科技创新与生物能源发展研究

李一方

随着可持续发展的思想深入人心，关于粗犷式的发展所带来的资源浪费问题已经引起了社会范围的广泛关注，甚至威胁到国家的能源安全。为此，世界各国均在进行着技术创新，以寻求多种类型的替代能源。本文以科技创新与生物能源发展为研究内容，在分析我国能源现状的同时，也提出了部分问题，并对我国科技创新与生物能源的应用进行了简要分析。

一、中国发展过程中的能源问题

国家的发展离不开多种形式的能源作为支持，中国也不例外，在长期的发展过程中，从煤炭、石油、天然气，再到乙醇汽油，能源的创新与更替，成为中国生产力与科学技术水平提高的显著标志。中国的发展虽取得了可喜的成绩，但是，因此而带来的一系列问题也应当引起重视，能源问题就是其中之一。

1.传统能源使用占比高

目前，中国所使用的主要能源为煤炭、石油，据中国能源局统计数据显示，中国能源占比中煤炭所占比重高达70%，石油所占比重约为22.7%，相对清洁的天然气却只占到了2.7%，其余的4.6%为核能、风能、水能等其它能源形式。由此可见，中国在能源使用结构方面存在严重的失衡，传统能源使用占比过高，新能源、清洁能源并未得到推广使用。

2.传统能源带来的环境污染

在使用煤炭、石油等传统能源的同时，也给环境带来的巨大的伤害，大量二氧化碳、硫化物向空气中的排放，造成了温室效应、酸雨等现象。不仅如此，在煤炭、石油资源的开采过程中，也极易导致对土地资源、水资源的污染，给人们的生活造成了严重影响。

二、生物能源概述及优势

所谓生物能源，是指利用生态系统的自然活动规律，将生物质、水、无机物转变为沼气、氢气等可燃性气体，或者是油脂类型的可燃性载体。在使用过程中，生物能源燃烧后所产生的物质对环境的影响几乎可以忽略不计，并且，有效利用生物能源还能够促进生态系统的自我恢复，避免人类对生态系统的破坏进一步加深。

三、科技创新促进了生物能源的发展

生物能源虽属于清洁能源的一种，但是，在实际使用过程中，却也存在着相关的技术问题，尤其是对于沼气、氢气等可燃性气体的生产、采集和使用安全问题。

1.科技创新提高了生物能源的生产效率

对于生物能源的生产过程，如果仅仅依靠生态系统的力量是无法满足人类生产、生活对能源的需求的，因此，这里需要人为提高生物能源的生产效率。研究人员发现，生物能源的产量不仅仅与温度、湿度、氧气含量等因素相关，通过增加“生物催化剂”可以明显提高生物能源的生产效率，这为生物能源的大面积应用奠定了基础。

2.科技创新使采集過程更加安全

生物能源的主要产物是可燃性气体和油脂类载体，对于可燃性油脂类载体的收集难度并不大，但是，生物能源的可燃性气体采集却存在较大的安全隐患。例如，在沼气、天然气的采集过程中，极易发生爆炸、燃烧导致的人员伤亡事故。随着科学技术的发展，研究人员已经能够实现对生物能源气体采集过程中的一体化控制，结合计算机技术、传感器技术与自动化技术，使生物能源可燃性气体的采集工作更加安全。

四、新型生物能源的应用展望

随着人们环保意识的不断增强，以及全球环境日益恶化的实际情况，开发新能源已经成为实现人类可持续发展亟待解决的问题之一。在新型生物能源的探索方面，研究人员付出了巨大努力，也取得了可喜的成绩。

以基于木质纤维素的纤维素乙醇提取技术为例，该技术已经在实验室内取得了成功，并且在现实生活中得到了推广。但是，由于纤维素乙醇提取技术难度大，投入成本高，因此，早期纤维素乙醇提取技术在我国并没有得到有广泛应用。然而，随着中粮集团、中石化集团对这一新型生物能源的关注，以及国内科研团队在相关技术研究领域所取得的突破，我国已经建立了多个纤维素乙醇生产线，并投入生产。目前，纤维素乙醇已经逐渐成为我国乙醇汽油的主要原料之一，并且，随着纤维素乙醇产量的不断增加，该新型生物能源将在部分领域取代传统化石能源，减少因化石能源大量使用所带来的环境污染。

尽管，新型生物能源的使用，在一定程度上缓解了传统化石能源产量日益下降的窘境，减少了环境污染。但是，新型生物能源依然不能完全取代化石能源，这是由于新型生物能源在成本、热值、形态等多领域的局限性所导致。因此，为扩大新型生物能源的应用范围，依然需要通过科技创新得以实现。

五、总结

全球能源危机的不断加重，为生物能源等一系列新能源的研究创造了新的机遇，基于生物能源的特殊性，以及中国日益增长的能源需求，以科技创新带动生物能源的发展势在必行。目前，中国在生物能源研究方面与发达国家之间的差距在不断缩小，并已经实现了系统化的产业格局，以生物能源为核心的经济链，已经成为当前中国经济增长过程中不可忽视的推动力量。

（作者单位：乌海市第一中学）