近日以来国际油价飞速上涨,屡创新高,不到两个月就上涨了近20美元,一年来已累计增长了40美元,即将突破每桶100美元的价位,远远超过过去10年的涨幅!这对于以石油为主要能源进行生产消费的各个国家,无疑都带来巨大的影响。
引发油价上涨有多种原因,然而这种情况导致国际社会对能源问题更高的关注和重视,积极开展替代能源、可再生能源的研究开发,已是迫在眉睫的当务之急。前不久,跟随科技部组织的培训团去巴西,在培训考察访问中,看到巴西在生物质能源的研究开发应用中,已经取得了突破性的成就,为全球树立了榜样,为解决能源问题展现了“柳暗花明又一村”的光明前景。
一、巴西的能源现状
巴西是一个真正的农业大国,2006年农业GDP占全部GDP 27.2%,农业出口额占全部出口额的 36%,从事农业的人员占全部就业人员的37%。在这样一连串令人惊异的数字之后,更令人惊异的是巴西在能源利用方面的巨大成就,2005年它的生物质能源比例已占全部能源的29%(见图1),而同期世界的生物质能源应用比例仅为11%,如加上水电、核电,巴西的可再生能源比例已达到44.7%,同期世界的可再生能源应用比例仅为14%。不仅是从统计数字上看,在巴西考察期间,我也注意了随处可见的加油站(见图2),从照片可见,巴西 加油站一升汽油价格为2.26雷亚尔,一升酒精价格为0.85雷亚尔,酒精燃料的价格大大低于汽油价格,经询问当地接待人员,得知酒精燃料的驱动能力与汽油相仿,只是在爬坡加动力时略逊,在城市里行驶没有什么差别,因此酒精燃料很受欢迎,很有竞争力,被广泛应用。
用甘蔗提取酒精是目前巴西生物质能源的主要构成部分,约占巴西全部能源的13.9%,巴西广泛使用酒精燃料,极大的缓解了石油能源价格危机,同时酒精是一种清洁能源,对环境无污染,实现了环境和生态的可持续。近年来其他生物质能源的应用也日益增加,特别是生物柴油的研究开发应用,得政府的鼎力支持,取得许多明显成效,到在这一点上,巴西确实是走在世界的前列。
二、巴西生物质能源的发展过程和政策措施
70年代之前,巴西基本上是依赖石油进口的国家,70 年代和80年代的两次石油危机,沉重打击了巴西经济,迫使巴西大力发展本国石油工业和研发使用替代能源。1975年巴西开始实施国家乙醇计划,20世纪80年代中期,乙醇燃料的利用达到了一个高峰。当时巴西每年生产的80万辆汽车中,四分之三以上是采用乙醇燃料发动机的。之后由于政府更迭、政策改变和国际市场上石油价格下跌等原因,导致巴西国内乙醇燃料供应量急剧萎缩,1990年,乙醇燃料汽车的销售量几乎降低到零。乙醇燃料无人问津。
不过,一些企业和研究人员从来没有停止过对替代能源的研发工作,即便是在乙醇燃料无人问津的年代里,一直坚持乙醇燃料技术的研发工作,包括提高乙醇生产效率、甘蔗的基因及萃取技术等。
本世纪初,国际石油价格开始逐步上升时,巴西乙醇的生产效率已经翻了3番,生产成本也从每升0.6美元降至0.2美元左右,因此乙醇燃料的再度推广在经济上变得可行。随着各国对乙醇燃料的兴趣日益高涨,巴西政府又制定了更加雄心勃勃的生物质能源生产计划和一系列政策措施,确定了技术开发路线、人员和资金投入框架(见图3)。巴西政府计划在未来7年内,甘蔗产量将从目前的4.27亿吨增加到6.27亿吨,新建89家乙醇燃料生产厂。到2013年,乙醇燃料的年产量将扩大到350亿升,其中约100亿升将用于出口。巴西还研究开发了乙醇和汽油混用的汽车发动机,目前巴西 销售的新车一半以上是这种“灵活燃料”汽车。车主可以自由选择添加的燃料类型,可以是石油,可以是乙醇,也可以是石油和乙醇的混合物。在发展酒精燃料的基础上,巴西近几年加大了研发生物柴油的计划。巴西政府于2004年12月6日公布了实施生物柴油的临时法令,宣布巴西将于2007年开始必须在矿物柴油中掺加2%的生物柴油,到2012年增加到5%。作为柴油机车的动力,也可以作为发电动力。巴西生产生物柴油的主要原料是蓖麻、棕榈油、大豆、棉籽油、向日葵和玉米等。根据国家农牧业研究公司(EMBRAPA,也即巴西农科院)研究结果,蓖麻、向日葵、大豆、棕榈油、棉籽含油量分别为47%、42%、18%、20%、15%,根据这些作物的亩产量推算,蓖麻、向日葵、大豆、棕榈油、棉花的每公顷产油量分别为705公斤、630公斤、540公斤、4000公斤和450公斤。为加快推动生物柴油计划的实施,由巴西社会发展银行向生产厂家提供项目资金90%的融资计划,还通过加强家庭农业计划对种植生物柴油原料的农户提供融资贷款。目前已在部分地区的加油站供应蓖麻、棕榈油等炼制的生物柴油。
巴西把生物能源的研究与发展作为全国的头等大事,访巴期间我们有幸参观了总统府,在巴西总统府大门进去正对的那面墙壁上,就是一幅巨大的关于生物能源开发计划的宣传画(见图4),据说巴西总统卢拉逢人必谈生物能源开发计划,甚至一些桑巴学校提交2008年狂欢节表演节目的策划方案时也以乙醇燃料作为主题,圣保罗绿斑点”舞蹈学校提交的主题是“乙醇,世界需要,巴西拥有”。 巴西乙醇燃料和生物质能源不断引起全球关注,吸引了大量的国外投资,成为巴西最值得骄傲的一个成就。
三、巴西开发生物质能源的启示
1、宏观战略的实现需要在每个环节落实
巴西政府把生物能源开发确定为国家发展战略后,采取了切实措施,通过多种金融法律经济科技等多种手段的综合运用,在每个环节上扎实推进,形成了国家发展战略——科技研发——市场应用的完整链条,实现了预期目标,占领了新能源技术领域的国际制高点,形成了能源市场上的国际竞争力。巴西生物能源开发计划注重目标和效益,以市场应用验证国家战略和科技研发的成功,对我国实施自主创新,建设创新型国家战略,对我们一些应用技术开发计划的实施,是一个有益的借鉴和参考。
2、制定科技研发目标须有长远观点
巴西进行生物能源技术的研发源于石油危机所迫,但是也经历了石油降价后无人问津的低谷,一波三折的过程中,他们坚持了科技研发,才能在近期新的能源紧张局面中,提出优异的科研成果和产品,从容应对世界面临的难题,这种立足长远确定科研目标的战略思维,应是我们借鉴的榜样。
3、科研成果的普及应用必须有经济可行性
科研经济建设服务,研发成果的经济可行性是一个重要因素,巴西以往在乙醇应用上出现反复的经验教训告诉我们,在确定科技研发目标和推广应用时,务必把经济效益、经济可行性切实纳入考虑,切实从理念贯彻落实到实践,时时刻刻用经济指标衡量,实实在在算财务帐,这样的成果才有应用的价值,才能为市场接受,才能形成竞争力。
4、加强与巴西在生物质能源研究开发方面的合作
访巴期间,我们亲眼看到巴西在生物质能源技术研发应用的领先情况,目前生物质能源的开发应用也是我国的重要新产业,十一五科技支撑计划中,把“农林生物质综合开发利用”作为重大项目。巴西科研人员已在这个方面做了长期大量的研究,取得了大量成果,我国相关研究机构和企业,应与巴西积极主动开展在生物质能源研究开发方面的合作,利用好人类共有的无形财富,使我们的研究开发在高位起步,有更高的效率。
生物质能源是一个新的学科,新的产业,巴西是从上世纪70年代起步,我国则是在十五计划期间开始起步和试点,一个新兴产业的发展,必然伴随许多未知问题,会发生许多未料到的情况,例如:各国适生适用的植物品种不同,怎样筛选出能效更高的原料作物和提取工艺;按照大规模工业化开发的方式发展生物质能源,各国怎样因地制宜的确定种植的模式和布局;生物质能源的原料作物怎样避免“与民争粮,与粮争地”;怎样避免为扩大种植面积而破坏一些生态保护区而导致了环境生态的恶化(例如现在全世界都在担忧巴西生物质能源开发会破坏亚马逊森林湿地);此外,生物质能源所用的农作物需使用化肥和杀虫剂,农场还需使用汽油驱动农业器械运作,都涉及使用化石燃料,是否会增加有害气体排放;,生物质能源将挑战农作物最基本的功能,如何避免造成新的饥饿……。这些问题是巴西的问题、是中国的问题,也是全球都在探索的问题,这些问题为我们提出了新的课题,需要国内外科研机构广泛的合作研究,各国企业界联合探索做好产业规划,集成人类共有的智慧,让这个有光明前景的新兴产业,为全世界人民带来更美好的生活。