登陆注册
5526300000034

第34章 “绿色石油”

绿色植物中作为燃料使用最有价值的是纤维类生物质,它包括纤维素、半纤维素、木质素三种成分。这是地球上分布最广的化合物。但纤维类的热值较低,每公斤只有4200千卡,利用率不高。而可以高效利用生物质能的最佳途径是把生物质转化为液体燃料和气体燃料。为了提高其利用率,人们采取多种措施,利用技术手段把它们加工成其他燃料形式,如固体燃料,典型的是木炭,其燃烧值可提高近100%,达到每公斤8000千卡;液体燃料,如甲醇,热值每公斤为4650千卡,乙醇(酒精),热值提高到每公斤6400~7000千卡;气体燃料,如氢,热值为每公斤28900千卡,一下子提高了7倍,甲烷,热值为每公斤6200千卡。

从上述实验数据可见,把植物纤维素进行一定加工改造后,可大大提高其效能,可以成为更为灵活方便而高效的燃料能源。

用植物造酒精是否可行呢?回答是肯定的。其实,用木材造酒精的技术并非新发明,早在二次大战之前,就已有“木材酒精”作为液体燃料供应汽车使用了。我国早在1946年,我们人民空军在东北老航校对,也曾使用过酒精作为飞机发动机的燃料进行飞行训练。其酒精很多也是来源于木材。

现在人们把燃料酒精叫做“绿色石油”,就是由于这种燃料来源于绿色植物。各种水果、甜莱、甘蔗、甜高梁、粮食、木薯、玉米芯、秸杆、稻草、木片、锯屑、草类以及许多含纤维素的原料,都可提取乙醇(酒精)。酒精作为燃料,对环境的污染比汽油、柴油都小得多;生产成本与汽油差不多;用20%的酒精和汽油混合使用,汽车发动机可以不必改装。

随着现代生物技术的发展,酶制剂工业不断扩展,许多发达国家的酒精生产普遍采用淀粉酶代替麸曲和液体曲,用酶法糖化液生产酒精发酵率竟高达93%,大大提高了出酒率。目前国外发酵生产酒精的淀粉出酒率一般约为563%。

现在看来,有可能用乙醇(燃料酒精)作为矿物燃料的最佳替代能源。许多国家的经验表明,燃料酒精完全可以作为内燃机燃料替代石油,而且其来源不会枯竭。酒精的热值虽比石油低30%,但每公斤也有7000千卡。据1991年最新科学研究表明,生产1加仑酒精需要56000个热量单位,而1加仑酒精至少可以产生76000个热量单位,使有用能量增加20%。若在乙醇里掺入10%的汽油,燃烧后的一氧化碳可大大减少。

利用哪种纤维素提取燃料酒精,也要根据各国的资源情况而定,各国酒精工业的生产各具特色,有的国家森林面积大,造纸工业发达,就采用亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精,如北欧的瑞典、挪威、芬兰三国。而南美的巴西、古巴等国盛产甘蔗,则全都用甘蔗糖作原料生产酒精。

巴西是发展燃料酒精工业最快的国家之一。近些年来,巴西在推用酒精汽车燃料方面,已经取得很大成绩。在巴西全国已普遍使用酒精或使用由60%的酒精和33%的甲醇、7%的汽油混合液体燃料作为汽车用燃料。早在1975年,巴西就实施了“国家乙醇生产计划”。到1981年时,专门用300万公顷农田种植甘蔗、番薯树,有近300家工厂专门从事生产酒精,仅一年就生产12亿加仑,绝大部分用于汽车燃料,约占该国汽车燃料的50%。巴西还进行了固定化酶利用技术的研究,以便更有效地利用木薯生产乙醇。巴西政府十分重视用乙醇取代石油工作,现在巴西正在继续用发酵工艺从植物中获取酒精,生产水平稳步上升,1吨甘蔗已可生产出65升纯度为96%的酒精。1公顷土地种植甘蔗,可提取相当于28吨石油的酒精。

新西兰科学家对植物能源进行了深入研究,他们发现植物通过化学分解后,可以得到氢气、沼气和酒精。他们还认为,在这方面最有发展前途的是饲料甜菜、紫苜蓿和松树。这些专家预测,到2000年,仅从松树中提取的能源就可满足新西兰全国运输部门全部燃料的需要。

瑞典对植物能源抱有更大的期望,1980年就制订了一项新的能源计划。计划规定,树木将成为瑞典的新能源。随即,在全国种植了300公顷“能源树”。这些树的主要用途就是研制酒精燃料。这样,瑞典每年可获得300万吨树汁,转变成酒精后,将相当于瑞典每年石油消耗量的50%。在北部地区种植了大片柳树、赤杨,1~2年就可快生成材。

澳大利亚也准备用当地生长的桉树用发酵工艺生产酒精。

美国是居世界第二位的酒精燃料生产国。1983年生产总量就已达375亿加仑,占全国汽车总耗油量的5‰。早在1977年,美国能源部就制订了“国家酒精燃料计划”,其短期目标是用剩余农产品玉米进行发酵生产酒精,以代替汽油作为汽车燃料,其长远目标是实现纯酒精发动机的实用化,预计到2000年,将有相当一部分汽车实现纯酒精化。据报道,美国目前销售的汽车汽油中,实际上70%是“酒精汽油”,就是1/10酒精和9/10汽油的混合型燃料。

日本在1979年也制订了“石油代用品16年开发计划”,其中主要是以制取酒精作为研究课题,有7家私营公司参加,开发使用细菌的高速发酵设备,以加速酒精燃料的生产。

印度也很重视生物技术在酒精生产中的发展。1991年印度罗迪加尔微生物研究所经过4年研究,研制出一种培养新酵母品系的方法,使酒精产量翻一番。这种新酵母品系以92%的效率把糖浆转化为酒精,在不到48小时内,可生产出浓度12%~16%的酒精发酵醪液。印度生物技术部已在各酒精厂推广这一新技术。

其他国家,如德国、加拿大、印尼、菲律宾等国,也都对用植物生产酒精燃料十分重视,并先后开展了这方面的开发研究工作。

同类推荐
  • 古代数学与算学

    古代数学与算学

    在世界四大文明古国中,中国数学持续繁荣时期最为长久,它是中国传统科学文化百花园中的一朵奇葩,是世界文化宝库中一颗璀璨的明珠。从公元前后至14世纪,中国古典数学先后经历了三次发展高潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期和宋元时期,并在宋元时期达到顶峰。《中国文化知识读本:古代数学与算学》生动的介绍了古代数学发展、古代算术名家、古代算书、古代记数制度和计算工具等内容。
  • 恐龙科考百科(科学探索百科)

    恐龙科考百科(科学探索百科)

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的科学难解之谜,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科学性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂。目的是使读者在兴味盎然地领略科学难解之谜现象的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识;能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,不断掌握开启人类世界的金钥匙,不断推动人类社会向前发展,使我们真正成为人类社会的主人。
  • 青少年应该知道的人类与地球

    青少年应该知道的人类与地球

    本书从地球起源入手,系统地阐述了地球的基础知识、形态特征、地球位置形成以及和其它星球的关系,并且还介绍了地球的灾害,地球的未来等。
  • 神山瑰丽美姿

    神山瑰丽美姿

    中国古代,认为高山“峻极于天”,把位于中原地区的东、南、西、北方和中央的五座高山定为“五岳”。明太祖尊五岳为神。清代移祀北岳于此。五岳均有寺庙名胜多处。就此,这些大山就有了神话故事传说,也赋予了神秘的瑰丽。刘志才编著的这部《图解科普世界丛书:神山瑰丽美姿》以古代资料和现代图片结合,帮助青少年了解五岳的历史文化,增加学生地理的人文知识。
  • 人类、自然与城市(青少年身边的环保丛书)

    人类、自然与城市(青少年身边的环保丛书)

    《人类自然与城市》由谢芾主编:可持续发展的概念最先是1972年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式讨论的。1987年,世界环境与发展委员会出版《我们共同的未来》报告,将可持续发展定义为:“既能满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。”作者是挪威首位女性首相布伦特兰,她对可持续发展的定义被广泛接受并引用。可持续发展是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业!
热门推荐
  • 山海石昔

    山海石昔

    传说中山海经与山海图包含了世间万物,除此之外,还有一块山海石拥有控制世间万物的力量。为了追寻这块山海石,他花费了一生中最宝贵的光阴,到最后一无所有。当他决定平平淡淡的生活时,却又传来山海石的消息,并让他知道了隐藏在世间的一群人。
  • 元级天尊

    元级天尊

    尊者——掌天地本源之力,力动乾坤。抬手,山崩;覆手,地裂。西北,庆荣国,凌云山。三千年来,尊者已经绝迹的时代,却有一位少年从此崛起……
  • 长生画师

    长生画师

    茫茫仙道,我欲成仙。仙帝转世,重修仙道。白发画师,一朝觉醒。从此仙道,吾来争锋。上穷碧落,下黄泉。历经九十九世轮回,这一世,吾要踏上那仙道巅峰。在遥远的石国,一切故事,从这里开始……
  • 檀仙引

    檀仙引

    注定不能修仙的资质,在正道唾弃魔道追捕的大势之下,陷入绝境的她终于解开了身世之谜,真如凤凰,涅槃重生……
  • 妃你不宠:腹黑王爷求放过

    妃你不宠:腹黑王爷求放过

    她,是世人皆知的灾星废物。他,是权倾朝野,一人之下万人之下的战神王爷。因为皇帝无意的一句话,把她赐婚给了他。谁曾想,他却恨不得将她除之而后快!宫斗宅斗,接踵而至,各种贱人小三纷纷上场。她该如何应对?
  • 泪行记

    泪行记

    一段关于眼泪的传说,女娲补天时不忍心看自己造出的人类受苦,最后以身补天最后流下的。人类或者兽类都是有泥土化身,即使是修成仙体,但最终要身体毁灭的。只有找到这两滴眼泪才可以身体和灵魂才能永存。为了防止类似灾难发生世人都在寻找这两滴眼泪。眼泪让两颗赤诚的心相遇了,他们同十二个动物(被后人称为十二生肖)来弥补这时间苦难······
  • 尊神异能

    尊神异能

    本来在最高点的他,在那次大战中赢得了最后胜利,但是却没有想到最后的灾难,居然是在自己的原本星球,而为了拯救他的星球,放弃一切力量和生命,和他的星球一起重生,但重生后的他,修炼却是比别人慢,就如同普通人一样,而他能否重新回到最高点?就请看尊神异能!
  • 拉斐尔的骑士

    拉斐尔的骑士

    为那炽热的感召,骑士们汇聚于一堂,心怀崇高的志向,挺身而出勇往直前,与世代守卫的荣耀,共同绽放璀璨的生命,果敢突击的我们,便是拉斐尔的骑士。
  • 醉心百时情

    醉心百时情

    醉心百时情,千魂几时恋。可问少年红颜,曾否倾心恋?斩不断,情丝千万。忘不记,伊人翩翩。
  • EXO之鹿是我心

    EXO之鹿是我心

    EXO与呆萌女主的传奇故事当呆萌鹿遇到...