引領(lǐng)燃油新時尚

吳再豐

植物也能產(chǎn)石油？是的，你沒聽錯！在化石燃料日益枯竭的今天，石油植物的出現(xiàn)對我們來說，無疑是巨大的福音。

近年來，為了尋找代替石油的燃料，各國科學(xué)家可謂絞盡腦汁。如今，生物燃料逐漸在各個方案中脫穎而出，成為替代石油的重要選項。

所謂生物燃料，是指由生物體組成或轉(zhuǎn)化的固體、液體或氣體燃料，其中大多以植物為主要原料。人們也把這類可以直接生產(chǎn)工業(yè)用燃料油或可以經(jīng)過發(fā)酵、加工生產(chǎn)出燃料油的植物，統(tǒng)稱為“石油植物”。與其他能源相比，石油植物有太多優(yōu)勢。曾有專家預(yù)測，20年后，石油植物將成為人類的能源寶庫。

生物燃料重引關(guān)注

主流的生物燃料分為三種：一是以甘蔗或玉米等為原料的“生物乙醇”，二是以植物油為原料的“生物柴油”，三是生物乙醇與異丁烯物質(zhì)以大約9：11的比例合成的乙基叔丁基醚（ETBE）。

其實，生物燃料并非新生事物。早在1908年，美國工程師亨利·福特發(fā)明汽車時，使用的燃料就不是汽油，而是生物乙醇。

而石油是隨著人類大規(guī)模開采，具備了能夠滿足供需且價格低廉的優(yōu)勢，才逐漸成為主要燃料，并沿用至今的。但如今，石油儲備量日漸減少，價格飛漲，縮小了與較貴的生物燃料的差價。同時，燃燒石油會排放大量溫室氣體，導(dǎo)致地球環(huán)境不斷惡化，與現(xiàn)代社會發(fā)展需求相悖。

因此，相比之下，生物燃料的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。生物燃料的原料是植物，燃燒時釋放到大氣中的僅是生長過程中吸收的二氧化碳，吸收量和釋放量恰好相抵，溫室氣體總量平衡。此外，生物燃料還能與汽油或柴油等汽車燃料摻和使用，以減少石油消耗量。2007年4月，在日本東京的50個加油站開始出售摻和7%ETBE的汽油。這種汽油雖然特殊，但現(xiàn)有汽車不用改造發(fā)動機(jī)或油箱就可使用，非常方便。鑒于這些優(yōu)點，生物燃料開始重新引起人們的關(guān)注。

不論是1997年頒布的《京都議定書》，還是2007年IPCC（聯(lián)合國氣候變化專門委員會）發(fā)布的第四次報告，都開始強(qiáng)調(diào)生物燃料的意義。

如今，世界各國紛紛加快了運用生物乙醇的腳步。其中，美國與巴西是兩大生物乙醇先進(jìn)生產(chǎn)國。自1970年起，美國就開始嘗試將生物乙醇摻和到汽車燃料中。現(xiàn)在，摻和10%生物乙醇與摻和85%生物乙醇的兩種燃料已在美國成為主流。自1930年起，巴西也開始生產(chǎn)混合生物乙醇與汽油的燃料。到了1975年，混合20%生物乙醇的燃料在巴西全國銷售，100%生物乙醇燃料也開始普及。得益于國家促進(jìn)計劃，如今行駛在巴西國內(nèi)的約2000萬輛汽車中，91%是以專用生物乙醇或以生物乙醇與汽油混合燃油為燃料的汽車。

生物乙醇的制法與白酒制法基本相同。生物乙醇以玉米或甘蔗等為主要原料，木材、雜草或農(nóng)業(yè)廢料也都能制造乙醇。我們只要將原料粉碎，經(jīng)過酵制、濃縮，便能制成濃度為95%以上的乙醇。如果考慮生產(chǎn)成本，玉米和甘蔗是制造乙醇的首選。玉米中的蛋白質(zhì)含量非常高，每噸玉米能生產(chǎn)336.9千克的乙醇，這個值在各種材料中是最高的。每噸甘蔗可生產(chǎn)的乙醇量只有玉米的1/6（約56.8千克）。不過，甘蔗也有自己的優(yōu)勢——種植密度較高，以1萬平方米耕地為例，玉米可生產(chǎn)2132千克乙醇，甘蔗則可生產(chǎn)5191千克乙醇。

但是它倆的適宜種植地域受到限制。而且，玉米和甘蔗是食品類植物，隨著生物燃料需求量的提高，必將引起食品或飼料價格的上漲。而木材、秸稈等木材系的生物燃料原料并非食物，因此更有發(fā)展前途。目前，日本正在開發(fā)以稻秸等纖維素為原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)。2008年2月，美國政府正式發(fā)表公告，禁止將糧食用于制造生物乙醇。但是這并不意味著生物乙醇發(fā)展的終結(jié)。

石油植物競顯“身家”

事實上，在美國政府發(fā)布禁令前，專家們就考慮到如果能源生產(chǎn)與糧食供應(yīng)相爭一定不是長久之計。經(jīng)過長期不懈地探索和研究，專家們最終發(fā)現(xiàn)了一種適宜替代的芳草類植物。這種源自非洲的植物屬于芒屬作物，具有很強(qiáng)的光合作用能力，是理想的石油植物。它生長迅速，一年可收多季，一季能長3米多高，當(dāng)?shù)厝朔Q它為“象草”。象草對生長環(huán)境的要求不高，從亞熱帶到溫帶的廣闊地區(qū)都能生長，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1/3，而且產(chǎn)生的能量相當(dāng)于菜籽油制取生物柴油的2倍。此外，在收割時，象草的植株比較干燥，所以制取石油的轉(zhuǎn)化率很高，平均每年1萬平方米可生產(chǎn)12噸“生物石油”，其畝產(chǎn)比現(xiàn)有任何一種能源植物都要高。

這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注。大家紛紛猜想，既然芒屬植物能制造出柴油，那么，其他類似的植物是否也能合成出石油成分呢？美國科學(xué)家通過試種發(fā)現(xiàn)，種植1萬平方米含油橡膠樹，一年可收獲25桶生物石油。經(jīng)這種生物石油改進(jìn)制成的清潔燃料，成本低于天然能源。橡膠樹原產(chǎn)巴西，將這種含油植物的樹皮割開，就會流出膠汁般的液汁。提取液汁的成本與石油相差無幾，其化學(xué)特性則與柴油相仿。更為神奇的是，它不需要任何加工，可以直接作為燃料使用。一棵橡膠樹可年產(chǎn)膠汁40～60千克，堪稱大自然中最理想的可直接提供生物石油的植物。

此外，油棕樹也越來越受到人們的關(guān)注。這種植物生長快，而且能產(chǎn)生很多與柴油性質(zhì)相同的油，可以作為生物柴油使用。據(jù)說，巴西一些大規(guī)模的種植園已開始準(zhǔn)備批量種植，3年后便可產(chǎn)油，屆時種植園平均1平方米可產(chǎn)油1千克。在菲律賓和馬來西亞，還有一種被譽(yù)為“石油樹”的銀合歡樹，這種樹分泌的液汁含有大量石油成分。另外，經(jīng)專家測試，某些野草也含有類似“石油”的成分。美國境內(nèi)生長著一種野草，因黃鼠等嚙齒動物都害怕它的氣味而得名 “鼠憂草”。鼠憂草也可以制造“石油”，若經(jīng)人工雜交種植，1萬平方米的鼠憂草可生產(chǎn)“石油”6000千克。目前，美國學(xué)者已發(fā)現(xiàn)了乳草、蒲公英等30多種富含油的野草。此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)有了300多種灌木、400多種花卉含有一定比例的“石油”。

目前，許多國家都開展了有關(guān)含油植物的研究，并通過引種栽培，建立新的能源基地。

綠色能源前程似錦

那么，利用石油植物生產(chǎn)的生物燃料與汽油相同嗎？

從能效方面來說，生物乙醇燃燒時產(chǎn)生的能量約是汽油的60%。所以摻和到汽油中的生物乙醇越多，每單位體積釋放的能量就越少。例如摻和了10%生物乙醇的混合汽油與普通汽油相比，混合汽油釋放的能量只是普通汽油的96%。如果將這一比例反映在燃料消費率上，則同量汽油能夠行駛100千米，而同量的混合汽油只能行駛96千米。

在成本方面，生物燃料比汽油要高。因為生物乙醇必須經(jīng)過播種、培育、收割、加工等階段。但石油是不可再生能源，它的枯竭無法避免。而生物燃料可以通過栽培、種植，循環(huán)生產(chǎn)。

至于對環(huán)境的貢獻(xiàn)，生物燃料比汽油大得多。1立方米生物乙醇與同體積的汽油相比，可減少1094千克的二氧化碳排放量。

作為新一代的綠色能源，石油植物還有許多其他優(yōu)點。首先，它能在生長過程中消耗二氧化碳、降低溫室效應(yīng)，還可以通過生物分解，避免對土壤、地下水造成污染；它也不含硫化物，燃燒后不會產(chǎn)生污染氣體。其次，種植石油植物可以阻止土壤流失，幫助人們重新建立新的土壤層。再次，石油植物分布面積廣，屬于可再生資源，如果我們能因地制宜地加以種植，完全可以實現(xiàn)就地取材。這不僅能省卻礦物能源勘探、鉆井、開采等過程，也可以大大降低運輸、生產(chǎn)成本。最后，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立性，減少對石油市場的依賴，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。

石油植物的開發(fā)，是解決未來能源供需問題的有效途徑之一。如今，美國種植的石油植物已擴(kuò)大到10萬平方千米，年產(chǎn)量超過500萬噸。菲律賓種植了1萬多平方米銀合歡樹，瑞士也準(zhǔn)備種植10萬平方米的石油植物。

植物能生產(chǎn)石油并非無稽之談，在環(huán)境不斷惡化、能源供需進(jìn)一步失衡的時代，這個救兵絕對能起到無法估量的作用?；蛟S10年后，就是石油植物大顯身手的時代。