随着全球能源消耗的持续增长,传统的化石能源如煤、石油和天然气日益枯竭。然而,科学家们发现了一种新的可再生能源——石油植物,这些植物能够直接或间接生产燃料油,为人类能源未来提供了新的希望。
所谓石油植物,是指那些能够直接生产工业用燃料油,或经过发酵加工后生产燃料油的植物总称。例如,大戟科植物如绿玉树、三角戟和续随子等,能够产生低分子量碳氢化合物,加工后可替代汽油或柴油。巴西的苦配巴树,其树液稍作加工即可作为柴油使用。
据研究,全球植物生物质能源(主要是森林)每年生长量相当于600-800亿吨石油,是目前全球石油开采量的20-27倍。英国一家公司采用液化技术,从100公斤木材中生产了24公斤石油、16公斤沥青和15公斤蒸汽。美国俄勒冈州一家工厂以木片为原料,每100公斤木片可制取30公斤石油。
许多植物能分泌可直接或稍经加工即可用作燃料的液体。澳大利亚的辐射桉含油率高达4.2%,每吨桉树可获取约5桶优质燃料。菲律宾和马来西亚的银合欢树,其乳液含油量高。巴西的香胶树,割开树皮流出的胶汁化学成分与石油相似,无需加工即可作为柴油使用,每棵树每年可产胶汁40-60公斤。
某些杂草也含有石油成分。美国加利福尼亚州的黄鼠草,每公顷可提取约1000公斤石油,经人工杂交后可达6000公斤。美国学者已发现30多种富含油的野草,如乳草、蒲公英等,以及300多种灌木和400多种花卉含有一定比例的石油。
近年来,科学家利用玉米、高粱、甘蔗的秸秆生产汽油酒精,可直接用作汽车燃料。美国销售的汽油中,70%以上是酒精汽油(1:9混合燃料)。巴西则用甘蔗发酵生产酒精作为汽车动力燃料。
许多国家已开始研究石油植物及其栽培,并建立能源基地如石油植物园和能源农场。专家预计,21世纪石油植物将成为人类能源的重要来源。
能源农场的设想源于1973年石油危机。美国教授卡尔文提出,某些植物如橡胶树能将碳化物转化为碳氢化合物,因此其他光合作用植物也可能合成类似石油的物质。卡尔文教授因光合作用研究获得1961年诺贝尔奖,他跑遍全球寻找能合成燃料的植物。在巴西,他发现香胶树6个月内能分泌20-30升胶汁,化学特性类似柴油,可直接使用。
卡尔文在加利福尼亚州发现黄鼠草,实验证明人工制造石油并不需要数百万年。亚利桑那州植物生理学家皮帕尔斯的研究表明,直径为19.3英里的圆形土地种植黄鼠草,平均每昼夜可炼出500万升石油。亚利桑那大学设计了提炼植物石油的企业雏型,一周内能生产450升黄鼠草粉末,并设计出既能提炼石油又能提炼乙醇的小型工厂。他们断言,10年后工业设备可在一昼夜从1000吨黄鼠草粉末中提炼出18万升石油和13万升乙醇,剩余渣滓可作为25000亿千瓦热电站的燃料,需要14万公顷种植场。
此外,奥兰多市净化池中的风信子既能净化水源,又能产生可燃气体。加拿大科学家在地下盐水层中发现两种生产石油的细菌,繁殖迅速,一平方海里水域一年可生产14亿升生物石油。
石油植物作为新能源具有诸多优点:1. 绿色洁净,有利于环境保护;2. 分布广泛,可因地制宜种植,成本低廉;3. 生长迅速,可规模化种植,是可再生能源;4. 使用安全,无爆炸泄漏风险;5. 增强各国能源独立性,减少对石油市场的依赖。
因此,石油植物的开发是解决未来能源问题的有效途径之一。能源专家指出,21世纪将是石油植物大展宏图的时代。