消除“能源危机”

第三节　消除“能源危机”

自我们的祖先钻木取火、实现人类文明发展史的一大飞跃以来，社会的发展、人民的生活从此与能源息息相关。从风车到蒸汽机的发明，从电力到核能的运用，能源推动着社会生产力的发展，推动着人类历史的前进。能源直接关系到国民经济的增长。因此，人们把它当作经济发展的命脉和经济沉浮的砝码。特别是近代，人们对煤、石油、天然气等矿物能源大量的开采利用，更是使工业、交通一日千里，人们的物质文明日新月异。不过，这些矿物能源毕竟是有限的，开采一点就会少一点。它们都是不可再生的能源，人们不可能再等待那遥遥无期的另一次造山运动“造就”它们。

能源危机的警钟已经敲响！然而，“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，充满智慧的人类又把目光投向太阳能、风能、地热能、海洋波力能、核能和生物能等新能源的开发利用。在这些新能源中，生物能源却以它无法比拟的优势脱颖而出，受到人类的充分重视。

生物能源主要包括植物、动物和微生物所直接或间接提供的各种能源和动力，但主要是植物利用太阳能所制造的各种有机物质中所固定的化学能。这种能源是再生能源，它可以循环往复以至无穷，因而是一种富有生命力的能源。它将成为未来能源世界的宠儿。为什么生物能源能够再生？原来绿色植物有一种独特的本领，它能够将太阳能转化成化学能储藏在它自己制造的有机物中。动物以植物为食，植物中的能量随之转移到动物体内，动物以植物有机物中产生的能量维持生命。当动物死后，被微生物分解，微生物从中获得能量，同时将有机物分解成二氧化碳、水、甲烷和氨等，可再被植物利用。这样能量在动物、植物、微生物中循环不止，它不断被消耗又不断再生。因此，你不用担心它会被用完，除非这个大循环中有一环中断。

“万物生长靠太阳”。根据计算，每一秒钟由太阳照射到地球上的能量，相当于燃烧500万吨煤所放出的热量，一年高达8×10²³卡，相当于170万亿吨煤的热量。现在全世界一年消耗的能量还不到它的万分之一。但是，到达地球表面的太阳能仅有千分之一至千分之二被植物所吸收，其余的又散发到宇宙中去了。每年通过光合作用固定在储存能源中碳的数量，是全世界总的能源消耗量的10倍，其中只有0．5%被人们所利用。能否将浪费掉的太阳能捕捉回来？能否将植物中的能量全部利用？回答是：能！生物工程正是通过培养捕捉太阳能的大师——绿色植物，来折射出太阳的光辉。

运用生物工程开发生物能源除可缓解能源紧张，创造经济效益外，还可创造生态效益和社会效益。它不但可以从废弃的植物中获得沼气，酒精，还可通过热解而产生炭和油，等等。因而在所有新能源中，生物能源格外引人注目。

“石油可以栽种”、“植物能产石油”，乍听这话你会认为这是无稽之谈，但事实却胜于雄辩。1961年，美国化学家梅尔温·卡尔文博士曾因一本关于光合作用的著作而获诺贝尔奖金。上世纪70年代，他从橡胶中产生胶汁得到启示，决心研究、寻找石油植物。他从世界各地搜集了3000多种含碳氢化合物的植物标本，进行了2000多种植物的栽培和制取石油的试验，结果发现大戟科的许多植物所产生的一种乳状汁液中，竟含有高达30—40%的类似石油的碳氢化合物，稍加处理就可作为石油的代用品。他还发现某些沙漠植物的汁液，其化学成分几乎同原油一模一样。这些发现使人们激动不已，因为形成矿物石油需几百万年，而人工栽种植物石油只要一年至多年即可收获。现在，世界上许多国家已建立起“石油农场”、“石油林场”、“石油植物种植场”，植物石油也开始在能源市场占有一席之地了。

氢，也是人们盼望得到的一种能源，它热值高、无毒，被认为是最清洁的能源。但利用物理、化学方法产氢耗能大、成本高、难以推广。在绿叶中，空气中的二氧化碳在植物体内可与从水分子脱离出来的氢原子发生化合作用，形成碳水化合物。由于绿色植物合成有机物是在叶绿体中进行的，美国于1973年设计了一台以叶绿体产生燃料氢的装置，用1毫克叶绿体生产出了15微升的氢，但这台装置只工作了一刻钟。后来，前苏联和英国人又用1克叶绿体在1小时内生产了1＜立方分米＞氢气，6小时后叶绿体失效了，这是因为叶绿体的寿命不长。在植物中它可以不断自动更新，而在实验室就行不通了。因此，科学家正在模仿叶绿体的机理，制造一个长寿的“人造树叶”。一旦它研究成功，就能利用工厂来制造氢气了。

在新能源中，生物能源（主要是生物质能）看得见、摸得着、靠得住，没有潜在危机。因此，无论是发达国家、发展中国家、不发达国家，都很重视它的开发利用，开发利用生物能源已成为当今国际潮流。许多国家纷纷制订计划并开始实施，如日本、瑞士的“绿色能源计划”、美国的“生物质能计划”、巴西的“生物质能国家计划”、菲律宾的“木电计划”，等等，我国也制订了新能源的开发及利用的总目标。生物工程将接受21世纪的重托，承载着几代科学家寻觅新能源的梦想之舟已经向绿色王国徐徐驶去。我们相信，只要地球上存在绿色生命，生物能源将永不枯竭！