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未来能源的宝库-石油植物

  随着能源消耗量的不断增加,有限的常规化能源如: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“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如“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。