制取乙醇产业化示范分别列入了“国家重点科技攻关计划”和“国家高技术研究发展计划(863计划)”。国家发改委和科技部的十一五和中长期能源发展规划和计划中都已经列入“甜高粱茎秆制取乙醇”产业化建设项目。我国自行培育的能源植物甜高粱的农艺性状和工业性能处于世界先进水平，并在新疆、内蒙古、山东等已有规模种植的工业化生产示范。

　　中国农业大学、北京泰天地能源技术开发有限公司、农业部规划设计研究院、北京绿恒益能源技术开发中心等拥有国家高技术研究发展计划(863计划)“甜高粱茎秆制取乙醇”、“能源作物甜高粱培育及能量转换技术研究”项目自主知识产权。自2000年起，内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗的甜高粱桔秆生产燃料乙醇项目技术依托单位在内蒙古武川、通辽、托克托旗，陕西的延安、甘肃的庆阳等地进行甜高粱栽培试验，建立了各个相应区域的优化栽培技术体系。项目技术依托单位已经将甜高粱的栽培技术要点整理成农技培训资料，开始在冬春的科技入户培训中应用，为2006年各地各种植8-10万亩甜高粱打下基础。项目实施采用的能源作物甜高粱茎秆制取乙醇技术已通过国家“863计划”验收，该项技术是全球可再生能源领域最具投资价值“十大领先技术”之一。

　　同时，当前制约甜高粱制取乙醇项目产业化的一个限制因子，是缺乏充足的、高品质的甜高粱种子。内蒙古甜高粱桔秆生产燃料乙醇项目的承担企业骏天生物质新能源科技有限公司已购进10万斤优质甜高粱种子，所采购的甜高粱种子为“十五”国家863计划项目成果《醇甜系列》甜高粱杂交品种。该项目的种子和栽培技术均有自主知识产权。