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        封加平:超級蘆竹有望助推第四次能源革命

        中國經濟時報發布時間:2023-08-03 10:31:00  作者:封加平

          超級蘆竹的優勢為干生物量大;可直接替代煤炭;成本低效益高;抗逆性強,可大面積普及;用途廣泛,市場大。

          如果在全球推廣種植50億畝超級蘆竹,可吸收二氧化碳400億噸以上,完全滿足全球實現碳中和的需求。

          綠見大勢

          黨的二十大報告明確指出:“推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。加快推動產業結構、能源結構、交通運輸結構等調整優化。”“實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動。”“深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系,確保能源安全。”對推動綠色發展、積極穩妥推進碳達峰碳中和、深入推進能源革命、確保能源安全、積極參與應對氣候變化全球治理作出了新的戰略部署,為我國推進能源革命、確保能源安全、推動綠色發展指明了戰略方向。

          科學家認為,人類歷史上已經發生了三次能源革命:第一次能源革命,以鉆木取火,燒柴照明、取暖,以及風帆、風車、水車的發明為標志;第二次能源革命,以蒸汽機、煤炭的使用和電的發明為標志;第三次能源革命,以發動機、汽油機的發明和油汽能源成為主要能源為標志;第四次能源革命,以綠色、低碳、可再生、可持續為標志。這一次能源革命,從20世紀30年代開始,全球范圍內都在力求尋找新型能源,哪個國家在新能源大規模研發利用上取得重大突破,這個國家就能占領未來能源發展和經濟發展的戰略制高點。

          隨著第四次能源革命的興起,以太陽能、風能、水力、核能為主流方向的全球新能源產業發展迅猛,同時也逐漸暴露出“能源不可能三角”的全球困局。蒙代爾“不可能三角”本來是一個著名的經濟學理論,是指一個國家不可能同時實現資本自由流動、貨幣政策獨立和匯率穩定。由此引申出的全球“能源不可能三角”是指一個國家的能源系統不可能同時實現安全穩定、綠色低碳、價格低廉。但目前一種新的能源植物正在嘗試突破這一“能源三元悖論”。經過我國科學家十年來艱苦不懈地努力,已經創新培育出高產優質的能源植物——超級蘆竹,正在申請國家植物新品種保護權。

          作為能源植物,超級蘆竹有如下優勢和特點。

          一是干生物量大。在我國南北方種植,每畝每年干基生物量可達3—10噸。而蘆葦每畝每年的干生物量只有0.5噸、4年生桉樹每畝濕生物量才4噸。在南方種植超級蘆竹干生物量可達桉樹的9倍以上,在北方種植超級蘆竹可達桉樹干生物量的3倍以上,完全可以解決我國能源、原料的綠色、廉價、安全穩定供應問題。如在廣西供應一座用煤100萬噸的火電廠,種植12萬畝超級蘆竹就可實現能源的穩定供應。

          二是可直接替代煤炭。超級蘆竹的熱值為4200—4600大卡,可直接替代火電廠的動力煤,去年動力煤的價格曾達到1600元/噸,目前也約在1000元/噸,超級蘆竹捆料350元/噸、顆粒800元/噸,既降低了火電廠的燃料成本、又減少了因燒煤產生的二氧化碳排放。摻燒10%以內超級蘆竹,火電廠技術改造費用不到新建機組的5%;如果用蘆竹100%替代煤炭,火電機組的改造費用僅為新機組總投資的15%—20%。從度電投資強度來看,燃煤發電廠全部改燒超級蘆竹每年度電投資強度約為0.1元;目前風力發電每年度電投資強度約為2.5元,光伏發電每年度電投資強度約為2元,是超級蘆竹火力發電投資強度的20—25倍,對比用超級蘆竹火力發電,太陽能、風能每發一度電,國家要多投20—25倍的錢;保持和穩定我國火力發電的電力負荷,既可為我國太陽能、風能發電的快速增長提供深度的調峰支撐,又可幫助國家減少在儲電、儲氫領域的投入。如果超級蘆竹替代我國30%的火電用煤,就相當于我國每年二氧化碳排放減少12億噸;替代100%的火電用煤,就基本實現了火力發電近零排放,相當于我國每年可減少二氧化碳排放40億噸。

          三是成本低效益高。超級蘆竹生長周期約140天,當年種植當年即有收獲,南方種植可收獲2次,中部和北方種植可收獲1次。一次種植可連續高產收獲15—20年。田間管理成本低,適合機械化作業。

          四是抗逆性強,可大面積普及。超級蘆竹耐洪澇,水淹時間可達2—3個月;耐鹽堿,在含鹽15‰、PH9以下的鹽堿性土壤也有很高的存活率;耐旱,年降水量500毫米以上的地區,不用灌溉澆水;耐寒,在-20°C以上的低溫、北緯42°以南的鹽堿地、灘涂地、沼澤地、沙荒地、貧瘠土地及廢礦區均可種植。

          五是用途廣泛,市場大。超級蘆竹除了可直接替代動力煤外,還有很多用途??缮a氫氣,成本僅為電解水制氫的三分之一,1噸干基蘆竹可生產氫氣1100立方米;可生產天然氣、甲醇、乙醇、液氨、汽柴油、乙二醇、烯烴、芳烴、航空煤油等高端能源及高端化學品;可生產人造板、造紙紙漿、紡織漿粕,保護天然林;可生產青儲飼料,新鮮蘆竹的粗蛋白和纖維素含量可達15%—19%和33%,為優質畜牧飼料。

          我國有林地43億畝、草地40億畝、鹽堿地15億畝、濕地8億畝、園地3億畝,大力發展超級蘆竹對我國具有重要的戰略意義。

          一是保障國家能源安全。種蘆竹就是種煤炭、種石油、種氫氣、種天然氣。據專家測算,種植0.8億畝超級蘆竹,生產的航空煤油可滿足我國每年3700萬噸的全部航煤消耗量;種植2億畝超級蘆竹,每年可生產天然氣3000億立方米,可保障我國全年的天然氣供應量;種植3億畝超級蘆竹,可替代我國全部進口的石油;種植6億畝超級蘆竹,可替代我國每年全部22億噸發電用煤。

          二是低成本實現碳中和。我國每年排放二氧化碳100多億噸。據專家評估,我國要實現碳中和,未來需投資130萬億元。在我國黃河以南種植1畝超級蘆竹,每年可吸收二氧化碳8—17噸。種植8億畝超級蘆竹,可吸收二氧化碳64億—136億噸,加上森林碳匯和其他減排措施,我國完全可以提前實現碳中和。據專家測算,用超級蘆竹實現碳中和,成本最低,國家僅需投資10萬億元。節省的120萬億元可投在高新技術產業上。

          三是有效治理土地污染。治理土地污染是世界性難題,超級蘆竹土壤修復功能很強,主要有兩大顯著作用:一是在種植、生長過程中富集、移出污染物。超級蘆竹在重金屬污染、有機物污染、石油污染等土地上均可生長,利用工農業廢水、生活污水、養殖業廢水灌溉也不會破壞蘆竹生長,其生長過程就在修復改良土壤。二是超級蘆竹通過熱化學轉化加工生產高端能源、高端化學品的副產品生物炭,也是國際公認的修復改良土壤、替代化肥的原料。這兩種辦法是目前治理土地面源污染成本既低、又有經濟效益的現實路徑。

          四是引領全球綠色發展。維護全球生態安全、氣候安全、能源安全是全球特別關注的戰略問題。2021年全球二氧化碳排放量為363億噸。超級蘆竹可在全球,特別是“一帶一路”合作國家大量種植。如果在全球推廣種植50億畝超級蘆竹,可吸收二氧化碳400億噸以上,完全滿足全球實現碳中和的需求,這對我國積極參與應對全球氣候變化和氣候治理將發揮至關重要的作用。同時,超級蘆竹可替代大量木材,有效保護森林資源。這將是中國為構建人類命運共同體作出的重大貢獻。

          發展超級蘆竹不僅將改變我國乃至世界的能源格局,是實現能源綠色發展、安全發展、永續發展的關鍵路徑,是我國實現碳中和的秘密武器,是維護國家經濟安全的重要保障;而且對構建新發展格局、推動高質量發展、全面推進鄉村振興、促進區域協調發展、發展現代化產業體系、建設中國式現代化、實現中華民族偉大復興,具有全局性戰略意義。

          我們建議:一是在各省份開展試點;二是將其作為戰略性新興產業納入國家和各省份經濟社會發展規劃;三是鼓勵和支持火電、化工、冶金、水泥等企業建立超級蘆竹原料基地;四是將超級蘆竹加工裝備列入國家重大研發計劃;五是支持種業創新和植物新品種保護;六是扶持企業到適宜種植的國家申請專利權、植物新品種保護權,確保這一具有我國自主知識產權、顛覆性原創技術得到保護和可持續發展。

          (作者系原國家林業局總工程師、中國林業產業聯合會常務副會長)


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