如今,90%以上的能源依靠矿物燃料来提供,可是它们的储量有限。石油、天然气不用说,就是储量最丰富的煤炭,估计技术经济可采储量也只有6600亿吨,用不了70年就可能开发殆尽。这怎么办呢?应该设法转向开发可以再生的新能源。
绿色能源代替矿物燃料
有人想到了光合作用。光合作用就是绿色植物吸收光量子把简单的无机物“改造”成为有机物质的过程。绿色能源就是生物能源,包括植物和一切动物粪便的产物。绿色能源的开发和利用,是当前大规模利用太阳能以代替矿物燃料的唯一成熟的技术。
绿色能源数万年前一直在被我们利用着,薪柴、秸秆、干草之类都是绿色能源,直到现在,特别是在农村和一些偏僻、落后地区,木材仍然几乎是唯一的烧饭烧水的燃料。作为这种用途的世界木材消耗量,每年大约相当于4亿吨石油的能量。
蓝桉树林
种植绿色能源
我们能不能够像种植粮食作物那样,大规模地种植专门用作能源的绿色植物呢?在陆地生态系里,森林生态系的生物产量是最高的。有人估计,每公顷森林的年生产力是12.9吨干物质,几乎比一般农田、草原高一倍。这就是说,一公顷森林每年固定的太阳能相当于5倍粗制石油的能量。我国大部分地区具有种植能源林的条件,尤其是广大的西北、华北和东北地区以及丘陵地区,发展潜力更大。如果全国3亿亩荒山荒地都种上能源林,那么一年里生产的能源就相当于1亿吨石油,差不多与我国目前一年的石油产量相等。
要种植以获取能源为目的的森林,就有一个正确选择树种的问题。这里不仅要因地制宜,考虑地理,气候等因素,而且要选择那些生产力高的速生树种(这几乎各地都可以找到一些)。拿桉树来说,它的生长速度很快,每公顷一年约可以提供20吨干物质。桉树还有一个难得的长处:条件要求不高,在贫瘠的土地上也能生长。我国四川中部和长江以南各地栽培最多的大叶桉、赤桉、蓝桉、细叶桉、柠檬桉等就有好多种,速生树种能够更多更有效地积累太阳能。
被利用的植物
一般来说,绿色植物通过光合作用只是生产碳水化合物,也就是由碳、氢,氧元素组成的糖类;还有一些植物却能把光合作用进行得更彻底,生产出很多的碳氢化合物。别忘了,石油就是碳氢化合物的“大杂烩”。地球上有几千种这样的植物,人们把它们称之为“石油树”,可惜至今还遭冷落,没有被当作碳氢化合物燃料来利用。
现在,人们对大戟属含油植物寄予很大的希望,包括油桐、乌桕、橡胶树、蓖麻、续随子等在内,它们含有碳氢化合物的乳胶,一旦分离出来,就可以直接用于炼油。有人估计,一公顷含油植物每年可以提炼好几桶油,如果美国四分之一的土地种上这种植物,就可以用来满足这个国家目前对石油能源的需要。对于我国来说,大量种植能源林不仅是解决农村烧柴问题最现实最经济的办法,而且大有利于防止水土流失,改善环境,保持生态平衡。我们理应大力营造、保护能源林。
开发绿色能源大有可为
当然,植物作为能源不光是直接用来当柴烧,更合理的利用还是从中提取有价值的化学物质,比如甲醇,乙醇、甲烷之类,代替石油作燃料和化工原料。
巴西已经生产出了利用本国制糖工业的残渣生产乙醇,以弥补石油的不足。甲醇的大量生产必将同森林资源以至农副产品的合理利用联系在一起。美国已经发明了用花生壳、稻壳、木片等制取的甲醇作动力燃料的汽车。
从能源利用效率来看,发展沼气是综合利用植物秸杆等绿色能源的最好途径。既解决农村烧柴问题,沉渣也是很好的肥料,间接地做到秸杆还田,增加土壤里的有机质。这样一举两得,可见开发绿色能源是大有可为的。