论我国能源农场的可持续发展之路

陈　园

摘要：介绍了能源农场的概念和种类，分析了国内外对能源农场的研究现状，并从土地资源和能源植物资源两方面对我国农村建立“能源农场”的可行性进行了阐述，并提出了我国农村发展“能源农场”存在的问题及相关建议。

关键词：能源农场；能源植物

中图分类号：F3

文献标识码：A

文章编号：1672-3198(2009)09-0003-02

随着社会与经济的发展，中国对能源的需求将会不断增加，自1993年以来，中国石油进口量急剧上升，2006年进口量超过8000×104t，半数以上从中东地区进口，对国际石油市场的依赖性与日俱增。据预测，到2030年我国进口石油在消费中所占的比例有可能达到84％。从世界石油战略角度看，这种进口结构风险很大，我国能源安全已面临严重挑战。因此，加强生物能源的研究与开发，建立能源植物开发种植基地，对于实现我国能源安全战略具有重要意义。

1“能源农场”

1973年，石油输出国组织成员国临时停止了向美国出口石油，为了解决能源短缺问题，诺贝尔奖获得者、美国加州大学的化学家卡尔文提出了“能源农场”的概念。

1.1能源农场的概念及种类

所谓“能源农场”，就是各国依据具体国情，为开发能源，解决能源危机，而开发建设的以种植高光合效率的植物为主，以获取能源为目的的生物质生产基地。“能源农场”通过对土地进行合理规划，尽可能利用山地、非耕荒地和水域，选择适合当地生长条件的生物质品种，大规模培育、繁殖生物质，以获得足够数量的高产能植物，并加工成可利用的能源。

目前理论界对“能源农场”种类的划分并没有明确规定。我认为，根据培育能源植物的地域的不同，可以将“能源农场”分为利用山地种植木本植物的“能源林场”和利用水域面积养殖能源作物的“能源渔场”。自从化学家卡尔文于1986年在加州福尼亚种植了大面积的石油植物获得成功以来，在全球便迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。石油“能源林场”又分为两种：一种是栽种的木本植物产生碳氢化合物，提取后即可制成燃料；另一种是木本植物直接产生近乎石油的燃料。

1.2国内外对“能源农场”的研究情况

目前国内外对“能源农场”的研究，主要是以研究能源植物为主。

能源植物通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力，可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物，以及富含油脂的植物。广义的能源植物包含所有的陆地和海洋植物。狭义的能源植物指植物本身(不是籽粒)含有油脂或石油类似物质的植物。

(1)国外。

1986年，卡尔文博士为了解决当时美国面临的石油短缺问题，对石油植物进行选种栽培，并在加州福尼亚种植了大面积的石油植物，每1hm2可收获120～140桶石油，他的成功，在全球迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。此后，科学家们在世界各地相继发现了一些“柴油树”、“酒精树”和“蜡树”。到目前为止，全世界已发现了40多种“石油”植物，主要集中在夹竹桃科、大戟科、萝摩科、菊科、桃金娘科以及豆科上。

由于能源植物的大量种植，能在发展经济、解决能源短缺、保护环境等方面作出巨大贡献。因此，世界上许多国家都进行了能源植物种的选择，富油种的引种栽培、遗传改良以及建立“能源农场”等方面的工作与研究。美国种植有几万hm2的石油速生林；菲律宾有1.2万hm2的银合欢树，6年后可收1000万桶石油。科学家们在澳大利亚北部也发现了2种可以提取石油的多年生野草——桉叶藤和牛角瓜。这些野草生长速度极快，每周长30cm，如果人工栽培它，每年可以收割几次。目前，发达国家用于规模生产生物柴油的原料有大豆、油菜籽、棕榈油。

(2)国内。

在中国对能源植物的研究起步稍晚，主要集中在1990年以后的十几年内，虽然发展速度较快，但与世界先进水平还有很大差距。目前的研究主要集中在对小桐子、光皮树、绿玉树等富含油脂的能源植物和木薯、甘蔗、甜高粱等富含碳水化合物的能源植物上。

2我国农村建立“能源农场”的必要性和可行性分析

“能源农场”作为能源植物种植的产业化模式，是能源植物可持续发展的最好途经之一。

2.1必要性

(1)在贫困的农村山区，尤其是周围有大量荒山荒地的农村地区，由于生态环境恶劣，不能用来种植粮食，导致这些地区的农民可耕地面积少，粮食收成有限，生活相当贫困。如果将这些自然资源合理利用，种植能源植物，开发“能源农场”，就既能恢复植被建设，改善其生态环境，又能增加农村就业机会，提高农村人民的生活水平，振兴农村经济。

(2)木本油料植物具有一次栽植、多年受益的特性，经济效益可观，对调整中国农村产业结构、提高人民生活水平等都具有不可低估的作用。结合我国正在全面实施的退耕还林生态工程，大面积营造生物柴油原料林，可以变荒山劣势为优势。在现有的经济水平和资源水平的前提下，充分利用山地资源，规模栽培木本油料植物，发展具有中国特色的生物能源之路。

(3)我国是一个能源生产和消费大国，又是以煤为主要能源消费的国家，煤炭消费量占我国一次能源消费总量的75％以上，接近世界同类国家平均值3倍。如此大的煤炭消费量中，有80％是直接燃烧的，结果造成严重的环境污染问题。在没有有效方法控制矿物燃料使用过程中产生的生态环境污染的情况下，减少矿物燃料的使用量，开发清洁可替代能源是唯一办法。而“能源农场”的开发，是大规模种植能源植物，以制造大量清洁可替代能源的最好方法之一。

2.2可行性

(1)土地资源。

中国土地面积辽阔，除现有的耕地、林地和草地作为传统农业外，南方有近3亿亩宜农宜林的荒山荒地，北方有15亿亩盐碱地，这些荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地都可以用来种植能源植物。由于我国农村的可耕地面积有限，没有空闲耕地种植能源作物，而木本油料植物又具有野生性，耐旱、耐贫瘠的特性，于是，利用农村大面积的荒山、滩涂等不与粮食生产争地的“能源农场”发展能源作物便成为未来极有潜力的发展趋势。

(2)能源植物资源。

中国拥有热带、亚热带、暖温带、寒温带及高原高寒区域，植物区系成分复杂、种类繁多，其中能源植物种类之多在世界上屈指可数。到目前为止，含油植物资源有151科、1553种含油植物，其中种子含油量在40％以上的植物有154种。可用作建立规模化生物质燃料油原料基地的乔、灌木近30种；分布集中成片可作原料基地，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林建立起规模化的良种供应基地的生物质燃料油木本植物有10种。从这些能源植物中，现已筛选出油楠、乌桕、小桐子、岩桂、四合木等可供开发利用的种类。

3对我国农村发展“能源农场”存在的问题及建议

3.1存在的主要问题

(1)虽然我国能源植物资源丰富，但由于研究生物能源的起步较晚，目前用于大规模制造生物能源的能源植物品种单一，只集中在利用玉米、甘蔗这类粮食作物生产大量生物乙醇。由于中国是人口大国，人多地少，粮食安全是头等大事，因此将粮食大规模的用于制造生物能源的结果，就是导致了生物能源制造与人口、畜牧业粮食消费的激烈竞争，出现了生物能源种植与粮食作物种植争地、争水、争能源等竞争现象。而我国对小桐子、绿玉树这类可利用山地种植的、不与粮食种植争地的非粮食作物制造生物柴油的研发却只处于初期阶段，还没开始广泛运用。

(2)能源植物尤其是木本能源植物的生长是有一定过程的，从开始的种植到最后的成熟并投入使用，一般需要经过几年时间。由于“能源农场”需要大规模种植，因此前期的投入需要足够的资金和劳动力，这通常是农民负担不起的。所以从大量能源植物资源中选出速生的或含油量高的品种势在必行。

(3)我国目前对能源植物的开发利用才刚刚起步，对能源植物资源的种类和分布情况还未进行过全面细致的调查，尤其是适用于“能源农场”的能源植物的收集，因此建立“能源农场”这样的产业化发展基地还有很长一段路要走。

3.2建议

(1)依据南北地域特点，选择可重点发展的能源作物，多目标选择有发展潜力的能源作物。依据我国能源作物的分布、地域要求及其特点，建议北方重点发展甜高粱，南方重点发展能源木薯与能源甘蔗。同时，针对这3种能源作物，组织整合国内相关研究力量，选择高产优质品种实施重点突破，开展规模化、规范化种植能源作物，建立我国能源作物研究平台。

(2)由于我国地少人多的特殊情况，为了尽量避免与人口争粮，与粮食争地，我们应尽快推广适于山地种植的、非粮食作物的能源植物的开发和运用，同时还应该对藻类等水生植物进行积极的研究，因为相比陆生植物来说，水生植物的生长速度极快，成长周期要比陆生植物短得多，且产油能力更胜一筹。

(3)对于集中规划的“能源农场”来说，资金的保证是非常重要的。除了政府要制定相关政策进行照顾，提供一定的扶持资金外，还要采取有效措施，实行积极的投融资政策，鼓励民间资本进人农村能源领域，提倡国家、集体、个人一起投入。通过招标承包等方式吸引全社会投入参与，按照谁投资谁受益的原则进行管理。