引言
能源是现代社会赖以生存和发展的基 础,随着社会的发展,能源危机已成为当今 世界面临的巨大挑战。据世界能源权威机构1999 年底的分析,世界已探明的主要矿物燃 料储量和开采量不容乐观,其中石油剩余可 采年限仅有 40 年[1],其年消耗量占世界能源 总消耗量的 40.5%[2]。从发展的角度看,化 石能源终将耗竭,加之其燃烧时产生的有害 物质严重污染了生态环境。传统的能源结构 已经开始调整,作为未来的主要能源只能依 赖于可再生能源和受控核聚变能。因此,国 内外的能源研究职员正积极探索发展替换 燃料和可再生能源。
生物质是一种重要的可再生能源。生物 质能是指利用生物可再生原料和太阳能生 产的清洁和可持续利用的能源,包括燃料酒 精、生物柴油、生物制氢、生物质气化及液 化燃料等。能源植物是最有远景的生物质能 之一。本文从能源植物的概念、分类进手, 对其国内外研究进展和开发利用现状、生物 能源生产技术及存在的题目进行了综述。
1. 能源植物定义
绿色植物通过光合作用将太阳能转化 为化学能而贮存在生物质内部,这种生物质 能实际上是太阳能的一种存在形式。所以广 义的能源植物几乎可以包括所有植物。植物 的生物质能是一种广为人类利用的能源,其 使用量仅次于媒、石油和自然气而居于世界
能源消耗总量第四位。但以目前的技术水
平,还不能将所有植物都用于能源开发。因 此,一般意义上讲能源植物通常是指那些利 用光能效率高,具有合成较高还原性烃的能 力,可产生接近石油成分和可替换石油使用 的产品的植物以及富含油脂、糖类淀粉类、 纤维素等的植物[3,4]。
2. 能源植物的分类
能源植物种类繁多,生态分布广泛,有 草本、乔木和灌木类等。目前全世界已发现 的能源植物主要集中在夹竹桃科、大戟科、 萝科、菊科、桃金娘科以及豆科,品种主要 有绿玉树、续随子、橡胶树、西蒙德木、甜 菜、甘蔗、木薯、苦配巴树、油棕榈树、南 洋油桐树、黄连木、象草等。为了研究利用 方便,这里按其使用的功能和转化为替换能 源的化学成分将能源植物主要分为四类。
2.1 富含类似石油成分的能源植物
这类植物合成的分子结构类似于石油 烃类,如烷烃、环烷烃等。富含烃类的植物 是植物能源的最佳来源,生产本钱低,利用 率高。目前已发现并受到能源专家欣赏的有 续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木、巴 西橡胶树等。例如巴西橡胶树分泌的乳汁与 石油成分极其相似,不需提炼就可以直接作 为柴油使用,每一株树年产量高达 40L。我 国海南省特产植物油楠树的树干含有一种 类似煤油的淡棕色可燃性油质液体,在树干 上钻个洞,就会流出这种液体,也可以直接用作燃料油。
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