从生物质能的利用谈起

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1、从生物质能的利用谈起清华大学倪维斗近几年来世界燃料乙醇的生产快速增长，从1985年到2005年增长了3倍，2005年为3428万t。生物柴油从1995年才发展起来，目前为226万t。2005年乙醇作为燃料占全世界汽油消费量的2%。Ⅰ.世界和美国的国情美国：生产成本高（$1.4gal），国家补贴（$0.51/gal）近年来发展很快：第一个10亿用了10年第二个10亿用了10年第三个10亿用了2年有一个重要原因是世界谷物和油品价格比变化年份一蒲式耳谷物一桶油蒲式耳/桶1950$1.89$1.71111980$4.70$35

2、.7181990$3.09$22.9961995$4.82$17.2042000$3.10$28.2092005$3.90$52.0013一蒲式耳=8加仑=35.24升（美制）谷物相对油越来越不值钱。美国进口石油，出口粮食越来越吃亏。以前美国用粮食出口可以抵消石油进口，但在2004年，粮食出口的钱只占石油进口的13%，为石油进口，美国花了$1320亿。从而，用粮食做燃料以减少石油进口是美国发展粮食乙醇的驱动力（中国情况大不一样）2004年，美国生产燃料乙醇34亿gal（1700万桶，相当于140万桶汽油），占汽油总需求

3、量的2%；巴西：生产40亿gal，满足40%的汽油需求。巴西生产的甘蔗的50%用于生产酒精，种植面积从530万公顷（2004）增至800万公顷。巴西已与中国、日本商谈乙醇出口问题。德国：欧洲是采用生物柴油的“领跑者”，德国生物柴油的产量是104万t（2004），主要是用rapeseed。可替代其3%的柴油，准备在最近几年产量增加150%；法国：产量为45万t，德、法都准备在2010年用生物柴油替代柴油5.75%；美国：用200万增至500万蒲式耳生物，生产89.3万t生物柴油。用大豆榨油，其副产品蛋白质丰富，价值高。印

4、尼、马来西亚：用棕榈果实生产生物柴油，出油率高。世界乙醇主产国Ⅱ生物液体燃料的应用有三个重要指标全生命周期能量转换系数，土地的利用，CO2排放，水的利用，食物安全，生物多样性单位土地的产出粮食安全与生态评估，森林保护，生物多样性能量转换效率甘蔗1:8——一份能量输入能得到8份输出（主要是甘蔗渣可以用于燃料）甜菜1:1.9玉米1:1.5(美国工艺)1:1.2(或更少)(中国工艺)净可再生能源系数（绿度）甘蔗：（8-1）/8=0.875甜菜（1.9-1/1.9）=0.473玉米：a（1.5-1）/1.5=0.335b（1.

5、2-1）/1.2=0.167c（1.1-1）/1.1=0.09风力发电是可再生能源系数最高的，~0.96物理意义——加工后得到的能量有多少比例是真正可再生的！此系数越低表示可再生度越小不是原料是可再生就是真正的可再生能源B.土地利用系数：单位土地的产出对我国土地缺乏的国家十分重要。中国有多少土地可以用来生产有关植物来得到乙醇？生物柴油？油品植物名称平均生产量升/公顷（15亩）比例系数乙醇(热值是汽油的67%)甜菜(法国)6703乙醇（4491汽油）1.08甘蔗(巴西)6213（4162）1木薯(尼日利亚)3845（25

6、76）0.62甜高粱（印度）3511（2352）0.565玉米（美国）3321（2225）0.535小麦（德国）2599（1741）0.418生物柴油(热值是柴油的90%)棕榈油4709生物柴油（4238柴油）1可可籽2518（2206）0.452油菜籽958（862）0.2花生844（760）0.177向日葵768（691）0.16大豆524（472）0.11我国不可能以棕榈或甘蔗为主。通过生物工程来培植耐旱、耐碱、单位面积出油率高的植物。有些植物有很难解决的储存问题。比如：甜高粱，成熟收割以后，数星期内糖分大量降低

7、。大面积、低密度（能量）和集中大生产的矛盾（收集、运输、存储）连续的大生产和农作物成熟、收割季节性的矛盾在巴西和美国也有问题：由于市场好，巴西大量种植甘蔗用于生产酒精—亚马逊河雨林保护，减少了CO2汇，破坏生态。美国大量种玉米；印尼、马来西亚大量种棕榈树会引发食品安全和生物多样性问题。我国的生态、自然条件要比美国、巴西、马来西亚差得多，要有一个度，以平衡各方面的影响。这个度是多少？C.水耗系数在国际上是：1吨干玉米耗水350t；1吨干小麦耗水500t由于我国灌溉条件下灌渠漏水多，漫灌：1吨干小麦要耗1000t。粮食用大

8、量的水换来，若用来生产液体燃料，每吨生物替代燃料耗水极大。1吨粮食1000t水，意味着5000t水/1t当量汽油；500t水/吨玉米意味着2500t水/1t当量汽油这在我国是要慎重考虑的，我国水资源只有世界平均水平的1/4！替代能源一个要从以下几个尺度去深入分析。目前很多文献，只说XX发展很快，XX资源丰富，XX、XX、XX都可以