植物是不是可再生能源?
植物是可再生能源。
1、可再生资源
可再生资源是指能够通过自然力以某一增长率保持或增加蕴藏量的自然资源。
对于可再生资源来说,主要是通过合理调控资源使用率,实现资源的持续利用。
可再生资源的持续利用主要受自然增长规律的制约。
来自自然界动植物的可再生资源(农作物、林木、海产品加工废弃物等,统称为生物质)是永不枯竭的资源。
2、植物
根据可再生资源的概念,植物是符合其概念的,也是属于可再生资源。
随着能源消耗量的不断增加,有限的常规化能源煤、石油、天然气等日趋紧缺,然而,正当人们对能源的前景感到暗淡和忧虑的时候,科学家发现了新的再生能源,即石油植物。
所谓石油植物,指那些可以直接生产工业用燃料油,或经发酵加工可生产燃料油的植物的总称。例如,现已发现的大量可直接生产燃料油的植物,主要分布在大戟科,如绿玉树、三角戟、续随子等。这些石油植物能生产低分子量氢化合物,加工后可合成汽油或柴油的代用品。
据专家研究,有些树在进行光合作用时,会将碳氢化合物储存在体内,形成类似石油的烷烃类物质。如巴西的苦配巴树,树液只要稍做加工,便可当做柴油使用。如前所述,目前全世界植物生物质能源每年生长量相当600亿吨至800亿吨石油,为目前世界开采量的20倍至27倍,可见潜力之大。目前,英、美等一些工业发达国家用木材加工出石油已达到实用阶段。英国一家公司采用液化技术,用100千克木材生产了24千克石油,同时还生产出16千克沥青和15千克蒸气。美国俄勒冈州一家以木片为原料的工厂,100千克木片可制取30千克石油。
石油植物
目前生物能源使用最广泛的植物是玉米,现在用的燃料乙醇主要是从玉米种子中生产的,美国20%以上的玉米用来生产燃料乙醇。木薯也是生产生物能源的植物,中国很多生物能源公司在缅甸、柬埔寨等地租地种植木薯。油菜籽做生物柴油工艺简单、成熟,但是会和人争食用油,国家已经停止相关项目的研发。目前公认的最具前景的生物能源植物是芒草。
长此以来,煤、石油和天然气一直都在燃料王国称霸称王,人们可以试想,煤、石油和天然气的“祖先”既然都是远古时代的植物和石头,那么人们能不能种植一些能源作物,像收割庄稼一样来“收获”石油呢?这将是21世纪全世界普遍关注的一个新的能源问题。
种植专门用作能源的作物是在当今社会受到人们密切注意的一项工作,其主要驱动力之一是由于能源危机。在能源危机中,大多数工业化国家的农业部门也逐渐意识到了自己的作用。如果这些国家对农业没有支持和保护,那么就会导致越来多的土地被荒废,因此把部分农业用地转为生产能源和工业品是很有可能实现的。然而,要想使农业用地生产能源和工业品这项工作取得成功,不仅要符合环境保护的要求,经济上还必须合理。现代化农业越来越依靠外部投入,特别是能源、肥料和农药等高能商品的外部投入。
理想的生物燃料作物应具有高效的光合能力。从当前的情况看,芒属作物可算得上是一种理想的生物燃料作物。“芒”,原产于中国华北和日本,这种植物具有很多优点:生长迅速快,它一季就能长3米高,所以还有人称它为“象草”;生长适应性强,这种作物从亚热带到温带的广阔地区普遍都能生长,它能够在强日照和高温的条件下生长茂盛,对肥水的利用率很高,并且在其生长期内,可以凭其根状茎上的强大根系有效地吸取养料,可不用施化肥和喷洒农药;燃烧效率高,“芒”在收割时比较干燥,其植株体内只有20%~30%的水分,它在生长过程中从大气中吸收多少二氧化碳,燃烧时就会释放多少二氧化碳,不会增加大气中二氧化碳的含量;成本低,芒属作物所生产的能源相当于油菜籽制作生物柴油的两倍,其成本还不到种植油菜的1/3;产量高,据试验,芒属作物作为燃料作物时,每公顷的产量高达44吨,如果每公顷年均“收获”12吨石油,那么它就比其它现有任何能源植物都高,而且还可连续收获多年。
生物能源属于再生能源,是取之不尽,用之不竭的。科学家研究表明,每1公顷的油菜可生产1200升植物油和1060升的氧气(相当于40个人1年所需的氧气量),植物油不仅可供人们食用,同时只要经过简单的化学反应之后,还可以变成生物柴油,而氧气还可以净化空气。
研究结果表明,生物柴油中不含有硫化物,因此它在燃烧后不是形成酸雨的因素,另外它还可以借由生物分解,避免对土壤和地下水造成污染。目前,世界各国也纷纷开发新能源,希望能在维持工业发展的同时,也可以减少温室气体的排放量。
大力推广种植能源作物,不仅是国际上的环保问题大势所趋,而且也是发展农业经济与改善土壤的要求所致。现代农业中,由于对作物的高度生产和单一作物的种植以及过度机械化,导致了土壤的严重流失,同时不恰当的耕种方式和种植对上壤有害的作物,还会造成对环境的不良影响。所以种植能源作物,不仅可以有效防止土壤的流失,还可以帮助土壤建立新土壤层,对土壤起到保护作用。
到目前为止,科学家们已发现了40多种“石油”植物。专家们正在进行品种的选择和质量的优化,并打算尽早对其实行商业化生产。现在,欧洲一些国家已经在大规模的种植芒属植物,英国还准备用150万英亩的土地来种植这种生物燃料作物,德国也兴建了一座发电能力为12万千瓦的发电厂,其所用燃料就是芒属植物、白杨、柳树的混合物和秸秆。英国科学家和相关政府部门决定,将在该国投资2000万英镑用于开发洁净环保的能源新技术,其中绿色植物能源就是研究计划的一部分。科学家们认为,现在的普通植物对于阳光的利用效率还不到4%,如果通过研究能使其提高到5%的话,那么只需要世界农田面积的25%,就可以提供相当于目前人类使用的全部化学燃料的能源。
科学家们还预言,在未来的20~30年内,之前从事耕种的部分农民将转而生产能源作物,并建立使用“生物燃料”为燃料的发电站。
将来,绿色植物将为人们提供越来越多样化的化学制品和能源。从能源作物提炼出来的生物柴油还可以取代石油,并减少人类对石油的过度依赖。因而对能源作物的开发与种植,不仅能使能源可再生和综合利用,减少环境的污染,还可以为农业经济的复苏创造有利条件。因此,能源作物将成为人类开发利用再生能源的又一新途径。
除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
木材
柴是最早使用的典型的生物质能源,烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。
役用动物
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
水能
磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。
风能
人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。
太阳能
自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。
地热能
人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。
海洋能
海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源,海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等,一些沿海国家的海岸线,就很适合用来作潮汐发电。
生物能
生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气(甲烷)牛粪等。