甜高粱生产燃料乙醇已具备商业化条件

    据报道，近期发布的可再生能源发展“十一五”规划显示，以甜高梁茎秆、木薯等非粮原料生产燃料乙醇的技术已具备商业化发展的条件。

    规划还表示要加强能源作物生产组织体系的建设，合理组织好能源作物的选育、种植、栽培的规划工作，形成完善的能源作物种植、抚育管理和收购储存的产业化服务体系。因此，本文作者黎大爵教授通过对甜高梁选育和栽培成果等方面的介绍，为我们呈现了能源作物甜高梁解决能源问题的光辉前景。

    甜高粱原是一种热带作物，但由于它的种质资源十分丰富，品种繁多，生育期自3-7个月不等，因此在热带、亚热带、温带地区均可栽培。我国是一个盛产高粱的国家，1993年，我国粒用高粱栽培面积达282.8万公顷，总产量达703.4万吨，占全世界的10.73%。

    我国甘蔗的单位面积的产量与世界持平，甜菜的单位面积产量只有世界平均产量的54%，而粒用高粱的单位面积产量却为世界平均单产的285%。甜高粱的生物学特性与粒用高粱类似，实践也表明，我国非常适合于甜高粱的栽培。第四届世界能源协会国际座谈会会议中指出：甜高粱作为大规模的能源作物具备有利的特性，其前途很有希望。

    用甜高粱生产酒精具有哪些优点？

    1.产量高

    甜高粱的生长快、产量高，在生物量能源系统中，甜高粱是第一位的竞争者，在北京，甜高粱品种‘雷伊’，从7月20日至26日间，平均每天长高12cm，其生长速度之快，实在令人赞叹！无愧于“高能作物”的光荣称号。阿根廷农业——工业实验站的试验表明，甜高粱碳水化合物的产量为玉米的二倍。据美国农业部的资料，用甜高粱生产酒精的其产量为500加仑/英亩，分别为玉米的234%、粒用高粱的400%、小麦的633%、黑麦的926%、燕麦877%、大麦的602%、水稻的286%、白马铃薯的167%、甜马铃薯的263%、甜菜的121%。因甜高粱的种子和茎秆均可用以生产酒精，是一种非常理想的作物。美国的实验结果表明，每公顷甜高粱可产酒精6106升，而被称为太阳能最有效的转化器的甘蔗，每公顷仅产酒精4680升，比甘蔗高30%。印度用甘蔗和甜高粱生产99.5%无水酒精，甜高粱的单位面积产量为5700-6500升/公顷/年，比甘蔗的4000-4500升/公顷/年高30%左右。南斯拉夫联邦共和国的实验也表明，在水浇地每公顷可产8,000升酒精。中国科学院植物研究所植物园的试验也表明，甜高粱品种‘M81-E’、‘雷伊’、’凯勒’和‘泰斯’的酒精产量分别为每公顷5607、5981、6131和6159升。日人新川清星作过以下试验：若将以下作物每公顷、每天所合成的碳水化合物都转化为酒精的话，甜高粱为48升，而玉米、小麦和粒用高粱则分别为15，3和9升。

   同甘蔗比较，用甜高粱生产酒精有许多优点：在热带地区，甜高粱一年可收获2-3次，而甘蔗只有一次；甘蔗用茎秆繁殖，亩用500—800公斤的蔗茎，且不易机械化种植，而甜高粱用种子繁殖，每亩0.5公斤种子即足，一台播种机一天可播种数百亩；甜高粱耐旱、耐涝、耐盐碱，它对水分的需要量仅为甘蔗的1/3，玉米的1/2。对肥料的需求只有甘蔗的35-40%。

   美国能源部在1979年制订的酒精产量计划中，拟逐步用甜高粱取代玉米生产酒精，因为甜高粱每英亩可产600加仑酒精，而玉米只能生产237加仑。在一些特殊的缺水、土壤贫瘠地区（巴西北部，非洲的一些地区和中国等等）用于生产酒精，甜高粱甚至是一种比甘蔗更有希望的作物（“撒哈拉生物酒精的前景和发展机会”的研究摘要，世界银行）。

    2．甜高粱是减排的优良作物

    开发甜高粱酒精燃料的另一个好处是降低了空气中二氧化碳的含量。近来大气中的二氧化碳的浓度已从工业革命前的280ppm上升到2000年的416ppm；20世纪80年代后平均增长率为0.4%，专家指出，如果温室气体在大气中增长速度保持在目前态势，那么至2100年温度将上升1.5—4.5?C，全球海平面将可上升一米左右。世界上有些城市和岛屿，有可能招来灭顶之灾。巴西发展甘蔗，它每年吸收石化燃料所排放CO2的20%，仅COPERSUCAR公司2001/02年度用甘蔗生产230万吨酒精，通过加工酒精和蔗渣，避免了270万吨碳/年的排放，甜高粱作为一种能源作物，其含硫量低（S

    3．甜高粱秆渣是造纸的好原料

    19世纪，造纸的主要原料为作物的秸秆，20世纪，造纸的主要原料为木头，21世纪，秸秆和甜高粱纤维将被用作造纸的主要原料。甜高粱纤维素结构具有很高的密度和产生同质片状物，非常适于高质量的纸张，特别适于作为造纸工业的原材料。甜高粱茎秆中含有18-24%的纤维。甜高粱纤维素的产量每亩约900公斤。含有50%水分的纤维（其热值为7531千焦/千克）可用作锅炉的燃料，每千克秆渣可生产2.4千克蒸气，只要燃烧一半的秆渣即可完成加工自身的任务而无须别的能源，另一半秆渣还可用以造纸。每产一吨酒精的甜高粱秆渣便可产5吨的纸浆，而玉米、木薯在这方面却无法与甘蔗和甜高粱相比。

    4．有助于产业结构的调整

    2005年我国总人口为130,628万人，占世界人口已达64.77亿的20.1%，。而我们的耕地面积只占全世界耕地面积的7%,人均耕地占有面积只有世界平均水平的1/3。从1997年到2003年的7年间，我国耕地从19.5亿亩锐减到18.5亿亩，而这一时期我国人口却年平均增加1000万人。2001年我国玉米播种面积3.64亿亩，总产量11408.8万吨，其中68%用作饲料。设甜高粱以亩产6,000kg鲜饲料和250kg籽粒计算，可生产甜高粱秸秆粉1,870kg（其热值为玉米的107%，马铃薯干粉的138%），这1870kg就是我国2005年玉米平均单产352kg的5.3倍，小麦平均单产285kg的6.6倍！用0.5亿亩地种甜高粱生产甜高粱秸秆粉配合饲料，其产量比3.65亿亩玉米所产的饲料还多。甜高粱每亩还可收获150-500公斤籽粒，它本身就是粮食作物。因甜高粱是用其秸秆中的糖生产酒精，只要合理安排，不存在与粮争地问题。这样我们就能从根本上缓解了我国能源、粮食、环保问题。我国养殖业的结构极不合理甚至畸形，突出表现是食粮畜、禽比例过大。2002年我国猪肉的产量为4326.6万吨，占猪、牛、羊肉总产5191.9万吨的83.3%，远远高于世界平均值的56.4%，更高于美国的41.7%、巴西的21.8%、印度的14.2%和澳大利亚的12.8%。猪的饲料以粮食、蔬菜为主，饲料中的纤维素不得过高，而牛、羊则以吃草为主，牛、羊肉的成本较低且饲料利用效率较高，牛是两个胃的反刍动物，饲喂甜高粱秸秆粉更为合适。2005年12月，国际市场活猪的价格为11366元/吨，而菜牛的为20446元/吨，菜牛的价格比活猪高80%。这一年我国出口猪肉25万吨，出口平均价每公斤为1.6212美元，出口牛肉1.91万吨，出口价平均为每公斤2.1722美元，牛肉价格比猪肉高34%。猪食粮食价钱反而比牛肉低，不合算，因此，调整我国养殖业结构，大力推广甜高粱，发展牛、羊、兔、鹅、驼鸟等草食和节粮型家畜、家禽以提高我国肉类的总产，对于减少粮食压力并提供更多的肉食具有重大的意义。

    联合国对发展中国家猪肉生产能力的估计表明，东亚（包括中国）和南亚是养猪生产增长的地区。前者在1990-2020年间养猪生产的平均年增长率有可能为6.3%，后者在这一期间的平均年增长率可能为2.9%。然而，对于以上两个地区养猪的饲料资源玉米和大豆粕这两种原料分别短缺三分之一和二分之一。甜高粱秸秆分配和饲料的发明，为解决饲料问题指出了一条切实可行的途径，对于解决饲料问题有着普遍的意义。