论文部分内容阅读
摘要能源草是一种优良的能源植物。通过对东莞地区杂交狼尾草的种植分析,其具有较高的能量转化效率和经济效益,同时具有可观的生态效益,可成为广东地区未来新能源发展的新方向。
关键词生物质能源草;经济效益;生态效益;杂交狼尾草;东莞地区
中图分类号S216.2文献标识码A文章编号0517-6611(2014)24-08308-03
Discussion on the Energy Grass Planting in Dongguan Area
WU Ying et al (Guangdong KeyiXintai Construction Engineering Co. Ltd., Dongguan, Guangdong 523112)
Abstract Bioenergy grasses display many beneficial attributes as energy crops. Through analysis of the Pennisetum americanum×P.puroureum planting in Dongguan, it has higher energy transfer efficiency and economic benefit, and also has considerable ecological benefit, which can be a new direction for the development of the future new energy in Guangdong area.
Key words Bioenergy grass; Economic benefits; Ecological benefits; Pennisetum americanum × P. puroureum; Dongguan area
随着社会工业的发展和高新科技的进步,世界各国对能源的需求正迅速增大,其中消耗的能源主要来自化石能源。能源作为国家战略性资源,是国民经济增长和社会稳定的重要物质基础。20世纪90年代以来,随着全球石油资源的日趋枯竭,生物质能源的开发利用研究逐渐成为热点[1]。面临化石能源对环境污染破坏的挑战,对可再生能源的研究和开发已迫在眉睫,而能源草被认为是最具开发利用前景的可再生能源之一。
1能源草研究概况
能源草并不是一种植物草的名称,其多为一年生高大草本植物,包括甜高粱、柳枝稷、芒属作物、狼尾草等高大草本都是理想的能源草。能源草多为耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强的草种,种植和管理简单,在干旱、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠的山区和半山区均可种植。具有以下特点:生长迅速,生物量大;抗逆性强,生产成本较低;生长和良种繁育周期短,产出率高;能效较其他作物或林木高;生态效益高,清洁环保。
欧美国家对能源草的研究较早。巴西是世界上生物质能源生产及利用的先驱,全球最大的生物质能源项目普罗阿克尔(ProAlcool)于1975年在巴西建立[2];丹麦于1960年开始对芒属植物进行研究,并于1983年建立了首个能源草试验基地[3];美国能源部早在1984年就启动了“草本能源植物研究计划项目”(1990年更名为“生物质能原料发展计划项目”)[4];德国早在20世纪70、80年代就开始研究生物质能源,于1993年在梅克伦堡地区的居斯特罗市,成立了生物质原材料和生物质能源研究中心,专门研究、开发、促进和协调全国生物质能源作物的种植、开发以及新技术、新工艺的推广[5]。我国对能源草的研究刚刚起步,以北京为首对柳枝稷、芒草、荻和杂交狼尾草等研究较多,并在此基础上建立了相关的评价体系[6],有助于我国能源草的选择。
2东莞狼尾草的种植
狼尾草属禾本科黍亚科多年生C4草本植物,又名紫狼尾草,植株高大,再生能力强、生长迅速、抗旱性强,适用作燃料、饲料等。
2.1种植地点狼尾草种植于广东省东莞市西部水乡望牛墩镇,这里土地肥沃,气候适宜,交通发达,距虎门港仅5 km,素有“鱼米之乡”的美誉,是一个发展中的水乡特色新城镇。种植地点选在该镇朱沙村,约666.67 hm2边际土地。
2.2狼尾草的品种选取公司于2011年10月,引进北京草业与环境研究发展中心副研究院左海涛博士提供的杂交狼尾草品种(图1),种植面积1 500 m2(2 551株),分一年、多年和混合播种。
图1杂交狼尾草品种2.3狼尾草的成长趋势狼尾草育苗时以斜角45°种植,且每天淋水,天气干燥時早晚1次。育苗后狼尾草(图2)的高度达20 cm以上时移植到大田。移植后每天淋水,保证足够的湿润。移植后的狼尾草存活后,在条件许可的情况下施适量的氮肥。
图2育苗15 d后的狼尾草根据2012年3~8月统计的狼尾草种植数据,分析其长势(图3~5)。由表1可知,狼尾草长势最快为4、5月,月均长高90 cm,月均分支11支,月均气温24.5 ℃。至7月长至最高为390 cm,而8月狼尾草高度不再变化,说明此时正是其收割的最佳季节。多年生狼尾草在收割第1季之后,平均3个月的时间就能长至第2季 。图6为10月中旬收割后的第2季狼尾草长势。
4发展能源草的意义
开发利用生物质能源草项目,是积极响应国家关于大力发展可再生能源、国际京都会议,及对未来经济危机的重大决策背景下提出的,符合国家产业政策和行业规划。可以以循环生物科技带动优化地区产业结构,减少环节中的依赖,保障国家农业发展及生物安全。
能源草项目的核心是生产生物林田生物草基地建设,并可为未来规划现代生物科技工业园的建设提供依据。大规模实施能源草项目,既可缓解未来国家物资不足的危机,又能提高农民收入,同时还能治理荒山荒地,改善生态环境,甚至可以建设一些观光农业作为旅游景点,具有十分明显的经济效益、社会效益和生态效益。规模化培育和基地建设推广能源草,可带动农民种植的积极性,增加收入,改善生态,也是解决“三农”问题的重要新途径。 5能源草的开发利用
生物质能源草资源作为最有发展潜力的能源品种之一,其使用的数量逐年增长,消费量仅排在煤、油、气之后,居第4位。其开发利用主要途径为以下4个方面:①生物质液化:将能量密度较低的生物质转化成密度高、品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径,也是21世纪最有发展潜力的技术之一;②生物质固化:生物质能在可再生能源中是能量密度较高、可储运、可转化和较少受自然因素制约、兼有矿物燃料属性的能源资源;③生物质发电:兰溪市热电有限公司在2007年5月与哈尔滨工业大学合作,进行生物质锅炉设备技术开发,采用100%的生物质农林废弃物替代现有的燃煤,从而实现向绿色环保热电企业的转型;④生物质气化:气化技术发展较快,在国内外应用也很广泛,主要有厌氧发酵生产沼气技术、热解气化技术等。
6未来能源草在广东地区的展望
应加强对广东地区的边际土地调查,分析当地的经济状况、民生状态等,同时查清土质、气象等数据;落实边际土地制定工作及科研计划,开展能源草的种植及管理;大力宣传能源草的优势,引起广东及东莞地区媒体的关注和领导的重视;创造条件把公司办成高科技企业,走访广东及东莞市科技局,积极申报省、市科技企业创新基金;走访广东省科技厅,创造条件申报2014~2015年国家科技部惠民计划。
参考文献
[1] 中国科学院能源战略研究组.中国能源可持续发展战略专题研究[M].北京:科学出版社,2006:1-15.
[2] RANDERSON P F,董宏林,SLATER F M.世界若干国家生物质能源利用及有关问题研究[J].宁夏农林科技,1999(5):5-8.
[3] 汪辉,周禾,高凤芹,等.能源草的研究与应用进展[J].草业与畜牧,2013,206(1):50-53.
[4] 范希峰,侯新村,武菊英,等.我国北方能源草研究进展及发展潜力[J].中国农业大学学报,2012,17(6):150-158.
[5] 劉继芬.德国生物质能源开发利用的经验和启示[J].可再生能源,2005(4): 77-79.
[6] 李高扬,李建龙,王艳,等.优良能源植物筛选及评价指标探讨[J].可再生能源,2007,25(6):84-89.
[7] 高瑞芳,张建国.能源草研究进展[J].草原与草坪,2013,33(1):89-93.
[8] 侯新村,范希峰,武菊英,等.京郊挖沙废弃地能源草生产潜力评价[J].自然资源学报,2011,26(10):1768-1772.
关键词生物质能源草;经济效益;生态效益;杂交狼尾草;东莞地区
中图分类号S216.2文献标识码A文章编号0517-6611(2014)24-08308-03
Discussion on the Energy Grass Planting in Dongguan Area
WU Ying et al (Guangdong KeyiXintai Construction Engineering Co. Ltd., Dongguan, Guangdong 523112)
Abstract Bioenergy grasses display many beneficial attributes as energy crops. Through analysis of the Pennisetum americanum×P.puroureum planting in Dongguan, it has higher energy transfer efficiency and economic benefit, and also has considerable ecological benefit, which can be a new direction for the development of the future new energy in Guangdong area.
Key words Bioenergy grass; Economic benefits; Ecological benefits; Pennisetum americanum × P. puroureum; Dongguan area
随着社会工业的发展和高新科技的进步,世界各国对能源的需求正迅速增大,其中消耗的能源主要来自化石能源。能源作为国家战略性资源,是国民经济增长和社会稳定的重要物质基础。20世纪90年代以来,随着全球石油资源的日趋枯竭,生物质能源的开发利用研究逐渐成为热点[1]。面临化石能源对环境污染破坏的挑战,对可再生能源的研究和开发已迫在眉睫,而能源草被认为是最具开发利用前景的可再生能源之一。
1能源草研究概况
能源草并不是一种植物草的名称,其多为一年生高大草本植物,包括甜高粱、柳枝稷、芒属作物、狼尾草等高大草本都是理想的能源草。能源草多为耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强的草种,种植和管理简单,在干旱、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠的山区和半山区均可种植。具有以下特点:生长迅速,生物量大;抗逆性强,生产成本较低;生长和良种繁育周期短,产出率高;能效较其他作物或林木高;生态效益高,清洁环保。
欧美国家对能源草的研究较早。巴西是世界上生物质能源生产及利用的先驱,全球最大的生物质能源项目普罗阿克尔(ProAlcool)于1975年在巴西建立[2];丹麦于1960年开始对芒属植物进行研究,并于1983年建立了首个能源草试验基地[3];美国能源部早在1984年就启动了“草本能源植物研究计划项目”(1990年更名为“生物质能原料发展计划项目”)[4];德国早在20世纪70、80年代就开始研究生物质能源,于1993年在梅克伦堡地区的居斯特罗市,成立了生物质原材料和生物质能源研究中心,专门研究、开发、促进和协调全国生物质能源作物的种植、开发以及新技术、新工艺的推广[5]。我国对能源草的研究刚刚起步,以北京为首对柳枝稷、芒草、荻和杂交狼尾草等研究较多,并在此基础上建立了相关的评价体系[6],有助于我国能源草的选择。
2东莞狼尾草的种植
狼尾草属禾本科黍亚科多年生C4草本植物,又名紫狼尾草,植株高大,再生能力强、生长迅速、抗旱性强,适用作燃料、饲料等。
2.1种植地点狼尾草种植于广东省东莞市西部水乡望牛墩镇,这里土地肥沃,气候适宜,交通发达,距虎门港仅5 km,素有“鱼米之乡”的美誉,是一个发展中的水乡特色新城镇。种植地点选在该镇朱沙村,约666.67 hm2边际土地。
2.2狼尾草的品种选取公司于2011年10月,引进北京草业与环境研究发展中心副研究院左海涛博士提供的杂交狼尾草品种(图1),种植面积1 500 m2(2 551株),分一年、多年和混合播种。
图1杂交狼尾草品种2.3狼尾草的成长趋势狼尾草育苗时以斜角45°种植,且每天淋水,天气干燥時早晚1次。育苗后狼尾草(图2)的高度达20 cm以上时移植到大田。移植后每天淋水,保证足够的湿润。移植后的狼尾草存活后,在条件许可的情况下施适量的氮肥。
图2育苗15 d后的狼尾草根据2012年3~8月统计的狼尾草种植数据,分析其长势(图3~5)。由表1可知,狼尾草长势最快为4、5月,月均长高90 cm,月均分支11支,月均气温24.5 ℃。至7月长至最高为390 cm,而8月狼尾草高度不再变化,说明此时正是其收割的最佳季节。多年生狼尾草在收割第1季之后,平均3个月的时间就能长至第2季 。图6为10月中旬收割后的第2季狼尾草长势。
4发展能源草的意义
开发利用生物质能源草项目,是积极响应国家关于大力发展可再生能源、国际京都会议,及对未来经济危机的重大决策背景下提出的,符合国家产业政策和行业规划。可以以循环生物科技带动优化地区产业结构,减少环节中的依赖,保障国家农业发展及生物安全。
能源草项目的核心是生产生物林田生物草基地建设,并可为未来规划现代生物科技工业园的建设提供依据。大规模实施能源草项目,既可缓解未来国家物资不足的危机,又能提高农民收入,同时还能治理荒山荒地,改善生态环境,甚至可以建设一些观光农业作为旅游景点,具有十分明显的经济效益、社会效益和生态效益。规模化培育和基地建设推广能源草,可带动农民种植的积极性,增加收入,改善生态,也是解决“三农”问题的重要新途径。 5能源草的开发利用
生物质能源草资源作为最有发展潜力的能源品种之一,其使用的数量逐年增长,消费量仅排在煤、油、气之后,居第4位。其开发利用主要途径为以下4个方面:①生物质液化:将能量密度较低的生物质转化成密度高、品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径,也是21世纪最有发展潜力的技术之一;②生物质固化:生物质能在可再生能源中是能量密度较高、可储运、可转化和较少受自然因素制约、兼有矿物燃料属性的能源资源;③生物质发电:兰溪市热电有限公司在2007年5月与哈尔滨工业大学合作,进行生物质锅炉设备技术开发,采用100%的生物质农林废弃物替代现有的燃煤,从而实现向绿色环保热电企业的转型;④生物质气化:气化技术发展较快,在国内外应用也很广泛,主要有厌氧发酵生产沼气技术、热解气化技术等。
6未来能源草在广东地区的展望
应加强对广东地区的边际土地调查,分析当地的经济状况、民生状态等,同时查清土质、气象等数据;落实边际土地制定工作及科研计划,开展能源草的种植及管理;大力宣传能源草的优势,引起广东及东莞地区媒体的关注和领导的重视;创造条件把公司办成高科技企业,走访广东及东莞市科技局,积极申报省、市科技企业创新基金;走访广东省科技厅,创造条件申报2014~2015年国家科技部惠民计划。
参考文献
[1] 中国科学院能源战略研究组.中国能源可持续发展战略专题研究[M].北京:科学出版社,2006:1-15.
[2] RANDERSON P F,董宏林,SLATER F M.世界若干国家生物质能源利用及有关问题研究[J].宁夏农林科技,1999(5):5-8.
[3] 汪辉,周禾,高凤芹,等.能源草的研究与应用进展[J].草业与畜牧,2013,206(1):50-53.
[4] 范希峰,侯新村,武菊英,等.我国北方能源草研究进展及发展潜力[J].中国农业大学学报,2012,17(6):150-158.
[5] 劉继芬.德国生物质能源开发利用的经验和启示[J].可再生能源,2005(4): 77-79.
[6] 李高扬,李建龙,王艳,等.优良能源植物筛选及评价指标探讨[J].可再生能源,2007,25(6):84-89.
[7] 高瑞芳,张建国.能源草研究进展[J].草原与草坪,2013,33(1):89-93.
[8] 侯新村,范希峰,武菊英,等.京郊挖沙废弃地能源草生产潜力评价[J].自然资源学报,2011,26(10):1768-1772.