编者按：根据最新发布的可再生能源发展规划，以甜高粱茎秆、木薯等非粮原料生产燃料乙醇的技术已具备商业化条件。规划强调加强能源作物生产组织体系建设，完善选育、种植、栽培及收购储存的产业化服务。本文作者黎大爵教授通过介绍甜高粱的选育和栽培成果，展示了这一能源作物解决能源问题的广阔前景。
甜高粱原为热带作物，但因种质资源丰富、品种繁多，生育期3-7个月不等，在热带、亚热带、温带均可栽培。我国是盛产高粱的国家，1993年粒用高粱栽培面积达282.8万公顷，总产量703.4万吨，占全球10.73%。我国甘蔗单产与世界持平，甜菜单产仅为世界平均的54%，而粒用高粱单产为世界平均的285%。甜高粱生物学特性与粒用高粱类似，实践表明我国非常适合其栽培。第四届世界能源协会国际座谈会指出，甜高粱作为大规模能源作物具备有利特性，前景广阔。
用甜高粱生产酒精具有以下优点：
1. 产量高
甜高粱生长快、产量高，在生物量能源系统中居首位。北京品种‘雷伊’在7月20日至26日间平均每天长高12厘米，无愧于“高能作物”称号。阿根廷试验表明，甜高粱碳水化合物产量为玉米的2倍。美国农业部数据显示，甜高粱酒精产量为500加仑/英亩（单季），分别为玉米的234%、粒用高粱的400%、小麦的633%、黑麦的926%、燕麦877%、大麦的602%、水稻的286%、白马铃薯的167%、甜马铃薯的263%、甜菜的121%。甜高粱种子和茎秆均可用于生产酒精，是理想作物。美国试验表明，每公顷甜高粱可产酒精6106升，高于甘蔗的4680升（高30%）。印度用甘蔗和甜高粱生产99.5%无水酒精，甜高粱单产5700-6500升/公顷/年，比甘蔗高30%。南斯拉夫试验显示，水浇地每公顷可产8000升酒精。中国科学院植物研究所试验表明，品种‘M81-E’、‘雷伊’、‘凯勒’和‘泰斯’的酒精产量分别为每公顷5607、5981、6131和6159升。日本学者新川清星试验显示，若将每公顷每天合成的碳水化合物转化为酒精，甜高粱为48升，而玉米、小麦和粒用高粱分别为15、3和9升。
与甘蔗相比，甜高粱生产酒精有多项优点：热带地区甜高粱一年可收获2-3次，甘蔗仅一次；甘蔗用茎秆繁殖，亩用500-800公斤蔗茎且不易机械化，而甜高粱用种子繁殖，每亩0.5公斤种子即可，一台播种机一天可播数百亩；甜高粱耐旱、耐涝、耐盐碱，需水量仅为甘蔗的1/3、玉米的1/2，肥料需求仅为甘蔗的35-40%。
美国能源部1979年酒精产量计划中，拟逐步用甜高粱取代玉米生产酒精，因甜高粱每英亩可产600加仑酒精，而玉米仅237加仑。在缺水、土壤贫瘠地区（如巴西北部、非洲部分地区和中国），甜高粱甚至比甘蔗更有希望（世界银行“撒哈拉生物酒精的前景和发展机会”研究摘要）。
2. 减排优良作物
开发甜高粱酒精燃料可降低大气中二氧化碳浓度。工业革命前CO₂浓度为280 ppm，2000年升至416 ppm，20世纪80年代后年均增长0.4%。专家指出，若温室气体增速不变，至2100年温度将上升1.5-4.5°C，海平面上升约1米。巴西发展甘蔗，每年吸收石化燃料排放CO₂的20%。甜高粱含硫量低（S<0.01%），种植一公顷每年可吸收45吨CO₂，生产11吨油当量净能而无CO₂排放。
3. 秆渣是造纸好原料
19世纪造纸主要用秸秆，20世纪用木头，21世纪秸秆和甜高粱纤维将成为主要原料。甜高粱纤维素密度高、可形成同质片状物，适于高质量纸张。茎秆含18-24%纤维，亩产纤维约900公斤。含50%水分的纤维（热值7531千焦/千克）可用作锅炉燃料，每千克秆渣可产2.4千克蒸气，燃烧一半即可完成加工，另一半可用于造纸。每产一吨酒精的秆渣可产5吨纸浆，而玉米、木薯无法比拟。
4. 有助于产业结构调整
2005年我国人口13.06亿，占世界20.1%，耕地仅占7%，人均耕地为世界平均1/3。1997-2003年耕地从19.5亿亩锐减至18.5亿亩，人口年均增加1000万。2001年玉米播种面积3.64亿亩，总产11408.8万吨，68%用作饲料。设甜高粱亩产6000公斤鲜饲料和250公斤籽粒，可产秸秆粉1870公斤（热值为玉米的107%、马铃薯干粉的138%），为2005年玉米单产352公斤的5.3倍、小麦单产285公斤的6.6倍。用0.5亿亩种甜高粱生产秸秆粉配合饲料，产量超过3.65亿亩玉米所产饲料。甜高粱每亩还可收150-500公斤籽粒，是粮食作物。因其用秸秆糖生产酒精，合理安排下不与粮争地，可缓解能源、粮食、环保问题。我国养殖业结构不合理，2002年猪肉产量4326.6万吨，占猪牛羊肉总产83.3%，远高于世界平均56.4%。猪饲料以粮食为主，而牛、羊以草为主，成本较低。2005年国际市场活猪价格11366元/吨，菜牛20446元/吨，牛肉价格高80%。调整养殖业结构，推广甜高粱发展草食家畜，对减少粮食压力意义重大。
联合国对发展中国家猪肉生产能力的估计表明，东亚和南亚是养猪增长地区，但饲料资源玉米和大豆粕分别短缺三分之一和二分之一。甜高粱秸秆饲料的发明为解决饲料问题提供了可行途径。
5. 超级甜高粱问世
杂交种子已广泛应用于水稻、玉米和粒用高粱。但粒用高粱雄性不育系配制的甜高粱杂种，因髓质对多汁为显性、非甜对甜为显性，导致茎秆蒲心、少汁、含糖下降。2001年北京绿能经济植物研究所在数万株甜高粱中发现一株茎秆富含糖分的雄性不育株，并用生物技术保存。2003年又发现一株秆高、茎粗的突变体，杂交后产生超级甜高粱，单产比美国常规品种‘凯勒’高40-80%，株高4.5-5.8米，单秆重1000-3800克。1985年作者测定28个品种280株平均秆重678克，2006年测定5418株平均秆重1119克，增加65%。1984年汁锤度平均13.7%，2006年5148株平均19.7%，提高43.8%。超级甜高粱将大大降低燃料酒精成本。
6. 茎秆可长期贮藏和运输
过去甜高粱茎秆不耐贮藏，热带地区需72小时内加工，否则蔗糖转化为葡萄糖。即使搭配早中晚熟品种，加工期不超过4个月。我国甘蔗糖厂生产季节每年仅3-4个月，设备闲置。糖秆作物秸秆贮藏专利技术可使茎秆体积和重量减少约2/3，长期贮存和长途运输，打破“18公里”禁区，实现糖厂和酒精厂周年生产，提高设备利用率和经济效益。
7. 生产成本低
美国农业部资料显示，甜高粱生产酒精成本为每加仑0.44美元，低于玉米1.14、粒用高粱1.08、小麦1.36、黑麦1.07、燕麦1.43、大麦1.43、稻谷2.88、白马铃薯4.35、甜马铃薯5.72、甜菜5.72、甘蔗1.56美元。泰国用糖蜜、甘蔗、甜高粱、木薯、玉米和稻谷生产酒精成本分别为每升0.137、0.199、0.136、0.132、0.222和0.508美元。美国初步分析显示，甜高粱酒精成本每加仑0.18-0.20美元，甜菜需0.34美元，高65-85%。
美国对糖料作物生产燃料和化学品的技术经济分析结论：甜高粱生产酒精和氨最有希望；其汁液发酵生产酒精在经济上已接近有竞争力，生产氨的成本可与煤制氨竞争。中近期甘蔗最有希望，长远看甜高粱最有希望。
1975年巴西实施“酒精燃料计划”，后石油价格大跌，但巴西坚持提高效率，使酒精成本从每升60美分降至约20美分，具有市场竞争力，称为“学习曲线”。乙醇燃料价格目前仅为汽油的约六成，考虑行驶距离后为七成。标致-雪铁龙巴西执行董事长塞尔日·哈比卜指出，油价在37美元以上时甘蔗乙醇有利可图，目前油价已超100美元。现代甜高粱品种与20世纪70-80年代不可同日而语，非洲试验显示，用优良甜高粱品种生产酒精成本为每升0.20美元，而当地甘蔗为0.25-0.45美元，成本仅为甘蔗的44%-80%。
假若我国3.64亿亩玉米地中，用0.5亿亩种甜高粱生产秸秆粉配合饲料，产量超过3.65亿亩所产饲料。节省的3亿亩土地中拿出一半（1.5亿亩）加上宜农荒地2亿亩，共3.5亿亩种植甜高粱生产酒精。以亩产5000公斤茎秆和250公斤籽粒计，每亩可产445升酒精，3.5亿亩可产1559亿升酒精，约为2006年全球酒精总产量的390%，可制成E20汽油醇7795亿升，满足近期能源需求。
20世纪70-80年代，我国从国外引进大量甜高粱种质资源和优良品种，选育出一批高产高糖品种。90年代以来，我国在甜高粱育种领域处于世界领先地位。受联合国粮农组织（FAO）委托，主持了第一轮国际甜高粱品种区域试验，主持首届全国甜高粱会议及第一届国际甜高粱会议，出版了中英文甜高粱专著。FAO高级官员Peter Griffee博士来华考察后通报：“甜高粱及甜高粱育种项目‘冠军’——黎大爵教授”。近期又培育出‘甜饲1号’、‘绿能2号’和‘绿能3号’等优良品种。大力开发甜高粱酒精燃料产业，开发“地面油田”，对保护环境、调整产业结构、增加就业、加速西部开发和农村城市化意义重大。
中华民族有五千多年历史，3000多年前祖先开创酿酒业，为现代酒精燃料产业奠定基础。20世纪80年代前美国在甜高粱育种领先，但其最早品种却是1854年通过法国从中国上海崇明岛引进。大力发展甜高粱燃料酒精产业，将带来能源安全、清洁环境，帮助8亿农民奔小康，开创农业和农村工作新局面。壳牌集团公司曾成功预报第一次世界能源危机，并勾画出未来能源轮廓：到2050年，可再生能源将占主导地位。让我们共同奋斗，迎接“绿色尽染”的年代。