专利名称：种石油工程模型体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种反映新农村和现代农业生物资源高效利用和生物 能源开发生物工程技术复合情况的模型。
技术背景生物能源开发被誉为本世纪最富价值的产业，国际公认其市 场规模是网络经济的10倍。面对化石资源日益枯竭的窘境，世界正孕 育着一场用生物可再生资源替代化石资源的资源战略大转移。 一个全球 性产业革命正在朝着生物能源经济发展方向发展。
据报道，美国总统布什今年发表国情咨文称"美国太依赖石油"， 必须改变这种状况，摆脱对中东石油的依赖，他将积极推动通过开发新 技术寻找更洁净、低廉、可靠的替代能源，逐步加大酒精(乙醇)等在 能源结构中的比重，争取到2025年将美国从中东地区进口的石油减少 75%。最近，比尔*盖茨向以玉米生产乙醇的Pacific Ethanol公司砸 下8400万美元，买入该公司525万优先股。比尔 盖茨曾宣称下一 个超过他成为世界首富的人，必定出自生物技术领域。为了鼓励乙醇产 业的发展，美国政府规定，乙醇生产厂家每生产1加仑乙醇就可以享受 税款51%的退税优惠，仅此一项，乙醇生产厂家5年内就可以增加70 亿美元的收入，这将大大刺激生产厂家的积极性，也会大大降低乙醇燃 料的生产成本，推动乙醇燃料迅速推广。巴西是世界上最适宜种植甘蔗 的地区之一，甘庶又是制造乙醇的最好原料，与需要长途运输的原油相 比，乙醇的生产工厂就建在富产甘蔗的农场旁边，而生产乙醇后的工厂 垃圾则可直接进行焚烧发电，所发电力直接并入国家电网。由于巴西多 年的强力推广乙醇，迅速改变了巴西的经济结构，巴西不再需要进口石 油，光这一项费用就为国家节约690亿美元的外汇，这些资金留在巴西
国内，使一些农村因种植甘蔗而迅速致富。瑞典地广人稀，绝大多数土 地被森林和绿地覆盖，除用于生产和生活外，还有大量的剩余和废弃物 如枝杈、锯末屑、秸秆等，这些存量巨大的可再生植物纤维，经微生物 发酵后便可加工为燃料乙醇。15年后，将成为瑞典汽车的主要燃料。瑞 典已有一些家庭采用新型锅炉代替燃油锅炉，这种锅炉的主要燃料是由 林木及农产品废弃物制成的生物质颗粒。瑞典正计划用15年时间成为
世界第一个不依靠石油的国家。瑞典首相佩尔松已指定了一个特别委员
会，该委员会将负责拟订达15年内弃用石油的各种可行性方案，提议 将在今年夏天提交瑞典议会。据报道，美国和瑞典科学家已利用生物技 术将天然牧草转化成燃料乙醇已获成功，预计未来5-10年就可投入产 业，生产出大规模的生物能源。
早在80年代初，钱学森就预言"农、林、沙、草、海"五大产 业将在2 1世纪掀起第六次产业革命。我国可作为生物能源植物原料种 植的土地约1亿公顷，每年可以生产燃料乙醇和生物柴油1亿吨，至少 相当于大庆油田的产量。三峡电站2009年完成一期工程后，总投资约 1800亿元，年发电1000亿度，相当一个大庆的能源当量，而发展生物 能源只需要700-800亿元就能创造一个"绿色大庆"，是三峡工程建设 投资成本的三分之一左右。目前中国各地竞相投资以一种稀缺资源去替 代另一种稀缺资源的一"煤变油"项目成本更高，相当于一个大庆的 5000万吨"煤变油"要5000亿元。两院院士石元春呼吁"三农"问 题是全党工作的重中之重，石油短缺已经威胁到国家经济与国防安全， 生态环境恶化的压力越来越大，是该采取重大战略行动和创造奇迹的时 候了。他说，为农业开辟第三战场和种出"绿色大庆"，似乎是匪夷所 思和过于大胆，但又是那么现实、可行，离我们那么近。在当前石油价 格猛涨、能源频频告急的时候，发展生物能源替代传统能源不仅完全可 能，而且也是现实的迫切需求。目前，也是我国草业科学走出困境，发 展生物工业的必然选择，是大规模提高草业生产效益的唯一出路。
诚然，石油是工业的血液，土地是经济增长的基础。高度依赖石油 和充斥着一次性物品、以矿物燃料为基础、汽车为中心的西方经济模式 已不适应中国，据统计，大庆油田在未来7年内石油将以每年200万吨 的数量锐减，开采区草原荒漠化已达95%，我国伴随资源而兴建起来的 矿业城镇有400多座，其中20%处于成长期，68%处于成熟期，12%处于 衰落期，400座矿山已经或将要闭坑，50多座矿城正处于衰减的状态， 遭遇资源"瓶颈"，面临矿竭城衰的严峻挑战。另外，我国产业"同构 现象"十分严重，在"长三角"16个城市中，选择汽车作为重点发展产 业的有11个，选择石化产业的有9个，选择电子信息业的有12个。在 食品饮料、纺织、印刷、塑料、办公机械等产业同构率竟高达80%以上！
长三角人多地少，按照目前的土地批租速度，13年后，长三角将无地可 用。没有了 "土地要素"的支持"国际制造业转移机遇"无疑将成为一
句空话，寻找新的经济增长方式和产业转型，已经成为长三角发展的客 观需要和不二选择。对生物能源产业发展来说，最重要的不是怎样把原 料变成燃料，而是要解决大量、稳定、低成本的原料供应问题。"土地 和原料"是生物能源发展的基础，没有"土地和原料"的支撑，生物能 源的发展将是一句空话。我国尽管目前耕地快速减少的态势得到扭转， 但国家耕地资源仍然非常有限。中国目前只有18.3亿亩的耕地面积， 15.6亿亩到16亿亩用于粮食生产，以现有耕地面积保证粮食安全难度 相当大。目前耕地在不断减少，人口在不断增加，按目前趋势分析，到 2020年，耕地缺口将达到l亿亩以上。我国的60亿亩草地，尤其是南 方10亿多亩优质草山(坡)资源是生物能源原料生产的广阔天地。西 部草地大、原料成本低，但市场小，工业基础差；东部草地少，原料成 本高，但市场大、工业基础好。我国的国情决定了只有"东西部结对"， 依靠新农村建设中形成的种石油的生物能源农民产业工人发展现代农 业，加快"糖 粮"双髙产甜髙粱、薯类等原料的产业化进程，才能使 生物能源产业快速发展，种石油工程得以实施。
"种石油工程"是在生态保护和重建的基础上，城乡和区域统筹， 依靠社会主义新农村建设中形成的种石油的生物能源农民产业工人，以 促进东西部资源枯竭和产业同构型城市与生态脆弱和贫困地区结对转 型发展不依赖石油的新型草变油生物工程技术和现代农业为目标，通过 建立党内外专家组成的特别委员会和以企业为主体、市场为导向、产学 研相结合的"种石油基金会"，跟踪美国、巴西和瑞典等国家不依赖石 油的产品、关键技术、重大工程进程，拟订15年内弃用石油的各种可 行性方案，制定对策，组织联合体进行科技攻关。率先让东部的大庆油 田、江苏石化、长春市、汽车集团与西部农牧公司结对发展乙醇及乙醇 汽车，充分利用退化或荒漠及荒漠化草地、盐碱、山坡地、农牧交错带 和矿产开采区等典型生态脆弱和贫困地区发展生物能源产业，以"种石 油基金会"自主知识产权许可权连锁经营的形式，将不依赖石油的种石 油的生物能源产业扩大到全国226个牧区和半牧区、592个贫困县和118 座矿产资源枯竭型城市。使农牧民成为新农村种石油的生物能源产业工
人，走上建设社会主义新农村的致富之路。力争在15年里，减少石油
进口 50%;掀起钱学森预言的第六次产业革命；变"末端治理"为"源 头治理""投资拉动"为"创新和消费拉动"；使生物能源成为，农民 增收、西部幵发、东北振兴和长三角转轨的发动机和领头羊；实现以目 前的依赖石油和国外的"网络和矿物石化及汽车为中心"的西方城市 经济模式，向以依靠创新和国内的"生物石化及汽车为中心"的中国新 农村经济模式的战略转移。
我国拥有60亿亩草地(边际性土地)，占国土面积的41. 7%，比林地
和农田总和还要大。另外，还有10多亿亩为沙荒、盐碱、山坡地；50
年代以来开垦草原1. 45亿亩撂荒地和牧区2.1亿亩的宜农土地；南方 10亿亩草山草坡和3亿亩冬闲田(冬季不种的土地)可发展生物质原料
生产，具有巨大的生产生物能源的土地源泉，有望在生态保护和重建的 基础上，建成大规模"种石油"产业化战略基地。
西部地区土地总面积6. 75亿公顷，其中草原约占一半，达到3.31 亿公顷，占全国草原总面积的84.1%。但由于长期以来投入低，靠天养 畜，超载过牧，草地退化、沙化、盐碱化严重，生产率仅为世界平均的 三分之一，面临严重的"生态赤字"。起点低、污染重、破坏强的开发 项目"遍地开花"，给草原生态带来灭顶之灾，工业化使草原不再美丽， 低效畜牧业导致牧民贫困、生态恶化，牧区急需发展大规模的高新技术 支持的现代化草业，走"工业反哺畜牧业"之路。
我国北方牧区急需增加投入，合理轮牧，防止草地进一步退化，并 逐步发展人工词料生产以提高牲畜质量，增加食草畜禽的产量和生产效 益。联合国粮农组织指出，虽然高粱以谷类作物而闻名于世，但甜高粱 主要用作畜牧饲料，其高光合作用率所产生的5米高的叶茎是极好的青 贮饲料。这些茎还含有丰富糖分，可加工成粗糖或通过蒸馏生产乙醇。 甜髙粱由于其广泛的适应性，对干旱和盐碱土壤的显著抗性及耐水涝， 被称为"作物中的骆驼"。在中国受干旱和盐渍土壤影响的地区，甜高 粱将成为可持续农业发展的关键。2005年大庆市1034万亩草原全部实 施"舍饲禁牧"，杜尔伯特县引导群众"引草入田"，从国外引进甜高 粱，亩产达5吨， 一亩甜高粱能养三四头牛。而且一亩甜高粱的生物产 量相当于目前100亩草原的产草量， 一户种10亩甜高粱就等于拥有1000
亩草原。几年前走在乡村路上，盐碱地随处可见，如今道路两侧呈现的是绿草青青。每亩甜高粱可产乙醇715升，高出玉米、小麦3-5倍。美 国以玉米为原料生产酒精每升成本为0. 33美元，欧盟为0. 55美元，而巴 西以甘蔗为原料生产的酒精成本为0.19美元。每公顷甜高粱年产酒精 6，106升，而甘蔗只有4,680升。甜高粱的茎秆中含有18-24%纤维， 只要燃烧一半的秆渣即可完成加工自身的任务，另一半秆渣还可用以制 造秸秆饲料或燃料。据测算，1亿亩甜高粱可产95%乙醇2800万吨，可 转化成乙烯2000万吨如2000万吨从原油中提取需原油6000万吨。秸 秆体积大，能量密度大大低于煤和石油，乙醇又是液体燃料，我国地形 复杂、结构分散的国情决定了甜高粱直接加工成乙醇的成本高、生产规 模小、很难建立大规模的供应系统。另外，甜高粱秸秆必须在收割后 24—48小时内完成榨汁浓縮成浆过程，否则会发酵，影响产量和质量。 目前国内采用"一步法"制乙醇，虽然秸秆贮存期达4个月以上，但总 糖损失率仍在10%。乙醇是我国有机物排放量最大、环境污染最重的行 业之一，中国工程院的一个咨询项目显示在我国西北，生活在水环境 严重污染地区和中度污染地区的人口数量，已占西北地区总人口的7 9 . 1 %，主要污染因子是C 0 D (有机污染物)、B 0 D (生物污染物) 和氨氮。如按发改委表示的"十一五"期间依靠现有的基础和条件，乙 醇产量再翻一番，即年产1000万吨，B0D和C0D废水将占到全国的一半， 将对我国的环境和水资源构成严重威胁。"粗糖"为固体或浓缩液，体 积小、能量密度与煤和石油相当，规模化生产十分方便，只是简单的"压 榨-加热-脱水"物理过程，无耗水和排污，加工、贮存和运输成本大大 低于"秸秆"，西部草原和贫困山区农户都能做。假如我们采用由农民 生产销售商品化的"工业粗糖"，再以东西部结对"二步法"模式生产 乙醇，(西部农村生产粗糖原料一东部城市大规模集约化生产乙醇一工 业反哺农业)，不仅能够在草地生态系统功能恢复重建的同时，低成本 规模化开发利用甜高粱，还可以充分利用退化或荒漠及荒漠化草地、盐 碱、山坡地、农牧交错带和矿产开采区等生态脆弱和贫困地区发展乙醇 产业，有效控制乙醇工业污染，有利于改善环境和增加农民收入。我国南方10亿亩草山草坡和3亿亩冬闲田发展生物能源潜力巨大，应在封育和恢复保育前提下，增加草山草坡的生态功能和生产能力，大 量生产出优质的饲料和燃料、乙醇原料、草质材料，生物药品，生物制 品、食品和营养品等工业产品，例如薯类、紫花苜蓿，三叶草和鲁梅克斯经精加工和深加工和生化转化和提纯的产品等。薯类包括甘薯、木薯和马铃薯。甘薯在我国栽培分布极为广泛，南方盛产木薯，北方盛产马 铃薯。同时甘薯、木薯和马铃薯也是乙醇生产的优质原料。甘薯是我国 的主要粮食作物之一，仅次于水稻、小麦和玉米，居第四位。甘薯能抗 旱、耐瘠、耐碱，对土壤的要求较低，其适应性和抗旱性都很强，是一 种易于保高产的作物。我国甘薯常年种植面积约1亿亩，总产量在1亿 吨以上，无论种植面积还是年产量，均居世界首位。木薯亦称"树薯"， 大戟科、亚灌木。喜温暖气候，耐旱耐瘠。切茎繁殖，块根富含淀粉， 茎叶可作饲料。在巴西，为了推动乙醇生产，木薯被当着甘蔗的补充代 用品，因为木薯可以在酸性和贫瘠的土地里种植，而甘蔗只能在比较适 宜的环境下生长。最近，我国在滨海沙漠地区大规模种植木薯获得成功，平均亩产达3.5吨。木薯生产乙醇有成本低廉的特点，如我国西部的广 西目前尚未开发的草山草坡约有800万亩，其中约有200万亩低坡荒地 适宜种植木薯。据测算，加工l吨燃料乙醇，用玉米需要3.3吨，按照 现行最低价每吨900元计，需要2970元；用甘蔗需要17吨，每吨160 元，需要2720元；而用木薯需要7吨，每吨350元，仅为2450元。以 木薯制取燃料乙醇，有利于增加农民收入。建设年产10万吨的木薯制 取乙醇项目，每年需加工消耗70多万吨鲜木薯或28万吨干木薯片，年 销售收入5亿多元，利税8000多万元，可为农民直接创收2,5亿元， 带动12万户农民增产增收。同时，还可为社会提供数百个就业岗位， 形成年运输量80万吨以上。中国作为马铃薯生产大国，种植面积达470 多万公顷，占世界25%;总产量为7500多万吨，占世界的19%和亚洲的 70%。目前，马铃薯在中国正向效益型作物转变，许多新用途也正在被 开发，淀粉加工和食品加工比重也在逐步增加。在中国东北南部、华北 和华东地区，马铃薯作为早春蔬菜和加工原料成为农村致富的重要作 物；在华东南部和华南大部，鲜薯出口可获极大经济效益；在西北和西 南山区马铃薯作为重要粮食作物在解决农民温饱问题上发挥着关键作 用。以薯类制取乙醇，有利于环境保护和贫困地区的脱贫致富。我国目前有592个贫困县，贫困人口近3000万。贫困地区大多是
山区、草原牧区和生态脆弱区。中国很多牲畜是架子牛、架子羊，没有 较高的经济价值，要解决这一问题，饲料是关键。所以，发展低成本规模化的饲料工业是牧区早日走上"工业反哺畜牧业"的关键选择。西部农牧民的主要能源利用方式， 一是砍柴烧火；二是用牛粪作燃料。例如， 2002年以前，贵州省农村每年烧柴450万立方米，占全省林木砍伐总量 50%以上，这种现象在全国其它地方普遍存在。大量的生物质被作为燃 料在低效率的炉灶中烧掉，陷入了 "缺柴草则滥砍滥伐破坏植被，植被 破坏导致荒漠化、水土流失和干旱加剧"，生态环境的恶化更加剧了贫 困，形成了 "能源短缺-过量樵采-生态破坏-能源更加短缺"的恶性循 环。又如，内蒙古空气和湿度使饲料养分利用率高，不仅是很有名的牧 区，也是极为重要的农区。可当地农牧民一直使用牛粪作为燃料，据测 算，把一公斤牛粪渗到土壤中，保水率增加2. 5倍。内蒙有优越的牧 草、可再生植物纤维资源，所以不应将牛粪作为燃料，而应充分利用生 物质燃料和发挥牛粪的保水功能。生物质能的能量密度极低、具有高度 分散和腐蚀性强等特点。而中国的生物质成型燃料技术大多是从秸秆压 縮成型饲料转变而来，所以要通过颗粒料冷成型等新技术发展，充分利 用面广量大的草地生物质原料转化成饲料和燃料的多用产品在我国农 村和牧区推广利用，而不能盲目照搬国外的经验，如瑞典发展以枝杈、 锯末屑、秸秆等为原料生产的生物质颗粒成型燃料或象巴西将农林业废 弃物等进行大规模地工业气化、液化或发电。应根据中国的国情，因地 制宜，大力发展以牧草、甜高粱秸秆渣、薯类茎叶、甘蔗渣、农林和工 业废弃物等为原料压縮或冷成型生产的"可用作燃料和乙醇原料的生 物质成型饲料"，大力发展牧草生物工业。实施"种石油"的关键是要加强示范和教育，通过"种石油工程" 模型及模式的推广展示将是十分有效的方法。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种可以充分展示种石油工程构造情 况，具有示范教育作用的种石油工程模型体。 本实用新型的技术解决方案是一种种石油工程模型体，其特征是有托盘，托盘上装反映中国西部情况的模型块，该模型块与反映中国东部结对转型发展生物能源的模
型块连接；托盘上装反映城乡和区域统筹、依靠社会主义新农村种石油 的生物能源农民产业工人发展现代农业和"甜高粱制粗糖-乙醇-乙烯" 系列产品及产业链的模型块，装于托盘上的反映"薯类或耶路撒冷菜蓟 -乙醇-乙烯"系列产品及产业链的模型块与体现"可用作燃料和乙醇 原料的生物质成型饲料"系列产品及产业链模型块连接，托盘上装反映 减少石油依赖的新型草变油生物工程技术和植物醇灵活燃料汽车模型 块。
托盘上装反映在封育和恢复保育前提下增加草地生态功能和生产 能力，大量生产饲料和燃料、乙醇原料、草质材料，生物药品，生物制 品、食品和营养品草变油系列工业产品内容的模型块。托盘上装反映乙 醇工业污水控制和综合利用模型块。托盘上装反映大规模高新技术支持 的现代化草地畜牧业和草地农业情况的模型块。
本实用新型结构合理，可向人们充分展示新型草变油生物工程技术 构造和"种石油工程"系统情况，普及依靠新农村种石油的生物能源农 民产业工人，在生态保护和重建的基础上，东西部优势互补结对发展减 少石油依赖的新型草变油生物工程技术情况和低成本规模化开发利用 甜高粱、薯类和生物质成型燃料现代农业的知识，宣传利用退化或荒漠 及荒漠化草地、盐碱、山坡地、农牧交错带和矿产开采区等典型生态脆 弱和贫困地区以结对模式大规模集约化发展乙醇和乙醇汽车、生物质产 品等一系列草变油工业产品生物能源产业，使农牧民成为社会主义新农 村的生物能源产业工人，走上建设社会主义新农村的致富之路的好处， 有利于加快转变经济增长方式，推动经济又快又好发展，为实施可持续 发展现代新的农牧业和草业战略做出杰出贡献。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 附图是本实用新型一个实施例的结构示图。
具体实施方式
一种种石油工程模型体，有托盘1，托盘1上装反映中国西部草地、 撂荒地、沙荒地、盐碱地、山坡地以及农牧交错带和矿产开采区生态脆 弱和贫困区情况的模型块2，模型块2连接中国东部的大庆油田、江苏 石化、汽车集团、长春市、产业同构型城市，城乡和区域统筹发展，依
靠新农村种石油的生物能源农民产业工人，在生态保护和重建的基础上 结对转型发展不依赖石油的现代农业生物能源产业情况的模型块3;展 示反映低成本规模化"甜高粱制粗糖-乙醇-乙烯"系列产品及产业链内 容的模型块4与模型块3连接；展示"薯类或耶路撒冷菜蓟-乙醇-乙 烯"系列产品及产业链内容的模型块5与模型块4连接；体现"可用作 燃料和乙醇原料的生物质成型饲料"系列产品及产业链内容的模型块6 与模型块5连接，托盘1上还装有减少石油依赖的新型草变油生物工程 技术结对发展"植物醇灵活燃料汽车"情况的模型块7。托盘1还装有反映在封育和恢复保育前提下，增加草地生态功能和生产能力，大量生 产词料和燃料、乙醇原料、草质材料，生物药品，生物制品、食品和营养品草变油等系列工业产品内容的模型块8。托盘1上装有反映乙醇工 业污水控制和综合利用情况的模型块9。托盘1上装有反映大规模的高 新技术支持的现代化草地畜牧业和草地农业情况的模型块10。
权利要求1、一种种石油工程模型体，其特征是有托盘，托盘上装反映中国西部情况的模型块，该模型块与反映中国东部结对转型发展生物能源的模型块连接；托盘上装反映城乡和区域统筹、依靠社会主义新农村种石油的生物能源农民产业工人发展现代农业和“甜高粱制粗糖-乙醇-乙烯”系列产品及产业链的模型块，装于托盘上的反映“薯类或耶路撒冷菜蓟-乙醇-乙烯”系列产品及产业链的模型块与体现“可用作燃料和乙醇原料的生物质成型饲料”系列产品及产业链模型块连接，托盘上装反映减少石油依赖的新型草变油生物工程技术和植物醇灵活燃料汽车模型块。
2、 根据权利要求1所述的种石油工程模型体，其特征是托盘上 装反映在封育和恢复保育前提下增加草地生态功能和生产能力，大量生 产饲料和燃料、乙醇原料、草质材料，生物药品，生物制品、食品和营 养品草^油系列工业产品内容的模型块。
3、 根据权利要求1或2所述的种石油工程模型体，其特征是托 盘上装反映乙醇工业污水控制和综合利用模型块。
4、 根据权利要求1或2所述的种石油工程模型体，其特征是托 盘上装反映大规模高新技术支持的现代化草地畜牧业和草地农业情况 的模型块。
专利摘要本实用新型公开了一种种石油工程模型体，其特征是有托盘，托盘上装反映中国西部情况的模型块，该模型块与反映中国东部结对转型发展生物能源的模型块连接；托盘上装反映城乡和区域统筹、依靠社会主义新农村种石油的生物能源农民产业工人发展现代农业和“甜高粱制粗糖-乙醇-乙烯”系列产品及产业链的模型块，装于托盘上的反映“薯类或耶路撒冷菜蓟-乙醇-乙烯”系列产品及产业链的模型块与体现“可用作燃料和乙醇原料的生物质成型饲料”系列产品及产业链模型块连接，托盘上装反映减少石油依赖的新型草变油生物工程技术和植物醇灵活燃料汽车模型块。本实用新型结构合理，向人们充分展示新型草变油生物工程技术构造和“种石油工程”。
文档编号G09B25/00GK201017515SQ20062007025
公开日2008年2月6日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者张绍林, 李建龙, 李怀义, 窦观一 申请人:窦观一