能源植物22

植物能源的前景

对我们人类来说，植物是一种最古老的能源，它伴随人走过了几十万年。后来人口的数量开始增多，为获得粮食和更多的能源我们的植被开始遭到了破坏，而化石能源的使用又加剧了环境的恶化，核泄露带来的环境灾难使人们看到了过去认为安全的核能也不那么让人放心了……这些共同构成了当今全球性的四大问题：粮食、人口、环境、能源，而能源问题是否解决得好则成了人类是否更好地向前发展的关键。

植物能通过其特殊的方式将太阳能储存起来，它们通过光合作用机制将空气中的二氧化碳、土壤中的水转换成葡萄糖，进而产生纤维素。这是一个将太阳能转变为化学能的了不起的过程，它奠定了地球上绝大多数的动物的生存和发展的基础，也对人类的产生和发展直到了决定性的作用。这是一种可再生的能源，也是大有文章可做的能源，人类有必要在这方面进行更深入的研究，从而为我们的未来提供基于植物的更为有效和清洁的能源。

光合作用机制模型图 几十万年来，人类是通过直接燃烧植物来获取能源的，热效率应用一直处在极低的水平上，这就意味着我们存在着极大的浪费。从另一方面看，它还造成了环境的污染和营养的流失。后来人们找到了一种较为有效地利用植物能源的方法，这就是利用植物来生产沼气。能过气灶燃烧沼气使热效率应用成倍地提高，而那些得到很好地降解的植物的残骸又成了高品质的有机肥料，它的另外一个好处是对环境并未造成破坏，视觉上也产生了某种美感。我们在看到这些好处的同时，也应看到，进行沼气．

的生产也存在着另一个大的问题，那就是要消耗大量的用着生产沼气的植物原料，仅靠农作物的秸杆和杂草及落叶是非常有限的，因此如何为解决植物原料的来源就成了一个很大的课题。

在那些生产粮食得不偿失的地方营造森林是解决问题的一个办法，它同进还能改善生态环境，因此这方面是值得我们去做些事的。在做这个工作中我们首先要考虑的是找到一些或通过现有的生物技术培育一些速生植物，这些植物还具备另一个特点，那就是必须在各自不同的恶劣的环境下能够较好地大范围地快速生存。如我国有着大面积的盐碱地和砂质盐碱地，在这种土地上几乎很难去生产粮食，即便能生产出粮食对人体也可能不是高品质的。但在这种土地上我们却可以找到不少种类的杂草，碱蓬和猪毛菜便是其中比较有名的，后者是种分枝极多的植物，我们完全可以进行恰当地采集。另一个较有名的是紫穗槐，这种树能提供大量的树叶和枝条。在砂地环境下大家比较熟知的有砂棘和红柳，

它们有着极强的耐能力。有趣的是像砂棘这种植物只要恰当它是越砍越旺的，被人们称之为“柴树”。如果我们去注意周围，会发现这类速生植物还是非常多的，如南方的桉（我们可将盲目引进所带来的隐患通过提供沼气原料来加以限制）、银合欢等，在北方除了前面列举的外还有杨、柳、榆、柞、椿、荆条等，西北则有沙枣、拐枣、梭梭树等。

我们可以通过沼气的生产来部分解决广大农村地区人们生活所需要的能源，在环境大范围地得到改善的同时还可以生产一些“能源植物”。如我们可以适当地栽培产生醇类的植物和所谓“石油植物”，这也是当今世界上利用植物能源的热点。

产生醇类其实更多地是在发酵技术的基础之上利用一些植物的残渣，小部分可考虑一些杂草外，更多的是利用诸如甜菜渣、甘蔗渣等，在我国南方过去常为解决榨糖后产生的大量的甘蔗渣而发愁，这些东西造成了环境的破坏，假如我们用它来生产酒精，可以说是获取能源和保护环境一举两得的措施。从另外的角度看，如果我们生产一些专门用酒精的交通运输工具，将会极大地刺激

利用植物和其残渣生产醇类的进程。

美洲香槐．

所谓“石油植物”是指那些能够产生类似原油的植物，目前这类植物被发现的种类还不是很多，但它却给我们带来了好的消息。比较有名的一是产于澳大利亚的古巴树（也称柴油树），从成年的这种树中每棵每年可获得约25升燃料油，且这种油可直接用于柴油机。另一种是产于美国的一种杂草，叫美洲香槐，它生活在干旱和半干旱地区，与我国西部很多环境相似。如果配合滴注灌溉，在每公顷土地上我们可以从这种大戟科植物中能得到约1600升（合10桶）燃料油。另外还有一些通过提炼能产生燃油的植物，目前在巴西高原的热带雨林中发现近千种这类植物，我们可从其所产生的乳液中用简单的工艺就能得到高品质的液态燃料。在大马来西亚的原始森林中，科学家们也正寻找着这类植物。最让人鼓舞的前景之一来自对藻类的研究和开发，因为它们生长繁殖迅速，范围大，产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻，它们简直就是产油机，能够直接排出液态燃油。人们早就知道了杜氏藻属的一些藻类可产生丙三醇（甘油）。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类我们也可以用它们来做沼气原料，而那些含糖量大的藻类则可以用来产生醇类。细菌也是一个令人兴奋的热点。加拿大的科学家将单净菌和单紫菌进行混合培养能产生类石油烃类，他们在2.6平方公里的盐水池中两天就能收获一次，一年可得到1200万桶燃油。目前他们正在用遗传工程技术加以改进，可望产量能提高10%左右。

总之，植物能源的前景是非常广阔的，它的效益是多方面的，在解决能源的同时环境也可以得到大范围的改善，作为提高地力来说，营养流失也会得到较好的控制。这种一举多得的效果值得

我们去花大力气研究和开发。

能源植物的研究现状及发展建议

一 发展生物质能源的紧迫性和必要性

能源是现代社会赖以生存和发展的基础，安全、可靠的能源供应和高效、清洁的利用能源是我国实现经济可持续发展的基本保证，也是国家战略安全保障的基础之一。在过去的20年里，我国的能源消费总量随着经济的发展已经翻了一番，超过了13亿吨标准煤，成为世界上仅次于美国的能源消费大国。能源短缺和能源消费所引起的环境问题已经成为制约我国可持续发展的瓶颈之一。目前我国人均一次性能源的消费量不到美国的1/18，仅为世界平均水平的1/3。与世界一次性能源构成不同的是我国以煤为主，煤占一次性能源的比例为74.2%，原油15.2%，天然气2.9%，水电7.7% (国家统计局2003)。由于煤的高效、洁净利用难度较大，使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面我国人均能源资源严重不足，人均石油储量不到世界平均水平的1/10，人均煤炭储量仅为世界平均值的1/2。近年来，我国石油消费逐年增长，2004年石油消费量达2.92亿吨，进口石油1.23亿吨，原油对外依存度已达42.1%(国家统计局

2004)。而2005年9月份达到每桶65美元。根据国家发展和改革委员会能源研究所预测，2020年中国石亿吨，进口4.3—亿27亿吨，进口量将为1.8亿吨，届时国内石油产量估计为6.1—亿4.5油的需求量将为

依存度将达到60%—70%。过分依靠进口原油不仅使国民经济蒙受较大的损失，也会给我国的战略安全构成潜在的威胁。大量消费化石能源所排放的SO2和CO2已严重威胁人类赖以生存的生态环境。同时不可 再生的化石能源正面临枯竭的危险。矿物燃料的日趋枯竭和生态环境的日渐恶化，使人们日益重视研究和利用新能源，以可再生能源来替代有限的石化资源成为必然。筛选和种植优质、高效的能源植物，并将之转化为气体或液体燃料，不但可以弥补化石燃料的不足，缓解过分依赖大量进口石油的被动局面，实现我国能源安全战略，而且通过发挥其植被的碳库，水土保持和对低效土壤的改良有助于达到保护和建设生态环境的目的。

二 国内外能源植物研究现状

20 世纪,国际上出现了两次石油危机, 给世界经济带来巨大影响。2005年人们又在油价猛涨中度过,使得替代化石能源的研究倍受关注。不少植物学家试图用植物油脂替代石油来作为对能源日益膨胀需求量的对策之一。自从诺贝尔奖获得者、美国加州大学的化学家卡尔文于1986 年在加州福尼亚种植了大面积的油脂植物获得成功以来,在全球迅速掀起了一股开发研究油脂植物的浪潮，在世界各地相继发现了一些“柴油树”、“酒精树”和“蜡树”。目前,发达国家用于规模生产生物柴油的原料有大豆(美国) 、油菜籽(欧共体、加拿大) 、棕榈油(东南亚) 。日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油。欧美许多国家结合本国特点制定了生物柴油发展纲要,在推广使用上出台了相关的优惠政策推动生物柴油生产。许多国家对投放市场的生化柴油都采取了免税政策和低税率政策以鼓励民众推广和使用生物柴油,保护生态环境。

我国是利用能源植物较早的国家，但基本上局限在直接燃烧、制碳等初级的阶段，热能利用率很低，造成了植物资源的极大浪费，而且也造成了比较严重的环境污染。“七五”期间,四川省计划委员会能源办公室下达了“野生植物油作柴油代用燃料的开发应用示范”项目,四川省林业科学研究院等单位对攀西地区野生小桐子(麻疯树) 的适生立地环境、栽培技术、生物柴油提取与应用等进行了较为深入的研究,利用野生小桐子树果实提取生物柴油也获得了成功。中科院“八五”重点项目“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查研究,建立了小桐子栽培示范区。湖南省在“八五”期间,完成了光皮树制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究;“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”,同时,还从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbia tirucakki) 优良无性系,开展了“能源树种绿玉树及其利用技术的引进”研究。研究内容涉及油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良等及其加工工艺和设备。

我国政府对生物燃料也非常重视，并制定了多项指导性政策促进其发展。在国民经济和社会发展“十五”纲要中提出了发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会通过了《可再生能源法》。2005年1月28日，中国工程院第35次工程讨论了生物液体燃料及生物化工制品在我国的可在人民大会堂召开，”中国生物质工程论坛“2005科技论坛

行性；2005年5月27—28日以“生物能源的现状和发展战略”为主题的东方科技论坛第56次学术研讨会在上海举行。2005年5月31日香山科学会议召开了主题为“生物质能源的利用潜力与前景”学术讨论会。上述连续3次的会议充分体现了政府和学术界对生物质能源研发的重视。可以预计,在未来几年,我国在该领域的研究将会有重要进展，有些技术可达到实用水平。

三 开发能源植物的优势及可行性

(1)资源丰富：我国幅员辽阔,地域跨度大,水热资源分布多样,能源植物资源种类丰富多样, 约有3万种维管束植物，仅次于印尼和巴西，其中有经济价值的植物约15 000种，具有能源开发价值约4 000种。

(2)可再生性：能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水，将太阳能以化学能形式储藏在植物中，这种能量形式是可再生的。

(3)二氧化碳零排放：“酸雨”、“温室效应”等已给人们赖以生存的地球带来了严重的后果。生物质能燃料燃烧所释放出的CO2 大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2，几乎没有SO2产生。因此使用大自然馈赠的生物质能源，几乎不产生污染，这是气、油、煤等常规能源所无法比拟的。

(4)种植面积大：我国南方约有3亿亩荒山荒坡，北方有15亿亩盐碱地，利用荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地种植能源植物既不占用宝贵的耕地资源，又可提供大量的生产原料，还有利于改善生态环境、增加农民收入。

四 具有开发潜力的能源植物

——麻疯树

能源植物是指直接用于提供能源为目的的植物。广义的能源植物包含所有的陆地和海洋的植物。狭义的能源植物指能量富集型的植物。据估计，地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t，含能量达3×1021J。能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水，将太阳能以化学能形式储藏在植物中。除直接燃烧产生热能外，还可转化成固态、液态和气态燃料。按照化学成分能源植物分为三类：

(1)富含碳水化合物的能源植物：其中富含糖的能源植物，如菊芋、甘蔗、甜高粱等；富含淀粉的能源植物，如木薯、玉米、甘薯；富含纤维的能源植物，如芒果、桉树等。利用这些植物可得到生物柴油、燃料乙醇和燃气。

(2)富含油脂的能源植物，如油菜、向日葵、棕榈、花生等。这类能源植物既是人类食物的重要组成部分，也是工业用途非常广泛的原料。

(3)富含类似石油成份的能源植物，如麻疯树、油楠、续随子、绿玉树、古巴香胶树等，可直接产生接近石油成份的植物，其主要成分是烃类,如烷烃、环烷烃等，富含烃类的植物是植物能源的最佳来源,通过脱脂的处理可作为柴油使用。

在三类能源植物中，富含油脂和高糖或高淀粉的能源植物，因其多数本身既是人类的食物来源，又是重要的化工原料，种植这些能源植物都需要大量的耕地，而我国人多地少，大规模利用耕地来生产能源植物．

不现实。因此，筛选能量富集型的野生或半野生状态的能源植物并通过生物工程改良和培育良种能源植物是开发能源植物的关键。目前中科院知识创新工程重要方向项目“高蓄能植物优良种质繁育”以能源植物麻疯树(Jatropha curcas L)为研究材料正在进行资源收集和品质改良的研究。麻疯树作为生产生物柴油的原材料是正在被开发利用的重要能源植物之一,最有可能成为未来替代化石能源的具有巨大开发潜力的树种1，2]。

麻疯树，又名小桐子等,为大戟科麻疯树属落叶大灌木/小乔木,树高2—7 m ,分枝多。原产于热带非洲，现分布于世界热带地区。在我国云南、四川、贵州、广西、广东、海南等地均有分布，麻疯树多用于非耕地的土壤保持、农田和住宅的生物围栏、传统中药材、生物农药、肥皂制造、有机高氮肥和燃料油。 麻疯树适应范围广,能在十分贫瘠的荒地生长。性喜光，宜在暖热气候生长。小桐子在气温较高的地区一般年开花结实2 次,第1 次花期在4—5 月,8—9 月果熟;第2 次花期在7—8 月,12—1 月果熟,在环境好的地方可常年开花。麻疯树易繁育，种子直播发芽率接近100%,同时也可扦插繁殖。在华南植物园和西双版纳植 物园种植试验结果表明，种植当年可开花结果。一般种植3—4年的麻疯树年亩产种仁可达300公斤，在 印度人工栽培灌溉的条件下种植6年的麻疯树亩产达800公斤种子。种仁含油率在40%—60%。其油 脂主要成分为油酸、亚油酸和棕榈酸。油酸含量约40 %，亚油酸含量约30 %，棕榈酸含量约20 %[4]。麻疯树油脂通过化学或生物学转换可得到优于目前0#柴油的生物柴油。此外，麻疯树的种子含有多种活性成分，有着重要的农药和医药价值，是一种极有综合开发价值的生物能源植物材料。在分子生物学研究 方面近年来建立了DNA, RNA提取的方法并成功地克隆了几种功能基因。同时建立了植物再生和转基因体系，7]。因此，麻疯树作为能源植物研究的模式植物具有非常好的前景。

五 能源植物的发展策略几点建议

大规模培育、推广种植和利用能源植物需要政府、科研机构和社会的共同参与。鉴于目前我国能源植物发展的问题提出以下几点建议：

(1)在现有植物品种详细系统调查资料的基础上，根据生物质能源转换的方式(汽化液化燃料、燃料酒精、生物柴油、生物制氢, 藻类产甲烷等)，重点收集、引种和筛选产业化前景好的国内外能源植物种质资源，如麻疯树，建立迁地保育基地和能源种质资源圃，评估潜在能源植物的生物学性状和经济参数。(2)根据能源植物的分布和地域要求及其特点，组织整合国内相关研究力量，建设相关的研究条件和试验基地，选择重点研究材料实施重点突破。开展规模化种植和规范化种植能源植物的关键技术研究和生产生态评价。建立我国能源植物研究平台。(3)研究能源植物代谢网络和合成机制，阐明能源植物的能量转化、富集和分配的分子调控机理。(4)在已有的基因组学研究基础上，利用现代生物技术手段通过调控功能基因(组)的表达进行产量品质(油脂、淀粉、木质素、纤维素、半纤维素)和抗性(耐盐性、耐干旱和耐寒性等)的定向改良，达到降低生产能耗(减少营养、水和土地需求)，提高生物质产量和扩大能源植物适应环境的目的。(5)加强能“建立与发展能源植物营造与退化生态系统恢复藕合机理的研究。生态安全评价、能源植物的遗传转化、．

源农(林)场”的新型农村经济模式。(6)国家尽早制定相关政策，鼓励清洁的可再生能源产业的发展。鼓励生物质能的研究和开发，而且给予适当的财政支持，刺激其发展。如加强立法，通过税收及其它经济手段，将能源的外部社会成本和环境成本计入能源成本中，以增强生物质能源的竞争力；加强协调农业、生态环保和生物质能利用之间的平衡和谐。

认识能源植物

随着石油等非再生性矿物资源的不断枯竭，从长远看，液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。为此,人们把注意力转向可再生的资源——森林，除利用其薪材外，正加快开发“石油人工林”或“能源植物林”，生物石油的开发利用已成为当今全球的一大热点。

能源植物（Energy Plant）又称石油植物或生物燃料油植物，通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力、可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物，以及富含油脂的植物。

能源植物主要包括下述几类：

富含类似石油成分的能源植物 石油的主要成分是烃类，如烷烃、环烷烃等，富含烃类的植物是植物能源的最佳来源，生产成本低，利用率高，目前已发现并受到专家赏识的有续随子、绿玉树、橡胶树和西蒙德木等。

富含碳水化合物的能源植物 利用这些植物所得到的最终产品是乙醇，如木薯、甜菜、甘蔗等。

富含油脂的能源植物 这类植物既是人类食物的重要组成部分，也是工业用途广泛的原料，世界上富含油脂的植物达万种以上，我国有近千种，其中有的含油率很高。如木姜子的种子含油率达66.4%，黄脉钓樟的种子含油率高达67.2%，还有苍耳子等植物。产油植物大体有三类：一是大戟科植物，含油大戟可制成类似石油的燃料，大戟科的巴豆属制成的液体燃料可供柴油机使用。二是豆科植物，苦配巴是其中一种。美国加利福尼亚大学化学博士卡尔文在巴西发现，在苦配巴树干上钻个孔就能流出油来，每个洞流油3小时得油10升—20升，油可以直接在柴油机上使用。据估计，1公顷苦配巴植物每年可产油50桶。三是其他木本植物，如油棕树、南洋油桐树、澳大利亚阔叶木棉等。美国科学家通过试种，种植1公顷含油大戟一年至少可收获25桶生物石油，这些生物石油经改进制成的清洁燃料，成本低于天然石油；巴西试种油棕树，3年后开始结果产油，每公顷可产油1万公斤。

目前，大多数能源植物尚处于野生或半野生状态，人类正在研究应用遗传改良、人工栽培或先进的生物质能转换技术等，以提高利用生物能源的效率，生产出各种清洁燃料，从而替代煤炭、石油和天然气等石化燃料，减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。据估计，绿色植物每年固定的能量相当于600亿吨至800亿吨石油，即全世界每年石油总产量的20倍至27倍，约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而绿色植物每年固定的能量作为能源的利用率还不到其总量的l%。目前，世石油植物“界上许多国家都开始开展能源植物或石油植物的研究并通过引种栽培，建立新的能源基地，如．

园”、“能源农场”等，以此满足对能源结构调整和生物质能源的需要。专家认为，生物能源将成为未来可持续能源的重要部分，到2015年全球总能耗将有40%来自生物能源，因此能源植物具有广阔的开发利用前景。

丹麦学者发现能源植物污染少

最近，丹麦农业专家测试了在欧洲广泛种植的能源植物———芒属植物和柳属植物在多个类型土壤中氮素肥料的流失情况。结果表明，在种植有这些植物的土壤中，氮肥流失量很小。同时，种植了上述植物土地中的杀虫剂用量也非常有限。

在最近于丹麦赫宁（Herning）举办的丹麦植物生产大会（DanishPlantProductionCongress）上，丹麦农业科学院的专家发表的报告表明，芒属植物和柳属植物不但是可以作为新型的能源替代植物，而且可以有效地保护地下水源以及减少农业生产对环境带来的负面效应。

丹麦农业科学院的专家使用设置在柳属植物和芒属植物根系下面的瓷质吸杯（ceramicsuctioncups）对从这两类植物根系下流失的氮肥进行了长期观测。流入到瓷质吸杯中的土壤溶液会被定期收集，然后对其中的氮含量进行分析。

分析结果表明，种植于粗沙质地土壤中的柳属植物，在种植的第一年，其流失的含氮物质相对较高。一旦它们能够生根发芽，形成稳定的群落，其所流失的含氮物质就会降低很多，甚至要明显低于饮用水所允许的含氮物质浓度水平。一般认为，第一年流失含氮物质较多与施肥有直接关系。目前，造成地下水含氮物质污染的一个重要来源就是为了满足植物生长需要所施用的动物粪肥或用城市垃圾制成的肥料。如果要进一步降低柳属和芒属植物的氮素流失，可以在种植的最初两年免去施用肥料的工作。

禾本科多年生草本植物具有生命力持久的根系，可以在夏秋季节吸收各种营养物质。正是这个原因，使之与一年生作物如油菜或是一些谷物相比，所流失的含氮物质要少很多。此外，多年生作物不需要每年对土地进行耕耘，植物根系总在土壤中吸收含氮物质，这是多年生植物流失含氮物质较少的另一个原因。

同时，由于主要是作为能源使用，对植物的外观要求并不严格，因而这类植物并不需要施用太多的农药，这又减轻了对环境的破坏。在杂草控制方面，只有在刚刚种植的时候有这个问题，那时幼小的能源植物还不具有太强的环境竞争能力。它们一旦形成群落，就会充满活力，杂草就不再需要理会。

使用化学除草是目前最经济和方便的除草手段，若用此法，平均下来，在能源植物的整个生长期施用次数为0.5至0.8次。当然，也可以用机器除杂草，生产更为环保的能源植物。

可替代石油的能源植物——香蒲

避暑山庄的“芳渚临流”西北的内湖，有一种水生植物叫香蒲，这是一种多年生的草本植物。它的株高有1.5-3米，叶片狭长，排成两行。夏季开小花，雌雄花穗紧密排在一穗轴上，仿佛是一只蜡烛，由于它长在水中，因此有人叫它水烛。科学界发现，香蒲是转化太阳能最有效的植物。它有惊人的生长力，适应性．

极强，既能在严寒地带生长，也可以在温带和亚热带地区生长。它利用阳光进行光合作用的能力比其它植物高一倍。

众所周知，地球可供开采有石油工业并非是取之不尽用之不竭，综合科学家们的各种预测和计算，石油可供我们大量开采和使用不会超过400年，若按现在已知的储量，石油枯竭不是很远的事情。全世界的能源科学家都在探索新能源，他们普遍认为植物才能替代石油。香蒲就是一种值得大量繁殖的能源植物，它在水边、池塘、到处可以生长，不同其它作物和林木争地；在大片沼泽地种植既庇护了水禽等野生动物，还提供了大量的能源。它们还能生活在工厂排出的污水里，清除污水中的氮、磷，减少大自然的污染。香蒲易燃，将它压成燃料球，适合农村用，是一种不污染环境的能源。如果能够把香蒲、农作物秸秆和其它的“能源植物”都利用起来，再建生物质转化工厂，将这些资源转化为生物燃料来替代石油，就等于有了“绿色油田”。

名词解释：生物质是指由光合作用而产生的各种有机体。生物能是太阳以化学能的形式贮存在生物中的一种能量形式，一种已生物为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种可再生的碳源，可以转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源。

据介绍，华南植物园创建于1929年，占地5000亩，2002年，中科院、广东省、广州市三方共投资3亿元进行大规模建设和改造，将华南植物园建设成为世界一流的科学植物园。园内分有30多个专类园，昨天刚举办开园仪式的能源植物专类园建立于2006年9月，总面积达19000平方米，是我国第一个以收集能源植物为主，集能源植物引种保育、科普展示和科学研究于一体的专类园，是能源植物资源的基因库，也是科普展示、繁殖推广和开发利用研究的平台。一位参加此次活动的小学生告诉记者，以后还会常去华南植物园参观学习，并表示现在对节能有了更清楚的了解，以后在学习生活上会更注意环保。

据华南师范大学的彭长连教授介绍，能源植物是以直接提供能源为目的的植物，是最有利用前景的生物能源之一，因此备受世界各国的关注。

另据了解，生物柴油是重要的能源植物之一，目前，发达国家用于大规模生物柴油的原料有大豆、油菜子和棕榈。近年来我国能源植物的研发速度较快，政府对生物燃料非常重视，并制定了多项指导性政策以促进其发展

中国已着手能源植物的研究 和生物柴油的开发

据了解，生物质能源是由植物光合作用固定在地球上的太阳能，经过提取加工后，可生产出一种能替代石化能源的燃料性油料物质，利用它可以有效减少人类对矿物能源的依赖，因此世界各国都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术。

目前欧盟是世界上最大的生物柴油生产地区，２００１年产量突破１００万吨，美国２００１年生物柴油产量也达到了６万吨。专家预测，生物质能源将成为未来能源重要组成部分，到２０１５年，全球总能耗将有４０％来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。

王涛认为，中国拥有大量宜林荒山和沙地，如果结合荒山造林与生态建设，因地制宜地种植生物质燃料油 能源树木，不仅能为生产生物质燃料油提供原料，也保证了生态工程的可持续经营。．

王涛透露，目前，有关专家正在全国对主要生物质燃料木本能源植物资源进行全面调查，结合林业六大工程，进行采种与良种繁育基地的建设，在此基础上，与生物质燃料油生产公司合作，开始产业化进程。

能源植物、植物能源和生物质能简介

地球上植物储存的能量非常大，约相当于目前世界主要燃料消耗量的１７倍。

广义的太阳能，也包括了生物质能，常言道：“万物生长靠太阳”。植物通过光合作用，把太阳能转化为生物质能而储存起来，地球上每个植物叶片就是一个太阳能集热气，生物质能的合理利用，对于提高能源的利用效率，保护环境等都有重要的意义。因此，世界上许多发达国家，对于利用太阳能，开发生物质能都十分重视，并取得很大的进展。

什么是生物？就是指自然界中具有生命的物质，包括植物、动物和微生物三大类。

生物质：即树木、农作物、草、水生植物（包括藻类）、粪便等有机质的总称，是一种可再生能源，可用于制造生物煤气等。

一、能源植物

能源植物，利用某些植物可以制取柴油、石油等燃料，人们称这种植物为“能源植物”。目前已发现的能源植物有：

１．美国加得福尼亚洲大学教授卡尔文在他的实验场发现有一种植物叫含油的大戟，其干物质的１０％是碳水化合物。他说这种植物一公顷一年至少能获得２５桶，最高收获得１２５捅（相当于１０８６．５公斤／亩）产品成本，低于石油。

２．美国香槐树流出的乳胶，经过简单加工即可成为热值达每磅１．７万英热单位的燃料（相当于１１４８．１万卡／公斤）。

３．美国还有一种叫霍霍巴的野生灌木植物（又名加州希蒙得木），其籽含液体蜡５０％，人工栽培，每公顷可获蜡１０５０公斤。

４．在亚玛辽河流域森林中，有一种属于豆科的“苦配巴”树，在植物园里栽培，若水分充足，它可以长到三十米高，树干直径可达一米，在树干上割口，１小时可以流出５－１２升液体（折合４－９．６公斤）其成分非常接近柴油。

５．１９７３年在巴西东北部干燥地区发现一种“柴油树”他系大戟科，巴豆属植物，流出的油可以直接作汽车发动机的燃料，在巴西每公顷收获量为２０００市斤／亩。

６．菲律宾有一种野生果树，名叫汉珈树，它的果实含酒精１５％，每棵树每年可获果实３５公斤，约得酒精５公斤。

７．柴油树——油楠。生长于我国热带雨林中，这种树被砍伤或被钻洞后，就会流出一种黄色透明的胶液，用棉花粘上后，一点燃就着火，并有强烈的火花，当地群众用它照明，并可做柴油使用，这种树就 是油楠。．

油楠又称“青梅树”或“青皮树”属于龙脑香科，常绿乔木，一般高１０－２０米。最高可达３０米，直径约一米，是一种深根性，喜光照明的树种，耐干旱，耐轻薄和盐碱干，对土壤要求不高，寿命可达２００年以上。

油楠的脂液和石油一样，具有可燃性，一

能源植物及液体燃料利用新技术研究示范

课题目标在于解决燃料油植物育种、栽培和燃料油提取的关键技术，实现燃料油能源植物的规模种植，形成有自主知识产权的中国燃料油植物示范基地。

课题主要技术成果：

1. 建立了能源植物资源信息资源库。筛选出了1－3年可收获的蓖麻、绿玉树、麻疯树，以及5－7年可收获的光皮树、油桐等优良的速生高产能源树种。制定出了5项指标，即含油率、经济产量、适生区大小、繁殖难易和油的成份作为筛选和评价能源植物的依据。

蓖麻 绿玉树

光皮树 麻疯树

2. 绿玉树、光皮树、蓖麻和麻疯树等原料油植物筛选出高种源12个，无性系19个。

3. 以绿玉树为试材，利用分子标记、抗寒基因导入和倍性育种等手段，进行了生物技术育种，获得了高产烷烃类化学物质的四倍体和转基因植物材料。分别在湖南江华、桂阳、龙山县和广西南宁市结合国家退耕还林工程营建了能源植物原料林基地200公顷。完成与不同种类能源植物配套的速成栽培新技术开发。完成了绿玉树植物形态解剖结构；乳汁的化学组成分析；乳汁设备研制及改进；烷烃和烯醇类生物质液体燃料油制取。研制出绿玉树乳汁榨取装置1套。

4. 生物质液体燃料油研究开发(物理方法直接获取和化学方法间接获取)

物理方法—绿玉树乳汁制取烷烃和烯醇类生物质液体燃料油, 已有阶段性成果。

化学方法—含三酸甘油脂的木本油料植物油脂交换法制取生物柴油。研制出年产600吨的小型连续工艺生产生物柴油装置。与企业合作建有年产10,000吨的连续工艺生产生物柴油厂。

对油茶、油桐、光皮树、麻疯树、蓖麻等非食用木本或多年生植物油的制取、油脂脱胶、脱蜡、脱臭工艺进行改进；以油茶、光皮树、麻疯树等五种木本植物油作原料油制取生物柴油，对产品进行了理化性质的测定并研制出小试和中试装置各1套。对高碳脂肪酸改性及生物技术降解进行了初步探讨。

植物能源，重受青睐

植物是一种最古老的能源，它伴随人走过了几十万年。然而，现在人们用石化燃料代替了植物，不少国家的农民还把收割粮食后剩下的秸秆“烧荒”。这是很可惜的，因为这不但会浪费能源，还会增加二氧化碳的排放量，污染环境。现在，不少国家开始开发利用植物能源的新方式。

英国将建第一家“草电站”

英国首相布莱尔在6月中旬召开的新闻发布会上宣布，英国将于今年晚些时候建立国内首座“草电站”，希望英国能逐步为减低温室效应和保护环境做出新的贡献。这座“草电站”位于英国中部的斯塔福德郡某郊区的一大片草地中，将投资650万英镑（约1200万美元），可提供2000户家庭的生活用电。

虽然英国的人口只占世界人口的1％，但是二氧化碳等温室气体的排放量却占世界总量的3％。因此，英国政府近年来在国际上承诺要降低二氧化碳的排放量。英国政府希望在2050年以前减少60％以上的二氧化碳排放量，也就是说让英国的二氧化碳排放量达到世界的平均水平。承担这个发电站项目的埃克勒夏尔生物质能公司的董事长阿曼达·格雷表示，这座草电站是一座示范性电站，希望能为英国政府减少二氧化碳的国际承诺带个好头。

草电站发电的主要原料是生长在当地大量的象草。象草因为大象爱吃而得名，是热带、亚热带地区多年生草本植物，这种草生长比较快，植株可高达3~5米，可燃性好，却没有多少实际用途，用于发电算是“变废为宝”。这座发电站建成后将每天24小时运行，每小时可减少1吨二氧化碳排放量，这样一年就可以减少8000吨左右的二氧化碳排放量。

为什么用草发电就可以减少二氧化碳的排放量呢？这实际上是和火力发电相比较而言的。英国的火力发电站是排放而可以大量吸收二氧化碳。英国大约有三分之一的二氧化碳来自火力发电站。由于象草生长比较快，二氧化碳的主要源头，

采用象草发电后，排出的二氧化碳可以被附近生长的象草及时地吸收，二氧化碳的排出量会小于象草的吸收量，这样发电站就不会产生多余的二氧化碳。

这座发电站还将解决一部分当地的就业问题，因为这座发电站需要170户农民来为它提供象草。格雷还表示，除了用象草外，其他晒干的植物也可以用于发电。不过由于不同植物的处理程序不大一样，因此世界上的植物发电厂大多比较“专业”，希望能发明混合植物发电站。

美国用菠菜造电池

菠菜是卡通人物大力水手的“超级食物”，只要有了菠菜，他就力大无比，神勇无敌。不知是否从这里获得了灵感，美国麻省理工学院的科学家马克·鲍多最近开发出一种以植物蛋白为能量来源的新型电池，其具有便携无污染等特点，未来人们借助这一技术完全可以用菠菜等来为笔记本电脑等供电。

研究人员参照太阳能电池的制造原理，利用生物技术手段发明了这种新型电池。科学家们首先从菠菜叶的叶绿体中分离出多种蛋白质，并将蛋白质放到内有两层导电物质的一个特殊装置中间，制成这一新型电池。科学家解释说，由于蛋白质分子体积很小，并且在离开原有自然环境时将失去活性，因此提取蛋白质的过程十分复杂。他们便将这些蛋白质分子与一种肽分子混合，这种肽分子能在蛋白质分子外形成保护层，为其创造类似植物叶片内的生存环境。

之后，科学家将提取出的蛋白质分子铺在一层金质薄膜上，而后在其最上方再加一层有机导电材料，做成一个类似“三明治”的装置。当光照射到这个“三明治”上时，装置内会发生光合作用，最终产生电流。

科学家说，目前这种新型电池装置最多只能持续工作21天，其能量转换率也较低，只能将12％的光能转换成电能。不过，科学家相信能量转换率在未来有可能达到20％，届时这种新型植物电池将比目前市场上的太阳能硅电池更为高效。

碳水化合物能驱动汽车

从植物中获取能量的最简易的方法是燃烧，将热能转换成电能。虽然燃烧植物适合固定发电厂，但是它并不是汽车的理想能源。电动汽车需要频繁地充电，因此不适合长途旅行。

与燃烧相比还有一个更好的方法是将植物原材料转化成为汽车可以直接利用的能量。这种方法已经在植物油中含有脂肪酸的植物中采用，但此类植物只是所有植物的一小部分。现在，研究人员发现了从碳水化合物中制造燃料的方法，植物75%都是由碳水化合物组成的。

该项研究结果为人类提供了更有效地利用植物材料的方法。美国威斯康星大学的化学家詹姆士·杜梅斯及其同事已将此研究结果发表在《科学》杂志上。来源于植物的碳水化合物类似于传统的柴油，因此它可以直接用于现有的交通设备。这种新型燃料比氢气更容易使用，因为氢气燃料需要不同类型的泵站和贮藏库系统。杜梅斯推测，如果一切按计划进行，那么在美国种植足够的植物就可以为整个国家的汽车提供大部分能源。

在过去，碳水化合物一直被认为是昂贵的燃料能源。比如，葡萄糖经过发酵生成乙醇，再将乙醇加入汽油中，在发酵的最后阶段通过汽化的方法将乙醇从水中分离，这个过程浪费了大量能量，因此效率非常低。杜梅斯研究小组推测，如果将植物的碳水化合物直接转变为如同柴油的长链碳水化合物，那么就完全可以避免发酵等大量消耗能量的过程。因为油和水不能混合，所以碳氢化合物浮到反应混合物的上层，通过虹吸方法就可以轻易地将碳水化合物与混合物分离。如果能够将这个转变过程改进得简易一些，就有足够能力与乙醇工业相抗衡。

让植物产石油

在寻找新能源的过程中，科学家们欣喜地发现了可再生的“石油植物”，可以有效地解决上述问题。它的蕴藏量丰富，可以迅速生长，是可再生的种植能源，用“植物石油”代替传统的石油将从根本上解决能源危机。英美等发达国家正在．

对已发现的40多种“石油植物”进行品种选育和品质优化工作，并准备尽快实现商业化生产。法国、日本、巴西、俄罗斯等国也正在开展“石油植物”的研究和应用。目前，甚至有一些科学家在培育产油量高的转基因植物。

美国一个名叫卡尔文的科学家在巴西发现了一种神奇的橡胶树，只要在这棵树的树干上钻个小洞，就可接到“柴油”，因而又称之为“柴油树”。澳大利亚有一种古巴树，每棵每年可获得约25升燃料油，且这种油可直接用于柴油机。美洲香槐草是产于美国的一种杂草，它生长在干旱和半干旱地区，每公顷土地可以收获约1600升燃料油。

一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速，范围大，燃料油产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻，它们简直就是产油机，能够直接排出液态燃油。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类我们也可以用它们来做沼气原料，而那些含糖量大的藻类则可以用来生产醇类作为燃料。

聊城能源植物林基地及生物质电厂国际研讨会

5月18日，国家发展改革委价格司副司长刘振秋、国家林业局林化所所长应浩、山东省发展改革委副主任薛克、北京天恒可持续发展研究所所长陈青、北京德源投资有限公司副总经理王文宗、世界自然基金会能源项目部主管甘林、丹麦大学及阿尔博格大学生物技术和生物能源中心主任简史伯、瑞典生物电厂副厂长、总工厄尔本、南京林业大学森林资源与环境学院副院长方升佐等国内外30余位专家学者汇聚我市，共同对我市能源植物林基地及生物质电厂建设可行性进行研讨。市委副书记、副市长林峰海出席会议并致辞，会议由市委副书记葛长伟主持，副市长刘玉兰出席研讨会。本次会议由市政府主办，市计委承办。

生物质能又称“绿色能源”,它包括树木、农作物秸秆等通过一定的方式将生物质转化为可燃气体等,再作为燃料。开发“绿色能源”己成为当今工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。这次会议的主要目的，就是对聊城开发建设能源植物林基地及生物质电厂可行性和发展前景进行研讨。

林峰海同志在致辞中简要介绍了我市发展能源植物林及生物质电厂的有关情况。聊城是典型的平原农区，境内地势平坦，土地肥沃，水利条件良好，是全国重要的粮食、棉花、蔬菜、畜禽、林果、奶业生产基地和深加工基地，农业比较发达。我市各县（市、区）均程度不同地存在着大量的荒坡地和废弃地，在这些荒坡地和废弃地上种植速生能源植物林，既可以改良土壤、改善环境，又可作为秸秆不足时的原材料补充，保证生物质电厂所需原材料足量及时供给。据初步统计，目前全市农业生产所产生的秸秆除群众作为燃料外，还有100余万吨无法得到有效利用，大量秸秆利用途径少，利用率低。如果利用现有秸秆资源及种植能源植物林作为生物质电厂的燃料，通过推动生物质发电的规模化、市场化和产业化，实现能源多元化，改善生态环境，增加农民收入，就可走上一条可持续发展的良性循环道路。在聊城建设生物质电厂可加快聊城电力的发展步伐。到2004年底，聊城的电力总装机容量已达到近400万千瓦，但目前全部为燃煤电厂。如果新建生物质电厂或对现有燃煤电厂进行混烧改造，必将大大缓解全市的煤炭供应压力，对全市的电力发展起到良好的推动作用。

葛长伟同志指出，目前，国家正在实施可持续发展战略，在这个背景下，研讨生物质电厂的建设问题，意在加快工业化发展的过程中，正处于工业化初期向中期发展的关键时期，聊城作为新兴工业城市，义重大。．

如何才能保护生态，做到有序发展，一直是面临的一个重要问题。这次研讨会，为今后的发展提供了一个好思路，坚定了我们发展生物质能源的信心。

研讨会上，专家学者们踊跃发言，发布了各自的研究成果，对聊城能源植物林基地及生物质电厂可行性进行研讨，提出了有价值的意见和建议。北京德源投资公司表现出了强烈的投资意愿，该公司拟先行出资3.0亿元建设规模为2.5万千瓦的生物质能电厂。

前景广阔的植物能源

对我们人类来说，植物是一种最古老的能源，它伴随人类走过了几十万年。后来人口数量开始增加，为获得粮食和更多的能源，植被开始遭到破坏，而化石能源的使用又加剧了环境的恶化，核泄露带来的环境灾难使人们明白过去以为安全的核能也不是那么让人放心……这些构成了当今全球性的四大问题：粮食、人口、环境、能源，而能源问题能否解决得好则成了人类是否更好发展的关键。

植物可以通过特殊的方式将太阳能储存起来，通过光合作用机制将空气中的二氧化碳、土壤中的水转换成葡萄糖，进而产生纤维素。这是一个将太阳能转变为化学能的了不起的过程，它奠定了地球上绝大多数动物生存和发展的基础，也对人类的产生和发展起到了决定性的作用。这是一种可再生的能源，也是大有文章可做的能源，人类有必要在这方面进行更深入的研究，从而为我们的未来提供基于植物的更为有效、更加清洁的能源。

几十万年来，人类通过直接燃烧植物来获取能源，热效率应用一直处在极低的水平上，也存在极大的浪费，造成了环境的污染和营养的流失。后来人们找到了一种有效利用植物能源的方法，就是利用植物来生产沼气。燃烧沼气能使热效率应用成倍提高，而那些得到很好降解的植物残渣又成了高品质的有机肥料，不但对环境没有造成破坏，视觉上也产生了某种美感。在看到这些好处的同时我们也看到，进行沼气生产存在着一个较大的问题，那就是要消耗大量用于生产沼气的植物原料，仅靠农作物的秸秆、杂草和落叶是很有限的，因此，如何解决植物原料的来源就成了一个大课题。

沼气的生产可以部分解决广大农村地区人们生活所需要的能源，在环境大范围得到改善的同时还可以生产一些能源植物，这就是当今世界上利用植物能源的热点——栽培产生醇类的植物以及“石油植物”。所谓“石油植物”，是指那些能够产生类似原油的植物。目前发现的这类植物还不是很多，但它却给我们带来了好消息。比较有名的一种是产于澳大利亚的古巴树，从成年的这种树中每棵每年可获得约25 L燃料油，且这种油可直接用于柴油机；另一种是产于美国的一种杂草，叫美洲香槐，如果配合滴注灌溉，在每公顷土地上我们可以从这种大戟科植物中得到约1 600 L（合10桶）燃料油。

另外还有一些通过提炼能产生燃油的植物。目前已在巴西高原的热带雨林中发现了近千种这类植物，我们可从其所产生的乳液中用简单的工艺就能得到高品质的液态燃料。

除了大树外，科学家一直也没有放弃对小草的希望。从6 500种野生杂草里已找到了30种“能源草”，从它们身上同样可以提取到石油的代用品。美国有一种分布极广的杂草，俗称“黄鼠草”，用这种草可以提炼石油，每公顷野生黄鼠草能提炼出1 t石油，而每公顷人工栽培的杂交黄鼠草产油可提高6 t。可以提炼石油的草本植物还有很多，如桉叶藤和牛角瓜，产油率都较高。

的植物，替代煤炭和石油作为燃料发电。试验表明，这种”象草“年，北美和欧洲可能会开始大量种植一种名为10今后

植物能在大部分耕地上生长，不需施加肥料，也不受病虫害困扰，收获后的干草能利用现有技术轻易制成燃料，用于电厂发电。据统计，种植1 hm2的象草，将它加工后所产生的能量可替代5.1 t石油。它还有一个好处是，生长时会吸收大量的二氧化碳，燃烧时排放出来的二氧化碳又会被附近的象草吸收，因此利用这种能源植物替代煤炭，能在一定程度上促进防止全球变暖的目标尽快实现。

最让人鼓舞的前景之一来自对藻类的研究和开发。藻类生长繁殖迅速，范围大，产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻，简直就是产油机，能够直接排出液态燃油。人们早就知道了杜氏藻属的一些藻类可产生丙三醇（甘油）。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类我们也可以用它们来做沼气原料，而那些含糖量大的藻类则可以用来产生醇类。

细菌也是一个令人兴奋的热点。加拿大的科学家将单净菌和单紫菌进行混合培养能产生类石油烃类，他们在2.6 km2的盐水池中培养2天就能收获1次，一年可得到171.4万t燃油。目前科学家正在用遗传工程技术加以改进，产量可望提高10％左右。

植物能源的前景非常广阔，它的效益不是单方面的，在解决能源的同时环境也能得到大范围的改善，从提高地力的角度来说，营养流失也会得到较好的控制。这种一举多得的效果值得我们花大力气去研究和开发。

科学家认为，叶绿体、绿色植物的光合作用，是地球上植物和动物包括人类生存的主要能源。煤炭是远古的森林，石油是远古的生物，都是绿色植物光合作用直接、间接的产物。人们可以利用植物的光合作用，把太阳能转化为电能，这比制造日光捕集器便宜得多。通过微生物和酶的分解以及热化学处理，就可以充分利用其热能、营养物质和矿物成分，产生气体和液体燃料。这是植物能源在未来世纪中成为人类主要能源的科学方法。从植物中提炼乙醇、甲醇等液体燃料，将在开发植物能源中占主要地位。由此可见，植物能源在未来有着重要地位。未来将是植物能源大放异彩的时代。

未来能源的宝库--石油植物

随着能源消耗量的不断增加，有限的常规化能源棗煤、石油、天然气等，日趋紧缺，然而，正当人们对能源的前景感到暗淡和忧虑的时候，科学家发现了新的再生能源棗“石油植物”。

所谓“石油植物”，系指那些可以直接生产工业用“燃料油”，或经发酵加工可生产“燃料油”的植物的总称。例如，现已发现的大量可直接生产燃料油的植物，主要分布在大戟科，如绿玉树、三角戟、续随子等。这些石油植物能生产低分子量氢化合物，加工后可合成汽油或柴油的代用品。

据专家研究，有些树在进行光合作用时，会将碳氢化合物储存在体内，形成类似石油的烷烃类物质。如巴西的苦配巴树，树液只要稍作加工，便可当作柴油使用。

如前所述，目前全世界植物生物质能源（主要是森林）每年生长量相当于600－800亿吨石油，为目前世界开采量的20－27倍，可见潜力之大。目前，英、美等一些工业发达国家用木材加工出石油已达到实用阶段。英国一家公司采用液化技术，用100公斤木材生产了24公斤石油，同时还生产出16公斤沥青和15公斤蒸汽。美国俄勒冈州一家以木片为原料的工厂， 公斤石油。30公斤木片可制取100．

人们还发现，地球上存在着不少的“石油植物”，它们所分泌出的液体，不需加工或稍经加工就可作燃料使用。如澳大利亚有一种名叫辐射校的树，含油率高达4．2％，也就是说，一吨桉树可获取优质燃料5桶之多。在菲律宾和马来西亚，有一种被誉为“石油树”的银合欢树，这种树分泌的乳液中含“石油”量很高。巴西有一种香胶树，割开树皮就可流出胶汁般的树计，它的化学成分与石油相似。据实验，这种树汁不需任何加工，就可当柴油使用，经简单加工可炼制汽油。这种树每棵每年可产胶汁40－60公斤。

经专家测试，某些芳草也含有“石油”。美国加利福尼亚州生产一种粗生分布广泛的杂草，由于黄鼠等啮齿动物很害怕它的气味，故取名黄鼠草。黄鼠草可以提炼“石油”，大约每公顷这样的野草可提取“石油”l000公斤；若经人工杂交种植，每公顷可提炼“石油”6000公斤。目前，美国学者已发现了 30多种富含油的野草，如乳草、蒲公英等。此外，科学家还发现300多种灌木、400多种花卉都含有一定比例的“石油”。

近年来，科学家又发现利用玉米、高粱、甘蔗的秸秆可以生产汽油酒精，并能直接用做汽车的动力燃料。目前，美国销售的“汽油”中，70％以上实际是酒精汽油（1：9的混合燃料）。巴西用甘蔗发酵生产酒精做汽车动力燃料。

目前，世界上许多国家都开始“石油植物”及其栽种的研究，并通过引种栽培，建立起新的能源基地棗“石油植物园”、“能源农场”，专家预计，在21世纪初“石油植物”将成为人类能源的宝库。

关于建立“能源农场”的设想，却是在一种特殊情况下提出来的，它对于人类在21世纪启用植物“石油”能源有着深远的意义。1973年，石油输出国组织成员国临时停止向美国出口石油，因此，美国教授卡尔文想出了建立“能源农场”这个主意，到现在已经20多年了，这个设想已在不少国家开始试验。

当时，这位科学家知道，某些植物如橡胶树，能把碳化物变成碳氢化合物棗胶汁。他想，既然橡胶树能产生胶汁，那么其他能进行光合作用的植物也能合成类似石油的物质。要得出这样的结论，他首先放弃了一些原有的习掼想法。卡尔文教授是一位化学家，1961年，他因为一本关于光合作用的著作而获得了诺贝尔奖金。现在他是“能源农场”的最热心的支持者之一，他跑遍全球去寻找那种具有合成燃烧能力的植物。

在巴西，卡尔文教授看到一种名叫香胶树的植物，并参观了割胶作业。据他观察，这种植物6个月内能分泌出20－30升胶汁，这种胶汁实质上就是石油，化学特性同柴油相似，所以不经过提炼，直接可以当柴油使用。今天，香胶树大概是大自然中最理想的一种能直接提供“生物石油”的植物。

卡尔文在加利福尼亚洲找到了另一种虽不像香胶树那样令人吃惊，但分布非常普遍的植物，农场主们把它叫作“黄鼠树”。卡尔文教授的实验证明，人工制造石油并不需要几百万年的时问，而是21世纪就可成功的事情，那么，剩下的一个问题是：“能源农场”的设想在工艺上是否行得通？在经济上是否划算？

对于这个问题，由亚利桑那州植物生理学家皮帕尔斯主持的进一步研究作出了回答。数年来，他们在“黄鼠树”实验农场做了一系列有趣的试验。得出的结论是：直径为19．3英 万升石油。500里的圆形土地种上黄鼠树以后，平均每昼夜可炼出

亚利桑那大学还开始设计某种提炼植物石油的企业的雏型，这种企业一周内能生产450升黄鼠树粉末。同时又在设计既能提炼石油，又能提炼乙醇的小型工厂。他们断言，再过10年以后，工业提炼设备可以在一昼夜之间从1000吨黄鼠树粉末中提炼出 18万升石油和13万升乙醇。剩下来的渣滓可以作25000亿千瓦的热电站的燃料。要达到这么大的生产规模，需要开辟面积为14万公顷的黄鼠树种植场，相当于美国匹兹堡市那么大。

能够供燃料的植物不一定都要在泥土里才能生长。奥兰多市净化池里的风信子长势良好，污水是这种植物的最好营养物。因此，种植风信子可以达到一箭双雕的目的：不仅可以净化水源，而且可以得到可燃气体，加拿大科学家在地下盐水层中发现了两种生产石油的细菌，一种是红的，一种是无色透明的。它们繁殖很快，两天可收获一次。一平方海里的水域里一年就可生产14亿升“生物石油”。

石油植物作为未来的一种新能源，与其他能源相比，具有许多优点：

l．石油植物是新一代的绿色洁净能源，在当今全世界环境污染严重的情况下，应用它对保护环境十分有利。

2．石油植物分布面积广，若能因地制宜地进行种植，便能就地取木成油，而不需勘探、钻井、采矿，也减少了长途运输，成本低廉，易于普及推广。

3．石油植物可以迅速生长，能通过规模化种植，保证产量，而且是一种可再生的种植能源，而非一次能源。

4．植物能源使用起来要比核电等能源安全得多，不会发生爆炸，泄漏等安全事故。

5．开发石油植物，还将逐步加强世界各国在能源方面的独立性，减少对石油市场的依赖，可以在保障能源供应、稳定经济发展方面发挥积极作用。

由此看来，石油植物的开发，是解决未来能源的有效新途径之一。难怪能源专家们指出，21世纪将是石油植物大展宏图的时代。

重庆能源植物

当前，能源供应紧张已成为一个急待解决的问题。而能源植物（指那些可产生接近石油成分或者可替代石油使用产品的植物，以及富含油脂的植物）每年固定的能量，相当于600亿至800亿吨石油，即全世界每年石油总量的20-27倍。

市园林局有关负责人说，大量绿色植物的能量可以通过简单的办法开发利用。且利用绿色植物能源有四大优点：一是不会污染环境；二是可再生；三是能源植物种类较多，易于普及推广；四是植物能源使用安全。

该负责人说，我市的气候适宜能源植物的生长。目前，在我市栽植的能源植物有夹竹桃科、桉树类、樟科、山茶科、桑科等植物，适应大面积推广应用的有夹竹桃、按树、澳洲金合欢、油桐等，这些植物在我市分布较广，适应性很强。

能源植物的开发是一个系统工程，我市将开展对此项工作的论证、推广和开发。在此基础上，结合我市

农业产业结构的调整、林业的退耕还林、园林的环城市生态林等项目，大面积推广我市的能源植物种植。

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生物柴油已占欧洲成品油的5%

据市园林局有关负责人介绍，许多国家现已开始重视能源植物种植和开发，由其产生的石油替代品呈逐年上升的趋势。目前，生物柴油使用最多的是欧洲，份额已占到成品油市场的5%。

1986年，诺贝尔奖获得者，美国加州大学的化学家卡尔文种植了大面积的能源植物，每公顷可收获120-140桶生物柴油。另悉，生长在美国加州的一种叫“黄鼠草”的植物每公顷可提炼1000公斤的生物柴油。

随着现代化水平的飞速发展，全球能源消耗量不断增加，伴随着能源危机和能源污染，能源植物应运而生。能源植物系指可以具有合成较高还原形式烃的能力，并直接生产工业用燃料油或经发酵加工可生产燃料油的植物的总称。能源植物 具有环保性、低成本性、可再生性、安全性和持续稳定性，是绿化世界的组成部分，是解决全球能源危机和环境污染的有效手段。能源植物将给人类利用新能源以及经济社会可持续发展带来新的希望。目前，世界先进国家已开展多种能源植物及栽种的研究，建立起新的能源基地－石油植物园、能源农场。本项目通过引进能源植物及栽培技术，积极开发可再生绿色能源，解决我国能源问题和环境污染问题，为我国的经济社会的可持续发展开辟新的渠道。

植物能源与人类未来

粮食问题、人口问题、环境问题以及能源问题是困扰当今人类的四大全球性的社会问题。这四大社会问题能否得到很好的解决是人类社会能否向前发展的关键。而这四大问题中，能源危机尤为突出。粮食的生产，人口的激增，以及环境的净化无不需要能源。因此，只有首先解决了能源问题才能使其他社会问题得到有效的解决。然而，地球上的化石能源按现在的耗费速度计算，大约在1000年后就会用完。为解决能源危机，很多国家已开始利用原子能、核能等非化石能源。但是，核泄漏给人类和环境带来的巨大灾难又让人们感到十分恐慌。因此，寻找一种新型的、安全的又可再生的能源已成为许多国家能源研究的焦点。

植物能源来自太阳的光能。植物以其独特的方式（光合作用）利用太阳光能，然后通过其特有的细胞器（叶绿体）合成有机物质，同时把太阳能最终转变为稳定的化学能。在这一过程中，它所利用的原料是空气中的CO和植物根部吸收的水分。植物的这种转能特性成了人类生存和发展所依赖的物质基础。可再2生性是植物作为能源的突出特点。植物能够通过自身的繁殖进行自然更新或借助人为繁殖的方法进行人工更新。其他的能源，如化石能、核能等都不可再生。

人类对植物能源的利用是随着人们对自然认识的深入和科学技术的进步而逐渐完善的。远古时代，燧人氏钻木取火，开创了人类利用植物作为基本能源的历史。这种利用植物作为直接热能的方式不但造成能量的大量浪费，还会造成环境污染。通过植物生产沼气是利用植物能源的一大进步。生产过程中所用的只是植物的枯枝败叶，农作物的秸秆也是生产沼气的好原料。秸秆在这一过程中能得到降解，降解的废渣又是很好的农田有机肥。沼气的生产法在解决能源问题的同时，也保证了环境质量。

然而，开发沼气需要消耗大量植物体材料。“巧妇难为无米之炊”，因此，营造速生林，根据不同的立地（林业上用来表示林地的森林生长条件，指能影响森林生长发育的一切环境条件的总称）条件选择适，（苕条）例如在盐碱土地上大面积种植紫穗槐合当地快速生长的树种是解决能源与环境问题的一大关键。．

当年每亩就可以收获500千克鲜枝叶，以后每年都可以收割大量枝条，很快就能解决能源问题。沙棘（酸醋柳）是一种耐瘠薄的沙生速生树种，每年每公顷可得干柴7500千克左右，沙棘越砍越旺，是天生的“柴树”。我国速生林树种资源丰富，南方有从国外“请来”的桉树、银合欢；北方有土生的柞树、柳、杨、榆、臭椿、荆条；西北有沙枣、沙拐枣、梭梭、红柳等，它们都是很好的速生树种。

用作燃料和制沼气，只是对植物能源利用的初级阶段，仅能够解决农村燃料问题，并不能对未来的国民经济的发展作出突出贡献，毕竟工业上的能源并不能直接用薪材去取代。因此，利用现代科技手段，结合对植物本身的深入研究，人们已经能对植物直接或间接地加以改造，服务于工业生产，解决工业能源问题。在这一领域中，酒精的生产和石油植物的寻找是两个热点。

很多国家已把酒精生产付诸实施阶段。主要原理是利用植物光合作用制造的有机物在酵母菌的作用下进行酒精发酵，生产工业酒精。这种植物能源的利用方式在一些热带国家比较多见。非洲的毛里求斯已计划把所有的汽车燃料改为酒精。因为毛里求斯盛产甘蔗，而甘蔗渣则可用于生产酒精。这样做既可处理制糖工业的废弃物，又可解决能源危机问题，同时也改善了生态环境。

石油替代物的寻找是从20世纪70年代发生能源危机时开始的。通过科学工作者长期艰辛的劳动，已发现一些很好的极具潜力的石油植物。在美国加利福尼亚州北部生长着一种高达0.5～2米的大戟科植物——美洲香槐，这种植物生长在美国干旱或半干旱地区，是一种野生杂草。通过工厂化种植，然后进行简单的加工就可以得到原油。研究人员初步的田间试验表明，得到灌溉的美洲香槐，每公顷可产香槐油10桶（1590升），这种香槐油具有石油的可燃性。另外，巴西能源专家组对巴西高原热带丛林中的植物进行了广泛的考察与研究，发现有大约700种藤本植物均可分泌出一种乳白色的粘稠状汁液。经研究证明，这种液体是加工、提炼汽油的绝好天然原料。科学家们对这种植物中的“乳汁”，通过不太复杂的加工，就可以分离出具有多种用途的液体燃料，包括供柴油机使用的柴油以及高级航空汽油等等。这一类藤本植物资源丰富，生长迅速，一年四季都可以采收“原油”——植物“乳汁”。在澳大利亚发现了一种柴油树，又叫古巴树，每株成龄树每年可抽取20～30升燃料油，直接用于柴油机。日本科技厅把树液中含有类似石油的碳氢化合物的植物称为“能源植物”。青珊瑚、桉树、洋橄榄等被认为是其中的佼佼者。

除了高等植物中具有能够生产原油的植物以外，在低等植物中也有一些种类能够生产原油，它们生产原油的潜力比高等植物更大更优越。法国研究人员发现一种淡水藻——丛粒藻能够以液体形式排出大量类似石油的碳氢化合物。另外，杜氏藻属的一些植物可以产生甘油；巨藻可以用来生产甲烷。此外，细菌也可以用来生产石油。加拿大研究人员将单净菌和单紫菌混合培养，能够得到石油化学产物。他们在2.6平方千米的盐水池里，每48小时收获一次，一年可收获1200万桶油。如果用遗传工程技术加以改进，油的产量还可提高10％。

利用植物能源来取代化石能源，解决的不单单是能源问题。由于植物能源有巨大的可再生性，人们在获取植物能源的同时，非但没有破坏生态环境，相反，还可以增加绿化面积，从而使整个自然界呈现一派郁郁葱葱的景象。这一状况将会有利于已遭破坏的生态环境得到恢复，土地沙漠化得以控制，干旱面积逐步减少，土壤肥力不断增加，作物产量稳步增长，由于人口增长而带来的粮食、耗能问题的负面效应将得到明显改观。因此，从长远的发展眼光来看，加强植物能源的开发利用，用植物能源逐步取代化石能源、核能可以改变整个地球的气候，改善人类的生存环境，同时也为更好地解决人口问题、粮食问题创造了条件，人类未来的生存质量将得到极大保证。

燃料油又称生物柴油，是一种生物液体燃料。经加工后，可以象石化燃料一样，作为汽车发动机及其它动力的能源。目前，美国太阳能研究所已建立了不同工艺的生物质裂解油试验装置，产油率达70%，英国、德国、法国、墨西哥、巴西和我国也在加紧开展燃料油能源的利用和研究工作。为了保证提供利用的资源种类和资源量，中国科学院、长沙天地能源研究所共同选定了有“中国树种基因库”之称的南岳树木园。种。建立在此229科55种，其中已探明含油较高的油料植物2389属1021科204该园现已保存植物种类

的能源油科植物资源示范基地以收集大戟、樟科、山茶科、榆科、四照花科、杜英科、交让木科为主，确定种植燃料油植物27种，移植杏樟、湖南白檀、牛耳枫、粗毛石笔木、竹柏等10000余株，总面积达40余亩。它的成立，为开发、利用燃料林作出了开拓性尝试，对于中国燃料油事业的发展具有十分重要的意义。

麻疯树，山桐子，油桐，文冠果，光皮树，黄连木，金钱松，流苏树，喜树，椤木石楠，巨紫荆等！ 勾金木，蓝果树，银鹊树，伯乐树，辛夷，山茱萸，鸡爪槭，F1代杂交马褂木,红花七叶树,马褂木,灯台树,黄金树,木瓜树,连香树,蓝果树,银鹊树,伯乐树,四照花,山茱萸

麻疯树[小桐籽]50-100cmF1代杂交马褂木∮1-10cm 红花七叶树∮1-8cm 马褂木∮1-10cm灯台树∮1-4cm黄金树∮1-6cm木瓜树∮1-40cm连香树∮1-4cm蓝果树∮1-3cm银鹊树∮1-5cm伯乐树∮1-3cm四照花∮1-3cm山茱萸∮1-20cm光皮树∮1-3cm珊瑚朴∮1-5cm金枝白腊∮1-5cm红叶椿∮1-6cm金钱松∮1-10cm杜仲∮1-10cm巨紫荆∮1-10cm大叶枫香∮1-8cm落羽杉∮1-7cm黄连木∮1-8cm红叶乌桕∮1-20cm黄山栾∮1-15cm喜树∮1-12cm金丝柳∮1-12cm苦楝∮1-20cm千头椿∮1-12cm 1-5cm山桐子∮

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