世界生物燃料發展現狀及對我軍啟示

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入手，介紹了生物燃料的發展情況，通過分析比較不同國家和地區發展生物燃料的特點與經驗，為我軍生物燃料的發展應用尋求最佳出路。

【關鍵詞】生物燃料；發展現狀；啟示經驗

能源是生產力的動力來源，正是有了能源，人類文明才得以不斷發展，不斷進步。眾所周知，化石燃料需要經過幾百萬年的物理化學變化才能形成，而我們當前的經濟社會發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組成或萃取的固體、液體或氣體燃料。其中的生物質是指利用陽光、大氣、水及土地等經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排放的有機廢渣廢水作為生產原料，經過提煉加工制成生物燃料。二是生物燃料具有物質性。所謂物質性就是生物燃料能夠像石油等化石燃料一樣，加工生產出諸如塑料、合成纖維、合成橡膠等物質性產品。三是生物燃料具有可再生性。化石燃料需要經過數千萬年漫長的轉化演變才能形成，生物燃料則有所不同，其本質是有機物資源化形成的產品，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，繼續參與到地球的生物學循環之中，這就實現了零排放。

二、生物燃料發展現狀

當前，世界已有60多個國家地區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展應用中扮演著重要的角色，這三個國家和地區生物燃料消費量占到世界的84%，當前他們仍在積極推進生物燃料開發工作，以應對能源枯竭帶來的威脅。

（一）美國生物燃料發展現狀

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化帷幕，由于玉米產量相對較大，大多數企業選擇玉米作為生產原料。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，使非傳統化石燃料在海軍中使用率提升至50%。為實現這一目標，一方面，美海軍積極與農業部開展相互合作，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”戰斗機進行了試驗飛行，這架F/A-18F戰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石油混合而成的生物燃料。“大綠艦隊”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、戰斗力更強。

（二）歐盟生物燃料發展現狀

歐盟是世界上生物柴油產量最大的地區，同時也是使用量最大的地區。進入21世紀后，歐盟生物柴油產量年增長率超過了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使用：1997年出臺的《可再生能源發展戰略白皮書》中規定，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的原料供應。

三、啟示

通過分析世界幾個主要國家和地區發展生物燃料的先進經驗，我們能得到以下幾方面啟示。

（一）加速非糧生物燃料發展

從世界生物燃料發展現狀來看，其主要原料依然是糧食作物，這對于糧食生產來講是一個嚴峻的挑戰。前文提到的幾個主要國家和地區，普遍都有大量的糧食儲備或其他經濟作物。我國人口數量眾多，而耕地面積又極為有限，如果依靠糧食來生產生物燃料必將對我國糧食安全帶來嚴重威脅。因此，發展生物燃料必須著眼于我國基本國情，必須在現有條件下探索出路，由此來看，利用非糧原料發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原料。從長遠發展來講，我國必須抓好纖維素乙醇生產技術研發應用。纖維素生物質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、稻草等生產纖維素乙醇。我國每年有超過7億噸的纖維素類物質被廢棄，如果將這些纖維素物質用來生產纖維素乙醇，產量可以達到1.6億噸。目前，纖維素乙醇發展面臨多重障礙。一方面，纖維素物質預處理成本較高，盡管當前已經研究出使用物理、化學、生物破壞木質素保護層或改變纖維素晶體結構的方法，但與傳統燃料相比成本仍高出很多；另一方面，纖維素酶生產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，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，我國發展纖維素乙醇生產技術，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、歐盟等國家和地區發展生物燃料的經驗做法，我們不難發現，這些國家和地區都為生物燃料的發展提供了政策上的引導和資金上的支持。產業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展規劃，其中包括產業發展目標、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，將優惠措施滲透到原料供應、生產制造、運輸配送以及使用消費等各個環節，刺激生物燃料企業的發展。此外，政府要對生物燃料產業進行適當干預，尤其是產品的流通和消費過程要發揮政府的指導作用，保證產業能夠在市場經濟條件下健康發展。

（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，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能源的過度依賴，我軍要積極吸收科技創新成果，投入適當人力、財力、物力，加快生物燃料相關技術的研發應用。首先，要做好頂層規劃。盲目推進生物燃料發展，將會導致供需失衡，造成資源浪費，進而對新技術研發應用形成阻礙。因此發展生物燃料，必須從全局出發，著眼我軍現實，在當前發展基礎上制定我軍生物燃料發展規劃，確保發展路線的科學性與可行性。其次，要推進裝備建設。在發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。要充分發揮地方科研力量與技術優勢，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