美国科学家发现绿色能源：用水藻油取代石油

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美国科学家发现绿色能源：用水藻油取代石油

青年参考    2007-06-30

        全球气候变暖，科学家认为，这一切都源于人类过度使用石油。幸好，人类已认识到问题的严重性，科学家已在倡导使用绿色能源。美国人发现的一种“绿色”能源，是用水藻提炼燃油。科学家乐观地预测，只需种水藻提炼燃油，就能让美国摆脱对天然石油的依赖。

水藻很容易繁殖

　　科学家很早就提出用植物来提炼燃油，比如从油菜籽和大豆中提炼，这两种植物本来就可用来榨取食用油。另外一种可提炼燃油的植物是蓖麻。但无论如何，一般人很少想到用水藻来提炼燃油。

　　水藻由简单的水生有机体组成，通过光合作用储存光能，生产植物油。而植物油可被转化成“生物柴油”。

　　水藻有几个重要的优点，是许多其他植物不具备的：水藻可被种植在任何地方，且能迅速繁殖，更难能可贵的是，水藻几乎不需要特别的养分，需要的只是阳光、水和二氧化碳。它们不像其他植物那样，需要占用很大面积才能生长，而是可在立体空间里生长，因此能非常迅速地吸收营养。

　　有几个数字能证明水藻的优点。在美国，如果把所有从石油中提取的交通燃料换成生物柴油的话，每年需要１４００亿加仑（１加仑≈４．５５升）的生物柴油。而如果全部用大豆来提炼生物柴油，就需要３０亿英亩（１英亩≈６．０７亩）肥沃的土地来种植大豆；用油菜籽提炼的话，也得需要１０亿英亩的土地。

　　不幸的是，整个美国只有４．３４亿英亩农田，而且还需要留下一些土地来种植粮食。而水藻只需９５００万英亩的土地就能满足需要。它们不需要肥沃的土地就能生长，可以种植在水塘里、袋子里或水箱中。这样一来，既可在沙漠中种植水藻，也能在产生很多二氧化碳的发电厂附近种植。

　　水藻这样变成柴油

　　吉姆?塞尔斯曾是一名工程师，如今成了一名发明家，他的“索利克斯生物柴油公司”，专门用水藻生产生物柴油。塞尔斯于２００４年开始发展他的水藻燃料技术，不过他的灵感来自于美国上次面临的能源危机。１９７８年，当时的美国总统卡特制订了一个“水生植物计划”（ＡＳＰ），希望能从水藻中提取洁净的生物柴油代替汽油。根据卡特总统的要求，美国一些科学家开始研究这种技术。可是，用了约２０年时间，花费了２５００万美元，研究小组也并未从水藻中提取出具有使用价值的油料。１９９６年，克林顿政府取消了这一项目。但是，研究人员希望他们的工作不白费。ＡＳＰ项目的科学家对自己的工作进行了总结，写出了详细报告，并把３２８页的报告上传到美国能源部的网站上。

　　一个偶然的机会，塞尔斯对水藻提取油料很感兴趣，他在网络上查到了那份被他称为“水藻圣经”的ＡＳＰ报告。经过认真研究，他发现，ＡＳＰ项目的科学家寻找到了一种能产油的水藻，但他们把这种水藻种在了露天池塘里，这当然比种植在像密封缸一样的封闭系统中要省钱得多，但野生水藻迅速入侵这些露天池塘，把科学家选出的特种水藻杀死。

　　塞尔斯找到了解决办法，他用透明的大塑料袋种植水藻，既能让充足的光线进入，又能防止其他种类的水藻入侵。他称自己的发明是大规模水藻“反应堆”。他用两条长３５０英尺（约为１０５米）、间隔３英尺的平行轨道固定大塑料袋，一旦水藻长成，就被送到炼油厂提取油料，然后再转化成生物柴油。

　　水藻不仅能生产绿色油料，更可吸收大量二氧化碳，净化空气，可说是一举两得。美国麻省理工大学的“绿色油料公司”正在进行这方面的试验，利用发电厂产生的二氧化碳来种植水藻。小规模的试验发现，这是一种可行性的概念，下一步要进行大规模试验。

　　Ｎ个“水藻油”问题

　　不过，要想进入“后石油时代”，让“水藻油”成为畅销产品，需要解决许多问题：水藻有许多种类，哪一种能提炼出最多油料？最好的种植方法是什么？当水藻大规模长成后，如何有效地提取油料？问题还不止这些，索利克斯公司一直在不停地研究，也不停地进行激烈的争论。

　　在生产“生物柴油”的过程中，第一步就是选择水藻品种。种植水藻是一个非常复杂的系统，每一个“水藻生长反应堆”本身都是一个小型生物圈，就像自然生态系统一样，每一种因素都相互依赖、相互制约，一种因素被改变，另一种因素就会出现混乱。水藻的生长速度极快，必须控制好数量，如果太多，阳光就会不够用，造成大批死亡，而如果太少，就达不到所需要的数量。

　　塞尔斯认为，要解决这个问题，需要借助计算机来控制水藻的生长速度，也就是控制营养成分。但这么精确地控制成本，反而会减少水藻业的经济利益，也会削弱与石油业的竞争力。

　　即使成功地收获了水藻，还要面临另一个难题，那就是如何把油提取出来。从大豆、油菜等植物中提取油用冷压法，但水藻中没有那么多的纤维，不能用这种标准的榨油方法。不过，从理论上说，从水藻中提炼油，并没有想像的那么难，参与过ＡＳＰ项目的美国科学家证实，在绿色的水藻中加入化学添加剂，就可提炼出油来，在水藻浆中加入甲醇或者乙烷是目前最好的选择，相对来说，又有效又节省成本。但观察家对此有一种担心，那就是，这可能会影响土地和水的使用。

　　还有最后一个问题。像其他替代燃料一样，水藻炼油业的成功与否，要依赖石油的市场价格，如果每桶石油的价格跌到２０美元，那么生物柴油工业就像无风的帆船一样不能运行了。

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赶紧形成规模。

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富国烧玉米，穷国闹粮荒

刘军红 2007-06-22  

　　近日全球农产品价格上扬，乃是富国的新能源政策所导致。富国高举环保大
旗，也应考虑到穷国的实际。

　　最近，世界主要富国开始用玉米提炼酒精，添加到汽油里当燃料，名曰“生
物循环燃料”，导致世界玉米价格飞涨，农产品价格连锁上扬，穷国粮食拮据。

　　2005年，美国在拒绝履行《京都议定书》规定的二氧化碳减排义务的同时，
颁布了“新能源政策法”。该法规定，到2012年(即减排最后期限)，美国行驶的
汽车所用“生物燃料”要增加2倍，达75亿加仑(每加仑为3.8升)。2007年1月，布
什发表国情咨文进一步提出新指标，称10年内(到2017年)，美国的汽油使用量削
减20%，“生物循环燃料”增至2006年的7倍，达350亿加仑。

　　同时，世界其他富国纷纷效仿，提出相应政策。欧盟委员会于2007年1月提出
“欧洲能源政策”，规定到2020年其“再生能源”使用量提高20%。2007年2月，
日本“生物综合战略推进会”也建议安倍政府扩大国产生物燃料产量，追赶世界
潮流。

　　所谓“生物循环燃料”，就是指用玉米提炼的酒精(乙醇)。在使用中，通过
将这种酒精添加到汽油中，形成混合燃料。之所以被称为“生物循环燃料”，主
要原因是，以往的汽油是从石油中提炼的，属于“化石燃料”，而这种酒精则是
从植物玉米中提取的，故为“生物燃料”，另一方面，玉米是可再生的，且在生
长过程中，通过光合作用，可吸收汽车排放的二氧化碳，因此又称为“可循环的
燃料”。问题是，世界“三大富人区”集中“烧玉米”，必将打破世界粮食供需
均衡，粮荒难免。

　　从目前的提取技术看，每提取1升酒精，大致需要1蒲式耳(约25.4公斤)玉米
。按这个比例计算，仅美国实现其2017年的目标(350亿加仑)，就至少需要33.7亿
吨玉米。而2006年世界粮食总产量不足20亿吨，总消费略高于20亿吨，供需关系
尚可大体均衡。显然，突然增加如此巨大的玉米需求，世界粮食的供需关系将被
打破。若再加上欧日的“需求”，估计即使砍掉世界所有的森林，改种玉米也无
法满足。

　　眼下的问题是，自美国搞新能源政策后，其玉米需求急剧上升，由1996年的
不足5亿蒲式耳，增加到2006年的22亿蒲式耳。同时，作为世界玉米的主产地，美
国用于提取酒精的玉米占其总产量的比例，由2000年的6%，增加到2006年的18%。
其结果，导致世界玉米价格飞扬。如2007年2月底，世界核心谷物交易市场芝加哥
期货交易所的玉米价格涨至近10年来最高，接近上世纪70年代初期“世界粮食危
机”时期的水平。

　　尤为令人关切的是，当前世界粮食库存率下降到15%左右，约为1986年的一半
。而玉米价格的上涨，刺激其种植面积扩张，而世界可耕面积相对固定，必然挤
压其他作物用地，引起粮价连锁上涨。尤其是，传统上，玉米是主要的饲料，其
需求扩张直接减少饲料供应，导致生猪、生牛等产量下降，成为肉、禽、蛋以及
乳制品等农产品价格全面上扬的根源。

　　近年来，作为富国俱乐部的八国集团不断高举“减灾、缩小差距、解决贫困
”等“国际贡献”大旗，引领世界秩序。节能、环保也算其一。但政策犹如处方
，集中用猛药，固然见效快，但副作用也不小。对症下药，也需考虑副作用，更
需均衡调养。

　　世上事，解决方法总不只一个，而“集中就是风险”。世界大统一的节能方
式，恐怕只能给人类带来更大的隐患。显然，省一点粮食，多一点实质性的降低
能耗的智慧，或许比“死盯玉米”更现实。 (作者为现代国际关系研究院学者)

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