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世界生物质能源发展现状及方向(2)

时间:2016-01-15 10:33 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:车长波,袁际华 点击次数:

  由于美国是世界最大的粮食生产和出口国,而生物质能源的主要原料又是与小麦、稻谷两大主要粮食存在直接资源竞争关系的玉米,因而国际社会普遍关注美国的玉米燃料乙醇战略对国际粮食供求的影响。

  统计资料显示,因大规模发展生物质能源,美国三大粮食作物的种植结构发生了较为明显的变化。与2003年相比,2007年美国三大作物的总种植面积下降了1.51%,其中小麦的种植面积下降了3.87%,稻谷下降了8.33%,但玉米的种植面积却上升了21.99%。

  种植结构的改变导致其三大粮食出口全面下降,其中玉米下降28.17%,小麦下降9.13%,稻谷下降4.29%,总量达到1661.50×104t作物。

  2.2粮食供应总量下降

  尽管世界小麦、玉米和大米的产量仍然在增长,但因生物质能源的发展耗费了大量的玉米、小麦和粗粮,2003年以来,世界食用粮供给下降。其中,作为最大粮食出口国的美国,其2003年三大粮食出口占世界总出口的比重是38.97%,而2006年则降至34.54%。

  2.3粮食(油料)价格振荡上升

  生物质能生产消耗粮食也是引起粮食(油料)价格上涨的原因之一。自2006年以来,世界粮油价格迅速上涨,并在2007年进一步攀高,比2006年上涨37%。

  其中小麦上涨63%,玉米上涨26.7%,大米上涨16.4%,油料依品种不同涨幅为60%~70%不等。路透社商品研究所数据显示,粮食和油料种子价格指数自1971年以来呈上升趋势,目前处于新一轮上涨周期的爬坡阶段,国际粮价在中期内仍将上行。

  2.4粮食危机引发动荡

  2008年以来,粮食危机席卷全球,部分国家和地区因缺粮出现饥荒、混乱和不稳定局面,贫穷的发展中国家是粮食危机的主要受害者,由于粮食普遍不能自给,居民的恩格尔系数很高,粮价飞涨,购买活命粮成为无法承受的沉重负担。发达国家居民的恩格尔系数只有15%,粮食危机对其影响不大。这些国家又都是世界粮食的主要生产国和出口国,趁粮食短缺哄抬粮价大发横财。粮食危机将对国际关系和国际形势产生严重的负面影响。

  生物质能源的大规模发展已经给世界粮食安全造成较严重影响,未来的影响将会更大。根据2007年美国新能源法案,到2020年美国生物乙醇产量将达到360亿加仑,大约要耗费1442.91×104t玉米(相当于2007年美国玉米产量的41.2%)。按照美国2007年的玉米单产计算,玉米种植面积要增加152.17万公顷(1公顷=10000m2)。耕地资源的有限性和用途的竞争性使得小麦和稻米的种植面积必然会下降,势必影响世界粮食安全。在全球生物质能源发展过程中,若不能统筹考虑综合协调将会导致更严重的后果。

  3、发展趋势

  3.1生物质能是人类实现能源可持续的重要领域

  生物质能产业的主产地———美国、巴西、欧盟各国都制定了生物质能发展规划,并且已经开始商业化生产或者修建生产设施。美国预计到2016年,生物能源要替代5%的汽油,替代13%的交通消耗柴油。欧盟到2020年,可再生能源将占能源消耗总量的20%,生物燃料在交通燃料消费中的比重达到10%。各国政府为此不仅出台一系列财政补贴、投资政策、税收优惠、用户补助等经济激励政策,为生物质能产业的发展提供更好的支持,而且通过规划和政府指令,确保生物能源的长期持续发展。

  3.2第二、三代生物质能是人类的理性选择

  当前,世界上生产燃料乙醇的原料主要是玉米、甘蔗等,生产生物柴油的原料主要是大豆、菜籽油等,需要利用大面积土地扩大种植,与粮争地。因此,走原料多元化之路是长远之策。开发非粮生物燃料(第二代、第三代生物燃料)成为世界各国关注的重要课题,也是生物燃料的必然发展方向。

  第二代生物燃料指的是以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料,采用生物纤维素转化为生物燃料的模式,主要有纤维素乙醇技术、合成生物燃油技术、生物氢技术、生物二甲醚技术等众多发展方向,其中,纤维素乙醇和合成生物燃油是最为重要的第二代生物燃料产品。目前第二代生物燃料的技术成本较高,真正商业化的项目较少。

  第三代生物燃料是以微藻为原料生产的各种生物燃料,也称为微藻燃料。微藻作物可以用来生产植物油、生物柴油、生物乙醇、生物甲醇、生物丁醇、生物氢等生物燃料。微藻作物可以在海洋或者废水中养殖,不会污染淡水资源,对生态环境的危害相对较小。微藻燃料的研发始于1978年美国能源部资助的“水上能源作物计划”,起初是以生物氢为目的,1982年逐渐转向了生物柴油和燃料乙醇。除美国外,以色列、欧洲各国、加拿大、阿根廷、澳大利亚和新西兰等国家也逐步开始了微藻燃料的研发。

  3.3第一代生物质能短期内不会被替代

  从目前科技水平进步看,短期内第一代生物质能不可能被第二、三代生物质能所替代。因为第二代生物燃料目前的问题在于用来分解纤维素的酶成本太高,用不可食用的纤维素生产酒精也需要先把它们变成糖类。而第三代生物燃料的油脂很难提炼,从海藻中提炼生物燃料的研究正处于实验室阶段,距离实现商业化阶段还比较远。

  4、结论

  1)美国为第一大燃料乙醇生产国,巴西位居第二,欧盟是最主要的生物柴油生产地,其他国家也都在积极发展生物质能。


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