未来新型能源(通用6篇)
未来新型能源 篇1
一、新能源安全观与我国能源战略的基本内涵
胡锦涛强调,全球能源安全关系各国的经济命脉和民生大计,对维护世界和平稳定、促进各国共同发展至关重要。每个国家都有充分利用能源资源促进自身发展的权利,绝大多数国家都不可能离开国际合作而获得能源安全保障。为保障全球能源安全,我们应该树立和落实互利合作、多元发展、协同保障的新能源安全观。具体而言,饯行新能源安全观应着重于以下三个方面。
一是要加强能源开发利用的互利合作。实现全球能源安全,必须加强能源出口国与消费国之间以及能源消费大国之间的对话和合作。国际社会应该加强政策协调,完善国际能源市场监测和应急机制,促进油气资源开发以增加供给,实现能源供应全球化和多元化,在能源需求和供给基本均衡的基础上确保稳定、可持续的国际能源供应及合理的国际能源价格,确保各国能源需求得到满足。
二是要形成先进能源技术的研发推广体系。加强节能技术研发和推广,支持和促进各国提高能效,节约能源,探讨建立清洁、安全、经济、可靠的世界未来能源供应体系。要从人类社会持续发展的高度看待这些领域的合作,处理好资金投入、知识产权保护、技术推广等问题,使所有国家都能从中受益。
三是要维护能源安全稳定的良好政治环境。携手努力,共同维护产油地区的稳定,确保国际能源通道安全。应该通过对话和协商解决分歧和矛盾,而不应该把能源问题政治化。
作为能源生产大国和能源消费大国,我国一直高度重视能源问题。基于新能源安全观的理论指导和维护我国能源安全的实践,我国制定了适合我国国情的能源发展战略,基本内容是:坚持节约优先、立足国内、多元发展、保护环境,加强国际互利合作,努力构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系。今后,我们将在平等互惠、互利双赢的原则下加强同各能源生产国和消费国的合作,共同维护全球能源安全。
二、创新合作模式最大限度利用国际资源
以新型能源安全观为指导,充分利用国内外两种资源、两个市场,实施“走出去”和“引进来”战略,加强能源互利合作,维护我国能源安全。
据国际能源组织的预测,我国的石油需求量在2025年将达到每天1420万桶,其中1090万桶需要依赖进口。照此计算,我国在全球石油消费量中所占比重将从目前的8%上升到12%-13%。为此,需要进一步拓宽利用国外石油资源的途径,参与跨国油气勘探开发,在海外建立原有生产基地,同时通过国际贸易方式从国际市场上获得石油。
改革开放以来,特别是近十七年以来,我国油气工业“走出去”成效显著,现已与全球40多个国家和地区开展了勘探开发、炼油化工和管道项目合作。近几个月来,中国一中亚天然气管线和西气东输二线正式开工,同俄罗斯等国开展了能源合作谈判,同香港特区政府续签了后20年供电供气合约。
目前,我国石油企业在海外特别重视开发石油资源,并且往往以独资形式介入。事实上以独资、合资、参股等各种方式灵活参与石油资源勘探、开采、冶炼、销售等各个环节的工作都可以获得原油、成品油或石油产品。在国际上以独资方式获取石油开采权容易引起同行业嫉妒,无形当中遇到的障碍也会大量增加,这些障碍最终也会转化为成本,增加我国企业支出,与其如此,不如合资、参股、结盟。此外,对于已经在华投资的石油财团也希望与当地企业开展多种形式合作,以便顺利开拓业务。我国能源企业可以主动与其开展合作,打好基础,以便将来寻求机会共同开发海外资源。
坚持进口来源多元化,减少对中东的石油进口依存度,努力增加非洲、俄罗斯和中亚的石油来源,远期则考虑委内瑞拉重油和加拿大油砂的进口。在进口方式上,既要从石油生产国直接进口,也要扩大在产油国的投资,取得更多“份额油”。在进口品种上,除了大量进口原油外,还可以考虑进口成品油;对原有品种,除了非洲、东南亚的低硫油,还有中东、南美的高硫油。
三、积极谋求新型国际能源合作
将能源竞争转变为能源合作,加强双边合作并积极开展地区性多边外交,通过与能源生产国建立全面合作伙伴关系,与能源消费国联合开发能源,确保能源消费国的能源供应安全,保证世界石油供应和价格的稳定,这是对新能源安全观的实践和探索。
(一)与能源生产国全面合作
1. 与非洲的能源合作
可开展上中下游一体化的全面合作。非洲石油储量占世界总储量的11%,已探明石油储量约90亿吨,是世界八大产油区之一,每年向世界石油市场提供20%的石油。但是,非洲的炼油能力仅为每天310万桶,实际成品油产量每天250万桶,仅占全球总产量的3.3%。非洲53个国家中,仅有17个国家有炼油厂。整个非洲地区目前正在运营的炼油厂约有40家,炼油能力最高的为每天30万桶,最低的每天仅7000桶。目前,非洲国家正大力吸引当地私人投资和大型跨国公司投资提升本土的炼油能力。
我国石油公司在加大油气勘探开采投资的同时,可以凭借先进的炼油技术,抓住非洲现在鼓励增加炼油产能的机会,在非洲加大炼油投资,帮助非洲提高炼油能力,增加成品油供应,也可在非洲建立中国的炼油基地,完善投资产业链,逐步走向国际市场。
2. 与中东的能源合作
风险较大,仍需进一步争取。中东石油占我国进口总量的60%强,在未来几十年内,中东仍将是我国主要的能源来源。但是参与中东油气领域投资存在很大的风险,不仅要面临中东国家复杂和动荡的政治局势,还要把握和处理好与美国之间的关系。
中国与伊拉克在10年前签订的艾哈代布油田开发合同,还要进行新一轮的谈判和磋商。而中石化早在2004年10月与伊朗签署了一项价值1000亿关元的25年液化天然气供应合同,因价格分歧,双方一直未能就最后条款达成一致。
今后,我国仍需积极争取伊拉克和伊朗的投资机会,同时,进一步巩固与沙特、阿曼、也门、卡塔尔、阿联酋等国的长期进口原油合同和在这些国家石油基础设施建设、油田勘探开发等领域的合作。
3. 与俄罗斯的能源合作
平等谈判,积极争取。2006年,中国自俄进口原油1597万吨,比2005年增长约25%,占中国原油进口总量的1 1%左右,俄罗斯已成为中国原油进口的重要来源地。但俄罗斯在中俄能源合作上出尔反尔的做法一度使中俄能源合作谈判陷入僵局,俄罗斯利用石油重塑大国形象的意图清晰可见。
另一方面,俄罗斯在面对中国、日本的能源需求时,积极寻求在三方交易中的平衡点,以获取最大利益。因此,在石油及天然气价格方面,俄罗斯周旋于中、日之间,“安大线”和“安纳线”之争,显示了俄罗斯在此问题上与中国和日本博弈的资本。
不过,俄罗斯在远东的油气资源的最理想市场只能是中国。即使俄罗斯有再多资源,如果没有市场,资源的价值也难以体现。因此,我国在与俄罗斯开展谈判时,有必要让对方充分认识到中国的多元化能源战略,即在不间断与俄罗斯谈判的同时,我国还在积极地与中亚等国进行合作。
在中俄能源合作进程中,需要关注四方面的问题:首先,中俄双方能源合作的基础有待进一步巩固;其次,对中俄能源合作领域要形成更为广泛的共识;再次,对中俄之间的地缘关系要有深刻理解;最后,按国际惯例规范中俄贸易秩序。
4. 与中亚的能源合作
前景广阔,继续扩大。我国与中亚各国的能源合作已有了良好开端,但也必然会面临来自俄罗斯的压力。俄罗斯不仅利用自身资源的影响力,而且力图把中亚的石油生产国和欧洲的石油消费国牢牢的控制在俄罗斯的油气管道网络之中。与此同时,美国也在制定的新的中亚战略中,把该地区列入应特别关注的“战略利益地区”,企图使之成为美国可以控制的新的能源基地。
因此,中国石油公司在中亚开展能源合作应该说是机遇与挑战并存,在积极与中亚国家合作时,还要处理好与俄罗斯和美国的关系,并应考虑通过以下几种途径积极开展与中亚各国的能源合作:发挥上海合作组织的作用;注意与中亚五国平衡发展外交,避免招致不必要的嫉妒与怨恨;警惕“民族主义”对我国在中亚地区能源利益的威胁。
5. 与美洲的能源合作
基础较好,时机有利。美洲大陆是我国“走出去”能源战略的三个战略选区之一。目前,我国已收购加拿大经营油砂业务的MGE能源公司约17%的股份,与加拿大能源公司签订收购协议,以14.2亿美元现金购买了该公司在厄瓜多尔的全部油气及管线资产。此外,我国也已经与巴西打成了共识。拉美国家邀请中国参与石油和天然气勘探开采项目,以减少对美国的贸易依赖。中石油还将参与委内瑞拉奥里诺科石油带的重油开采,组成一个在中国建设三家炼油厂的联合经营(合资)实体,并将与委内瑞拉构建一个合资性原油船队“超级舰队”。
(二)对能源消费国重点选择
重点选择能源消费大国(如美国、日本和印度),加强双边和多边合作。我国在实施“走出去”战略的过程中,需要以新能源安全观为指导,妥善处理与其他石油消费大国的关系,主动与其在能源领域承担共同义务,共享利润,共担风险,建立防范冲突的市场能源结构。
1. 与美国的能源合作
加强对话和沟通。美国是头号石油进口国,其石油消费的2/3需要依靠进口,日均石油消费量几乎占全球总消费量的1/3。美国对能源的需求使得其不得不在全球范围内寻求能源。中国的石油进口量以每年10%以上的速度递增,使得美国国内“中国能源威胁论”此起彼伏,能源问题已成为影响中美关系大局的重要议题。在这种情况下,中国与美国进行充分的对话、沟通乃至合作就显得尤为必要。
中美两国都需要稳定的能源供应,我国应尽力争取美国对“走出去”能源战略的理解,同时,要积极与美国在能源技术上开展合作。美国在新能源和可再生能源、节能、环保等方面都拥有先进的技术和管理经验,我国对资金、技术、人才都有较大的需求,双方之间具有很强的互补性和合作基础。
2. 与印度的能源合作。
避免恶性竞争。中国和印度都是能源消费大国,且对石油及天然气进口的依赖程度都在迅速增加。在过去几年里,两国在海外寻找石油和天然气资源过程中发生过一些恶性竞争。2006年12月,中国和印度签署的谅解备忘录为两国石油公司在第三国联合进行石油勘探、生产和收购合作奠定了基础。除石油和天然气的海外合作竞购,两国在核能、水力发电、非传统能源和可再生能源等许多方面都可以互相合作,优势互补。
3. 与日本的能源合作
增强共识,扩大领域。日本是能源消费大国,但能源十分短缺,其所需的能80%依赖进口,进口石油85%以上来自阿联酋、沙特和伊朗等中东国家。
中日加强合作有助于消除“亚洲溢价”,甚至可能得到一个优惠的石油价格。另外,日本先进的节能技术和管理经验可以进入中国市场,在新能源开发及商业化运作、能源储备体系、能源运输安全等领域都可以开展合作。
四、结语
能源作为一种战略性资源,不仅关系经济安全,还关系国家安全。各国围绕能源资源控制权的争夺、围绕能源问题和气候变化的斗争,一直是世界政治经济外交军事活动的焦点。当前,国际能源市场变化多端,国际石油价格震荡起伏。面对日益复杂的国际能源形势,胡锦涛提出了新能源安全观。贯彻落实科学发展观,饯行新能源安全观,积极创新合作模式,谋求新型国际能源合作,不仅有助于增强我国对外开放和应对复杂国际能源形势的能力,也是推进能源产业走上科学发展道路、实现又好又快发展的根本要求。
参考文献
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未来新型能源 篇2
人类不断地从自然界的各个方面入手,利用了风能、太阳能、地热能等洁净的可代替的新能源,可是,这些十分丰富的能源依旧无法满足人类的需要。人类的须要找到其他的新能源。于是,科学把目光投向了大海。在众多科学家的共同努力下,科学家又发现了一种可替代的、无污染的新能源。据科学家们推测,这种能源的蕴藏量将比地球上所有石油、煤炭、天燃气等能源的总和还多。其实可燃冰是天燃气分子与水分子混合一起,然后在零度的高压下“压”出来的结晶,并不是冰块。世界上的可燃冰数量极多,据说,全世界的海底里所有的可燃冰含量够人们用一千年呢!但是别看可燃冰含量多,而且够用,凡物有好的一面,就必然有坏的一面——引燃冰也会带来灾难。天燃气水含物中的甲烷总量约为地球大气中的甲烷总量的三千倍!万一一不小心,海里的甲烷逃到大气中,后果将不堪设想!
但是,只要人们正确使用,甲烷就不会溜走了。不过,可燃冰与原来的石油、煤炭、天燃气相比,可燃冰还能用一千年!并且还能再生产!由此可见,可燃冰比那些能源更适合人类使用。
但在普及过程中,困难也会随之而来。首先是开采的困难,现在开采的方法有热解法、降压法和置换法等,但无一不是既费时、效率又不高。其次就是开采这种新能源一定会受到一定的阻力,那些石油大国怎么会白白地看着自己的利益受陨?这种新能源一但开采成功,热必很快取代石油,这样,靠石油起家的国家将会失去主要的财富来源,因此他们一定会百般阻挡。退一步说,即使这种能源成功开发出来,但这也必定成为世界各国争夺的目标,认证掌握新能源,谁就会掌握未来命脉,这怎么能不引起争夺呢?但这一来也一定引起许多负面影响:各国的反目、战争等。这些隐患都是不可忽视的。
未来的能源——能源转型进行时 篇3
煤炭的获取不存在什么困难。美国以及其他很多国家(比如印度和中国)的煤炭储存量都很大。对于这些国家来说,大量的煤炭储存量可以让它们不依赖其他国家的进口,从而避免这种依赖带来的国家安全问题。
科技在整个局势中起着重要作用。如果我们依靠传统核反应堆,铀的获取会存在困难。如果各国都开始使用新一代增殖核反应堆,燃料的利用范围就可以更广,燃料获取的困难也就不存在了。以美国为例,根据热平衡原理换算:如使用传统反应堆,国内的铀资源相当于石油和天然气资源的4.2倍,但如果使用增殖核反应堆,铀相当于石油和天然气的252倍。
这两种燃料的特性定义中包含了其对环境的影响。煤的主要缺点是污染大气。煤中的硫含量很高,硫是二氧化硫的主要来源,而二氧化硫又是形成酸雨的罪魁祸首。同时,煤也是引起全球温室效应的空气粉尘和二氧化碳的主要来源。
另一种过渡燃料——铀,通常用于核电站,同样有其自身的局限性,主要问题当属安全问题。其中两点显得尤为突出:1.核事故;2.放射性核废料的处理。
利用核反应堆发电会产生放射性物质。如果这些物质泄漏到大气中(比如在一次核事故中),并以一定浓度与人体接触,就会导致人的生理缺陷、癌症,甚至死亡的发生。一些放射性物质也可能在工厂正常运作的过程中泄漏出去,但核事故仍然是核能的最大威胁。
核事故可能会向环境释放大量的放射性物质。核事故有很多种,其中最危险的就是“核心区崩溃”。曾有一段时间,“核心区崩溃”的情况被人们认为是几乎不可能的。而在1986年4月25日,前苏联的切尔诺贝利核电站发生了严重的“核心区崩溃”事故。尽管大家普遍认为西方工业化国家的安全防范水平比前苏联高,但这一事件还是给这个困难重重的行业增添了又一层阴影。
核能的利用承受着经济和政治的双重压力。新核电厂的建设变得更加昂贵,部分原因就在于为了要提供一个更安全的防范系统,规范要求在逐步提高。这样它相对于煤的经济优势就消失了,人们对新建核电厂的需求也没有了。例如,在美国,1973年有219家核电站处于计划建造或运行之中。到1998年底,核电站数量锐减到104家,并没有任何人申请建造新的核电站。
对于核能利用,并不是所有国家都会做出同样的选择。瑞典不仅承诺不再建设新的核电站,而且还保证在21世纪初期关闭那些正在运行的核电站。而在法国和日本,标准化的电站设计和稳定的管理使得核电站的发电成本低于煤动力发电的成本。这两个国家都在扩大核能的使用。
另一个值得注意的问题就是核废料的处理问题。这个问题牵涉到核燃料循环的两个端点:开采铀矿产生的废渣处理以及核反应堆的废料处理,后者引起了人们的更多关注。铀矿渣包含了好几种元素,其中最重要的成分是钍230,它的半衰期是7.8万年。
核反应堆的燃料废渣里包含了许多有不同半衰期的放射性元素。在最初的几百年里,放射性物质主要由裂变产物产生,主要是锶90和铯137。大约1000年以后,大多数的放射性元素都会完成衰变,只留下原子数大于铀元素的半衰期更长的元素,这些元素在24万年内都可能带来危险。当下我们做出的决策不仅可能以核事故的形式影响到当代人,还将影响无数后代人(因为核燃料废渣长期具有放射性)。
联邦政府建立了核管理委员会,其责任之一是负责监督核反应堆的安全。1979年3月28日三里岛发生核事故之后,当地成立了主管委员会,对这一安全体系进行独立评估。在1979年10月30日发表的最终报告强烈批评了现行制度,同时提出了一系列完善现行核能制度的方案。虽然理论上核事故问题是可以解决的,但实际上却很难做到。
过渡燃料所带来的环境问题给发电带来了相应的困难。尽管替代燃料和太阳能最终会变得日益重要,但许多专家仍然认为,随着人们逐渐认识和接受,这样的能源最终进入市场会是一个缓慢的过程。
从长远来看,我们对能源的需求最终由可再生能源来满足,一方面因为不可再生能源已几近枯竭,另一方面,更大程度上是由于不可再生能源的环境成本非常高,使得可再生能源更为经济。
现有和可预见的未来的能源消费模式正在破坏着全球气候,这让我们对能源的转型有非常迫切的需求,而能源转型的实现主要取决于科学上的不确定性如何解决。如果第三世界国家也跟随工业化国家走上以化石燃料为基础的能源密集型道路,释放到空气中的二氧化碳将会达到史无前例的程度。一半的发展中国家需要依靠进口石油来满足国内75%以上的能源需求。无论是对于工业化国家还是对于第三世界国家来说,任何旨在减少二氧化碳排放量的政策都要牵涉到化石燃料向其他能源形式的转化。我们的研究机构能有效地帮助其完成这种转化吗?
可再生能源的形式是多样的。流动的水可用做水力发电;生物体可以用来燃烧;太阳能可用来产生热量推动蒸汽机或直接通过光电效应转化为电能;风能可以推动汽轮机;通过太阳能从空气中提取出来的氢气可以作为汽车或熔炉的燃料;从地球深处获得的地热也能发挥很好的效用。
这些资源融入市场的程度取决于其相对成本以及消费者的接受度。随着研究的深入,更好的利用方式被研发出来,可再生资源的相对成本必然会随时间而改变。光伏电池的使用,就是科学研究降低成本的最好例证。
光伏是太阳能向电能的直接转化。由于市场潜力巨大,私营企业对其很感兴趣,并投入了大量的资金来提高其商业可行性。这些研究投入都有了丰厚的回报。1976年,用电高峰期时,每组光伏电池产生的每瓦特电能的平均市场价格为44美元,总共销售了50万瓦特。到2002年,价格已经降到每瓦特3.75美元。使用光伏电池的农村电力工程已经逐渐进入第三世界国家。
风能也开始大规模进入市场。新的汽轮机技术降低了成本,增加了风力发电的可靠性,使它即使在没有将环境成本内部化的前提下,也能在优势地区内与传统能源展开竞争(优势地区是指风力稳定而强劲的地区)。尽管世界上尚有许多未开发的优势地区,但随着这些地区的开发利用,风能在整个能源组成中的比例最终会有个上限。
氢气作为一种能够在长远未来被利用的燃料,最近引起了人们的强烈关注(例如,冰岛就已经宣布计划发展氢燃料经济)。虽然氢是地球上含量最多的元素之一,但它通常以化合物的形式存在。比如水就是两个氢原子和一个氧原子组成的(H2O)。氢元素也以碳氢化合物的形式存在于许多化石燃料之中,比如汽油、天然气、甲醇和丙烷。
通过加热,氢可以从碳氢化合物中提取出来。目前,大多数的氢气都是从天然气中提取出来的。另外,水也可以提取氢。如果把电流通过蓄水池(比如使用光生伏打电池的方法),水就会分解成为两个组成元素的单质:氢气和氧气。美国宇航局在1970年就开始使用液体氢气燃料束推进航天飞机与火箭进入轨道。
除了直接燃烧,氢气还可以用于燃料电池。燃料电池有非常广阔的前景,可以为建筑物提供热能和电能以及为电动车供电。氢燃料电池为美国宇航局航天飞机电力系统提供能源,并能够产生清洁的生成物——水,可以供宇航员饮用。
以氢能源为基础的经济形式要成为现实,还需要克服一些障碍。氢能源使用技术在目前还比较昂贵,向消费者供应氢气的设施也不够完善。
如果没有政府的作用,氢气很难具备足够实力与其他常规能源竞争。使用氢能源能够大幅度地减少环境损失成本,这是一种外部性。而消费者在选择燃料时,很可能会忽略这种外部性或不那么重视这种外部性,那么对氢能源的需求就会产生偏见。除非政府制定一些调节政策(比如,对污染严重的燃料征税),那些潜在的供应商才不会在进入市场中受阻。
未来能源作文 篇4
想着想着,我睡着了,我来到了一个陌生的世界,在这里,树木葱茏,到处都是花草树木,没有一点污染的源头,更不可思议的是这里的汽车奇形怪状,它们排出来的竟然是水蒸气正当我一筹莫展时,出现了一个机器人,“我叫一点通,我是你的导游,我来带你参观未来世界。”“这是一个没有污染的世界,这里采用的都是没有污染的能源,因为在2222年把这里的石油,煤,天然气体都开采没有了,所以这里所以这里所有的汽车基本都是氢气动力车。”“氢气动力车,氢气怎没能成为动力呢?”我不解的问。“对,氢气是既高效又环保的新型清洁能源。它大量存在于水分中。人们可以通过电解将其分离出来,供人们大量使用。人类已经开发出来使用氢气做的燃料的发动机,氢气燃烧后可以还原成水蒸气不会污染环境。所以人们不再使用不环保的石油燃料了。”一点通说。
“我们这里还有一种能源是用水来发电的,但是开发水电要拦截河流,而且会影响地球上的生态平衡哟!我不希望看到世界上有争吵与战争,我希望世界上充满欢乐与和平。所以每家每户都有一个“微型能源器”。这个能源器不需要我们去破坏地下资源,可以随时吸收储藏太阳能、风能等所有大自然的自然能源(如果让它放在海边,还可以随时吸收储藏潮汐产生的动能……),需要用能源时可以随时随地释放出来供大家使用,如果需要用很大的能源动力时(如飞机、火车、轮船)可以用很多很多的“微型能源器”相互组合来提供能源。这样一来,有了这种“微型能源器”,世界上每个国家之间也许不会再争吵、不会再发动战争了;而且肯定不会造成环境污染,也不会破坏生态平衡;同时,可以美化我们的城市,因为我们可以不需要大街上那些难看的电线杆、电线塔及缠绕在上面象蜘蛛网一样的电缆线;还有,这种“微型能源器”,不需要进行高压变电,可以彻底消除因电磁波产生辐射给人类造成的健康损害。”
纤维主宰未来能源? 篇5
将作物秸秆、野草、废木料和家用废料等等又便宜又丰富的东西转化为乙醇,或许在不久之后将成为生物燃料发展的主流技术
今年5月29日,经合组织与联合国粮农组织在其发表的一份报告中称,到2017年,全世界的乙醇产量将是2007年的2倍,达到1250亿升。该报告还指出,政策上的支持,油价的攀升,都会强烈影响未来对生物燃料的需求。而这种上升趋势将导致全球粮食价格的继续攀升和减小粮食在食物和饲料中的使用率。
那么,在未来lO年,以家用和农林废料为原料的第二代生物燃料究竟能不能取代粮食乙醇,实现大规模的商业生产呢?
黎明前的纤维素乙醇产业
很多专家估测,由于玉米乙醇的生产将占用更多耕地,并与粮食需求相竞争,其发展势必受到限制。纤维素乙醇的吸引力在于其原料包括作物秸秆、野草、废木料和家用废料,将这些又便宜又丰富的东西,转化为乙醇所需要的燃料比较少,因此它比生产玉米乙醇的过程所释放的温室气体要少。此外,一定面积的野草或其他作物可以比玉米多生产约两倍的乙醇,因为这些植物的秸秆和种子都可以利用,而不是像现在的玉米乙醇一样只能利用玉米粒。美国自然资源保护委员会的一份报告指出,到2050年,纤维素来源的巨大生产力将最终使得其达到5600亿升的乙醇生产量,相当于现在美国汽油消耗量的2/3。
2007年,美国新的联邦法规要求到2022年将可再生能源的产量增加到每年1360亿升,这是现水平的5倍。2007年,美国生产了约250亿升的乙醇,这个数目还不到美国汽油供应量的5%。眼下纤维素乙醇还没有达到大规模的商业化生产,但是这项技术业已得到了各国政府的认可和支持。
爱荷华大学农业和农村发展中心的主任布鲁斯·巴伯考克指出,市场会指示出乙醇生产的需求量,玉米乙醇的产量目前还在增长。他预测今年美国的乙醇产量将达到400亿升,到2010年则将增至530亿升,因为各种利弊的平衡,也许玉米乙醇的产量会停止增长。最终,纤维素乙醇将成为玉米乙醇的补充,或进而成为市场的主角。
不过,美国人要在2022年达到1360亿升的目标是很困难的。这需要相当大的一部分燃料从非玉米的原料如纤维素生物原料而来。
示范工厂已经出现
到现在为止,世界上还没有商业规模的纤维素乙醇工厂,不过,已经有一些公司计划在未来的几年中开始生产。美国能源部目前已经投资了大约12家即将建立示范和商业规模工厂的公司。其中一个就是计划明年开工一个商业规模工厂的雷奇燃料公司,该厂预计将有年产8000万升乙醇和甲醇的生产能力。
今年5月27日,马萨诸塞州剑桥的麦斯科马公司披露,明尼苏达有望成为年产560万升燃料示范商业化纤维素乙醇工厂的所在地。麦斯科马还有好几个生物乙醇项目正在运作中,其中一个是在田纳西的柳枝稷乙醇的先锋项目。也是5月下旬,蓝火乙醇公司在接受路透社采访时宣布,他们计划在5年内在美国建立10个纤维素乙醇工厂,每个工厂的生产能力至少为2亿升。其原料将为农业废料、废木料和非粮食作物,比如柳枝稷。
依然是5月,通用公司先后与科斯卡塔能源公司和马斯科马公司建立战略合作伙伴关系,将携手推进从非粮食生物质中提取制造低碳可替代能源的单步骤生物化学转化技术的研发进程。杜邦公司与丹尼斯克公司旗下的子公司杰能科签署的一份声明,双方将创建一个各占50%股份的合资项目,这个被命名为杜邦丹尼斯克纤维素乙醇的合资公司,将投资1.4亿美元,结合杜邦公司预处理等技术以及杰能科公司的先进酶技术的优势,首先开发以玉米秸秆和甘蔗渣作为原料的纤维素乙醇生产技术。此后,还将开发使用木质纤维素原料如麦秆、各种能源作物和其他生物质为原料的纤维素乙醇生产工艺。该合资企业计划于2012年商业化生产纤维素乙醇。
5月29日,一个年生产530万升纤维素乙醇的生物精炼厂已在美国路易斯安那州的詹宁斯动工。这一项目是由美国马萨诸塞州剑桥的沃瑞尼姆公司建设的,将以甘蔗渣作为生产乙醇的原料。
这一新建的工厂将成为美国的首座示范规模的纤维素乙醇工厂。沃瑞尼姆纤维素乙醇计划造价将达到每加仑2美元,这种价格比起汽油和其他类型的乙醇更具竞争能力。明年,沃瑞尼姆计划将建设年生产能力为8000万升的商业规模工厂。
与此同时,德国两大公司南方化学公司与林德公司也宣布5月初组建了合资企业,将开发基于不与人争粮的作物生产第二代生物燃料技术。
加拿大现在的乙醇产量是10亿升,2012年计划将达到25亿升。加拿大渥太华的艾欧基公司早在2003年1月就建成了周处理25吨小麦秸秆、年产32万升纤维素乙醇的示范工厂。2005年5月,加拿大政府核准其投资5亿美元在萨斯喀彻温省建设年产将为8700万升纤维素乙醇的装置,预计于2011年建成。艾欧基公司的项目得到了壳牌公司、高盛投资银行和加拿大石油公司的资金支持。
中国也在积极进行纤维素乙醇的研发工作,5月8日,由河南天冠集团建设的1万吨纤维乙醇一期产业化示范项目,进入试运行阶段。河南天冠纤维乙醇产业化示范项目,包括建设中的年产1万吨纤维素酶和5千吨纤维乙醇的生产装置,基本做到了纯生物制乙醇生产。
在今年晚些时候,美国会颁布一个可再生能源的新标准,将去年的能源账单变成法律,要求2010年时纤维素生物燃料的使用将达到3.8亿升,到2020年达到600亿升。
巧用基因工程
纤维素是所有植物都存在的一种复杂碳水化合物,玉米的茎叶、牧草和木屑都可以成为供给纤维素的主要候选者。从纤维素制造乙醇比起用玉米制成的乙醇有很多优势。要使制造纤维素乙醇在商业上可行的最大障碍就是纤维素的降解。降解纤维素的酶叫做木纤维酵素或纤维素酶,一般是大型生物反应器中生长的微生物所产生的,而这种大型生物反应器是造价昂贵的,同时这还是一个能源密集型的生产过程。
迈克尔J·布雷洛克是美国堪萨斯曼哈顿一家叫做伊甸园的农作物生物技术公司的系统发展副总裁,他说:“为了使得制造纤维素乙醇变得具有真实的竞争力,我们实在是需要将造价降下来。”
玛利亚·斯蒂克林是密歇根州立大学作物与土壤学教授,她表示,可以通过对玉米进行基因工程改造来让作物本身产生这种酶,从而减免制造酶的费用。与其用能源密集型的加工在生物反应器中制造酶,倒不如按照她所说的,“让植物利用免费的太阳能制造酶”。
一般情况下,纤维素的降解需要三种不同的酶。去年,斯蒂克林发表了用基因修饰的办法改造玉米的研究,她可以将分别产生3种不同的酶的3个基因整合在一种作物中。她是在今年4月美国化学学会在新奥尔良的国家会议上宣讲其转基因成果的。
伊甸园公司最近发展了斯蒂克林的技术,希望在今年内开始其转基因玉米的大田试验。布雷洛克说,在未来的三年内,他们将开始实现该技术的商业化目标。这家公司并不是单枪匹马在从事这一研究策略,美国马萨诸塞州美德福德的一家农业生物技术公司艾格瑞维达,也在用转基因技术来改造玉米,他们的目的很简单,就是想提高纤维素乙醇的产量。
曾为美国普渡大学的农业和生物工程教授迈克尔·莱迪石说:“这真是一个值得研究的方向。”但是,最终的情况要比看起来的更为复杂。莱迪石已经离开了普渡大学,现在是麦斯科马的主任技术员,他说,主要困难就是要找到保证这些酶在化学物理的预处理期间保持活性的方法,预处理是为了去掉木质素,木质素是细胞壁上坚硬的聚合物,具有抗压和有保护纤维素纤维的作用。
一种办法就是通过转基因的办法使得植物仅需要轻微的预处理,比如,斯蒂克林正在致力于降低玉米中木质素含量的研究,她还希望可以修改木质素的分子构造,这样,就可以使之更容易降解。虽然其研究目前集中在玉米的基因修饰上,但她指出,这项技术最终将转移到其他作物,比如柳枝稷等制造纤维素乙醇的原料上。
未来的新能源 篇6
探索能源器是一颗奇特的导弹,它的里面是空心的。但是我为了控制它,在表面装上了一个高科技的缩小型心片。我还在上面装了个显示器,让我能看到它在空中有没有发生事故。它还有一个小孔,是用来吸石油的。抽完石油后,它还会根据卫星的指示,降落到地面,自动打开油仓,流到我们原来设计的巨型油罐里。油罐再通过水管流到各家各户的小仓库里。
整个过程不到五分钟,可是它的用处可大了。现在,地球上的煤矿快挖空了,石油少得可怜,水资源被人们消耗的快光了。
我和我的同事研究,成功地从宇宙中的星球抽来了那么多的能源,真是解了地球的燃眉之急。有了这些资源,飞机在蓝天飞翔,汽车在公路上奔驰,火车在铁路上飞驰。机器轰隆隆的转起来,制造出各种雪白的大衣,光滑的皮鞋,暖和的手套和漂亮的帽子……
今年,我从水星上抽石油;明年,我从木星上抽石油……十年,二十年……这样,我们地球上的人就不怕石油消失了,就不怕没有新资源了,地球上的人们就能世世代代过上幸福安稳的日子。
(指导教师:方慧)
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