全 文 ：书纤维素类能源草在京郊地区的
经济效益与生态价值评价
侯新村，范希峰，武菊英，左海涛
（北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心，北京１０００９７）
摘要：纤维素类能源草是一类重要的能源植物与良好的生物质资源。对柳枝稷、荻、芦竹３种纤维素类能源草从农
业种植到纤维素乙醇制备的整个过程进行了经济效益与生态价值的初步评价，结果表明，以柳枝稷、荻、芦竹为原
料，每制备１．００ｔ纤维素乙醇的经济效益分别为４１４７．８５，１１８５．０８，２０１９．７６元，柳枝稷最优，芦竹次之，荻再次
之；每制备１．００ｔ纤维素乙醇所需种植的柳枝稷、荻、芦竹的大气净化生态价值分别为４６３９．２８，４３５１．２５，
４３２０．３９元，柳枝稷最优，荻次之，芦竹再次之；３种纤维素类能源草均具有强大的固定大气ＣＯ２ 的能力，对于降低
温室气体ＣＯ２ 浓度、促进土壤碳的积累具有积极作用。
关键词：纤维素类能源草；柳枝稷；荻；芦竹；经济效益；生态价值
中图分类号：Ｓ２１６．２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１１）０６００１２０６
　 在世界各国开发可再生能源应对全球性能源危机与环境污染问题的今天，生物质能源独树一帜，发展潜力巨
大，被全球视为继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源［１，２］，已经成为了国际研究热点，而能源植物资源的培育
与开发应用是生物质能源产业发展的基础与前提［３］。纤维素类能源草是一类重要的能源植物资源，亦是良好的
生物质原料。禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）黍属（犘犪狀犻犮狌犿）的柳枝稷（犘犪狀犻犮狌犿狏犻狉犵犪狋狌犿）［４８］、荻属（犜狉犻犪狉狉犺犲狀犪）的荻
（犜狉犻犪狉狉犺犲狀犪狊犪犮犮犺犪狉犻犳犾狅狉犪）［６１１］、芦竹属（犃狉狌狀犱狅）的芦竹（犃狉狌狀犱狅犱狅狀犪狓）［６８，１２］即为３种理想的纤维素类能源
草。３种纤维素类能源草皆为多年生的高大草本植物，植株高大，生长迅速，生物质产量高，适应性极强，能够在
较为贫瘠的土地上正常生长，且均属于非粮能源作物。在我国，基于丰富的边际土地资源开展纤维素类能源草的
规模化种植与应用，发展生物质能源产业，可以实现“不与民争粮，不与粮争地”。
纤维素类能源草的生物质主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，尤其以纤维素与半纤维素的含量较高，预处
理后通过发酵方法制备纤维素乙醇液体燃料是其主要利用方式之一［１３］。纤维素是由Ｄ葡萄糖通过β１，４葡萄
糖苷键连接形成的具有晶体结构的线性直链高分子多糖，氧元素含量较高，非常适合通过发酵制备纤维素乙醇；
半纤维素是由戊糖和己糖及部分糖醛酸等结构单元构成的带有支链结构的高分子多糖，其聚合度比纤维素低一
些，加之带有分支结构，比较容易降解；木质素则是由苯丙烷及其衍生物为基本结构单元聚合而成的具有高度复
杂的三维立体空间结构的非晶体高分子无定型化合物，在当前的技术条件下难于被降解［１４１６］。因此，以纤维素类
能源草为原料制备纤维素乙醇时，一般希望其生物质中具有较高含量的纤维素与半纤维素、较低含量的木质素，
以获得更多的纤维素乙醇液体燃料，从而在一定程度上缓解当前的能源危机，应用前景较为广阔。
前人对于植物生态经济价值的评价主要集中在草原生态功能与价值核算［１７，１８］、宏观和局部区域生态系统服
务价值研究［１９，２０］、城市生态补偿能力衡量［２１］等方面，侧重对植物生态系统生态服务功能的评价。纤维素类能源
草是一类特殊的新型草本植物，其首要利用价值在于可以用作生物质原料制备纤维素乙醇液体燃料，以解决传统
能源紧缺的问题，同时因为具有较高的生物质产量与极强的适应性，在种植过程中可以带来可观的生态效益。
本研究立足于北京草业与环境研究发展中心小汤山能源草圃基地与首都师范大学生命科学学院纤维素乙醇
制备实验室，针对纤维素类能源草从农业种植到纤维素乙醇制备这一过程，对制备纤维素乙醇的经济效益进行初
１２－１７
２０１１年１２月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２０卷　第６期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
 收稿日期：２０１０１０１２；改回日期：２０１０１１２２
基金项目：北京市科技计划（Ｙ０６０５０６０００００７０１、Ｚ０７０００６０１５８０７０８）和北京市农林科学院青年科研基金（ＱＮＪＪ２０１０１９）资助。
作者简介：侯新村（１９７７），男，山东阳信人，助理研究员，博士。Ｅｍａｉｌ：ｈｏｕｘｉｎｃｕｎ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｗｕｊｕｙｉｎｇ１＠２６３．ｎｅｔ
步的核算，并对纤维素类能源草生长过程中固定ＣＯ２、释放Ｏ２、吸收ＳＯ２、滞降粉尘等大气净化生态价值开展初
步的评价，为促进以纤维素类能源草为原料的纤维素乙醇产业的发展奠定一定的研究基础。
１　材料与方法
１．１　小汤山能源草圃基地概况
小汤山能源草圃基地位于北京市昌平区小汤山镇（Ｎ３９°３４′，Ｅ１１６°２８′），该地区平均海拔５０ｍ，属典型的暖
温带大陆性季风气候，年平均气温为１１．７℃，１和７月平均气温分别为－４．１和２５．８℃，年平均降水量为５６９．８
ｍｍ，年平均无霜期为１９８ｄ，≥１０℃的年积温为４２００℃左右，年平均日照时数为２６４１．４ｈ。柳枝稷、荻、芦竹种
植试验地的土壤ｐＨ 值为７．６２，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为８４．０，６．５，１２９．０ｍｇ／ｋｇ，有机质含量为
１．５２％。
１．２　纤维素类能源草生物质产量的测定
小汤山能源草圃基地种植的柳枝稷、荻、芦竹均为５年生：柳枝稷于２００５年自美国引进，温室育苗后按株行
距０．８ｍ×０．８ｍ移栽种植；荻与芦竹于２００５年分别从山西、江苏两省的野生资源采集根茎种植，荻根茎按行距
０．８ｍ开沟埋土种植，芦竹根茎按株行距０．８ｍ×０．８ｍ挖穴埋土种植。
２００９年１０月，随机选取样方收获全部地上部茎叶，立即用水冲洗干净，于烘箱内１０５℃下杀青１５ｍｉｎ，后在
８０℃下烘干至恒重，称量并计算生物质产量（ｔ／ｈｍ２），样方面积均设为２．４ｍ×２．４ｍ，重复３次。
１．３　纤维素类能源草农业种植过程数据收集
对于纤维素类能源草的农业种植过程数据的收集主要包括土地成本、草苗成本、栽培种植成本、栽培管护成
本、栽培收割成本、灌溉成本、肥料成本等。以每种植１．０ｈｍ２ 的纤维素类能源草衡量，农业种植过程的成本数据
核算如表１所示。
表１　纤维素类能源草农业种植过程成本核算
犜犪犫犾犲１　犆狅狊狋犪犮犮狅狌狀狋犻狀犵犱狌狉犻狀犵狋犺犲犳犪狉犿犻狀犵犮狌犾狋狌狉犲狅犳犮犲犾狌犾狅狊犻犮犫犻狅犲狀犲狉犵狔犵狉犪狊狊犲狊 元 Ｙｕａｎ／（ｈｍ２·ａ）
纤维素类能源草种
Ｃｅｌｕｌｏｓｉｃｂｉｏｅｎｅｒｇｙ
ｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ
土地成本
Ｌａｎｄ
ｃｏｓｔ
草苗成本
Ｓｅｅｄｌｉｎｇ
ｃｏｓｔ
栽培种植成本
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｃｏｓｔ
栽培管护成本
Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
ｃｏｓｔ
栽培收割成本
Ｈａｒｖｅｓｔ
ｃｏｓｔ
灌溉成本
Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ
ｃｏｓｔ
肥料成本
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｃｏｓｔ
小计
Ｓｕｂｔｏｔａｌ
柳枝稷犘．狏犻狉犵犪狋狌犿 １５０００．００ ９００．００ ３７．５０ ３７．５０ ７５０．００ ６０．００ ４８７．５０ １７２７２．５０
荻犜．狊犪犮犮犺犪狉犻犳犾狅狉 １５０００．００ ６００．００ ３７．５０ ３７．５０ ７５０．００ ６０．００ ４８７．５０ １６９７２．５０
芦竹犃．犱狅狀犪狓 １５０００．００ ６００．００ ３７．５０ ３７．５０ ７５０．００ ６０．００ ４８７．５０ １６９７２．５０
１）土地成本（土地租赁成本）：按１５０００．００元／（ｈｍ２·ａ）计。
２）草苗成本（草苗培育成本）：柳枝稷幼苗按０．６０元／株计，种植密度按１５０００株／ｈｍ２ 计，利用年限以１０年
计，则其草苗成本为９００．００元／（ｈｍ２·ａ）；荻、芦竹根茎按０．４０元／株计，种植密度按１５０００株／ｈｍ２ 计，利用年
限以１０年计，则其草苗成本均为６００．００元／（ｈｍ２·ａ）。
３）栽培种植成本：按１ｄ每种植１．０ｈｍ２ 纤维素类能源草（挖穴、施底肥、移苗栽植、充足灌水等工作）需要
７．５个人力、１个人力按５０．００元／ｄ计，利用年限均以１０年计，则柳枝稷、荻、芦竹的栽培种植成本均为３７．５０元／
（ｈｍ２·ａ）。
４）栽培管护成本：按１ｄ每管护１．０ｈｍ２ 纤维素类能源草（整地与除草等工作）需要７．５个人力、１个人力按
５０．００元／ｄ计，利用年限均以１０年计，则柳枝稷、荻、芦竹的栽培管护成本均为３７．５０元／（ｈｍ２·ａ）。
５）栽培收割成本：按１ｄ每收割１．０ｈｍ２ 纤维素类能源草需要１５个人力、１个人力按５０．００元／ｄ计，则柳枝
稷、荻、芦竹的栽培收割成本均为７５０．００元／（ｈｍ２·ａ）。
６）灌溉成本（灌溉用水与用工成本）：按纤维素类能源草种植时一次性充足灌水成本为６００．００元／ｈｍ２ 计，利
用年限均以１０年计，则柳枝稷、荻、芦竹的灌溉成本均为６０．００元／（ｈｍ２·ａ）。
３１第２０卷第６期 草业学报２０１１年
７）肥料成本（种植与管护中的底肥与追肥成本）：按纤维素类能源草种植时一次性施足底肥（有机肥）３７５０．０
ｋｇ／ｈｍ２（有机肥料价格以０．５０元／ｋｇ计）、生长季追施１５０．０ｋｇＣＯ（ＮＨ２）２／（ｈｍ２·ａ）［ＣＯ（ＮＨ２）２ 价格以２．００
元／ｋｇ计］计，利用年限均以１０年计，则柳枝稷、荻、芦竹的肥料成本均为４８７．５０元／（ｈｍ２·ａ）。
因此，柳枝稷、荻、芦竹农业种植过程的成本分别为１７２７２．５０，１６９７２．５０，１６９７２．５０元／（ｈｍ２·ａ）。
１．４　纤维素乙醇制备过程数据收集
对于纤维素乙醇制备过程数据的收集主要包括电耗成本、设备成本（购买成本、维修费用、折旧成本）、人工成
本、水耗成本、辅料成本、其他成本等。
以每制备１．００ｔ纤维素乙醇衡量，纤维素乙醇制备过程的成本数据核算如表２所示（由首都师范大学生命
科学学院纤维素乙醇制备实验室提供）。
以柳枝稷、荻、芦竹为原料制备纤维素乙醇的成本分别为１０６７５．００，９６８５．００，１０３０５．００元／ｔ。
表２　纤维素乙醇制备过程成本核算与副产品收益
犜犪犫犾犲２　犃犮犮狅狌狀狋犻狀犵狅犳犮狅狊狋犪狀犱犫狔狆狉狅犱狌犮狋犻狀犮狅犿犲犱狌狉犻狀犵狋犺犲狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狅犳犮犲犾狌犾狅狊犻犮犲狋犺犪狀狅犾
犳狉狅犿犫犻狅犿犪狊狊狅犳犮犲犾狌犾狅狊犻犮犫犻狅犲狀犲狉犵狔犵狉犪狊狊犲狊 元 Ｙｕａｎ／ｔ
纤维素类能源草种
Ｃｅｌｕｌｏｓｉｃｂｉｏｅｎｅｒｇｙ
ｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ
纤维素乙醇制备成本Ｃｏｓｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｅｌｕｌｏｓｉｃｅｔｈａｎｏｌ
电耗成本
Ｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｃｏｓｔ
设备成本
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｓｔ
人工成本
Ｌａｂｏｕｒｃｏｓｔ
水耗成本
Ｗａｔｅｒｃｏｓｔ
辅料成本
Ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓｃｏｓｔ
其他成本
Ｏｔｈｅｒｃｏｓｔ
小计
Ｓｕｂｔｏｔａｌ
副产品收益
Ｂｙｐｒｏｄｕｃｔ
ｉｎｃｏｍｅ
柳枝稷犘．狏犻狉犵犪狋狌犿 ７０．００ ７００．００ ３００．００ １５．００ ９５００．００ ９０．００ １０６７５．００ １２８００．００
荻犜．狊犪犮犮犺犪狉犻犳犾狅狉 ７０．００ ７００．００ ３００．００ １５．００ ８５００．００ １００．００ ９６８５．００ ８５５０．００
芦竹犃．犱狅狀犪狓 ７０．００ ７００．００ ３００．００ １５．００ ９１００．００ １２０．００ １０３０５．００ ９６００．００
１．５　纤维素类能源草大气净化生态价值核算
纤维素类能源草大气净化生态价值主要从固定ＣＯ２、释放Ｏ２、吸收ＳＯ２、滞降粉尘４个方面评价［１７２１］，并分
别参照以下方法核算。
固定ＣＯ２ 量按每形成１．００ｋｇ生物质吸收１．６２ｋｇＣＯ２ 核算［２０］，其价值按每削减１．００ｋｇＣＯ２ 需要投资
０．２６０９元核算［１９］；释放Ｏ２ 量按每形成１．００ｋｇ生物质释放１．２０ｋｇＯ２ 核算［２０］，其价值按０．４０元／ｋｇＯ２ 核
算［１９，２０］；吸收ＳＯ２ 量按每形成１．００ｋｇ生物质每天吸收０．００１ｋｇＳＯ２ 核算［２１］，纤维素类能源草在京郊地区的生
长期以２１０ｄ计，其价值按每削减１．００ｋｇＳＯ２ 需要投资０．６０元核算［２０］；滞降粉尘量按１．２０ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）核
算［２１］，其价值按每削减１．００ｋｇ粉尘需要投资０．１７元核算［２０］。
２　结果与分析
２．１　每制备１．００ｔ纤维素乙醇的经济效益核算
２００９年，小汤山能源草圃基地种植的柳枝稷、荻、芦竹的生物质产量分别为２８．０５，２８．９５，３４．３５ｔ／ｈｍ２。参
考纤维素类能源草纤维素乙醇制备的试验研究结果［１３］，按纤维素乙醇理论制备产率计算，每制备１．００ｔ纤维素
乙醇，需要柳枝稷、荻、芦竹的生物质量分别为４．５１，４．２３，４．２０ｔ。因此，每制备１．００ｔ纤维素乙醇需要的柳枝
稷、荻、芦竹的种植面积分别为０．１６，０．１５，０．１２ｈｍ２，其农业种植成本分别为２７７７．１５，２４７９．９２，２０７５．２４元，纤
维素乙醇制备成本分别为１０６７５．００，９６８５．００，１０３０５．００元。纤维素乙醇按４８００．００元／ｔ计，副产品收益按每
制备１．００ｔ纤维素乙醇分别收入１２８００．００，８５５０．００，９６００．００元计。以柳枝稷、荻、芦竹为原料，每制备１．００ｔ
纤维素乙醇的经济效益分别为４１４７．８５，１１８５．０８，２０１９．７６元（表３），从经济效益角度看，柳枝稷最优，芦竹次
之，荻再次之。
在以柳枝稷、荻、芦竹为原料制备纤维素乙醇的经济效益核算中，副产品收益分别占２项经济收益（纤维素乙
醇收益与副产品收益）之和的７２．７％，６４．０％，６６．７％。在现有工艺水平和价格体系下，如果没有副产品收益一
项，扣除农业种植成本与纤维素乙醇制备成本，以纤维素类能源草为原料制备纤维素乙醇的经济效益为负。
４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
表３　每制备１．００狋纤维素乙醇成本与经济效益核算
犜犪犫犾犲３　犃犮犮狅狌狀狋犻狀犵狅犳犮狅狊狋犪狀犱犲犮狅狀狅犿犻犮犫犲狀犲犳犻狋狊犱狌狉犻狀犵狋犺犲狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狅犳狆犲狉１．００狋犮犲犾狌犾狅狊犻犮
犲狋犺犪狀狅犾犳狉狅犿犫犻狅犿犪狊狊狅犳犮犲犾狌犾狅狊犻犮犫犻狅犲狀犲狉犵狔犵狉犪狊狊犲狊
纤维素类能源草种
Ｃｅｌｕｌｏｓｉｃｂｉｏｅｎｅｒｇｙ
ｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ
纤维素类能源草面积
Ａｒｅａｏｆｂｉｏｅｎｅｒｇｙ
ｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ
（ｈｍ２）
成本核算Ｃｏｓｔａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ
农业种植成本
Ｃｕｌｔｕｒｅｃｏｓｔ
（元 Ｙｕａｎ）
制备成本
Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔ
（元 Ｙｕａｎ）
经济效益核算Ｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ
纤维素乙醇收益
Ｉｎｃｏｍｅｏｆｃｅｌｕｌｏｓｉｃ
ｅｔｈａｎｏｌ（元 Ｙｕａｎ）
副产品收益
Ｉｎｃｏｍｅｏｆｂｙｐｒｏｄｕｃｔ
（元 Ｙｕａｎ）
纯收益
Ｎｅｔｉｎｃｏｍｅ
（元 Ｙｕａｎ）
柳枝稷犘．狏犻狉犵犪狋狌犿 ０．１６ ２７７７．１５ １０６７５．００ ４８００．００ １２８００．００ ４１４７．８５
荻犜．狊犪犮犮犺犪狉犻犳犾狅狉 ０．１５ ２４７９．９２ ９６８５．００ ４８００．００ ８５５０．００ １１８５．０８
芦竹犃．犱狅狀犪狓 ０．１２ ２０７５．２４ １０３０５．００ ４８００．００ ９６００．００ ２０１９．７６
２．２　每制备１．００ｔ纤维素乙醇所需种植纤维素类能源草的大气净化生态价值核算
每制备１．００ｔ纤维素乙醇所需种植柳枝稷、荻、芦竹的大气净化生态价值分别为４６３９．２８，４３５１．２５，
４３２０．３９元（表４），从生态价值角度看，柳枝稷最优，荻次之，芦竹再次之。
３种纤维素类能源草均具有较强的固定大气ＣＯ２ 的能力，每制备１．００ｔ纤维素乙醇需要种植的柳枝稷、荻、
芦竹在一个生长季中固定的大气ＣＯ２ 量分别为７．３１，６．８５，６．８０ｔ，柳枝稷、荻、芦竹均具有较强的碳汇强度。
表４　每制备１．００狋纤维素乙醇所需种植纤维素类能源草的大气净化生态价值
犜犪犫犾犲４　犃犮犮狅狌狀狋犻狀犵狅犳犲犮狅犾狅犵犻犮犪犾狏犪犾狌犲狊狅犳犪犻狉狆狌狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳犮犲犾狌犾狅狊犻犮犫犻狅犲狀犲狉犵狔犵狉犪狊狊犲狊犪狊
狋犺犲狉犪狑犿犪狋犲狉犻犪犾狅犳狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狅犳狆犲狉１．００狋犮犲犾狌犾狅狊犻犮犲狋犺犪狀狅犾
纤维素类能源草种Ｃｅｌｕｌｏｓｉｃｂｉｏｅｎｅｒｇｙｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ 柳枝稷犘．狏犻狉犵犪狋狌犿 荻犜．狊犪犮犮犺犪狉犻犳犾狅狉 芦竹犃．犱狅狀犪狓
纤维素类能源草面积 Ａｒｅａｏｆｃｅｌｕｌｏｓｉｃｂｉｏｅｎｅｒｇｙｇｒａｓｓｓｐｅｃｉｅｓ（ｈｍ２） ０．１６ ０．１５ ０．１２
固定ＣＯ２量 ＱｕａｎｔｉｔｙｏｆＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎ（ｔ） ７．３１ ６．８５ ６．８０
固定ＣＯ２价值 ＶａｌｕｅｏｆＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎ（元 Ｙｕａｎ） １９０６．１９ １７８７．８４ １７７５．１６
释放Ｏ２量 Ｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｏｘｙｇｅｎｒｅｌｅａｓｅ（ｔ） ５．４１ ５．０８ ５．０４
释放Ｏ２价值 Ｖａｌｕｅｏｆｏｘｙｇｅｎｒｅｌｅａｓｅ（元 Ｙｕａｎ） ２１６４．８０ ２０３０．４０ ２０１６．００
吸收ＳＯ２量 ＱｕａｎｔｉｔｙｏｆＳＯ２ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ（ｋｇ） ９４７．１０ ８８８．３０ ８８２．００
吸收ＳＯ２价值 ＶａｌｕｅｏｆＳＯ２ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ（元 Ｙｕａｎ） ５６８．２６ ５３２．９８ ５２９．２０
滞降粉尘量 Ｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｄｕｓｔｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ（ｋｇ） ０．１９ ０．１８ ０．１５
消减粉尘成本Ｃｏｓｔｏｆｄｕｓｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（元 Ｙｕａｎ） ０．０３ ０．０３ ０．０２
小计Ｓｕｂｔｏｔａｌ（元 Ｙｕａｎ） ４６３９．２８ ４３５１．２５ ４３２０．３９
３　讨论
柳枝稷、荻、芦竹３种纤维素类能源草均具有强大的固定大气ＣＯ２ 的能力，利用我国丰富的边际土地资源开
展纤维素类能源草的规模化种植与应用，对于稳定大气中温室气体ＣＯ２ 的浓度、应对全球气候变暖趋势具有积
极的意义［２２］。由于草本植物的地下碳库远比地上碳库明显［２３］，基于边际土地上开展纤维素类能源草的种植与利
用，可以在一定程度上促进边际土地中有机碳的积累［２４］，改善土壤肥力状况，对于原本较为贫瘠的边际土地来说
可以起到一定的土壤改良与培肥作用。
在我国当前的纤维素乙醇制备工艺水平和市场价格体系下，由于成本过高，副产品收益成为当前以纤维素类
能源草为原料制备纤维素乙醇获得经济效益的主要保证。对于纤维素乙醇制备过程，这些副产品主要包括木质
素等可以用作精细化工原料的物质。木质素带有甲氧基、醚基、酚基等丰富的活性官能团，可以通过精细化工处
理获得吸附剂、表面活性剂、抗氧化剂、树脂等多种木质素精细化工产品［２５，２６］，开发利用前景广阔。
当前，我国以纤维素类能源草为原料的纤维素乙醇制备尚未实现产业化，本研究中采用的纤维素类能源草农
５１第２０卷第６期 草业学报２０１１年
业种植过程的数据来自开展了５年示范种植的能源草圃基地，纤维素乙醇制备过程的数据来自实验室制备纤维
素乙醇的小试装置，与将来纤维素乙醇产业形成后的情况均有一定的差别，这对评价结果的准确性存在一定程度
的影响［２７］，如纤维素类能源草农业种植过程并未考虑土地与气候条件的差异性等可以影响纤维素类能源草生物
质产量的因素，纤维素乙醇制备过程并未考虑纤维素乙醇制备和使用对环境造成的影响、不同草种最适宜的纤维
素乙醇制备工艺及酶制剂的差异性等，这些数据的缺失使得评价结果缺乏完整性。在纤维素乙醇制备实现产业
化以后，可以收集更加准确的农业种植过程与纤维素乙醇制备过程数据，进一步开展科学的研究分析，以更加准
确地评价以纤维素类能源草为原料的纤维素乙醇产业的经济效益与生态价值。
４　结论
以柳枝稷、荻、芦竹为原料，每制备１．００ｔ纤维素乙醇的经济效益分别为４１４７．８５，１１８５．０８，２０１９．７６元，从
经济效益角度看，以纤维素类能源草为原料制备纤维素乙醇，柳枝稷最优，芦竹次之，荻再次之。每制备１．００ｔ
纤维素乙醇所需种植柳枝稷、荻、芦竹的大气净化生态价值分别为４６３９．２８，４３５１．２５，４３２０．３９元，从生态价值
角度看，以纤维素类能源草为原料制备纤维素乙醇，柳枝稷最优，荻次之，芦竹再次之。
致谢：感谢首都师范大学生命科学学院杨秀山教授、北京交通大学交通运输学院卫振林教授的相关合作研究。
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