生物质资源概念的提出及发展

　　一万多年前,人类开始驯养野生动植物和发展从事生物质生产的农业,使人类离开洞穴,放弃渔猎采集,到丰美的平原上,过上耕耘养殖、丰衣足食的田园生活,开创了辉煌的农业文明。动植物为人类生存繁衍提供了所需的营养,以及生产、生活所需要的生物质燃料,生物质生产是最古老和全面意义上的“能源产业”。

　　随着社会的发展，到工业社会时，传统的生物质燃料已不能满足大量和集中供能的需要。19世纪的煤炭和20世纪的石油、天然气成为人类社会生产和生活的主要能量来源,支撑了辉煌的工业文明。但一二百年的高强度开采与消费,使这些非再生的化石能源资源渐趋枯竭同时,全球变和环境恶化引起国际社会的极大忧虑。自20世纪90年代,“登博斯宣言”“21世纪议程”“京都议定书”等相继面世,“可持续发展”成为时代的最强音。当人们将目光聚焦到可再生的清洁能源时,生物质能源重新受到关注,成为可再生能源中烁烁闪光的亮点,当然不只是简单地燃烧,而是基于现代技术的高效利用。20世纪30年代,美国就开始了对剩余农产品,如用玉米生产变性淀粉、大豆生产印刷油墨等的工业性开发;70年代的石油危机才唤起了人们对生物燃料代替石油的研究。美国和巴西用玉米和甘蔗生产燃料乙醇,欧洲以油菜为原料生产生物柴油,将林业废弃物固化成型燃烧,以及沼气发电等都取得了成功,为古老的生物质产业打开了一个新的替代性能源窗口,窥视到一片生机盎然的绚丽前景。

　　直到20世纪末,生物质才作为一个专门概念被提出和开始进行系统的产业化开发,因而在提出的角度、概念和内涵上不尽一致。一般认为,生物质( biomass)主要是指可再生或循环的有机物质,包括农作物、树木和其他植物及其残渣( residues);也有从资源的高效利用和循环经济效益考虑,对农林废弃生物质资源给予更多重视,提出生物质以非食用木质纤维素类物质(non- food plant)为主;还有“生物基工业”( bio-based industry)的提法,除生物能源、生物燃料外涵盖了整个生物化工产品,以及基因工程制药。狭义性的生物质产业概念是指利用可再生或循环的有机物质,包括农作物、林木和其他植物及其残体、畜禽便、有机废弃物,以及利用边际性土地和水面种植能源植物为原料,通过工业性加工转化,进行生物基产品(bio- basedproducts)、生物燃料(bio- fuels)和生物能源( bio-energy)生产的一种新兴产业。

　　随着人口的增长和经济的发展,我国的能源问题已经变得越来越突出。21世纪初到2020年,我国能源可持续发展的目标为力争达到利用能源消费翻一番实现国民经济翻两番。具体为到2020年一次能源消费总量30X108tce( ton of standard coal equivalent,即1吨标准煤当量),而2010年约为21×108tce。然而根据国家统计局数据,2009年全国一次能源消费总量已经超过30X108tce,比预期时间提前了21年。纵观我国的经济发展势头,对能源的需求依然会保持强劲的增长。更为严峻的是化石能源并不是可再生资源,中国已探明的石油、天然气、煤炭储量分别只够使用14年、32年和100年,全世界石油也只够用40年。另外,我国主要的一次性能源消费主要来自煤炭,2007年煤炭占一次能源消费比例69.5%、烟尘和CO2排放量的70%、SO2的90%、氯氧化物的67%。此外,机动车快速增长所带来的污染不断加剧。中国已经是能源消费第一大国和CO2排放第二大国,要求中国限排温室气体的国际压力也越来越大,2020年以后中国将难以回避温室气体排放限制的承诺。作为一种洁净而又可再生的能源,生物质是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。