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循环经济框架下农业生物质能源开发的技术策略 刘荣章 　周江梅 　陈奇榕 　徐慎娴 　邓启明 　曾玉荣 　翁伯琦 (福建省农业科学院 , 福建 　福州 　 ) 摘 　要 : 农业生物质能源开发利用符合循环经济的基本原则 是发展农业循环经济的重要内容 。选择适合我国国 情的生物质能源的原料 , 因地制宜地采取合理有效的开发模式技术 , 对于提高生物质能源的开发效率 , 避免对粮 食资源的挤占 , 对当前世界石油与粮食危机 , 具有重要意义 。文章分析了农业生物质能源开发的主要技术 , 剖析 了福建圣农集团农业生物质开发的模式与特点 , 根据循环经济理论和圣农集团的经验 , 提出生物质能源开发的 条建议 , 即要以循环经济理论指导生物质能源开发 坚持走非粮原料的生物质能源开发道路 , 促进生物质原料与 能源开发的科技创新 。 一、农业生物质能源开发技术框架 农业生物质能源开发技术包括原料开发技术和生物质综合利用技术。原料开发 , 主要指能源植物的 开发 , 属于农业种植业生产技术 , 其中 , 能源植物的高产技术是提高生物质能源开发效率的关键。高产 技术主要途径是提高能源植物的产量 , 提高光能利用率 , 包括选育低光呼吸品种和四碳类型品种、基因 工程技术改良、延长光合时间 、增加光合面积等措施与技术。而生物质综合利用技术 , 也涵盖了多学科 的技术与内容 (二) 生物质产业主要内容与成效 该集团生物质产业开发的主要内容有 : 废弃物处理 、生物有机肥生产、生物质发电。主要开发项目 都依托相应的企业进行。 三、农业生物质能源开发的策略建议 (一) 以农业循环经济理论指导生物质能源开发 根据循环经济理论 , 减量化是循环经济“三 ”原则中的第一法则 , 也是 “三 ”中最重要的原则 , 减少资源的消耗量和废物的产生量是循环经济发展的首要目标 。资源化则是循环经济的最后一环 , 是输 出端方法 , 只有当避免产生和回收利用都不能实现时 , 才允许将废物进行资源化处置 。然而 , 由于农业 生产的特殊性 , 农业生产与废物产生过程相伴而生 (二) 坚持走非粮原料的生物质能源开发道路 我国有 亿人口 , 亿农民。人口多 , 耕地资源有限 , 粮食资源短缺 , 是我国的基本国情 。因此 , 我们不能象美国那样以大豆为主要原料 , 也不能象德国和其他欧盟国家以油菜籽为主要原料生产生物柴 油。很显然 , 粮食不可能成为我国生物质能源的主要原料 , 而农业废弃物 ( 如秸秆、畜牧业粪便) 、城市 污水与垃圾、林业“三剩物”、能源植物等应成为我国生物质能源的主要资源 。从世界范围看 , 据世界银 行统计 , 每加工 生物能源 , 就要消耗一个人一年的口粮 , 但也只够一辆轿车跑 [ ] , 年全 球超过 亿 粮食 (占总产量的 左右) 被用作生物能源生产 。因此 , “粮油相争”的危机与矛盾显得十 分严峻。在生物质能源发展过程中 , “发展生物能源是否威胁世界粮食安全”、“发展生物能源应选择什么 作为原料”等问题明白地摆在世界人民面前 。 年我国出台的《可再生能源中长期发展规划》明确提出 : 合理选育和科学种植能源植物 , 不再 增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力 , 合理利用非粮生物质原料生产燃料乙醇 。到 年 , 增加非粮 原料燃料乙醇年利用量 万 [ ] 。 圣农集团正是利用我国丰富的农业废弃物资源 , 走出了一条治理污染 , 又增加能源 , 适合我国生物 质能源开发道路。 (三) 促进生物质原料与能源开发的科技创新 科学技术在生物质能原料的选育与开发、生物质能源利用中都发挥了巨大的作用 , 而且潜力巨大 。 如目前植物的光能利用效率只有 左右 , 有科学家估计 , 如能提高一个百分点 , 仅用全球 / 的耕地 就可能提供现在所需的能源燃料[ ] 。转基因技术在生物质能源开发中可以发挥其应有的作用 , 它在能源作 物和能源微生物中的应用不受基因标识的限制。国外用转基因方法获得柴油油菜新品种、秸秆纤维生产 酒精的新技术。我国的转基因等技术研究取得了很大的进展 , 使生物技术在能源作物的培育中得到广泛 的推广应用 , 生物质原料生产水平大大提高 。 同时 , 要发挥我国在生物能源在工程研究方面的优势。我国已在国际公认的生物质重大工程技术中取得 突破和进展[ ] 。如我国采用分子振动技术与微生物酶法相结合处理木质纤维素 可以提高纤维素水解速度和 水解液中还原糖浓度 显著降低可发酵糖成本。在五碳糖、六碳糖微生物共代谢研究方面 我国不仅构建了 可以利用木糖产乙醇的基因工程细菌 提高了用秸秆生产乙醇的经济性 还筛选、诱变