由于化石能源的應(yīng)用所引起的嚴(yán)重環(huán)境問題，可再生能源的發(fā)展越來越引起人們的關(guān)注，各國都投入大量的資金和科技資源進(jìn)入可再生能源的研究與開發(fā)。尤其是在我國，人均資源比，石油更為短缺，大量煤炭直接燃燒引發(fā)的環(huán)境問題更為嚴(yán)重，因而把目光投向可再生能源是完全可以理解的，也是正確的。但是可再生能源的發(fā)展所涉及的方面比化石能源大得多，對人類和生態(tài)等多方面的影響尚不能十分清晰地預(yù)測。我國地少人多，糧食、食品供應(yīng)體系薄弱，因而對可再生能源，尤其是生物質(zhì)能源的發(fā)展一定要十分謹(jǐn)慎和理性，一定要結(jié)合中國國情，切忌照搬國外、盲目隨從。

                                         全世界燃料乙醇和生物柴油的發(fā)展趨勢

        近幾年來，世界燃料乙醇的生產(chǎn)快速增長，從1985年到2005年增長了3倍，2005年為3428萬噸。生物柴油從1995年才發(fā)展起來，目前為226萬噸。2005年乙醇作為燃料占全世界汽油消費量的2%。
        在美國燃料乙醇快速發(fā)展的一個重要原因是世界谷物和油品價格比變化，可以看出，谷物與油相比越來越不值錢。美國進(jìn)口石油、出口糧食的方式越來越吃虧。以前美國用糧食出口可以抵消石油進(jìn)口，但在2004年，糧食出口的錢只占石油進(jìn)口的13%。為石油進(jìn)口，美國花了1320億美元。因此，用糧食做燃料以減少石油進(jìn)口，在經(jīng)濟(jì)上合算是美國發(fā)展糧食乙醇的主要驅(qū)動力。2004年，美國生產(chǎn)燃料乙醇34億加侖，占汽油總需求量的2%。
        再來看巴西，目前年生產(chǎn)乙醇40億加侖，滿足40%的汽油需求。巴西生產(chǎn)的甘蔗，50%用于生產(chǎn)酒精，種植面積從530萬公頃（2004年）增至800萬公頃。
        歐洲在生物柴油方面走在世界前列，歐洲各國大力推行生物柴油。它們的主要原料是植物油，其中大部分是進(jìn)口的。
        德國生物柴油的產(chǎn)量是104萬噸（2004年），主要原料是油菜籽，可替代其3%的柴油，準(zhǔn)備在最近幾年產(chǎn)量增加150%。
        法國生物柴油的產(chǎn)量為45萬噸，德、法按規(guī)劃都準(zhǔn)備在2010年用生物柴油替代5.75%的柴油。
        美國主要用大豆生產(chǎn)89.3萬噸生物柴油，其副產(chǎn)品蛋白質(zhì)豐富，價值高。
        亞洲國家如印尼、馬來西亞用棕櫚果實生產(chǎn)生物柴油，出油率高。歐洲正在大量從這些國家收購棕櫚油。

                           
                                生物液體燃料應(yīng)用的三個重要指標(biāo)

        生物液體燃料應(yīng)用的幾個重要指標(biāo)包括：全生命周期能量轉(zhuǎn)換系數(shù)，與此相關(guān)的全生命周期二氧化碳排放；土地的利用（單位輸出所需土地大小，對土地的質(zhì)量要求，如鹽堿程度），單位土地的產(chǎn)出；糧食安全（包括飼料）與生態(tài)評估；生物多樣性；森林保護(hù)及水的利用。
        全生命周期能量轉(zhuǎn)換效率
        全生命周期能量轉(zhuǎn)換效率就是輸入能量與作為燃料輸出能量的比值。由于甘蔗榨出糖液以后，其渣可以加熱和脫水用作燃料，故把甘蔗作為整體來看，輸入是1，輸出是9；甜菜輸入為1，輸出為1.9。玉米就要差一些，按照先進(jìn)工藝，大抵是輸入為1，輸出為1.5；若工藝落后，輸出與輸入之比只有1.2或是更小，甚至?xí)_(dá)到1:1。
        這是一個非常重要的指標(biāo)。譬如說用玉米做乙醇，就必須把玉米從種植、運輸、加工等環(huán)節(jié)所耗費的能量都考慮進(jìn)去。如翻地、施肥（目前我國氮肥的主要原料是天然氣和煤，是耗能產(chǎn)業(yè)）、收割、運輸、加熱、發(fā)酵、脫水……，都需要外來能量的輸入。在我國，一般是3.5噸玉米做1噸乙醇，在生產(chǎn)過程中需要0.6～0.8噸煤。
        我們用可再生能源的目的是開拓能源利用的新途徑，使之來源多樣化，同時考慮到作物在生長時從大氣中吸收CO2，在隨后作為燃料應(yīng)用時放出CO2，一吸一放，似乎CO2的排放應(yīng)該為零。但實際上，從生命周期考慮，有些生物燃料不僅沒有增添新的能量，相應(yīng)的CO2減排的能力也很小。所以，對任何可再生能源的作用必須從全生命周期的效率和排放來考慮，這樣才能有一個客觀的評價。我們提出一個凈可再生能源系數(shù)（或者稱之為綠色程度），這個系數(shù)的大小標(biāo)志著再生能源中有多少份額是真正可再生或者是真正綠色的。這個系數(shù)的物理意義是：生物質(zhì)加工后得到的能量有多少比例是真正可再生的。該系數(shù)越低表示可再生度越小，意味著這種可再生能源實際上對增加能源供應(yīng)、減排CO2的貢獻(xiàn)越小。
        專家研究，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造與安裝要耗費本身150天左右的發(fā)電量，考慮到其壽命為20年，則有較高的綠度。其它可再生能源，如光伏發(fā)電，這個系數(shù)要低得多。用玉米制乙醇對能源開發(fā)和減排CO2貢獻(xiàn)甚微，打著減排CO2的旗號來推廣這個方向是名不符實的。
           
        土地利用系數(shù)
        計算單位土地的產(chǎn)出，對我國這樣土地缺乏的國家十分重要。中國有多少土地可以用來生產(chǎn)有關(guān)植物來獲得乙醇、生物柴油？這個問題必須深入研究。目前有五花八門的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，相互之間差別很大。有些資料提出的所謂邊際土地量非常大，實際上是把已經(jīng)退耕還林、退耕還草以及一些適宜種糧食，但現(xiàn)在由于種種原因（如農(nóng)民離家外出打工）棄耕的土地都算進(jìn)去了?？偟膩碚f，所估計的可種植能源植物的土地面積偏大。就乙醇來說，甘蔗和甜菜單位面積乙醇產(chǎn)出量最高，我國正在努力發(fā)展的甜高粱只是53%。
        就生物柴油來說，棕櫚果實單位面積出油最多，其它作物相對要小得多。因此，東南亞及南美等地大量種植棕櫚樹，甚至不惜砍伐雨林作為代價，從而引起新的生態(tài)問題（生物多樣性、CO2的吸收）。我國從因地制宜的角度出發(fā)，應(yīng)采取哪幾種植物、在基因方面要做哪些研究、如何種植、如何示范等等，都進(jìn)行了扎扎實實的研究工作，當(dāng)然，麻風(fēng)樹果實可以作為其中可選植物之一。
        目前在世界上生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油的原料主要是玉米、甘蔗和棕櫚，但我國不可能以棕櫚或甘蔗為主，必須要通過生物工程來培植耐旱、耐堿、單位面積出油率高的植物。有些植物的儲存問題很難解決，比如甜高粱，成熟收割以后，數(shù)星期內(nèi)糖分大量降低。此外，由于我國土地比較分散，導(dǎo)致以下兩個矛盾更加突出：大面積、低密度（能量）和集中大生產(chǎn)（收集、運輸、存儲）的矛盾；連續(xù)的大生產(chǎn)和農(nóng)作物成熟、收割季節(jié)性的矛盾。
        其實，按目前的發(fā)展，即使在玉米、甘蔗和棕櫚資源比較豐富的國家也會出現(xiàn)不少社會和生態(tài)方面的問題，如由于市場好，巴西大量種植甘蔗用于生產(chǎn)酒精—亞馬遜河雨林保護(hù)就受到威脅，砍伐后破壞了生態(tài)。美國大量用玉米生產(chǎn)乙醇，引起世界性糧食漲價。印尼、馬來西亞大量種棕櫚樹會引發(fā)食品安全和生物多樣性問題，已有報道，由于大量棕櫚油用于生產(chǎn)生物柴油，棕櫚油的價格上漲，當(dāng)?shù)鼐用癫坏貌辉谝欢ǔ潭壬戏艞壦麄兿矚g的油炸食品。
        我國的生態(tài)、自然條件要比美國、巴西和馬來西亞差得多，發(fā)展生物質(zhì)燃料一定要有一個度，以平衡各方面的影響。這個度是多少？需要深入研究和示范，絕不能一廂情愿、魯莽行事。
        水耗系數(shù)
        按世界較先進(jìn)水平，1噸干玉米耗水350噸，1噸干小麥耗水500噸（包括自然降水）。由于我國灌渠漏水多，大多數(shù)采用漫灌方式，1噸干小麥要耗1000噸水。而糧食是用大量的水換來的，若用來生產(chǎn)液體燃料，每噸生物替代燃料耗水極大。1噸糧食1000噸水，意味著1噸當(dāng)量汽油要耗5000噸水，這在我國是要慎重考慮的，因為我國水資源只有世界平均水平的1/4！
        考慮到糧食還要用作飼料，我國是最大的豬肉消費國（約5000萬噸/年），每1公斤豬肉要耗費3～5公斤糧食，保證飼料供應(yīng)，這是我國食品安全的一個大問題。
        目前世界上把生物質(zhì)能利用的希望寄托在纖維素轉(zhuǎn)化乙醇上。這個技術(shù)遠(yuǎn)沒有商業(yè)化，其中一樣存在轉(zhuǎn)換效率、用水和其它經(jīng)濟(jì)問題。

                             有關(guān)替代能源的四個尺度

        除了上述轉(zhuǎn)換效率、土地利用和水三方面因素以外，對可再生能源的利用還要考慮以下幾個方面的情況。
        國情尺度
        資源總量，人均多少，分布如何；環(huán)境、土地、水；社會發(fā)達(dá)水平、生活、生產(chǎn)模式；能源可獲得性，運輸、道路條件；大氣、生態(tài)、生物多樣性；以及國際形勢、在國外可獲得性。
        份額尺度
        有些可再生能源是可行的，但份額不大（如地溝油，潮汐能……）。我們重點下功夫的主要是能起到一定份額作用的，這才能分清輕重緩急，明確主要努力方向，有所為，有所不為或者少為。
        如風(fēng)電，它是再生能源（水電除外）起作用最大的一種，即使這樣，在整體電力系統(tǒng)中所占份額仍然是很有限的。2007年增加了約2500MW，2006年增加了1300MW，每年都以100%增加。但從我們發(fā)電裝機(jī)總量來看，2007年發(fā)電裝機(jī)的增量為100GW，風(fēng)電增量相比之下不到1%（考慮風(fēng)電的工作時數(shù)）。風(fēng)電的發(fā)電量不足總發(fā)電量的0.5%。
        時間尺度
        什么樣的可再生能源，什么樣的技術(shù)，按什么樣的時間表發(fā)展，能實現(xiàn)多少？我國自己的制造、安裝和運行能力極限是多少？有的同志總是重點強(qiáng)調(diào)能源結(jié)構(gòu)的改變，描繪將來以可再生能源為主的美好前景，而對我們經(jīng)常談煤的現(xiàn)代化利用感到“不夠前瞻”，或者說總是愿意用“將來的可能”來“吊”現(xiàn)在需求的“胃口”，而輕視對目前一些迫切需要的技術(shù)的開發(fā)。的確，要發(fā)展可再生能源，盡快地使其成為主要能源之一，是我們應(yīng)當(dāng)努力的方向，但這畢竟是“遠(yuǎn)水”，“遠(yuǎn)水”救不了“近火”。首先是應(yīng)該考慮“近水”、“中水”來救“近火”和“中火”。怎樣來滿足近20～40年的用能需求和環(huán)境容量的限制，尤其是日益嚴(yán)峻的氣候變化問題。這幾十年怎么辦？每年幾十億噸煤怎么應(yīng)用？這是我們首先應(yīng)該認(rèn)真考慮的問題。
        經(jīng)濟(jì)尺度
        國家對替代能源要有一定的政策、稅收、補(bǔ)貼，但最終還是市場說話。若沒有嚴(yán)格的環(huán)境稅、排放稅、污染罰款等，再生能源是很難發(fā)展起來的。發(fā)展再生能源一定要結(jié)合我國國情，走出自己的路子（如風(fēng)電非并網(wǎng)發(fā)電，生物質(zhì)能結(jié)合我國新農(nóng)村建設(shè)等）。中國很大，不能一刀切，應(yīng)分區(qū)域、分時間，各有不同。
        可再生能源的特點（分散、能源密度低、不穩(wěn)定）如何發(fā)揮。應(yīng)從能源、轉(zhuǎn)化、輸送和終端用戶一體化的角度來研究再生能源在我國總的能源系統(tǒng)中應(yīng)有的戰(zhàn)略定位、合理的配置和合理的地位。分散能源盡量分散利用（農(nóng)村、建筑……）。
        這幾個尺度（可能還不夠全面）提供了對可再生能源利用應(yīng)該思考的幾個方面，我們應(yīng)結(jié)合前面的幾個指標(biāo)，因時、因地形成對各種可再生能源科學(xué)、理性評估的方法論。

                                                                                                                         責(zé)編/韓躍清