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生态多样性提供了多样化的生物质能源
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本报记者 常丽君 综合外电
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玉米作为全球最大的谷类、饲料和乙醇原料，多次成为粮食和能源争夺的焦点，也引发了对推广生物质能源的争论。我们选择合适的生物质能源植物时，解决方法并非千篇一律。在近日出版的《科学》杂志中，美国能源生物研究院（EBI）的科研人员指出，地球上不同地区多样化气候和土壤条件，形成了多样化的植物种类，利用丰富的植物资源，构建一种复合农业生态系统，同时种植多种能源作物，是一种符合当前环境目标的选择。$ G8 h$ Z" F$ y* ~
! ], n5 |' Q9 p1 X9 k5 P; M 多样生态提供多样选择; p; h- S- v2 w$ n3 ~! R2 |& s
: N- F- B5 P' I8 s0 u 地理环境的多样性，使不同地区的植物都有其特殊的环境适应性，这给生物质燃料供给提供了广阔前景。根据当地的气候和环境，包括多年生草类等有利于生态和环保的植物应被充分利用，使其成为生物质燃料的后备军。- {) o+ W; A$ i# c* M; ^
3 ^4 X; j' D# B7 q5 V' |4 R t* v 能源生物研究院是加州大学伯克利分校、伊利诺斯大学和劳伦斯·伯克利国家实验室的一个合作研究机构，这里的生物能源专家设立了一项“木质纤维素生物燃料的原料供给”专项研究，对世界各地的生态环境和植物类型进行了分析，探讨了在现有技术条件下，用植物或农作物中不能吃的部分生产高效生物燃料的可持续性。比如美国中西部、东部和北部旱地的芒草；巴西和其他热带地区的甘蔗，这在美国东南部地区也有；半干旱地区如墨西哥、美国西南部的龙舌兰及其他各种来源的木本生植物。$ b$ i3 w' D$ q4 ?' | d# O$ z
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据研究报道，巴西政府已经计划加强牛牧草的经营管理，希望在不扩大开垦自然生态系统的条件下，增加农业用地供给。随着以甘蔗为基础的乙醇工业的发展，到2030年，巴西单独生产的液态燃料相当于当前世界转化燃料需求的14%。( b' T4 Y% ?: E' c
+ j6 r& I( M. y5 y- u& b9 U9 w 在北美地区，森林按照可持续的惯例进行采伐，用作木料和造纸。但这些活动在过去的几十年里不断下降，随着电子媒体的发展和公共领域内纸类回收的普及，造纸用木材的需求大大降低，这为大量木材用于生物燃料提供了巨大空间。+ Y( G' j) v3 G$ ^$ I$ D2 A
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不与粮食饲料争夺土地
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# u6 X2 |1 L' X6 z3 D 种植各种生物燃料植物，发展结合燃料产品的复合生态农业，这和当前的环境目标是并行不悖的。但一个原则是，不与粮食和饲料作物的种植争夺土地。# b" o7 K. b# l, R9 I
, K7 X6 I1 q! _+ y% I 研究还指出，那些贫瘠而不适合农作物生长的边缘土地、废弃的农业用地，都可以开发出来，建立专门的生物质燃料作物种植园，而无需和粮食饲料竞争用地。一些植物，比如芒草和柳枝稷，从本质上讲对于光照、水分和氮的利用率很高。此外，免耕少耕技术可以保护植物的宿根系，增加土壤中的碳含量，减少侵蚀。
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}2 H7 p) W. U( K8 _! t 在很多地区，地下水的利用常常难以持续。某个地区的能源作物类型，可能和它的水分利用效率密切相关。要评价一个地区生产木质纤维燃料的能力，可持续性是最重要的。
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9 i7 h S$ ~% t+ K2 _ 比如龙舌兰能生长在较为干旱地区。全世界大部分不适合农作物生长的土地都是降雨非常少的地方，地球表面大约18%土地雨量稀少，在这些干旱地区种植龙舌兰，前景将非常广阔。6 R3 _3 @! W7 P8 Q) p; L
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除了专门用于生物质能源的植物，粮食和饲料作物的秸秆废弃物，都含有大量纤维素，可以通过现有的生物技术转化为液体燃料。与其狭隘地依赖为数不多的粮食作物，不如充分利用它们的“下脚料”。$ @0 w, R) ^2 H1 ~
: X* a# z! O" a4 O3 A% \" n 可持续要结合技术成本; a- m K8 h$ A4 a/ `9 o
6 d3 @- _3 O3 W3 \7 `- ^0 Z 从目前的技术和商业化角度考虑，生物质能源很难进入主流。当前的生物质转化技术大致分为四类：直接燃烧、物化转换、生化转换和植物油利用技术。而通过分解纤维素，把生物质转化为乙醇，是能源生物研究院的主要研究目的。即使玉米也应作为考虑对象，它的不可食用部分包括大量的秸秆、脱粒后的玉米芯和秣草，都富含纤维素，可作为生物燃料的原料。但问题是，由于收获和运输的成本很高，很难有效利用，目前约有一半的秣草被白白浪费掉。
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直接燃烧适用于农村或山区分散独立的家庭用户，投资最省，但效率最低。物化转换技术要求高而且投资大，目前并不普及。
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& c9 k: B' Z' m4 H# Y1 W9 M 植物油利用技术对能源植物品种要求较高，需要专门种植。植物燃料油接近石油成分，植物油提取加工后所得能源可以替代石化能源。该技术主要优点是提炼和生产技术简单，主要缺点是油产率较低，速度很慢，而且品种的筛选和培育也较困难。
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研究人员认为，我们应充分利用丰富的植物资源，找出适合当地环境的技术和经营方案，实现生产效率和环境利益两方面最大化，满足可持续发展的目标。, l2 K' u: i$ U: J" }
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转自：科技日报 |
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发表于 2010-8-25 13:05:15