第五章化石能源转型生物质能源的设想

5．1能源草种植前景及需求规模

能源草不但可以再生，在保证水肥条件下其产量可达到每亩7、8吨乃至十几吨干物质，远超其他作物，（至少亩产三、四吨干物质是没有争议的），对各种恶劣条件适应强，可大量种植，可获得量极大，是唯一可以超越石油、煤炭产量的能源载体，这是为什么选择能源草的原因；而且它不但不会与粮争地，反而有助于修复耕地，改良旱地乃至沙漠化土地，促进农林业空前巩固和发展。

关于永续能源（能源转型）的争议我们赞成这样的观点：唯一永续可再生的能源是太阳能，但绿色植物已经是对太阳能的最佳利用。第一，土地面积，绿色植物布满了整个地球，光伏装置能做到吗？其他风力、水力发电总量更不用说；第二，能源利用效率，绿色植物是常温固定太阳能，达到了卡诺效率的极限，光伏装置、风力装置不可能再比绿色植物高。第三，储存能源，绿色植物是化学能储存，二氧化碳加水变成葡萄糖，门槛低又方便，光伏装置、风电要用氢能储存，实现困难，效率也低，输送或并网困难。第四，也是最重要的，就是能源利用的精确性，绿色植物直接养育生命，而光伏装置、风电装置所提供的电力不过是奢侈需求。当矿物能源枯竭，能源短缺来临，光伏、风电装置所提供的奢侈需求，变得没有任何意义。

在土地资源利用接近极限情况下，能源草种植不能大规模投资开垦新的专用土地，而全球退化、荒芜的耕地总数累计约为二十亿公顷，其种植、运输等条件基本还在，种植适应性极强的能源草（太阳草、巨菌草等）进行生态修复是最佳方案，可迅速恢复地力；且保证施肥量（把能源草燃烧生成的草木灰施回去即可）、浇水量即可亩产七吨干物质，或二吨油当量燃料，即使在寒冷地区，亩产三吨干物质也还是能达到的；或按平均亩产三吨干物质估算，当间作轮种能源草修复的种植量维持每年十亿公顷时，可得到约五百亿吨干物质，或相当于全球能源消耗总量一百五十亿吨油当量的干物质，即可停止石油、煤炭开采。

5．2 能源草产业链经济发展路线

针对生物质分散、容重低、收割难、不易储运等特点，不能走集中发电的路；现有生物质电厂的秸秆收购价上限在每吨380元左右，否则就会亏本，而实际收购价甚至低至每吨一百元，这点钱连运输的成本都不够，种植户宁愿它烂在地里，甚至宁可冒着被拘留的风险一烧了之；收购数量也不稳定而没有保障，专门种植能源草的话种植户就更没有积极性了。又面临单位千瓦投资（11000元左右）远高于火电、并网外输难等种种瓶颈，几乎年年亏本，自然难以发展。

能源草种植在揭示车用（发电）燃料前景后，收购价上涨空间很大，在每吨两千元以内都是合算的，哪怕上浮到每吨五百元甚至就已远超种粮食的收益，需求量极大且稳步增长，一年种植多年收割，种植技术简单省事，又可大规模机械化种植，还能修复退化耕地，必然突破瓶颈；如有各国政策激励则发展将更迅猛。

我们知道燃料有灰烬不符合当前使用习惯，如果在加油站固体燃料添加流程作业标准中加入草木灰收集作业，应能消除这一习惯影响，并共同构建草木灰肥的回收、出售运输体系，作为钾磷丰富的优质有机肥形成生态循环。另需增加的氮肥生产能力可发展生物质气合成氨、尿素技术（而不使用煤炭），例如美国已建成年消耗15万吨玉米芯而年产5万吨合成氨的生产线。假如中国每年五亿吨生物质燃料产生三千万吨草木灰计算，等于化肥产量的一半，而且省却了大笔化工建设的费用，而所需考虑的是磷循环缺失的补救，例如海藻种植收获消费量得以大规模运往陆地，则陆地上数千万年来单向流入海洋的磷、钾元素将大规模回流，这将另行在其他文献中予以讨论。

有一种观点认为能源草种植过程中消耗大量化石能源从而节能减排效果有限，我们认为这是基于现有农用机械诸如拖拉机等生产、运输设备大都使用柴油、汽油而得出的结论，及化肥生产完全使用化石燃料而计算出的结果，实际上随着车载生物质发电机的推广，所有农用机械都将实现电气化，其电能来源于本文所述的生物质颗粒发电；随着能源草产量增加，大规模发展能源草直接生产合成氨的化肥工业也不是难事［9］；这样就用不着争论碳排放计算了。

5．3 能源草产业促进沙漠及旱地改良的设想

更进一步的设想是，占全球陆地面积一半的因缺水而难以开发的旱地，当设法解决了能源草所需大量淡水、肥料的问题后，这些旱地乃至沙漠经种植能源草改良、修复重新变为耕地具备经济可行性，也就是成为有利可图的事情，实际上光其他条件都利于农作的盐碱地就有143亿亩，（中国约15亿亩），按照现有土地资源调查情况，对旱地进行改造有望使可耕地翻两番，或者说使全球粮食产量有望由现在的二十五亿吨增长到一百亿吨以上，从而使陆地大农业养活的人口极限由一百二十亿人口增长为三百亿人口以上，从而可撬动不亚于互联网经济规模（二十万亿不等）的巨大产业链，（六百亿吨能源草按每吨700元就达到四十万亿规模），使作为经济基础的各国农林业得到空前的巩固和发展，并彻底摆脱当前经济危机。

5．4 大水肥解决方案及磷循环危机应对：

至于大规模发展能源草产业，其实农林专家都知道满足水肥优越条件下能源草亩产七、八吨干物质并不成问题，（例如现在中国的中南林业大学碳循环研究所正在大规模推广的绿心系列能源草亩产实际收购超二十吨干物质），当然都是在大水肥及良好气候条件下实现的，在全球粮食产量二十五亿吨尚且面临水资源短缺、肥料短缺的情形下，大规模种植能源草所需天量的淡水资源、化肥从何而来？（以中国为例环渤海省市淡水缺口至少200亿方，倾举国之力花费二千多亿的南水北调工程仅调水一百多亿方，而按现有调水技术的调水成本很高，据测算用水价格将高达八元／立方，甚至超过了海水淡化的价格，若用于灌溉，按每亩200－400方水，水费高达二、三千元，显然不具备经济可行性；而南水北调东线路经平原地区，又利用原有运河，造价是最小的，其他诸如红旗河等工程设想其调水成本只会更高，用水价甚至翻倍），例如中国的三北防护林工程，因为缺水而生态效果大打折扣，甚至有人认为是失败的，更不用说农业用水短缺甚至生活用水都紧张；中国自启动三北防护林工程以来，为解决北方缺水而探索的方案数不胜数，其中引起轰动的诸如牟其中的炸开喜马拉雅山工程设想（耕云播雨工程）、郭开的朔天大运河工程、海水西调引渤入疆工程、南水北调西线诸多方案设想等种种不一而足，目的就是解决中国北方的水资源短缺瓶颈，但都没有看到切实的前景，不讲清楚水从何而来发展能源草根本就没有说服力；此外还有一个被人们忽略的是磷矿资源日益枯竭，磷元素危机在能源危机、温室气体效应的呐喊声中虽暂时被掩盖，在磷循环缺失背景下实际上数十年内面临枯竭的磷危机来势更凶猛，直接涉及粮食产量遽减，在粮食生产所需磷肥尚且面临危机的情形下，如何保证数十年后发展能源草及保证粮食产量所需的大量磷肥都是必须综合考虑的因素。