東方科技論壇：應加強能源植物培育與生物質高效利用研究

在近日舉行的以“能源植物培育與生物質高效利用”為主題的第108期上海東方科技論壇上，來自美國、德國和我國有關領域的專家和學者指出，發展生物質能源的基礎是高效可持續的生物質原料的供應。應通過培育速生、高生物量的能源植物，最大效率利用邊緣性土地資源來發展生物質能。他們呼吁有關方面制定政策、采取措施，加大對這方面研究的投入和支持。
 
為了能夠更好地分析國內外生物能源的研究發展現狀，溝通國家生物能源研發領域的信息，研討我國生物能源的發展戰略，為各級政府和有關決策部門提供科學依據和建議，為我國生物能源的發展打下堅實的基礎，此次東方科技論壇研討會希望通過與會專家的研討論證，能夠組織科研力量在高效利用廉價的生物質材料、選育高含油量或高淀粉的植物品種，從基因水平、細胞水平和群體水平等不同層面，運用遺傳學、生態學、代謝和基因工程等來解決生物質生產中所面臨的瓶頸。
 
中科院植物生理生態研究所沈允鋼院士等認為，現代人類文明的建立主要以利用化石能為基礎。然而，不可再生的化石能資源正日漸減少；同時，化石能的使用產生了大量污染物和溫室氣體，已使地球環境高度惡化，人類文明的可持續發展受到越來越大的挑戰。發展可再生和環境友好型能源是人類解決能源與環境問題的重要途徑，其中，利用生物質提供能源是其重要組成部分。
 
數據表明，世界上許多國家現已系統地對速生植物、纖維植物、油料植物、糖和淀粉類植物進行了研究。對芒草、楊樹、玉米等重要的能源植物進行了系統研究，為充分而有效地利用這些生物質資源積累了大量的研究成果和有關技術。如最近幾年來，美國在一些聯邦機構又特別設立了一系列生物質與能源植物基因組學和生物技術研究項目，開展有關能源植物遺傳和基因工程改良，以及定向培育能源植物的研究。2007年美國能源部投資3.75億美元建立了3個生物質與能源植物研究中心，專門開展有關研究。
 
中國植物生理學會秘書長何祖華認為，我國是一個人口眾多、人均耕地面積少的國家，怎樣才能在發展生物能源中不與糧爭地、不和民爭糧，同時又保證我國社會、能源、生態的協調和可持續發展是一個重要課題。生物質能資源生產的土地潛力主要包括農業和林業兩類用地。我國農業耕地面積約1.3億公頃，這部分土地是保證我國糧食食物供應的基礎，是不能用來作為生物能源生產的。另外，我國有荒地面積約1億公頃，其中有3535萬公頃屬于宜農荒地，其中947萬公頃作為后備耕地。此外，我國還有荒草地4900萬公頃，鹽堿地1000萬公頃，沼澤地430萬公頃，田坎地1000萬公頃。其次，我國林地面積近2.63億公頃，其中有林地面積1.26億公頃，無林地有5700萬公頃，宜林荒地有5400萬公頃。“可見，生物質能資源是有充足的物質基礎的，如何有效利用這部分土地資源發展生物質能，是一個迫切需要研究的課題。”
 
北京林業大學尹偉倫院士在報告中強調，生物質能源是可再生的能源，是解決化石能源危機問題的重要途徑。發展林木質能源尤其是灌木能源是我國兼顧生態建設、能源換代和西部開發的戰略思考。他認為，灌木樹種由于其自身的很多特點而具有廣泛的生物質能源種質資源開發前景。西部地區發展灌木能源林，將會對西部大開發、西部地區的新農村建設等國家宏觀戰略部署產生巨大推動作用。
 
“西部開發生態先行，西部干旱缺水，只有灌木更為適應。”尹偉倫還提出了種質創新、模式創新和技術創新的能源灌木林發展思路，表示應發展灌木能源林促進農業產業結構調整，構建林業新的能源產業鏈，幫助農民脫貧致富。
 
南京林業大學教授施季森認為，生物能源研究已經成為21世紀社會可持續發展關注的熱點。目前生物質能約占世界能源消費的15%，在發展中國家的一次能源消費中達到38%以上。到21世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能源消耗的40%以上。要發展生物質能源，基礎是發展高效生物質能轉化技術和培育可形成工業化利用的能物質原料。“因此，有必要從生物量和生物質的培育兩個方面去思考林木育種的未來發展，即在一個經濟成熟期之內，培育出既速生又優質的林木新品種是生物質能原料育種需要達到的目標。”
 
中科院植物所景海春等認為，篩選和定向改良符合我國國情的能源植物是發展生物質能源工業的首要步驟。依據我國人口眾多和耕地資源嚴重不足的基本國情，他們認為新一代能源植物必須具備如下特點：1.高抗脅迫性，可種植于非農業用地包括邊際土壤和鹽堿荒地，避免“與糧爭地，與人爭糧”；2.廣適應性，可在大范圍不同生態氣候環境下形成規模生產；3.高產能蓄能，以提高單位面積能源生產效率，尤其是在極限土壤和惡劣生態氣候環境下繼續保持高的產能蓄能；4.生態友好型，高水肥利用率，適合免耕，低投入和水土保護型種植系統；5.高液體燃料轉化率，以減少加工步驟并降低生物質加工成本。