幾百年來壹直在燃料王國裏獨領風騷的煤和石油,是由遠古時代的動植物生成的。那麽我們能種植能源作物並直接從能源作物中生產燃料嗎?這是21世紀引起廣泛關註的新問題。理想的生物燃料作物應該具有高的光合能力。到目前為止,科學家已經發現了40多種可以產生“油”的植物。正在進行品種選擇和品質優化,盡快準備商業化生產。這裏有壹些理想的生物燃料作物。
原產中國、華北和日本。其優點:1。生長迅速:壹季可高3米,被稱為“象草”。2.侵略性生長:能在從亞熱帶到溫帶的廣大地區生長,在強日照和高溫條件下旺盛生長,肥水利用率高。生長期不施化肥農藥,其根莖上強健的根系能有效吸收養分。3.完全燃燒:“芒”在收獲時只含有20%-30%的水分,它在生長過程中釋放的二氧化碳和從大氣中吸收的壹樣多,而不會增加大氣中的二氧化碳含量。4.成本低:其投資不到種植油菜的1/3。5.高產:每公頃產量高達44噸。每公頃平均年產量為12噸油,高於現有的任何其他能源植物,並且可以連續多年收獲。
海帶和海帶-原產於加州。從這種巨型海帶中,可以提取大量的合成天然氣,以及氯化鉀和化妝品中的乳化劑。其特點:生長迅速,可長2英尺(L英尺= 0。3048米),不到5個月就能長到200英尺(60.96米)。美國政府在加州海岸開辟了壹個面積為400平方公裏的海底農場,專門種植巨型海帶。經專門的采收船采收後,通過自然發酵或人工加速發酵,每年可生產超過220億立方英尺的合成天然氣,可供壹個5萬人口的城市使用。根據臺灣省科學家的實驗結果,投資和運行成本相對較低:“海帶天然氣”每立方米價格為新臺幣65438元+0.5元,而工業用天然氣每立方米為新臺幣9元。僅此而已:巨藻有資格做能源救星。巨藻的生長溫度在15 ~ 20℃之間,所需電流不大。我國澎湖、馬祖附近的海灣適合巨藻生長。但由於巨型海帶需要在150-300米的深度才能獲得足夠的營養,矛盾在於不易收獲,陽光無法穿透,導致光合作用困難。只有突破這個難題,巨型海帶的未來才能超越其他種類的生物能源。
巨型海帶每年還可以用來生產氯化鉀和化肥,提取化妝品的乳化劑,增加魚和牡蠣的產量。
美國西海岸水域中豐富的壹種巨型海藻可以用來提取汽油和柴油作為石油的替代品。美國能源科學家正在進行實驗。如果實驗成功,這種海洋植物的汽油價格將低於普通汽油。巨藻壹般有70-80米長,最長可達500米。巨藻還可以提取藻膠,制造塑料和纖維板,也是醫藥工業的原料。它富含甲烷,可以用來制造氣體。這種新的綠色能源前景誘人。在大陸架水域可以大規模培養巨型藻類。葉子集中在海水表面,便於機械化收割。它的生長速度很驚人,每天晝夜能長30厘米,壹年能收割三次。
日本發展輕工業和工業的中央研究所生物化學研究所已經成功地從壹種淡水藻類中提取了油。這種藻類在吸收二氧化碳進行光合作用的過程中,會在體內積累油脂。在研究過程中發現,這種藻類不僅二氧化碳吸收率高,而且產油能力也遠遠超過預期水平。這種淡水藻類廣泛分布在世界各地的湖泊和沼澤中。2克藻類在10天內可以增殖到10克,其中含有5克左右的油脂。用特殊的溶劑攪拌混合,然後除去溶劑,留下油。其熱值可與重油相當,氮含量僅為重油的1/2,硫含量僅為重油的1/190。燃燒後的灰燼富含鉀,可用作肥料。但對雜菌敏感,提取困難。科研負責人打算通過湖泊大規模養殖的方式,進壹步探索切實可行的途徑。
生物燃料作物作為未來的新能源,與其他能源相比有很多優勢:l)它是壹種綠色清潔的能源,在當今全球環境汙染嚴重的情況下,非常有利於保護環境。2)分布區域廣,可因地制宜種植,無需勘探、鉆探、開采,也減少了長途運輸,成本低,易於推廣。3)可以快速生長,通過大規模種植保證產量,是可再生的種植能源,不是壹次能源。4)使用起來比核電等能源安全很多,不會出現爆炸、泄漏等安全事故。5)發展生物燃料作物將逐步加強世界各國在能源方面的獨立性,減少對石油市場的依賴,在保障能源供應和穩定經濟發展方面發揮積極作用。
壹些歐洲國家已經大規模種植芒草,英國計劃在654.38+0.5萬英畝上種植芒草。德國建了壹個發電廠,發電量654.38+0.2萬千瓦,燃料是芒草、胡楊、柳樹和稭稈的混合物。
在發達國家推廣種植能源作物不僅是國際環境保護的大勢所趨,也是農業經濟恢復和土壤改良的要求。現代農業的高產量,單壹作物的種植,過度機械化的結果,導致了嚴重的水土流失。在壹些發展中國家,不適當的耕作方法和種植對土壤有害的作物對環境造成了不利影響。種植能源作物不僅可以防止土壤流失,還可以幫助土壤建立新的土層。科學家認為,普通植物的太陽光利用效率不到4%。如果通過研究把新能源作物的太陽光利用率提高到5%,只要世界農田面積為1/10,就可以提供相當於人類目前使用的所有化石燃料的能量。10-20年後,農民很可能轉向能源作物,在農場上建造發電站,大量使用“生物燃料”。發展生物燃料作物是解決未來能源的有效新途徑之壹。