生物質(zhì)能資源包括農(nóng)作物秸秤和農(nóng)業(yè)加工剩余物、薪材及林業(yè)加工剩余物、禽畜糞便、工業(yè)有機(jī)廢水和廢渣、城市生活垃圾和能源植物，可轉(zhuǎn)換為多種終端能源，如
電力、氣體燃料、固體燃料和液體燃料，其中最受關(guān)注的是生物燃油。世界不少國(guó)家已經(jīng)開始發(fā)展生物燃油產(chǎn)業(yè)，包括生物燃油加工業(yè)以及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，如能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)，其中共同的目的在于保障石油安全。
能源農(nóng)林業(yè)的大規(guī)模發(fā)展可以有效地綠化荒山荒地、減輕土壤侵蝕和水土流失。大量使用生物燃油對(duì)中國(guó)大氣環(huán)境的保護(hù)和改善也有著突出的意義。與化石燃料相比，生物燃油的使用很少產(chǎn)生氧化氮和氧化硫等大氣污染物；由于生物質(zhì)二氧化碳的吸收和排放在自然界形成碳循環(huán)，其能源利用導(dǎo)致的二氧化碳排放遠(yuǎn)低于常規(guī)能源。建設(shè)從能源農(nóng)林業(yè)到生物燃油加工業(yè)的生物燃油產(chǎn)業(yè)鏈，可以成為我國(guó)解決“三農(nóng)”問題的一個(gè)有力手段。
一、生物燃油發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
生物燃油產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)是生物燃油技術(shù)和能源作物的選育和種植技術(shù)。我國(guó)在“八五”期間開始生物燃油資源與轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究開發(fā)，采用傳統(tǒng)技術(shù)用糧食和油料作物生產(chǎn)醇類和油類產(chǎn)品，這只限于在食品與輕工產(chǎn)業(yè)；制取燃料作為交通能源產(chǎn)業(yè)建設(shè)則是在“九五”期間。能源作物的概念對(duì)我國(guó)來說是較新的，但其選育和種植技術(shù)的相關(guān)研究實(shí)際上已有數(shù)年的基礎(chǔ)。
目前生物燃油的主要原料為陳化糧。嚴(yán)格來說，以陳化糧制取生物乙醇并不能算在能源農(nóng)業(yè)的范疇。因?yàn)榫推渲饕猛径裕Z食作物與能源植物有本質(zhì)區(qū)別。但這也為發(fā)展生物乙醇技術(shù)積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，待甜高梁等能源植物資源得到發(fā)展后，即可進(jìn)行原料轉(zhuǎn)移。
2001年我國(guó)實(shí)施車用汽油添加燃料乙醇的決定。同時(shí)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布了“變性燃料乙醇”和“車用
乙醇汽油”兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家投資50余億元，批準(zhǔn)全國(guó)建立4個(gè)以消化陳化糧為主要目標(biāo)的燃料乙醇企業(yè)，總生產(chǎn)能力超過100萬噸。糧食為燃料乙醇原料，每噸超過3000元，含加工費(fèi)后，燃料乙醇成本超過每噸4000元。2004年10月起，黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省及湖北、山東、河北及江蘇的部分地區(qū)，強(qiáng)制封閉使用車用乙醇汽油；到2005年，這些地方除軍隊(duì)特需和國(guó)家特種儲(chǔ)備外實(shí)現(xiàn)了車用乙醇汽油替代其他汽油。
甜高梁莖稈制取燃料乙醇項(xiàng)目提供的甜高粱品種，種植技術(shù)和燃料乙醇加工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，目前已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)5000噸的生產(chǎn)規(guī)模。在黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維族自治區(qū)、遼寧省和山東省等地，建立了甜高粱種植、甜高粱莖稈制取燃料乙醇加工基地。甜高粱莖稈為燃料乙醇原料，每噸收購(gòu)價(jià)2000元，含加工費(fèi)后，燃料乙醇成本低于每噸3500元。16噸甜高粱莖稈可以制取1噸燃料乙醇，廢渣還可以制取500千克生物柴油。甜高粱制取乙醇僅用其莖稈，甜籽粒仍然作為糧食使用。它的適應(yīng)性也很好，比其他作物抗旱、抗?jié)澈湍望}堿。
甘蔗是我國(guó)重要的糖料作物。近幾年，廣西、云南、貴州等省種蔗致富對(duì)脫貧起了一定作用，但糖的消費(fèi)量有限，并且由于合成甜味素的沖擊，甘蔗種植面積有大幅波動(dòng)。而燃料乙醇市場(chǎng)需求量大，所以甘蔗在我國(guó)南方地區(qū)是最有可能大量用于生產(chǎn)燃料乙醇的糖類原料。大致4畝的甘蔗產(chǎn)量可制取1噸乙醇，與甜高梁近似；原渣同樣可制取生物柴油。此外，畝產(chǎn)乙醇量高于普通甘蔗的能源甘蔗在澳大利亞等國(guó)已培育成功。在能源甘蔗方面的研究也已經(jīng)起步并得到了較快的發(fā)展。
我國(guó)開展能源林業(yè)作物的研發(fā)已有成果，南方已建有產(chǎn)業(yè)。如利用菜籽油、棉籽油、烏柏油、木油、茶油等原料小規(guī)模產(chǎn)生物柴油的案例。近年來，為了不與食用油和工業(yè)用油爭(zhēng)原料而開發(fā)了麻瘋樹果實(shí)、黃連木籽等作原料制取生物柴油技術(shù)，初步具備商業(yè)化發(fā)展的條件。
四川利用麻瘋樹果實(shí)為原料建成了設(shè)計(jì)能力10萬噸的柴油加工廠，現(xiàn)年生產(chǎn)2萬噸，并制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。制約生物柴油發(fā)展的因素是原料價(jià)格。麻瘋樹果實(shí)購(gòu)入每千克14元，每噸生物柴油需麻瘋樹果實(shí)3噸多，原料成本超過4000元。種植麻瘋樹畝產(chǎn)生物柴油接近200千克。
黃連木籽含油率在30%左右。按每畝種植40棵、每棵產(chǎn)果20千克計(jì)，則畝產(chǎn)生物柴油約200千克，與麻瘋樹的產(chǎn)量接近。
麻瘋樹和黃連木在我國(guó)相當(dāng)面積的地域都適宜栽種；隨著相關(guān)科研工作的進(jìn)行，完全有可能發(fā)現(xiàn)或培育出其他擁有相近或更高生物燃油產(chǎn)量的、適宣更廣泛的栽種地域的能源樹種。
二、生物燃油產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益比較
以種植生產(chǎn)乙醇的甜高梁為例，按照內(nèi)蒙古的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，與種植普通玉米相比，每畝可增收140元。種植麻瘋樹的收益也較高，即便按較低的畝產(chǎn)量450千克計(jì)，每畝收益也達(dá)630元。
目前生物燃油的成本比化石燃油要高一些，但技術(shù)革新對(duì)降低成本的潛力是巨大的。以巴西為例，每噸乙醇的成本從開始時(shí)的800美元下降到目前的300美元。此外，由于資源有限、不可再生，化石燃油的價(jià)格始終會(huì)上漲，生物燃油相比之下將有更強(qiáng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)生物柴油產(chǎn)業(yè)剛剛起步，目前的年產(chǎn)量不到3萬噸，但發(fā)展勢(shì)頭較好。2005年安徽成為繼黑龍江、吉林、遼寧、河南之后的第五個(gè)推廣試用乙醇汽油的省份，我國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)量將達(dá)到年產(chǎn)100多萬噸。燃料乙醇價(jià)格按汽油出廠價(jià)格的0.911與銷售單位結(jié)算，其余部分由國(guó)家補(bǔ)貼。
三、生物燃油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿εc前景
我國(guó)發(fā)展生物燃油的資源潛力，主要取決于用作種植能源植物的土地資源面積和單位面積產(chǎn)量。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)能源農(nóng)業(yè)可利用的土地資源大約有760萬平方公頃。按種植甜高粱計(jì)，則可生產(chǎn)生物乙醇約2850萬噸，生物柴油1425萬噸；而且所利用的土地與規(guī)劃中的農(nóng)業(yè)用地并無多大沖突。能源林業(yè)可利用的土地資源大約有6750萬平方公頃。按種植黃連木或麻瘋樹計(jì)，則可生產(chǎn)生物柴油約2億噸，而且能源林業(yè)用地與規(guī)劃中的林業(yè)用地沖突性較小。
能源植物資源能有這樣的潛力，一方面是要適當(dāng)利用現(xiàn)有農(nóng)林業(yè)用地和宜耕土地后備資源，一方面是合理開發(fā)宜林荒山荒地，再者是利用一定的易改造的鹽堿化耕地；這三部分土地面積合0.78億平方公頃，可為我國(guó)未來替代燃油開發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的原料來源基礎(chǔ)。
此外，技術(shù)研發(fā)還將開拓新的資源空間。工程藻類的生物量巨大，一旦高產(chǎn)油藻開發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，由藻類制生物柴油的規(guī)模可以達(dá)到數(shù)千萬噸。美國(guó)
可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)出含油超過60%的工程微藻，每畝可生產(chǎn)2噸以上生物柴油。青島海洋大學(xué)承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)海藻育苗育種生物技術(shù)研究，擁有一批淡水和海水藻類種質(zhì)資源和積累了海洋藻類研究開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。如果能將現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合、優(yōu)化育種條件，就有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模養(yǎng)殖高產(chǎn)油藻。
據(jù)專家預(yù)測(cè)估計(jì)，到2010年，我國(guó)年生產(chǎn)生物燃油約為600萬噸，其中生物乙醇500萬噸、生物柴油100萬噸；到2020年，年生產(chǎn)生物燃油將達(dá)到1900萬噸，其中生物乙醇1000萬噸，生物柴油900萬噸。
