未来能源的宝库--石油植物
文章出处：《21世纪能源趣览》   发布时间：2005-04-05  




　　随着能源消耗量的不断增加，有限的常规化能源棗煤、石油、天然气等，日趋紧缺，然而，正当人们对能源的前景感到暗淡和忧虑的时候，科学家发现了新的再生能源棗“石油植物”。


　　所谓“石油植物”，系指那些可以直接生产工业用“燃料油”，或经发酵加工可生产“燃料油”的植物的总称。例如，现已发现的大量可直接生产燃料油的植物，主要分布在大戟科，如绿玉树、三角戟、续随子等。这些石油植物能生产低分子量氢化合物，加工后可合成汽油或柴油的代用品。


　　据专家研究，有些树在进行光合作用时，会将碳氢化合物储存在体内，形成类似石油的烷烃类物质。如巴西的苦配巴树，树液只要稍作加工，便可当作柴油使用。


　　如前所述，目前全世界植物生物质能源（主要是森林）每年生长量相当于600－800亿吨石油，为目前世界开采量的20－27倍，可见潜力之大。目前，英、美等一些工业发达国家用木材加工出石油已达到实用阶段。英国一家公司采用液化技术，用100公斤木材生产了24公斤石油，同时还生产出16公斤沥青和15公斤蒸汽。美国俄勒冈州一家以木片为原料的工厂，100公斤木片可制取30公斤石油。


　　人们还发现，地球上存在着不少的“石油植物”，它们所分泌出的液体，不需加工或稍经加工就可作燃料使用。如澳大利亚有一种名叫辐射校的树，含油率高达4．2％，也就是说，一吨桉树可获取优质燃料5桶之多。在菲律宾和马来西亚，有一种被誉为“石油树”的银合欢树，这种树分泌的乳液中含“石油”量很高。巴西有一种香胶树，割开树皮就可流出胶汁般的树计，它的化学成分与石油相似。据实验，这种树汁不需任何加工，就可当柴油使用，经简单加工可炼制汽油。这种树每棵每年可产胶汁40－60公斤。


　　经专家测试，某些芳草也含有“石油”。美国加利福尼亚州生产一种粗生分布广泛的杂草，由于黄鼠等啮齿动物很害怕它的气味，故取名黄鼠草。黄鼠草可以提炼“石油”，大约每公顷这样的野草可提取“石油”l000公斤；若经人工杂交种植，每公顷可提炼“石油”6000公斤。目前，美国学者已发现了 30多种富含油的野草，如乳草、蒲公英等。此外，科学家还发现300多种灌木、400多种花卉都含有一定比例的“石油”。


　　近年来，科学家又发现利用玉米、高粱、甘蔗的秸秆可以生产汽油酒精，并能直接用做汽车的动力燃料。目前，美国销售的“汽油”中，70％以上实际是酒精汽油（1：9的混合燃料）。巴西用甘蔗发酵生产酒精做汽车动力燃料。


　　目前，世界上许多国家都开始“石油植物”及其栽种的研究，并通过引种栽培，建立起新的能源基地棗“石油植物园”、“能源农场”，专家预计，在21世纪初“石油植物”将成为人类能源的宝库。


　　关于建立“能源农场”的设想，却是在一种特殊情况下提出来的，它对于人类在21世纪启用植物“石油”能源有着深远的意义。1973年，石油输出国组织成员国临时停止向美国出口石油，因此，美国教授卡尔文想出了建立“能源农场”这个主意，到现在已经20多年了，这个设想已在不少国家开始试验。


　　当时，这位科学家知道，某些植物如橡胶树，能把碳化物变成碳氢化合物棗胶汁。他想，既然橡胶树能产生胶汁，那么其他能进行光合作用的植物也能合成类似石油的物质。要得出这样的结论，他首先放弃了一些原有的习掼想法。卡尔文教授是一位化学家，1961年，他因为一本关于光合作用的著作而获得了诺贝尔奖金。现在他是“能源农场”的最热心的支持者之一，他跑遍全球去寻找那种具有合成燃烧能力的植物。


　　在巴西，卡尔文教授看到一种名叫香胶树的植物，并参观了割胶作业。据他观察，这种植物6个月内能分泌出20－30升胶汁，这种胶汁实质上就是石油，化学特性同柴油相似，所以不经过提炼，直接可以当柴油使用。今天，香胶树大概是大自然中最理想的一种能直接提供“生物石油”的植物。


　　卡尔文在加利福尼亚洲找到了另一种虽不像香胶树那样令人吃惊，但分布非常普遍的植物，农场主们把它叫作“黄鼠树”。卡尔文教授的实验证明，人工制造石油并不需要几百万年的时问，而是21世纪就可成功的事情，那么，剩下的一个问题是：“能源农场”的设想在工艺上是否行得通？在经济上是否划算？


　　对于这个问题，由亚利桑那州植物生理学家皮帕尔斯主持的进一步研究作出了回答。数年来，他们在“黄鼠树”实验农场做了一系列有趣的试验。得出的结论是：直径为19．3英里的圆形土地种上黄鼠树以后，平均每昼夜可炼出500万升石油。


　　亚利桑那大学还开始设计某种提炼植物石油的企业的雏型，这种企业一周内能生产450升黄鼠树粉末。同时又在设计既能提炼石油，又能提炼乙醇的小型工厂。他们断言，再过10年以后，工业提炼设备可以在一昼夜之间从1000吨黄鼠树粉末中提炼出 18万升石油和13万升乙醇。剩下来的渣滓可以作25000亿千瓦的热电站的燃料。要达到这么大的生产规模，需要开辟面积为14万公顷的黄鼠树种植场，相当于美国匹兹堡市那么大。


　　能够供燃料的植物不一定都要在泥土里才能生长。奥兰多市净化池里的风信子长势良好，污水是这种植物的最好营养物。因此，种植风信子可以达到一箭双雕的目的：不仅可以净化水源，而且可以得到可燃气体，加拿大科学家在地下盐水层中发现了两种生产石油的细菌，一种是红的，一种是无色透明的。它们繁殖很快，两天可收获一次。一平方海里的水域里一年就可生产14亿升“生物石油”。


　　石油植物作为未来的一种新能源，与其他能源相比，具有许多优点：


　　l．石油植物是新一代的绿色洁净能源，在当今全世界环境污染严重的情况下，应用它对保护环境十分有利。


　　2．石油植物分布面积广，若能因地制宜地进行种植，便能就地取木成油，而不需勘探、钻井、采矿，也减少了长途运输，成本低廉，易于普及推广。


　　3．石油植物可以迅速生长，能通过规模化种植，保证产量，而且是一种可再生的种植能源，而非一次能源。


　　4．植物能源使用起来要比核电等能源安全得多，不会发生爆炸，泄漏等安全事故。


　　5．开发石油植物，还将逐步加强世界各国在能源方面的独立性，减少对石油市场的依赖，可以在保障能源供应、稳定经济发展方面发挥积极作用。


　　由此看来，石油植物的开发，是解决未来能源的有效新途径之一。难怪能源专家们指出，21世纪将是石油植物大展宏图的时代。