回复专家：张连翔，回复时间：2005/12/8 9:40:12
前景广阔的绿色能源
“绿色能源”（生物质能源）的含义包括有：能源林、能源作物、水生植物和各种有机废弃物。它们都是通过植物的光合作用转化而成的可再生的生物资源，一般都称为“绿色能源”，是广义的太阳能。
中国、印度以及很多发展中国家，薪柴、秸杆这些传统的能源，至今仍是这些地区人民赖以生存的物质基础。随着生物工程的迅速发展，已为能源树种的杂交选种、快速繁殖开辟了新的途径，为实现能源生产工厂化创造了条件。当前“绿色能源”发展有以下几种动向：
一、木质能源
森林每吨生物量可产生1840千瓦小时的能量，故人们将森林称之为“木质能源”或“木质石油”。人们期待有朝一日这一植物能源能缓解当今世界日趋严重的石油危机。诺贝尔化学奖获得者、美国著名科学家卡尔文，早在1976年就栽培了“续随子”和“绿玉树”，从中提取碳氢化合物和水组成的乳浊液，含有30％～40％类似原油的烃类物质，每年每公顷产油量达25桶，最高可达125桶。美国香槐树，是一种小乔木，树中提取的乳汁，经与别的元素混合即成为原油，每公顷约产原油12桶。巴西的香胶树也是有名的“石油树”，每棵树每年可割出50千克左右的胶汁，其成分是与石油相似的碳氢化合物，不用加工就能直接使用。按树也是很好的“石油树”，一公顷按树一年能产“石油”91升。现在世界上有600多种桉树中，含油率高的有50种左右。巴西有一种叫“苦配巴”的树，树高30米左右，只要在树杆上钻个孔，“油”便不断流出，一昼夜可产“油”20千克～25千克，每隔40天可采一次。菲律宾的“海桐花树，”其果实可当燃料，通过加氢处理，能得到一种类似汽油的油。据调查，地球上有上千种可以生产“木质石油”的植物。80年代，中国林业科学院热带林业研究所，在海南岛的原始森林里发现一种能产“柴油”的油楠树。这种属于苏木亚科的常绿大乔木，树高可达30多米。一般树高12米～15米，胸径在40厘米～50厘米的油楠树就能产油、通常每株油楠树可产油20千克～25千克，最多可达100千克以上。用棉花蘸上这种油，一点火就着，可燃性与柴油相似。
二、能源作物
很多农作物如木曹、甜菜、甘蔗、高粱、马铃薯以及秸杆、玉米芯等都是生产酒精的上好原料。近年来，巴西的酒精生产量剧增，以解决汽油的短缺。如巴西培育的“能源甘蔗”，其生产量大大高于普通甘蔗，专供酒精发酵之用。更重要的资源开发是利用纤维的水解发酵，如果这项技术获得成功，将大大扩大酒精的原料资源。世界上大量的木本和草本植物的纤维都将成为“绿色石油”取之不尽，用之不竭的“矿床”。
三、“植物能源”工程
近几年，在我国一些先富起来的农村，农民买高价煤气或液化气罐，把世代使用的秸杆、柴草当成了废物，胡乱堆放，如果把它变成能源，比用煤气、液化气作能源更经济、更卫生，还可消除对环境的污染。大连市某科研所经过3年的研究试验，终于成功地解决了这一问题。这项名为“废植物制气制油制炭综合利用技术”（即“植物能源”工程）所用的原料就是广大农村中大量的作物秸秆、谷物皮核、杂草、树枝叶、木屑等，属于可再生资源。经过一系列物理加工、化学加工，都可以生产出优质炭、焦油和其他化工产品，达到了物质全部利用，且不产生污染物，具有很高的经济效益和环境效益。由于原料广泛易得，不受枯竭威胁，也不受运输限制。所生产的可燃气可作为农村的生活燃气和工业燃气。这对改变农村燃料结构，提高农村现代化建设起到了促进和保证作用。这项技术的开发，将在广大农村兴起一批相配套的植物化工加工业，这给解决中国农村劳动力过剩、城乡差别、农村经济发展、农村建设规划等问题带来新的希望。
有关专家对“植物能源工程”进行了经济分析与前景预测。以500户一个村（屯）为单位进行计算分析：每户按4人计，500户农民，每年烧掉秸秆和杂草2500吨。如果建设植物能源加工厂，总投资150万元，可得到燃气62.5万立方米，能供1000户居民生活用燃气，还可得到优质炭600吨，价值120万元；焦油250吨，价值75万元；醋酸钙、甲醇、丙酮等化工原料200吨，价值12.5万元。总产值250万元，每年获利税100万元，投产一年半即可收回建厂投资。
从全国看，像300户～500户的村屯有几十万个，如果每个农民提供500千克秸杆进行加工，每年得到的再生能源相当于增产2.5亿吨标准煤，同时所获得的醋酸相当于建立年产10万吨的醋酸生产工厂130个，所获得的甲醇相当于建200个年产1万吨的甲醇工厂。在农村推广此项技术，就地取材，原料可年年再生，省去了外运的费用。这就是说，不管在多偏远的山村，都可以实施该技术。目前建设部已在大连市郊建立了一座样板工厂，可望不久向全国推广。
四、水生植物
地球表面有71%以上是水域，水中繁衍着大量水生植物。仅就海洋中的水生植物而言，储量相当丰富，每年通过光合作用产生的总量就有约550亿吨，储能达9.2×1017千焦能量，其中主要是海藻，而且种类繁多。可利用这类水生植物经过嫌氧发酵作为制取沼气的原料；有的也可作为制取燃料油的原料。藻类植物的适应性强，代谢类型多，生长快，易制成生物反应器，也便于诱导突变出新品种。估计通过人工养殖，建立海洋或湖塘能源工厂，开采“绿色石油”资源，将是解决今后能源问题的一个重要途径。美国能源部能源研究所利用巨型藻研制成了柴油，日本利用微细藻制取了醇。
五、油料植物
植物的种类甚多，全世界已知的植物几十万种，其中以种子植物数量最多，约有20万种。人类所利用的植物油脂全由种子植物得来，其中有的含油脂多，有的含油脂少；有的可食用，有的不可食用。但它们是一项重要的能源。云南省生产的一种茶藤果，其果仁的油脂含量高达76%，我国已经发现的植物油源共计有400多种以上。
六、各种有机质废弃物
除了工农业生产及人们生活直接造成的废弃物质、城市垃圾外，还有各种糟渣、废液也将是很好的能源资源，经进一步的深转化，实际是资源的有效再利用过程，也是促进生态环境向良性循环发展的重要环节。另外，一个更有前途的生物能源是直接利用或模拟植物光合作用产生氢燃料。绿色植物在常温、常压下利用太阳光的作用，把水分解成氢和氧，是它特有的功能。一旦光合水解放出氢或它的人工模拟系统研究成功，并用于生产实践，将是“绿色能源”开发的一个重大突破，将为人类生存与发展作出巨大贡献。
植物能源之所以受青睐，是因为它具有其它能源不可比拟的优点：①分布范围广，地球上植物分布的范围远超过矿物能源的储藏范围；②可以再生，现在使用的能源中只有15％的能源是可以再生，如水能、风能、太阳能等；而植物能源是最有潜力的再生能源；③无污染，优于矿物能源；④安全性能好，优于核能和氢能；⑤可以充分利用土地，能够在贫瘠地、弃耕地和未开发的土地上大量种植。此外，其投入也比水电少，而且不用更改现有用能设备。据专家测算，目前全球植物能源（主要是森林）每年生长量相当于600亿吨～800亿吨石油，而全球石油开采量约30亿吨，仅相当于植物能源年生长量的4.3％。
目前，美英等发达国家利用木材加工液体燃料（木质石油）已达到实用阶段。美国俄勒冈州的一家以木片为原料加工原油的实验工厂，每吨木材可制取300千克“木质石油”。英国一家公司采用液化技术以100千克生产出24千克木质石油、16千克沥青和16千克蒸气，这种木质石油与中东地区的石油相近。植物能源利用的关键是选好树种。美国能源部建立了五个由三角叶杨、桤木、黑槐、桉树等树种组成的能源试验植物场；菲律宾种植1.2万公顷银合欢树，每年可产木质石油100万桶；瑞士制订了一项“绿色能源计划”，准备用10年时间，在全国种植10万公顷能源树，以解决年需石油量的50％以上的供应问题。植物造“油”，实质上是研究与开发太阳能的一种形式。绿色植物都要依靠阳光进行光合作用，才能把简单的无机物转化为有机物，从而把太阳能“禁锢”在自己体内。据测定，1公顷森林每年可以生产12.9吨干物质，其固定的太阳能大约等于5倍粗制石油的能量。全球绿色植物贮存的总能量大约相当于8万亿吨标准煤，其中90％贮存在森林中。因此，利用植物造“油”，大力研究与开发“植物能源”，是解决今后乃至未来世界能源危机的一条经济而有效的途径。
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