全面落实科学发展观，是推进农业科技健康发展的必然选择，也是三农问题能够合理解决的根本所在。如何将科学发展观的理论与观点落实到我们的具体行动上？近期我们结合中心的专业特点，做了专项研究，发现在不可再生能源即将枯竭的今天，发展环境友好、可再生的生物质能源，是全面落实科学发展观，走新型农村建设发展的必然之路。我中心根据科学发展观的系列活动的指示要求，北京市的土地开发整理规划，对北京市可利用的能源现状及发展前景进行了广泛细致的调研，现将有关调研情况介绍如下：

北京郊区近年来加大新能源使用力度，自2006年以来，市财政投入7.5亿元专项资金，在京郊实施“让农村亮起来，让农民暖起来，让农村资源循环起来”工程，截至目前为止，在京郊共建设大、中型生物质气化集中供气系统工程81个、生物质成型燃料加工点18家，推广生物质炉具近53,000台，吊炕35万铺。北京市部分区县农村能源建设示范项目建设情况分别如下：

房山区先后在53个村实施了大型沼气和大型秸秆气化集中供气工程，使1.5万农户用上沼气和秸秆气。全区有8个乡镇149个村1.1万农户用上了生物质采暖炉；同时有17个乡镇200多个村3.2万户安装了节能卫生吊炕。2008年新建户用沼气1000个，生物质燃料加工厂2座。

大兴县已有1750户农民使用上生物质专用炉；完成前杨、东黄垡等6个村1000余铺新型节能吊炕安装工作；为龙头、李各庄等12个村的农户安装520台气化炉。

密云县2007年生物质能利用建设工程总投资3427万元，新建8处秸秆集中供气和2处大中型沼气综合利用工程，配套建设输气管线约60公里，可年产秸秆气329万立方米、沼气88万立方米，将为2636户村民提供炊事燃气。

延庆县县已建有大型生物质集中供气站11处，计划新建13处，恢复原有供气站4处；已推广生物质半气化炉10000余台，计划继续推广生物质半气化炊事炉7800台，生物质气化采暖炉600台；已经修建大中型沼气工程10处，计划新建8处；已建成户用沼气池1800余处，；已推广高效预制组装架空炕连灶227l铺，计划新建21000铺。

怀柔区2007年在14个镇乡推广节能吊炕2.3万铺、生物质燃料炊事炉1000台、采暖炉300台，建生物质成型燃料加工点1处。

通州区已建成大中型"两气"工程12处，其中沼气工程8处，总发酵容积4680立方米，日产沼气5000立方米，5854户农民用上新清洁能源。

门头沟区已安装炊事用生物质气化炉4000个，推广吊炕1000铺，基本解决全区3000余户供暖做饭问题。年内安装取暖用炉180台，炊事用炉1600台；安装节能保暖吊炕1.2万铺。

按照每年大、中型生物质集中气化站平均消耗生物质原料100吨、每铺吊炕3.45吨；每个生物质气化（采暖）炉1.86吨计算，目前京郊生物质原料需求量为128万吨。另外，《北京市‘十一五’时期能源发展及节能规划》中指出到2010年，北京市将新建固体生物质发电12万千瓦和发展农村户用高效生物质颗粒燃料10万吨，累计新增68万吨生物质原料需求。到2010年，预计对生物质原料的总需求在196万吨。

据北京市发展和改革委员会统计资料显示，北京市产生的农作物秸秆、果树树枝和林业废弃物等秸秆薪柴资源约439万吨，除秸秆还田、饲料等用途外，可利用的资源量约为180万吨，主要分布在延庆、房山、顺义、大兴四个区县，约占全市资源的一半。由于农作物收获方式、农作物种植的集中程度、收集半径和秸秆薪柴品质导致的收购价格参差不齐等因素影响，秸秆薪柴的平均收集系数约为0.7。因此，北京市目前可获得的秸秆薪柴的资源量约为126万吨。到2010年，假设京郊维持现有的生物质能源用户规模，生物质原料供给量的缺口仍在70万吨左右。

北京郊区各区县人均占有的潜在生物质原料的数量与各区县人均占有的耕地面积和果园地面积有直接的关系。但是北京郊区各区县的土地面积及农业用地类型存在极大的差异（表1），造成北京各区县户均占有的潜在生物质原料的数量差异很大，整体来看潜在的生物质资源分布不均，这为北京农村生物质能源利用提出了新的问题。

表1 北京郊区各区县户均农业用地及未利用土地的拥有数量

* 农业用地是指耕地和果园地之和。

北京市土地总面积1.64万平方公里，其中边际土地主要包括两部分，一是宜农土地后备资源1816.92平方公里（272.54万亩），大部分布在远郊山区的怀柔、平谷、密云、延庆、房山等区县，生态环境比较脆弱，开发利用制约因素多；二是因工矿生产建设挖损、塌陷和压占废弃的土地约87.44平方公里（13.11万亩）。总体来看，郊区环境污染治理及生态建设面临的形势依然比较严峻，其中沙化土地、荒滩地、工程废弃地和季节性裸露农田等是北京地区冬春季扬沙起尘的主要来源，急需进行植被恢复。

按照区域的一致性和区间的差异性，北京市可利用边际土地分布情况如下：一是近郊区，包括朝阳、海淀、丰台、石景山，区内未利用土地29.18平方公里，通过提高土地利用效益，可达到改善居民的居住条件和城市生态环境；二是远郊平原区，包括通州、大兴、昌平、顺义四个区，区内未利用土地152.99平方公里，各类废弃地也较多，通过土地整理与复垦，能够为提高土地利用集约化程度、促进城镇集中紧凑发展和提高农业现代化水平等做出应有的贡献；三是远郊山区，包括延庆、密云、怀柔、门头沟、房山、平谷六区县，区内未利用土地1935.18平方公里，通过土地复垦，可以进一步促进水源保护和涵养、防风固沙等绿色生态屏障建设。

纤维素类能源草本植物（简称：能源草）是欧洲和美国的首选生物质能源植物，一般为禾本科多年生高大的丛生草本植物，富含纤维素和半纤维素，灰分含量低，热值高；干物质产量高（1.5～3.0吨/亩·年）；抗旱、耐瘠薄能力强，适应性广。能源草作为纤维素类生物质资源，有如下有点：（1）有助于开发利用边际土地、改善生态环境，增加农民收入；（2）有利于克服利用作物秸秆发展生物质能源存在的生态风险和利用谷物生产燃料乙醇所造成的粮食和饲料原料短缺等问题；（3）一次种植，可长期（10年以上）利用，使加工设备得以充分利用；（4）有利于形成清洁能源产业，通过建立能源农场为广大的农村提供新的就业岗位；（5）没有核能的危险性以及风能、潮汐能和地热能的局限性；（6）用途广泛：不仅可制备纤维素乙醇，还可以广泛应用于生物质发电厂、气化炉、固化成型和热解等各种生物质能源转化与利用装置。典型的能源草种如下：

荻（Triarrhena saccharifloraNakai）是多年生禾本科荻属C₄草本植物，原产东亚，在我国东北、华北、西北、华东均有分布，具有投入少，适应性强、生物质产量高、燃烧特性好和再生能力强等特点，是最理想的草本能源作物之一。生命力持久性强，一次种植的估计年限为20至25年。新建植的荻需要2～3年达到其最大产量；植株一般高达3.0m以上；生物干物质产量2.6 吨/亩·年。 (Maxim.)

芦竹（Arundo donax）起源于亚洲，是禾本科芦竹属的高大C₃草本植物，植株高大；生物质产量高，地下根茎发达，根系可深达1米；芦竹喜湿，同时耐旱能力强，被定性为中生、湿生或旱生植物；土壤适应性强，耐贫瘠和盐土。芦竹植株一般高达4.0m以上；生物干物质产量2.3吨/亩·年。 L.

柳枝稷（Panicum virgatum柳枝稷植株一般高达2.0～3.0m；生物干物质产量1.5吨/亩·年。 L.）是禾本科黍属的多年生C₄草本植物，是美国生物质能源供给发展计划的模型植物，一般分为低地型和高地型2种生态型。柳枝稷有如下优点：根系发达，抗旱能力强，能够在贫瘠的土地上获得高产，适应性极广；干物质产量高，水分和养分利用效率高；可有效提高土壤有机碳含量；生产单位能量的投入低；一次建植可利用10年以上；适应于现存的常规农业生产系统（播种、管理），比粗杆的能源作物如高粱、能源甘蔗等易于收获、前处理和贮存。

属于生态脆弱地区的边际土地土壤基质缺失，有机质严重不足，其它植物必须的营养元素极度缺乏，土壤的保水能力差。在这种立地条件下，乔木、灌木以及作物很难生长，短时间内很难达到需要的生态效果。国内外研究表明，草地植被建植是裸露废弃地生态修复的重要技术手段。草地植被可以明显改善0～20cm土层有机质、全氮、速效磷、速效钾含量和土壤容重、含水量、孔隙度、团聚体等物理性状；多年生草本植物的根系发达，分蘖性能好，生长快，覆盖能力强，可以明显减轻土壤水蚀程度,有利于土壤在雨季对降水的蓄积；草地植被具有生态演替中的先锋作用，草类具有适应恶劣生态环境、生活周期长、繁殖系数高等特点，是恢复植被、改善生态环境条件的先锋物种，对于立地条件恶劣的废弃地，往往是一年生草类首先占据，然后是多年生草本和灌木，待水分和养分条件改善后，以乔本为主体的森林才能立足，实行“草灌乔”的治理措施是废弃生态修复的有效步骤；草地植被能快速覆盖地表，且具有防风固沙、涵养水源、保持水土、净化空气等多种生态功能；草地植被具有高效的水分利用效率，对水分的消耗仅为林地的31％，对于水资源严重缺乏的废弃地进行草地植被恢复是切实可行的技术措施。

从2005年开始，北京草业与环境研究发展中心陆续在昌平挖沙废弃地、密云水库库滨带、顺义朝白河滩地、房山受污染土地、大兴沙化地、延庆妫河滩地和京承高速路密云段废弃地种植了柳枝稷、荻、芦竹等多年生优良能源草种，累计示范种植面积1500余亩，具体分布情况见右图。调查结果显示，能源草表现出了很强的耐旱、耐盐和耐贫瘠综合能力和较高的生物质原料生产潜力，数据显示利用北京及周边地区的边际土地推广种植能源草是切实可行的；能源草在种植当年就能很好地实现边际土地覆盖，降低土壤侵蚀。各能源草种生长迅速，从第二个生长季开始，生物干物质产出可分别达到：荻和芦竹15～30吨/公顷，柳枝稷10～20吨/公顷；单位边际土地面积的半纤维素、纤维素和热量（折合标准煤）产出分别为：荻和芦竹5.0～10.0、6.0～12.0、10.0～20.0吨/公顷，柳枝稷3.0～6.0、3.5～7.0、6～11吨/公顷。

能源草作为能源作物的一种，其开发利用的前景与生物质能源转化利用技术的发展和化石类能源的市场价格走势息息相关。近年来，生物质能源转化利用技术取得了长足的进步，包括生物质气化技术、纤维素乙醇转化技术、直燃发电技术、固化燃料技术等等。

每当谈论生物质能源产业化的时候，人们的观念存在着两个误区。首先提出加工成本过高的问题。美国最新的催化反应技术可以把生物质直接转化成液体燃料（汽油和柴油），经过美国权威机构评价，这种生物质汽油和柴油，由于含有更高的C含量，其品质相当于、甚至超过了化石类汽油和柴油，而加工转化成本小于每升2元人民币。二是提出利用生物质转化能源的能源效率问题。美国CERES公司按照化石能量比值（Fossil Energy Ratio, FER），即每消耗单位化石能源可提供给用户的能量，对生物质能源能源效率进行了评价。结果显示：火力发电为0.45，汽油为0.81，玉米乙醇为1.36，而纤维素乙醇为10.3。问题的关键在于，我们习惯于忽略用煤发电和用原油提炼汽油或柴油的过程中大量的能源消耗问题。

目前生物质原料的市场价格还很低，而且差异很大。根据不同的利用方式和生物质原料的品质，每吨生物质原料的价格为150～450元人民币。如果按照热量等价计算，当国际原油价格在每桶20美元时，生物质原料的价格应该为每吨350元人民币；当国际原油价格在每桶100美元时，生物质原料的价格应该为每吨1750元人民币。

生物质能源转化利用技术的发展正以超乎常人想象的速度进行着。假设，上述美国最新的催化反应技术普及推广后，就意味着生物质原料的地位将和原油地位等同，即生物质原料的价格将会大幅度提高。

另外，利用能源草生产热量的成本是最低的，因此是最经济的生物质能源原料。按能源草干物质热值（17.0～18.2 MJ/kg）折合标准煤（29.26MJ/kg）计算，每亩能源草干物质产出相当于标准煤0.7～1.5吨。以柳枝稷和荻为例，二者的燃烧值约为17.9MJ／kg，而柴油为46.6MJ／kg，褐煤为14.9～20.0MJ／kg，槐树为16.8MJ／kg。按每MJ生产成本估算的数据如下：柴油0.108元／MJ（4500元／吨），褐煤0.025元／MJ（400元／吨），槐树0.023元／MJ（400元／吨）；而柳枝稷和荻的热量生产成本只有0.004～0.006元／MJ（一次种植，利用10年；种植成本150元／年·亩)。

充足的生物质原料供给在生物质能源产业链条中处于承上启下的关键位置，也是落实科学发展观，最终实现生物质能源产业化的具体体现。京郊生物质能源产业发展亟需解决的核心问题是生物质原料短缺。如果能够利用京郊现存边际土地资源的四分之一，即70万亩，选择抗旱、耐贫瘠和耐盐碱的能源草，进行不同类型立地条件的边际土地的植被恢复，一方面对于弥补生物质原料供给的70万吨缺口是切实可行的；另一方面对于北京裸露废弃地治理、改善农村生态环境和提供生物质原料都有重要意义。