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工业生物技术引领低碳经济发展

2010-02-23 08:27:56 科学时报   作者: 包晓凤  

——访中国工程院院士、南京工业大学校长欧阳平凯

 

如果说,10年前我国只是在棉花一种作物上同一家外国企业打了一场遭遇战,那么今天我们将在整个转基因作物育种领域同时与数家跨国公司展开较量。这是一个无法回避的、严峻的挑战!

 

当前,全球正面临严峻的资源、能源和环境危机。2008年我国的CO2排放量达到了62亿吨,居世界第一。随着国际金融危机的爆发和蔓延,部分发达国家已开始提出征收碳关税,这些都对我国的经济发展提出了严峻的挑战。发展工业生物技术,大力推动技术创新已成为引领低碳经济,创建可持续发展的绿色节能新型工业体系的必然选择。春节前,中国工程院院士、南京工业大学校长欧阳平凯接受了本报记者的专访。

 

生物柴油是最具发展前景的液体生物燃料之一,我国应怎样发展生物柴油产业?

 

欧阳平凯:生物柴油因具有优良的环保性能和可再生性,且运输、存储和使用更加安全,是目前国外重点发展的液体生物燃料产品之一。我国人口数量庞大,资源受到限制,无法像欧盟、美国、南美等国家一样大规模发展以菜籽油、大豆油、棕榈油等为原料的生物柴油产业。因此,我国在生物柴油的发展方向上,应另谋蹊径,重点利用蓖麻油、桐子油等非食用油和废油。

 

目前,世界各国对利用微藻来解决环境和能源方面所面临的问题越来越关注。微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的能进行光合作用的水生植物,微藻每年固定的CO2大约占全球净光合产量的40%。许多含油微藻与高等陆生油料作物相比,单位面积内它们能够产生出几十到几千倍量的油脂。正是由于微藻具有能高效固定CO2,产油高,生产占地面积小,并能在盐水或海水以及农业、动物和人类的生活废水中繁殖生长等特点,有望成为潜力极其巨大的生物能源发展的新方向。

 

另外值得一提的是生物丁醇。生物丁醇具有燃烧值高,腐蚀性小,且与汽油混合比高,它不仅可以利用粮食原料来生产,而且还可以利用木质纤维素原料来生产,根据我国的国情我们应当重视发展生物丁醇。

 

各国都将发展生物燃气作为生物产业的发展方向之一,推进我国生物燃气产业发展有怎样的意义?

 

欧阳平凯:生物燃气作为一种可再生能源,其主要成分为甲烷,最突出特点就是清洁,能有效地利用有机垃圾、人畜粪便、废弃农作物秸秆等低劣生物质原料。由于生物燃气符合可持续发展的要求,以及其具备的绿色、清洁、环保等特性,欧盟、日本、美国等发达国家越来越青睐于生物燃气的使用,并已在气体储存、运输和输送方面奠定了良好的工作基础。2006年,欧盟地区生物燃气的产量约为530万吨石油当量,同比增长13.6%,并已开始作为汽车燃料进行规模应用。

 

据统计,我国养猪数量占世界的51%,养殖家禽数量则占世界的20%以上。据估计,1头猪的粪便排放量相当于7个人,而1只鸡的生化需氧(BOD)排放量则相当于0.7个人。如此庞大的养殖业,再加上庞大的人口数量,每年的粪便排泄总量极其巨大,并造成了严重的水体污染和富营养化等问题。据估算,目前我国仅禽畜粪便资源总量就有约8.5亿吨,若将其转化为生物燃气可折合超过7840万吨标煤。

 

因此,如果能将我国巨量的低劣生物质全部转化为生物燃气,同时产生的沼渣、沼液可用作优质农家肥,实现生态农业的良性化发展,在产生可观的绿色能源的同时,还可产生显著的环境效益、生态效益,可谓一举多得。

 

请您谈谈我国生物基材料产业的现状?如何加快我国生物基材料产业的发展?

 

欧阳平凯:生物基材料是指利用生物质为原料,通过生物、化学或物理等手段结合制造的新型高分子材料。由于生物基材料的原料是植物固定CO2产生的生物质,发展生物基材料能很大程度地降低高分子材料生产对石油等化石类资源的依赖,减少CO2的排放。

 

从理论上讲,以生物质为原料,通过生物或化学转化加工各种平台化合物,进而合成生物基材料可完全替代三大合成高分子材料。据中国石油和化学工业协会统计,2008年我国三大合成高分子材料产量约为5600万吨,若采用生物基材料替代,能够减少石油资源消耗约2亿吨,减少CO2排放约1.76亿吨。目前,生物基材料发展最快的领域是生物基塑料,有预测显示,到2020年全球仅生物基塑料的市场规模将可达到100亿美元。

 

我国生物基材料产业处于发展初级阶段,尚存在诸多问题,如技术创新和技术积累不够,企业介入的积极性不高等。应加大我国生物材料产业的原创技术开发,开展知识产权竞争,鼓励大型国有企业介入,同时进行资金和政策扶持,以快速推动我国生物基材料产业的发展,抢占生物基材料产业的制高点。

 

您一直在强调我国化学工业的技术革新迫在眉睫,那么如何实现化学工业的绿色制造?

 

欧阳平凯:化学工业是高能耗、高污染行业。我国化学工业年消费能源3.75亿吨标准煤,占全国能源消费总量的15.2%。它每年排放的工业废水达60亿吨,占全国工业废水排放总量的20%。因此,化学工业的绿色制造对我国已刻不容缓。

 

微生物可看做一个微型化工厂,能够高效进行各种化学过程。微生物的生命代谢活动大多发生在比较温和的环境下,因而非常适合进行绿色化学转化过程。以微生物为催化剂的生物制造过程已在部分化学工业过程、特别是精细化工过程的技术革新中发挥了极其重要的作用。目前已有5%的化工产品涉及生物制造,据OECD估计这一比例到2030年将可能达到35%。

 

随着我国环境污染日益加剧,将迫使我国化学工业不得不面临技术革新。有鉴于此,我国应借助生物制造技术大力开展化学工业革新,一方面提升我国化学工业的制造水平,提升企业的技术和市场竞争力。另一方面,通过开发基于生物制造技术的绿色化工过程,极大地实现化学工业的节能减排。


 




责任编辑: 中国能源网

标签: 生物技术 经济发展 工业

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