□ 橡樹木
石油沒了用什么
□ 橡樹木
石油目前提供了人類運輸使用能源的90%多。石油雖然比同是化石能源的煤炭清潔不少,但化石能源都是碳基資源,使用后都需要排放二氧化碳,石油也不例外。
巨量溫室氣體排放造成的氣候變化問題,是整個國際社會都在努力解決的問題;尋找石油的清潔替代品,也是很多國家急欲解決的問題。
替代石油,需要尋找總量巨大、易于存儲和運輸、能量密度高的資源,而同時符合這幾點的資源和技術卻很少。
一個重要候選資源就是煤炭液化技術。煤炭的儲量要比石油多,轉化為燃料油以后,還可以擁有同石油燃料一樣的全部優(yōu)點。
在技術上,煤炭液化技術期間已經有將近九十年的歷史,二次世界大戰(zhàn)期間得到相對廣泛的應用。
不過,煤炭本身也是化石能源,總儲量雖然比石油豐富很多,但是仍然是有限的,即使在一些地方成為替代石油的主力,也不是一個長期的解決方案。
目前的煤炭液化技術對環(huán)境的危害還明顯高于石油,要克服這些環(huán)境危害,人們還需要付出巨大資金代價,一些技術也還不成熟。
使用一種化石能源來替代另外一種化石能源,肯定不是問題的長期解決辦法,要尋找長期的石油替代品解決方案,需要依靠可再生能源。
石油易于保存運輸?shù)奈镔|性能源特性使得可以替代石油的可再生能源品種很少。實際上,可再生能源里面只有生物質能源是物質性能源。
從這個角度來看,生物質的應用應該盡可能去考慮替代石油的方向,充分發(fā)揮生物質能源的好處。不過利用生物質能源實施起來困難很多。
當前將生物質轉化為生物燃料的成熟技術并不多,只有以糖、淀粉類乙醇和植物油為原料的生物柴油,推廣的最廣泛的也是這三種生物燃料,目前已經占到世界燃油供應的將近3%。其中,乙醇以美國的玉米乙醇與巴西的甘蔗乙醇為主,加在一起占全世界燃料乙醇供應的90%。生物柴油的生產則以歐盟為主,約占全世界生物柴油產量的一半。
這兩類生物燃料使用的是與人類食品直接相關的淀粉、糖類、油料作物,占用了大量的農業(yè)資源,在世界其他地方推廣明顯受阻,對于世界上很多糧食安全還不能保證的國家,這兩類生物燃料是沒有推廣條件的。
要讓生物燃料在替代石油的領域起到重要的作用,單純依靠農林業(yè)廢棄物是不夠的,還需要種植培養(yǎng)專門的能源作物。
人工養(yǎng)殖的藻類是非常有前景的生物質原料。藻類進行光合作用的效率很高,在外界條件合適的情況下,藻類的生長速度要普遍高于草本和木本的作物。藻類的利用方法也可以有多種選擇,既可以篩選專門的品種提高藻類中的油含量,最終生產生物柴油,也可以以生產生物質為目的,為下游燃料生產提供碳和能源。國際上有人已經把以藻類為源頭的燃料生產列為新一代生物燃料,看到了這個良好前景。
不過,目前藻類能源利用水平距離實際應用還有很多距離。目前藻類的種植培養(yǎng)收獲需要依賴不少機械,消耗不少能量。
而且,藻類的生長不僅僅需要陽光和二氧化碳,還需要各種其他元素,特別是氮。而目前氮的提供主要是以化肥的形式提供的。
實際上,在給足了充分的陽光和二氧化碳的前提下,藻類的生長速度取決于氮肥的供應量。目前氮肥的生產依賴的都是化石能源,這也就增加了藻類路線的化石能源消耗,這就間接地增加了二氧化碳排放。
要實現(xiàn)藻類的大規(guī)模能源利用,需要發(fā)展生物固氮技術。這方面,也許要依賴很先進的生物工程技術。在不久的將來,如果氮肥的清潔供應可以得到解決,生物燃料的產量就可能大幅度增高,也就可以更大比例地替代石油。
(轉載自科學松鼠會)