栏目
首页 > 认识植物 > 植物知识

绿色植物——能源的希望


  【摘要】:绿色植物的研究和利用是未来能源开发的主要对象之一,从"石油农业"和"林业生物质"两个方面介绍了人类未来能源的研究之路--绿色植物的利用。
  【关键词】:能源;植物;可再生能源
  中国分类号:TE0 文献标识码B 文章编号:1002-6908(2007)0220007-01
  
   早在亿万年前,人类还没出现之时,绿色植物就已经生存在这个广袤的大地上了,亿万年来,它们一直默默的付出着,它是大自然最原始的工厂,也是最先进的生产车间,是最绿色的,最符合自然之道的。
  
  1."石油农业"已悄悄地在全世界兴起
  
   数百年来,煤、石油和天然气一直是人类能源的主角,随着能源消耗量的不断增加,这些不可再生的能源日趋紧缺。在人们对能源的前景感到忧虑的时候,科学家们设想,既然煤、石油和天然气的"祖宗"都是远古时代的植物,那么能不能种植绿色植物,来速成"石油",从而为人们所利用呢?科学家们经过不懈思索,已经发现了很多种能够直接或间接地"生产"石油的植物。
   植物石油被称为21世纪的绿色能源。植物界可用于制成石油的植物品种很多,不少乔木、灌木、草类、藻类等都含有可观的天然炼油物质,这些植物主要集中在夹竹桃科、大戟科、萝摩科、菊科、桃金娘科以及豆科上。折断这些植物的茎、叶,可以从伤口处看到乳白色或黄褐色液体流出来,这些液体中便含有与石油成分相似的碳氢化合物。
   某些野草也含有类似"石油"的成分,美国加利福尼亚州境内广泛生长着一种野草,由于黄鼠等啮齿动物都害怕它的气味,当地人称其为"黄鼠草"或"鼠忧草",1公顷面积的黄鼠草可提炼1吨石油,若经过杂交人工种植,每公顷产量可高达6吨。这种植物可以在沙漠和半沙漠地带生长,既不与其它植物争地,又能改善生态环境。
  
  2.藻类产石油前景广阔
  
   从植物中提炼石油最让人鼓舞的前景之一来自对藻类的研究和开发,因为它们生长迅速,产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻,它们简直就是产油机,能够直接排出液态燃油。在美国西海岸附近的海域中,生长着一种巨型海藻,一昼夜可长60厘米,其含油量很高。
   我国幅员辽阔,地大物博,也不乏石油植物,如海南的油楠树,砍掉树干,油就会源源而出,一棵大一点的树每天能产油10~15公斤。
   与其它能源相比,石油植物的开发有很多优点。首先,它是绿色植物,不会污染环境;其次,它属于可再生资源,能有计划地种植和开采;再者,较之于核能等能源要安全得多。正是基于上述优点,能源专家们指出,21世纪将是石油植物大展宏图的时代。
  
  3.林业生物质能源是未来能源发展的主体思路
  
   对环境无害的、非石油类的可再生能源是未来能源发展的主体思路。20世纪70年代出现石油危机以后,人们开始研究煤的气化和液化, 然而复杂的技术和巨大的投资, 制约了气化煤和液化煤的广泛使用。而核能由于种种原因, 没有实现大规模应用。生物质能、太阳能和其他可再生能源将替代石油和煤炭, 逐渐成为世界能源的主角。生物能源则是其中研发价值热门之一,它的节能,环保,是现在所有的能源利用途径所缺乏的……生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲,生物质是植物通过光合作用生成的有机物,它的能量最初来源于太阳能,所以生物质能是太阳能的一种。
   林业生物质能源是通过植物的光合作用而贮存于植物中的太阳能,是一种可再生能源,就其能源当量而言,仅次于煤、石油、天然气。
  林业生物质能源带来的效益是多方面的。中国生物质能源技术开发中心秘书长袁振宏说,生物质能源是一种高度清洁的能源,是减少温室气体排放,防止全球环境恶化的一种科学选择,其显著特点在于资源和环境的双赢,以及生态、经济、社会效益的协调统一。大力发展林业生物质能源,既可以提供丰富的清洁能源,又可以显著增加森林资源。
  
  4.我国发展林业生物质能源有着巨大的资源优势和发展潜力。
  
   我国现有森林面积1.75亿公顷,蓄积量124.56亿立方米。"中国林木生物质资源调研"得出结论:目前我国陆地林木生物质资源总量在180亿吨以上,可用于生产生物质能源的主要是薪炭林、林业"三剩物"、平茬灌木等。
   国家林业局组织有关单位对我国林业生物质能源资源总量、开发利用和发展潜力等情况进行了调研,初步查明我国油料植物有151科697属1554种,其中种子含油量在40%以上的植物有154种,可用来建立规模化生物质燃料油原料基地的树种有30多种,如黄连木、文冠果、麻风树、光皮树等。
   我国发展林业生物质能源的优势和潜力还体现在薪炭林、经济林面积大,可利用的宜林荒山荒地多。据统计,我国现有300多万公顷薪炭林,每年约可获得0.8亿吨-1亿吨高燃烧值(生物量)。在我国北方地区,有大面积的灌木林亟待利用,估计每年可采集木质燃料资源1亿吨左右;全国用材林已形成大约5700多万公顷的中幼龄林,如正常抚育间伐,可提供1亿多吨的生物质能源原料;同时,林区木材采伐加工剩余物、城市街道绿化修枝也能提供可观的生物质能源原料。
   目前,我国林业生物质能利用主要是直接燃烧和物化转化。物化转化主要是通过干馏技术,将能量密度低的生物质转化为热质高的固体炭或燃气;通过生物质热裂解,包括气化、液化和炭化,生产可燃气、生物油和炭燃料。
  
  5.前景
  
   能源是国家战略性资源,是一个国家经济增长和社会发展的物质基础。为此,中国政府也在21 世纪能源发展战略中提出"积极发展其他新能源和可再生能源"的战略举措。能源植物作为一种可再生的资源,能逐步缓解能源危机,为寻找新能源走出一条新路;另一方面生产成本低,生产和使用不仅不污染环境,而且对保护环境和保护生态系统都具有重要意义,同时也符合可持续发展的要求和趋势。我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一, 目前尚有大面积的宜林荒山荒地,结合国家开展的退耕还林工程,大面积营造木本能源植物林,既可以开发利用生物能源,又能够变荒山劣势为优势,改变因森林植被减少而导致大量水土流失的状况,对水土保持、减少温室气体排放都会有明显的作用。另外,在"三农"、能源和环境三股强劲需求的巨大拉力下,能源植物在中国必将会得到进一步发展。
  
  参考资料
   [1] 中国科学院能源战略研究组,中国能源可持续发展战略专题研究[M], 科学出版社,2006.
   [2] 李昌珠、蒋丽娟、李培旺等,野生木本植物油--光皮树油制取生物柴油的研究, 生物加工过程[J], 2005.3
   [3] 常志鹏、刘铮,中国已成为世界第二大能源消耗国/能源完全凸显,经济参考报,2003.12
   [4] 岑可法、邱坤赞、朱燕群,中国能源与环境可持续发展问题的探讨(一) [J],发电设备, 2004 (5): 245~250.
   [5] 张卫明等,植物资源开发研究与应用[M],东南大学出版社,2005.
  

TOP