论农业生产与生物能源的开发利用
摘要
"万物生长靠太阳",尽管光合作用的转化率仅为0.5%~5%,但研究新能源则必须重视生物质能的开发利用。从全球来讲,化石能源越来越少、逐渐枯竭,而温室效应等诸多环境、乃至气候问题日益突出,实施新能源发展战略十分迫切,必须更加重视农业和生物能源在新一轮产业革命中的重大作用。农业是世界上最主要的生物产业,农、林、牧、渔各业每年产生相当于农田生物量70%的7 亿多t 作物秸秆,2 亿多t 林地废弃物,25 亿多t 畜禽粪便及大量有机废弃物。若将全国农业副产物所含能源按沼气转化计算,总量可达2971 亿m3 ,户均l 217.6 m3 。[1]据研究,这些生物质资源就相当于7 亿多吨标煤。此外,尚有1 亿多hm2 不宜开垦但可种植高抗逆性能源植物的边际性土地,科学利用、合理开发生物能源,将是一笔宝贵的能量资源和物质财富。[2]"民以食为天,手中有粮心里不慌"。由于人口压力大且资源禀赋有限,我国的农业安全问题始终都是国家的头等大事。按照生态经济学观点,农业越现代化与农业生态系统的依存关系越密切,加速发展现代农业成为广大科技工作者的不懈追求.据研究,在理想环境条件下光合作用的利用效率可达8%~15%,生物质能开发潜力巨大。但根据生态学原理,生物质还要在生态系统营养循环中肩负更重要的角色,具有远远超越能源价值的生态价值,必须正确处理农业安全和能源安全之间的关系。为此,发展现代农业不能沿袭发达国家"高投入"、"高产出"、"粮变油"模式,也无法照搬资源型国家的"生态农业"、"绿色农业"模式。从人口大国、农业安全至上的国情出发,我国现代农业应该充分利用现代生物技术,发展适度规模循环农业和农产品精深加工业,走节约资源的可持续农业发展之路。一是农业是安天下的产业。现代农业既要生产安全,更要质量安全.保护农业安全,不与农争地是研发生物能源的基础条件。二是农副产品内部循环为主。为了农业安全,通过秸秆还田培肥土壤,提高农田综合生产能力;通过食用菌栽培延长农业产业链,实现农业增值农民增收;通过动物养殖调整农业结构,改善食物结构,增强农业发展后劲;通过农副产品的沼气发酵,解决农村能源问题,改善农村环境才是最好利用途径。三是加强生物能源的研究。目前生物能源利用的主要形式除沼气之外,还有生物制氢、生物柴油和燃料乙醇。其中,沼气利用基本普及,需要解决的是规模化生产设备和提高甲烷含量等技术问题;生物柴油成本较高,而研发利用微生物合成油脂技术将会有新的突破;燃料乙醇是世界产量最大的生物能源,但不与农争粮需解决甜高粱、薯类、能源植物等"飞地"生产问题。