生物质能“能源草”的开发既不能解决气候问题,也不助缓解能源危机。蒋高明呼吁,应避免对“能源草”夸大其词的宣传,并以科学的态度对待此问题。
“其实,所谓“荒地”是那些能够生长自然植被的地方,是生物多样性分布的重要场所。目前,我国自然生态系统面临全面退化危险,我们不能为眼前的经济利益而牺牲更多的生态环境。 ”
能源危机给人类社会的可持续发展带来严重威胁,过度燃烧化石能源造成的温室效应,更引起了世界各国科学家、政府的高度关注,于是,人们开始将目光投向生物质能,期待借助它来破解能源危机。在开发生物质能的热潮中,一种叫做“能源草”的植物最近成了明星,屡屡见诸报端,几乎成了解决能源危机的“救命草”,但实际上却有着很大的炒作成份在里头。“能源草”既不可能像传说中的那么神奇,也算不上有百利而无一害。
这还要从生物质能的本质说起。生物质能是人类最早利用的能源之一,它其实是植物通过光合作用固定的太阳能,这部分能量以碳水化合物的形式最初由绿色植物固定。广义的生物质能应包括植物、动物、微生物体内含有的生物化学能,从这个角度来看,煤炭、石油、天然气就是地质历史时期的生物质能。然而,我们今天理解的生物质能,一般是指植物最近一两年固定的碳水化合物,即可以直接燃烧的生化产物或动植物残体,如油料、秸秆、木屑、树皮、枝条、藻类、人和动物粪便等。如果不特殊界定,生物质能是以植物材料为主的。
只要阳光照耀大地,绿色植物就能够进行光合作用,固定太阳能,这就是人们希冀的生物质能,地球上约50多万种植物都具备这个基本功能。然而,从利用的角度来看,只有那些光合速率快、叶面积指数高、生物量足够大,且容易收集运输的植物才是理想的能源植物。“能源草”可能就是这个概念的最初来源。
植物进行光合作用的途径有C3、C4和CAM 三种,其中以C4植物光合效率为高,包括甘蔗、玉米、高粱等。就生物量而言,在自然生物群落中,最高的是热带雨林,达35吨/公顷/年,即每年每亩产生2.33吨干物质。但在人工条件下(大肥、大水、高密度),植物生产力还可提高。山东农业大学创造的最高记录为,玉米和小麦地上部年生物量4.4吨/亩(或66吨/公顷)。可见,即使有“能源草”这样的植物,也必须具备这样几个基本条件:高光效的C4途径,栽培过程中使用大化肥、大水分,并保持相当高的种植密度和强度。
让我们用上面的标准来衡量一下“能源草”。有媒体报道,福建农林大学培育的“能源草”,属用来培育菌类的禾科(应为禾本科)植物,为菌草的一种,称作“巨菌草”。每亩“能源草”产量约7吨,发电量相当于3~4吨标准煤。
在植物分类系统中,根本不存在叫“菌草”的植物。从报道的材料看,“能源草”疑似为一种高光效的C4植物接种了某种真菌,促进了根系对养分的吸收。自然界中,生物与生物之间存在各种关系,其中以竞争和共生关系比较普遍。豆科植物的根瘤菌就是固氮菌与豆科植物共生的典型例子。禾本科植物与其它菌类在自然状态下共生的例子较少,但可通过人工接种实现两者的共生。接种菌根后,植物增强的是对养分的吸收,但不能改变光合作用途径。根据目前最高的生物量(4.4吨/亩)记录,“能源草”每亩能够产生7吨的生物量是值得怀疑的。也许在热带环境下,连续种植三季,且保证大量的化肥和机械投入,勉强能够达到。但是,要实现上述目标,投入的化学能必须足够大,并耗费大量的人力,这就背离了以“能源草”替代煤炭的初衷。
有人介绍,相对于农作物,“能源草”的优势是其可再生性,且生长周期短,可反复收割,更重要的是它可以在荒地上生长,不会挤占耕地。实际上,“能源草”面临的问题和作物秸秆一样,具有分散,密度小,收获成本高的弱点。如果没有路、电、水、肥、机械等基本条件,在“荒地”上搞“能源草”,上面宣传的7吨产量则难以实现。其实,所谓“荒地”是那些能够生长自然植被的地方,是生物多样性分布的重要场所。目前,我国自然生态系统面临全面退化危险,我们不能为眼前的经济利益而牺牲更多的生态环境。
相对于上面的“能源草”夸大宣传而言,中国农业大学专家提供的“能源草”清单则相对科学一些。他们心目中的“能源草”,为一两年生或多年生草本或半灌木,包括甜高粱、柳枝稷、芒属植物等高大植物,具有耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强的特点,可在干旱、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠山区和半山区种植。在他们的“鼓动”下,北京市已着手在京郊大兴、昌平等区县废弃沙荒地上种植,用来生产乙醇等生物质燃料。尽管如此,正如上面分析的那样,“荒地”其实不荒,在干旱、半干旱区种植受环境条件限制,实际效果可能不会像专家期望的那样理想。
尽管“能源草”可在一定程度上缓解能源危机,但其存在的缺陷也应引起高度关注。企业大规模生产能源草,仍可能挤占耕地,开荒则破坏生物多样性,造成自然生态系统退化。另外,相比种植经济效益低下的农作物,如果种“能源草”有利可图,农民就不可避免地争相种植,从而发生能源植物与粮争地的局面,对国家的粮食安全造成影响。
更何况,既然“能源草”能利用,为何不直接去利用国家每年约7亿吨的作物秸秆呢?这些秸秆在田间地头被农民直接焚烧,造成极大的能源浪费和环境污染。舍弃现成的秸秆不用,再去搞种草,显然是“逐本求末”。另外,认为“荒地”就可以随心所欲地开垦更是误区。至于那些不切实际的宣传更应当制止。为此,我们呼吁,在“能源草”问题上,国家有关部门一定要慎重,避免夸大其词的宣传,以科学的态度对待“能源草”。
蒋高明,中国科学院植物研究所首席研究员、博士生导师,
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考虑到生态系统的复杂性和各因素之间的相关性,能源草的推广使用应该慎重。我以为,作者所说的利用已有的资源(如秸秆),变废为宝,也是比较有效的方法。新的概念常引起更多关注,却有可能忽略了新的风险。
Considering the relationship between the complexity of ecosystems and each one of the factors, we should be cautious when making the use of energy grass widespread. I think all the uses the writer mentioned already have resources (such as straw), recycling waste materials is also an effective method. New concepts often create much attention, however, possibly overlook new risks.
This comment was translated by Kate Truax.
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