化學(xué)燃料與社會發(fā)展

1、當(dāng)代文明是建立在大量消耗能源和資源的基礎(chǔ)上的。沒有了能源的消費(fèi)，人類的生活方式可能會倒退到中世紀(jì)去。而能源問題之所以成為一個問題，是我們選擇了一條依賴機(jī)器和技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展道路的必然結(jié)果。而當(dāng)能源危機(jī)出現(xiàn)時，我們又求助于技術(shù)革新來解決問題。結(jié)果呢，在解決舊問題的同時制造著新的問題；而新問題往往比舊的問題還要棘手。能源危機(jī)的警鐘已經(jīng)敲響，石油經(jīng)濟(jì)時代終將過去。當(dāng)一個又一個爭議不斷的替代能源方案問世時，讓我們從具體的技術(shù)細(xì)節(jié)中跳出來，想一想 二零零三年八月十四日大停電期間，紐約人只得步行。沒有了電力，現(xiàn)代城市陷入癱瘓?？粗鴳覓煸诟骷佑驼居蛢r牌上居高不下的數(shù)字，每個人都在思考：這樣的油價會持續(xù)多久，會

2、不會變得更糟？ 上個世紀(jì)，世界經(jīng)歷了三次石油危機(jī)，但是人們都走過來了。如今，車輛還在高速公路上奔馳，石油化工業(yè)仍然源源不斷地為我們提供著各類商品。世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)動機(jī)仍然靠能源推動，而人們對堪稱能源之首的石油的依賴也依然嚴(yán)重。但是和以往明顯不同的是，人們對石油似乎已經(jīng)沒有信心，開始認(rèn)真的考慮石油的替代品了。 究竟是什么促使人們?nèi)ミ@樣思考？是對地緣政治和經(jīng)濟(jì)原因的擔(dān)憂？還是出于環(huán)境保護(hù)的考慮？或是憂心石油總有耗盡的那一天？不論原因如何，人們真的從沒有像今天這樣關(guān)心這個話題：后石化時代我們靠什么清潔的、可持續(xù)利用的能源究竟在哪里？ 無論是政治家、科學(xué)家、大公司和民眾，很多人都在思考著。各種各樣的新想法

3、、新技術(shù)在醞釀，在開發(fā)著。但是在這一切之外，我們可曾換個腦筋思考一下問題的另一面：這些新技術(shù)究竟能為我們帶來什么？是解決問題的長遠(yuǎn)之道？還僅僅是解一時的燃眉之急？我們尋求干凈的終級能源的愿望究竟能不能實(shí)現(xiàn)？ 祖先和我們 誰更富有？ 人類能夠在地球上繁衍生息，不僅因?yàn)檫@里具有我們生存的基本條件：適宜的溫度、陽光、水、廣堥的陸地和浩瀚的海洋；同時還為我們提供了可以在一定限度內(nèi)發(fā)展、繁榮所需要的資源，包括種類繁多的動植物、和儲量豐富的礦藏。 在歷史的大部份時間里，人類對資源的利用是比較有限的。除了賴以維生的食物和水，對其它資源的消耗很少。生一把火也僅僅是為了取暖和煮食，加上人口有限，因此幾乎沒有什么

4、大規(guī)模的資源開發(fā)。那時候，最大的能源可能就是人的體力了。我們的先人們雖然生活很清貧，但是他們卻擁有清新的空氣、潔凈的水、燦爛的陽光和茂密的森林。相比而言，今天的我們享受著現(xiàn)代化帶來的便利交通、通訊，卻也漸漸失去了良好的自然環(huán)境。尤其是對資源、能源不可逆轉(zhuǎn)的開發(fā)利用，使許多人聯(lián)想到了一個憂心的課題：資源、能源總有耗盡的一天，到那時候人類靠什么生活？ 石油危機(jī)與經(jīng)濟(jì) 世界夜晚太空照片：經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)燈火通明。能源是經(jīng)濟(jì)的支柱。人類對能源的大規(guī)模開發(fā)利用是在工業(yè)革命以后，起初主要是煤碳。以蒸汽機(jī)、煤碳和鋼鐵為主導(dǎo)因素的技術(shù)革命推動了社會生產(chǎn)，從依靠人力、畜力到依靠機(jī)器的變革。其實(shí)直到二十世紀(jì)中期，煤碳

5、依然是世界上最重要的燃料，但石油的消耗量增長迅速。特別是近半個世紀(jì)以來，石油化工和交通業(yè)的發(fā)展使石油對世界經(jīng)濟(jì)和日常生活的影響越來越大，并開始成為影響國際關(guān)系和世界格局的主要因素之一。 石油是一種粘稠的、深褐色（有時有點(diǎn)綠色的）液體。地殼上層部份地區(qū)有石油儲存。它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成，其主要組成成份是烷烴，此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。不過，不同油田的石油成分和外貌，區(qū)分很大。石油主要被用來作為燃油和汽油，是目前世界上最重要的能源之一。同時，石油也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。今天百分之八十八的石油被用作燃料，其它的百分之十二作為化工業(yè)的原料。百分之九十

6、的運(yùn)輸能量是依靠石油獲得的。由于石油運(yùn)輸方便、能量密度高，因此是最重要的運(yùn)輸驅(qū)動能源。此外它是許多工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的原料，是目前世界上最重要的商品之一。由于石油同時是重要的燃料和化工原料，因而對經(jīng)濟(jì)有深刻影響，有著難以取代的地位。因而石油又被稱為黑色金子。二十世紀(jì)人類經(jīng)歷了三次石油危機(jī)，每次危機(jī)從起因到后果都與世界的政治經(jīng)濟(jì)緊密相關(guān)。第一次石油危機(jī)發(fā)生在一九七三、七四年間，當(dāng)時原油價格曾從一九七三年的每桶不到三美元漲到超過十三美元。這次危機(jī)引起了西方發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)衰退，據(jù)估計，美國GDP增長下降了百分之四點(diǎn)七，歐洲的增長下降了百分之二點(diǎn)五，日本下降了百分之七。第二次石油危機(jī)發(fā)生在一九七九年到八零年

7、代初，又稱作一九七九年石油危機(jī)。當(dāng)時伊朗爆發(fā)伊斯蘭革命，而后伊朗和伊拉克開戰(zhàn)，原油日產(chǎn)量銳減，國際油市價格飆升。原油價格從一九七九年的每桶十五美元左右最高漲到一九八一年二月的三十九美元。這次石油危機(jī)也引起了西方工業(yè)國的經(jīng)濟(jì)衰退，據(jù)估計，美國GDP大約下降了百分之三。 第三次石油危機(jī)（一九九零年）因海灣危機(jī)而爆發(fā)，而后爆發(fā)了人類第一次因?yàn)槭投l(fā)動的戰(zhàn)爭。當(dāng)時三個月內(nèi)原油從每桶十四美元，漲到突破四十美元。但高油價持續(xù)時間并不長，與前兩次石油危機(jī)相比，對世界經(jīng)濟(jì)的影響要小得多。儲量有限 大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為石油像煤和天然氣一樣，是古代有機(jī)物通過漫長的壓縮和加熱后逐漸形成的，因而儲量一定是有限的。世界

8、大多數(shù)的石油儲藏是在一九六零年代發(fā)現(xiàn)的，目前最大的石油儲藏位于沙特阿拉伯（2,627億桶）、伊朗（1,307億桶）和伊拉克（1,150億桶），其后為阿聯(lián)酋、科威特和委內(nèi)瑞拉。至今為止人類已經(jīng)開采了約0.9兆桶石油，關(guān)于地球剩下的石油儲量目前沒有定論，但是作為消耗性能源，遲早是要用盡的。二零零四年艾克森美孚估計世界的總儲藏量為1.26兆（萬億）桶（1,717億噸），同年英國石油公司的估計為一點(diǎn)一四八兆桶（1,566億噸），而科學(xué)雜志的估計為3兆桶。 這些石油可以開采多久？以沙特為例，目前每天開采1,037萬桶算，那么擁有最大儲藏量的沙特石油大約可以開采七十年。較多的估計認(rèn)為今天的世界儲藏量僅夠用

9、五十年。但也有人認(rèn)為，隨著新油田的發(fā)現(xiàn)，石油的未來并不那么悲觀。不過隨著中國等國家石油消耗量迅速大增，石油的使用壽命存在變數(shù)。 巴西一石油海上平臺二零零一年出現(xiàn)原油泄漏污染海面。環(huán)境影響 石油不僅儲量有限，而且開采費(fèi)用昂貴。更重要的是，它會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。石油燃燒時向大氣層釋放二氧化碳，導(dǎo)致全球變暖。每能量單位石油釋放的二氧化碳低于煤，但是高于天然氣。但是作為交通用燃料要減少焚油導(dǎo)致的二氧化碳的釋放尤其棘手。一般只有大的發(fā)電廠才能夠裝配吸收二氧化碳的裝置，單個車輛無法裝配這樣的裝置。石油的海上探油和開采會打擾海洋環(huán)境。尤其以清理海底的挖掘工作破壞環(huán)境最大。油輪事故后泄漏的原油或提煉過的油在

10、阿拉斯加、加拉帕戈斯群島、西班牙和許多其它地區(qū)脆弱的海岸生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。由于這一系列問題，開發(fā)石油替代能源的工作正在緊鑼密鼓的進(jìn)行著。 替代能源 雖然目前有可再生能源作為選擇，但是可再生能源能夠取代多少石油以及可再生能源本身可能導(dǎo)致的環(huán)境破壞還有很大爭議。陽光、風(fēng)、地?zé)岷推渌稍偕茉礋o法取代石油作為高能量密度的運(yùn)輸能源。要取代石油，這些可再生能源必須轉(zhuǎn)換為電（以蓄電池的形式）或者氫（通過燃料電池或內(nèi)燃）來驅(qū)動運(yùn)輸工具。但是這些技術(shù)要想大規(guī)模應(yīng)用還不成熟，以氫燃料為例，運(yùn)輸、儲藏都是難以解決的問題；而且氫的生產(chǎn)目前主要來自于天然氣，這就是氫作為可再生能源的牌子大打折扣。即使以電解水生產(chǎn)

11、氫，也需要消耗電能，那么這電能從何而來？ 另一個方案是使用生物質(zhì)能產(chǎn)生的液體燃料（乙醇、生物柴油）來驅(qū)動運(yùn)輸工具。特別是乙醇，燃燒不產(chǎn)生二氧化碳，被稱為清潔能源。但是由于乙醇生產(chǎn)原料是人類食物玉米，大規(guī)模用乙醇做燃料必然導(dǎo)致汽車和人爭奪“口糧”的尷尬問題。如果用木材制造乙醇，那將大規(guī)模破壞森林資源，對環(huán)境的影響難以估量?？偠灾?，要取代石油作為主要運(yùn)輸能源是一件非常不容易的事情；而石油作為塑料生產(chǎn)等日用化工的主要原料的作用就更難以替代。但是有一點(diǎn)可以肯定，石油經(jīng)濟(jì)不可能持久。而無論未來的能源是什么，這個轉(zhuǎn)變過程都將給國際政治經(jīng)濟(jì)格局，乃至日常生活方式帶來根本的改變。 人類對能源的求索有答案嗎？

12、 能源問題與世界糧食問題、人口問題、環(huán)境問題、水資源虧乏等是交織在一起的。很多解決能源問題的方案實(shí)際上是把能源方面的壓力轉(zhuǎn)嫁到了其它方面。比如用乙醇取代石油作為燃料或許可以減少污染，但是卻使大量世界人口面臨更嚴(yán)峻的糧食危機(jī)。那么能源問題的出路究竟在哪里呢？ 人們曾展開幻想的翅膀，遙想潔凈、永恒的能源為我們帶來持久的繁榮。然而我們目前圍繞技術(shù)展開的發(fā)展道路卻無法在可以預(yù)見的未來實(shí)現(xiàn)這一夢想。因此有越來越多的人對能源問題，甚至整個未來抱有悲觀的態(tài)度。好萊塢的電影明天過后、未來水世界等，無不反映了人們對于濫用自然資源造成可怕后果的擔(dān)憂。同時也反映出西方社會已經(jīng)開始懷疑由他們自己一手開創(chuàng)的這條發(fā)展道路

13、。當(dāng)代文明是建立在大量消耗能源和資源的基礎(chǔ)上的。沒有了能源的消費(fèi)，人類的生活方式可能會倒退到中世紀(jì)去。而能源問題之所以成為一個問題，是我們選擇了一條依賴機(jī)器和技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展道路的必然結(jié)果。而當(dāng)能源危機(jī)出現(xiàn)時，我們又求助于技術(shù)革新來解決問題。結(jié)果呢，在解決舊問題的同時制造著新的問題；而新問題往往比舊的問題還要棘手。 許多人開始反思，甚至有越來越多的人開始羨慕中國古代的發(fā)展模式：無為治國，藏富于民的社會理念；人們追求的是自給自足和安居樂業(yè)；讀書人雖有志于天下，卻不強(qiáng)調(diào)進(jìn)取性的改造社會。這與西方的社會發(fā)展觀完全不同。 宋朝的財富比當(dāng)時世界其他地區(qū)加起來還多。中國古代大部份時間都遠(yuǎn)比世界其它地區(qū)富有，

14、甚至到十九世紀(jì)工業(yè)革命已經(jīng)給西方社會帶來巨大改變的時候，中國仍然擁有占全世界近一半的財富。但就在那個時候，由于西方啟動了近代工業(yè)，軍事技術(shù)的領(lǐng)先終于迫使中國反思自己為之自豪了數(shù)千年的文化和智慧，在無奈中痛苦地接受了西方激進(jìn)的社會發(fā)展道路。二十世紀(jì)的技術(shù)水準(zhǔn)超越了以往任何時代，然而這并沒有給人類帶來福份。相反，二十世紀(jì)是個災(zāi)難的世紀(jì)。兩次世界大戰(zhàn)、共產(chǎn)主義運(yùn)動、經(jīng)濟(jì)危機(jī)、生態(tài)危機(jī)嚴(yán)格的講，都是激進(jìn)的社會觀造成的。經(jīng)歷了這一切后，西方開始成熟了，尤其是二十世紀(jì)中葉后，西方人漸漸放棄了與自然對立的發(fā)展觀。比如開始注重環(huán)境保護(hù)，認(rèn)識到所謂的社會從低到高發(fā)展并不能持久；也有不少人認(rèn)為如果人類這樣下去，將

15、重蹈諸多史前文明覆滅之覆轍還有許多西方人，包括一些科學(xué)家，希望從古老的東方智慧中尋找答案。但是緣于文化的差異，很難理解中國傳統(tǒng)智慧的真諦。反觀中國，一百多年來學(xué)西方，至今學(xué)的四不像。而最可惜的是，由于長期對傳統(tǒng)文化的否定，今天能領(lǐng)悟傳統(tǒng)文化精華的已經(jīng)很少。上天或許曾經(jīng)賦予中國文化這樣的機(jī)緣，在西方文明所主導(dǎo)的發(fā)展道路走向沒落時，引領(lǐng)人類回歸。而中國人卻因?yàn)樽约阂粫r的自卑而造成了遺憾。在今天，或者在不久的將來，當(dāng)西方也在無奈中，舉目遙望東方以求出路的時候，我們能為世界貢獻(xiàn)什么呢？ 能源危機(jī)的警鐘已經(jīng)敲響，石油經(jīng)濟(jì)時代終將過去。當(dāng)一個又一個爭議不斷的替代能源方案問世時，讓我們從具體的技術(shù)細(xì)節(jié)中跳出

16、來，想一想 =后石化燃料時代即將來臨嗎？汽車替代燃料面面觀 文 唐逸仁 天然氣管道（法新社）人類社會進(jìn)入二十一世紀(jì)后，能源供應(yīng)與環(huán)境清潔越來越受到政府、企業(yè)及普通大眾的重視。隨著汽車數(shù)量的不斷增加，汽油的消耗量在持續(xù)增長，市場上油價也在不斷地攀升。大量地進(jìn)口石油也對像美國這樣的國家安全構(gòu)成威脅。另一方面，汽油等化石燃料在使用的過程中，要產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)如COx、HC、NOx、 SOx及SP等，造成自然環(huán)境急劇破壞，特別是近年來，引起全球氣候暖化的溫室效應(yīng)，汽車石化燃料是原兇之一。為了減少對進(jìn)口石油的依賴以及加強(qiáng)美國的能源安全，美國總統(tǒng)布什在二零零七年的國情咨文中，呼吁在二零一七年把可再生和替

17、代燃料的使用量提高到每年三百五十億加侖，從而把汽油的使用量減少百分之二十。那么要達(dá)到這一目標(biāo)，增加各種替代燃料的研究、應(yīng)用勢不可少。目前較有前景的替代燃料歸納起來有天然氣、煤液化氣、生物質(zhì)燃料和氫氣等，下面就“替代燃料”做一個介紹。 液化天然氣 液化天然氣包括壓縮天然氣、液化石油氣和天然氣合成油。由于具有較低的污染排放，壓縮天然氣和液化石油氣被認(rèn)為是內(nèi)燃機(jī)（通常用汽油或柴油）的較理想代用燃料，已經(jīng)被成功地應(yīng)用于汽油機(jī)。 天然氣的主要成份是甲烷（一般為百分之八十三百分之九十九）及少量其它烴類、CO2等，具有較高的辛烷值，抗爆性能好，與汽油相比燃燒更完全。天然氣汽車可以降低百分之四十的HC排放，百

18、分之五十的CO排放，采用缸內(nèi)直噴和稀薄燃燒技術(shù)可進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)效率，符合各國有關(guān)的環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。天然氣因?yàn)槠淞己玫呐欧盘匦约柏S富的儲量而成為各種代用燃料的首選。壓縮天然氣是目前車用天然氣燃料的主要儲存方式，在汽車上使用的主要缺點(diǎn)是儲氣瓶占用體積大。液化石油氣作為車用燃料主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烴和戊烷，儲存方式是液態(tài)。其辛烷值較高，燃料費(fèi)比酒精、汽油、柴油等便宜，CO、NOx等有害排放量低于汽油排放，基本上可消除黑煙和顆粒物。壓縮天然氣（CNG） 近幾年，壓縮天然氣在很多國家已經(jīng)非常流行。天然氣一個很大的優(yōu)點(diǎn)是，它含有相對較少的碳，因此會產(chǎn)生較少的二氧化碳排放，產(chǎn)生同樣多的能量。天然氣造

19、成的二氧化碳排放是傳統(tǒng)油料少五分之一到四分之一。有的專家估計，到二零二零年，一半以上使用替代能源的車輛會使用天然氣或是天然氣的產(chǎn)物。目前，很多汽車生產(chǎn)商都能提供壓縮天然氣用的發(fā)動機(jī)。大多數(shù)都是既能用汽油又能用壓縮天然氣的。這些車有傳統(tǒng)的油箱，在車身底部則裝有壓縮天然氣罐。壓縮天然氣的優(yōu)點(diǎn)是低價格、高能量、低排放，不需要特別的基礎(chǔ)設(shè)施。而缺點(diǎn)則是很少有僅使用壓縮天然氣的車型，大多數(shù)是雙模式的車（既能用汽油又能用天然氣）。此外，提供壓縮天然氣的加油站還相對較少。液化石油氣 （LPG）液化石油氣是一種煉油過程中的副產(chǎn)品。它的缺點(diǎn)是容易爆炸，通常被禁止在隧道和居民區(qū)使用。跟其它的替代能源相比，液化石油

20、氣很難跟柴油混合使用，因?yàn)樗哪芰棵芏?、燃燒特性和防爆缸特性都跟柴油差的太遠(yuǎn)。液化石油氣在歐洲的使用在下降。在荷蘭，二零零一年時六百八十萬輛車中僅有三十六萬使用液化石油氣，因?yàn)樗目煽啃圆桓?，到二零零三年時這一數(shù)字已經(jīng)降到二十五萬。天然氣合成油 天然氣合成油的主要原料是天然氣，另外加一種叫Naphtha的添加劑。它可以和柴油混合，提高燃燒的性能。殼牌石油公司在這項(xiàng)技術(shù)上居于領(lǐng)先地位，它正在卡塔爾（Qatar）建設(shè)一間大的工廠。天然氣合成油的巨大優(yōu)勢在于：天然氣的儲備非常豐富，開采成本也較低，天然氣合成油生產(chǎn)的成本比其它的替代能源要低，并且它的運(yùn)輸不需要新的基礎(chǔ)設(shè)施，不需要在汽車上做任何改動。因

21、而總的來說，從經(jīng)濟(jì)的角度來看，在近期，天然氣合成油的前景最好，但是目前還只有殼牌能夠大量的生產(chǎn)。天然氣合成油的優(yōu)點(diǎn)：清潔、效率高、來源豐富。缺點(diǎn)：仍在試生產(chǎn)階段，成本高。目前燃用液化石油氣和天然氣的燃?xì)馄嚰夹g(shù)已比較成熟，實(shí)際應(yīng)用較多。全世界已有四十多個國家在實(shí)施以氣代油的戰(zhàn)略計劃，燃?xì)馄嚳偭吭谖灏偃f輛以上，約占全球汽車總保有量的百分之零點(diǎn)七左右，占替代燃料汽車總量的百分之八十以上。其中液化石油氣汽車約四百萬輛以上，壓縮天然氣汽車約一百萬輛。煤基液體燃料 通過煤液化合成油是實(shí)現(xiàn)替代燃料的現(xiàn)實(shí)途徑之一，“煤變油”稱為煤基液體燃料合成技術(shù)，分為直接和間接液化兩種方式。直接液化是指在高溫、高壓條件

22、下，加氫使煤中有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)化為液體燃料，再提質(zhì)加工為汽油、柴油和航空燃料；間接液化是將煤汽化制成合成氣，合成氣再催化合成汽柴油。 由于直接液化的操作條件苛刻，對煤炭的種類依賴性強(qiáng)，目前適合于工業(yè)化生產(chǎn)的“煤變油”都是間接液化的。具體方法是通過高溫、高壓的辦法變成富含各烴類的氣體，再把這些氣體提純并經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后生成油品和其它化工產(chǎn)品。資料顯示，目前世界上可以通過“煤變油”技術(shù)合成高品質(zhì)柴油的只有南非等少數(shù)國家。 煤直接液化是將煤在高溫高壓條件下，通過催化加氫直接液化合成液態(tài)烴類化合物，再精制后制取汽油、柴油。國際上有德國的IGOR工藝，日本的 NEDOL工藝以及美國的H-Coal工藝。上

23、世紀(jì)三四十年代，德國首先實(shí)現(xiàn)煤炭直接液化的工業(yè)化生產(chǎn)，以褐煤、煙煤為原料的油品生產(chǎn)總能力達(dá)到一年四百二十三萬噸。 兩次世界石油危機(jī)后，美、德、日等國家開發(fā)了煤直接液化新工藝，新工藝的反應(yīng)條件相對溫和，工藝和技術(shù)路線更趨合理，有的已完成建設(shè)商業(yè)化工廠的研究和初步設(shè)計，技術(shù)上具備了建廠條件。 煤間接液化是將煤先氣化生成合成氣，再通過費(fèi)托（F-T）合成轉(zhuǎn)化為烴類化合物。其反應(yīng)條件比直接液化溫和（三五兆帕，二百三百攝氏度），油品質(zhì)量優(yōu)于直接液化產(chǎn)品，也可直接與當(dāng)前石油路線的輸配系統(tǒng)配套。但投資也大（每噸油一萬美元），耗煤多（每噸油耗煤四點(diǎn)五五點(diǎn)五噸），另外放出大量水和熱，合成氣分子利用率低、能效偏低。

24、此技術(shù)在南非、馬來西亞、新西蘭已經(jīng)商業(yè)化。南非薩索爾（SASOL）公司是目前全世界唯一的煤炭間接液化商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，年消耗煤炭約四千五百萬噸，合成產(chǎn)品七百五十萬噸，提供國內(nèi)約百分之三十的油品需求。美國二零零四年開工建設(shè)規(guī)模為每日五千噸油的煤炭間接液化示范廠，預(yù)計二零零七年投產(chǎn)。 在過去二十年間，原油價格每桶平均是二十五美元，使每桶價格高達(dá)四十五美元的液態(tài)煤顯得一點(diǎn)也不經(jīng)濟(jì)。但到二零零三年后，油價屢屢上揚(yáng)，最近兩年更是經(jīng)常超過七十美元，再加上全球溫室效應(yīng)又是現(xiàn)在最受到重視的議題，液態(tài)煤重新被打造為想要確保能源安全、減緩全球暖化的最佳選擇。 德國的煤碳火電廠（Getty Images）生物質(zhì)燃料

25、生物燃料也是目前研發(fā)的熱點(diǎn)之一。生物燃料包括所有從生物材料，如玉米、木頭、稻稈或麥桿等，通過生物發(fā)酵等方法提取的能源形式。目前，已研制成功并投入使用的植物油燃料有菜籽油、棉籽油、棕櫚油、豆油、甲醇酯混合油等。生物柴油 將植物油和動物脂肪與酒精反應(yīng)，脫去甘油三酸脂轉(zhuǎn)變成甲酯或乙基酯之后就可以在柴油機(jī)上使用，這些酯類物被稱“生物柴油”。生物柴油中的富氧可以加快燃燒速度，減少CO、HC和微粒排放。一般的酯化燃料十六烷值較高，燃料的性質(zhì)與輕柴油接近，但發(fā)動機(jī)噴油系統(tǒng)金屬會受到甲酯的腐蝕。這種代用燃料大大減少尾氣排放，但內(nèi)含能量有點(diǎn)兒低，可能車子跑起來不那么快。生物柴油可以在柴油機(jī)車上使用，但不能用于一

26、般的汽油機(jī)車。 不過要小心的是，目前大多數(shù)這類汽車的唯一問題在于，不是到處都能買到生物柴油燃料，因此您也許開車出去，卻困在某個地方！ 乙醇 酒精包括甲醇和乙醇。乙醇通常由玉米或生物物料（如農(nóng)產(chǎn)品廢料）制成。甲醇可由各種各樣的植物，譬如木頭、或煤炭中提取制作。不過今天大多數(shù)甲醇由天然氣制成，因?yàn)樗闹谱鞒杀靖阋恕＞凭剂媳绕途哂懈蟮膭恿?，但較少的能量。這意味著，它將使您的汽車跑得更快，但每加侖行駛較少的英哩數(shù)。大多數(shù)在美國使用的乙醇是通過玉米發(fā)酵工藝制作的。有些公司用廢木片制做乙醇，但技術(shù)仍不完善。目前由于尚無法通過管道設(shè)施來輸送乙醇，故多數(shù)需要通過鐵路或卡車運(yùn)輸，這樣無形中增加了乙醇的費(fèi)

27、用。預(yù)計隨著將來使用人數(shù)的增加和基礎(chǔ)設(shè)施的完善，乙醇的費(fèi)用還有下降的空間。在生物燃料中，乙醇應(yīng)該算是推廣得比較好的替代能源之一。E85是一種含百分之八十五的乙醇和百分之十五汽油的混合燃料。目前總部位于底特律的三大美國汽車公司，通用、福特和克萊斯勒，均積極推動E85的使用，他們已經(jīng)投入生產(chǎn)幾百萬輛“復(fù)合燃料”（Flex-Fuel）汽車，這種車能使用E85或汽油行駛。E85支持者發(fā)現(xiàn)，由玉米和其它蔬菜作物制作的乙醇，可作為減少石油進(jìn)口的一個快捷方式。聯(lián)邦政府已正式提出使用乙醇的政策，生產(chǎn)每加侖乙醇可得到五十一美分的聯(lián)邦補(bǔ)貼。不過使用農(nóng)作物生產(chǎn)乙醇的做法也有其劣勢，比如批評人士指責(zé)E85是在和人類爭

28、口糧，它使食物價格上漲。另一方面，目前銷售E85的加油站數(shù)目少得可憐，在十七萬個美國加油站中，只有一千一百個銷售E85。雖然這個情形隨著乙醇政策的深入推進(jìn)也許會有改善，但當(dāng)下對廣大公眾接受E85形成重大阻礙。因此，到目前為止，石油公司在促銷E85上只是勉強(qiáng)而為。此外，有關(guān)乙醇對汽車保修的影響問題也已浮出水面，還有保險公司對使用E85的汽車的保險條款將會做哪些變動尚待觀察?；谏鲜鲈颍M(fèi)者還沒有明確表示出對某種替代燃料的熱忱，所以美國國內(nèi)和外國的汽車制造商也都不敢把雞蛋放在一個籃子中，紛紛做了幾手打算。 氫燃料 氫燃料電池要走上商業(yè)化道路，更大的阻礙是高昂的成本問題。從減少二氧化碳等溫室氣體

29、方面來看，氫燃料驅(qū)動汽車比其它的石油替代方法更有優(yōu)勢。 用氫作燃料的燃料電池 現(xiàn)在普遍認(rèn)同的一個觀點(diǎn)是，燃料電池發(fā)動機(jī)是內(nèi)燃機(jī)最好的替代技術(shù)，這可能代表了汽車未來的發(fā)展方向。燃料電池汽車一般采用氫氣作為燃料，利用氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能作動力。與汽油車相比，燃料電池能夠節(jié)省百分之五十的能源，且可以不消耗石油，也不排放二氧化碳等有害氣體。因此國際汽車界普遍認(rèn)為燃料電池汽車是節(jié)能環(huán)保汽車的最終解決方案。不過應(yīng)當(dāng)指出的是，氫燃料無污染是指氫的燃燒過程不產(chǎn)生有害氣體，但是氫的制備過程就不同了。目前氫氣生產(chǎn)主要是蒸氣重組法和電解水：前者主要原料為天然氣；后者要使用電力和純水。此外，目前燃料電池汽車還

30、處于研發(fā)和運(yùn)行試驗(yàn)階段，技術(shù)尚未完全成熟，特別是車上氫氣的儲存問題，現(xiàn)有技術(shù)還不能滿足汽車的運(yùn)行，加上價格過于昂貴，配套設(shè)施投入巨大，雖然燃料電池汽車幾年前就在世界上許多國家投入試運(yùn)行，但大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營還得十年以后。然而，氫燃料電池要走上商業(yè)化道路，更大的阻礙是高昂的成本問題。目前制造一輛燃料電池車的花費(fèi)大約是普通汽車成本的一百倍左右，只有那些為批量上市而生產(chǎn)的車型才能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但其成本仍然是普通汽車成本的十倍。氫氣內(nèi)燃機(jī) 二零零七年底特律車展上的寶馬氫氣動力車。（Getty Images）氫氣內(nèi)燃機(jī)汽車無CO、CO2和HC排放，僅排放微量的NOx（為汽油的十分之一），并可再用微量鉑族催化

31、劑凈化。功率用增壓補(bǔ)償（福特U型氫內(nèi)燃機(jī)汽車）。制氫可有三種辦法：風(fēng)力發(fā)電電解水制氫；天然氣重整制氫；煤氣化制氫。成本和供應(yīng)設(shè)施與燃料電池相同，目前世界上僅美國加州、德國慕尼黑有加氣站。氫氣汽車中長期可能大量發(fā)展，日本有專家認(rèn)為可能會先于燃料電池汽車進(jìn)入市場。氫動力汽車在短期內(nèi)還不能普及的最主要問題是，迄今為止還沒有一種技術(shù)可以將氫氣有效地儲存于汽車上，使得氫動力汽車加一次氫能行使五百公里，儲氫技術(shù)的研究不僅是美國能源部，也是世界上許多政府、各大公司的焦點(diǎn)。當(dāng)然，氫氣加氣站、輸氫管道（要求比石油高的多）的建設(shè)也不是短期內(nèi)能解決的。另一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)就是在安全方面。由于氫氣無色無味，其火焰近乎無色，

32、如何在車輛中安全地儲存、如何到類似加油站的地點(diǎn)補(bǔ)充氫氣等都是問題。這些問題有待于相應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展來解決。替代燃料種類不少，除了以上介紹的之外，還有二甲醚、甲醇汽油等，但各自也都有許多技術(shù)或經(jīng)濟(jì)上的問題需要研究、解決。因此汽車燃料短期內(nèi)主要還得依靠汽油。當(dāng)然，今后替代燃料驅(qū)動的汽車比例會不斷提高。 =酒精燃料對全球食品供應(yīng)的影響 新聞提示：在國際原油大幅漲價，能源危機(jī)重現(xiàn)端倪的今天，以汽油為“食物”的汽車首當(dāng)其沖受到影響。面對全球范圍的能源短缺前景，石油競爭進(jìn)入白熱化，開發(fā)替代能源刻不容緩，所以許多國家，如美國、中國、日本、巴西、韓國、澳洲和加拿大等，都在未雨綢繆，試行各種新能源替代方案，比如對

33、風(fēng)能、生物能、太陽能等清潔能源的開發(fā)利用，其中以酒精（乙醇）燃料的開發(fā)最為引人注目，影響也最大。 文 楊偉華（本文作者現(xiàn)任美國阿拉巴馬農(nóng)工大學(xué)食品和動物科學(xué)系副教授） 波士頓一處乙醇生產(chǎn)工廠。（Getty Images)在美國，酒精燃料已經(jīng)成為政府試圖解決能源短缺的主要策略。布什總統(tǒng)在國會的國情咨文中宣稱，到二零一七年美國將生產(chǎn)三百五十億加侖的替代燃料，其中包括以谷物和纖維為原料制造的乙醇。在南美洲的巴西，乙醇燃料從一九三零年代開始就已成為該國解決能源匱乏問題的砝碼。巴西政府一直不遺余力提倡將甘蔗轉(zhuǎn)化為乙醇燃料的技術(shù)，目前巴西已有三分之二的甘蔗用于生產(chǎn)酒精能源。在七十年代石油危機(jī)之后，巴西政府

34、規(guī)定汽油摻和酒精的比例高達(dá)百分之二十五，創(chuàng)下世界各國汽油添加酒精比例的最高紀(jì)錄。在中國，持續(xù)膨脹的經(jīng)濟(jì)規(guī)模、落后的能源利用率和重多的人口加在一起，造成能源供需失衡。官方也不得不開始考慮替代能源的開發(fā)，乙醇燃料是其中之一。盡管酒精的生產(chǎn)可以幫助包括美國在內(nèi)的許多國家減少對石油的依賴，但是隨著越來越多玉米用于乙醇生產(chǎn)，玉米用于食品加工的數(shù)量就會減少，這會連帶產(chǎn)生一系列出人意料的問題。玉米是美國農(nóng)業(yè)中的重要作物，它是早餐和烘焙食品的主要原料。從玉米中提煉的糖漿則用于生產(chǎn)如糖果、薯片和軟飲料等居家食品。更重要的是，玉米是牛、豬、和家禽等人類食物的主要飼料來源。 最近愛荷華州立大學(xué)（Iowa State

35、 University）的農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村發(fā)展中心（Center for Agricultural and Rural Development）所作的研究顯示，到二零一二年，美國乙醇生產(chǎn)將用去一半以上的美國玉米、小麥和粗糧，導(dǎo)致食品緊缺和價格上漲。根據(jù)這項(xiàng)研究估計，目前乙醇生產(chǎn)已經(jīng)使得食品價格升高，相當(dāng)于每人每年增加了四十七美元的消費(fèi)支出。種植更多玉米是一個解決方法，但是這么做意味著其它常用制造食品的作物，如黃豆和小麥等的種植就會減少。開墾土地可以種植更多玉米，但這可能導(dǎo)致水土流失和影響野生動物的生態(tài)環(huán)境。根據(jù)二零零六年十二月國際食品政策研究院（International Food Policy R

36、esearch Institute）的報告，要為全人類所有汽車生產(chǎn)足夠的酒精燃料，則需要現(xiàn)在所種植玉米的五倍或現(xiàn)在所種植甘蔗的十五倍。那么，人類是否能承擔(dān)得起這樣的重負(fù)？由于酒精燃料的生產(chǎn)是把腦筋動到人類賴以生存的糧食之上，比如玉米，那么問題就會變得敏感和嚴(yán)重。換句話說，當(dāng)酒精燃料的生產(chǎn)成為各國能源政策時，汽車的“食物”和人類的食物成為一致，那么汽車是否會和人類爭奪“口糧”就是一個不得不令人類關(guān)注的問題，因?yàn)樗P(guān)系到人類本身的生存和發(fā)展。本文將從酒精燃料對全球食品供應(yīng)、食品價格、全球反饑餓努力和倫理道德等層面的影響進(jìn)行審慎的分析，筆者不反對酒精燃料政策，只是想為人們提供一個更為廣闊的視野，來審

37、視這個與人類本身生存和福祉息息相關(guān)的事件。酒精燃料造成全球食品價格上漲 在美國，谷物尤其是玉米，由于被用于乙醇制造的份額逐漸增加，使得全球食品價格上漲。地球政策研究院（Earth Policy Institute）今年三月的報告顯示，玉米價格在二零零六年翻了一番，小麥期貨價格達(dá)到十年新高，稻米價格也同樣上漲。此外，黃豆期貨價格上升百分之五十。彭博新聞社的一份分析報告指“玉米用于生產(chǎn)乙醇的數(shù)量急劇上升，正在全球食物鏈造成人們不愿看到的后果。” 首當(dāng)其沖受到食品漲價影響的國家，是那些以玉米為主食的國家，比如墨西哥，它是全球二十多個以玉米為主食的國家之一，其玉米餅（Tortilla）的價格上升了百分

38、之六十。最近已有七萬五千名憤怒的墨西哥人成群結(jié)隊(duì)地上街抗議，迫使政府不得不對玉米餅價格實(shí)行控制。 一名墨西哥人抗議玉米漲價。玉米在墨西哥是主要食物。食品價格也在中國、印度和美國都有所上升，其中以中國升幅最大。這三個國家的人口占世界的百分之四十。在包括中國和美國在內(nèi)的一些國家，玉米的直接消費(fèi)（口糧）相對較少，其主要用途在于用于生產(chǎn)肉類、禽蛋和牛奶，因此也會非直接影響食物來源。比如谷物和黃豆價格的升漲，使得中國的肉蛋價格也隨之上升。今年頭幾個月，中國豬肉價格已經(jīng)比去年同期上升百分之二十，雞蛋價格上升百分之十六，牛肉上升百分之六。據(jù)媒體的最新報導(dǎo)，七月二日廣州豬肉批發(fā)價上漲至一市斤八元四分，上肉零售

39、價也漲至一市斤十一元，雙雙創(chuàng)下廣州豬肉批零價歷史新高。而北京市豬肉批發(fā)價格亦再創(chuàng)新高，漲至每公斤十七元。分析人士稱，在短期內(nèi)豬肉價也不會有較大回落。在印度，二零零七年一月的綜合食品價格指數(shù)也比去年同期高出百分之十。在以小麥為主食的印度北部，小麥價格升漲了百分之十一，已經(jīng)超出了小麥全球市場的平均價格。在美國，美國農(nóng)業(yè)部預(yù)計二零零七全年的家禽批發(fā)價會比二零零六年的平均價格高出百分之十，雞蛋價格則會上升百分之二十一，牛奶上升百分之十四，而且預(yù)計價格還會持續(xù)上漲。過去食品價格的上漲通常是因?yàn)闅夂蛟?，而且總是短暫的波動，但目前的價格上漲情況有所不同。隨著越來越多的乙醇工廠的建立，全球谷物價格正在朝著它

40、們?nèi)剂蟽r值（Oil-Equivalent Value）的方向升漲，而且這種趨勢將是長期的，不是短期現(xiàn)象。 食品經(jīng)濟(jì) vs. 能源經(jīng)濟(jì) 世界糧食問題與能源問題已經(jīng)交織在一起（Getty Images）在歷史上食品和能源一直是兩個獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)層面，但它們現(xiàn)在正在合而為一。當(dāng)這兩者混合成為一個新的經(jīng)濟(jì)后，如果谷物的燃料價值超過其食物價值，整個市場將會被轉(zhuǎn)化成為能源經(jīng)濟(jì)，這時食品價格將隨燃料價格而升降。這是人類最好要避免的狀況，因?yàn)槿剂蟽r格遠(yuǎn)比食品價格更為敏感，可能遭受變動的因素太多，如天災(zāi)（干旱、洪澇等）和人禍（戰(zhàn)爭、恐怖主義、政策失當(dāng)?shù)龋?，隨之對食品價格造成的波動會很大。酒精燃料 vs. 全球食品供

41、應(yīng) 目前美國已有百分之十六的谷物用于生產(chǎn)乙醇，并且這個數(shù)字還在不斷增長之中。此外，美國還有八十個乙醇工廠正在建造之中，一旦建成，乙醇生產(chǎn)能力將至少翻番。預(yù)計在二零零八年將有近三分之一的谷物將用于酒精生產(chǎn)。由于美國是世界主要谷物出口國，數(shù)量比加拿大、澳洲和阿根廷的總和還多，所以任何對美國谷物的影響都將影響到全球食品供應(yīng)。如果大量美國谷物轉(zhuǎn)而用于制造酒精來作為汽車燃料，出口將會減少，這也即意味著世人餐桌上的面包籃很快就會變成美國的燃料箱。在過去幾十年，全球饑餓人口在逐年下降。但在一九九零年代后期，這一趨勢不再，饑餓人口轉(zhuǎn)而開始增加。聯(lián)合國目前將三十四個國家列為需要緊急食品救助的國家。這些國家中有許

42、多是屬于經(jīng)濟(jì)崩潰或趨于崩潰的國家，包括乍得（Chad）、伊拉克（Iraq）、利比里亞（Liberia）、海地（Haiti）和津巴布韋（Zimbabwe）。由于國際食品救助計劃的預(yù)算通常都是固定的，所以一旦谷物價格翻番，就意味著救濟(jì)食品的數(shù)量將減半。在中低收入的國家中，如墨西哥，人們對食品漲價的抗議，將會導(dǎo)致政治不穩(wěn)定，更有甚者可能還會導(dǎo)致國家的崩潰。在某種程度上，政治動蕩的擴(kuò)散可能會打破全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在布什總統(tǒng)訂下的到二零一七年生產(chǎn)三百五十億加侖替代燃料的目標(biāo)中，包括以谷物和纖維為原料制造的乙醇，還有液化煤氣。鑒于目前從纖維制造乙醇的技術(shù)仍有待突破，所以仍然造價高昂，而由于使用液化煤將會比使

43、用汽油排放更多的溫室氣體，使社會存在著巨大的反對液化煤氣的呼聲。所以要實(shí)現(xiàn)布什總統(tǒng)的這一目標(biāo)，未來大部份的燃料將不得不來自于谷物。這將會占用大部份美國谷物，而只留下少部份來滿足美國自己的食物需求，而留給那些一百多個需要進(jìn)口糧食國家的份額將會更少。上述的種種跡象表明，一個無形的舞臺已經(jīng)鋪就，在這個舞臺上全球八億汽車擁有者和二十億窮人競爭谷物。這個競爭局面可能導(dǎo)致一個危險后果，就是數(shù)以百萬計的處于全球經(jīng)濟(jì)底層的民眾可能因?yàn)槿找嫔叩氖称穬r格而不得不降低他們的飲食數(shù)量，甚至低于保命的最低界限，從而失去生命。二零零七年二月，世界食品計劃負(fù)責(zé)人莫里斯（James Morris）表示，現(xiàn)在每天有一萬八千名兒童因?yàn)轲囸I和營養(yǎng)不良而斃命。在全球市場轉(zhuǎn)化成為能源經(jīng)濟(jì)后，兒童饑餓的情形將會如何，前景不容樂觀。酒精燃料的倫理爭議 已有越來越多的研究證據(jù)顯示，從玉米生產(chǎn)的乙醇并不是一種理想的可再生能源。生產(chǎn)更多的乙醇意味著農(nóng)業(yè)資源的消耗。在食品供應(yīng)必須增加以滿足全球人口快速增長的要求的今天，這樣的矛盾會十分尖銳。今天，全球還有十六億或百分之三十的人口處于營養(yǎng)不足的狀態(tài)。這一數(shù)字比人類歷史上任何時期都多，并且還在增加。與此同時，人口的增長速度日益增加，全球每天都有超過二十五萬新增人口，而每個人都需要適當(dāng)?shù)氖澄飦砭S繼生命。在這樣的前提下，將人類