能源新秀

 藻类是一支不可忽视的植物大军，它们的种类有10万之众，有的，在江、河、湖、海里或沉或浮，熙熙攘攘，为广大水域增添了无穷生气；有的，则藏身于高山冰雪之中，给洁白的琼楼玉宇镶嵌上各种绚丽辉煌的色彩。藻类虽然是比较低等的植物，然而却是一种很好的“能源植物”。

贮藏太阳能的好手

海洋充满着生机，海鸟在空中飞翔，鱼儿在水下游弋，贝类则潜居水底，更有数不清的浮游生物在海中出没。那么，海洋生命活力的源泉在哪里？在于生活在海洋里不计其数的海洋绿色植物，其中主要就是藻类。藻类植物进行光合作用，固定太阳能，又在建造自身的同时把能量转运到海洋生态系统的各个食物链，它们是海洋中一切生命的能量源泉。

海面上的太阳辐射能，植物只能利用和固定其中很少一部分。我们把在单位面积上，被海洋植物光合作用利用的能量和它们接受到的太阳总辐射能量相比，其比值叫光能利用率。海洋植物的光能利用率估计是0.5％～1％。人们根据科学方法，估算了世界上几个大洋海洋植物的初级生产量，约为2.1×10¹⁰吨有机碳。而海洋植物本身的平均含碳量为4％～5％，如果其生产量用湿重表示，则为4.3×10¹¹吨有机碳，这个数值与全世界陆地植物每年生产的碳的质量非常接近。这种高生产率效能主要是由海洋里的单细胞藻类完成的。

日本有座小岛，每年被波浪冲上岸的石莼（一种片状绿藻）就有几十万吨，腐败后发出恶臭，令人讨厌。现在，人们用这些石莼发酵，每年可以得到几千吨沼气，解决了当地上万户居民的日常能源；与此同时，人们还从石莼中得到一些饲料、肥料和药品等副产品，确实做到了化弊为利，物尽其用。

 巨大的“海蛇”

 曾经有人说，他远远目睹了大海中巨大的“海蛇”，说有几十米长，在浪尖上逐浪摆动，简直活龙活现，煞是吓人。后来才知道，这并不是什么海蛇，而是一种叫巨藻的植物。巨藻是一种既不开花，也不结实的低等植物。它的近亲是大家熟悉的海带。巨藻一般长60～80米。有的可达百米，甚至数百米。在春夏季节，水温适宜，每天可生长2米左右，这是其他所有植物望尘莫及的。

 地球上最大的海洋植物就是巨藻。巨藻生长在海洋礁石的表面，向四周辐射蔓延，伸向海面，繁衍茂密，缠绵不绝。巨藻的家族遍布北美洲西海岸、南美洲海岸、南非海岸、澳大利亚海岸以及南极洲岛屿诸海岸。

巨藻的基部为根状结构，特称为固着器。与植物根截然不同的是，它不是用来吸收营养和水分的，而是起固着作用，犹如一个船锚牢牢地将巨藻固定在海底。固着器的顶端与巨藻茎柄相连，这柄就是巨藻的主干，每个主干上又长满了无数的宽10厘米、长约1米的叶状物。而在叶子的底部，则是一个充满气体的气囊，藻体正是依靠这种气囊，托着植株向上生长。那皱巴巴的叶子特别适宜进行光合作用和吸收养分，为藻体的日渐壮大提供了物质条件。

巨藻的妙用

 早在17世纪，欧洲便利用巨藻为航海引道，因为藻体的出现，便预示着下面潜藏浅礁，表明舰船离陆地不远了。巨藻曾经是为美国太平洋沿岸人们提供食盐、食物、药品等生活必需品的取之不尽的资源。第一次世界大战期间，德国对美国实行钾盐出口禁运，迫使美国加利福尼亚州开始大规模地收获和加工巨藻，并奇迹般地从中发现了制造火药和肥料的重要原料氯化钾。在整个大战期间，该州共收获50万吨巨藻，为战争胜利作出了重要贡献。自从科学家在巨藻体中发现了一种称为藻朊的胶液之后，巨藻身价倍增。因为藻朊既可以用来制造粘合剂、稳定剂、乳化剂、饲料，还可用来生产补牙材料、肥皂、化妆品和多种医药品。

巨藻还是一种营养丰富的经济藻类，它含9.2％的蛋白质，和维生素A、B、B₁₂、C等多种营养成分。每1百克干重含热量62.4千焦，因此是一种较理想的动物饲料。

巨藻一年之中可以收获两次，产巨藻处在冬季，每平方米海面可收获5～8千克藻体；在夏季，更高达34～35千克。将巨藻变为燃料的过程并不复杂：只要先将巨藻切碎，放到一个特制的大罐子中，然后加入微生物，在一定温度、压力下发酵，几天后就能产出类似于天然气的可燃性气体。根据实验，每1000吨巨藻可制取4万立方米气体燃料。

 生产柴油的“黑马”

这里的“黑马”是指什么？就是指个体微小、数量极多的单细胞藻类。

人们称单细胞藻类为微藻。在寻找新能源的探索中，美国戈尔登科罗拉多太阳能研究所的研究人员在1988年发现，一些藻类植物含有丰富的石油成分，这个发现极大地鼓舞了人们。于是他们用一个直径20米的池塘培植海藻，一年之中收获的海藻达4吨，从中提炼出了300多升燃油。

1989年，日本一家公司在美国研究成果的启发下，提出了利用绿藻将二氧化碳转变为石油的设想。他们发现一种单细胞绿藻植物，能吸收大量二氧化碳生成石油，在日本冲绳一带生长茂盛，因为这里的气候条件特别适合这种绿藻生长。于是，1989年10月，该公司开始了利用藻类的光合作用将二氧化碳生成石油的实验研究，工作人员将燃料燃烧后排放的二氧化碳收集后泵送到养殖这种单细胞藻类的水池中。藻类便迅速地生长起来。据预计，日本使用石油产品每年排放的二氧化碳量大约有5亿吨，如果让单细胞绿藻全部吸收的话，那么就能生成大约2000亿升石油，这些石油几乎相当于日本全年的原油进口量。

进入20世纪90年代后，利用海藻和二氧化碳生产石油的研究又有了新的进展。英国的科学家把注意力放在一种普通的小球藻上，他们将一种特制的装置放在池塘中，把小球藻打捞过滤后，然后不用提炼，直接将小球藻置于发动机中燃烧发电。燃烧时排出的二氧化碳废气被泵回到小球藻养殖池内，促进小球藻生长。实验证明往池塘中吹进二氧化碳气泡，可使藻类数量一天内增加4倍，这样的生长速度是赤道热带雨林的好几倍。

1993年，美国国家可更新能源实验室的研究人员，采用遗传工程改进了一种单细胞硅藻的脂类物质积累，提高了脂质生产的水平。在实验室中，研究者们已使硅藻细胞的脂质含量从自然状态的5％～20％，增加到60％以上，在户外培养时也超过40％。

微藻被称为世界上最富有生产力、最能产油的“黑马”。按单位生长面积来计算，微藻能比陆生植物多生产30倍的油。据估计，微藻每年每公顷（合10000平方米）可生产23700～63200升的油。

微藻生产的“生物柴油”由于成本低，可取代陆地植物生产的油。微藻能够生长来自蓄水层或海洋的咸水中。这样的水既不能用于农业或林业灌溉，也不能作为饮用水。

大自然中天然存在的石油是由古代动植物遗体经过几百万年的漫长岁月逐渐演变而成的。藻类植物经过某些微生物处理后，只要几个星期就能摇身一变，变成石油。这是一个了不起的发明。据估计，一个面积为3000平方米的池塘中的藻类，每年可以生产100万桶石油（1石油桶合159升），可供10000辆汽车行驶15000千米。另外，还有人独辟蹊径，试验用蓝藻发电，用微型藻类产生氢气，在实验规模上也已获成功。

 新的燃料装置

 据英国1993年报道，西英格兰大学工程系的研究人员发现，利用太阳光，可以将普通的海藻和一台内燃机结合起来，改造成一种提供能源的系统，该系统不需要矿物燃料，也不向大气释放二氧化碳，功率虽然只有25千瓦，但有希望成为将太阳能转变为电能的新型工具。

用燃烧海藻来产生能量的实验虽说已进行了1个多世纪了。然而，没人能解决经济地养殖海藻以及将它们与发动机连接起来的难题。西英格兰大学的供能系统有三点创新：一是用上了供海藻生长的螺旋管；二是将海藻磨制成精细微粒，用以提高海藻燃烧效率；三是将生长中的海藻与发动机连接在一起。

生长螺旋管是一根约5米高的竖直的透明管子，海藻不断地在其中的营养液中循环。整个系统最后将湿的海藻送入沉淀容器内过滤，再进入干燥器中脱水并磨制成直径小于50微米的细微粒子，制成气溶胶后推入标准燃烧器。在这种系统内，供作发动机燃料的95％是海藻，燃烧海藻时产生的二氧化碳在营养液中被吸收，再排入生长螺旋管。

生长螺旋管中生长海藻的效率3倍于池塘中光合作用的效率，海藻过滤起来也比较方便，因为它们在生长螺旋管内成群地搅和在一起。

众人种柴火焰高

 中国有一句老古话叫做“众人拾柴火焰高”。然而，在环境遭到破坏、植被大量消失的今天，柴是越来越难拾了。于是，人们将这句古话改成“众人种柴火焰高”，因为只有种柴，才能烧起越来越高的火焰。

 最古老的能源

 闻名世界的北京猿人，很可能也是中华大地比较早的用火者。考古者发现，在北京猿人居住的岩洞里，留下了厚达6米的积灰层。那些灰烬都是燃烧树枝、烘烤食物积存下来的，至今还能从里面找到烧焦的柴荆木炭块和朴树种子。由此可见，在50万年的漫长岁月里，薪炭一直作为最主要的能源为人类服务。直到1860年，薪炭在世界能源消费中还占据首位，其比例高达73.8％。随着煤炭、石油等矿物能源的充分开发利用，薪炭直接用作能源的比例才逐渐降低。1910年，在世界能源消费构成中，薪炭下降为31.7％，煤炭等则增长到63.5％。然而，即使如此，直到今天，我国广大农村，特别是山区，薪炭仍然是人们经常使用的主要能源。而在世界各地，由于煤和石油的迅速消耗，更由于保护环境的需要，薪炭又重新引起了人们的重视。

身居林海却种柴

你去过西双版纳吗？当你走向傣寨，在路旁、寨子边和邻近的山坡上看到的，那一棵棵、一片片、一行行的黑心树就是一种很好的薪炭植物。它那灰白的树桩、嫩嫩的枝条、绿油油的叶片，簇拥着，密得几乎连雨点也难以透过，到七八月份，枝端绽开一束束金黄色的花朵，每株黑心树仿佛都是一个火把，烧得满山遍野一片灿烂。

黑心树的植物名是铁刀木，为落叶乔木，高可达20米。傣语叫“埋西哩”。人们从砍伐后留下的直径约1米的树桩上可以看到：木材的周围有2厘米厚的金黄色边材，其余部分则为黑红色。所以当地人称它为黑心树。黑心树分布于印度、缅甸、泰国，我国云南省西双版纳傣族自治州内也普遍栽培。这种树无论种在湿热的土地上，还是种在干热的地区，都具有抗病虫害、速生的特点，一般情况下，播种后5年高可达15米，直径在25厘米以上。在树干的胸高处砍断，树桩就会萌发出几十根枝条，以后隔3年砍伐一次，每棵树就可取柴200～300千克，一户人家平均种4棵树就可解决烧柴问题，真可谓“取之不尽，用之不竭”。

黑心树材质好，燃烧慢，火力强，烟雾小，不炸火星，是傣家人喜欢的薪炭材。傣族人民自古以来，身居林海，木柴满山，却不去用，偏偏要种“埋西哩”，除了有保护环境的因素外，更是由于人们喜欢这种生长力旺盛的薪炭。

夸夸薪炭林

 开门七件事——柴、米、油、盐、酱、醋、茶，从古到今，人们都把柴列在第一位，可见，烧柴在人们的日常生活中占有重要地位。

“留得青山在，不怕没柴烧”，青山常在，是有柴烧的前提。

薪炭能源是再生的能源。只要把树种上，就能在生长季节通过叶绿素的光合作用，把太阳能固定在树体中。全世界的森林，每年固定的太阳能，相当于900多亿吨标准煤。这是一个取之不尽、用之不竭的巨大能源宝库。另外，种薪炭林简单易行，成本低，见效快。树木固定化学能的机理虽然复杂，但可自然进行，不需要人工操纵。太阳能贮存在树中，用之即取。一粒种子种下后长出树来，只要不毁坏它。就可以长期贮藏能量。更重要的是，薪炭柴不含硫等有害元素，燃烧时不污染大气，是一种清洁的燃料，烧后的灰分又是很好的钾肥。

树木在进行光合作用时，吸收空气中的二氧化碳，燃烧时，又将二氧化碳释放回空气中去，保持着大气成分的平衡。树木还能防风固沙，涵养水源，改善气候和美化环境。这些，都是其他矿物能源所做不到的。

薪炭林不同于一般人工林的特点在于：它是以短期轮伐和矮林作业为主，人们选用那些易繁殖、萌发力强、能固氮、生长快、热值高、用途多和抗性强的树种，以大密度造林的方法，每公顷种上1万株，薪炭植物最大限度地利用空间和阳光，达到高产的目的。薪炭植物的热值高，很多薪炭燃料2千克的热值就等于1千克燃料油的热值。在一般情况下，种下薪炭植物3年以后就可大量取材利用。如生长良好的刺槐林，每平方米可种1株，3年后平茬，每亩（约合667平方米）可产干柴3000～3500千克，足够四口之家一年烧柴之用。

薪炭林中的佼佼者

新银合欢树原产中美洲，它生长迅速，适应性强，根瘤发达，繁殖容易，由于用途广泛，产量高，国内外已广泛种植，被誉为奇迹树。我国海南、广东都已引进新银合欢树，有的种在海边垦区呈微碱性的滩地上，树龄仅9个月，平均树高就达3.6米，3年竟长到6米。有的种在平原地区，2年后即高达7.5米。从采集烧柴开始，可以连续砍伐60年而不衰老。新银合欢树轮伐期短，在菲律宾作为薪炭林种植，现有新银合欢林120平方千米，燃烧总能量相当于100万桶石油。新银合欢树的木炭每千克发热7250卡（石油是9000卡），被称为绿色能源植物。新银合欢树的嫩叶、豆荚营养丰富，是极好的蛋白质饲料，也是很好的肥料和木料，且由于有根瘤固氮。种新银合欢能提高土壤肥力。

紫穗槐又叫绵槐或苕条，原产北美洲，如今已广泛生长在我国黄河、淮河、长江流域各地。尤其是在那些“春天白茫茫，夏天水汪汪”的盐碱地上，紫穗槐也能长得很粗壮，种下去当年每亩可收鲜枝叶近500千克，以后每年都能收割大量枝条，可以很好地解决烧柴的问题。更重要的是紫穗槐的鲜枝叶是上好的绿肥，枝条还能编筐、篮等，派多种用途。

沙棘，又叫醋刺，是胡颓子科的小乔木或小灌木。它适应干旱寒冷，耐瘠薄、耐盐碱，在风大沙多，沟壑纵横的山西北部右玉县的绿化造林中，沙棘立下了大功。人们在沙滩上种，在河道旁种，就连在10几米高的陡壁上，它也能蓬勃生长，每年每亩可得干柴5000千克左右，且越砍长得越旺。

木麻黄和马尾松也是我国南方的优良薪炭树种。如在广东潮阳县，人们将木麻黄栽在风起沙扬的海滩上，把喜光耐瘠薄的马尾松种在岩石磊磊的荒山上，前者每亩每年可收薪材1000千克，后者则收500千克。

除上述树种外，加拿大杨、麻栎、刺槐、旱杨、柠条、酸刺及生长于干旱荒漠地区的梭梭，也都是薪炭林中的佼佼者。

 留得青山在，不怕没柴烧

 由于煤炭、石油等自然资源，在地理位置分布上是不均衡的，储量也很有限，又是不可恢复的能源，所以节约能源，已经成为人类生存的战略性措施。于是有人在想，如果能充分利用土地、阳光和水分等自然条件种植林木，种了用，用了又种，循环往复，人们就可以有取之不尽的燃料，从而缓和能源的紧张状态。

俗话说，“留得青山在，不怕无柴烧”。已经划了“柴山”的有林地区和营造了薪炭林的地方，要提高管理水平，增加产柴量。在打柴方法上，掌握以产定采、留有后备的原则，彻底改变那种“杀鸡取卵”、“竭泽而渔”的做法，达到青山常在、永续利用的目的，把薪炭林办成真正的“活煤窑”。

在少林缺柴的地方，最好按照当地土地利用规划，根据需要和可能，安排一定面积的荒山、荒滩和其他空地，让集体和个人种植薪炭林，逐渐改变盲目打柴的习惯。

 经营得当，柴多林壮

薪炭林经营管理得当，就能早产柴，多产柴，产好柴。那么，如何经营才算科学呢？当林木长成后，材质变硬，基本木质化了，方可采用。采集方法，最好是分带分片轮流采集。这样可以使树木有休整机会，从而年年有柴用。在容易发生土壤侵蚀的地方，采用轮伐法，还有防风固沙、蓄水保土的作用，对提高地力也有好处。比如有个小区域，种植薪炭林100亩，按照需要每年要采伐25亩，那么，四年就可轮伐一遍。每次伐下的柴都是四年生的，有一定燃烧质量，而林地上年年生长着1～3年生的大小林木75亩。这样，既可长期生产薪炭，又有利于水土保持。在土壤十分瘠薄的地方，就先栽种以取柴为主的适应性强的灌木，待土壤水分、养分条件有了改善后，再混种以取材为主的乔木树。这样做，三年五年得烧柴，十年八年收木材，还提高了地面植物的被覆率，倍收蓄水保土之效，比如山西河曲、辽宁阜新等地，在土壤侵蚀严重的地方，分别先种柠条、酸刺、紫穗槐等灌木，三五年后，再依次混种刺槐、杨树、油杉等乔木，形成了混交水土保持薪炭林，效果很好。

纤维素发电

据估计，地球上的植物通过光合作用制造出来的纤维素可达1000亿吨，其中蕴藏着巨大的化学能。

尤其是那些不适合种庄稼、牧草、林木的较差的土地，改种薪炭林的话，不仅可以提供民用薪炭，而且可以为附近发电厂提供植物性燃料。

在研究和培育高效率转化太阳能的“能源植物”的过程中。美国的一些森林学家发现种植一种杂交白杨效果很好。这种白杨能把大约0.6％的阳光转化为化学能，并且这种树还可以密植，每0.4平方米就可以种一棵树。它长得快，不怕砍，砍伐后从树桩上又长出新树来，并且可以循环重复多次。据估计，在美国可利用栽植薪炭林用以发电的土地大约有40万平方千米。

1994年12月，英国政府宣布了大规模开发林木和其他生物质燃料作为可再生能源的各项措施，建议人们栽种单一品种的速生柳或杨，这些植物可用机器收割，供发电厂燃料用。

英国的一家发电厂还采用了一种先进的发电方法。电厂的工人先将碎木转化为一氧化碳、氢气和甲烷混合物，然后再用催化方法把大分子碳氢化合物分解成为可燃化合物，送入燃气轮机燃烧，产生的热量则用来推动蒸汽轮机。这种方法比直接燃烧推动蒸汽轮机的做法多发近一倍的电力。

近年来，我国薪炭林的建设和薪林能源开发取得了显著进展。“六·五”以来的13年中，全国营造薪炭林472万平方千米，至1996年，我国薪炭林总面积达到549万平方千米。

种出来的“石油”

《儒林外史》中有位严监生，在临死的时候，伸着两根手指，总是不肯断气。几位侄儿和旁边的人都来乱猜，有说为两个人的，有说为两件事的，有说为两处用地的，纷纷不一；严监生只管摇头不是。他的妻子赵氏分开众人，走上前道：“爷，只有我能知道你的心事，你是为那灯盏里点的是两茎灯草，不放心，恐费了油。我如今挑掉一茎就是了。”说罢忙走去挑掉一茎。严监生听了这话点一点头，把手垂下，顿时就没了气。故事说的是严监生节约过度成吝惜。但从这个故事中却可以看到，那植物油在我国早就是用作点灯的能源了。

总统的坐车

据报道，法国最近推出了酝酿已久的“空气法案”。总理朱佩于1996年4月6日前往总理府参加“空气法案”实施讨论会，他所乘坐的车是用柴油和植物油混合的油作燃料的新式车辆。此举是希望引导消费者和工业界人士多使用混合油。因为这种混合油用作燃料，排尘的废气远较柴油为少。

“空气法案”是保持空气纯净，防止污染的法律。按照这项法律，从1997年1月1日起，法国所有总人口超过25万的城市必须装备一套空气监测系统，各城市必须制订一个中长期净化空气的规划。

“石油明星”

有些能“冒油”的植物，引起了科学家的极大兴趣。这种从植物体里产生的“石油”，实际上是一种低分子的碳氢化合物，它的分子量在1000～5000之间，与矿物石油性质相似。科学家们把这些能产生低分子量碳氢化合物的植物美誉为“石油植物”。

巴西有一种香胶树，富含油液，半年之内，每一棵树可分泌出20～30千克胶液，它的化学成分同石油相似，不必经过任何提炼，即可作柴油使用，将它注入柴油发动机的汽车油箱，车子就可以轰鸣奔驰了。在我国海南省以及越南、泰国、马来西亚、菲律宾的热带森林里，生长着一种油楠树，一般高10～20米，胸径30～60厘米。油楠树浑身饱含油液，只要在树干上钻一直径为5厘米的孔，2～3小时就能流淌出5升浅黄色的油液。这种油液不需加工便可注入柴油机内作燃料，当地居民则习惯用它替代煤油点灯照明。此外，美国一些农场种着一种杂草，人称金花鼠草，其茎、叶充满白色乳片，乳汁中2/3是水，1/3是烃。用这种草可以炼出真正的石油，10平方米野生金花鼠草可提炼出1千克石油，人工栽培的杂交金花鼠草，10平方米可出油6.5千克。

著名的美国化学家，诺贝尔奖金获得者卡尔文教授，在本世纪80年代找到一些植物，它们所含的乳汁和石油的成分相同，将它们的乳汁加工成植物汽油后，可以使汽车启动、飞驰。从此，人们在开发植物能源的道路上迈出了重要的一步。以后，卡尔文进行了大规模的种植试验，选育出3个石油“明星”。一个是牛奶树，也叫绿玉树，是一种小灌木，树干里饱含乳汁，剖破树皮，乳汁就会汩汩流出。另一个叫续随子，高1米，抗寒耐旱，一年一收，在美国、日本都有栽种。第三个叫三角大戟，是身高0.3米的灌木，极其抗旱，树皮柔软，用刀轻轻一划，乳汁就会流出。如今，卡尔文在他那位于加利福尼亚州的实验场里，每英亩（合4050平方米）地可收50吨植物石油，经适当加工，能生产碳氢化合物1～5吨，每桶（美石油桶约合159升）植物石油生产出来约花费20美元，可与真正的石油竞争。

卡尔文还认为，有些“石油树”抗逆性很强，不怕狂风暴雨，不畏酷热干旱，可栽种于荒地和沙漠。

另外，在80年代初，美国的科学家栽种了大片美洲香槐，这种植物的白色树汁及其余一些部位都含有油质。为了获取植物石油，可以把整株美洲香槐研碎，然后用一种有机溶剂提纯，在澳大利亚还发现了阔叶棉木，其枝叶都可提炼油类，据称是目前世界上产油率最高的植物。

巴西科学家卡罗斯继卡尔文之后，也获得重大发现。他对热带森林中700多种植物进行研究，发现有几种含有大量烃。一些藤本植物中的粘稠汁液，不仅能提取柴油、汽油，还可以提取高级航空燃料油。

日本东京大学的两位专家，90年代初在冲绳岛沿海找到一种高大的乔木——青珊瑚树，这种树的汁液中也含有大量的烃类化合物。

原产于北美西部干旱地区的希蒙得木，又称霍霍巴，是一种能在沙漠恶劣环境下生活的常绿灌木植物，它的果实含有50％～60％油性乳汁（不饱和液体石蜡），在美国和墨西哥已大规模栽培。

此外，银胶菊、西谷椰子树等，都具有较高的燃料油开发价值。国际上还用大豆油、菜籽油、葵花子油、棕榈油作为代用燃料油。

菜油开汽车

用做色拉的菜油推动小汽车、大客车、卡车和拖拉机中的柴油发动机。这不是天方夜谭，而是法国正在试验中的一项社会工程。

菜油作为生物燃料有两种利用方法，一种是德国人提出来的“让汽车去适应油”的方法。一位德国工程师设计了一种新型柴油机，它可以用柴油发动，也可以用菜油运转，而且其热效率高达40％。然而，要想把这种新型柴油机投入大量生产，至少要投资100亿法郎。目前，谁也不愿意冒这个风险。另一种方法是法国人提出来的，即所谓“让燃料去适应汽车”的方法。法国石油研究所开发出一种甲酯（使甲醇与菜油在催化剂作用下起反应而生成），取名“狄斯特”，它是狄塞尔机（即柴油机）与酯这两个词的外文原名合成的。“狄斯特”的自燃能力与粘度同柴油相当接近，所以“狄斯特”与柴油混合后可以直接用到柴油机中，不必改变柴油机的结构。

以菜油代柴油的措施有生命力吗？首先是环境保护的呼声有利于这一措施出台。因为用了“狄斯特”后柴油机的耗油量降低约30％，因此，随柴油而排出的废气污染也随之减少了。“狄斯特”是完全不含硫的，而酸雨则是大气中的二氧化硫造成的。因此，推广“狄斯特”能减少下酸雨的次数，这也是它的一大优点。此外，推广“狄斯特”并不增加大气中的二氧化碳含量，可减轻“温室效应”。发展“狄斯特”生产，还可得到一种副产品：生产10万吨“狄斯特”能得到1万吨甘油，如果将“狄斯特”的年产量提高到50万吨的话，就能生产5万吨甘油。甘油有利于保护肉内的水分，从而能改善肉的品质，因而甘油可以用到饲料中去。这样一来就能解决几万吨甘油的出路问题。

推广使用“狄斯特”的效果是今人满意的。1989年，曾在21辆重型卡车和轻型卡车上试用80％柴油和20％“狄斯特”的混合物，第一次试验平均行驶53000千米，第二次为12000千米。试验结果表明，发动机运转良好，没有出现任何可以归咎于用了“狄斯特”才引起的机械故障。1991年，又在20辆汽车上进行试验，其中有大客车和卡车。它们的燃料中只含有5％的“狄斯特”。试验结果表明，不管汽车是行驶在城市的马路上，还是在郊区的公路上，不管是在哪个季节，也不管汽车有没有增压器，发动机都能正常运转。

英国里丁的大街上近期出现了用一种菜籽油作燃料的公共汽车。这种名叫油菜甲基酯的燃料来源丰富，不污染环境。用油菜甲基酯作汽车燃料，几乎不产生二氧化硫，排出的二氧化氮和碳微粒也很少，因此，它特别适用于城市的公共汽车和出租汽车。

这种油是通过压榨油菜籽而制得的，方法简单，成本低，3吨菜籽可榨出1吨油。在1吨菜籽油里加进110千克甲醇，同时加进催化剂，并加热到40～50℃，就会得到油菜甲基酯。

目前，除英国外，意大利、奥地利、法国、德国、西班牙等国家也在着手修建提炼这种燃料油的工厂，预计最近5年内这种油的产量可达60万吨。

1994年，芬兰某公司也研制出一种新颖的生物柴油。这种生物柴油由普通菜油制成，可供使用柴油的拖拉机和其他森林机械在冬季或夏季里使用。与普通汽油相比，用这种生物柴油，一氧化碳和碳氢化合物的排放量分别下降35％和25％，碳微粒和黑烟的排放量下降20％，硫的排放量也大大降低。

供内燃机使用的植物油，在一般情况下，若不经过提炼，燃烧时就会结焦。提炼植物油的最新方法是催化法，即采用合适的催化剂先把植物油中的脂肪酸物质取出，然后蒸馏提纯，便达到燃料油的标准。

前景灿烂

我国燃料油植物的研究工作虽然起步较晚，但也做了些基础工作。1982年我国专家分析了1581份植物样品，收集了974种植物，编写成了《中国油脂植物》和《四川油脂植物》。据《中国油脂植物》记载，我国有108种、397属、874种油脂植物，其种类之多在世界上是屈指可数的。美国科学院推荐的适于世界不同气候带栽培的60多种优良能源树种中，几乎有一半原产于我国，或我国已有引种。从这些丰富的油脂植物中可以筛选出大批有发展前途的燃料油植物，如油楠、乌桕、小桐子、岩楂等都是我国有希望的燃料油植物。此外，作为石油植物的续随子、希蒙得木在我国栽培已久，通过引种栽培，可望建立起新的能源基地——“石油植物园”。

近年来，我国植物学家在以大戟科为主的植物中选出了一些籽粒富油的植物。如油桐含油71％，产于华南；蓖麻含油62％，产于全国；石栎和小桐子含油61％，也产于华南。此外，还有含油较多的东京桐、山乌桕、野梧桐、宽叶巴豆，和重阳木等。

四合木是中国特有的残遗单种属植物，主要产于内蒙荒漠中，枝干富含油脂，俗称“油菜”和“油葫芦”。由于分布区狭小，砍伐严重，已成为珍稀植物，属于国家重点保护植物。四合木的引种驯化值得科学家进一步研究。

据林业部造林司统计，目前我国尚有宜林荒山荒地11.8亿亩（约合80万平方千米），这十分可观的土地资源加上丰富的燃料油植物资源，为我国发展人工燃料油植物林提供了雄厚的基础。

发展燃料油植物，不仅可以绿化荒山，恢复植被，减少水土流失，改善生态环境和农村的生产条件，还可以增加群众收入，振兴农村经济发展，因此，这是一件一举数得的好事。

“酒精树”

V—2飞弹

1944年6月，盟军在诺曼底登陆，垂死挣扎的希特勒搬出了秘密武器V—2飞弹。1944年9月8日格林尼治时间18点43分，德国军队从荷兰海牙郊外发射的第一批V—2飞弹，在伦敦郊区爆炸。这种带着近1吨重炸药的导弹，造成了严重破坏，也揭开了现代武器——导弹的实战应用的序幕。

V—2终究没能挽救希特勒的灭亡，但4300枚V—2却炸死了英方2742人，使6467人受伤。V—2是最早的远程弹道导弹，它长14米，直径1.65米，飞行高度100千米，最大射程可达320千米。

V—2能飞这么远，它用的是什么燃料呢？原来，V—2使用的燃料是液氧—酒精燃料，这种燃料燃烧后能产生一种巨大的喷气动力。

崭露头角

酒精是一种很好的燃料。平时，人们是用淀粉或糖的原料经过发酵取得酒精的。它制作成本高，工艺相对复杂，故一般不宜用来作为能源。能不能有一种廉价获取酒精的方法呢？科学家告诉我们，一些植物能直接提取酒精。近年在菲律宾北部发现的一种名叫汉加的野生树木就是此类植物。汉加生活在湿热的热带树林里，当地人很早就知道这种树了，它每年开花结果3次，每次结果15千克。起先，人们发现胃病发作时吃了汉加果就能消除疼痛；被虫子咬了，涂上一些果汁，可以除痛止痒。后来，还发现它的果实碰上火种，就会像汽油那样燃烧起来。边远地区的村民常用它的树汁点灯照明。科学家对汉加果进行化学分析，发现其果实内含有16％的纯酒精。这个消息轰动了菲律宾，也引起了全世界科学家的重视。经调查，在菲律宾许多地方都长有这种“酒精树”。生物化学家们正在努力发掘这种树木的潜力，准备广泛利用这种树木，炼出酒精代替石油。“酒精树”的前途不可限量。

用酒精开汽车

后来，人们在实践中发现木材的主要成分纤维素能代替含淀粉和糖的物质进行发酵，制取酒精，早在第二次世界大战之前，“木材酒精”已经作为液体燃料，供应汽车使用了。1946年，我国人民空军在东北老航校训练时，曾使用酒精作为飞机发动机的燃料进行飞行练习，这些酒精很多就取自于木材。

利用哪种纤维素提取酒精，要根据各国的资源情况而定。北欧的瑞典、挪威、芬兰森林面积大，造纸工业发达，就用纸浆废液发酵产酒精；而南美的巴西、古巴等国盛产甘蔗，则全部用甘蔗作原料生产酒精。

说实在的，巴西在发展燃料酒精方面取得的成绩的确令人目瞪口呆。近些年来，巴西人普遍推广酒精或使用60％酒精、33％甲醇和7％的汽油混合液作为燃料开汽车。到了80年代初，巴西人每年就能生产54.5亿升酒精，这些酒精的大部分用作汽车燃料。全巴西目前年产酒精111亿升，已有近200万辆汽车使用酒精混合燃料。此外，酒精发酵工业的效率也高得惊人，如1吨甘蔗已能生产65升纯度为96％的酒精。1万平方米土地所种的甘蔗，竟可以提取相当于28吨石油的燃烧值的酒精。

在遥远的瑞典，全国也种下了300万平方米的“能源树”，它们主要用于提炼酒精燃料。这样，瑞典每年可获300万吨树叶，这些树叶转变成酒精以后，替代的石油居然相当于该国石油消耗量的50％。

澳大利亚人利用的“能源树”是木薯，一家澳大利亚的公司利用木薯为原料，在巴布亚新几内亚建造了酒精厂。据说，利用木薯作为原料得到的酒精质量好得出奇。

甲醇新传

酒精的化学名是乙醇，与乙醇类似的有机化合物是甲醇，俗称木醇，它也是一种很好的燃料。但甲醇从哪里来？甲醇同样可以来自纤维素。用甲醇作燃料确实具有很多的优点：效率高，排放污染物氧化氮和一氧化碳少。例如，汽车用甲醇作燃料，发动机输出功率比汽油高17％左右，而排出的氮化物则减少一半，排出的一氧化碳仅为汽油的12％。如果汽车有害物质排放量大量减少的话，仅美国每年就可节省治理污染费数百亿美元。

目前，在美国的纽约、华盛顿、洛杉矶和费城等一些大城市里，人们雄心勃勃地打算，要在1996年至2000年间将这些城市使用的燃料全部由汽油改为甲醇。仅1997年，美国全国要生产使用甲醇燃料的汽车100万辆。

用甲醇来发电，是甲醇作为能源的另一个用途。用甲醇如何发电呢？日本专家的做法是：先将甲醇加热使其气化，再让甲醇气体和水蒸气发生反应产生氢气，然后用氢作为燃料，在燃烧室内燃烧产生燃气，用以驱动燃气轮机带动发电机组发电。

虽然，目前用甲醇发电成本略高于石油，但随着大面积种植光合作用效率很高的植物以后，甲醇的成本会有所下降。另外，由于提取甲醇的植物可以大面积种植再生，绝不会面临枯竭的威胁，所以在资源方面是不用担心的。由于甲醇在常温下呈液态，贮存和运输都很方便。因此，专家们认为，21世纪初，甲醇很有希望成为用以发电的常规燃料。

清洁的天然气“丽质天生”

我国明朝天启六年，即公元1626年，那年的五月三十在我国北京发生了一场人类历史上罕见的特大灾祸。当时，只听得“大震一声，天崩地塌，昏暗如夜，万室平沉。东自顺城门大街，北至刑部街，长三四里，周围十三里，尽为齑粉。王恭厂（当时的火药厂）一带被破坏得最为严重……”这就是有名的王恭厂大爆炸事件，这一事件至今仍被列为与3000年以前印度的死丘事件和1908年俄国通古斯事件一样，令人迷惑不解的世界爆炸之谜。

究竟是什么原因引起了如此巨大的灾难呢？科学界迄今尚无定论，但许多科学工作者坚持认为，只有天然气才有可能引起威力如此巨大的爆炸。

天然气的破坏力是如此之大，因此，有人倒过来想，如果合理地利用它们创造的财富也必将是无可限量的。

随着现代科学技术的发展，人们在利用天然气的方面取得了不少成绩。人们认为天然气是目前世界上公认的优质高效能源和可贵的化工原料，可谓“丽质天生”。当前，人们已发现或利用的天然气有六大类：油型气、煤成气、生物成因气、无机成因气、水合物气和深海水化物圈闭气。我们日常所说的天然气是指常规天然气，它包括油型气和煤成气。这两类天然气的主要成分是甲烷等烃类气体。天然气中还有一些非烃类气体、如氨气、二氧化碳、氢气和硫化氢，等等。天然气密度小，具有较大的压缩性和扩散性，采出以后，人们一般用管道输出作为燃料，也可压缩后灌入容器中使用，或制成液化天然气。开采天然气的气井存在压力差异，因此利用这种压力差异就在不影响天然气的开采和使用下进行发电。天然气有许多优点：不需复杂加工就可直接作为能源；加热的速度快，容易控制，能够随意地送到需要加热的区域；质量稳定，燃烧均匀，燃烧时比煤炭和石油清洁，基本上不污染环境等等。此外，它的热值、热效率均高于煤炭和石油。总之，用“丽质天生”来形容天然气是再恰当不过的了。因而，天然气被广泛用作黑色冶金、化工生产、城市发电的燃料，以及对陶瓷、玻璃、电缆及不少行业的特殊工艺过程的加热和升温。

据美国一家杂志统计和分析，从1973年至1993年，全世界能源消费增加了38％，其中天然气增加65％，石油增加12％，煤炭增加28％。从能源结构看，天然气从占19％上升至23％，而石油则从49％下降至40％。1970年天然气消耗量为10410亿立方米，1993年则已增加到20630亿立方米。

我国最早开发利用天然气

我国是最早开发利用天然气的国家。汉晋时期，我国已经有了盐井，为了煮盐，还掘凿了火井——天然气井。那时候的天然气井，深达60多丈（约合200米），利用井里冒出来的天然气煮盐。这比英国1668年使用天然气大约早13个世纪。

到清朝道光年间，我国四川有个叫自流井地方的钻井能手，又用竹、木、钻头构成钻机，钻穿了四川气田的主要地层，建成了深达1000米以上的天然气井，使天然气的开发，达到了一个新的历史水平。

 用天然气作燃料

以液化天然气为燃料的图—156货运飞机可能在1997年首次飞上蓝天，它是由俄罗斯图波列夫航空器材科研技术综合体研制成功的。俄罗斯研制以天然气作燃料的飞机，是因为2010年前后，俄罗斯的航空汽油将严重短缺，而俄罗斯本身在研究天然气利用技术方面又处于领先地位，例如俄罗斯专家首创的靠压力差液化天然气的技术就被认为是当前世界上最先进的技术。飞机如此，那么汽车呢？汽车同样可以用天然气作燃料。从1995年底开始，哈尔滨市首批20余辆汽车重新背上了“我国60年代初曾用过的燃气罐”。不过，这不再是出于“贫油”的无奈，而是冰城人保护环境、节约能源的新选择。

汽车的增多，使得尾气造成的污染日益加剧，许多大城市甚至出现了光化学烟雾。用天然气、液化石油气代替燃油，具有燃烧充分、污染小、成本低等特点。

哈尔滨市率先从国外引进这项技术。使用时只需在普通汽车的发动机上加装一个蒸发调压器，再在后备箱中固定一个体积不大的贮气钢瓶就行了。改装后的汽车，到专门建起的加气站充20千克气，就能驶行四五百千米路，成本却仅是燃油的一半。而且，汽车排出的一氧化碳、氮氧化合物等污染大气的物质明显减少。

现在，美国大约有4万辆用天然气作动力的汽车在行驶，虽然，这在素有“汽车王国”之称的美国，只是“沧海一粟”，但前景却令人兴奋。在阿根廷的布宜诺斯艾利斯，所有的出租汽车和很多小卡车都用天然气作燃料。10年来，在那里从来没有因为使用天然气而出现过什么严重的问题。

“绿色发动机”

本世纪80年代中期，国外有一家公司对该公司柴油机产品进行燃用天然气试验研究，后于80年代末向市场推出了热效率大于41％，废气中氧化氮含量仅1克/千瓦·时，迄今最洁净的“绿色发动机”。至今已有7家芬兰电站采用天然气发动机，总功率达100万千瓦，而且大多建立在港口。优点是污染极小，运输也很方便。

1993年，推出“绿色发动机，的那家公司推出专用于海上平台的Vasa32和Vasa46天然气发动机，海上平台自海底油气田采出的天然气直接就可以供给发动机驱动发电。

可以预计，人类在利用天然气方面将取得越来越大的成就。

安全的气体

1996年3月，上海各主要报纸报道，困扰人们的煤气中毒事故在上海浦东将一去不复返，因为浦东将于1998年底开始，在燃气供应中逐步采用天然气替换现在使用的煤气，而干净无毒的天然气是不可能发生中毒事故的。

天然气是目前世界上首推的无公害能源，它燃烧时产生二氧化碳少，对保护大气，保护环境有很大好处，其热值又相当于煤气的2.3倍。所以，目前发达国家大部分正在逐步淘汰煤气，改而采用天然气。

这项首先造福浦东人的“东海天然气供应上海城市燃气工程”，经过8年前期筹备，现已进入实质性启动阶段。这项工程分上、下游两部分，上游是将东海钻井平台开采的天然气经芦潮港输送到建设在新港附近的第一站。下游部分是从该站再输送到千家万户。

捷报频传

1996年初，我国在天然气田开发方面捷报频传。除了上海浦东天然气开发外，主要还有：1996年1月10日，有关方面在北京联合举行南海崖城13—1气田盛大投产庆祝仪式。该气田是中国、美国和科威特有关公司于1992年开始作勘探开发的世界级大气田，天然气储量达1000亿立方米，年产能力达34亿立方米，约相当于整个四川盆地天然气产量的一半。中国政府并决定向香港提供崖城13—1气田生产的大部分天然气。

据我国有关部门1996年1月16日报道，经过各科学家历时5年的联合攻关，已查明我国塔里木盆地石油地质和油气的聚集规律，初步查明盆地油气资源预测总量为191.5亿至206.3亿吨，其中石油天然气之比为1∶0.8，资源潜力极大。

1996年2月，我国陆上最大的整装气田——陕甘宁盆地中部大气田开发已在陕北靖边、横山两县拉开序幕。这个大气田已探明储量是2280亿立方米，属世界大气田之一，其中心在靖边、横山一带。

靖边至西安输气管道工程已开工建设，预期1997年可全部完成。靖边至北京、靖边至银川的输气管道工程也即将开工建设，三条管道可为西安、北京、银川及沿路城市年输出天然气20亿立方米。

海上“巨人”

几乎在中华大地上大规模探测开采天然气的同时，1995年，一个巨型怪物已经悄悄地牢牢地屹立在北欧波涛翻滚的大海上。这个怪物就是挪威采用现代最新技术建造的海上采气平台，它那用水泥和钢材建成的平台堪称是世界上最高的工程，为了准备在今后50年至70年中向欧洲供应天然气。挪威人正在这里开采欧洲大陆最丰富的气田。

这个怪物以北欧神话人物“巨人”来命名，它正好坐落在同样取名为“巨人”的气田之中。“巨人”气田是挪威某公司于1979年在挪威北部海域距卑尔根西北80千米的地方发现的。

对“巨人”气田最新的调查证实，它是世界上最大的气田之一，在海下1500米之下蕴藏着1.3万亿立方米天然气，相当于挪威已查明储量的一半。预计到2000年，它将能销售40％，可满足大部分欧洲国家的需要。这样，挪威将从现在第三位天然气出口国跃居为欧洲大陆第一出口大国。

1992年挪威人开始了这项宏伟工程的建设。总共耗去水泥12万吨，钢材10万吨，仅用去钢材的重量就相当于300多米高的巴黎埃菲尔铁塔重量的11倍。“巨人”的底座由4根插进海底的369米高的水泥柱子组成，重量为65.6万吨。它能承受海底强大激流和每年500多万次海浪的冲击以及每年几次时速160千米的飓风的袭击。

这个魁梧的“巨人”顶部还装有一个8721平方米大的平台，总建筑高度为472米。它可以在303米深的海底开采天然气，这在世界上尚属首次。未经处理的天然气通过65千米长的海底输气管道送到陆地加工厂处理，然后送往有关国家。

遍地皆是

本世纪40年代后期，不少国家纷纷采取鼓励性政策，投入巨资，大力组织天然气勘探开发的研究。在研究中，人们获得了关于天然气储量的可靠认识：天然气中的煤成气，大多在煤炭的形成过程中生成，每吨无烟煤储量中生成的天然气在400立方米以上。按此推算，全世界现有的无烟煤储量所生成的天然气热值，已达到无烟煤储量的总和。天然气中的油型气储量，与原油储量大致相同，即每吨石油储量能生成约1000立方米的天然气。有的地区因地质条件好、地层封闭性强，每吨石油储量能生成的天然气储量可达1600多立方米。由此可以推断，世界天然气储量已远远大于石油的储量。

说天然气储量超过煤炭、石油储量是有科学依据的。能生成天然气的物质比能生成煤炭和石油的物质要多得多，同时，生成煤炭、石油的有机物质在其演化过程中同样也能生成天然气。由此可知，地球深处永无止境的物质运动和高温高压会不断导致烃类化合物的产生，天然气也就生成有源了。

可见，天然气的广泛存在使得天然气的发展前景远比石油、煤炭要好。虽然，天然气在当今只属世界能源的三大支柱（煤炭、石油、天然气）之一，但不少专家预言，21世纪的能源构成将有可能以天然气为主。

 回收散失的人体能源

据说，曾经有人将鸡卵紧贴自己的皮肤，揣在怀里战战兢兢、诚惶诚恐地日夜小心呵护，经过一段时日，仅仅靠自己的体温，居然孵出了小鸡！这实际上是对人体能源的绝佳的利用。我们当然不提倡大家用体温去孵鸡，但人体能源的开发却值得人们去探索，去研究。

 人体能源浪费可观

 人体能，即人体散发的能量，主要表现为热能和机械能。在人的生命过程中，人体能源随时作用于周围环境，如运动时大量出热，行走时压着路面作功等等。这些能量至少有1/3被白白浪费掉。据专家测算，一个质量为50千克的成年人，一昼夜所消耗的热量为2500千卡（合10467焦）左右，可以把相当于本人体重的水由0℃加热到50℃，全世界50多亿人，每人浪费掉的人体能加起来，相当于10座中型核电站生产的电能所需要的能量。

 “窃取”能源和体温发电

美国桑托斯公司的超级市场，每天都在“窃取”顾客的能量，将其用来发电。该超级市场在出入口处安装了旋转门，每天数以万计的顾客进进出出，推动旋转门的能量统统被收集起来；此外，顾客还要在旋转路上停留1～3秒钟，他的“重力能”也被收集起来，转化为电力供该公司照明，驱动电梯、电扇。

无独有偶，美国新泽西州电信电话公司新近设计建造了一座新颖的办公大楼，它的房间内壁能有效地吸收全楼3000多名职工散发的热量，再转换为电能，储入蓄电池，供照明、电脑打字和调节楼内室温之用。

有一种袖珍温差电池可以把人体中的热能转化为电能，为小型晶体管收音机或其他电器供电。现在利用人体的热能来供电的小型助听器、收发报机、小型电视机等都研制成功了，它们携带起来十分方便。体温供电手表也已出现，这种手表的后盖就是一块微型温差电池，只要戴在手上，手表就能准确运转了。

 计步器和步行器

 前几年，国外有人利用行走时身体的自然摆动来带动计数装置，设计制造出一种计步器，把它装在腰间就能随时显示走了多少路程。计步器虽小，但它是有意识地利用原被浪费了的人体能的例子，这种计步器可以用于对竞走运动员步伐频率的测量。

最近，一种新型个人步行器在美国问世。它不需外加能量，完全靠弹簧和杠杆的联动作用，每小时能行进30千米。一般人在行走时，所付出的能量总有一部分要浪费在垂直运动上。步行器则不仅能加大步幅，而且能避免能量浪费。在行走时，步行者脚的作用力通过缆索，滑轮和杠杆传递到高能弹簧，导致弹簧伸缩，弹簧伸缩产生的能量再传递到机械腿，以达到行走的目的。这里弹簧的作用是贮存能量并在下一步释放，将人抬高，弥补了行走时垂直运动所消耗的能量。

行走发电

 在热闹的大街上，成千上万的人们，穿着五颜六色、样式不一的鞋子，或漫步在街头，或急行于人行道上，摩肩接踵，熙熙攘攘。但就在这个时候，人们却在不知不觉地干着一种极其有益的事情——发电！

这到底是怎么回事？原来，美国佛罗里达州的一位工程师设计出一种利用步行来发电的新装置。他将这种装置埋在公共场所地毯下，上面是一排踏板，当行人踏在上面时，体重压到板上，使与之相连的摇杆也被压下。摇杆从一个方向带动中心轴旋转，从而带动发电机发电。

当众多行人连续在踏板上行走时，摇杆不断被压下，使中心轴不停地转动发电。这种装置安装在大街、商场、火车站等处，所发出的电可以用来照明和驱动电风扇。

这种方法用于汽车，便可以利用汽车的重量来发电。

在美国纽约一条繁华的马路上，人们铺设了20块高出路面的金属板，他们在每块板下面再放一个橡皮容器，容器内存满循环水。汽车在金属板上驶过，金属板受压，将板下容器内的水高速挤出。高速水流经地下管道通往路边的发电机房，驱动水轮发电机发电，水最后仍回到橡皮容器内，准备再次受压。如此往复循环，就能源源不断地发电。据测量，一辆质量为5吨的汽车压在金属板上，就可产生7千瓦电能。

科学家和制鞋工厂还共同研究出一件新发明：在制鞋厂预先把磁铁装在鞋底或鞋跟里，同时在街道和人行道下安装一种特殊线圈，当人们在行走时，鞋内磁铁的磁力线，会接连不断地切割线圈，线圈的导线中就产生了电流。接上线路，就可以用来照明。

事实上，这种办法还可以用于各种车轮，也就是说，我们可以把磁铁装在车轮的外胎里。于是，车水马龙、往来如梭的公路干线，就变成了一座座大型发电站。

根据摩擦发电的原理，德国的科学家发明了一种用地毯发电的新方法。这种地毯采用一种特殊纤维制成，当人们在地毯上行走时，地毯就能发出电能。

 健身房里能源的回收

 有位外国科学家为鞭策迷上了电视的女儿坚持锻炼，防止因长期呆在荧光屏前引起“电视病”，便专门设计了一辆固定的“自行车”。他的女儿必须骑在车上不停地蹬板以驱动发电机，才能保证电视机的供电，想偷懒就越看不成电视。事实上，随着生活水平的提高，人们越来越注意健身了。但美中不足的是，现有的健身器具大都忽略了对人体能的收集利用，致使大量人体能被白白消耗，这种现象在运动员训练基地表现得尤为突出，如将现有的健身器具稍加改进，配上小型发电装置，即让健身者和运动员在举、压、推、拉、蹬、踢、打、弹跳时带动发电机，就可将自身多余的人体能转化为有用的电能，供家用电器使用。

 血液发电

科学家还发现，人类的血液也能发电。因为血液中有一些化学物质，在发生反应时会产生能量，所以可将它转变为电能。根据这一原理，美国医学专家研制成了一种奇妙的人体生化电池，这种电池体积很小，可以通过手术植入人的血管或内脏附近。它昼夜不停地发电，一点也不影响人体正常的生理活动。现在有些病人因病情需要装心脏起搏器，用这种电池来供电是最理想不过了。

神了，脑电波的利用

 在美国俄亥俄州空军基地的一间实验室里，一位科学家用“意念”进行了一项飞行模拟实验，他没有用手去掌握方向盘或按动键钮，没有用脚去踩踏扳，而仅仅靠“意念”轻松地操纵着“飞机”向左拐，或向右拐。这里所谓的“意念”不是指那种口中念念有词的咒语，而是在头皮内接上若干电极，接收大脑神经发出的脑电波，经计算机处理后发出相应的操纵“飞机”的指令。在这以前，这家实验室里的科学家通过“意念”已成功地完成了开灯、关灯、转换电视频道等简单工作。这项实验的名称是“脑力驱动控制”。

实验证实脑电波是存在的，那么如何利用脑电波呢？科学家认为关键在于设计一个复杂的程序来根据脑电波分析大脑想干什么。当人在做某一特定工作时，其脑电波也是特定的，问题是让计算机“学会”如何理解脑电波。

一位叫A·琼克的科学家将一条装有3张邮票大小的电极的布条捆在头上，并运用信号软件成功地用脑电波操纵了一艘10.7米长的“吉卜赛月亮”号游艇。

奥地利科学家成功地使一位瘫痪病人用脑力驱动控制完成他原来无法自控的排尿。一位匹茨堡的四肢瘫痪病人已经能用脑电波玩电子游戏。现在科学家正在研究怎样用脑力驱动控制机体，使瘫痪病人行走自如。

人工利用脑电波已不是梦想。脑力驱动控制从设想伊始至今不过几年，但它所展示的前景却是无可限量的。

 潜力巨大

人体能源同太阳能、风能一样是廉价的，且不受气候变化影响，取之不尽、用之不竭，又没有污染，收集转换也并不很复杂，既能自收自用，也能“零存整取”。我国是世界上人口最多的国家，许多城市人口密集。众多的交通要道、出口入口、台阶天桥、车站、商场、机关学校等处都便于大量收集人体能。人体能源如果能在我国得到广泛的应用，其效益是相当可观的。

 化腐朽为神奇“联合兵团”

人们发现，有那么一群“骁勇善战”的“将士”，它们能在缺氧的条件下，分解种种有机物，产生以甲烷为主的沼气。这些“将士”就是沼气微生物。这么一群种类庞杂，对氧气需求程度不同的“将士”，组成了制造沼气的“联合兵团”。

若把沼气发酵比作“作战”，则大致可分为“四大战役”，前三个“战役”是“预备战役”，由各路“盟军”参加，最后一个“战役”则是决战性的“战役”，由“主力军”担负重任。

“第一战役”被称作水解：参与“战役”的微生物兵团专攻复杂的有机物，将其分解成小分子有机物。“兵团”成员如拟杆菌、梭杆菌等细菌，它们各自利用自己的独特武器——纤维素酶、蛋白酶等胞外酶，使不溶于水的纤维素残渣分解为葡萄糖等溶于水的糖，使蛋白质分解为氨基酸，使脂肪分解为脂肪酸和甘油。

 “第二战役”是发酵：参与本“战役”的“兵团”继续扩大战果，把上一战役的“战俘”继续降解为小分子醇类、有机酸类、二氧化碳、氢气、氨气等简单物质。本战役“兵团”成员有乳酸菌、丙酸杆菌、梭菌属、拟杆菌属等等。

“第三战役”为产乙酸和产氢：参与本“战役”的微生物“兵团”把发酵作用所产生的小分子醇类和一些脂肪酸分解为乙酸、甲酸、二氧化碳和氢。人们对本“兵团”的细菌了解还不够，但已肯定这类细菌所产生的氢对它们自身进一步生长繁殖有抑制作用。因此，产乙酸和产氢的细菌，必须与能利用氢的细菌，如产甲烷的细菌共同生存。

“第四战役”就是产甲烷：这是一场关键性“决战”，参与战役的主力军是产甲烷细菌。攻击目标是前三个战役的种种产品，如氢、二氧化碳，甲酸、乙酸、甲醇、乙醇等等。战役的最终成果是将上述物质都改造成甲烷。

甲烷终于产生了，“战争”也就胜利结束。其中，产甲烷菌是最大的“功臣”，是“主力军”。当然，它的赫赫战果也离不开其他一些前期建功的“盟军”。

提高“战斗”效率

要提高沼气产量，提高“战斗”效率，必须控制好“主力军”——产甲烷细菌和“盟军”即其他沼气细菌的比例。影响这种比例平衡的因素主要有五个方面：温度、氧气、酸碱度、营养和微生物的品种。

总的来说，沼气发酵，温度是关键。在一定范围内，温度高，产量大。当温度达到15℃时，每吨原料发酵周期为12个月，而在35℃时，发酵周期仅要1个月。

产甲烷菌是极为讨厌氧气的，哪怕有微量氧气存在，这些细菌就会处于休眠状态。

此外，要有合适的酸碱度。在一般情况下，这一点可以靠微生物间自动调节、保持平衡来达到。

营养对于产沼气的微生物也很重要，氮不足会产生硫化氢气体；氮太多则会产生氨而抑制甲烷的生成。所以人们一般把碳和氮的比例控制在30～35∶1的范围内。如果原料中的碳氮比例合适，细菌活动的结果，能使沼气池保持中性环境。这样，为沼气菌准备了理想的场所，也准备了可口的食物，这些食物包括制造甲烷（沼气的主要成分）的原料——醋酸、二氧化碳、氢等。如果原料中碳水化合物比例很高，酸性物质就可能“一统天下”。在作物秸杆中，干麦秸的碳氮比为87∶1，干稻草的碳氮比为67∶1。如果沼气池只放进这些原料，纤维分解菌和产酸菌繁殖快，就会出现前期偏酸。当酸的浓度累积到一定程度时，沼气菌的活动便受到抑制。如果原料都是牲畜粪也不好，这样就会因缺乏富含碳元素的有机物而造成沼气菌营养不良，产气量也不可能高。只有把各种原料按一定比例搭配起来，才能做到恰到好处。

最后，微生物的品种要正确选择，如果这一点能做到的话，再添加经过堆沤的原料，添加约10％的活性污泥，就能有效提高产生甲烷的速度。

 来自下水道的电

曾经有人见过一个“巨蛋”，煞是宏伟，人站在底下，显得何等渺小。这种高达30米的“巨蛋”是竖立在日本著名的横滨跨海大桥附近的污泥消化槽，归属横滨市下水道局所管辖。

横滨市有11处下水道污水处理场，这些处理污水的机构每天日以继夜地处理着下水道中流来的种种生活污水，将其中的污泥分离出来。这些污泥都将经过埋在地下的输送管道分别送到南北两座污泥处理中心。“巨蛋”是北部处理中心的消化槽之一，那儿，这种巨型污泥消化槽共有12座，排在一起，蔚为壮观。

污泥如何发电？原来，在消化槽内，细菌将污泥中的有机物质分解后，就产生沼气，而沼气就成了发电的燃料。

污泥发电能力至今还较弱，远比不上石油。横滨的“巨蛋”污泥发电场目前每天发出的电力约4万千瓦，供污泥处理中心使用。另外，产出沼气后的污泥，经过干燥处理后可制成肥料；经过脱水、焚烧后，烧出的灰可以制瓦，也可以制瓶。

澳大利亚墨尔本的一座城市污水净化站，对下水道中的污水进行了生物净化：在巨大的水池中利用微生物对污水进行分解。在净化过程中，会释放出可燃气体——甲烷，这些气体原来都发散到空气中污染环境。现在科学家用聚乙烯膜覆盖在污水处理池上，可燃烧气体在膜下积聚后，沿管道送到发电装置进行纯化，燃烧发电。

拉丁美洲地区城市下水道污水沼气的开发工作也已取得很大成绩，目前该地区工业和城市污水处理中心年产沼气1.257亿立方米，如果用这些沼气发电，发出的电能相当于燃烧10.78万吨石油发出的电能。例如，1990年建成的哥伦比亚布卡拉曼加两座总容积为6600立方米的发酵罐，已启动运行发电，服务至今。

垃圾发电

 垃圾发电，奇而不诳。通过发酵工艺，可使垃圾产生沼气，再转变为电能。从理论上算，一个垃圾处理厂，若每天能处理垃圾1200吨的话，则每天可获电1.2万千瓦。1991年德国凯尔彭市垃圾处理场建成，采用高技术机械设备，每年可处理城市垃圾10万吨，并把其中的废纸、木料和其他有机物运到发酵沼气厂转化为沼气。法国南部的利摩日地区建立了两座垃圾处理站，每年处理垃圾8.5万吨，每小时产沼气800立方米。拉丁美洲地区垃圾堆埋场的沼气年产已达8820万立方米。目前，美国和英国都在兴建每天可处理3000多吨垃圾的处理工厂。我国部分南方城市，目前也已能利用垃圾产生沼气，并供应部分家庭作燃料。

用垃圾产生沼气，变废为宝，是件功德无量的好事，因为这样做既能将又脏又臭的垃圾变为有机肥料，又能代替煤、石油等燃料发电，减少污染。另外，沼气经净化后还可作汽车燃料，或替代煤气为城乡居民提供廉价气体能源。

500万个沼气池大显身手

 屈指算来，我国沼气池数量已据世界第一。据统计，仅我国农村，至少已有家用沼气池500多万座，使2000多万人用上了沼气，年产沼气10多亿立方米。长期以来，我国农村都以燃烧柴草为家庭基本能源，能源利用率极低，且严重污染环境。改用沼气池后，既方便，又卫生，“龙头”一开，饭香水开，沼气池已在我国农村大显身手。

我国在农村推广的沼气池，大多是水压式沼气池。这种“中国式沼气池”已为第三世界许多国家所采用。

水压式沼气池的发酵间和贮气间合在一起。整个沼气池设在地下，其下部为发酵间，上部则为贮气间，它们的界线就是发酵液的液面。随着下面原料的发酵，沼气不断产生，上面沼气的气压上升，就把发酵料液推向与发酵间相通的水压箱，于是，水压箱的液面明显高于发酵间液面。这种由液面的高低所形成的位差，构成了对贮气间沼气的压力，把沼气压向炉具。这就是水压式沼气池名称的来源。建造这种沼气池一般可用水泥，因此在农村中也被叫做水泥沼气池。目前，在我国农村推广的水压式沼气池已基本标准化，有预制的水泥物件供应。

水压式沼气池的容积一般为6～10立方米。在我国南方，每个沼气池年产250～300立方米沼气，每天所产沼气可供五口之家炊事之需。水压式沼气池的优点是建池速度快，质量好，一次建成，长期使用。缺点是压力不稳，时有漏气。这种沼气池的产气量受温度影响较大。北方寒冷地区可用塑料大棚架在沼气池外，借用太阳能为沼气池增温防寒，也可将沼气池和温室养鸡场结合在一起，既取暖，又可用鸡粪发酵产沼气。

印度也在积极推广农村沼气池，数量已有80万个之多。

我国台湾省研制的塑料沼气池，可以进行工厂化生产。运输方便，施工简单，密封性好，产气率高。但产出的气体压力不高，所以使用沼气的灶具和灯具对压力的要求也不高。当发酵料用完后，揭开盖膜，就可以将废料全部取出，使用十分方便。

科学家们预言，我国沼气生产的潜力很大，据测算，全国农作物废弃物和人畜粪便如全部入池发酵，每年可制沼气1000亿立方米。这些沼气不仅可以满足农村生活需要，还可以供沼气发电所用。

可供沼气发酵的原料到处都是，除了庄稼秸杆、人畜粪便、生活污水和城市垃圾以外，还有各种有机的工业废料。那些经常污染环境，长期困扰人们的废水废料，诸如食品加工厂，酒厂、化工厂、纺织厂、印染厂、制革厂、造纸厂和屠宰厂的排放物，都是发酵沼气的好原料。“化腐朽为神奇”，利用垃圾发电，这的确是一桩造福于人类的大好事！

 “马粪风波”

1884年春天，法国巴黎发生了一场轰动一时的“马粪风波”。

事情还得从巴黎马路上的街灯说起。那时，还没有明亮的荧光灯，更没有五彩缤纷的霓虹灯，巴黎街头点的是光线暗淡的煤气灯。法国科学院有一位在化学和微生物学上都享有盛名的路易斯·巴斯德教授，他别出心裁地提出了一个设想：用马粪发酵后产生的气体，来替代煤气作街灯的燃料。消息传出，风波顿起。一些顽固守旧的人声嘶力竭地表示反对，就连当时法国最有权威的《费加罗报》也马上发表评论，以刻薄的语言讽刺这位化学界的天才。接着，更有一些名人在巴黎各报纷纷撰文，有的谴责这位教授冒天下之大不韪，竟敢把又臭又脏的动物粪便去和素以豪华富丽而闻名世界的爱丽舍大街的街灯相提并论；有的则认为巴斯德的想法本身就是对法国和巴黎人民的侮辱。甚至还有人寄信给巴斯德，威胁他立即改正这个“错误”，否则将对他采取行动。

在沉重的舆论压力下，巴斯德不得不暂时停止了该项实验。但他的一些学生仍在悄悄地努力，事情并没有结束……

 路灯亮了

时间过去了12年，1896年夏天的一个傍晚，在英国埃克斯特市，市民们扶老携幼地赶到一条小街上去看热闹。摆在人们面前的是一个大粪坑，上面用木板密密封住，木板中间引出一根管子，接在原来的煤气管道上。晚上7时半，奇迹发生了，这种从粪坑里引出来的气体，把街灯点燃了，而且灯的亮度绝不比用煤气差。顿时，人们掌声雷动，巴斯德的设想成了现实，一切谣言均不攻自破。

 这种可以代替煤气点燃街灯的气体就是沼气，一种首先在沼泽地里发现的气体。有人收集了沼泽地冒出的一个个气泡，并发现了这是一种可燃的气体，于是，“沼气”，“沼气”便被叫开了。沼气的产生实质上是微生物作用的结果。沼气中的主要成分是甲烷，含55％～77％；其次是二氧化碳，还有一些其他气体。甲烷热值比较高，燃烧1立方米沼气可产生39.15兆焦的热量。沼气中的甲烷含量超过50％时就可以燃烧。甲烷在完全燃烧时，发出蓝色的火焰，并放出大量的热。

巴斯德教授是在看到他的学生们研究粪便肥效时收集的沼气以后，才以科学家特有的敏感，提出沼气是一种可供利用的能源，并付诸实验的。

粪中有“黄金”

从那以后，人们终于注意到对粪中所含能量的开发，有人对全世界人粪、畜粪和禽粪所含能量作了科学的统计，发现在所有的动物粪便中，黄牛粪所含的能量最高，猪粪次之，马粪则最低。

近年来，利用粪便发酵产生沼气作能源的工作已取得很大的成效。我国有许多农户，已将厕所、猪栏直接和沼气池相连，人、畜粪便自动落入沼气池，进行发酵，产生的沼气可供燃烧，沼气肥渣可喂鸡、养鱼、肥水、肥田，很好地协调了生态平衡。

从本世纪80年代至今，扬州市已建成厕所同沼气池相连的沼气式卫生厕所近10万个，其中包括乡镇企业、学校、卫生院等建造的大中型沼气公共厕所近百座。全市通过改厕所，建沼气，开发了沼气能源，用沼气煮水烧饭，每年可省柴15.5万吨，折合标准煤10万吨；与此同时还为农民每年提供优质有机肥3000多万担，减少了化肥用量，减轻了农民负担。

“生态农场”

位处长江口崇明岛的上海东风农场被人称作“生态农场”，场里的职工为了解决大量牛粪尿的出路，通过沼气发酵，把牛粪中的能量以沼气形式提供给居民，解决了农场职工的生活能源，使职工摆脱了建场以来专烧柴草、煤饼的落后生活方式，改善了环境质量。发酵后的沼渣（牛粪的发酵产物）无毒，无味，经化验分析，蛋白质和维生素含量较高，可作饲料喂猪，养鸡，也可作鱼饵养鱼，施在田里则是一种易被农作物吸收和利用的速效有机复合肥。东风农场开发的利用牛粪沼气的成功经验，为建设生态农场提供了极好的参考价值。

 触目惊心的塑料污染

无庸置疑，塑料工业的发展，为人类的生活、生产带来了莫大方便。不是吗，现在到菜场买菜，已用不到带菜篮，买了菜，往塑料袋一塞，拎了就走；到超市买东西，也都有塑料袋包装，空手进，满载归；就是买米，也用不到拿布制的米袋，米店奉送塑料袋，有多方便！火车、轮船、街头，到处都有盒饭供应，吃了，将泡沫塑料饭盒往该扔的地方一扔，用不着再去洗碗。农民要让蔬菜早上市，只要搭个塑料棚。还有种种器具、桌子、椅子，甚至汽车、房子都可以用塑料建造。从长远看，未来世界，塑料将用得更多，更广泛。

然而，随着塑料的广泛使用，废旧塑料必将日趋增多。仅仅包装用的塑料，全世界每年就要消耗3000万吨。塑料为患，势必污染环境。铁路沿线被杂乱堆积的白色泡沫塑料饭盒掩盖，令人触目惊心；田头地边，随处可见废旧农用塑料；城市垃圾中，废旧塑料所占的比例也越来越高。而且，废旧塑料不像有的有机垃圾那样，会被微生物降解而分解，它不会自己烂掉……那么多的废弃塑料，怎么办？一时间弄得人们束手无策。然而，随着科学技术的迅猛发展，今天，人们已为这些令人烦心的废旧塑料找到“用武”之地，塑料垃圾炼油新技术的诞生就是一个例子。

 日本科学家的试验

 日本每年产生的500～1000万吨垃圾，大部分堆积成山，或只能烧掉。可是，可以堆放垃圾的空地越来越少，燃烧塑料废品又会因释放二氧化碳和其他有毒物体而产生新的污染。为了寻找解决塑料垃圾问题的新途径，近年来日本科学家在垃圾变油的技术上，取得了较好的成绩。

在东京以西的岛根县松江市郊区的一家工厂，在参观者的众目睽睽之下，一位名叫仓田的中年科学家一声令下，工人们将装满乙烯泡沫塑料、午餐盒，软饮料瓶等各种塑料废品的乙烯袋一个接一个地扔进巨大的锅炉里。然后，仓田又高喊一声：“开始！一、二、三，好了。”于是，他拧开锅炉上的一个龙头，一股液体流了出来。他将一根尚未吸油的油绳在液体里浸泡了一下，然后用打火机将其点着，油绳便静静地燃烧起来。人们看见，只不过几秒钟，塑料废品便变成了一种可燃液体。

仓田是专门研究废品处理的科学家，他自己解释说，他用的是全新方法，即不断地加入五种不同的催化剂和一些特制的溶液来溶解塑料废品。他说：“我的方法基于波状运动原则。当锅炉内部处在一种特殊状态下时，就会产生波能。这种能量能够击碎塑料的分子链，将它们变成液体。1千克塑料能产生1.2升煤油。”仓田的发明为大规模回收利用塑料废品展现了诱人的前景。

日本东芝环境工程实验室开发了另一种新的处理工艺。人们先将塑料粉碎，然后放入温度为400℃以上的回收油的热槽中，使塑料分解。此时，还须滴加氢氧化钠，使塑料中的氯变成氯化钠。在正常大气压（1个大气压为101.325千帕）下，塑料分解成各种长度的碳链。当压力被增加到10个大气压时，主要产生具有6～8个碳链的碳氢化合物，汽油和柴油就是此类碳氢化合物。据统计，投入该系统的能量（用于加热、加压等）只为生成物所含能量的1/3。所以这种处理方法是很有生命力的。

日本某研究所的研究人员还发现，在减压条件下竟能顺利地将苯乙烯等废品转成油。在此过程中，火山灰具有促进该反应的作用。

 来自废品的油

 为什么能利用废旧塑料提炼汽油和柴油呢？

我们先从石油与塑料的分子结构谈起。先说石油，石油是地层中的动植物遗体，在高温、高压条件下经分解作用转变而成的。就其化学组成而论，石油主要是由碳和氢两种元素构成的烃类化合物，其中碳的含量为86％左右，氢的含量为13％左右，其余1％左右的元素为硫、氮、氧及微量金属和其他非金属元素。经过一系列加工，可从石油中分离出燃气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡及沥青等许多种类的石油产品，如果进一步对石油用化学方法加工，还可制成多种化学纤维或织物、有机合成的原料及石油化工塑料等。再说塑料，它在适当工艺条件下具有可塑性，因而能塑造成具有一定形状的塑料制品。塑料按其制品的成型方法分为热固性塑料和热塑性塑料两大类，若按其化学组成来分，又可分为几百个品种，如聚乙烯、丙烯、聚丁烯塑料等。从元素组成和化学结构来看，塑料与石油的性质相似，它们都是烃类化合物（其产品包括废旧物料、食品袋和其他废旧塑料）。但就其分子大小而言，塑料的分子远比石油中任何一种成分的分子都大，塑料的分子可以是石油的几百倍乃至几千倍大。因此，塑料与石油的性能相差很远。尽管如此，但由于上述几种塑料与石油之间存在着本质上的相似，因此，只要方法对头，就可使塑料转变成石油产品。

 “点塑成油”

人们一直设想一种方法，这种方法很容易就能将废旧塑料转变成石油，就如神话传说中的术士，用小棒轻轻一点，就能将石头点成金子那样。如今，用塑料垃圾炼油在我国也已获得成功。山西绿色环境工程总公司科技人员从1992开始，率先打响了一场“变塑料垃圾为汽油和柴油”的科研攻关战。至1993年10月，“点塑成油”终于获得成功。国家科委和环保局把该项科技列入星火计划和重点推广项目。目前，我国已有不少地方正在进行这方面的工作。

化废塑料为油的工程不仅能开创能源利用的新领域，而且为解决城乡日趋严重的“白色污染”这一社会公害作出了贡献。这可是一项造福子孙的大好事！

“点塑成油”的方法简述如下：先将废塑料加热裂化，然后加入催化剂对第一阶段产品进行催化裂化，再经过若干道工序，就可以获取汽油、柴油。