东方科技论坛：应加强能源植物培育与生物质高效利用研究

在近日举行的以“能源植物培育与生物质高效利用”为主题的第108期上海东方科技论坛上，来自美国、德国和我国有关领域的专家和学者指出，发展生物质能源的基础是高效可持续的生物质原料的供应。应通过培育速生、高生物量的能源植物，最大效率利用边缘性土地资源来发展生物质能。他们呼吁有关方面制定政策、采取措施，加大对这方面研究的投入和支持。
 
为了能够更好地分析国内外生物能源的研究发展现状，沟通国家生物能源研发领域的信息，研讨我国生物能源的发展战略，为各级政府和有关决策部门提供科学依据和建议，为我国生物能源的发展打下坚实的基础，此次东方科技论坛研讨会希望通过与会专家的研讨论证，能够组织科研力量在高效利用廉价的生物质材料、选育高含油量或高淀粉的植物品种，从基因水平、细胞水平和群体水平等不同层面，运用遗传学、生态学、代谢和基因工程等来解决生物质生产中所面临的瓶颈。
 
中科院植物生理生态研究所沈允钢院士等认为，现代人类文明的建立主要以利用化石能为基础。然而，不可再生的化石能资源正日渐减少；同时，化石能的使用产生了大量污染物和温室气体，已使地球环境高度恶化，人类文明的可持续发展受到越来越大的挑战。发展可再生和环境友好型能源是人类解决能源与环境问题的重要途径，其中，利用生物质提供能源是其重要组成部分。
 
数据表明，世界上许多国家现已系统地对速生植物、纤维植物、油料植物、糖和淀粉类植物进行了研究。对芒草、杨树、玉米等重要的能源植物进行了系统研究，为充分而有效地利用这些生物质资源积累了大量的研究成果和有关技术。如最近几年来，美国在一些联邦机构又特别设立了一系列生物质与能源植物基因组学和生物技术研究项目，开展有关能源植物遗传和基因工程改良，以及定向培育能源植物的研究。2007年美国能源部投资3.75亿美元建立了3个生物质与能源植物研究中心，专门开展有关研究。
 
中国植物生理学会秘书长何祖华认为，我国是一个人口众多、人均耕地面积少的国家，怎样才能在发展生物能源中不与粮争地、不和民争粮，同时又保证我国社会、能源、生态的协调和可持续发展是一个重要课题。生物质能资源生产的土地潜力主要包括农业和林业两类用地。我国农业耕地面积约1.3亿公顷，这部分土地是保证我国粮食食物供应的基础，是不能用来作为生物能源生产的。另外，我国有荒地面积约1亿公顷，其中有3535万公顷属于宜农荒地，其中947万公顷作为后备耕地。此外，我国还有荒草地4900万公顷，盐碱地1000万公顷，沼泽地430万公顷，田坎地1000万公顷。其次，我国林地面积近2.63亿公顷，其中有林地面积1.26亿公顷，无林地有5700万公顷，宜林荒地有5400万公顷。“可见，生物质能资源是有充足的物质基础的，如何有效利用这部分土地资源发展生物质能，是一个迫切需要研究的课题。”
 
北京林业大学尹伟伦院士在报告中强调，生物质能源是可再生的能源，是解决化石能源危机问题的重要途径。发展林木质能源尤其是灌木能源是我国兼顾生态建设、能源换代和西部开发的战略思考。他认为，灌木树种由于其自身的很多特点而具有广泛的生物质能源种质资源开发前景。西部地区发展灌木能源林，将会对西部大开发、西部地区的新农村建设等国家宏观战略部署产生巨大推动作用。
 
“西部开发生态先行，西部干旱缺水，只有灌木更为适应。”尹伟伦还提出了种质创新、模式创新和技术创新的能源灌木林发展思路，表示应发展灌木能源林促进农业产业结构调整，构建林业新的能源产业链，帮助农民脱贫致富。
 
南京林业大学教授施季森认为，生物能源研究已经成为21世纪社会可持续发展关注的热点。目前生物质能约占世界能源消费的15%，在发展中国家的一次能源消费中达到38%以上。到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能源消耗的40%以上。要发展生物质能源，基础是发展高效生物质能转化技术和培育可形成工业化利用的能物质原料。“因此，有必要从生物量和生物质的培育两个方面去思考林木育种的未来发展，即在一个经济成熟期之内，培育出既速生又优质的林木新品种是生物质能原料育种需要达到的目标。”
 
中科院植物所景海春等认为，筛选和定向改良符合我国国情的能源植物是发展生物质能源工业的首要步骤。依据我国人口众多和耕地资源严重不足的基本国情，他们认为新一代能源植物必须具备如下特点：1.高抗胁迫性，可种植于非农业用地包括边际土壤和盐碱荒地，避免“与粮争地，与人争粮”；2.广适应性，可在大范围不同生态气候环境下形成规模生产；3.高产能蓄能，以提高单位面积能源生产效率，尤其是在极限土壤和恶劣生态气候环境下继续保持高的产能蓄能；4.生态友好型，高水肥利用率，适合免耕，低投入和水土保护型种植系统；5.高液体燃料转化率，以减少加工步骤并降低生物质加工成本。