以生物乙醇为主的代生物燃料早已登场,但累积的问题越来越多:在粮食危机的背景下,水资源和土地资源匮乏无法应用到碳排放量巨大的航空领域 成本比石油更高。于是,芒草、柳枝、麻疯树、木纤维、海藻……一个个走进实验室,它们要面对的,除了技术的新挑战,还有成本和资源的老问题。
生物能源:石油危机的救星
海藻、芒草、玉米、木薯、秸秆、柳枝,还有各式各样稀奇古怪的植物,在生物学家眼中,几乎和“黑金”石油、煤炭没有区别,甚至是更优的能源。
对这些科学家、各国的能源部长而言,如果能把存在于自然界的生物质内部的能量释放出来,成为新一代的燃料来源,甚至有可能成为石油危机的救星。近年来,石油、煤炭、天然气的枯竭,加上变暖带来的威胁,让生物质能源的开发变得更加紧迫。
生物质能是藏在生物质中的能量。地球上所有的动植物和微生物都是生物质,它们直接或间接地通过绿色植物的光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内。夸张一点说,有太阳的地方,就有生物质能。
亿万年前,太阳能通过光合作用转化为化学能,储存在当时存在的动植物体内,深埋于地壳下。经过亿万年的风化演变,形成了今天重要的能源来源—石油、煤炭、天然气。
从某种意义上而言,传统的化学能源也是生物质能存在的另一种形式,它不过是地壳经过变化,将亿万年前储存的生物质能,变成可以直接燃烧使用的化石能源。
近百年间,大自然赐予的化石能源被人类消耗得差不多了,美国能源信息署2005年的预测显示,石油可以用上53年,天然气还能维持63年。
亿万年积累起来的化石能源,只能满足现代社会两百年的能源需求,人类明显等不及又一个亿万年的演化周期,迫切地需要把储藏在现有生物质中的能源释放出来,用于驱动飞机、汽车。
技术与成本的枷锁
和化石能源选择性地储存不一样,有太阳的地方,就会有生物质能源的存在。石油埋在中东,煤炭埋在澳洲和,生物质却遍布地球每一个有人的角落,从寒冷的西伯利亚到炎热的埃塞俄比亚,各地都能找到合适自己的生物能源,不用争得头破血流。
生物质的生长周期还很快,不少植物一年就能完成一个生长周期,而微生物如微藻的生长周期更是以天计算。也就是说,它取之不尽,用之不竭,不用担心有枯竭的。