譚世隆
(貴州省羅甸縣林業(yè)局,貴州 羅甸550100)
麻瘋樹(Jatropha curcas L),英文名Barbadosnut,為大戟科麻瘋樹屬植物,也叫作麻風樹、麻楓樹,又名青桐、膏桐、臭油桐等,是一種重要的生物質(zhì)能源樹種,據(jù)有關(guān)研究測定,其種仁含油率為52%~60%,且各項性能指標均優(yōu)于國內(nèi)生產(chǎn)的0號柴油,屬于環(huán)保型新能源,可作為石油替代產(chǎn)品。在石油資源日益枯竭和人們環(huán)保意識逐漸提高的今天,更是具有可開發(fā)性和戰(zhàn)略意義。
20世紀中葉,歐美國家對能源植物進行了研究和開發(fā),直到90年代才引起各國的廣泛關(guān)注,并開始大力進行開發(fā)和利用?,F(xiàn)在歐美等國家生物能源已占到成品油市場的5%。我國生物柴油的研究與開發(fā)起步較晚,但發(fā)展速度很快,一部分科研成果已達到國際先進水平,研究內(nèi)容涉及到油脂植物的分布、選擇、培育、遺傳改良及其加工工藝和設(shè)備?!鞍宋濉逼陂g,中國科學院重點科研項目“燃料油植物的研究與應(yīng)用技術(shù)”,完成了金沙江流域燃料油植物資源的調(diào)查及栽培技術(shù)研究,建立了30hm2的麻瘋樹栽培示范基地;“九五”期間湖南省林業(yè)科學院完成了國家重點科研攻關(guān)項目“植物油能源利用技術(shù)”的研究;“十五”期間四川省長江造林局開展了麻瘋樹栽培、培育以及生產(chǎn)加工和試用,與此同時貴州省貴州大學精細化工研究中心對麻瘋樹進行了系統(tǒng)性研究,研究出擁有自主產(chǎn)權(quán)的固相催化法,用其方法加工生產(chǎn)出的柴油已送德國檢驗,油的品質(zhì)介于歐洲Ⅱ類與Ⅲ類之間,并開展了麻瘋樹果、葉、根、皮的成分分析,已提取出控制癌細胞的活性物質(zhì)。我國麻瘋樹從生產(chǎn)到加工的技術(shù)已日趨成熟。
2.1 前期基礎(chǔ)工作開展情況
從2003年起,貴州省羅甸縣組織林業(yè)局、科技局等單位對全縣麻瘋樹種質(zhì)資源進行調(diào)查,掌握了麻瘋樹分布范圍、野生生長情況、縣內(nèi)資源存量。2004年與貴州大學精細化工研究中心聯(lián)手開展種質(zhì)資源選優(yōu)、種苗培育、種植技術(shù)、生產(chǎn)加工工藝的研究,2006年通過貴州省科技成果鑒定,掌握了麻瘋樹從種苗培育到生產(chǎn)加工全套技術(shù)。分別送檢6個分布地區(qū)的種子到貴州大學精細化工研究中心進行出油率和油性分析,測定種子含油量為27%~35%,種仁含油量為50%左右,油性介于歐洲柴油Ⅱ類和Ⅲ類之間。2006年在國家林業(yè)局場圃總站和貴州省林業(yè)種苗站的主持、牽頭下,為了保存和優(yōu)化種質(zhì)資源,擬建 “麻瘋樹種質(zhì)資源異地收集保存?zhèn)浞輲旖ㄔO(shè)項目”,規(guī)模43.33hm2。此項目于“十一五”期間已建成。
2.2 發(fā)展種植情況
2004~2005年,羅甸縣加快麻瘋樹選優(yōu)、種苗培育、營造林技術(shù)等基礎(chǔ)工作的研究,選擇有野生麻瘋樹分布的紅水河鎮(zhèn)、羅暮鄉(xiāng)、羅妥鄉(xiāng)、羅悃鎮(zhèn)、八總鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行試種,種植面積超過200hm2。2006年正式引進綠能開發(fā)公司進行開發(fā),并簽定了發(fā)展1萬hm2的種植合同。目前,通過采用“公司+農(nóng)戶”經(jīng)營的方式在全縣麻瘋樹分布區(qū)進行推廣種植近1666.7hm2。在種苗培育方面,2004年進行了育苗試驗,并取得了成功;2005年繼續(xù)選擇不同立地進行育苗試驗。另一方面,為鼓勵群眾積極參與麻瘋樹生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,羅甸縣人民政府及時出臺了“關(guān)于大力發(fā)展油桐產(chǎn)業(yè)的意見”,按群眾發(fā)展種植一畝補助23元的扶持政策,引導群眾開發(fā)種植。針對麻瘋樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展,羅甸縣在2006年4月1日組織召開“羅甸縣林業(yè)生態(tài)建設(shè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會”,將麻瘋樹發(fā)展作為重要的林業(yè)產(chǎn)業(yè)進行討論,并在縣政府出臺的《關(guān)于大力發(fā)展油桐產(chǎn)業(yè)的意見》文件中明確提出,將麻瘋樹發(fā)展結(jié)合油桐產(chǎn)業(yè)進行發(fā)展,“十一五”期間計劃發(fā)展0.667萬hm2,基本形成生物能源產(chǎn)業(yè)基地。
3.1 麻瘋樹的開發(fā)利用是環(huán)境保護的要求
目前世界年生產(chǎn)車輛大約為5000余萬輛,全世界汽車保有量大約7.5億輛(含摩托車)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽油和柴油的用量隨著汽車保有量的增加而增加,同時也帶來了汽車尾汽污染等問題。為了改善汽車的運行性能和降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量,歐美和日本汽車工業(yè)協(xié)會在1998年6月4日提出了汽車燃料質(zhì)量國際統(tǒng)一標準,即“世界燃油規(guī)范”Ⅲ類標準,而我國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局近幾年頒布的柴油機排放控制新標準,僅僅達到歐洲20世紀90年代初期的水平,現(xiàn)在使用的無鉛汽油和柴油標準介于世界燃油規(guī)范Ⅰ類油與Ⅱ類油水平之間,滿足汽車達到歐洲Ⅰ類排放標準都有一定的難度。而麻瘋樹籽油具有優(yōu)良的環(huán)保特性,硫含量低,不含對環(huán)境會造成污染的芳香族烷烴,含氧量高,燃燒充分,一氧化碳排放量與柴油相比減少約10%(有催化劑時為95%),因此,發(fā)展麻瘋樹生物柴油是環(huán)境保護的要求。
3.2 麻瘋樹的開發(fā)利用是石油資源的有力補充
提高生物柴油產(chǎn)量對我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源安全和生態(tài)環(huán)境綜合治理有十分重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。我國是能源比較匱乏的國家,石油資源相對緊缺,尤其是對柴油的需求。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,2005年我國原油加工量的上升汽油和煤油擁有一定數(shù)量的出口余地,但柴油的供應(yīng)缺口仍然較大。2005年我國柴油產(chǎn)量達到80.5萬t,仍缺口600~2400千t。預計至2015年市場需求量將會達到130萬t左右。盡管煉化企業(yè)通過持續(xù)的技術(shù)改造,生產(chǎn)柴汽比不斷提高,但仍不能滿足消費柴汽比的要求。目前,生產(chǎn)柴汽比約為1.8,而市場的消費柴氣比均在2.0以上,貴州省消費柴汽比甚至在2.5以上。尤其隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長,汽車工業(yè)的快速發(fā)展,西部開發(fā)進程的加快,國民經(jīng)濟重大基礎(chǔ)項目的相繼啟動,石油市場需求增勢強勁,石油產(chǎn)品需求總量增長幅度達兩位數(shù),柴汽比的矛盾也比以往更加突出。發(fā)展麻瘋樹,開發(fā)生物柴油,將能補充我國對柴油的需求,與石化行業(yè)調(diào)整油品結(jié)構(gòu)提高柴汽比的方向相契合。
3.3 麻瘋樹的開發(fā)利用是能源戰(zhàn)略和能源安全的需要
我國是石油資源相對緊缺的國家,是一個石油進口國,據(jù)國家海關(guān)總署提供的資料,我國由1993年變?yōu)槭蛢暨M口國。過去的10年中,我國石油需求量幾乎翻了一倍。2004年進口原油1.2億t,比上年增長34.8%,占國家石油總供給量的40%以上。到2010年,我國石油消費總量4億t,而國內(nèi)生產(chǎn)能力僅為1.6億t到1.7億t。過度依賴進口石油,將導致:國內(nèi)資源短缺和國際石油爭奪劇烈的雙重風險;油價居高不下,用戶負債增加;依靠進口,要花費大量外匯,影響國內(nèi)就業(yè)。巨大的國際采購會使我國原油陷入類似現(xiàn)在鐵砂市場的“價格合圍”。油價高漲、資源短缺、環(huán)保壓力和高速增長的需要,形成無法調(diào)和的矛盾,直接制約我國加速建設(shè)“全面小康”和影響國家安全。因此,加速麻瘋樹生物柴油的開發(fā),將有效緩解長期依賴進口石油的局面,開展可再生、環(huán)保型的生物質(zhì)能,是符合我國建設(shè)“小康社會”的需要和維護國家安全的需要。
3.4 麻瘋樹的開發(fā)利用是解決“三農(nóng)”的需求
農(nóng)村、農(nóng)民和農(nóng)業(yè)的“三農(nóng)”問題,環(huán)境與資源問題,是我國均衡發(fā)展、建立和諧社會的關(guān)鍵,建立“生物能源替代”能源體系,不僅為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村地區(qū)城市化提供良好的機遇,是我國相當長時間發(fā)展的重要驅(qū)動力,也是建設(shè)和諧社會,解決“農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境”難題的最佳切合點。發(fā)展生物能源將能做到:生物質(zhì)能的全面利用,解決農(nóng)民增收問題;發(fā)展中小型加工企業(yè),解決農(nóng)村勞動就業(yè),加速農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)村城鎮(zhèn)化;在中部、西部貧困農(nóng)村地區(qū)會形成中國生物能源企業(yè)集群,加快中西部發(fā)展,促進東西平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展,從而促進和諧社會進程。
4.1 開發(fā)背景及政策扶持
4.1.1 開發(fā)背景
柴油作為一種重要的石油煉制產(chǎn)品,在世界各國燃料結(jié)構(gòu)中占有較高的比重,已成為重要的動力燃料。隨著世界范圍汽車保有量的不斷增加,且車輛柴油化的趨勢加快,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,在美國市場上商用車的90%為柴油車;而在日本,將近30%的轎車是柴油車,38%的商用車為柴油車。美國、日本及歐洲的重型汽車全部使用柴油機作動力,由此可見,未來對柴油的需求量會越來越大。在2010年以前,柴油需求量年均增長3.3%,到了2010年世界柴油的需求量從38%已增加到45%,而隨著石油資源的日益枯竭,柴油的供應(yīng)量嚴重不足,供需的失衡將成為世界未來較長時間內(nèi)石油市場發(fā)展的焦點。
據(jù)國內(nèi)行業(yè)有關(guān)人士指出,我國柴油的供應(yīng)缺口仍較大,2005年柴油產(chǎn)量達80.5萬t,仍缺口600~2400千t。2010年柴油的需求量突破1億t,與2005年相比增長了24%,預計到2015年市場需求量將會達到1.3億t左右。柴汽比的矛盾日益突出,這為開發(fā)生物柴油提供了廣闊的發(fā)展前景,國家及各級地方政府十分關(guān)注生物能源的開發(fā),已列入國家能源發(fā)展計劃,并明確提出將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,到2015年生物能源總量占全國能量總量的10%,同時針對我國能源供需矛盾的局面,頒布實施《節(jié)能法》、《生物能源可再生法》,鼓勵社會各界從事生物質(zhì)能源的開發(fā)利用。
4.1.2 政策扶持
為充分調(diào)動各方面力量參與麻瘋樹的開發(fā)種植,羅甸縣根據(jù)自身的情況制定了一些積極的政策措施。
一是將麻瘋樹納入經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃,羅甸縣早在“十一五”規(guī)劃上就明確了麻瘋樹發(fā)展目標,及時組織了林業(yè)、計劃、科技等部門開展麻瘋樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃工作,編制了縣域麻瘋樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃,并對全縣土地資源和氣候條件進行分析、評價,規(guī)劃出麻瘋樹種植區(qū)域,明確縣域中南部低山河谷為麻瘋樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)域,新墾種植面積5.33萬hm2,陡坡地退耕還桐1.667萬hm2。同時在生產(chǎn)工藝上對現(xiàn)有的油桐產(chǎn)業(yè)企業(yè)加工工藝進行技術(shù)改造,對桐油進行精加工。
二是給予政策傾斜和項目扶持。羅甸針對當時情形及時出臺了《關(guān)于加快油桐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》,明確了從龍灘水電站植被恢復費中拿出資金對麻瘋樹種植農(nóng)戶實行獎勵,種植一畝給予20元的補助金。對集中種植達到一定規(guī)模、投入達到規(guī)定標準的,按招商引資優(yōu)惠政策給予貸款貼息和固定資金形式獎勵。些外,已把麻瘋樹規(guī)劃納入了全縣退耕還林、荒山造林的目標,在項目上給予政策扶持。
三是積極引進企業(yè)集團參與開發(fā)。按照公司+農(nóng)戶+基地的模式,以此項目進行招商引資,解決好種植、加工、銷售、技術(shù)、資金等方面的問題,著力引進企業(yè)集團參與開發(fā)。
4.2 開發(fā)條件
4.2.1 自然地理氣候條件
羅甸縣位于貴州省南部邊陲,地處東經(jīng)106°23′~107°03′、北緯25°04′~25°45′之間,總面積3009.6km2。以山地為主,山地面積2583.851km2,占總面積的85.75%。氣候?qū)賮啛釒駶櫺蜌夂?,全年日照時數(shù)1300~1500h,年輻射量3768~4312MJ/m2,年均溫19.6℃,年總積溫6000℃以上;無霜期300~340d,年降雨量1000~1400mm。水熱資源豐富,林木生長期長,這與麻瘋樹生物學和生態(tài)學特性相比,非常適合發(fā)展麻瘋樹。
4.2.2 土地資源條件
羅甸縣土地資源豐富,現(xiàn)在未利用土地72224hm2,其中宜林荒山荒地43033.6hm2。全縣25°以上陡坡耕地16856.64hm2,桐林低效林1.33萬hm2。從目前羅甸縣麻瘋樹資源分布情況來看,主要集中在紅水河沿岸干熱河谷季雨林氣候區(qū),最高海拔890m,最低270m,則羅甸縣在400~600m可用于發(fā)展麻瘋樹的土地資源就有近4萬hm2。因此,土地資源豐富,具有廣闊的開發(fā)空間。
4.2.3 栽培技術(shù)條件
羅甸縣是貴州省經(jīng)濟林重點縣,全縣原有桐林2.467萬hm2,雖然桐林受市場波動、紫莖澤蘭危害的影響,桐油林逐年老化,但廣大的桐農(nóng)在20多年的生產(chǎn)過程中已積累了油桐種植的豐富經(jīng)驗,而麻瘋樹與油桐同屬于大戟科植物,栽培技術(shù)想似,且羅甸縣自2004年就開始著手麻瘋樹資源調(diào)查、種苗培育、選擇試驗等工作,已掌握了麻瘋樹的栽培技術(shù)。
4.2.4 初具規(guī)模的生產(chǎn)加工條件
貴州省麻瘋樹加工工藝已日趨成熟,由貴州大學精細化工研究中心自主研發(fā)的固相催化法加工生產(chǎn)工藝,已通過省科技成果鑒定,用其方法加工出的生物柴油已優(yōu)于歐洲Ⅱ類柴油。具體針對羅甸縣來說,羅甸縣現(xiàn)有桐油加工廠34家,可進行麻瘋樹精產(chǎn)品油的生產(chǎn),如果再引進貴州大學精細化工研究中心的固相催化法,將實現(xiàn)麻瘋樹生物柴油的套加工。
羅甸縣海拔400~600m可用于開發(fā)麻瘋樹的土地資源超過4萬hm2,應(yīng)積極發(fā)動和引導群眾種植、引資開發(fā),總體推進麻瘋樹生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在“十一五”期間已發(fā)展麻瘋樹近0.667萬hm2,“十二五”規(guī)劃發(fā)展3.33萬hm2,具體按三個步驟進行發(fā)展:第一步麻瘋樹資源調(diào)查和保護;第二步麻瘋樹種源的選優(yōu)和培育;第三步麻瘋樹的推廣種植及生產(chǎn)加工。
6.1 精心組織規(guī)劃,建立麻瘋樹能源示范基地針對麻瘋樹能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,羅甸縣委、縣政府應(yīng)組織國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、經(jīng)貿(mào)、財政、科技、扶貧等部門協(xié)商,做好麻瘋樹能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展總體規(guī)劃,提出可操作性的實施對策。由政府融資,朝基地化和規(guī)?;较虬l(fā)展,實行集約經(jīng)營。形成產(chǎn)業(yè)化,切實做好麻瘋樹的中長期發(fā)展規(guī)劃。
6.2 做好資源保護、培育,推動麻瘋樹能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展對縣域分布的野生麻瘋樹種質(zhì)資源進行調(diào)查并建立資源保護區(qū),避免因企業(yè)或私人的不良競爭而破壞資源。建立相關(guān)條例,打擊亂采亂挖破壞麻瘋樹野生資源的不法行為。在資源調(diào)查的基礎(chǔ)上篩選優(yōu)良種源進行選優(yōu)和培育,建立相應(yīng)的良種繁育基地和優(yōu)良采穗圃,為下一步麻瘋樹的發(fā)展打下種苗物質(zhì)基礎(chǔ)。
6.3 加大科技投入,加強與科研部門的協(xié)作
生物能源的開發(fā)利用是一項技術(shù)密集型事業(yè),把麻瘋樹能源領(lǐng)域的科技自主創(chuàng)新作為優(yōu)先領(lǐng)域,尤其是加強能源植物的選育和加工利用,建立能源林示范基地,研究栽培工藝、生產(chǎn)開發(fā)技術(shù),加大與省內(nèi)外科研部門的協(xié)作,進行提煉加工工藝、理化和燃料特性及綜合開發(fā)利用的研究,制定可再生能源激勵機制,鼓勵縣內(nèi)科技人員參與麻瘋樹能源的研究開發(fā)。
6.4 營造生物質(zhì)能源快速發(fā)展的有利環(huán)境,實行稅收傾斜政策積極制定有利于林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展的政策,在投資、價格和稅收方面要有計劃、有步驟地支持一批新能源骨干企業(yè)的發(fā)展,培育以企業(yè)為主休的林業(yè)生物質(zhì)能源高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和生物制藥產(chǎn)業(yè)。充分利用資源優(yōu)勢拓寬引資渠道,開拓生物質(zhì)能源的“兩個市場、兩種資源”,堅持自主開發(fā)與引進消化吸收相結(jié)合,有目的、有選擇地引進先進的技術(shù)工藝和技術(shù)設(shè)備,高起點發(fā)展麻瘋樹產(chǎn)業(yè)。
[1] 李元良,張 平,何 燕.小桐子在攀西干熱河谷區(qū)的開發(fā)利用前景[J].廣西熱帶農(nóng)業(yè),2006(2):39~42.
[2] 于曙明,孫建昌,陳波濤.貴州的麻瘋樹資源及其開發(fā)利用研究[J].西部林業(yè)科學,2006(3):14~17.
[3] 黃劍堅,韓維棟.我國主要木本能源植物的研究現(xiàn)狀及利用前景[J].廣東林業(yè)科技,2006(4):105~110.
[4] 戎 茜.生物能源的研究和利用現(xiàn)狀[J].生物學通報,2006(12):24~25.
[5] 劉 杰,李黔柱,尹 航,等.麻瘋樹植物資源的研究與開發(fā)利用進展[J].貴州大學學報:自然科學版,2007(1):105~110.
[6] 吳鵬飛,馬祥慶,王 平.我國發(fā)展生物能源樹種原料林的潛力和對策[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究,2007(2):125~128.