A. 煤是史前植物变的,那石油是史前动物变的吗
煤和石油是人类生产活动中两种最重要的能源,也是重要的化工原料,前者被比作工业的粮食,后者则被比作工业的血液。煤和石油都是化石燃料,它们的主要成分都为有机物,这意味着它们最初都应该是由早期地球生命演变而来。那么,煤和石油具体是怎么形成的呢?
(2)生物成油理论
由于科学家在石油中发现过很多生命的迹象,所以更多科学家支持生物成油理论。研究表明,石油最初的来源为细菌、藻类和浮游生物。这些生物死亡后沉入海底和湖底,它们的遗体被泥土覆盖,形成泥质沉积物。
由于泥质沉积物会被更多的泥沙所掩埋,这会导致温度和压力逐渐增加,泥质沉积物开始转变为岩石。生物的遗体在这个过程中发生了化学变化,慢慢地演变成了石油和天然气。随着时间的推移,石油和天然气向上迁移到沉积岩盆地中,并被困在其中,形成油田和气田。地球上的每一个油田都有自己的特点,就像地球上没有两片完全相同的雪花一样,也没有两个油田包含完全相同的液体。
不像煤炭的形成需要特殊条件那样,石油的形成只需要一定的时间,可能要数千万年。因此,从某种意义上来说,石油是可再生能源。只是由于人类开采和使用石油的速度大于石油形成的速度,所以石油也会面临枯竭的问题。
B. 植物能产生石油吗
在寻找新能源的过程中,科学家们欣喜地发现了可再生的“石油植物”,可以有效地解决上述问题。它的蕴藏量丰富,可以迅速生长,是可再生的种植能源,用“植物石油”代替传统的石油将从根本上解决能源危机。英美等发达国家正在对已发现的40多种“石油植物”进行品种选育和品质优化工作,并准备尽快实现商业化生产。法国、日本、巴西、俄罗斯等国也正在开展“石油植物”的研究和应用。目前,甚至有一些科学家在培育产油量较高的转基因植物。
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,就可接到“柴油”,因而又称之为“柴油树”。澳大利亚有一种古巴树,每棵每年可获得约25升燃料油,且这种油可直接用于柴油机。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,每公顷土地可以收获约1600升燃料油。
一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速,范围大,燃料油产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻,它们简直就是产油机,能够直接排出液态燃油。另外,那些目前尚未发现有明显经济价值的藻类,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。
C. 石油植物有哪些
地球上存在着不少的石油植物,它们所分泌出的液体,不需加工或稍经加工就可作为燃料使用。如澳大利亚有一种树,含油率高达4.2%,也就是说,一吨这种树可获取优质燃料5桶之多。在菲律宾和马来西亚,有一种被誉为石油树的银合欢树,这种树分泌的乳液中含石油量很高。
经专家测试,某些芳草也含有石油。美国加利福尼亚州生长一种粗生分布广泛的杂草,由于黄鼠等啮齿动物很害怕它的气味,故取名黄鼠草。
黄鼠草可以提炼石油,大约10000平方米这样的野草可提取石油l000千克。若经人工杂交种植,10000平方米可提炼石油6000千克。目前,美国学者已发现了30多种富含油的野草,如乳草、蒲公英等。此外,科学家还发现300多种灌木、400多种花卉都含有一定比例的石油。
目前,世界上许多国家都开始进行石油植物及其栽种的研究,并通过引种栽培,建立起新的能源基地石油植物园、能源农场,专家预计在21世纪石油植物将成为人类能源的宝库。
D. 什么植物能提炼石油
澳大利亚生物能源专家,从桉叶藤和牛角瓜的茎叶中,提炼出能制取石油的白色乳汁液。经过调查,这两种野草大量生长在澳大利亚北部地区,生长速度很快,每周可长高约30厘米,如果人工栽培,每年能收割几次。据估计,每公顷野草每年能生产65桶石油。如果这种资源得到充分利用的话,就可以满足澳大利亚石油需要量的一半。
美国亚利桑那州植物生理学家皮帕尔斯,也从一种叫“黄鼠草”的杂草中提炼出了石油,每公顷的野生黄鼠草可提炼出1000升石油。人工培植的杂交黄鼠草,每公顷可提炼出石油6000升。为此,亚利桑那大学还设计了提炼植物石油的工厂雏形。从事这方面研究且比较有成就的,要数美国加利福尼亚大学的梅尔温·卡尔文教授,他不但成功地从大戟科植物乳状汁液中提炼出了汽油,还从巴西热带丛林中找到了一种香胶树,只要在树干上打一个5厘米深的洞,半年之内每棵香胶树可分泌23~30升的胶汁,胶汁的化学成分同石油极其相似,不必经过任何提炼,就可直接当做柴油使用。据估计,1亩土地上种上60棵香胶树,可年产“石油”15桶。
我国科学家在向植物要油的研究中也取得了一定的成绩。他们在海南岛找到了一种能产柴油的树种叫油楠树,只要把树干砍伤或钻洞后,油就会源源而来。通常每株油楠树可收“柴油”34千克左右。当地居民习惯用这种油代替煤油点灯照明。
E. 可以直接生产石油的植物被称为石油植物吗
生产石油。如巴西热带森林中的“香波树”,只要在树上挖个洞,油就会流出来,一棵树每天的出油量可高达25千克。美国的“黄鼠草”和澳大利亚的丛粒藻等,也都能提炼出石油,且产量不低。我国地大物博,也不乏石油植物,如海南省的油桶树,砍掉树干,油就会源源而来,一棵树每日能产“柴油”10~15千克。
石油植物的发展,为人类战胜能源危机带来了新的希望。正因为如此,目前“石油农业”已在全球悄然兴起。美国所种植的石油植物达几百万公亩之多,英国也已开发石油植物1000万公亩。菲律宾种植了120万公亩的银合欢树,据估算在6年后可收获石油1000万桶。瑞士打算种植10万公顷石油植物,他们希望以此来解决全国50%的石油需求量。
[我还想知道]
随着高新科技的发展和应用,对某些石油植物的深层次开发研究已进入实用阶段。例如:利用木屑来生产石油,其转换率已达70%;利用蒸汽蒸馏技术来处理桉树,每公顷桉树可提炼石油20多吨。
岩石中不仅有水,还有微生物,它们能吸收与石油伴生的气体做养料,因此对这些微生物进行分析,也可以帮助科学家找到油田。例如,西伯利亚的石油就是用这一方法发现的。
F. 能产石油的植物是哪种
有一天,卡达文发现了一种小灌木。他用刀子划破树皮后,一种像橡胶的白色乳汁便流了出来。然后,他对这种乳汁进行化验,发现它的成分和石油很相似,就把这种小灌木叫做“石油树”。
接着,卡达文便忙碌起来,既选种,又育种,还在美国加利福尼亚州试种了约6亩地的“石油树”。结果,一年中竟收获了50吨石油,引起了人们对“种石油”的兴趣。
此后,美国便成立了一个石油植物研究所,专门从事“种石油”的研究试验。这个研究所人员发现,在加利福尼亚州有一种黄鼠草中就含有石油成分,他们从一公顷这种野生杂草中提炼出约一吨的石油来。后来,研究人员对这种草进行人工培育杂交,提高了草中的石油含量,每公顷可提炼出6吨石油。
在巴西,有一种高达30多米、直径约1米的乔木,只要在这种树身上打个洞,一小时就能流出7千克的石油来。
菲律宾有一种能产石油的胡桃,每年可收获两季。有一位种石油树的能手,种了6棵这样的胡桃树,一年就收获石油300升。
人们不仅在陆地上“种”石油,而且还扩大到海洋上去“种”石油,因为大海里的收获量更大。
美国能源部和太阳能研究所利用生长在美国西海岸的巨型海藻,已成功地提炼出优质的“柴油”。据统计,每平方米海面平均每天可采收50克海藻,海藻中类脂物含量达6%,每年可提炼出燃料油150升以上。
加拿大科学家对海上“种”石油也产生了兴趣,并进行了成功的试验。他们在一些生长很快的海藻上放入特殊的细菌,经过化学方法处理后,便生长出了“石油”。这和细菌在漫长的岁月中分解生物体中的有机物质而形成石油的过程基本相似,但科学家只用几个星期的时间就代替了几百万年的漫长时光。
英国科学家更为独特,他们不是种海藻提炼石油,而是利用海藻直接发电,而且已研制成一套功率为25千瓦的海藻发电系统。研究海藻发电的科学家们将干燥后的海藻碾磨成直径约50微米的细小颗粒,再将小颗粒加压到300千帕,变成类似普通燃料的雾状剂,最后送到特别的发电机组中,就可发出电来。
目前,一些国家的科学家正在海洋上建造“海藻园”新能源基地,利用生物工程技术进行人工种植栽培,形成大面积的海藻养殖,以满足海藻发电的需要。
利用海藻代替石油发电,具有两个优点:1.海藻在燃烧过程中产生的二氧化碳,可通过光合作用再循环用于海藻的生长,因而不会向空中释放产生温室效应的气体,有利于保护环境。2.海藻发电的成本比核能发电便宜得多,基本上与用煤炭、石油发电的成本相当。据计算,如果用一块56平方千米的“海藻园”种植海藻,其产生的电力即可满足英国全国的供电需要。这是因为海藻储备的有机物约等于陆地植物的4~5倍。由此可以看出,利用海藻发电具有诱人的发展前景。
当前,各国科学家都在积极地进行海藻培植,并将海藻精炼成类似汽油、柴油等液体燃料用于发电,从而开辟了向植物要能源的新途径。
G. 树会产油吗
汽车燃料是从石油中提炼出来的。这是人所共知的常识。
然而,世界之大,无奇不有。绿色植物也能产生燃料,你信不信。
非洲喀麦隆的立克利族,每年夏季都要举行通宵达旦的火把节,所用的火把就是天然的火把树。夜色降临以后,族人们便围聚在火把树下,选出一个小伙子爬上两丈多高的树顶,在上面挖一个小洞,然后插上一根藤蔓做成的火绳,点燃火绳后,洞里的树油便燃烧起来。火把树成为一支竖立在地面上的大火把。节日过后,人们将火熄灭,而火把树并未烧死,它还会不断分泌树油,待来年再供人们使用。后来,人们试着把这种火把树的树油灌进汽车油箱,居然能发动汽车。火把树十分稀有、珍贵,目前在世界上发现的仅有1000棵左右,大部分在西非的喀麦隆,少量在南美的智利。
澳大利亚也发现了一种奇怪的树,它生长在原始林区。在树上随便钻一个洞,就会流出清亮的类似汽油的液体。这种液体不需加工便可直接灌入汽车油箱里使用,一点不比汽油逊色。当地人将这种树称为“燃油树”。一棵长成的燃油树,每年可出油2500公斤。
中国也有类似澳大利亚燃油树的树木。陕西有一种叫“白乳木”的树,切开它的树皮,便会流出一股股白色液体。当地人将这种液体作为灯油使用,发出的光又亮又不生黑烟。白乳木经植物学家研究,确认它是油棕树的一个种类,在马来西亚、尼日尔爾利亚和刚果都发现过。
不但树木可以产出燃油,花也能变成燃油。
泰国曾审理过一宗闻所未闻的案件,法庭被告席上的“嫌疑犯”竟是一束美丽而香气扑鼻的鲜花。原来泰国南部林区经常发生神秘的火灾。大火不但烧毁森林草原,而且危及居民住宅,但作案者却一直未能捕获。后来,化学专家们揭开了火灾之谜,罪犯是一种叫“看林人”的花。这种花生长在温湿的林区,它的花朵和茎叶内饱含着一种挥发性物质。这是一种极易燃烧的芳香油脂。当森林空气干燥灼热时,它就会无火自燃,引起火灾。警官当着法官的面,用火柴轻易地将鲜花引燃,火苗发出幽蓝的光,嘲笑着法庭。法庭只好啼笑皆非地判处这种花接受“严格监管”,算是对案件做了一个交代。后来,人们将“看林人”花采集起来,经过挤压加工,生产出一种燃油,性能与柴油相似,也可以用做汽车燃料。
更令人叹为观止的是美国科学家卡尔文博士在巴西找到的一种能生产石油的怪树,当地人叫它“苦配巴”。这是一种高大乔木,可以长到30米高,1米粗。在它的树干上钻一个直径5厘米的孔洞,1个小时就可流出10升金黄色的油状树液,成分十分接近柴油,可以直接作为柴油车的燃料,而且燃烧以后不污染空气。卡尔文博士称它为“绿色石油”。这种树由于产油量大,美国、日本都引种了它,用它来生产“柴油”。卡尔文博士甚至设想,公路沿途都种上“苦配巴”,一棵树就是一个小小的加油站,将会大大缓解能源危机。
在菲律宾和我国海南的尖峰岭、吊罗山等热带森林中,有一种叫“油楠树”的大乔木,与“苦配巴”十分相似,也生产“柴油”,每棵树一年可收获50公斤“柴油”。
1928年~1932年,美国科学家艾迪逊在研究橡胶树的时候,发现了更多的“石油树”。它们的皮、干、根、叶甚至果实中都有可以燃烧的液体。这些流体来自绿色植物,可再生,无污染,艾迪逊为它们取名叫“绿色汽油”,并发表专着介绍它们,引起了人们极大的兴趣。
一般绿色植物通过光合作用,只是生成碳水化合物,主要由碳、氢、氧等元素组成。可是,绝大多数“石油树”却能经过光合作用产生出许多胶汁状的碳氢化合物,它们从外形到成分都与石油非常相似,完全可以代替石油做燃料。人们可以像在橡胶树上割胶那样,采集“石油树”的树液,获得“石油”;而“石油树”还是照样生长,产出新的“石油”。
H. 什么是新石油资源
当前世界,能源对世界经济的影响居于首位。人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计,地球上这三种能源供人类开采的年限分别只有40年、50年和240年。我国煤炭剩余可开采储量仅为1390亿吨标准煤,按照2003年的开采速度,只能维持83年。人类可能面临煤炭、石油枯竭。同时使用煤炭、石油能源,造成的严重的环境污染也不容忽视。所以新能源的开发刻不容缓。在经历了生物质、煤炭和石油之后,新的能源时代即将到来。科学家们经过努力,终于发现了一种新的石油资源——植物。石油植物即含有天然烃油的植物,包括乔木、灌木及藻类等。如木屑生产的类石油转换率达70%;用蒸汽蒸馏技术处理桉树,每公顷桉树可提炼石油20多吨。
我国的海南及越南、泰国、马来西亚、菲律宾的热带森林里的油楠,树高可达20米,胸径达0.6米,树体内含有丰富的油脂,1株油楠最多可年产油50千克。收集到的油脂可直接作为燃料用于柴油发动机。
美国加利福尼亚的蓝桉树,挥发性油的含量为树体重量的1.2%。澳大利亚的辐射桉含油率高达4.2%。南美洲亚马孙河流域热带森林中的苦配巴树、三角大戟、牛奶树等,都是能提炼石油的树种。在苦配巴树上钻孔,流出的液体可用作柴油,1株苦配巴树一年可产石油20千克。
加拿大利用单净菌和单紫菌,使之产生石油产物。每2.6平方千米的盐水池里,每48小时收获一次,一年可收获1200万桶油。
东南亚地区的汉加树和我国的乌桕树的果实均可榨油。汉加树每株每年可获5千克石油。马来西亚是生产棕榈油最多的国家,年产量可达数百万吨。这些棕榈油稍经加工,就可作燃料油。
科学家发现300多种灌木含有一定比例的石油。有些芳草植物也可提炼石油。美国学者对6000多种野草进行了研究和鉴定,发现其中的30多种含油丰富,如乳草等。每公顷野生的黄鼠草大约可提炼1000千克的石油。人工栽培的杂交黄鼠草,每公顷可以炼石油6000千克。科学家还发现一些藻类植物也含有石油。这些植物油类大量生产后,可以通过裂解或转脂作用等化学方法转变成燃料油。然而,提取石油最有希望的是硅藻,而最有用的是美国南部水塘或大面积淡水池里的藻类。科学家在美国西海岸的海域里已培育成功一种巨型海藻,一昼夜可长0.6米,这种海藻经过加工也能得到类似石油的液体燃料。
日本科研人员将燃烧后排放的二氧化碳收集起来,泵送到养殖绿藻的水池中,从而使绿藻迅速生长。这项研究工作在英国也获得了可喜的进展。
据美国一家科研单位的实验结果,某些海藻中类脂物含量可达67%。美国已大面积养殖巨藻以获得甲烷。
法国科学家发现,丛生藻(Botryococcus braunii)能够以液体形式排出大量类似于石油的碳氢化合物,现在法国已开始大规模养殖,并设法解决工业化养殖经常出现的细菌污染问题。
中国现已查明的油料植物(种子植物)种类为151科697属1554种,其中种子含油量在40%以上的植物有154种。但是,分布广,适应性强,可用作建立规模化生物质柴油原料基地的乔灌木物种不足30种。如漆树科的黄连木,无患子科的文冠果,大戟科的麻疯树,山茱萸科的光皮树等。
I. 关于石油树
关于石油树
我们知道,汽油和柴油都是从石油中提炼出来的,石油在地球上的蕴藏量虽然很大,但毕竟也是有限的。随着石油的不断开采和利用,在未来的一二百年内,石油资源将会枯竭,全世界将面临能源危机。太阳辐射、地热、原子核裂变、微生物发酵和能源植物,都已成了当前开发利用的对象。
全世界的森林覆盖率为27%,地球陆地上通过光合作用产生的生物质约有2000亿吨,有2/3存在于森林之中,森林植物的生物质是化学产品和能量的重要源泉之一,为我们提供了取之不尽的能源。自1973年以来,科学家不断发现柴油树,这些柴油树,有的能直接利用它流出的油来发动汽车,有些稍为简单加工提炼之后,就可以作为燃料油。
麻疯树:据中国科学院华南植物研究所介绍,我国南海沿岸的沙滩上,生长着一种麻疯树,因其树干身上起疙瘩,而被人号了一个不雅之名。它的果实如桐油子,含油率高达50%~80%,通过改造麻疯树基因中的“碳链”,就可生产出各类不同粘性的工业用油。一般每亩可提炼500公斤柴油。目前柴油每吨为4000元左右,若利用麻疯树生产柴油,每吨成本可降低到3000元以下。目前我国西南地区已种植10万亩左右,有关部门计划至2010年发展到1000万亩。
桉叶油:近年来,美国与日本合作,进行“燃油树”的研究,发现桉树是一种很好的“石油树”。1公顷桉树一年能产“石油”90.92升。世界上现有600多种桉树中,含油率高的有50种左右,其中以辐射桉的含油率最高,为4.2%。日本三重大学竹田教授的研究组,用7份桉叶油,3份汽油合成新燃料,用于普通小汽车,每小时行程40公里,而且排出的废气少。试验证明,桉油不仅是石油的代用燃料,而且是一种优质“绿色石油”。我国自1890年开始从意大利引进桉树到广州、香港、澳门等地,至今南方已发展了170万公顷,四旁植树15亿株,仅次于巴西而跃居世界第二位,资源丰富。
椰子油:盛产在热带地区的椰子树,其椰油是一种很好的燃料,但由于椰油比其它燃油较粘稠和含有杂质及水分较高,所以要在发动机上装上一个小巧的预热器和过滤器,使椰油进入发动机前降低油的粘性和杂质。南太平洋岛国瓦努阿图的首都维拉港,有一位叫托尼·狄墨的机械师,他将汽车的柴油发动机稍为改装,利用椰油代替柴油驾车行驶在郊外崎岖的山路上,非常之顺畅。因此,去年底该岛有大约200辆小公共汽车将椰油和柴油混合作燃油使用。
油楠:是中国林科院热林所在我国海南省发现的一种柴油树。这种树生长在海南岛尖峰岭、吊罗山、霸王岭三大林区,树高30余米,树干直径有的能达1米以上。油楠的心材部分,能形成棕-的油状液体,颇似柴油,林区工人常用来点灯照明。一般情况下,当油楠长到12至15米高时,就能产“油”。若在树干上钻个洞,洞口即可流“油”,一棵大树每采集一次,能得到“柴油”3公斤至4公斤。
光棍树:树高可长到4米至9米高,但整个树身见不到一片叶子,满树尽是光溜溜的绿玉般的枝条。因此,有人叫它神仙棒或绿玉树,日本人叫它青珊瑚。光棍树原产非洲的荒漠地区,我国广东、福建一带也有分布。光棍树属大戟科植物,全株含有剧毒的白色乳汁,千万不能让乳汁进入口、眼或伤口中。但这种有毒的乳汁中含有类似石油的碳氢化合物,因此引起了科学家的极大兴趣。特别是日本和美国,都对它进行过提取石油的试验,证明这种乳汁碳氢化合物的含量很高,是很有希望的石油植物。
现在看来,从植物中获取石油,既经济又省事,如能大面积地栽培这些石油树,那么人们就可以从这些“活油井”中源源不断地获得能源。开发利用石油植物,实际上是开发、利用太阳能。因为这些石油植物生产的石油,都是它们通过光合作用,把简单的无机物变成了人类有用的石油,每棵树就是“禁锢”太阳能的“油井”。
利用植物提供能源的做法,国际上称为“生物质能”。巴西80%以上的车辆使用从植物中提取的酒精汽油,泰国的加油站也有植物柴油。我国江苏、山东、四川已建起了植物柴油生产线,前途无量。
J. 地球上的石油植物怎样提炼石油
人们还发现,地球上存在着不少的石油植物,它们所分泌出的液体,不需加工或稍经加工就可作为燃料使用。如澳大利亚有一种树,含油率高达4.2%,也就是说,一吨这种树可获取优质燃料5桶之多。在菲律宾和马来西亚,有一种被誉为石油树的银合欢树,这种树分泌的乳液中含石油量很高。
经专家测试,某些芳草也含有石油。美国加利福尼亚州生产一种粗生分布广泛的杂草,由于黄鼠等啮齿动物很害怕它的气味,故取名黄鼠草。黄鼠草可以提炼石油,大约1万平方米草原生长的这样的野草可提取石油l000千克。若经人工杂交种植,1万平方米草原生长的这种草可提炼石油6000千克。目前,美国学者已发现了30多种富含油的野草,如乳草、蒲公英等。此外,科学家还发现300多种灌木、400多种花卉都含有一定比例的石油。
目前,世界上许多国家都开始石油植物及其栽种的研究,并通过引种栽培,建立起新的能源基地石油植物园、能源农场,专家预计在21世纪石油植物将成为人类能源的宝库。