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石元春(中國農(nóng)業(yè)大學教授):雖然目前石油價格有所下降,但隨著全球石油儲量越來越少,未來的石油價格肯定會越來越高,尋求可再生清潔能源、實現(xiàn)能源的多元化已刻不容緩。生物燃料其實是一個很寬泛的概念,燃料乙醇、生物柴油、固體成型燃料等都屬于這個范圍,其中一些技術(shù)和設(shè)備相對成熟,投資少,見效快,宜于分散生產(chǎn)和農(nóng)村中小規(guī)模生產(chǎn),比如固體成型燃料。
林伯強(廈門大學能源經(jīng)濟研究中心主任):大規(guī)模發(fā)展第二代生物燃料,面臨的困難還是比較大。就拿秸稈來說吧,秸稈是向農(nóng)民收購的,當沒有生產(chǎn)纖維素生物燃料時,秸稈是農(nóng)業(yè)廢棄物,可以輕易獲取,但是一旦開始生產(chǎn),農(nóng)民就會向你要錢了,原料的價格很可能會隨之上漲。生物燃料的監(jiān)管也很困難:我國規(guī)定,用固體生物燃料發(fā)電的生物燃料電廠使用生物燃料比率須大于80%,而煤的比率必須小于20%,但摻雜更多煤炭可以獲利更多,這樣一來許多電廠就會摻雜40%或更多的煤。因此國家在審批的過程中必須非常謹慎,不然就會變成小煤電。當然,隨著技術(shù)的改進,可再生能源的價格還都有下降空間。
在哪里種植生物燃料作物?
皮門特爾(美國康奈爾大學生態(tài)與農(nóng)業(yè)科學教授):美國每年會生產(chǎn)6億噸草料,用于喂養(yǎng)1億頭牛、7億只羊、4億匹馬以及大量野生動物,比如鹿、麋鹿等。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部稱,這已嚴重超過美國草原的承受力,因此根本沒有多余的草料可用于生產(chǎn)生物燃料乙醇。
林伯強:我認為土地問題是發(fā)展生物燃料最大的瓶頸。盡管第二代生物燃料的原則是不與糧爭地,但實際操作起來卻有困難:因為作為生物燃料的植物種植起來比其他作物簡單,只要這些植物能夠賣上好價錢,農(nóng)民想要在土地上種植什么東西其實很難監(jiān)管。這就需要有力的地方性監(jiān)督和合適的經(jīng)濟措施。石元春:絕大多數(shù)能源作物是纖維素植物,生物能源不都是柴油。原料主要來源有二,有機廢棄物和邊際性土地上種植的能源作物,貢獻約各占一半。前者不需要額外土地,我國每年產(chǎn)生各類作物秸稈6.5億多噸,除去秸稈還田、養(yǎng)畜飼料和其他競爭性用途,尚有1.7億噸秸稈未得到有效處理和利用。邊際性土地包括非糧低產(chǎn)農(nóng)田及可墾荒草地,這些土地種不了糧食。
李十中(清華大學核研院新能源研究所教授):中國本身有很多可以用作生物燃料的資源,比如秸稈,很多是被燒掉了。按現(xiàn)有生產(chǎn)水平,大約六七噸秸稈可以生產(chǎn)出1噸燃料乙醇,今后技術(shù)進步,產(chǎn)率還可以提高10%左右。新疆、內(nèi)蒙古的草原荒漠等種植的防風固沙的草本植物和灌木等也是生物燃料的很好原料。還有石院士提到的邊際性土地也可以種植一些很不錯的能源作物,比如甜高粱,它對土地肥力,氣候等要求都比較低,對旱、澇、鹽堿的抗性都很高,從東北到海南都可以生長。甜高粱含糖量高,所以加工起來也比較容易,是非常理想的生物燃料原料。
生物燃料真的清潔嗎
蒂爾曼(美國明尼蘇達大學生態(tài)演化及行為系教授):在巴西,人們開墾草地,種植甘蔗,再用甘蔗去生產(chǎn)乙醇。我們經(jīng)過仔細調(diào)查和分析后發(fā)現(xiàn),這些生物乙醇要抵消在種植、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳,至少要等17年。而用生長在熱帶泥炭地上的棕櫚生產(chǎn)生物燃料棕櫚油,要抵消棕櫚油整個生產(chǎn)過程中釋放的二氧化碳,甚至需要長達數(shù)百年的時間。從這些數(shù)據(jù)中,我們不難得出結(jié)論:至少在二氧化碳減排方面,生產(chǎn)生物燃料是得不償失的。
雅各布森(美國斯坦福大學環(huán)境工程學教授):為生產(chǎn)生物燃料而改變土地使用方式,的確會導致二氧化碳排放量增多。
最新數(shù)據(jù)顯示,與玉米乙醇相比,生產(chǎn)第二代生物燃料,比如纖維素乙醇,可能需要更多的土地。其他一些技術(shù),僅需要1/30~1/150的土地就能達到同樣的效果,比如風能、太陽能等。而生產(chǎn)纖維素乙醇,如果考慮土地使用面積、使用方式的改變,二氧化碳和其他污染物的排放可能僅是略微降低甚至有所升高。
皮門特爾:我也認為,如果把森林和草原都轉(zhuǎn)變?yōu)樯锶剂?很可能會造成環(huán)境大災(zāi)難。
美國農(nóng)業(yè)每年都要生產(chǎn)9億噸生物質(zhì),其中400噸將用作食物,500噸成為農(nóng)業(yè)殘留物。但這些殘留物不能被收集用于生物燃料的生產(chǎn),因為這會使土壤侵蝕的程度加劇100倍,破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)根本。
在美國,森林每年能出產(chǎn)5億噸木料,其中兩億噸可用于制作木具或其他用途,剩余3億噸或許可以用來生產(chǎn)生物乙醇,但如果不能贏利或減少二氧化碳排放量,也許就得不償失。
在很多人看來,第二代生物能源――纖維素生物質(zhì)在環(huán)境友好性方面明顯優(yōu)于第一代生物燃料玉米乙醇,但事實是否如此呢?與玉米乙醇相比,每生產(chǎn)1個單位的纖維素生物質(zhì),就需要種植、采集、處理兩倍的纖維素原料,而在這一過程中,還需要投入大量的土地、灌溉用水與化石能源。
在生產(chǎn)纖維素乙醇時,原料必須要經(jīng)過強酸處理,以從木質(zhì)素中去除碳水化合物。經(jīng)過酸處理的原料還要接受堿處理,目的是中止酸化過程。被水浸泡之后,木質(zhì)素會被水稀釋,不能直接用作燃料。除非人們把木質(zhì)素與水分分開,但這個過程需要投入大量能源。從總體上來說,生產(chǎn)纖維素生物質(zhì)并不能贏利。
李十中:采用干發(fā)酵法來處理纖維素,就能夠避開上述過程,生產(chǎn)過程中的排放其實也與技術(shù)有很大關(guān)系。
對生物燃料在種植、收集、制造和運輸?shù)娜窟^程中所消耗的能量,一般采取“生命周期評價法”進行計算,這是一種用于評估產(chǎn)品從原材料的獲取、產(chǎn)品的生產(chǎn)直至產(chǎn)品使用后的處置,對環(huán)境影響的技術(shù)和方法。
現(xiàn)在,纖維素生物燃料生命周期能效水平還不是非常理想。但采用不同原料,不同處理方法,纖維素生物燃料整個生命周期的排放是不一樣的,我們就是要找到最佳的原料和處理方法。
關(guān)鍵詞:生物能源;實驗技術(shù);垃圾處理;新能源
中圖分類號:S216 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)06-0104-02
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,越來越重視科學技術(shù),但是受到特殊的歷史因素影響,與西方發(fā)達國家相比,在生物技術(shù)等高新技術(shù)等領(lǐng)域,還有較大的差距,而在食品、醫(yī)療等領(lǐng)域中,如果應(yīng)用生物技術(shù),將會極大的提高技術(shù)水平,在這種背景下,很多專家和學者對生物技術(shù)等高新技術(shù)進行了研究。生物技術(shù)是近些年才興起的一門學科,由于發(fā)展的時間較短,目前自身還不是很完善,其中生物能源技術(shù)是一個重要的項目,近年來隨著工業(yè)的發(fā)展,對環(huán)境造成了較大的影響,而生物能源技術(shù)能夠利用廢物等資源,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油和煤炭能源,從而達到安全環(huán)保的目的。
1 生物能源實驗技術(shù)分析
1.1 生物能源實驗技術(shù)的概念
生物能源實驗技術(shù)是隨著生物技術(shù)的發(fā)展,逐漸形成的一門學科,由于出現(xiàn)的時間較晚,目前還沒有形成一個完整的體系,因此對于生物能源實驗技術(shù)的概念,不同學者提出的看法也不同,通過大量的分析知道,大多學者認為,生物能源技術(shù)就是利用農(nóng)林、工業(yè)和生活垃圾等作為原理,通過添加一些可燃物,從而可以燃燒提供能量,這樣就形成了一種新型能源。而生物能源實驗技術(shù),就是對如何將垃圾轉(zhuǎn)變成能源的過程,進行具體實驗研究的一門技術(shù),隨著經(jīng)濟水平的提高,各個領(lǐng)域產(chǎn)生的垃圾越來越多,如何處理這些垃圾,成為了很多專家和學者研究的問題,而生物能源技術(shù)不但能夠很好的解決這個問題,還能夠達到開發(fā)新能源的目的,因此各個國家都很重視生物能源實驗技術(shù)的研究,經(jīng)過了多年的發(fā)展,已經(jīng)取得了一定的成果,但是根據(jù)垃圾的組成不同,添加的助燃物等有較大的差異,尤其是我國人口眾多,而且地域面積較大,不同地區(qū)產(chǎn)生的垃圾量較大,而且成分的差異很大,要想很好的解決這個問題,生物能源實驗技術(shù)是一個很好的方式。在我國生物能源技術(shù)發(fā)展的初期,借鑒了西方發(fā)達國家的經(jīng)驗,從國外引進了一些助燃物,但是在使用的過程中,發(fā)現(xiàn)由于垃圾的成分不同,助燃物的效果會有一定的差異,而生物能源實驗技術(shù),就是為了找到一個最佳的助燃物,使垃圾燃燒產(chǎn)生的廢氣污染最低,同時產(chǎn)生的能量
最高。
1.2 生物能源實驗技術(shù)的特點
通過生物能源實驗技術(shù)的概念可以知道,其最大的特點,就是可以將沒有的垃圾,轉(zhuǎn)化成有用的能源,在解決了垃圾處理問題的同時,也可以減少煤炭等傳統(tǒng)資源的消耗,對于經(jīng)濟和科技的可持續(xù)發(fā)展,具有非常重要的意義,但是看似簡單的變化,卻有著非常復雜的過程。在以往處理垃圾時,主要采用燃燒的方式,而受到當時經(jīng)濟水平的限制,垃圾的數(shù)量較少,其中的有害物質(zhì)很少,燃燒后對環(huán)境的影響很小,進入到21世紀后,世界人口的數(shù)量急劇增加,生物垃圾越來越大,工業(yè)水平的提高,導致工業(yè)廢料越來越多,尤其是化學工業(yè)的發(fā)展,使得生物和工業(yè)垃圾中,有很多有害物質(zhì),這些物質(zhì)會對環(huán)境造成一定的影響。經(jīng)過了多年的發(fā)展,這些影響越來越大,如近年來酸雨、霧霾等災(zāi)害頻發(fā),都是由于垃圾的處理不當導致的,如果能夠根據(jù)垃圾的實際情況,利用生物能源實驗技術(shù),添加適當?shù)闹嘉铮谌紵倪^程中,對產(chǎn)生的氣體進行處理,就可以很好的將這些垃圾轉(zhuǎn)化成為能源。
2 生物能源實驗技術(shù)的應(yīng)用
2.1 垃圾處理
對于生活和生產(chǎn)中的垃圾,傳統(tǒng)的處理方式主要有兩種,分別是土埋和燃燒,如果垃圾中沒有污染物質(zhì),埋到土壤的一段時間后,經(jīng)過一系列的化學變化,會轉(zhuǎn)化成土壤的一部分,但是垃圾的成分不同,轉(zhuǎn)化的時間具有一定的差異,而燃燒需要的時間很短,但是在燃燒的過程中,通常會產(chǎn)生一些有害的氣體,進入到大氣中會造成環(huán)境污染。在化學工業(yè)水平較低的時代,這兩種方式可以很好的處理垃圾問題,但是隨著化學工業(yè)的發(fā)展,生活和工業(yè)垃圾中,經(jīng)常會參雜一些有害的化學物質(zhì),如果選擇土埋的方式,很難在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化,甚至會影響周圍的土壤,造成更嚴重的污染,而燃燒雖然不會對土地造成污染,燃燒產(chǎn)生的氣體會對大氣產(chǎn)生污染,因此近些年來,如何處理垃圾成為了人們關(guān)注的重點。隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及人口數(shù)量的增加,垃圾問題也顯得越來越重要,生物能源實驗技術(shù)的出現(xiàn),很好的解決了垃圾處理問題,在實際的垃圾處理時,通過采集一定的樣本,然后添加不同的助燃物,觀察燃燒的效果,然后選擇一種燃燒產(chǎn)生污染氣體最少、熱能最大的助燃物,這樣在解決垃圾的同時,還能夠在一定程度上解決能源的問題。
2.2 新能源開發(fā)
隨著工業(yè)水平的提高,對于能源的需求越來越大,而石油和煤炭屬于不可再生資源,終有用盡的一天,這些資源在使用的過程中,會向大氣排放大量的二氧化碳等氣體,會對環(huán)境造成一定的影響,在這種背景下,尋找新的高效、清潔型能源,成為很多專家和學者研究的問題,近些年風能、太陽能、生物能源等開始受到人們的重視。其中風能和太陽能等,是利用自然能源的方式,雖然對環(huán)境造成的影響最少,但是很大程度上受到自然環(huán)境的限制,因此只能在一些特殊的地區(qū)開發(fā),而生物能源受到的限制很少,從某種意義上來說,生物能源技術(shù)是在生物循環(huán)的基礎(chǔ)上建立起來的,可以利用垃圾制造生物燃料,也可以利用桉樹制造生物柴油等。由此可以看出,生物能源實驗技術(shù)的前景更加廣闊,由于自然界中存在著循環(huán),不同物質(zhì)之間可以進行轉(zhuǎn)化,而生物能源技術(shù)正好利用了這個特點,只要分析出能源的成分,就可以利用其他的物質(zhì),提取出這些成分,從而制造出這種能源,目前受到技術(shù)水平的限制,生產(chǎn)的生物能源與實際的能源相比,供給的能量較低,相信隨著生物能源實驗技術(shù)的發(fā)展,生物燃燒生產(chǎn)工藝的提高,這些燃料燃燒產(chǎn)生的能量也會越來越大。
3 結(jié)語
通過全文的分析可以知道,生物能源技術(shù)可以很好的解決垃圾問題,同時可以達到開發(fā)新能源的目的,因此各個國家都很重視生物能源技術(shù)的研究,而生物能源實驗技術(shù),是研究垃圾轉(zhuǎn)化成能源過程的一門技術(shù),是實現(xiàn)生物能源技術(shù)的基礎(chǔ),我國作為一個發(fā)展中國家,在很長一段時間內(nèi),主要發(fā)展重工業(yè),對環(huán)境造成了較大的影響,現(xiàn)在我國已經(jīng)成為了世界第二大經(jīng)濟體,如何治理環(huán)境成為了重要問題,而生物能源實驗技術(shù),不但能夠很好的解決生物、工業(yè)中的廢物,還可以生產(chǎn)出生物燃料,對于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展來說,具有非常重要的意義。
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采樣與分析方法
浮游生物資源采樣和計數(shù)按《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(淡水SC/T9102.2—2007)和《水庫漁業(yè)資源調(diào)查技術(shù)規(guī)范》(SL167—1996)進行。浮游生物種類的鑒定主要依據(jù)文獻[21–23]進行。1.3數(shù)據(jù)處理每1L水樣中浮游生物數(shù)量N=PnV/v,式中。為1L水樣經(jīng)濃縮后的體積(mL);v為計數(shù)框的容積(mL);Pn為每片計數(shù)框物種個數(shù)(ind)。參照文獻[24]計算生物量。優(yōu)勢度Y=ni/N,式中,ni為第i種物種的個體數(shù);N為所有物種個體數(shù)。以Y>0.02作為優(yōu)勢種。2結(jié)果與分析
1浮游植物
1.1浮游植物的種類
因浮游植物個體較小,在顯微鏡下觀察種類特征不容易分辨,一般種類僅鑒定到屬。僅鑒定到屬的按1個種計算,個別特征明顯和優(yōu)勢種類鑒定到種。下同。4次采樣共檢出浮游植物8門127種,其中,綠藻門44種,占34.7%;硅藻門38種,占29.9%;藍藻門l3種,占10.2%;裸藻門9種,占7.2%;甲藻門5種,占3.9%;金藻門5種,占3.9%;隱藻門7種,占5.5%;黃藻門6種,占4.7%。具體浮游植物種類名錄見表1。
1.2浮游植物的生物量與優(yōu)勢種類
浮游植物密度平均為2.91萬個/L。由表2可知,浮游植物生物量平均為0.15mg/L,以硅藻門、藍藻門和綠藻門占優(yōu)勢,其中,硅藻門生物量平均為0.06mg/L,占41.8%,優(yōu)勢種為顆粒直鏈藻、針桿藻和舟形藻;藍藻門生物量平均為0.04mg/L,占24.0%,優(yōu)勢種為巨顫藻和螺旋藻;綠藻門生物量平均為0.03mg/L,占19.7%,優(yōu)勢種為纖維藻、集星藻、小椿藻;裸藻門生物量平均為0.01mg/L,占7.3%,優(yōu)勢種為裸藻和扁裸藻;黃藻門生物量平均為4.90×10–3mg/L,占3.1%,優(yōu)勢種為黃絲藻;甲藻門生物量平均為2.80×10–3mg/L,占1.9%;隱藻門生物量平均為2.58×10–3mg/L,占1.7%,優(yōu)勢種為隱藻和藍隱藻;金藻門的平均生物量最低,為0.70×10–3mg/L,占0.5%。
2浮游動物
2.1浮游動物的種類
4次采樣共檢出浮游動物91種,其中,輪蟲最多,有38種,占41.8%;枝角類有19種,占20.8%;原生動物有18種,占19.8%;橈足類有16種,占17.6%。具體浮游動物種類名錄見表3。
2.2.2浮游動物的密度與生物量浮游動物數(shù)量平均為13.94個/L。由表4可知,浮游生物平均生物量為0.24mg/L,優(yōu)勢類群為橈足類、枝角類。其中,原生動物平均生物量為0.10×10–3mg/L,占總量的0.4%,優(yōu)勢種為砂殼蟲和中華擬鈴蟲;橈足類生物量平均為0.11mg/L,占總量的47.7%,優(yōu)勢種為劍水蚤和哲水蚤;枝角類生物量平均為0.10mg/L,占總量的42.3%,優(yōu)勢種為長額象鼻溞、長肢秀體溞和僧帽溞;輪蟲生物量為0.02mg/L,占總量的9.6%,優(yōu)勢種為前節(jié)晶囊輪蟲和囊形單趾輪蟲。
3浮游生物的季節(jié)變化
湘江各流域段浮游生物量及種類組成有明顯的季節(jié)變化。從浮游植物種類組成來看,硅藻門在夏季生物量出現(xiàn)高峰,優(yōu)勢種為緣花舟形藻、綠舟形藻和顆粒直鏈硅藻;綠藻門在夏季生物量出現(xiàn)高峰,優(yōu)勢種為鐮形纖維藻、針形纖維藻和集星藻;裸藻門和甲藻門生物量在秋季相對較高,優(yōu)勢種為裸藻、扁裸藻和裸甲藻;隱藻門生物量在秋季出現(xiàn)高峰,優(yōu)勢種為隱藻和藍隱藻;黃藻門在春、夏、秋季生物量變化不明顯,冬季沒出現(xiàn),優(yōu)勢種為黃絲藻;藍藻門生物量在夏季和秋季變化不明顯,優(yōu)勢種為巨顫藻和螺旋藻;金藻門在夏、秋、冬季少量出現(xiàn),生物量很小,優(yōu)勢種不明顯。
從浮游動物種類組成來看,原生動物高峰出現(xiàn)在夏季,優(yōu)勢種為冠砂殼蟲;輪蟲生物量在春季相對較高,優(yōu)勢種為前節(jié)晶囊輪蟲;枝角類夏季相對較多,優(yōu)勢種為長肢秀體溞和長額象鼻溞;橈足類在夏季較多,優(yōu)勢種為劍水蚤和哲水蚤。從浮游生物的生物量來看,湘江各流域段浮游植物和浮游動物生物量年變化均呈單峰式,高峰出現(xiàn)在夏季。從表1~4可以看出,調(diào)查期間湘江的浮游生物量及種類組成有明顯的季節(jié)變化,夏季湘江浮游植物生物量出現(xiàn)高峰,達到0.24mg/L,浮游動物量也同時出現(xiàn)高蜂,達到0.54mg/L。
結(jié)論與討論
a.湘江浮游生物資源狀況及特點。從調(diào)查結(jié)果可以看出,湘江浮游生物資源比較豐富,共計218種。浮游植物組成以硅藻門、藍藻門、綠藻門等為主,浮游植物平均生物量為0.15mg/L,密度水平較湖泊、池塘(平均生物量0.3~0.5mg/L)低。整個水域中主要是硅藻門、藍藻門、綠藻門種類,這3個門類的生物量占總量的85.5%。硅藻門常見的種類有變異直鏈藻、顆粒直鏈藻、巴豆葉脆桿藻、腫脹橋彎藻、尖針桿藻和窗格平板藻等;綠藻門常見的種類有針形纖維藻、鐮形纖維藻、普通小球藻、綠球藻、集星藻和盤星藻等;裸藻門常見的種類有綠裸藻、尾裸藻、扁裸藻和囊裸藻等。從種類組成來看,湘江浮游植物屬于典型的河流型浮游植物群落。
浮游動物主要由輪蟲、枝角類、橈足類和原生動物組成,其中,種類最多的為輪蟲,占總種數(shù)41.8%;分布較廣泛的種類有曲腿龜甲輪蟲、萼花臂尾輪蟲、前節(jié)晶囊輪蟲、多肢輪蟲、椎尾水輪蟲和囊形單趾輪蟲等。橈足類只檢測到16種,但其生物量卻占了總數(shù)的47.7%,成為湘江流域浮游動物的主要類群。從檢測結(jié)果可知,湘江流域段輪蟲種類資源豐富,但其生物量較低,而輪蟲是許多魚類的最佳開口餌料,其生物量較低,這在一定程度上限制了幼魚和仔魚的大量生長和繁殖。橈足類和枝角類的生物量盡管較高,但并不能得到充分利用;所以湘江漁產(chǎn)力偏低。
b.浮游生物優(yōu)勢種群的季節(jié)變化。湘江浮游生物各季節(jié)的種類數(shù)不同。秋季浮游植物種類數(shù)最多,冬季最少。春季、冬季硅藻門占絕對優(yōu)勢,夏季以綠藻門和藍藻門占優(yōu)勢,秋季以藍藻門、綠藻門和硅藻門占優(yōu)勢。研究結(jié)果顯示,春季、冬季湘江的浮游植物屬于硅藻型,夏季、秋季屬于藍藻–綠藻–硅藻型。由湘江浮游動物的群落結(jié)構(gòu)可知,春季主要由原生動物和輪蟲類組成,夏季、秋季主要由輪蟲和枝角類組成,冬季主要由橈足類和輪蟲類組成。優(yōu)勢種群的變化主要是由于季節(jié)水溫變化和水質(zhì)營養(yǎng)狀況變化所引起,從浮游生物的生物量來看,湘江各流域段浮游植物和浮游動物生物量年變化均呈單峰式,高峰出現(xiàn)在夏季,符合南方大多數(shù)河流水域浮游生物的生物量特點。
內(nèi)容摘要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及技術(shù)的進步,能源、環(huán)境與經(jīng)濟增長之間的矛盾日益凸顯,可再生能源受到國內(nèi)外越來越多的關(guān)注和重視,而生物能源作為其中一個正在興起的、有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男滦湍茉串a(chǎn)業(yè)對各國發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。本文結(jié)合SWOT和PEST兩種戰(zhàn)略分析工具,探討我國生物能源產(chǎn)業(yè)的兩種發(fā)展模式,在此基礎(chǔ)上提出實現(xiàn)我國生物能源產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的對策建議。
關(guān)鍵詞:生物能源 SWOT-PEST模型 發(fā)展模式
生物能源指蘊含在生物質(zhì)中的能量,是植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物能源作為可再生能源,相對于煤炭、石油、天然氣等不可再生能源具有可再生性、低污染性和資源儲量豐富等方面的優(yōu)勢。目前,生物能源是世界上第四大能源,發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)不僅利于解決能源危機、保護環(huán)境,推動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,還能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由此可見,我國發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。
SWOT-PEST模型及其在我國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用
(一)SWOT-PEST模型的基本結(jié)構(gòu)
SWOT分析:是將企業(yè)內(nèi)外部條件等各方面內(nèi)容進行綜合和概括,進而分析該組織的優(yōu)劣勢、面臨的機會威脅的一種方法。其中S(Strength)是指組織內(nèi)部的優(yōu)勢;W(Weakness)是指組織內(nèi)部的劣勢;O(Opportunity)是指外部環(huán)境的機會;T(Threat)是指外部環(huán)境的威脅。在完成內(nèi)外部因素分析和SWOT矩陣構(gòu)造后,可以制定相應(yīng)的策略,以此來發(fā)揮優(yōu)勢、克服不足、利用機會、化解威脅。
PEST分析:是對企業(yè)所處宏觀環(huán)境進行分析,用來調(diào)查組織外部影響因素的方法。但一般都應(yīng)對政治(Political)、經(jīng)濟(Economic)、社會(Social)、技術(shù)(Technological)這四大類影響企業(yè)的主要外部環(huán)境進行分析,進而從總體上把握宏觀環(huán)境,評價這些因素對組織乃至整個行業(yè)產(chǎn)生的影響。
SWOT側(cè)重于內(nèi)部微觀環(huán)境的分析,而PEST側(cè)重于外部宏觀環(huán)境的分析;SWOT-PEST模型是從一種綜合角度出發(fā),系統(tǒng)地分析在政治、經(jīng)濟、社會、技術(shù)方面組織所具有的優(yōu)勢和劣勢、面對的機會和威脅,從而形成SWOT-PEST分析矩陣(見表1),找出關(guān)鍵的影響因素,以此來獲取決策方案。
根據(jù)SWOT-PEST模型的優(yōu)勢劣勢、機會威脅畫出SWOT分析圖(見圖1),據(jù)此來制定組織應(yīng)采取的戰(zhàn)略。
基于PEST的SO戰(zhàn)略是依靠內(nèi)部優(yōu)勢,抓住外部機遇,尋求快速發(fā)展,屬于增長型戰(zhàn)略;基于PEST的WO戰(zhàn)略是面對外部機會,組織內(nèi)部缺乏優(yōu)勢條件,應(yīng)充分利用外部機遇改變自身弱點,屬于扭轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略;基于PEST的ST戰(zhàn)略是利用組織的優(yōu)勢,減輕外部威脅的打擊,尋找新的發(fā)展機會,屬于多種經(jīng)營戰(zhàn)略;基于PEST的WT戰(zhàn)略是克服組織的劣勢來避免外部威脅,屬于防御型戰(zhàn)略。SWOT-PEST模型分析方法不僅僅局限于單個組織的戰(zhàn)略管理分析,作為一種整合創(chuàng)新的方法更被廣泛應(yīng)用于行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃發(fā)展分析。
(二)我國生物能源產(chǎn)業(yè)的SWOT-PEST分析
基于我國生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題,文章通過構(gòu)建SWOT-PEST模型,對影響我國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素進行分析歸納(見表2)。
通過上述SWOT-PEST模型的分析,不難看出從內(nèi)部因素來看,國家政策支持、料源豐富、生產(chǎn)技術(shù)進步較快等優(yōu)勢非常明顯,而劣勢如成本、技術(shù)等問題均可以在今后生物能源開發(fā)中采取相應(yīng)的策略改善。從外部因素來看,則是機會與威脅并存,不確定和不可控因素或?qū)⒃黾?。因此為了更好地促進我國生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,應(yīng)采取SO戰(zhàn)略(增長型戰(zhàn)略)或ST戰(zhàn)略(多種經(jīng)營戰(zhàn)略)。在現(xiàn)有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上增加投資、擴大規(guī)模、加大技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。而當面臨嚴峻的外部威脅時,不斷完善市場環(huán)境,使能源產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)更加規(guī)范化,讓更多的人認同生物能源,接受生物能源。
若將橫向的環(huán)境分析與縱向的產(chǎn)業(yè)鏈分析相結(jié)合,從內(nèi)外環(huán)境的優(yōu)勢劣勢、機會威脅與產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游布局角度,可作如下分析:
橫向分析。從SWOT-PEST模型進行橫向分析可以看出,政治上,國家政策既有優(yōu)勢又存在劣勢,某些大型國企得到了政府強有力的政策支持,使其在市場上占據(jù)優(yōu)勢地位,而一些民企則因客觀條件的限制無法享受到一些優(yōu)惠政策,最終經(jīng)營不善,消失于市場。但隨著法律法規(guī)體系的逐步規(guī)范,政府也將逐漸減少扶持,實現(xiàn)企業(yè)間的公平競爭。經(jīng)濟上,經(jīng)濟環(huán)境的蓬勃發(fā)展帶動了我國生物能源產(chǎn)業(yè)的快速前進,該產(chǎn)業(yè)在我國具有廣闊的發(fā)展前景,因此會吸引大量的國企、民企及外資企業(yè)參與其中。社會層面上,我國生物能源的原料豐富但也很分散,無疑加大了運輸成本,因此鼓勵了資金實力雄厚的企業(yè)自行建設(shè)能源林基地,開發(fā)多品種能源植物。技術(shù)上,我國生物能源雖然取得了部分自主創(chuàng)新的成果,但整體技術(shù)水平還較落后,尚未實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
縱向分析。我國生物能源產(chǎn)業(yè)鏈主要表現(xiàn)為縱向的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián),具體結(jié)構(gòu)是:上游主要是原材料的開采加工,包括種植能源作物的農(nóng)民,油脂廠、地溝油回收企業(yè),油品經(jīng)銷商等;中游則是生產(chǎn)制造商,包括大型國有能源公司,國家批準設(shè)立的生物燃料生產(chǎn)企業(yè),民營企業(yè)和個體小廠等;下游是能源產(chǎn)品最終的消費者和用戶,包括加油站、使用燃油動力的企業(yè)和一些化工企業(yè)。
基于SWOT-PEST模型的我國生物能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展模式
(一)“政策扶持型”模式
“政策扶持型”模式的核心主體是大型的國營企業(yè),主要依托國家的政策支持和政府的財政補貼。該發(fā)展模式主要是利用國營企業(yè)強大的資金優(yōu)勢建設(shè)能源原料基地,完成生物能源產(chǎn)業(yè)鏈的上游布局;通過參股或控股生物能源生產(chǎn)企業(yè),加強內(nèi)部管理和技術(shù)改進,在政府優(yōu)惠補貼政策的支持下,逐步增強企業(yè)實力,爭做生物能源的龍頭生產(chǎn)企業(yè),建立穩(wěn)固的中游生產(chǎn)布局;而產(chǎn)業(yè)鏈的下游則主要通過行業(yè)壟斷等手段把能源產(chǎn)品銷售給最終消費者,形成完善的銷售渠道;通過上、中、下游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)生物能源產(chǎn)業(yè)鏈完整資源的整合。
強大的資金實力使大型國有企業(yè)能夠投資建設(shè)能源作物林,解決了收購原料及運輸成本的問題,且自種樹木價格低廉,同時又可以得到國家的政策支持。
(二)“自主發(fā)展型”模式
“自主發(fā)展型”模式的核心主體是民營企業(yè),主要依托企業(yè)自身的資金實力、生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)條件,然而由于我國民營企業(yè)在資金、規(guī)模、技術(shù)等方面差距較大,各個生物能源民營企業(yè)發(fā)展差距較大。僅有少部分實力較強的企業(yè)能走出一條從研發(fā)到生產(chǎn)再到最終銷售的完整產(chǎn)業(yè)鏈道路;而大多數(shù)企業(yè)由于國家扶持政策的缺失和原料危機的制約而最終停產(chǎn)倒閉;此外還有一小部分自主發(fā)展的“非正式”企業(yè),包括一些個體“作坊式”的小廠,他們與當?shù)氐販嫌偷氖召徣藛T合作或者自行收購,具有強大的原料和價格優(yōu)勢,因此很容易繞過國家的嚴格控制而找到市場,若政府不強制關(guān)門有可能長期存在。
原料危機使得民營的生物柴油企業(yè)開始出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象,其中小部分技術(shù)實力比較強的企業(yè)通過應(yīng)用更先進的生產(chǎn)技術(shù)來降低成本;還有一些產(chǎn)能較大的企業(yè)通過規(guī)模經(jīng)濟來降低成本;還有一些資金實力比較雄厚的企業(yè)斥資培育建設(shè)生物能源原料基地。然而其他大部分技術(shù)和資金實力均有限的民營企業(yè)只能因原料問題而陷入虧損甚至停產(chǎn)倒閉的境地。
(三)兩種發(fā)展模式的特點對比
將上述兩種發(fā)展模式的特點概括加以對照,得到表3。
通過以上分析可以看出,兩種發(fā)展模式各具特色、各有利弊。國企模式在國家政策的“庇護”下短期內(nèi)穩(wěn)定性較強,而絕大多數(shù)民營企業(yè)由于資金與政策的制約自身難以形成規(guī)模化,逐漸被市場所淘汰。在未來發(fā)展中,生物能源產(chǎn)業(yè)若想真正發(fā)展壯大,成為競爭力強的支柱產(chǎn)業(yè),依靠的是全球資本市場,而不是單靠國家的政策支持。我國目前還處在生物能源的推廣階段,國家的政策支持是必要的,但這種支持只是暫時的,業(yè)界應(yīng)提前做好政府逐漸減少扶持的準備,不斷規(guī)范自身體系,用市場這只無形的手進行調(diào)控,最終實現(xiàn)“純市場化”的生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。
加快我國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議
健全生物能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)法律、法規(guī)體系。2005年2月28日我國頒布的《可再生能源法》已于2006年1月1日起開始施行,我國應(yīng)該以此為契機,加快生物能源配套法規(guī)政策的建設(shè)。通過與生物能源產(chǎn)業(yè)直接相關(guān)的法律法規(guī),確定該產(chǎn)業(yè)相關(guān)主體客體的權(quán)利和義務(wù),審核批準和監(jiān)督管理模式,生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方式、途徑和措施,違法行為及其相關(guān)法律責任等。
加大生物能源技術(shù)的研發(fā)經(jīng)費投入。我國的生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)資金投入嚴重不足,這也是阻礙我國生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素之一。因此,我國政府應(yīng)當加大劃撥生物質(zhì)技術(shù)專項經(jīng)費的投入力度,鼓勵和支持生物能源開發(fā)利用方面的技術(shù)研究與自主創(chuàng)新,集中力量解決重大的關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化問題,接下來國家推動已實現(xiàn)的研究成果進行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),進而加速我國生物能源產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進程。
創(chuàng)建以企業(yè)為主體的生物能源市場化發(fā)展模式。發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)本身具有政策性強、難度較大的特點。該產(chǎn)業(yè)與市場發(fā)展關(guān)系緊密,涉及多個環(huán)節(jié),組成了一個農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、消費相結(jié)合的多元化產(chǎn)業(yè)鏈。我國政府要協(xié)調(diào)處理好各個環(huán)節(jié)的利益關(guān)系,制定好相關(guān)的優(yōu)惠政策,鼓勵企業(yè)間的強強聯(lián)合和優(yōu)勢互補,消除國有大型能源企業(yè)的市場壟斷行為,讓越來越多的有發(fā)展前景和強大優(yōu)勢的民營企業(yè)或外資企業(yè)進入生物能源領(lǐng)域?;诮∪呢斦愂占钫?,加強對生物質(zhì)產(chǎn)品研究,建立完善的基礎(chǔ)設(shè)施和原料基地,最終使生物能源產(chǎn)品聚焦于市場開發(fā),讓最終的消費者認可生物能源。
我國生物能源產(chǎn)業(yè)只具備初步的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場基礎(chǔ),仍需要依靠國家的強大支持,在未來的發(fā)展中要努力爭取將政府強制性的行為在政策扶持下轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰴C制下的企業(yè)行為,使生物能源企業(yè)在市場機制下按經(jīng)濟規(guī)律運作,以此來促進我國生物能源產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展。
參考文獻:
1.姚望.基于SWOT-PEST分析范式的中國“走出去”戰(zhàn)略環(huán)境研究.經(jīng)濟論壇,2006(22)
目前,世界上許多國家都在大力開發(fā)生物柴油技術(shù)并積極推進其產(chǎn)業(yè)化進程。特別是歐美等發(fā)達國家,近年來由政府大力推進生物柴油產(chǎn)業(yè),在稅收政策和財政補貼上給予大力支持,使生物柴油價格與石油相差無幾。歐盟是全世界生物柴油發(fā)展最快的地區(qū),2004年生產(chǎn)能力達225萬噸,規(guī)劃2010年產(chǎn)量達到800―1000萬噸,占柴油市場份額的5.75%,2020年這一比例將達到20%。美國、加拿大、日本、韓國等國家也紛紛加大生物柴油的發(fā)展力度。
與國外相比,我國在發(fā)展生物柴油方面還有相當大的差距,處于初級研究階段,主要以民營企業(yè)為主,裝置規(guī)模小,技術(shù)水平低,原料供應(yīng)不足,質(zhì)量標準不一,市場流通不規(guī)范,綜合利用和深加工水平有待提高。目前,國內(nèi)年產(chǎn)萬噸級的生產(chǎn)企業(yè)有海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源發(fā)展公司、西安蘭天生物工程公司等。另外中石化石油化工科學研究院和石家莊煉化股份公司正在籌建采用多種原料的一套5萬噸/年生物柴油生產(chǎn)裝置,中國石油天然氣股份有限公司也擬在四川建設(shè)10萬噸/年生物柴油項目。
近年來,在生物柴油開發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域,我國企業(yè)和地方政府充分利用自身優(yōu)勢以及國外的技術(shù)力量,積極開展國際合作,取得了初步成果。如四川大學完成了對生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)質(zhì)木本油料作物麻瘋樹的基因技術(shù)控制油含量、碳鏈長度等研究,建立了基因庫、種植標準和育苗基地。另外,四川、貴州等西南地區(qū)積極與歐美、東南亞相關(guān)研究機構(gòu)開展交流,在種植基地、技術(shù)研討等領(lǐng)域進行研究開發(fā)合作。
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