能源危机的克星

第一节　能源危机的克星

人们可能还记得几年前伊拉克入侵并吞并科威特，随后以美国为首的多国部队出兵解放科威特，并对伊拉克进行经济制裁的事件。一时间，炮声隆隆，飞机、舰艇、防空火炮粉墨登场，火箭、巡航导弹满天飞……

这一切的背后隐藏着一个不便说出的原因，那就是盛产于中东的石油。

石油对于人类，特别是对于文明社会实在是太重要了。

因为汽车要跑，机器要开动，飞机要上天等等都离不开石油及其产品。石油、煤和天然气等是人类利用的主要能源形式，叫“化石燃料”，是古生物遗骸在地下经数十万年的演变形成的，但是它的储量是有限的，正如我们在前面所谈到的，在不久的将来就会枯竭。

因此，人们必须寻找新的能源来代替它。其中生物体能量的开发利用作为一种重要再生能源备受青睐，它是人类取之不尽、用之不竭的巨大能量宝库！

当然我们不可能像阿里巴巴那样，叫声“芝麻开门”就能打开这诱人的绿色宝库，必须运用生物工程技术开发应用这些生物能源。

利用能源作物来生产乙醇

逢年过节，一家人团圆的时候免不了要喝酒，叫做“团圆酒”。其实酒的作用大着呢！酒中的主要化学物质叫乙醇，乙醇是可以燃烧的。因此，人们设想利用它来代替日益缺乏日渐昂贵的汽油。早在20世纪20年代，欧洲就曾在400万辆机动车上应用过酒精汽油混合燃料。据称，第二次世界大战中，德军的大部分汽车都是用土豆酒精作燃料的。

我们的祖先很早就知道利用糖和淀粉的发酵来产生酒精，在几千年前的古遗址里就发现过酵母的痕迹。现在人们广泛利用甘蔗和木薯的发酵作用来生产酒精，尤其是工业欠发达的国家和地区更热衷于利用本国的再生资源生产酒精。在巴西，80年代初乙醇产量已近4×106m3，1990年便达到18×106m3。据说千分之三的耕地资源种酒精作物就足够满足巴西全国的汽油需求量。即使像美国、澳大利亚、瑞典、法国这些工业发达国家也正在开始大面积种植适合本国气候和土壤的“燃料作物”，用生物工程生产酒精或从农业、林业上的剩余物和废料来生产酒精。

科学家们还在研究，利用遗传工程产生更有效率的微生物，改进生物催化剂，优化工艺设计等。总有一天，生物工程生产出来的酒精将会成为“化石燃料”的代用品。

甲烷发酵

我国南方各省农村自古以来就有制备草塘泥的习惯，利用微生物来分解河泥或其他草料等有机物，制备沼气，也就是甲烷。甲烷是一种清洁、高能量的气体能源。产生甲烷的可能途径有如下几种：可以利用城市污水的厌氧消化来获取甲烷，又能部分地解决城市的污水处理问题；或者是利用农业上或城市居民区的废物来生产甲烷，还可以产生富含氨、磷酸盐、微生物细胞的废水和残渣，是很好的肥料、土壤团粒结构促进剂、甚至动物的饲料，而且还可将有毒的致病的废物转化为无毒害的物质；第三个途径是利用动物粪便产生甲烷，这种方法古已有之，在印度、巴基斯坦和我国都比较普遍。生产甲烷作为主要的气体燃料还存在一些技术上的问题。如成本低密封好的发酵罐、气体贮存器、发酵的效率等等。这些妨碍了大规模、工业化的生产。但是科学家们注意到反刍动物的瘤胃是最有效、最复杂的产生甲烷的系统。它通过许多种类的细菌、原生动物和小型真菌间相互影响的复杂体系来产生甲烷。可以预见，一旦这种体系在工业规模上模拟成功，将是能源工业的一大喜讯。

来自生物的氢

一到假日，满街都飘着五颜六色的气球，气球里充满了一种叫氢的气体。氢是一种优良的燃料，在火箭和航天器上都是液体氢作推进剂的。除了自然界存在的游离氢以外，用电解水也能产生H2和O2，但是成本太高，用作能源是不可能的。人们发现，大肠杆菌、梭状芽孢杆菌、甲烷菌、光合细菌和藻类都能产生氢气。在目前的技术水平下，氢的产率还很低，不能适应工业化生产，还需要解决以下三个问题：

①寻找产H2能力强，受别的因素影响少的产量稳定的微生物；

②把氢化酶或固氧酶的基因移入具有强光合作用能力而无产氢能力的微生物中去；

③用人工组合叶绿素利用光合作用过程产生大量氢气。获得大量低成本的、纯净的氢气是指日可待的。

“化石燃料”来源于生物，人们也终将在生物界里解决能源危机。尤其是新兴能源的易再生性、无污染性，将使其无可争议的成为解决“能源危机”的最终手段。1992年国际第16届能源会议也提出了“能源与生命”的主题。