“石油植物”領(lǐng)銜燃油新時(shí)尚

近年來(lái)，作為代替石油的燃科，人們傾注的熱點(diǎn)最多的是“生物燃料”。“生物燃料”是以甘蔗或玉米等為原料，制造出用于汽車(chē)的燃料。人們也把這類(lèi)可以直接生產(chǎn)工業(yè)用燃料油或經(jīng)過(guò)發(fā)酵、加工可生產(chǎn)出燃料油的植物，統(tǒng)稱(chēng)為“石油植物”。

生物燃料重引關(guān)注

生物燃料有若干種類(lèi)，現(xiàn)在主流的有三種：以甘蔗或玉米等為原料的“生物乙醇”、以植物油為原料的“生物柴油”，以及生物乙醇與異丁烯物質(zhì)以大約9：11的比例合成，加工成能防止異常燃燒的乙基叔丁基醚(ETBE)。

生物燃料并非是新生事物。早在1908年，美國(guó)工程師亨利·福特開(kāi)發(fā)汽車(chē)時(shí)，采用的燃料就不是汽油，而是生物乙醇，后來(lái)因石油便宜并且能大量買(mǎi)到，漸漸地，汽油就成了汽車(chē)的主要燃料。

如今，石油價(jià)格飛漲，縮小了與較貴的生物燃料的價(jià)差。另一方面，由于溫室氣體的增多，地球在不斷變暖，據(jù)統(tǒng)計(jì)，交通運(yùn)輸所釋放的溫室氣體排放量占全球總量的13％。而生物燃料的原料是植物，通過(guò)獲取水、二氧化碳以及利用光的能量進(jìn)行光合作用生長(zhǎng)起來(lái)。燃燒時(shí)釋放到大氣中的僅是生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的二氧化碳，吸收和釋放部分剛好抵消。鑒于這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，人們認(rèn)為用生物燃料來(lái)代替石油，減少溫室氣體的排放，對(duì)抑制地球變暖是有效的。因此，各國(guó)又重新開(kāi)始關(guān)注生物燃料。不論是1997年的<京都議定書(shū))，還是2007年的IPCC的第4次報(bào)告都強(qiáng)調(diào)使用生物燃料。生物燃料的優(yōu)點(diǎn)還在于，它能與汽油或柴油等汽車(chē)燃料摻合使用。2007年4月，在日本東京的50個(gè)加油站開(kāi)始出售摻合7％ETBE的汽油。這個(gè)比例的汽油，現(xiàn)有汽車(chē)不用改造發(fā)動(dòng)機(jī)或油箱就可使用。

世界各國(guó)正在引進(jìn)生物乙醇。其中，美國(guó)與巴西是兩大先進(jìn)的生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)自1970年起開(kāi)始嘗試將生物乙醇摻和到汽車(chē)燃料中。現(xiàn)在，在美國(guó)成為主流的是摻合10％的生物乙醇和摻合85％的生物乙醇。巴西自1930年起也開(kāi)始生物乙醇與汽油的混合。1975年起，通過(guò)國(guó)家計(jì)劃促進(jìn)了20％的生物乙醇在全國(guó)加油站銷(xiāo)售，100％生物乙醇也已經(jīng)開(kāi)始正在普及。行駛在巴西國(guó)內(nèi)的約2 000萬(wàn)輛汽車(chē)中91％是專(zhuān)用生物乙醇的汽車(chē)，或能夠使用生物乙醇與汽油混合的汽車(chē)。

生物乙醇的材料和制法基本上與威斯忌或白酒等酒類(lèi)相同。生物乙醇以玉米或甘蔗等原料為主，先將玉米或甘蔗等原料粉碎，再經(jīng)過(guò)酵制、濃縮，造成濃度為95％以上的乙醇。過(guò)密森林間砍伐下來(lái)的木材、草或農(nóng)業(yè)廢料等也都能制造乙醇。如果將生產(chǎn)成本或制造生物燃料投入的能量考慮進(jìn)去，還是要數(shù)玉米或甘蔗最佳。玉米是蛋白質(zhì)非常多的植物，每噸能生產(chǎn)336.9千克的乙醇，這個(gè)值在各種材料中是最高的。甘蔗每噸可生產(chǎn)的乙醇量只有玉米的1／6(約56.8千克)。但甘蔗可以大面積密植，以每公頃(1萬(wàn)平方米)耕地面積為例，玉米可生產(chǎn)乙醇的量為2 132千克，而甘蔗可生產(chǎn)乙醇的量是玉米的1倍以上，約5 191千克。

但是玉米或甘蔗種植受到經(jīng)緯度的限制；另一方面，玉米和甘蔗本來(lái)作為食品的植物，隨著生物燃料需求量的提高，必將引起食品或飼料的價(jià)格上漲。而木材、秸桿、廢物等木材系的原料由于不是食物，與食物生產(chǎn)不發(fā)生沖撞，而被視為更有發(fā)展前途。日本正在開(kāi)發(fā)以稻秸等纖維素為原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)。2008年2月美國(guó)政府正式發(fā)表公告，禁止將糧食用于制造生物乙醇。但這并不意味著生物乙醇的終結(jié)。

石油植物競(jìng)顯“身家”

事實(shí)上，在美國(guó)政府發(fā)布不能用糧食生產(chǎn)生物乙醇的禁令前，專(zhuān)家們?cè)缇涂紤]到與糧食爭(zhēng)石油不是長(zhǎng)久之計(jì)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的探索和研究，專(zhuān)家們最終發(fā)現(xiàn)了一種芳草類(lèi)植物，分類(lèi)上屬于芒屬作物，具有很強(qiáng)的光合作用能力，是一種理想的石油植物。這種植物像稻子一樣春種秋收，生長(zhǎng)迅速，一季能長(zhǎng)3米高，所以當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)它為“象草”。象草對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求不高，從亞熱帶到溫帶的廣闊地區(qū)到處都能生長(zhǎng)，而且不用施肥，僅憑根狀莖上龐大的根系就能有效地吸收土壤中的養(yǎng)分。更重要的是，它的種植成本很低，不到種植油菜成本的三分之一?？墒?，變成石油所產(chǎn)生的能量卻相當(dāng)于菜籽油制取的生物柴油的2倍。此外，這種芒屬作物收割時(shí)植株比較干燥，所以制取石油的轉(zhuǎn)化率也很高，平均每年每公頃可生產(chǎn)12噸“生物石油”，比現(xiàn)有任何一種能源植物都要高產(chǎn)。

這一發(fā)現(xiàn)引起各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。既然芒屬植物能制造出柴油，那么，其他進(jìn)行光合作用的類(lèi)似植物是否也能合成石油成分呢?美國(guó)科學(xué)家通過(guò)試種發(fā)現(xiàn)，種植1公頃含油橡膠樹(shù)，一年可收獲25桶生物石油，這種生物石油經(jīng)改進(jìn)制成的清潔燃料，成本低于天然能源。橡膠樹(shù)原產(chǎn)巴西，將這種含油植物的樹(shù)皮割開(kāi)，就可流出膠汁般的液汁。液汁的成分與石油相似，化學(xué)特性同柴油相仿。更為神奇的是，它不需要任何加工，就可以直接作為燃料油使用，如果經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的加工，還可以制取汽油。這種樹(shù)每棵每年可產(chǎn)膠汁40～60千克，在大自然中堪稱(chēng)最理想的可直接提供生物石油的植物。

另外在巴西，油棕樹(shù)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。這種植物生長(zhǎng)快，而且能取出很多的油，這些油與柴油性質(zhì)相同，可以作為生物柴油使用。據(jù)說(shuō)，一些大規(guī)模的種植園已開(kāi)始準(zhǔn)備批量種植，3年后便開(kāi)始結(jié)果產(chǎn)油，每公頃可產(chǎn)油1萬(wàn)千克。

在菲律賓和馬來(lái)西亞，有一種被譽(yù)為“石油樹(shù)”的銀合歡樹(shù)，這種樹(shù)分泌的液汁石油成分含量很高。經(jīng)專(zhuān)家測(cè)試，某些野草也含有類(lèi)似“石油”的成分，美國(guó)加利福尼亞州境內(nèi)廣泛生長(zhǎng)著一種野草，由于黃鼠等嚙齒動(dòng)物都害怕它的氣味，當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)其為“鼠憂草”。鼠憂草可以制造“石油”，大約每公頃這樣的野草可制取“石油”1000千克；著經(jīng)人工雜交種植，每公頃可生產(chǎn)“石油”6 000千克。目前，美國(guó)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”。

目前，許多國(guó)家都開(kāi)展含油植物的研究，并通過(guò)引種栽培，建立新的能源基地，如“石油植物園”等，以此滿足對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和生物質(zhì)能源的需要。

綠色能源前程錦繡

那么，利用石油植物生產(chǎn)的生物燃料與汽油相同嗎?不管使用什么原料，如果能夠生成乙醇，則其性質(zhì)是一樣的。換言之，不管玉米還是甘蔗，還是其他石油植物，如果生成的是生物乙醇，那么，原材料的差異是不會(huì)影響性質(zhì)的。

生物乙醇燃燒時(shí)產(chǎn)生的能量約是汽油的60％，所以，摻合到汽油中的生物乙醇越多，每單位體積釋放的能量就越少。例如，摻合了10％生物乙醇的混合汽油與普通的汽油相比，混合汽油釋放的能量只是普通汽油-96％。這個(gè)數(shù)字反映在燃料消費(fèi)率上，也就是說(shuō)，通常的汽油能夠行使100千米，同量的混合汽油只能行駛96千米。

在成本方面，生物燃料的成本比汽油要高。因?yàn)樯镆掖急仨毥?jīng)過(guò)播種、培育、收割、加工等階段。但石油是不可再生的能源，一旦用盡，便不能再生，它的枯竭是不可避免的。而生物燃料可以通過(guò)栽培、種植，能夠無(wú)止境地重新生產(chǎn)。

由于溫室氣體二氧化碳的不斷增多，全球不斷變暖，人們?cè)絹?lái)越多地關(guān)注生物燃料，希望使用生物燃料代替石油，以此減少溫室氣體二氧化碳的排放。那么以生物乙醇為例，1千升生物乙醇究竟能夠多大程度削減二氧化碳呢?從整個(gè)地球來(lái)看，每千升生物乙醇可減少的二氧化碳的排放量為1 094千克。使用生物燃料不僅能較少化石燃料的消耗，還能減少化石燃料燃燒時(shí)排放的二氧化碳。

石油植物是新一代的綠色潔凈能源，在礦物質(zhì)能源給當(dāng)今生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染的情況下，應(yīng)用石油植物對(duì)保護(hù)環(huán)境十分有利。石油植物全身是寶，它不僅能在生長(zhǎng)過(guò)程中消耗二氧化碳、降低溫室效應(yīng)。它們還可以通過(guò)生物分解。避免對(duì)土壤、地下水的污染。其次，這種植物不含硫化物，不會(huì)污染大氣。不會(huì)形成酸雨。種植石油植物不僅可阻止土壤的流失，還可以重新建立新生土壤。石油植物分布面積廣，屬于可再生資源。若能因地制宜地種植，完全可以實(shí)現(xiàn)就地取材，化木為油，省卻了礦物能源勘探、鉆井、開(kāi)采等過(guò)程，也減少了產(chǎn)油區(qū)與工業(yè)區(qū)之間的長(zhǎng)途運(yùn)輸、管道運(yùn)輸?shù)?，大大降低了成本，易于普及推廣。

開(kāi)發(fā)石油植物，還將逐步加強(qiáng)世界各國(guó)在能源方面的獨(dú)立性，減少對(duì)石油市場(chǎng)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。

石油植物的開(kāi)發(fā)。是解決未來(lái)能源的有效新途徑之一。生物質(zhì)能源將成為未來(lái)可持續(xù)能源的重要部分，隨著石油的日益稀缺和技術(shù)的逐步提高，50年后“石油植物”將改變地球的能源結(jié)構(gòu)。

如今，美國(guó)種植的石油植物已擴(kuò)展到10萬(wàn)公頃，產(chǎn)量超過(guò)500萬(wàn)噸。菲律賓種植了1萬(wàn)多公頃銀合歡樹(shù)。瑞士也準(zhǔn)備種植10萬(wàn)公頃石油植物，幫助解決每年50％左右的石油需求量。

隨著世界各國(guó)積極行動(dòng)起來(lái)，大面積種植石油植物，相信不但能抑制地球變暖，我們還將看到地球上空越來(lái)越清澈的藍(lán)天。