科技創新與生物能源發展研究

李一方

隨著可持續發展的思想深入人心，關于粗獷式的發展所帶來的資源浪費問題已經引起了社會范圍的廣泛關注，甚至威脅到國家的能源安全。為此，世界各國均在進行著技術創新，以尋求多種類型的替代能源。本文以科技創新與生物能源發展為研究內容，在分析我國能源現狀的同時，也提出了部分問題，并對我國科技創新與生物能源的應用進行了簡要分析。

一、中國發展過程中的能源問題

國家的發展離不開多種形式的能源作為支持，中國也不例外，在長期的發展過程中，從煤炭、石油、天然氣，再到乙醇汽油，能源的創新與更替，成為中國生產力與科學技術水平提高的顯著標志。中國的發展雖取得了可喜的成績，但是，因此而帶來的一系列問題也應當引起重視，能源問題就是其中之一。

1.傳統能源使用占比高

目前，中國所使用的主要能源為煤炭、石油，據中國能源局統計數據顯示，中國能源占比中煤炭所占比重高達70%，石油所占比重約為22.7%，相對清潔的天然氣卻只占到了2.7%，其余的4.6%為核能、風能、水能等其它能源形式。由此可見，中國在能源使用結構方面存在嚴重的失衡，傳統能源使用占比過高，新能源、清潔能源并未得到推廣使用。

2.傳統能源帶來的環境污染

在使用煤炭、石油等傳統能源的同時，也給環境帶來的巨大的傷害，大量二氧化碳、硫化物向空氣中的排放，造成了溫室效應、酸雨等現象。不僅如此，在煤炭、石油資源的開采過程中，也極易導致對土地資源、水資源的污染，給人們的生活造成了嚴重影響。

二、生物能源概述及優勢

所謂生物能源，是指利用生態系統的自然活動規律，將生物質、水、無機物轉變為沼氣、氫氣等可燃性氣體，或者是油脂類型的可燃性載體。在使用過程中，生物能源燃燒后所產生的物質對環境的影響幾乎可以忽略不計，并且，有效利用生物能源還能夠促進生態系統的自我恢復，避免人類對生態系統的破壞進一步加深。

三、科技創新促進了生物能源的發展

生物能源雖屬于清潔能源的一種，但是，在實際使用過程中，卻也存在著相關的技術問題，尤其是對于沼氣、氫氣等可燃性氣體的生產、采集和使用安全問題。

1.科技創新提高了生物能源的生產效率

對于生物能源的生產過程，如果僅僅依靠生態系統的力量是無法滿足人類生產、生活對能源的需求的，因此，這里需要人為提高生物能源的生產效率。研究人員發現，生物能源的產量不僅僅與溫度、濕度、氧氣含量等因素相關，通過增加“生物催化劑”可以明顯提高生物能源的生產效率，這為生物能源的大面積應用奠定了基礎。

2.科技創新使采集過程更加安全

生物能源的主要產物是可燃性氣體和油脂類載體，對于可燃性油脂類載體的收集難度并不大，但是，生物能源的可燃性氣體采集卻存在較大的安全隱患。例如，在沼氣、天然氣的采集過程中，極易發生爆炸、燃燒導致的人員傷亡事故。隨著科學技術的發展，研究人員已經能夠實現對生物能源氣體采集過程中的一體化控制，結合計算機技術、傳感器技術與自動化技術，使生物能源可燃性氣體的采集工作更加安全。

四、新型生物能源的應用展望

隨著人們環保意識的不斷增強，以及全球環境日益惡化的實際情況，開發新能源已經成為實現人類可持續發展亟待解決的問題之一。在新型生物能源的探索方面，研究人員付出了巨大努力，也取得了可喜的成績。

以基于木質纖維素的纖維素乙醇提取技術為例，該技術已經在實驗室內取得了成功，并且在現實生活中得到了推廣。但是，由于纖維素乙醇提取技術難度大，投入成本高，因此，早期纖維素乙醇提取技術在我國并沒有得到有廣泛應用。然而，隨著中糧集團、中石化集團對這一新型生物能源的關注，以及國內科研團隊在相關技術研究領域所取得的突破，我國已經建立了多個纖維素乙醇生產線，并投入生產。目前，纖維素乙醇已經逐漸成為我國乙醇汽油的主要原料之一，并且，隨著纖維素乙醇產量的不斷增加，該新型生物能源將在部分領域取代傳統化石能源，減少因化石能源大量使用所帶來的環境污染。

盡管，新型生物能源的使用，在一定程度上緩解了傳統化石能源產量日益下降的窘境，減少了環境污染。但是，新型生物能源依然不能完全取代化石能源，這是由于新型生物能源在成本、熱值、形態等多領域的局限性所導致。因此，為擴大新型生物能源的應用范圍，依然需要通過科技創新得以實現。

五、總結

全球能源危機的不斷加重，為生物能源等一系列新能源的研究創造了新的機遇，基于生物能源的特殊性，以及中國日益增長的能源需求，以科技創新帶動生物能源的發展勢在必行。目前，中國在生物能源研究方面與發達國家之間的差距在不斷縮小，并已經實現了系統化的產業格局，以生物能源為核心的經濟鏈，已經成為當前中國經濟增長過程中不可忽視的推動力量。

（作者單位：烏海市第一中學）