探索植物變能源的新方法/薛 嘉
圖：新興能源草：荻
在田野上播種生物能源的種子，把廣袤大地變成「綠色油田」，是很多人期盼的，這也被看作解決當前石化能源危機的一條重要出路。
北京草業與環境研究發展中心篩選出適合北京地區種植的三種能源草：柳枝稷、蘆竹和荻。今年開春在昌平區馬池口鎮種的能源草，如今已經鬱鬱葱葱，不久就可以收割了。目前該市已在密雲、延慶、大興和昌平等地選擇具有代表性的地塊（總計三千畝）進行了試種植。
植物的能源利用
能源草富含碳氫化合物，炭活性高，熱值高，燃燒後產生的污染物少，可有效減輕溫室效應，而且還可起到固沙、改善土壤、綠化荒地的作用。能源草還能克服利用作物稭稈發展生物質能源存在的生態風險，解決穀物生產燃料乙醇所造成的糧食和飼料原料短缺等問題。
能源草能生存在沙荒、廢棄、污染等貧瘠的土地上，是目前最受青睞的新興能源植物。
用生物做乙醇，是生物能源利用的一種傳統方式，國內外大部分是選用甜高粱、玉米、甘蔗等作為原料，但問題隨之而來，當部分糧食被用於「製作」能源後，國際糧價開始飛漲，百姓，尤其是貧困人群的糧食安全受到威脅。
於是人們又把目光投向了木本植物，如麻瘋樹、油楠、油棕、銀合歡、香膠樹等。這些含有接近石油成分的能源植物，通過脫脂處理後，可用作柴油。但另一個問題出現了，木本植物的生存具有地域性，大量種植可能會導致與糧田爭地等問題。
相對於糧食作物和需要大量土地的木本植物，能生存在沙荒、廢棄、污染等貧瘠土地上的能源草本植物，似乎是一個更好的選擇。
植物能源的新寵
北京草業與環境研究發展中心副研究員左海濤認為，能源草是最受青睞的新興能源植物，也是最有發展前途的生物質能源之一。據測算，平均每噸能源草乾物質的熱值相當於0.65噸標準煤的熱值，同時富含植物纖維素的能源草還可用來提取乙醇，約4.5噸的能源草乾物質可轉化約1噸的纖維素乙醇。
左海濤表示，能源草作為能源植物的一種，其開發利用前景與生物質能源轉化利用技術的整體發展息息相關。近年來，國內外的生物質能源轉化利用技術取得了較大進步，發展出了生物質氣化技術、纖維素乙醇轉化技術、直燃發電技術、固化燃料技術等。通過技術進步，生物能源轉化和利用方面存在的問題正得到逐步解決。如加工成本居高不下問題。美國最新的催化反應技術把生物質直接轉化成液體燃料（汽油和柴油），其品質相當於、甚至超過了化石類汽油和柴油，加工轉化成本小於每升2元人民幣。目前北京種植能源草每年每畝地成本70元至80元人民幣，約產出3噸能源草，按照實驗室的4.5：1的提取比例，每畝地可生產液體燃料約0.67噸。
在生物質轉化能源的能源效率方面。以每消耗單位化石能源可提供給用戶多少能量來進行能源效率評價。據測算，火力發電為0.45，汽油為0.81，玉米乙醇為1.36，而纖維素乙醇為10.3。
植物能源有待開發
「能源草」是不是能源植物的最佳選擇呢？左海濤認為，有必要摸清中國能源植物的「家底」，才能進行更好的選擇，才能讓生物質能源發展的步伐更穩健。內地約有4000種植物具有能源開發價值，其中有的含油率很高，如木薑子的種子含油率達66.4％，黃脈釣樟的種子含油率高達67.2％。
專家指出，凡是綠色植物，就能進行光合作用，固定太陽能，就會產生人們所希望的生物質能，地球上約50多萬種植物都具備這個基本功能。從利用角度看，只有那些光合速率快、葉面積指數高、生物量足夠大，且容易收集運輸的植物才是理想的能源植物。
從光合效率來說，包括甘蔗、玉米、高粱等在內的植物光合效率高，被稱為C4植物。就生物量而言，在自然生物群落中，最高的是熱帶雨林，達35噸/公頃/年，即每年每畝產生2.33噸幹物質。但在人工條件下（大肥、大水、高密度），植物生產力還可提高。可見，即使有「能源草」這樣的植物，也必須具備這樣幾個基本條件：高光效的C4途徑，栽培過程中使用大化肥、大水分，並保持相當高的種植密度和強度。
專家認為，目前在北京試種的「能源草」——柳枝稷等，為一兩年生或多年生草本或半灌木，是高光效的C4植物，具有可再生性，生長周期短，可反覆收割，還耐旱、耐鹽鹼、耐瘠薄、適應性強，可在乾旱、半乾旱地區、低窪易澇和鹽鹼地區、土壤貧瘠山區和半山區種植。
