种一次洋姜不闻不问收获20年 惊人疯长亩产高达5吨
摘要：随便往地上一扔，根本不用管，没多久就长出一大片，繁殖能力非常强，一不小心就泛滥成灾。只需一根片叶，就能滋生出新的根茎，再度生长一大片。这种“野火烧不尽，春风吹又生”的植物，就是被农民称为“万年脏”的洋姜。它虽然“臭名远扬”，但它浑身上下都是宝：洋姜的地下块茎亩产5吨以上，可用来制取乙醇和微生物油脂，是乙醇汽油和生物柴油的生物原料；洋姜的地上茎叶秸秆亩产10吨，可用来制作甲醇，是陆、海、空动力燃烧和热力燃烧甲醇燃料的生物原料，而且成本为最低，低于煤制甲醇、天然气制甲醇、CO₂制甲醇。
最近国际能源署提出2050年净零排放，来自先进的生物液体燃料，从2020年不足1%跃升至2030年的近45%和2050年的90%。只要太阳还在，只要地球上的绿色植物还在，它就永远不会枯竭，这就是继煤炭、石油、天然气之后人类的第四大能源--生物燃料。不管是燧人氏钻木取火，卖炭翁伐薪烧炭，还是今天淄博的烧烤，用的都是生物燃料。自然界的碳经过光合作用进入到生物界，生物界的碳通过三个主要途径即燃烧、降解和呼吸又回到自然界，从而构成碳元素循环链。生物质能处于地表生态系统的碳循环中，在整个能源应用过程中，CO₂排放量几乎等于其生长过程中的CO₂吸收量，没有增加地表的CO₂总量。因此，生物质能是一种真正零碳排放的可再生能源。如果人类大力利用各类有机废弃物或边际土地（荒山、荒地、盐碱地、沙漠和滩涂等）来种植速生高效的绿色植物。用更多的生物能源来替代化石燃料的使用，则大气中的CO₂不仅不会继续增加，反而还会减少，因为有越来越多的固定碳可以储存在绿色植物之中。据统计，全球生物质年产量1700亿吨，我国每年产生的生物质高达67亿吨，主要可利用的生物质约30多亿吨，未来生物质能源化利用潜力巨大。
中共中央“十四五”规划建议提出要实现“能源资源配置更加合理，利用效率大幅提高”的能源发展战略目标。确立甲醇燃料的能源地位，发展甲醇经济，符合国家能源战略，是实现我国承诺的力争2035年前碳排放达峰和2060年碳中和愿景的重要途径。为保障甲醇燃料在使用过程中的安全性和可靠性，国家质量监督检验检疫总局于2018年发布了甲醇汽油检验管理办法。该办法规定了甲醇汽油的检测和质量管理要求，有利于推进甲醇燃料市场的健康发展。为推动甲醇燃料技术创新，国家发改委于2019年发布了甲醇作为碳氢化合物替代能源研究与产业化推进方案。该方案明确了技术研究和示范应用的重点领域，并提出了实现甲醇生产一体化、高效分离和资源循环利用等目标。2019年12月，国家发改委发布的非化石能源产业推动计划中明确规定，将甲醇燃料纳入非化石能源的指标管理范围。这项政策将有助于提高甲醇燃料的市场份额，促进其在能源结构中的重要地位。国家对甲醇燃料的最新政策概括以下几点：①鼓励甲醇汽车及相关产业发展，满足新能源汽车需求；②甲醇燃料纳入非化石能源的指标范围，并作为新能源汽车补贴范围内的推广品种；③加强甲醇燃料质量管理，加大甲醇燃料的技术创新力度，以实现汽车尾气排放的减少和“双碳”目标的实现；④确立甲醇燃料的能源地位，发展甲醇经济，以推动实现我国承诺的力争2030年前碳排放达峰和2060年碳中和的目标。国家工信部在《“十四五”工业绿色发展规划》（工信部规〔2021〕178号）中，将“促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广”纳入“绿色产品和节能环保装备供给工程”以及将“二氧化碳耦合制甲醇”列入“绿色低碳技术推广应用工程”。并且提到大力发展和推广新能源汽车，促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广，以及推进二氧化碳耦合制甲醇等技术的推广应用。根据国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》，提出推动运输工具装备低碳转型，积极扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通运输领域应用。2023年9月26日国家能源局在上海召开了生物柴油推广应用试点工作会，会议强调，国家鼓励生物柴油产业发展推广应用，加大财政和政策的支持力度。2023年11月20日国家能源局发布的《关于组织开展生物柴油推广应用试点示范的通知》，为继续扩大生物柴油等绿色液体燃料推广应用积累经验，该《通知》的出台，给了生物柴油企业一剂强心针，为国内生物柴油指明了方向。
2021年国家叫停了乙醇汽油，并不是乙醇汽油不好，而是乙醇汽油主要釆用与人争食的粮食制成，加上乙醇价格攀升，缺乏经济性，依靠补贴才能生存。我国人口众多，粮食安全的重要性，再怎么重视都不为过。因此，生物燃料乙醇的发展不能、也绝不该建立在高比例依赖粮食原料的基础之上。但现实是，当前全球成熟的生物燃料乙醇生产技术无不是以玉米、小麦、稻米等粮食作物为主要原料，“与人争粮”“与粮争地”始终是行业发展绕不开的难题。国务院办公厅关于转发发展改革委生物产业发展“十一五”规划的通知中提出，充分利用荒草地、盐碱地等，以提高单产和淀粉含量、降低原料成本为目标，培育木薯、甘薯、甜高粱、菊芋（洋姜）等能源专用作物新品种。支持以甜高梁、木薯和菊芋等非粮原料生产燃料乙醇，支持以农林油料植物为原料生产生物柴油。国家明确提出建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，实施可再生能源替代行动，并先后发布《生物柴油产业发展政策》《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》《2022年度生物燃料乙醇生产和乙醇汽油使用专项监管工作方案》。《2021年能源工作指导意见》明确提出，要加快推进纤维素等非粮生物燃料乙醇产业示范，并指出发展纤维素乙醇将是生物燃料乙醇的重点发展方向。从以上可以看出，国家对生物甲醇燃料、生物乙醇汽油和生物柴油等生物液体燃料非常重视，极力鼓励和发展廉价的非粮生物质制取生物甲醇燃料、生物乙醇汽油和生物柴油。
据【知乎】网〖中国能建〗『中国能建黑龙江院』发表的题为“变废为宝--秸秆变身绿色甲醇燃料”的报道中指出，绿色甲醇与化石燃料产生的甲醇在化学性质上相同，用途也类似。但与利用煤炭制成的“黑醇”或“灰醇”不同，绿色甲醇不仅减少了煤制甲醇过程碳排放，而且可以提高可再生能源就地消纳能力，将是实现碳达峰碳中和的重要技术路径，应用前景巨大。绿色甲醇的几种制造方法：①使用可再生电力，将生物质气化后产生的二氧化碳与电解水制造的氢，耦合形成绿色甲醇；②将沼气通过净化、提炼等预处理形成甲烷，通过与绿色氧气压缩合成甲醇；③大气中捕捉的二氧化碳，通过与绿色氢气合成甲醇。通过利用生物质制绿色甲醇，每生产1吨绿色甲醇可节约0.77吨标准煤，有效利用0.4吨生物质秸秆，可减少75%碳排放、15%的氮排放和99%的硫及颗粒物排放。目前，我国主要生物质资源年生产量约为35亿吨左右，其中按可收集生物质秸秆资源量约为7亿吨左右计算，如利用20%生物质秸秆资源制绿色甲醇，每年可生产绿色甲醇约3.5亿吨。中国能建中电工程对生物质气化耦合绿氢制绿色甲醇项目完成了可行性研究，在黑龙江省双鸭山市规划建设百万吨级绿色甲醇生产基地，一期年产30万吨绿色甲醇，预计每年可直接实现碳减排120万吨，年消耗生物质秸秆80万吨。
生物燃料的原料成本确定推广价值，原料来源确立市场前景，常温常压制取工艺决定应用大众化。能征服市场的生物燃料永远是价格、质量和零碳排放，只有低成本的非粮原料才有出路。【零碳排放、稳定供给、储量巨大，廉价易得】，这是非粮生物质能必须具备的四大特点。碳中和战略下，对化石能源的替代方面，非粮生物质能将发挥巨大作用。海南省海洋油气研究所占小玲根据以上非粮生物质能的四大特点，经过多年久久为功的研究，终于发现了一种洋姜植物，除了具有非粮生物质能的四大特点外，还具有改良土壤的生态效果。洋姜,又称菊芋、洋蔓菁、洋芋头、鬼子姜，多年生宿根草本植物，为世界三大健康糖源之一。耐寒、耐旱，在风沙草滩区、黄土丘陵沟壑区、瘠薄土壤、荒山、滩涂地、盐碱地、沙漠地区、丘陵地带均可种植，且种植成本低、管理简单、无病虫危害和农药污染。洋姜根系发达,繁殖速度快,可达到固沙、治沙，改变荒漠化的生态效果。茎叶枯落后经分解成为肥料，对改良土壤、增强有机质含量、改善沙地结构有重要作用，进而为退沙还田、退沙还林创造有利条件。洋姜块茎富含果糖多聚物，可生产菊粉、低聚果糖、高果糖浆，具有控制血脂、降低血糖、防治便秘、促进矿物质吸收、防止腐生菌生长、减肥等功效。可生产天然益生素，广泛应用于医药和饲料行业。还可通过转化酶将洋姜茎块能源糖转化为乙醇、丁醇、微生物油脂或将洋姜茎叶秸秆气化合成甲醇等生物燃料。茎叶还是优质的饲料，嫩叶属高档蔬菜，可制作罐头。花的生物钙含量丰富，可作为花茶冲泡饮品。
洋姜是北方的下饭菜，外号叫“万年脏”，可以在墙角、路边、山沟、荒山、野岭、废墟及菜园的沟壑之中，肆意生长。在北方的夏末初秋开出金黄的花朵，象菊花又似向日葵，花谢茎枯后，深藏地下的块茎成熟。在农村属于很烂贱的洋姜，既不起眼，也不值钱，据【菊芋-产地价】网2023年11月19日公布的价格为0.69元/斤。据悉产地最低批发价400-600元/吨（批发量每次10吨以上），种植成本仅100-150元/吨。种植洋姜可以一劳永逸，一次播种后，洋姜将永久生存，翌年可不再播种，也就是说洋姜只要一次种植下去，永远都有收获。而且洋姜没有病虫害，非常便于种植管理。种植洋姜特别简单，就像栽种红薯苗一样，挖个坑埋上土，随便踩上两脚就可以了，不用浇水，不用施肥，来年就等着丰收。我国沙漠大都处于高寒地带，气候寒冷，冰冻期长，并且，干旱缺水，气候干燥，多风沙。而洋姜具有极强的耐寒和抗旱能力，可耐零下-40℃甚至更低的温度。即使干旱非常严重的时候，洋姜的地下块茎也会拿出尽可能多的养分供给地上部分茎叶生长，待块茎营养消耗殆尽时，地上茎叶死亡，然而地下块茎翌年仍可生长出新苗。可以说洋姜的生命力是非常顽强，被治沙权威称为治沙成本低、见效快的最佳方法。洋姜原产于北美洲，十七世纪进入欧洲，最后才传入中国。对于土壤，洋姜的要求很低，但产量却高到惊人。据介绍，洋姜平均亩产在5吨以上，比其他很多同类型农作物的产量都高。所以过去的很多年，种植洋姜的农户特别多，但最后都选择了放弃。它是闹饥荒的“救命粮”，种一次至少收20年，如今烂在地里没人要，因为无法创造可观的经济效益。主要原因，还是在于人们的生活水平提高了。物质匮乏的年代，洋姜是老百姓赖以生存的“粮食”，它的根茎富含丰富的淀粉，食用方法和红薯类似。整个冬季没有蔬菜，只需要把洋姜腌制成咸菜，就能轻松过冬。可现在反季蔬菜成为市场主流，哪里还有洋姜的一席之地呢？近些年来种植洋姜的人越来越少了，有人担心以后会彻底看不到它。其实这种想法是多余的，因为很多地区有野生的洋姜，完全可以够当地人食用。不种植的原因，也是因为它的产量太大，而市场的需求量又在逐渐减少。虽然如此，但不可否认洋姜具有巨大食用价值、医疗价值、能源价值、减碳价值及经济价值，只是目前还没有很好的去深入挖掘其能源潜力而已。
洋姜是糖料生物质原料，含有大量的糖可以被酵母等微生物直接利用，是一种非常有价值的用于生产乙醇的非粮原料。使用非粮洋姜糖类生物质原料生产乙醇，与粮食类淀粉质原料相比，可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序，其工艺过程和设备比较简单，生产周期较短。洋姜块茎中含有大量的菊粉--果糖，占其干重70%以上。洋姜丰富的果糖，经发酵制成乙醇，单糖发酵制取100%含量的乙醇，其产率为50%，乙醇是乙醇汽油的生物原料。
洋姜的地下块茎中还富含系列多聚果糖，可以转化为果寡糖。在果寡糖中加入一种大肠杆菌后，大肠杆菌能把果寡糖转化成生物柴油原料--微生物油脂。生物柴油的常规原料是动植物油脂，然而，我国油脂资源和人均耕地面积短缺，难以为生物柴油产业提供可靠的原料保障。微生物油脂，又称为单细胞油脂，是由产油微生物发酵得到的油脂。微生物油脂的脂肪酸组成，与植物油脂如菜籽油、棕榈油、大豆油等相似，主要含有棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸及少量多不饱和脂肪酸等。利用微生物生产油脂具有不受季节和气候的影响，生产原料来源广泛、生产周期短、产品高值化潜力大等优点。微生物油脂是非常具有潜力的生物柴油生产原料，中科院大连化学物理研究所生物质高效转化研究组开发了洋姜生物柴油技术。该技术利用产油微生物转化洋姜块茎，获得含油率50%以上的微生物菌体，按“带渣”发酵工艺路线进行500-L规模放大试验，糖利用率达到97%，油脂生成速率达到0.36 g/L•h，微生物油脂经提取后，再用转酯化制取生物柴油。采用本方法，直接用新鲜的洋姜块茎（含水率为70～80%）为原料，可获得生物柴油的转化产率高达5.0 %以上，产品十六烷值高于55。
洋姜的地上茎叶秸秆生物质产量高达10吨/亩，可用来气化合成低成本的绿色甲醇。甲醇可以制成甲醇汽油、甲醇柴油、甲醇生物柴油、M100甲醇燃料、船用甲醇燃料和即将到来的航空甲醇燃料，以及工业炉用、民用炉用甲醇燃料等生物液体燃料，几乎是陆、海、空动力燃烧和热力燃烧替代燃料的全覆盖。由此可见，洋姜全身都是宝，在低成本零碳排放的绿色燃料方面尽显英雄本色，说洋姜是“取之不尽、用之不竭”的可再生绿色能源【生物质之父】一点都不为过。
据2023年10月26日【爱釆购·精选回答】网〖卓采汇（上海）智能科技有限公司〗发表的题为《秸秆生产甲醇的成本分析》一文报道：“二、秸秆生产甲醇的成本分析。秸秆是一种植物纤维素的生物质原料，其含有大量碳水化合物。通过生物质技术，可以将秸秆中的碳水化合物转化为甲醇。秸秆生产甲醇的成本与化石能源比较，较低，有着积极的经济效益。根据科学家的估算，秸秆生产一吨甲醇的成本在2000元左右，而同等数量的煤制甲醇的成本为3000元左右。由此可见，秸秆生产甲醇在未来可以成为一种重要的能源替代品。”
据2023年3月7日【中研网】〖黄江〗发表的题为《2023年燃料乙醇价格行情与需求变化》一文报道：“2023年初开始东北燃料乙醇价格低位反弹，春节归市后主产区黑龙江燃料乙醇出厂价格涨至6900-7150元/吨含税，均价为7025元/吨”。
据2023年03月31日【贤集网】〖化工科技蓝领〗发表的题为《煤炭、二氧化碳、天然气和生物质，不同工艺制甲醇经济性哪个最高？》一文报道，挑选该文部分价格内容摘录如下：“根据统计数据显示，2022年煤炭全国市场均价在938元/吨，煤制甲醇生产成本在3195元/吨。如果按照甲醇市场价格2640元/吨计算，煤制甲醇2022年整体在亏损555元/吨，理论处于亏损的境地。”“根据2022年天然气法制甲醇的经济性来看，天然气价格按照民用气2.5元/立方米测算，得到天然气制甲醇的成本在2750元/吨。如果甲醇按照2640元/吨计算，天然气法制甲醇2022年亏损110元/吨。”“按照二氧化碳0.5元/立方米，以及氢气1.375元/立方米测算，二氧化碳制甲醇的成本为3673元/吨，其中氢气成本占比最大。如果氢气成本能够进一步降低，该项目将会有更好的经济性。如果按照甲醇2640元/吨测算，二氧化碳制甲醇在2022年的理论为亏损1033元/吨，属于严重亏损的状态。需要特别说明的是，由于消耗了二氧化碳，所以在碳税方面有一定的补贴，考虑补贴后，仍有超过1000元/吨的亏损。二氧化碳制甲醇更多的在于对二氧化碳的消耗，这个符合中国“双碳”的总体趋势及目标，战略意义大于经济效益。另外，如果该项目自身配套光伏发电制氢，尽可能降低氢气成本的前提下，该项目将会具备经济性。”
据【科易网】科技成果《年加工10万吨菊芋（洋姜）燃料乙醇》一文介绍：生物燃油开发量能达到1.05亿吨（其中生物乙醇0.16亿吨，生物柴油0.89亿吨），将创造5000亿元左右的年产值，吸纳1000万个以上的劳动力，特别是农村地区的劳动力，为带动农村经济发展起到极大的促进作用。同时，利用荒山、荒地、沙漠等非农田种植洋姜能源作物，还能增加植被覆盖面积，起到绿化的作用，可以减轻土壤侵蚀和水土流失，改善农业生态环境和农村的村容村貌。燃料乙醇作为燃料具有节省和环保的优点，可以节省石油资源，促进农业发展，具有显著的经济效益，该技术在国际上受到广泛的重视。该项目拟建设年处理80万吨菊芋加工厂20万亩，年产燃料乙醇10万吨，项目总投资6.2亿元，首期投资3亿元，吨生产成本3500元，国家对部分燃料乙醇企业实行不同幅度补贴，生产后的残渣可生产饲料，每吨价格至少可减少500元，因此综合计算，每吨燃料乙醇生产成本可降至3000元。
从以上成本得知，非粮洋姜生产燃料乙醇的成本3000元/吨，与上述报道的粮食生产的燃料乙醇6900-7150元/吨相比，其成本降低了一大半；比以上报道的2022年釆用煤炭、二氧化碳生产甲醇的成本分别为3195元/吨和3673元/吨还要低；而非粮洋姜茎叶秸秆生产甲醇的成本，根据以上报道仅为2000元/吨。显而易见，洋姜秸秆制甲醇其成本为最低。
海南省海洋油气研究所占小玲经过20多年的原创和创新，对非粮甲醇、乙醇生物汽油和生物柴油等生物液体燃料潜心研究，首创常温常压利用非粮生物质制备生物汽油和生物柴油工艺，其创新点在于：①釆用来源丰富的非粮廉价原料，不与人争粮、不与粮争地；②制备过程简单，制配成本低，经济效益显著，无须国家财政补贴；③常温常压制备绿色工艺，设备投资少、操作简便；④制备的产品分别达到乙醇汽油和生物柴油、甲醇汽油、M100甲醇燃料等国家标准，以及甲醇汽油、甲醇柴油、甲醇生物柴油、工业和民用甲醇燃料、船用甲醇燃料等团体、地方标准。
随着能源革命的不断深入，我国将有计划地开发可利用的土地资源发展能源农林业，促进生物质能产业快速健康发展。形成一条新型的能源农业产业链，带动传统农业向现代能源农业转变，创造大量就业机会，促进新农村的产业建设，必将为中国农村的城镇化建设提供强有力的支持。国家积极支持生物液体燃料的产业发展，《可再生能源法》明确规定石油销售企业应将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。国家还对符合国家标准的生物柴油执行免征消费税和70%增值税即征即退政策。基于环境保护的需要，我国禁用MTBE，这将会给甲醇、乙醇生物汽油提供一个大的市场。“非粮生物甲醇、乙醇”的技术创新和应用实践，已成为行业、企业和主管部门的工作重点。唯有如此，才能让甲醇、乙醇生物汽油、生物柴油发展与粮食脱钩，从而助力实现粮食、能源“双安全”。在我国利用非粮洋姜为原料，制备甲醇、乙醇生物汽油和生物柴油的前景十分广阔。洋姜的植株高，叶面积也相对大，地上植株高3米以上，并具有许多茂密的分枝。由于洋姜的这些特性，吸收空气中的二氧化碳能力就超级“恐怖”。因此，如果我国利用荒山、荒地、盐碱地、沙漠和滩涂等边际土地大规模的种植速生高效的绿色植物洋姜，估计最快2030年就可以实现全面碳中和。而且，这个是可以通过数据计算的碳中和解决方案。种植洋姜植物，不仅仅可帮助我国完全摆脱对石油的依赖，还可提前实现碳中和，更可以提高土地资源的利用价值。
从理论上讲，全球每年大概需要减少420亿吨CO₂才能阻止气候的继续恶化。为尽快阻止CO₂对气候的继续恶化，必须加大力度、加快减碳速度和降低减碳成本。采用低成本、零碳、非粮、非耕地种植洋姜提取甲醇、乙醇、微生物油脂等生物原料，分别用于生产甲醇燃料、乙醇汽油和生物柴油等生物液体燃料，是一种非常行之有效的廉价、快速、而又持续的减碳办法。其常温常压绿色制备生物液体燃料的技术原创和科技创新奌是：常温常压工艺，不需加热产生废气和消耗能源；常温常压设备，使产品的制造者更简便、省时省投资、降低成本；常温常压条件，适合普通文化人的操作，对后续推广更容易，便于广泛的大众化实施应用。进而有效的快速实现低成本的零碳排放，加快促进碳中和，为我国提前实现“双碳”目标发挥更重要的作用。
