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新能源之路怎样避开粮字而独辟蹊径

  一直以来,人们总是轻视草所蕴含的些许能量。但农学家从没有这样认为,他们已从6500种野生杂草里找到30种“能源草”,可用以制取生物乙醇,也可发电。

  由中国农业大学资源与环境学院教授胡林提供的研究报告讲,中国未被利用的荒草地,是最重要的保留土地资源之一,如果把其中能适合种植的361万公顷荒草地种植能提炼乙醇的能源草,每年潜在的生物乙醇产量可达1100万吨,能替代当今中国汽油消费的23%。

  国内专家特别推荐了两种在我国生长广泛的菊芋(洋生姜)、锦葵。菊芋,不但可在荒草地试种,而且适合海边盐碱滩涂推广。菊芋的糖的含量,超过甘蔗30%,甜度是蔗糖的一倍,出油率非常高。国外专家研究发现,在澳大利亚北部,生有两种可提取石油的多年生野草—桉叶藤和牛角瓜,产油率都较高。

  更值得称道的是,我国著名菌草技术发明者、福建农林大学林占研究员,种出了一种产量非常高、可用来发电的巨菌草。

  营建产油林木基地功到必有利

  美国著名化学家卡尔文教授,早在20世纪70年代首次在巴西的热带森林中就发现一种橡胶树,这种树在半年之内每棵可分泌出20一30公升的胶汁,其化学成分同石油相似,不必经过任何提炼,即可当作柴油使用。

  巴西还有一种鼎鼎大名的苦配巴树,人称“石油树“。苦配巴高30米,粗约l米,在树干上开个孔,原油就会源源流出,一昼夜可出原油25千克左右,隔40天左右可采集一次,这种油可直接用于柴油机。美国成功地栽培续随子和缘玉树两种“石油树”。这两种树,每公顷可采集原油最高达125桶。中国也拥有丰富的木本油料树种,种子含油量在40%以上的植物有154种,目前总面积超过400万公顷,果实产量超过500万吨,具有开发乙醇燃料的广阔前景。

  我国把发展林业生物质能源,已作为现代林业建设的重要内容,将规模化培育能源林列入林业“十一五”发展规划,初步提出到2020年培育能源林2亿亩。全部成林后,加上现有林业资源,每年可达到提供600万吨乙醇燃料原料和4亿吨木质纤维燃料的发展目标。

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  打开海藻“能源库”,闯入阿里巴巴之门

  英美专家出语惊人:海洋中,蕴藏着极其丰富的海藻资源。特别是在沿海和近海大陆架,全面推广养殖高脂海藻,产业化制取乙醇或用其发电,是人类闯入新能源的阿里巴巴之门。海洋是另一片“广袤的土地”,完全可以通过基因工程方法“种出”可再生能源载体—海藻。

  美国纽约市新能源研究所,在海湾地域专门建池养殖海藻。为加快海藻生长,研究所施加氮肥并吹入二氧化碳,提高藻体类脂物含量,从中可提取类脂物可加工成柴油或汽油。每平方米水面,平均每天可获500多克的藻体,含类脂物量67%以上。这样,每年可从藻体中提取燃料油122升,其成本费与目前的燃料油价格相当。

  美国能源部和太阳能研究所,利用生长在美国西海岸的巨型海藻,成功地提炼出优质乙醇。大力发展“工程微藻”,使之成为新能源建设的崛起之师,变得举足轻重。美国研究人员还培养出巨型海藻马尾藻和加州棕藻,建造了“海藻农场”。这两种巨型海藻生长非常快,每天至少长0.6米,易再生,收获后无须再种,可源源不断地提供海藻生物量。

  以生物质氢能神奇点化未来世界

  氢能是一种储量大、后续性强、热效率高的环保型能源。研发生物产氢技术,离不开海水中的藻类和光合细菌。大量培养海洋藻类,然后通过光合作用和光合细菌产氢,是一条大有希望的途径。科学家着眼于遗传工程技术和细胞固定化技术,可使光合细菌“推动”海藻生物连续产氢。加拿大、德国、日本等国家,正全力支持这项生物产氢技术。在加拿大,已建成每天生产液态氢10吨的工厂。德国建立了“藻类农场”产氢。

  特别令人惊奇的是,用光合细菌处理高浓度废水(如造纸废水),既防止污染、保护环境,又能获取菌体蛋白质及其他生物活性物质,用以产生氢气。而中国哈尔滨工业大学教授任南琪,独辟蹊径利用有机废水发酵法通过微生物制氢,可谓“一箭双雕”。

  浙江大学新材料所与内燃机所,最近合作成功地改装了一辆燃用氢-油混合燃料的中巴车,通过添加约4.7Wt%氢气进行的氢-汽油混合燃料燃烧,平均节油率达44%。

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  木质纤维液化发酵好一个“点木成金”

  毕竟以氢作燃料的时代,还是遥遥无期。其成功运转,需要国家的强力推进。生物乙醇在征服市场的过程中,需要根据的中国的实际来前瞻操作。譬如,木质纤维植物储备量巨大,是中国的国情实际之一,国家需要给予政策助力。

  以木质素纤维的“水解液”(先期处理过的木生物质)为原料,采用特定微生物进行油脂发酵,是一项适合我国国情的制取乙醇燃料的“康庄大道”。而且木质纤维素液化后,不但可制得生物乙醇,还可得到可燃性气体。

  用秸秆造油变废为宝的“朝阳工程”

  生物质资源中90%的木质纤维素尤其秸秆未被利用,这才是中国存在最广泛的可再生性生物质资源的现实。

  目前,绝大部分农作物秸秆,因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染。众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,亟须生物质气化转换成可燃气。我国扶持秸秆、谷壳、锯末、木屑、果壳等生物质能源产业发展的政策,尚缺乏可操作性。

  中国科学技术大学生物质洁净能源实验室,早在2006年就成功研制出每小时可处理150公斤生物质秸秆热解液化工业中试装置。曾先后采用玉米秆、棉花秆、木屑和稻壳等多种原料进行的热解液化试验表明,秸秆产油率50%以上、木屑产油率60%以上。这种方式得到的初级生物油,通过水蒸汽催化重整,可制取较高氢/碳比的富氢合成气(主要组分为H2/CO/CO2的混合气)。这种合成气进一步纯化,可获得氢气,也可通过不同的工艺合成制取柴油、汽油、甲醇或二甲醚等高品位的液体燃料。

  最令人激动的是,安徽丰原生化集团公司,将秸秆乙醇燃料技术打造成中国特色的“点柴成金”术。他们通过联合攻关,经一系列深加工最终转化为燃料乙醇。2006年10月,我国政府决定在安徽丰原建立研发秸秆燃料乙醇国家级实验室。将秸秆燃料酒精的研发列为了国家重大科技专项,秸秆乙醇不再是一个遥不可及的神话。

来源:中国发动机网 作者:佚名
文章关键词: 新能源 石油 海藻 氢能
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