能源植物新秀_芒草[1]

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1、能源植物新秀——芒草□撰文/桑涛化石能源日益紧缺，污染日趋严重，新能形成的。可是，正当人们不断享受着工业革命源的开发和利用成为时代的迫切要求。在寻找带来的成果时，人类社会不可持续性发展的危新能源的过程中，芒草逐渐进入人们的视线。险也逐渐逼近。随着研究的深入，“高个子”芒草已经成为能源事实就是，化石能源是有限的，我们用几植物中的佼佼者。百年的时间就会用光几亿年的储藏，那么，这以后我们的子孙后代该用什么能源来持续现在化石能源危机重重的文明呢？不仅如此，燃烧化石能源把地层中长期蕴藏的碳以二氧化碳的形式迅速释放到18世纪末，包括蒸汽机在内的一系列技术大气中，不可避免地造成温室效应，引起全

2、球发明催生了工业革命，也彻底打破保持了几千气候变化。而且，化石能源，特别是煤炭燃烧造年自给自足的农业社会。工业革命从根本上改成的各种污染也极大地危害着人类健康，破坏变了人类对能源的利用，从几乎完全依赖植物了森林、耕地和建筑。生物质很快转变到以石油、煤炭和天然气占绝控制化石能源的消耗，减少温室气体排放对优势的能源。这些能源统称为化石能源，是已成为全世界的共识。人类社会要走向可持续由地球上若干亿年积累下来的生物残骸转化性发展，必须寻求可再生清洁能源，这也是全38LIFEWORLDVol.255生命·科学LIFE·SCIENCE世界科学家积极探索的命题。源应该何去何从呢？科研人员很快把

3、目光集中到了多年生草生物质能潜力巨大本和快速生长树种上，视为研究和开发的重点，并称作第二代能源作物。与第一代能源作严格意义上的可再生能源主要包括风能、物相比，它们具有一个很显著的特点，这些植太阳能、地热、潮汐、水电和生物质能。这里，物能够生长在贫瘠的土地上，不与粮食作物争生物质是指绿色作物通过光合作用而形成的有耕地；它们光合效率高，能更有效地把太阳能机体。生物质能就是太阳能以化学能形式贮存和二氧化碳转化储存起来；年产生物量大，所在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的以能提供更多的生物质以转化为燃料。同时它能量。在各种可再生能源中，生物质能源的发们具有高效用水、用肥和光合作用的能

4、力，并展潜力和路线最不清楚，也最具争议。因为生且一年播种可持续生产十至二十年，所以投入物质能源的生产需要相当可观的土地面积，而低，净能量产出就相当大。正是由于不与粮食世界粮食供应并不乐观。特别是在拥有世界五争耕地、产量高、减碳能力强、净能量大等几个分之一人口的中国，耕地面积不及世界的十分法宝，第二代能源作物受到了广大科研人员的之一，用耕地生产能源植物必然危及粮食安全和国家稳定。那么，怎么解决能源植物和粮食作物争地的矛盾呢？在中国，生物质能源到底◆芒草可以生长在河边湿地或山涧。有多大发展潜力呢？说起生物质能源的利用其实也由来已久，人们长期以来燃烧的薪柴、秸秆都属于这个范畴。在我国广

5、大农村，大部分家庭还依然靠秸秆来作为燃料。现今国际上生物质能源的生产主要指利用能源作物来生产乙醇和生物柴油。人们普遍使用的能源植物有玉米、小麦、甘蔗、大豆、油菜等粮食、经济作物，它们统称为第一代能源作物。这些植物大多是一年生，需年年耕地播种，大量灌溉和施肥，投入的能量大，净能量产出却少得可怜。加上它们还与粮食作物争耕地，由此带来了一系列负面作用。举个例子，人们为了补充耕地而砍伐森林，结果降低了地球的碳储存能力，反而不利于解决温室效应。显然，第一代能源作物无法为我们提供可持续发展的生物质能源。那么，开发生物质能Vol.255LIFEWORLD39青睐。华丽芒草异军突起◆有些芒草高度

6、可达4米，是名副其实的“高个子”植物。在人们对第二代能源植物的探索中，芒草很快脱颖而出。因为，相比其他第二代能源作物，芒草生物质产量高，耐寒抗旱，对水、肥依赖小，收割处理容易，这些特点注定它成为第二代能源作物中的佼佼者。首先，让我们来认识一下芒草。与谷物类粮食作物一样，芒草在分类学上属于被子植物的禾本科。全世界共有约14个野生种，大多分布在亚洲，少量产于非洲。中国拥有7个种，分布几乎贯穿了全国整个气候带，而且包括了生物质产量最高的种类，是芒草自然资源最为丰富的国家。国际上研究最多的是巨芒草，这是一个起源于日本的不育三倍体杂交种，它的父母本是原产于东亚（包括中国）的二倍体的芒和四倍

7、体的荻。它于1935年作为观赏植物传入丹麦。半个世纪后，巨芒草作为能源作物的潜力首先在欧洲得到认可和测试。美国伊利诺伊州的科研人员对芒草作为能源植物这一课题已经研究了好多年。最近他们的研究结果表明，在几乎不施肥的情况下，巨芒草的干生物质产量达到了平均每公顷30吨。如果对芒草品种进一步改良，使它在更广泛的地区种植并提高产量，理论上拿出美国6.2%的耕地面积就可以生产出1330亿升乙醇，可以取代美国2008年汽油使用量的20%，减少该年美国因使用石油所排放的二氧化碳量的30%。尽管这