据王义镛介绍,纤维乙醇的原料为植物纤维,它的原料来源比木材加工厂的原料要广泛得多,也不像造纸厂对原料要求得那样严格。一些不适合制材或造纸的原料,如林区枝桠材,木材加工厂的锯末、刨花,造纸厂备料及筛选排出的碎片、纤维废渣,以及各种禾草、秸秆、种子皮、果壳等,只要是其中含有较多的纤维素就可以用作生产乙醇的原料,在这方面途径很多,来源广阔。
纤维乙醇燃料目前最有争议的一点是生产成本相对于汽油仍然过高。反对方认为,如果没有政府补贴,纤维乙醇燃料不具备市场竞争力;支持方则坚信,随着技术的进步,生产成本过高问题一定会解决。
能源培育场:像收割庄稼一样采集原料
王义镛早年毕业于燕京大学,他在研究中发现,森林采伐时一般均有大量的废材以树枝、树桩的形式留在森林中,其数量根据采伐的方式不同约占总采伐量的15%-40%。如能把这些废料很好地收集利用,作为原料生产乙醇,将为国家提供大量液体燃料及化工原料。
国家林业局组织的中国林木生物质资源调研显示,我国现有300多万公顷薪炭林,每年约可获得0.8-1亿吨高燃烧值(生物量)。在我国北方地区,有大面积的灌木林亟待利用,估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右;全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林,如正常抚育间伐,可提供1亿多吨的生物质能源原料;同时,林区木材采伐加工剩余物、城市街道绿化修枝也能提供可观的生物质能源原料。这些数据让纤维乙醇的商业化前景变得更加清晰起来。
考虑到植物纤维废料的使用量和收集成本问题,王义镛提出,可以建立水解原料基地——能源培育场。他认为,能源培育场的概念和植树造林不同,它只着眼于生物量的收获,而对木材的材径尺寸并无要求,树苗和大树一样能够很好地用作水解原料。所以能源培育场着重于在尽可能小的地方,尽快生长出尽可能多的纤维物质。传统的林场树木的间距大约每株2-5米,即每株树木约占5到10平方米的土地,以便在树木长成时,仍有足够的空间接受充足的阳光。能源培育场并不像普通用于制材或造纸的森林培育那样重视树木本身的材径规格,而只着重生物量的获取,因此应尽量有效地利用土地和阳光,1平方米土地上种植的树木愈多,1平方米内能接收的太阳能也愈多,经太阳能转化、贮存,收获的生物量也愈多。因此,能源培育场培育的树木应密集种植,而采伐周期大约仅为1年。所用的树种应当是那些长得很快,而在收割后可以由树桩发芽再生,不用重新种植的树种。桉木、石梓木、银合欢等都有这种特性。北方的柳木、杨木也具有这种特点,都适合作为能源培育的材种。
按照王义镛的设想,能源培育场的树木种植间距可以采用0.5米,经过1年的生长,其径材大约5厘米。普通森林培育1公顷土地大约只种1000-2000株树。但能源培育场1公顷土地上可以种植约4万株树,经过1年左右的生长周期,用收割机械将其割去,其收割方式很像农场收割谷物,而不像普通的森林采伐。
造福人类的前景及其遭遇
据王义镛称,建一个年产1万吨纤维乙醇的水解场大约需要4000公顷能源培育场,即不再需要由外部供应任何能源。可以在能源培育场10公里范围内建设水解厂,由于原料运输距离短,采伐收割容易,它绝不像目前在林场收取枝桠材加以利用那样困难,能源培育场在经营一两年后即可取得收益,而不像目前一般森林培育往往要经过几十年后才能见到经济效果。同时在短期内即可收到绿化植被、改善环境、调节气候、减少水土流失、防止土地沙化等方面的效用。
如果进一步揭示光合作用的秘密,促进光能转化为生物量的效率,或者特别培育出适合作为能源培育的速生杂交植物,以及提高纤维素转化为单糖的比例,降低水解厂本身的能源消耗等,还将使水解原料所需要的土地面积大大缩小。这方面的潜力不仅是巨大的,且发展前景也是无法估量的。
王义镛早年开发的这项采用植物纤维原料生产乙醇的科研成果,当年在黑龙江投产后,经多年生产实践证明技术可靠,经济效益亦可观。但是,由于当时林业部门只顾超产而忽视森林培育,致使附近森林被伐光,到1990年,工厂因原料缺乏被迫停产。
1969年“文革”期间,王义镛下放到湖南省岳阳造纸厂跟班劳动;1977年应申报科研成果时,他仍在岳
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