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美国用什么替代石油

发布时间: 2023-01-26 18:04:59

‘壹’ 哪些东西可以成为石油的替代品

许多年之前,就已经有人指出:有朝一日,地球上的石油将被用尽。他们建议尽早开始寻找和研究各种替代能源来代替石油。这些建议的目的在于减少人类对石油的依赖,以避免因能源的耗尽而导致严重问题的产生。

有些专家开玩笑说,由于油价太高,30年后,餐馆将成为大多数有车一族最爱去的地方之一了,因为在那里做菜用的植物油也可以给汽车加油,这种做法听起来似乎是玩笑,不过,到时这可能真是惟一的解决方法了呢。

从植物中获取各种能源是一种非常古老的方式,它伴随人类走过了几十万年。然而,现在人们用石化燃料代替了植物后,不少国家的农民就会把收割粮食后剩下的秸秆烧掉。但这是很可惜的,因为这不但会浪费能源,还会增加大气中二氧化碳的排放量,污染环境。现在,不少国家已经意识到了这点,重新开始把利用植物能源作为今后的发展方向。

几十年以后,当玉米油、大豆油代替石油,成为人们生活中不可缺少的一部分后,那时农民们将成为富有的“油类大亨”。也许他们现在还没有意识到这一点,但以后这将成为现实。

目前生物燃料的研究焦点还集中在乙醇上,乙醇是我们日常所喝的酒的主要成份,所以又叫酒精。但这并不是惟一的出路,也不是最好的出路。乙醇是通过植物发酵获得的,虽然它可以作为一种很不错的燃料,但它也有许多不足之处,比如它不像汽油那样具有爆炸性,而且它会吸收水分,容易引起氧化、生锈和腐蚀。假如经常用它来代替汽油使用,可能有天汽车会突然起火、油箱里长满铁锈,或者等着车被慢慢地腐蚀掉。

与酒精相比,植物油更是随处都可以见到和找到,是汽油的一种更为适合的替代品,因为它和汽油的化学组成结构一样,其分子都是由烃链构成的。一般汽油分子由7至10个烃链组成,烃链越短,爆炸性越强,其所能提供的能量也就越强。而植物油分子则一般由14至18个烃链组成。烃链太长是植物油取代汽油的一个不足之处,但通过一定的方式缩短植物油的烃链是有可能的。而且由于柴油分子是由15个烃链组成的,与植物油分子相似,所以,植物油的应用可以先从生物柴油入手。

植物在地球上的储存量高达2亿亿吨,而且每年以1640亿吨的再生速度更新。就中国这样一个农业大国而言,年平均农业秸秆类物质就超过7亿吨。如果能通过生物技术,有效地将其转化为生物产品或生物能源,将大大促进中国农产品深加工业及农业产业化进程,使千千万万农民受益。

除了上面说的用植物油替代石油外,美国一个名叫卡尔文的科学家在巴西发现了一种神奇的橡胶树,只要在这棵树的树干上钻个小洞,就可收获到大量的“柴油”,因而又称之为“柴油树”;澳大利亚有一种“古巴树”,从每棵树上每年可获得约25升燃料油,并且这种油可以直接用在柴油机上而不需特别加工;美洲香槐草是产于美国的一种杂草,它生长在干旱和半干旱地区,从它体内,每公顷土地可以收获约1600升燃料油。

还有一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速,生存环境范围大,燃料油产量也很高。例如:在淡水中生存的一种丛粒藻,它们简直就是一台产油机,能够直接排出液态燃油。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类,我们也可以用它们来做沼气原料,而那些含糖量大的藻类则可以用来生产醇类作为燃料。

总之,通过生物途径生产燃油,不但是扩大生物资源利用的一条最经济的途径,对需要大量进口石油的国家也具有重要战略意义。洁净的新能源——生物汽油,对越来越注重保护生态环境的21世纪来说,实在是一剂“良药”!

‘贰’ 哪些东西可替代石油

2004年以来,国际油价急剧攀升。据统计,石油目前在世界能源总消费量中占37%左右。在诸多新型可再生能源中,除大家耳熟能详的风能和太阳能外,生物燃料、可燃冰以及废弃塑料等都有望成为替代石油的“潜力股”。

生物燃料:生物燃料是以生物质为载体的能源,直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质主要指薪柴、农林作物、农作物残渣、动物粪便等。地球上的植物每年生产的生物燃料量,相当于目前人类每年消耗矿物能的20倍。目前生产生物燃料大多使用的是粮食,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等,将柴油和从这些作物中提取的酯混合就制成所谓的“生物柴油”。菲律宾与美国合作开发出一种以椰子油为主要成分的“生物柴油”,在减少环境污染和改进发动机性能方面都有明显成效。
可燃冰:可燃冰主要存在于深海陆坡和陆隆的浅部沉积层内,上个世纪60年代在北极气田的永久冻土下被发现。可燃冰的学名为“天然气水合物”,是在一定温压条件下,由水与天然气结合形成的一种外观似冰的白色结晶固体。一旦形成的温度、压力条件发生变化,它又会自动分解成天然气和水。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油要小得多。

“白色垃圾”:能源专家曾表示,一座城市的垃圾就像一座“露天矿山”,可以进行无限期的开发。今年3月,印度马德拉斯大学机械工程系的4名大学生在老师帮助下,成功将废弃塑料转换成汽车燃料。

‘叁’ 下一代可以替代石油的资源

石油如果作为能源,替代它有很多选项。首先是可再生能源,即太阳能、风能、潮汐、海浪能以及生物能源等。
其次,随着核聚变可控技术的突破,以氢同位素为能源的核聚变,将能提供取之不尽用之不竭的能源。
石油如果作为原材料,则只要替代能源解决了,碳氢化合物就可以通过消耗替代能源生产出来。

‘肆’ 我们人类除了已知的石油提供能源外,还有什么能够代替呢

而目前石油之所以会发生短缺,是人为愚钝的政治和金融私利的胡搅,当然更是不遗余力地糟蹋地球。其实人类糟蹋地球,对地球本身不会造成伤害,伤害的主要是我们自身的生活环境。我们人类的生存,一定要在一个适合的环境,因为人需要有个温暖的环境,需要吃东西,对环境的要求比较苛刻。而地球对此根本无所谓,它并不在意自己有没有大气有没有温度,这对地球的存在无足轻重。

‘伍’ 石油的潜在替代能源有哪些

石油是现代工业经济的血液,对全球经济的发展影响重大。据世界银行统计,国际市场原油价格每桶上升10美元,全球GDP将降低0?3个百分点。持续上涨的油价对中国经济的影响更甚。高油价导致我国石油进口成本大幅增加,给我国GDP增长带来1?0%至1?7%的负面影响。与我国经济发展对能源的不断增长的需求相比,我国石油能源供应严重不足。最近虽然国际油价有所回落,但油价居高不下的大势难以扭转。为应对高油价的挑战,我国急需加快油气替代能源的开发。

所谓玉米酒精,就是以玉米做原料,采用物理、化学和发酵工程等技术和工艺方法对玉米进行深度加工提取酒精。酒精是食品工业饮料、酒类及化工产品的基本原料。近年来,由于石油能源危机,美国、巴西及我国已着手进行用酒精替代部分汽油作燃料的研究和试验,其应用效果十分理想。玉米酒精国内外需求量大,市场前景广阔。同样,因为石油价格的高企,乙醇汽车也就受到市场的关注。一是研究表明,乙醇调入汽油后,汽油中的辛烷值及含氧量明显升高,从而可以促进汽油的燃烧,而且还可以降低汽车尾气的排放,也就是说,乙醇不仅仅可以起到节能效果,而且还可以起到环保的效果。在目前石油价格高企以及汽车尾气困扰城市大气环境的背景下,推广乙醇汽油也就成为大势所趋。二是近来石油价格高涨,推广乙醇汽油有望成为新的替代能源,所以节能的乙醇汽油也成为市场关注的焦点。

‘陆’ 如今那么多清洁能源,为何石油还是无法被替代

在工业革命以后,煤炭和石油成为了黑色的黄金。一个地区如果想要发展工业,就离不开这两样重要的能源。但是这两样黑色的黄金却产生了极大的污染,所以随着工业化的继续发展,人类的科技文明已经不允许这种大规模污染的产生。所以近年来各个国家都一直在呼吁节能减排同时开发新能源作为石油的替代品。但是到现在为止我们建造了很多风力发电机,很多水力发电,甚至光伏发电,还有一些利用生物能发电。都没能阻止,石油依旧是我们生活当中第一大能源。

而石油就不一样了,在最开始的时候,石油是非常容易被开发的,只需要在地上挖一个洞,就可以获取源源不断的石油,然后再把它高价卖出去。而就算是这中间蕴含着丰厚的利润,也足以被平常人所接受。石油消耗最多的地方估计就是在于勘探方面,因为要寻找下一个石油产地是很困难的事情。

‘柒’ 能源替代

能源是可以互相替代的。在工业、民用、商业等行业中,都可以用煤、电、天然气等替代石油的消费。即使在运输行业,短距离运输车辆,如出租车、公交车,也可以用液化石油气替代汽油消费。用其他类型能源替代石油也是造成石油消费强度下降的一个重要原因。能源替代的原因主要是能源价格,政府政策也能起到很好的激励作用,只是政策的作用不如油价的作用持久。

20世纪初以来,由于低廉的价格和清洁方便的性能,石油和天然气的消费领域从灯油拓展到交通运输、民用取暖和发电等,石油和天然气在美国的能源消费结构中的比例一直在增加,煤炭的比例则一直在下降,1950年石油替代煤炭成为美国第一大能源,并且石油在一次能源消费结构中的比例一直保持上升的趋势(图6.9)。天然气消费在1958年也超过煤炭成为美国第二大能源。1973年第一次石油危机后,在美国政府管制下石油价格向上调整,但仍然低于国际石油价格,美国石油消费在一次能源消费结构中的比例有轻微下降,随后又持续上升。天然气价格随石油价格有较大上涨,天然气在一次能源消费结构中的比例开始下降,煤炭保持稳定的比例。1978年第二次石油危机以后,美国政府放弃了对油价的管制,高油价促使节约石油和替代石油。同时政府于1978年制定《发电厂与工业燃料使用法案》,限制建设用石油和天然气作为一次燃料的发电厂,鼓励用煤炭和可再生能源为原料的发电厂建设。1978年以后建设的发电厂基本都是核电站和用煤炭做燃料的发电厂。1978年以前建成的石油和天然气发电厂也改为调节用电高峰的调峰电厂。结果美国发电厂石油消费从1978年的8702万吨急剧下降到1985年的2300万吨(图6.10)。与此同时,美国居民和商业用燃油也逐步以价格更为便宜的天然气和电所取代,居民和商业石油消费也有比较大的下降,导致石油在美国能源结构中的比例从1978年的47.5%下降到目前的40%左右。随着石油在美国一次能源消费中的比例逐步下降,煤炭的比例开始从1978年的17%的最低谷回升到目前的22.7%左右,核能的比例从1978年的3.8%增长到目前的8.4%,填补了能源缺口。

图6.10 美国发电石油消费历史