隨著能源消耗量的不斷增加,有限的常規(guī)化能源棗煤,、石油,、天然氣等,,日趨緊缺,然而,,正當(dāng)人們對(duì)能源的前景感到暗淡和憂慮的時(shí)候,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了新的再生能源棗“石油植物”。
所謂“石油植物”,,系指那些可以直接生產(chǎn)工業(yè)用“燃料油”,,或經(jīng)發(fā)酵加工可生產(chǎn)“燃料油”的植物的總稱。例如,,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的大量可直接生產(chǎn)燃料油的植物,,主要分布在大戟科,如綠玉樹,、三角戟,、續(xù)隨子等。這些石油植物能生產(chǎn)低分子量氫化合物,,加工后可合成汽油或柴油的代用品,。
據(jù)專家研究,有些樹在進(jìn)行光合作用時(shí),,會(huì)將碳?xì)浠衔飪?chǔ)存在體內(nèi),,形成類似石油的烷烴類物質(zhì)。如巴西的苦配巴樹,,樹液只要稍作加工,便可當(dāng)作柴油使用,。
如前所述,,目前全世界植物生物質(zhì)能源(主要是森林)每年生長量相當(dāng)于600-800億噸石油,為目前世界開采量的20-27倍,,可見潛力之大,。目前,英,、美等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家用木材加工出石油已達(dá)到實(shí)用階段,。英國一家公司采用液化技術(shù),用100公斤木材生產(chǎn)了24公斤石油,,同時(shí)還生產(chǎn)出16公斤瀝青和15公斤蒸汽,。美國俄勒岡州一家以木片為原料的工廠,100公斤木片可制取30公斤石油,。
人們還發(fā)現(xiàn),,地球上存在著不少的“石油植物”,它們所分泌出的液體,,不需加工或稍經(jīng)加工就可作燃料使用,。如澳大利亞有一種名叫輻射校的樹,,含油率高達(dá)4.2%,也就是說,,一噸桉樹可獲取優(yōu)質(zhì)燃料5桶之多,。在菲律賓和馬來西亞,有一種被譽(yù)為“石油樹”的銀合歡樹,,這種樹分泌的乳液中含“石油”量很高,。巴西有一種香膠樹,割開樹皮就可流出膠汁般的樹計(jì),,它的化學(xué)成分與石油相似,。據(jù)實(shí)驗(yàn),這種樹汁不需任何加工,,就可當(dāng)柴油使用,,經(jīng)簡單加工可煉制汽油。這種樹每棵每年可產(chǎn)膠汁40-60公斤,。
經(jīng)專家測(cè)試,,某些芳草也含有“石油”。美國加利福尼亞州生產(chǎn)一種粗生分布廣泛的雜草,,由于黃鼠等嚙齒動(dòng)物很害怕它的氣味,,故取名黃鼠草。黃鼠草可以提煉“石油”,,大約每公頃這樣的野草可提取“石油”l000公斤,;若經(jīng)人工雜交種植,每公頃可提煉“石油”6000公斤,。目前,,美國學(xué)者已發(fā)現(xiàn)了30多種富含油的野草,如乳草,、蒲公英等,。此外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)300多種灌木,、400多種花卉都含有一定比例的“石油”,。
近年來,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)利用玉米,、高粱,、甘蔗的秸稈可以生產(chǎn)汽油酒精,并能直接用做汽車的動(dòng)力燃料,。目前,,美國銷售的“汽油”中,70%以上實(shí)際是酒精汽油(1:9的混合燃料),。巴西用甘蔗發(fā)酵生產(chǎn)酒精做汽車動(dòng)力燃料,。
目前,,世界上許多國家都開始“石油植物”及其栽種的研究,并通過引種栽培,,建立起新的能源基地棗“石油植物園”,、“能源農(nóng)場”,專家預(yù)計(jì),,在21世紀(jì)初“石油植物”將成為人類能源的寶庫,。
關(guān)于建立“能源農(nóng)場”的設(shè)想,卻是在一種特殊情況下提出來的,,它對(duì)于人類在21世紀(jì)啟用植物“石油”能源有著深遠(yuǎn)的意義,。1973年,石油輸出國組織成員國臨時(shí)停止向美國出口石油,,因此,,美國教授卡爾文想出了建立“能源農(nóng)場”這個(gè)主意,到現(xiàn)在已經(jīng)20多年了,,這個(gè)設(shè)想已在不少國家開始試驗(yàn),。
當(dāng)時(shí),這位科學(xué)家知道,,某些植物如橡膠樹,,能把碳化物變成碳?xì)浠衔飾椖z汁。他想,,既然橡膠樹能產(chǎn)生膠汁,,那么其他能進(jìn)行光合作用的植物也能合成類似石油的物質(zhì)。要得出這樣的結(jié)論,,他首先放棄了一些原有的習(xí)摜想法,。卡爾文教授是一位化學(xué)家,,1961年,他因?yàn)橐槐娟P(guān)于光合作用的著作而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金?,F(xiàn)在他是“能源農(nóng)場”的最熱心的支持者之一,,他跑遍全球去尋找那種具有合成燃燒能力的植物。
在巴西,,卡爾文教授看到一種名叫香膠樹的植物,,并參觀了割膠作業(yè)。據(jù)他觀察,,這種植物6個(gè)月內(nèi)能分泌出20-30升膠汁,,這種膠汁實(shí)質(zhì)上就是石油,化學(xué)特性同柴油相似,,所以不經(jīng)過提煉,,直接可以當(dāng)柴油使用,。今天,香膠樹大概是大自然中最理想的一種能直接提供“生物石油”的植物,。
卡爾文在加利福尼亞洲找到了另一種雖不像香膠樹那樣令人吃驚,,但分布非常普遍的植物,農(nóng)場主們把它叫作“黃鼠樹”,??栁慕淌诘膶?shí)驗(yàn)證明,人工制造石油并不需要幾百萬年的時(shí)問,,而是21世紀(jì)就可成功的事情,,那么,剩下的一個(gè)問題是:“能源農(nóng)場”的設(shè)想在工藝上是否行得通,?在經(jīng)濟(jì)上是否劃算,?
對(duì)于這個(gè)問題,由亞利桑那州植物生理學(xué)家皮帕爾斯主持的進(jìn)一步研究作出了回答,。數(shù)年來,,他們?cè)?ldquo;黃鼠樹”實(shí)驗(yàn)農(nóng)場做了一系列有趣的試驗(yàn)。得出的結(jié)論是:直徑為19.3英里的圓形土地種上黃鼠樹以后,,平均每晝夜可煉出500萬升石油,。
亞利桑那大學(xué)還開始設(shè)計(jì)某種提煉植物石油的企業(yè)的雛型,這種企業(yè)一周內(nèi)能生產(chǎn)450升黃鼠樹粉末,。同時(shí)又在設(shè)計(jì)既能提煉石油,,又能提煉乙醇的小型工廠。他們斷言,,再過10年以后,,工業(yè)提煉設(shè)備可以在一晝夜之間從1000噸黃鼠樹粉末中提煉出18萬升石油和13萬升乙醇。剩下來的渣滓可以作25000億千瓦的熱電站的燃料,。要達(dá)到這么大的生產(chǎn)規(guī)模,,需要開辟面積為14萬公頃的黃鼠樹種植場,相當(dāng)于美國匹茲堡市那么大,。
能夠供燃料的植物不一定都要在泥土里才能生長,。奧蘭多市凈化池里的風(fēng)信子長勢(shì)良好,污水是這種植物的最好營養(yǎng)物,。因此,,種植風(fēng)信子可以達(dá)到一箭雙雕的目的:不僅可以凈化水源,而且可以得到可燃?xì)怏w,,加拿大科學(xué)家在地下鹽水層中發(fā)現(xiàn)了兩種生產(chǎn)石油的細(xì)菌,,一種是紅的,一種是無色透明的。它們繁殖很快,,兩天可收獲一次,。一平方海里的水域里一年就可生產(chǎn)14億升“生物石油”。
石油植物作為未來的一種新能源,,與其他能源相比,,具有許多優(yōu)點(diǎn):
l.石油植物是新一代的綠色潔凈能源,在當(dāng)今全世界環(huán)境污染嚴(yán)重的情況下,,應(yīng)用它對(duì)保護(hù)環(huán)境十分有利,。
2.石油植物分布面積廣,若能因地制宜地進(jìn)行種植,,便能就地取木成油,,而不需勘探、鉆井,、采礦,,也減少了長途運(yùn)輸,成本低廉,,易于普及推廣,。
3.石油植物可以迅速生長,能通過規(guī)?;N植,,保證產(chǎn)量,而且是一種可再生的種植能源,,而非一次能源,。
4.植物能源使用起來要比核電等能源安全得多,不會(huì)發(fā)生爆炸,,泄漏等安全事故,。
5.開發(fā)石油植物,還將逐步加強(qiáng)世界各國在能源方面的獨(dú)立性,,減少對(duì)石油市場的依賴,,可以在保障能源供應(yīng)、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮積極作用,。
由此看來,,石油植物的開發(fā),是解決未來能源的有效新途徑之一,。難怪能源專家們指出,,21世紀(jì)將是石油植物大展宏圖的時(shí)代,。