目前，以能源為發(fā)展引擎的全球經(jīng)濟(jì)正在持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)有限的石油資源構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。據(jù)國(guó)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，目前地球里的石油貯藏量，只可開(kāi)采40－60年。隨著世界GDP的與日增長(zhǎng)，開(kāi)采年限還將大大縮短。我國(guó)通過(guò)改革開(kāi)放近三十年的迅速發(fā)展，已成為繼美國(guó)之后的第二大能源消費(fèi)國(guó)。2000年我國(guó)石油消費(fèi)總量2億噸左右；2004年則突破3億噸。按目前的能源需求增長(zhǎng)勢(shì)頭，預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)石油消費(fèi)總量將達(dá)4億噸。然而我國(guó)探明的石油總儲(chǔ)量?jī)H為23.8億噸，如果按保持目前年開(kāi)采石油2億噸計(jì)，不到12年，石油資源將完全枯竭。為此，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)采取進(jìn)口原油的方法來(lái)緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度與能源的矛盾，2004年我國(guó)進(jìn)口石油1.23億噸，為總消耗量的40％以上。然而這種竭澤而漁的方法，既波及全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，又不能從根本上持久解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源不斷增長(zhǎng)的需求。能源供應(yīng)安全問(wèn)題，也成為制約我國(guó)乃至全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的主要障礙之一。為此，各國(guó)均在爭(zhēng)先恐后地尋找可替代石油的新能源，我國(guó)制訂的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃綱要》提出，要“開(kāi)發(fā)石油替代品，采取措施節(jié)約石油資源”。據(jù)此，研究可再生的清潔生物質(zhì)能源并經(jīng)過(guò)能源形態(tài)轉(zhuǎn)換用于交通和冶煉等行業(yè)，已成為我國(guó)科技發(fā)展的迫切需要。
一、生物質(zhì)能應(yīng)運(yùn)而生，成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)
生物質(zhì)能是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，其開(kāi)發(fā)利用已引起全球的關(guān)注。美國(guó)是研究生物質(zhì)能源較早的國(guó)家之一，其國(guó)家農(nóng)業(yè)利用研究中心通過(guò)采用基因工程技術(shù)，對(duì)木質(zhì)纖維素進(jìn)行了成功的乙醇轉(zhuǎn)化。從1980年到2000年的20年內(nèi)，美國(guó)的燃料乙醇生產(chǎn)量由17.5億加侖增加到163億加侖，2000年美國(guó)石油進(jìn)口量減少7000萬(wàn)桶；僅1997年，就為農(nóng)民增收45億美元，增加就業(yè)人數(shù)19.52萬(wàn)個(gè)。嘗到甜頭的美國(guó)正在進(jìn)一步加大對(duì)生物能源的深度研究，預(yù)計(jì)在5－10年后，美國(guó)的燃料乙醇生產(chǎn)應(yīng)用將有大幅增長(zhǎng)，特別是通過(guò)基因工程菌的應(yīng)用，木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇將逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。
我國(guó)開(kāi)展微生物精制纖維素工作如于上世紀(jì)八十年代，形成了一批微生物發(fā)酵提取纖維素的成果和專(zhuān)利，可進(jìn)一步借鑒美國(guó)的相關(guān)技術(shù)，形成清潔型生產(chǎn)纖維質(zhì)能源的成套技術(shù)，應(yīng)用于生產(chǎn)?！熬盼濉逼陂g，該項(xiàng)工作有了較大突破，中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所篩選的高效菌株具有繁殖速度快、產(chǎn)酶效率高和培養(yǎng)條件粗獷的優(yōu)點(diǎn)，形成的多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，在生產(chǎn)上得到應(yīng)用，效果明顯。
二、麻類(lèi)等木質(zhì)纖維素是化解能源危機(jī)的理想原料
1、原料充足。木質(zhì)纖維素原料分布廣泛，麻類(lèi)是其中最重要的木質(zhì)纖維素原料之一，種植范圍極廣，北至黑龍江，南至海南、西至新疆，東至沿海都能種植，常年種植面積高達(dá)106萬(wàn)公頃；每公頃干物質(zhì)產(chǎn)量23噸，其木質(zhì)纖維素含量高達(dá)68-75%，可產(chǎn)木質(zhì)纖維素13.7噸；且麻類(lèi)耐鹽堿、干旱、洪澇能力強(qiáng)，對(duì)土地的要求不高，適應(yīng)性廣，不與糧、棉、油、菜爭(zhēng)地，我國(guó)有3500萬(wàn)公頃鹽堿化土地和大量的低洼澇地，為麻類(lèi)作物的擴(kuò)種提供了極大的空間。因此，麻類(lèi)木質(zhì)纖維素為生產(chǎn)燃料酒精提供了充足的原料保障。
2、技術(shù)可行。中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所已選育出100多株具有高效脫膠的菌種，研究形成了14項(xiàng)有關(guān)麻類(lèi)生物脫膠和草類(lèi)生物制漿的科技成果，能有效地解決傳統(tǒng)方法提取木質(zhì)纖維素存在的問(wèn)題。
三、開(kāi)發(fā)我國(guó)纖維質(zhì)能源的利用的建議
1、整合我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新力量，促進(jìn)自主開(kāi)發(fā)生物能源
在開(kāi)發(fā)利用纖維質(zhì)能源方面，雖已有中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所、湖南尤特爾公司、中國(guó)農(nóng)科院沼氣研究所有所涉獵，形成了一批相關(guān)技術(shù)。但由于各部門(mén)條塊分割，科技投入不夠，相關(guān)技術(shù)整體沒(méi)有突破，生產(chǎn)上得不到大量應(yīng)用。因此在“十一五”期間，必須從組織機(jī)構(gòu)，技術(shù)力量和資金投入方面家進(jìn)一步整合科技創(chuàng)新力量，加大科技投入，加速我國(guó)生物能源開(kāi)發(fā)研究進(jìn)程，滿(mǎn)足國(guó)家之急需。
2、加大能源植物的開(kāi)發(fā)力度，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的突破
我國(guó)植物資源的種類(lèi)多達(dá)32萬(wàn)余種，要利用生物技術(shù)手段，從中篩選出效能更高和種植條件粗放的能源植物，而麻類(lèi)作物分布地域廣，生物產(chǎn)量高，易于種植。特別是苧麻，可年收3-4季，生物產(chǎn)量每公頃可達(dá)到18-20噸干料，纖維含量可達(dá)到50%以上，紅麻主要種植于我國(guó)黃淮海地區(qū)，每公頃生物產(chǎn)量為15-18噸干料，并適宜于灘涂、鹽堿等地種植，是環(huán)境友好型作物。然而，在能源植物的篩選、品種的選育技術(shù)、纖維素含量、產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面，仍有一些關(guān)鍵技術(shù)尚尚待突破。
3、建設(shè)國(guó)家纖維質(zhì)能源工程技術(shù)中心
中國(guó)農(nóng)科院麻類(lèi)所承擔(dān)了“超臨界酶處理提取麻纖維和變性基礎(chǔ)研究”、“草本纖維生物提取與基礎(chǔ)研究”、“麻類(lèi)生物酶制劑與麻地膜試制研究”等國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目，積累了較為豐富的生物降解纖維素和纖維質(zhì)利用的經(jīng)驗(yàn)；“十五”期間，與湖南尤特爾生化有限公司通過(guò)國(guó)際合作研究，從美國(guó)引進(jìn)了高產(chǎn)纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶的基因工程菌株，建成了年產(chǎn)3000噸纖維素酶和半纖維素酶的生產(chǎn)線(xiàn)。；麻類(lèi)脫膠酶制劑中試車(chē)間的建成，預(yù)計(jì)可年產(chǎn)酶制劑300噸。如國(guó)家在此基礎(chǔ)上繼續(xù)加大力度，建成“國(guó)家纖維質(zhì)能源工程技術(shù)中心”，纖維質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)速度將從倍提高。
4、加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)
美國(guó)、瑞典和德國(guó)是世界上生物能源開(kāi)發(fā)較好的國(guó)家，在能源植物品種的篩選和纖維質(zhì)生物降解等方面，一些技術(shù)已經(jīng)成熟，并已在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用?？萍紵o(wú)國(guó)界，國(guó)家要通過(guò)項(xiàng)目資助形式，加大與國(guó)外科學(xué)家的交流和合作，充分吸納人類(lèi)文明的一切成果，通過(guò)消化吸收，自主創(chuàng)新，促進(jìn)纖維質(zhì)能源的研究和開(kāi)發(fā)。