石油可以“種”出來(lái)？

長(zhǎng)久以來(lái)，人們期盼著能找到一種“石油植物”，像稻米的春種秋收一樣，春播綠草，秋收石油，以解決全球能源危機(jī)。地里能“種”出石油?這個(gè)在以前被認(rèn)為是癡人說(shuō)夢(mèng)的問題正在一步步從夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。目前，記者采訪了北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心的副研究員左海濤，他暢談了能源植物美好的未來(lái)。

奇妙的能源植物

左海濤介紹，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，將太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)藏在植物中，除直接燃燒產(chǎn)生熱能外，還可轉(zhuǎn)化成固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。

按照化學(xué)成分，能源植物分為三類：第一類是富含碳水化合物的能源植物。包括富含糖的能源植物，如菊芋，甘蔗、甜高粱等；富含淀粉的能源植物，如木薯、玉米、甘薯；富含纖維的能源植物，如芒草，桉樹等。利用這些植物可得到生物柴油、燃料乙醇和燃?xì)?。第二類是富含油脂的能源植物，如油菜、向日葵、棕櫚、花生等。這類能源植物既是人類食物的重要組成部分，也是工業(yè)用途非常廣泛的原料。第三類富含油脂類似石油成分的能源植物，如麻瘋樹、油楠、油棕、銀合歡、香膠樹等，可直接產(chǎn)生接近石油成分的植物，其主要成分是烴類，如烷烴、環(huán)烷烴等，富含烴類的植物是植物能源的最佳來(lái)源，通過脫脂的處理可作為柴油使用。

能源植物好處多

在礦物能源給當(dāng)今生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染的情況下，能源植物對(duì)保護(hù)環(huán)境十分有利。首先，這種能源植物不含硫化物，因此不會(huì)形成酸雨污染大氣，其次，它們還可以通過生物分解避免對(duì)土壤，地下水的污染。種植能源植物，不僅可阻止土壤的流失，還可重新建立新土壤層。能源植物分布面積廣，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，開采和提煉等過程：也減少了產(chǎn)油區(qū)與工業(yè)區(qū)之間的長(zhǎng)途運(yùn)輸，管道輸送，大大降低成本，易于普及推廣。而且植物能源使用起來(lái)較之核電等能源安全得多，不會(huì)發(fā)生爆炸，泄漏等安全事故。

能源草：新興的能源植物

左海濤介紹，有必要摸清我國(guó)能源植物的“家底”，才能讓生物質(zhì)能源發(fā)展的步伐更穩(wěn)健。據(jù)專家稱我國(guó)約有4000種植物具有能源開發(fā)價(jià)值。包括糖類能源植物，淀粉能源植物，纖維能源植物，油脂能源植物、烴類能源植物以及薪柴類能源植物和能源藻類。其中有的含油率很高。如木姜子的種子含油率達(dá)66.4％，黃脈釣樟的種子含油率高達(dá)67.2％。

能源作物是指經(jīng)專門種植用以提供能源原料的草本和木本植物。近幾年，能源草作為一種新興的能源作物。由于其優(yōu)點(diǎn)明顯，受到了青睞。纖維素類草本能源植物(簡(jiǎn)稱：能源草)是能源作物的一種，富含纖維素和半纖維素，一般為禾本科多年生草本植物；干物質(zhì)產(chǎn)量高，灰分含量低，熱值高；抗旱、耐瘠薄能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣。能源草作為纖維素類生物質(zhì)資源，有如下優(yōu)點(diǎn)：一是有助于開發(fā)利用邊際土地、改善生態(tài)環(huán)境，固定大氣二氧化碳；二是有利于克服利用作物秸稈發(fā)展生物質(zhì)能源存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和利用谷物生產(chǎn)燃料乙醇所造成的糧食和飼料原料短缺等問題；三是一次種植，可長(zhǎng)期(10年以上)受益，有利于提高生物質(zhì)能源設(shè)備的利用率；四是有利于形成清潔能源產(chǎn)業(yè)，通過建立能源農(nóng)場(chǎng)為廣大的農(nóng)村提供新的就業(yè)崗位，五是沒有核能的危險(xiǎn)性以及風(fēng)能，潮汐能和地?zé)崮艿木窒扌裕涣怯猛径嘣嚎梢詮V泛應(yīng)用于纖維素乙醇轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)發(fā)電，生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)固化成型燃料等各種生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用裝置。

北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心能源草研究室的主要研究領(lǐng)域?yàn)榭购?、抗寒，耐鹽堿能源草新品種篩選和邊際土地能源草規(guī)?；N植關(guān)鍵技術(shù)及其開發(fā)利用等。主要研究?jī)?nèi)容包括：

一是能源草種質(zhì)資源收集、評(píng)價(jià)、篩選與種質(zhì)資源創(chuàng)新利用；二是能源草邊際土地規(guī)?；N植栽培管理技術(shù)；三是能源草原料品質(zhì)調(diào)控技術(shù)；四是邊際土地能源草種植的生態(tài)價(jià)值(固碳排氧、增加土壤有機(jī)碳)評(píng)價(jià)；五是邊際土地能源草推廣種植模式研究。

北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心已對(duì)典型纖維素類草本能源植物在北京地區(qū)的生產(chǎn)潛力、生物質(zhì)組成成分和生物學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，測(cè)定了能源草的耐旱、耐鹽和耐貧瘠能力以及利用柳枝稷轉(zhuǎn)化纖維素乙醇的轉(zhuǎn)化效率。針對(duì)京郊邊際土地類型和氣候特點(diǎn)。已經(jīng)篩選出適合北京及周邊地區(qū)邊際土地種植的能源草種3個(gè)：柳枝稷、蘆竹和荻；在兼顧生態(tài)治理、邊際土地利用和生物質(zhì)能源原料生產(chǎn)的前提下，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化種植。完成了京郊邊際土地能源草示范種植面積100公頃，在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)開展了纖維素類草本能源植物邊際土地規(guī)?；N植關(guān)鍵技術(shù)研究；提出了適應(yīng)京郊不同邊際土地類型的能源草品種與種植技術(shù)規(guī)程，初步建立了一套能源草品質(zhì)調(diào)控與評(píng)價(jià)方法：提出了北京市邊際土地資源規(guī)?；N植能源草的利用模式。

國(guó)外能源植物現(xiàn)狀

石油是不可再生的能源，故它的枯竭是不可避免的，必然的。所以許多國(guó)家都在進(jìn)行替代能源的研究，能源植物的研究便應(yīng)運(yùn)而生了。美國(guó)科學(xué)家通過試種，種植1公頃含油大戟，一年至少可收獲25桶生物石油，這些生物石油經(jīng)改進(jìn)制成的清潔燃料，成本低于天然能源；巴西試種油棕樹，3年后開始結(jié)果產(chǎn)油，每公頃可產(chǎn)油1萬(wàn)公斤。目前，瑞士正準(zhǔn)備種植10萬(wàn)公頃能源植物，借此解決每年50％左右的石油需求量。而英、法、俄等國(guó)也相繼開展了能源植物的研究與應(yīng)用。

大戟香膠樹原產(chǎn)巴西，把這種含油植物的樹皮割開就可流出膠汁般的汁液，它的成分與石油相似，化學(xué)特性同柴油相仿。更為神奇的是它不需任何加工提煉就可以直接作為燃料油使用，如果經(jīng)過簡(jiǎn)單加工還可以提煉出汽油。這種樹每棵每年可產(chǎn)膠汁40－60公斤，在如今的大自然中

大型機(jī)械在田地里收割甘蔗，這些甘蔗將用來(lái)制作生物燃料?？胺Q最理想的可直接提供生物石油的植物。在菲律賓和馬來(lái)西亞，還有一種被譽(yù)為“石油樹”的銀合歡樹，這種樹分泌的液汁石油成分含量很高。經(jīng)專家測(cè)試，某些野草也含有類似“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其為“鼠憂草”，這種野草也可以提煉“石油”，1公頃面積的鼠憂草可提煉1噸“石油”，若經(jīng)過雜交人工種植，每公頃產(chǎn)量可高達(dá)6噸。在這一基礎(chǔ)上，美國(guó)又找到了乳草、蒲公英等30多種富含油的野草。能源植物的美好前景讓我們看到了地球村上空越來(lái)越多的藍(lán)天。

能源植物開發(fā)利用前景廣闊

生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)直面“三農(nóng)”，能源和環(huán)境三大主題，是世界發(fā)展之大勢(shì)和新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)是可用來(lái)持續(xù)性生產(chǎn)替代性液體燃料的唯一資源。能源草作為專用能源植物的一種，其開發(fā)利用的前景與生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的發(fā)展和化石類能源的市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)息息相關(guān)。近年來(lái)，生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，包括生物質(zhì)氣化技術(shù)、纖維素乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)、直燃發(fā)電技術(shù)。固化燃料技術(shù)等等。

每當(dāng)談?wù)撋镔|(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的時(shí)候，人們的觀念存在著兩個(gè)誤區(qū)。一是首先提出加工成本過高的問題。美國(guó)最新的催化反應(yīng)技術(shù)可以把生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化成液體燃料(汽油和柴油)，其品質(zhì)相當(dāng)于，甚至超過了化石類汽油和柴油，而加工轉(zhuǎn)化成本小于每升2元人民幣。二是提出利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化能源的能源效率問題。美國(guó)CERES公司按照化石能量比值，即每消耗單位化石能源可提供給用戶的能量，對(duì)生物質(zhì)能源能源效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：火力發(fā)電為0.45，汽油為0.81，玉米乙醇為1.36，而纖維素乙醇為10.3。問題的關(guān)鍵在于，我們習(xí)慣于忽略用煤發(fā)電和用原油提煉汽油或柴油的過程中大量的能源消耗問題。

目前生物質(zhì)原料的價(jià)格還很低，根據(jù)不同的利用方式和生物質(zhì)原料的品質(zhì)，我國(guó)每噸生物質(zhì)原料的價(jià)格為1150－450元人民幣。如果按照熱量等價(jià)計(jì)算，當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格在每桶20美元時(shí)，生物質(zhì)原料的價(jià)格應(yīng)該為每噸350元人民幣；當(dāng)國(guó)際原油價(jià)格在每桶100美元時(shí)，生物質(zhì)原料的價(jià)格應(yīng)該為每噸1750元人民幣。

生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的發(fā)展正以超平常人想象的速度進(jìn)行著。假設(shè)，上述最新的催化反應(yīng)技術(shù)普及推廣后，就意味著生物質(zhì)原料的地位將和原油地位等同，即生物質(zhì)原料的價(jià)格將會(huì)大幅度提高。

目前，世界上許多國(guó)家都開始開展能源植物或石油植物的研究，并通過引種栽培，建立新的能源基地，如“石油植物園”、“能源農(nóng)場(chǎng)”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。專家認(rèn)為，生物能源將成為未來(lái)可持續(xù)能源的重要部分，但是隨著石油的日益稀缺和技術(shù)的逐步提高，業(yè)界預(yù)測(cè)：50年后“能源植物”將改變地球的能源結(jié)構(gòu)。因此，能源植物具有廣闊的開發(fā)利用前景。