我們吃的糧食、水果和蔬菜,都是農民伯伯在土地裡種出來的,能源也可以“種”出來嗎?當然可以。因為三大化石能源(煤炭、石油、天然氣)的儲量是不可再生的,并且它們會污染我們生存的環境。所以,科學家們努力尋找新能源,目前,可以通過種植來生産一種生物能源,這使人類面對能源危機時看到了新希望。
種植能源的前因後果
能源不僅可以“種”出來,而且這種能源還可以全面替代煤炭、石油、天然氣。聽起來似乎有些匪夷所思,但從“2015走進種植能源新時代論壇”上了解到,種植能源不僅已經在我國實現商用,未來還可能創造一個屬于它們的時代。
目前,面對世界性的能源危機,中國經濟步入“新常态”後,新能源領域也在進行着改革,其中發展最快、應用面最廣的是生物質能源,它革新了工業革命以來人類能源的獲取方式,可以讓能源從采掘時代進入到種植時代。
此時,能源植物的研究便應運而生。能源植物指能量富集型的植物,它們通過光合作用固定二氧化碳和水,将太陽能以化學能的形式儲藏在植物中,除了直接燃燒産生熱能外,還可以轉化成固态、液态和氣态燃料。能源植物分布面積廣,屬于可再生資源,如果人們能因地制宜地種植,實現就地取材,化木為油,比礦物能源的開采和提煉操作簡單,同時減少了産油區與工業區之間的長途運輸、管道輸送,大大降低了成本,為人類的可持續發展帶來希望。
能源植物小桐子
“能源草”:人類的希望之星
“能源草”不是一種植物的名稱,而是多種多樣“非入侵多年生草本或半木本”綠色植物的統稱,包括甜高粱、柳枝稷、芒屬作物等。由于它們是生物能源的主要來源,所以稱之為能源草,而且它們燃燒後産生的污染物較少。“能源草”光合能力強、抗逆性能好、生長速度快、富含纖維素類物質、富含高澱粉或富含油脂、類石油成份,這些都是顯著的“生物質能源植物”特征,同時,能源草對環境條件要求不高,可以在半幹旱地區、幹旱地區、鹽堿地區以及土壤貧瘠的山區種植。
據推斷,地球上富含“石油”的植物大約有一千種以上,它們大部分不與糧食和經濟作物争奪土地資源,有很大的發展前景。菲律賓和馬來西亞生長着一種銀合歡樹,被譽為“石油樹”,這種樹分泌的液汁含有很高的石油成分。美國加利福尼亞州境内廣泛生長着一種野草,這些野草也含有類似“石油”的成分,黃鼠等齧齒動物都害怕它的氣味,因此當地人稱為“鼠憂草”。有關專家的測試結果表明,1公頃面積的鼠憂草可以提煉1噸石油。
海南省的熱帶森林中有一種高10 ~ 20米的油楠樹,它的樹幹中能流出淡黃色或棕黃色的液體,形似柴油。當地人發現,樹幹上流出來的樹汁可以用來點燈,而且這些長得像“柴油”的樹汁,可以直接作為柴油汽車的燃料。此外,經過考察和分析,巴西的苦配巴樹、澳大利亞的高冠樹等都是很好的“石油”樹。
海南油楠樹
來自藻類的新能源
藻類是一類結構簡單、低等、古老的植物。雖說它們其貌不揚,但是多數藻類能制造出大量的碳水化合物,經過發酵處理後,可以轉化為乙醇燃料。令人驚歎的是,它還能産出一種生物“石油”,可以用來提煉汽油、柴油、航空燃油等,不僅工藝簡便、産油效率高,而且整個過程很少污染空氣。可以說,藻類植物與生物燃料“緣分”不淺。美國聖地亞國家實驗室的生物燃料與生物能源技術專家安德魯•克瑞穆說:“藻類植物有産出大量石油的潛能。我們可以利用藻類産出的原油替代一部分生物柴油,未來它們将可以替代更多的生物柴油。”
為了緩解能源緊缺,英國的科學家發明了一項既不複雜、投資也不多的技術,他們将小球藻養殖在一個特制的池塘中,經過一段時間後打撈出小球藻,過濾完水分便直接用在發電廠發電,燃燒後排出的廢氣又被帶到養殖池内。除了在池塘中培育水藻外,廣闊的海洋也是藻類繁育的天地,科學家将又長又大的巨藻切碎,發現與微生物混合後産生了大量的可燃氣體。此外,科學家發現藻類植物可能會對新能源做出新的貢獻,比如一種藻類植物能利用海水、陽光、二氧化碳産生清潔的氫氣。
研究發現,從藻類植物提煉油有很多優勢:
1.可以通過現有煉油設備從藻類植物産油,并進一步提煉成各種油品;
2.據測算,每英畝藻類植物産油的數量,要比目前作為生物柴油主要來源的玉米多得多;
3.藻類植物對生長環境沒有太多要求,可以長在農田邊角的露天池塘裡,不像玉米那樣占用農田;
4.藻類植物能捕獲電廠廢氣中的二氧化碳,有助于減少空氣中溫室氣體的含量。
深海巨藻
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