陳楚翔+曾昱龍

【摘 要】生物燃料屬于碳中性燃料，它是清潔能源，同時也是可再生能源，對解決環(huán)境污染問題以及能源安全問題有著重要的意義。本文從世界主要國家和地區(qū)入手，介紹了生物燃料的發(fā)展情況，通過分析比較不同國家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的特點與經(jīng)驗，為我軍生物燃料的發(fā)展應用尋求最佳出路。

【關鍵詞】生物燃料；發(fā)展現(xiàn)狀；啟示經(jīng)驗

能源是生產(chǎn)力的動力來源，正是有了能源，人類文明才得以不斷發(fā)展，不斷進步。眾所周知，化石燃料需要經(jīng)過幾百萬年的物理化學變化才能形成，而我們當前的經(jīng)濟社會發(fā)展主要還是依賴于化石能源，面對與日俱增的能源需求量，我們終將面臨化石能源枯竭的一天。因此，發(fā)展生物能源成為了一大熱點問題。

一、生物燃料概述

生物燃料泛指由生物質(zhì)組成或萃取的固體、液體或氣體燃料。其中的生物質(zhì)是指利用陽光、大氣、水及土地等經(jīng)過光合作用形成的各種有機體，包括動物、植物、微生物等。

生物燃料相比于其他燃料具有以下幾方面優(yōu)勢：一是生物燃料的原料來源具有多樣性。它可以將作物秸稈、生活垃圾、牲畜排泄物以及企業(yè)排放的有機廢渣廢水作為生產(chǎn)原料，經(jīng)過提煉加工制成生物燃料。二是生物燃料具有物質(zhì)性。所謂物質(zhì)性就是生物燃料能夠像石油等化石燃料一樣，加工生產(chǎn)出諸如塑料、合成纖維、合成橡膠等物質(zhì)性產(chǎn)品。三是生物燃料具有可再生性?；剂闲枰?jīng)過數(shù)千萬年漫長的轉化演變才能形成，生物燃料則有所不同，其本質(zhì)是有機物資源化形成的產(chǎn)品，生物燃料制取不受時間、空間影響，是一種重要的可再生能源。四是生物燃料具有環(huán)保性。從化學層面來看，生物燃料屬于碳氫化合物，在使用過程中，它會轉化為水與二氧化碳，其中二氧化碳會通過光合作用被植物吸收，繼續(xù)參與到地球的生物學循環(huán)之中，這就實現(xiàn)了零排放。

二、生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

當前，世界已有60多個國家地區(qū)開始著力于生物燃料的探索研究，美國、歐盟、巴西在全球生物燃料發(fā)展應用中扮演著重要的角色，這三個國家和地區(qū)生物燃料消費量占到世界的84%，當前他們?nèi)栽诜e極推進生物燃料開發(fā)工作，以應對能源枯竭帶來的威脅。

（一）美國生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

美國是最早研究生物燃料的國家，上世紀90年代起，美國就拉開了生物燃料商業(yè)化帷幕，由于玉米產(chǎn)量相對較大，大多數(shù)企業(yè)選擇玉米作為生產(chǎn)原料。此外，美國不斷加快生物燃料在軍事領域的應用步伐。2009年5月，馬伯斯出任美海軍部長，他積極倡導生物燃料在海軍中的研發(fā)應用，提出了“大綠艦隊”（即使用綠色替代能源的新型艦隊）的構想，并計劃在2020年前，使非傳統(tǒng)化石燃料在海軍中使用率提升至50%。為實現(xiàn)這一目標，一方面，美海軍積極與農(nóng)業(yè)部開展相互合作，另一方面，美海軍加快了生物燃料的應用試驗。2010年4月22日，在美國馬里蘭州的帕圖森河海軍航空站，一架使用生物燃料的“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機進行了試驗飛行，這架F/A-18F戰(zhàn)機使用的是亞麻籽提煉油與JP-5航空煤油按照1：1比例混合而成的生物燃料。2010年11月18日，美海軍將這種混合而成的生物燃料加注到MH-60S“海鷹”直升機，并進行了試驗飛行。此后于2011年8月24日，美海軍在帕圖森河海軍航空站試飛了一架加注相同生物燃料的T-45“蒼鷹”艦載教練機。同年10月3日，美海軍在帕克斯基地試飛了MQ-8B“火力偵察兵”艦載無人直升機，該機采用的是駱駝刺提煉油與JP-5航空煤油混合而成的生物燃料。與此同時，美海軍加緊了生物燃料在艦船上的試驗應用。2011年10月20日，一艘加注了生物燃料的1600通用登陸艇進行了海上航行試驗，該登陸艇采用的是將海藻油和F-76航海燃油以1：1混合而成的生物燃料。同年11月，美海軍在“福斯特”驅逐艦上使用同樣燃料進行了航行試驗。2016年1月20日，美海軍“斯托克代爾”號驅逐艦從圣迭戈啟航部署，這艘驅逐艦使用的是用牛油、廢棄牛肉等轉化而成的燃料與傳統(tǒng)石油混合而成的生物燃料?！按缶G艦隊”開啟了美軍替代能源的大門，推動了美軍燃料供給體系變革。應對馬伯斯指出：改變能源供應能夠使美軍走得更遠、停留時間更長、戰(zhàn)斗力更強。

（二）歐盟生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀

歐盟是世界上生物柴油產(chǎn)量最大的地區(qū)，同時也是使用量最大的地區(qū)。進入21世紀后，歐盟生物柴油產(chǎn)量年增長率超過了30%，有專家認為，到2020年，歐盟生物柴油在柴油市場所占份額將達到5.75%。歐盟頒布了一系列政策以推廣生物燃料的生產(chǎn)使用：1997年出臺的《可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略白皮書》中規(guī)定，2010年前可再生能源使用量要占到能源消耗總量的12%，2007年制定的《可再生能源長期發(fā)展計劃》又進一步將這一比例提高到20%。在2003年出臺的《替代汽車燃料使用指導政策》中明確提出，歐盟各成員國要減小對于生物燃料生產(chǎn)和消費的稅收力度。此外，歐盟還在不斷加大對種植玉米、大豆等作物的經(jīng)濟支持力度，給種植者以相應的資金補貼，從而滿足生物燃料生產(chǎn)的原料供應。

三、啟示

通過分析世界幾個主要國家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的先進經(jīng)驗，我們能得到以下幾方面啟示。

（一）加速非糧生物燃料發(fā)展

從世界生物燃料發(fā)展現(xiàn)狀來看，其主要原料依然是糧食作物，這對于糧食生產(chǎn)來講是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。前文提到的幾個主要國家和地區(qū)，普遍都有大量的糧食儲備或其他經(jīng)濟作物。我國人口數(shù)量眾多，而耕地面積又極為有限，如果依靠糧食來生產(chǎn)生物燃料必將對我國糧食安全帶來嚴重威脅。因此，發(fā)展生物燃料必須著眼于我國基本國情，必須在現(xiàn)有條件下探索出路，由此來看，利用非糧原料發(fā)展生物燃料是未來切實可行的途徑。近期，我國可以使用薯類、甜高粱等作為燃料乙醇的生產(chǎn)原料。從長遠發(fā)展來講，我國必須抓好纖維素乙醇生產(chǎn)技術研發(fā)應用。纖維素生物質(zhì)在地球上有著極為豐富的資源，美國、巴西、日本等國家都在嘗試使用秸稈、木屑、稻草等生產(chǎn)纖維素乙醇。我國每年有超過7億噸的纖維素類物質(zhì)被廢棄，如果將這些纖維素物質(zhì)用來生產(chǎn)纖維素乙醇，產(chǎn)量可以達到1.6億噸。目前，纖維素乙醇發(fā)展面臨多重障礙。一方面，纖維素物質(zhì)預處理成本較高，盡管當前已經(jīng)研究出使用物理、化學、生物破壞木質(zhì)素保護層或改變纖維素晶體結構的方法，但與傳統(tǒng)燃料相比成本仍高出很多；另一方面，纖維素酶生產(chǎn)成本未能得到有效降低同樣是需要解決的棘手問題。在我國，纖維素酶主要應用于紡織品加工等利潤較高的行業(yè)，由于成本原因，它在降解植物纖維方面的應用還未得到推廣。因此，我國發(fā)展纖維素乙醇生產(chǎn)技術，必須集聚科研力量，破解當面面臨的諸多難題，從而改變以糧食為原料生產(chǎn)乙醇的局面。

（二）加強政府扶持引導

通過總結美國、歐盟等國家和地區(qū)發(fā)展生物燃料的經(jīng)驗做法，我們不難發(fā)現(xiàn)，這些國家和地區(qū)都為生物燃料的發(fā)展提供了政策上的引導和資金上的支持。產(chǎn)業(yè)的興起離不開政府的支持，尤其是在起步階段，政府要為其提供強有力的后盾，以減輕市場競爭帶來的不利影響。政府需要制定完善的生物燃料發(fā)展規(guī)劃，其中包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標、具體實施步驟以及各項應對措施等。同時政府要予以資金方面的扶持，比如減免稅收、給予財政補貼等，將優(yōu)惠措施滲透到原料供應、生產(chǎn)制造、運輸配送以及使用消費等各個環(huán)節(jié)，刺激生物燃料企業(yè)的發(fā)展。此外，政府要對生物燃料產(chǎn)業(yè)進行適當干預，尤其是產(chǎn)品的流通和消費過程要發(fā)揮政府的指導作用，保證產(chǎn)業(yè)能夠在市場經(jīng)濟條件下健康發(fā)展。

（三）加快軍事領域研究應用

美軍借助“大綠艦隊”這一良好契機，推進了新技術的研發(fā)，使生物燃料在軍事領域應用得到推廣。相比于美軍，我軍生物燃料的研發(fā)應用存在一定差距。我們能夠預見，未來化石能源終將面臨枯竭，這必將對我國國防形成巨大威脅。為擺脫軍事需求對傳統(tǒng)能源的過度依賴，我軍要積極吸收科技創(chuàng)新成果，投入適當人力、財力、物力，加快生物燃料相關技術的研發(fā)應用。首先，要做好頂層規(guī)劃。盲目推進生物燃料發(fā)展，將會導致供需失衡，造成資源浪費，進而對新技術研發(fā)應用形成阻礙。因此發(fā)展生物燃料，必須從全局出發(fā)，著眼我軍現(xiàn)實，在當前發(fā)展基礎上制定我軍生物燃料發(fā)展規(guī)劃，確保發(fā)展路線的科學性與可行性。其次，要推進裝備建設。在發(fā)展生物燃料技術過程中，要同步搞好裝備的升級改造，加快與生物燃料相適應的武器裝備研制速度，進一步拓寬生物燃料在軍事領域的應用范圍。此外，要突出軍民融合。要充分發(fā)揮地方科研力量與技術優(yōu)勢，加強與地方的交流合作，這樣就可以在已有的研究基礎上，針對軍事領域的關鍵問題進行重點突破。endprint