摘要:會(huì)產(chǎn)生大量抑制微生物生長(zhǎng)的物質(zhì),去除這些物質(zhì)的花費(fèi)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程研究所與山東省濰坊昌邑市日前簽約,就建設(shè)能源植物鹽堿地生態(tài)修復(fù)及其高值化利用(昌邑)示范園區(qū)的科技合作框架達(dá)成協(xié)議。此舉立刻引起替代能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。據(jù)記者調(diào)查,能源植物作為未來的新能源,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(zhēng)地、不與人爭(zhēng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)的荒地上種植能源植物,無疑將一舉多得。但目前通過能源植物生產(chǎn)石油替代品,還面臨著原料、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、油楠、油棕、柳枝稷、蘆竹和荻等。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國含油率高于30%、產(chǎn)量高、具有開發(fā)價(jià)值的本土非糧柴油能源植物多達(dá)147種。湖南農(nóng)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(yīng)為零,無有害氣體釋放。 國家能源局《關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出,建設(shè)非糧能源原料基地。在鹽堿地、荒草地、山坡地等未開發(fā)荒地較多的地區(qū),根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l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(shè)非糧生物液體燃料的原料供應(yīng)基地。到“十二五”末期,建成油料能源林基地200萬公頃。 中國生物質(zhì)能技術(shù)研究開發(fā)中心副理事長(zhǎng)蔣劍春告訴記者,當(dāng)前能源植物轉(zhuǎn)化成石油替代品的技術(shù)有氣化、生物轉(zhuǎn)化等。能源植物含油量高,采用生物轉(zhuǎn)化技術(shù),發(fā)酵溫度低、能耗低,經(jīng)濟(jì)上合理。目前,生物轉(zhuǎn)化是能源植物技術(shù)的熱點(diǎn)。但是這種技術(shù)發(fā)酵轉(zhuǎn)化周期長(zhǎng)、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程研究所研究員李福利進(jìn)一步介紹,生物轉(zhuǎn)化技術(shù)預(yù)處理、發(fā)酵、提取、后續(xù)處理等環(huán)節(jié)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(jì)性。纖維素預(yù)處理過程會(huì)產(chǎn)生大量抑制微生物生長(zhǎng)的物質(zhì),去除這些物質(zhì)的花費(fèi)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,荒地上種植能源植物實(shí)際種植成本依舊過高。他認(rèn)為,從利用角度看,只有那些光合速率快、葉面積指數(shù)高、生物量足夠大,且容易收集運(yùn)輸?shù)闹参锊攀抢硐氲哪茉粗参铩H欢鴮?shí)際上,荒地一般位于比較偏僻、經(jīng)濟(jì)比較落后、交通不甚發(fā)達(dá)的地區(qū),水土資源條件差,在荒地上的種植成本、收集運(yùn)輸成本等都高于一般農(nóng)田,利潤(rùn)空間縮小,如果沒有路、電、水、肥、機(jī)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(xiàn)。 “目前所說的每畝生產(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(guī)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(zhǎng)所需的元素本身就缺乏,因此,實(shí)際上很難達(dá)到這樣的理想產(chǎn)量。”李福利進(jìn)一步說。 蔣高明也表示,一些能源植物在熱帶環(huán)境下生長(zhǎng),要實(shí)現(xiàn)每畝生產(chǎn)7~10噸的目標(biāo),投入的化學(xué)能必須足夠大,并耗費(fèi)大量的人力,這就背離了發(fā)展能源植物的初衷。近幾年來名噪一時(shí)的麻風(fēng)樹就是典型例子,單位面積產(chǎn)量低、出油率不穩(wěn)定、分布區(qū)域不夠廣、油脂轉(zhuǎn)化成生物柴油后燃點(diǎn)高、比石油產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益低等一系列難題一直制約著規(guī)?;a(chǎn)。 對(duì)此,有關(guān)專家建議,種植成本高不應(yīng)當(dāng)成為發(fā)展能源植物因噎廢食的理由,應(yīng)當(dāng)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(qiáng)、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(jié)經(jīng)驗(yàn),突破纖維素原料預(yù)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。