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        把能源種出來(lái)

        2016-05-14 14:24:55
        小學(xué)科學(xué) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能比值酒精

        頭一回聽說(shuō)能源還能被種出來(lái)吧?其實(shí)也沒你想象得那么神秘!你想想,在沒有煤炭和石油的古代,人們燒什么呢?柴火呀!如今,科學(xué)家重新開始燒柴度日。當(dāng)然了,這些“柴火”都是被精挑細(xì)選出來(lái)的“植物精英”——能源草。

        好多好多草

        能源草并不是某一種草的名字,而是一系列可以作為燃料使用的草本植物的統(tǒng)稱。這類植物種類還挺多,一般都是禾本科多年生高大的叢生草本植物。能源草家族中鼎鼎大名的家伙有蘆竹、象草、柳枝稷、草蘆……

        嗨,還不就是一堆草嘛,真有那么神奇?沒錯(cuò),這些植物相比于以石油、煤炭為代表的傳統(tǒng)能源,優(yōu)勢(shì)多多!

        四大優(yōu)勢(shì)

        1千克能源草燃燒時(shí)釋放的熱值,大約相當(dāng)于同等重量煤炭的70%~80%。作為植物代表,能源草的這一數(shù)據(jù)相當(dāng)“強(qiáng)悍”。而如果通過改進(jìn)設(shè)備,讓能源草更加充分地燃燒,還能進(jìn)一步提高它們的利用效率。

        能源草燃燒時(shí)釋放的二氧化碳量與它們生長(zhǎng)時(shí)吸收的大致相當(dāng)。也就是說(shuō),能源草的利用不會(huì)增加二氧化碳的排放。

        能源草適應(yīng)性強(qiáng),不怕冷不怕熱,就連干旱和鹽堿的地方都毫不畏懼,你想把它們種到哪里就可以種到哪里。采集的時(shí)候嘛,“收割機(jī)上”。

        能源草是植物,把它們種在地里,它們就會(huì)一茬接一茬地瘋長(zhǎng),基本可以說(shuō)它們是取之不盡用之不竭的。

        能量從哪兒來(lái)?

        能源草的能源,其實(shí)就是生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是人類最早利用的能源之一,比如燒柴就是利用生物質(zhì)能來(lái)制造熱能。歸根結(jié)底,生物質(zhì)能是植物通過光合作用將太陽(yáng)能固定到自己身體中。所以,我們也可以這樣理解,能源草所蘊(yùn)含的能量其實(shí)與煤炭、石油、天然氣所蘊(yùn)含的能量都是它們“消化”后的太陽(yáng)能。所不同的只是,煤炭、石油、天然氣儲(chǔ)藏的是經(jīng)歷了幾百萬(wàn)年甚至幾億年“地質(zhì)歷史時(shí)期的生物質(zhì)能”。

        但是,同樣是植物,為什么有些能作能源草,有些不能呢?這是因?yàn)?,只有那些光合作用速率快、生長(zhǎng)周期短、一年中可以多次反復(fù)收割、生物質(zhì)能儲(chǔ)存量大的植物才能當(dāng)作燃料。

        多樣化利用生物能

        能夠被用作能源的植物還有很多,比如玉米和甘蔗。只要使用一種特殊的酶,就可以將玉米中的淀粉轉(zhuǎn)化成糖分,再進(jìn)行發(fā)酵,或者直接用甘蔗中的糖分進(jìn)行發(fā)酵,結(jié)果就能得到乙醇(也就是酒精)。

        玉米乙醇和甘蔗乙醇可以燃燒,可以作為酒精燃料用在機(jī)器中。此外,從海藻中也能夠提取出油脂,麻楓樹中也可以榨出油來(lái)——這種油甚至能夠驅(qū)動(dòng)波音747飛機(jī)飛行!

        性價(jià)比是個(gè)大難題

        評(píng)估一種能源的利用率是否優(yōu)秀,投入產(chǎn)出比很重要,這個(gè)比值越大越糟糕。比如,用石油生產(chǎn)汽油所投入的能源,與產(chǎn)出汽油能源的比值是0.81,很低呦!而如果是用玉米生產(chǎn)酒精,這個(gè)比值會(huì)上升為1.36,看來(lái)不如生產(chǎn)汽油劃算哦!而如果用秸稈生產(chǎn)乙醇,投入產(chǎn)出比竟然高達(dá)10.3!這樣看來(lái),在現(xiàn)有的科技條件下,生物燃料的性價(jià)比還不能和傳統(tǒng)能源相提并論。

        科學(xué)家認(rèn)為,只要能夠解決轉(zhuǎn)化效率和成本問題,能源草在未來(lái)的世界中將扮演重要角色。這可是個(gè)大難題,不過為了宇宙和平與人類發(fā)展,就把這難題拜托給諸位啦!

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