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什麼樣的藻類可以生產石油

發布時間: 2022-01-27 18:40:31

『壹』 請問世界上有成功運作的藻類生物柴油生產企業么

青青綠藻煉出滾滾「原油」——美國啟動「微型曼哈頓計劃」

據《科技日報》2007年2月15日報道:二次世界大戰期間,美國有個著名的、研製原子彈的「曼哈頓計劃」。如今,美國又出了個「微型曼哈頓計劃」,不過,它的宗旨不是研製原子彈,而是向藻類植物要油,以幫助美國擺脫嚴重依賴進口油的能源窘境。不僅如此,這一計劃更令人矚目的是,它重新燃起了美國新一輪的藻類生物「原油」研發熱潮。

藻類生物原油研究重受青睞

藻類是最低等、最古老的一類植物。雖說結構簡單,它卻能產出一種生物「原油」,這種生物「原油」相當於石油的原油,可用來提煉汽油、柴油、航空燃油,以及作為塑料製品和葯物的原料。同時,多數藻類植物還能製造出大量的碳水化合物等中間產品,這些產品經過發酵處理可以轉化為乙醇燃料。可以說,藻類植物與生物燃料「緣分」很多。

科學家們研究發現,從綠藻等藻類植物中提煉油還有很多優勢,不僅產油效率高,工藝簡便,而且整個產油過程非常清潔。首先,藻類植物對生長環境並不太挑剔,可以長在露天池塘里,也可以在農田的邊角地段,它不會像玉米那樣佔用農田。第二,藻類植物可通過現有煉油設備產油,這些原油可進一步提煉成各種油品。第三,據測算,每英畝藻類植物產油的數量,要比目前作為生物柴油主要來源的大豆的多得多。第四,藻類植物能捕獲電廠廢氣中的二氧化碳,有助於控制溫室氣體排放。美國聖地亞國家實驗室的生物燃料與生物能源技術專家安德魯•克瑞穆說:「藻類植物有產出大量石油的潛能。近期,我們可以利用藻類產出的生物原油替代一部分生物柴油,未來它們將可以替代更多的生物柴油。」

實際上,有關藻類作為一種生物燃料的研究已有多年。20年前,美國國家再生能源實驗室曾對此項目進行了近10年的研究,只不過當時的結論並不令人滿意。由於當時油價較低,藻類制油的成本沒有競爭力,項目也於1996年被迫停止。

不過,如今的能源環保形勢,包括居高不下的原油價格、新的技術進步,以及布希政府不斷強調可再生清潔燃料等,這些重新激起了人們開發藻類生物燃料的興趣,特別是高油價使得藻類制油的成本具有競爭力;新的基因和蛋白質技術能使人們更深入地了解藻類植物產油的機理,讓它們產出更多的「原油」。另外,藻類植物又能有效地對付二氧化碳溫室氣體。

目前,在美國一些藻類生物燃料開發公司正在展示他們這方面的新技術,與此同時,一些大型的研究項目也開始啟動,它們的近期目標是要讓藻類生物燃料在2010年能替代上百萬加侖的化石燃料。

「微型曼哈頓計劃」引領潮流

「微型曼哈頓計劃」就是上述項目中一個代表。倡導這一計劃的「點燃燃料」公司,在公司網頁上寫到:作為美國國家實驗室和科學家的聯盟,他們此項計劃的任務是實現到2010年讓藻類產油的工業化,以及未來每天生產百萬桶生物原油的目標。為此,他們將以美國能源部聖地亞國家實驗室牽頭,組織十幾家實驗室以及上百位專家參與來完成這一宏偉工程。

理論上說,如果種植2000萬至4000萬英畝的藻類,它們產生的生物原油總量可以達到目前美國原油進口數量,也就是說可以真正起到「替代進口」的作用。「點燃燃料」公司的目標就是要將這一設想變成現實。根據計劃,一部分科學家將尋找並培育符合產油率高等條件的藻類植物;一部分科學家將致力於研究如何降低藻類植物生長及其收獲成本;另一部分人則研究如何從藻類植物中提取油脂。

「微型曼哈頓計劃」的出台帶動了藻類生物燃料開發熱潮。目前,除了「點燃燃料」公司之外,科羅拉多州的「索力克」生物燃料公司也正在開發類似的藻類制油工藝。不久前,尤他州州立大學的科學家曾宣布利用一種全新技術從藻類中提取出了油,並將其轉化為生物柴油燃料,他們期望到2009年時能得到在價格上有競爭力的藻類生物柴油。該大學化學和生物化學教授斯費爾德表示:「藻類制油或許是人類在21世紀面臨的最大的科學挑戰。目前,有很多解決世界能源問題的想法,但是就是沒有一個能長期使用。」

藻類制油工業化仍需努力

不過,像製造原子彈那樣,藻類制油工業化進程也並不會一帆風順,目前仍有一些技術問題需要進一步研發,特別是在為降低生產成本方面的需要解決的難題。

科研人員面臨一個主要的技術挑戰在於:一些藻類植物能夠產出相當於其自身重量60%%的油,但這種情況只是當它處於「飢餓」狀態時,才會出現。恰恰是在這個時候,這些藻類植物又會喪失其本來吸引人的優點,如具有快速繁殖及生長的能力。研究人員希望找到控制藻類植物產油的分子開關。如果一旦發現這樣的開關,就可以生物方式干預其產油的過程,進而提高產油率,進一步降低成本。

隨著藻類植物產油生物機理的了解,研究人員又發現另一個問題,也就是如何以低成本方式在露天池塘中培育藻類。一般說來,露天養殖很容易導致其他物種入侵,因此降低藻類的產量。生物燃料公司的科技顧問委員會主席大衛•金斯伯說,他們目前正在與聖地亞國家實驗室以及國家再生能源實驗室合作,期望能為藻類植物高產創造出良好的生態環境系統,這樣系統讓其所有營養物質轉化為藻類植物易於吸收的形式,以此扼殺或阻止外來物種入侵。

同時,關於利用藻類植物收集二氧化碳技術的前途問題,綠色燃料公司最近公布的測試結果顯示,當陽光合適的話,藻類能夠吸收發電廠排出的80%%的二氧化碳,能有效地降低由化石能燃料燃燒直接排放的二氧化碳數量。不過,這一技術還有成本方面的問題。

藻類成為再生能源新突破點

目前,美國聯邦政府對藻類制油項目的興趣十分濃厚。據科學家艾瑞克•傑維斯透露,美國國家再生能源實驗室將在未來6—12月內重新啟動藻類制油研發項目。

專家們認為:布希在其國情咨文為美國設立了這樣的宏偉目標,即在2017年,生產350萬加侖的可再生燃料,替代目前20%%的汽油消耗量。這一目標對美國來說也是一大挑戰,一方面,以大豆、玉米生產乙醇燃料爭議不斷,並且已導致了這些農作物食品的價格上漲,引起了墨西哥農民的抗議;另一方面,其他生物質能,如木屑、長草和纖維素等資源雖然比較豐富,但是需要特殊的加工工藝,盡管這些能源技術已在一些小廠開始示範,但並未能證明它們能有效商業化。在這樣的情況下,美國也准備將尋找再生能源燃料的目光投向藻類植物這一新的能源突破點上。

『貳』 哪些東西可以成為石油的替代品

許多年之前,就已經有人指出:有朝一日,地球上的石油將被用盡。他們建議盡早開始尋找和研究各種替代能源來代替石油。這些建議的目的在於減少人類對石油的依賴,以避免因能源的耗盡而導致嚴重問題的產生。

有些專家開玩笑說,由於油價太高,30年後,餐館將成為大多數有車一族最愛去的地方之一了,因為在那裡做菜用的植物油也可以給汽車加油,這種做法聽起來似乎是玩笑,不過,到時這可能真是惟一的解決方法了呢。

從植物中獲取各種能源是一種非常古老的方式,它伴隨人類走過了幾十萬年。然而,現在人們用石化燃料代替了植物後,不少國家的農民就會把收割糧食後剩下的秸稈燒掉。但這是很可惜的,因為這不但會浪費能源,還會增加大氣中二氧化碳的排放量,污染環境。現在,不少國家已經意識到了這點,重新開始把利用植物能源作為今後的發展方向。

幾十年以後,當玉米油、大豆油代替石油,成為人們生活中不可缺少的一部分後,那時農民們將成為富有的「油類大亨」。也許他們現在還沒有意識到這一點,但以後這將成為現實。

目前生物燃料的研究焦點還集中在乙醇上,乙醇是我們日常所喝的酒的主要成份,所以又叫酒精。但這並不是惟一的出路,也不是最好的出路。乙醇是通過植物發酵獲得的,雖然它可以作為一種很不錯的燃料,但它也有許多不足之處,比如它不像汽油那樣具有爆炸性,而且它會吸收水分,容易引起氧化、生銹和腐蝕。假如經常用它來代替汽油使用,可能有天汽車會突然起火、油箱里長滿鐵銹,或者等著車被慢慢地腐蝕掉。

與酒精相比,植物油更是隨處都可以見到和找到,是汽油的一種更為適合的替代品,因為它和汽油的化學組成結構一樣,其分子都是由烴鏈構成的。一般汽油分子由7至10個烴鏈組成,烴鏈越短,爆炸性越強,其所能提供的能量也就越強。而植物油分子則一般由14至18個烴鏈組成。烴鏈太長是植物油取代汽油的一個不足之處,但通過一定的方式縮短植物油的烴鏈是有可能的。而且由於柴油分子是由15個烴鏈組成的,與植物油分子相似,所以,植物油的應用可以先從生物柴油入手。

植物在地球上的儲存量高達2億億噸,而且每年以1640億噸的再生速度更新。就中國這樣一個農業大國而言,年平均農業秸稈類物質就超過7億噸。如果能通過生物技術,有效地將其轉化為生物產品或生物能源,將大大促進中國農產品深加工業及農業產業化進程,使千千萬萬農民受益。

除了上面說的用植物油替代石油外,美國一個名叫卡爾文的科學家在巴西發現了一種神奇的橡膠樹,只要在這棵樹的樹幹上鑽個小洞,就可收獲到大量的「柴油」,因而又稱之為「柴油樹」;澳大利亞有一種「古巴樹」,從每棵樹上每年可獲得約25升燃料油,並且這種油可以直接用在柴油機上而不需特別加工;美洲香槐草是產於美國的一種雜草,它生長在乾旱和半乾旱地區,從它體內,每公頃土地可以收獲約1600升燃料油。

還有一些藻類現在也是產油熱點。這些「油藻」生長繁殖迅速,生存環境范圍大,燃料油產量也很高。例如:在淡水中生存的一種叢粒藻,它們簡直就是一台產油機,能夠直接排出液態燃油。另外一些目前尚未發現有明顯經濟價值的藻類,我們也可以用它們來做沼氣原料,而那些含糖量大的藻類則可以用來生產醇類作為燃料。

總之,通過生物途徑生產燃油,不但是擴大生物資源利用的一條最經濟的途徑,對需要大量進口石油的國家也具有重要戰略意義。潔凈的新能源——生物汽油,對越來越注重保護生態環境的21世紀來說,實在是一劑「良葯」!

『叄』 如何從藻類提取生物燃料

藻類由於能自行再生,是采攫太陽能的一種很有吸引力的方法,它們可以生長在無利於生產糧食的地方,不需要清水甚至淡水.此外,與玉米或棕櫚油之類的傳統生物燃料作物相比,它們所需的空間遠遠要少得多.在有水的環境中,藻類吸收二氧化碳及陽光,產生一種油料,其分子結構與我們現在生產的石油產品類似,這意味著有可能利用現有的煉油廠將它轉化成汽油和柴油,通過現有的管道進行運輸,然後通過現有的加油站賣給消費者.文特爾表示,那裡將測試培育及優化藻類的各種不同技術.這些技術包括開放式池塘養殖藻類,以及將藻類培植在密封管中的生物反應器技術.「我們將嘗試這些不同的方法...用新發現的天然藻類測試出最佳可行的方法,以用於規模化生產模式中.」
文特爾花了數年時間,在全世界各個海洋用拖網捕撈各種浮游生物,以尋找在某種方式上可降低全球碳排放量的環保型微生物.他的發現包括那些可以把二氧化碳變成甲烷的生物體,這種生物體可以將電站排放的燃料廢氣製成燃料;以及另外一種能將煤變成天然氣的生物體,這有助於加快某種自然進程,同時減少提取礦物燃料所需的能源以及燃燒時所造成的污染量.

『肆』 藻類怎樣回收石油

令人驚異的是藻類還能回收石油。「紅巨藻」(紫球藻屬)能以相當其生物量生產速度的50%的速率合成分泌出一種磺化多糖。這種多糖的粘度和催化作用與角叉藻聚糖類似,可用於從地下的沙質形成物中回收石油。用其回收石油的數量等於或高於用商品聚合物得到的數量。

『伍』 藻類植物產油

從植物中提煉石油最讓人鼓舞的前景之一來自對藻類的研究和開發,因為它們生長迅速,產量也高。如在淡水中生存的一種叢粒藻,它們簡直就是產油機,能夠直接排出液態燃油。在美國西海岸附近的海域中,生長著一種巨型海藻,一晝夜可長60厘米,其含油量很高。
日本的一個科研小組宣布,他們成功地從一種淡水藻類中提出取出了石油。這種藻類石油生成能力遠遠超過預想的程度。

『陸』 為什麼用海藻也能提取石油

微藻作為一種綠色植物它能夠吸收掉空氣中的二氧化碳,隨後還能通過自身的化學反應來轉變成一種脂類的有機物。隨後科學家們就可以通過這類含有脂類的藻類來提取石油!

世界能源主要來自石油,每年世界需要13太瓦的能源。而到2050年可能達到26太瓦。石油燃料昂貴,不可再生且產生溫室效應。世界銀行的經濟學家NicholasStem說:「溫度變化是世界經濟面臨的最大問題。」

Seefeldt和數位USU教授組成了一個小組,主要致力於利用農業廢物或陽光等發展新的能源技術。美國Utah州通過Utah科學技術研究部門給予這一研究計劃為期5年,總共6百萬美元的資助。研究組目前已經開展了數項和工業界的合作關系,並且有一項專利已經通過,此外還有4項在審批中。Seefeidt最後說:「USU希望為解決世界能源問題作出努力。」

『柒』 海藻怎樣變成石油

海藻在太陽光照下吸收二氧化碳,然後在細胞內生成油脂。經過遺傳基因改良過的單細胞海藻在池塘中只需五天就可收獲。

把海藻從水中撈出,經過一種熱化學工藝的「濕性提取法」處理後,油脂便從海藻中分離出來了。

『捌』 石油是怎麼來的,它在地下多深的地方呀

生成石油的基礎條件是沉積物中存在大量的有機物,有了豐富的有機質沉積,還是不能生成石油,還必須具備缺氧環境、溫度、壓力、時間、催化劑等因素。

缺氧環境就是沒有氧氣或者氧氣少的環境,如果有氧氣存在,有機物就會被氧化生成二氧化碳和水。溫度也是有機質向石油轉化的重要條件,達到一定溫度,有機質才能大量向石油轉化,有機質生成石油的速度很慢,所需的時間以百萬年計,一般來說,溫度越高,有機質轉化成石油所需的時間越短。

地層的溫度與地層深度有關系,地層越深則離地核越近,溫度越高,利於有機質在一定的溫度下生油,這也可以說是在一定的深度下利於生油。地層的深度越深,不光溫度升高,而且壓力增大,對生成石油也有利。

細菌和粘土岩中的粘土礦物是加速有機質生成石油的催化劑,含有這種粘土礦物的地層也有利於石油的生成。

(8)什麼樣的藻類可以生產石油擴展閱讀

1、石油的化學成分是短鏈烷烴、環烷烴和芳香烴的混合物,比如甲烷、丙烷、乙烷。石油是現代工業應用中最重要的資源,通途多種多樣。

2、石油溶劑用於香精、油脂、試劑、橡膠加工、塗料工業做溶劑,或清洗儀器、儀表、機械零件。

『玖』 藻類是怎麼樣即發電又吃油的呢

人們常常在潮濕的地表上看到泛起的藍綠色、滑膩膩的「地皮」,這些東西的學名就叫「藍藻」,有人也叫它「藍細菌」、「藍綠藻」、「粘藻」。這種藻類是地球最古老的生物,遠在30億年前的遠古時代,地球剛剛誕生17億年左右時,它就誕生了,據說生物界那時只有這類藍藻。它在極為險惡的環境下,潛伏在水層里,依靠它所含有的葉綠素和藻藍素成功地利用透射和散射的太陽光進行光合作用,成功地把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成碳水化物〔(CH2O)n〕。光合作用是太陽能的生物轉換過程。這一過程合成的碳水化合物便是太陽能的化身。藍藻可以說是世界上最早的太陽能收集器、貯存器。它的出現意味著地球上以太陽能為動力的生命形式由低級走向高級,從簡單走向復雜的開始。藍藻是一個龐大的生物家庭。目前,已發現的藍藻有2000多種,分隸於140屬20科。

藍藻與其他光合細菌最大的區別是,其他光合細菌在光合過程中不會放出氧氣,而藍藻卻能源源不斷地往空中輸送氧氣。經過長期不斷地施放氧氣,終於改變了大氣的組成,進而在高空形成臭氧層,擋住了紫外線,為以後的需氧生物提供了有利的生存環境,並為海洋生物登陸提供了條件。因此,人們把藍藻看成是植物界的先驅,進化長河的源流,地球上最早的拓荒者。

藍藻還能把大氣中的游離氮(N2)同氫(H)合成氨(NH3),這就是藍藻所進行的固氮作用。能進行固氮的藍藻大多分化為兩種細胞:營養細胞和異形胞。在光合過程中,營養細胞能製糖和發電,而異形胞在特定條件下,能催化放出理想的燃料——氫來。

這樣說來,藍藻是一種既能光合(發電、放氧、製糖),又能固氮(合成氨),還能放氫的「綜合工廠」,這不僅是植物界絕無僅有的,就是人類社會上也無法與之比擬。可見,藍藻是一種貢獻獨特的微生物了。

人類認識和利用藍藻的歷史並不長。1889年首先由弗蘭克發現藍藻能固氮,但當時未能確證,直到1928年才為德雷韋斯所證實。20世紀40年代藍藻開始在稻田裡使用,它生長過程中分泌出的氮化合物和激素物質能大大幫助水稻生長,稻田養藻,水稻一般能增產10%。

更令人感到驚異的是藍藻竟能發電!揭開藍藻光合、固氮、放氫的秘密,將使人們可以用太陽能為動力,以水、二氧化碳和氮氣為原料,定向地進行發電,合成食物,生產氮肥,製造氫氣。近年來,國外已經開始用藍藻進行發電試驗取得成功。科學家們對利用藍藻制氫也極感興趣。

作為生物質能源,水生植物的使用,除藍藻外,其他許多藻類也具有很大潛力。專家們在進行海藻種植研究中發現,藻類生物質可厭氧發酵成甲醇,其轉化率可達50%~70%,因此證明,通過藻類可將太陽能轉化成化學能(甲醇)。還有人在將海藻研碎後進行發酵過程中發現,這些藻類能釋放出大量近似甲烷的可燃性氣體。據估算,一公頃海藻,一年內可排出4萬立方米的可燃性氣體。還有一種海藻,它能在高鹽鹼的水中產生大量有價值的烴類(其中也含有甘油)。小球藻也能提供大量熱能,每克可提供22千焦耳的能量。水風信子是沼氣發酵的極好原料,它繁殖速度極快,一株水風信子經過3個月後可產生248181個後代。

令人更為驚異的是藻類還能回收石油。「紅巨藻」(紫球藻屬)能以相當其生物量生產速度的50%的速率合成分泌出一種磺化多糖。這種多糖的粘度和催化作用與角叉藻聚糖類似,可用於從地下的沙質形成物中回收石油。用其回收石油的數量等於或高於用商品聚合物得到的數量。

無獨有偶。同屬微生物的一種細菌也能分解原油。據報道,1991年由日本大阪大學的今中忠行教授首次發現了在無氧環境中可以分解原油的細菌。據說,在日本靜岡縣中部山區,有一股自戰前就一直向外涌流的原油,使周圍環境受到嚴重污染。經對油流周圍的土質勘察分析後找到一種以原油為食的新菌種。它與目前所掌握的分解原油的細菌同屬假單胞菌,其棒狀體形直徑0.5微米,長1.2~1.5微米。科學家認為,迄今一直難以處理的沉積海底的原油,因這一新菌種的發現將可得到解決。更重要的是,如果用二氧化碳和氫就可以培養這一新的細菌,那麼合成接近原油成分的碳氫化合物就將成為可能。

『拾』 煤能生成石油嗎

煤炭,是人們最熟悉和最「親切」的能源,從極普通的鄉村小灶到大型供熱系統,都能見到它的身影。煤炭在我國的能源結構中佔到了70%以上,充當極為重要的「角色」。在世界能源市場上,煤炭所佔的比例也相當大。
煤在能源結構中佔有如此「顯赫」的地位,應該會受到人們的喜愛吧。可是,長期以來,石油勘探人員卻對在油氣勘探中遇到的煤層或含煤地層感到十分惱火。這是因為在很長一段時間里,人們一直認為煤與石油是一對相互對立的「冤家」,即成煤環境下不適於生成石油。於是,石油勘探工作者一旦證實自己正在從事勘探的沉積盆地是一個含煤盆地,或者某一個勘探層系屬於含煤層系的時候,勘探石油的工作往往不是被終止就是放緩了勘探的速度。
其實,在中外大量的文獻中,都曾記載過在開採煤的過程中發現少量石油的消息。但這些現象並未引起石油地質界的重視。含煤盆地或含煤地層與石油無緣的觀念束縛了幾代石油地質工作者的思想。
人們對自然界的認識是無止境的。20世紀60—80年代,經過幾代石油與地礦工作者的努力,終於在澳大利亞、紐西蘭、加拿大、印度尼西亞等國家相繼發現了典型的由煤層或含煤地層形成的油田。
煤為什麼可以形成石油而以前又不為石油地質學家所重視呢?從理論上講,石油主要由水中低等生物(包括浮游植物(藻類)和浮游動物)經過地球化學、生物化學、熱變質等作用後形成的;煤炭則主要是由陸生高等植物經過煤化作用形成的。從本質上講,兩者的「母質」都是生物有機質,可以稱為「同源」。那麼,煤與石油之間會有什麼關系嗎?
在顯微鏡下,可以識別出煤中三大類基本有機成分:鏡質組(主要源於植物的木質素和纖維素)、隋質組(植物組織經過絲碳化作用形成的富碳成分)和殼質組(植物的孢子、花粉、角質層、木栓質體、基質鏡質體等構成的富氫成分)。其中,鏡質組和殼質組是生成石油的主要物質。
科技人員經過模擬試驗發現,主要存在於樹皮之中的高等植物的木栓質體和主要由高等植物的木質纖維組織形成的腐殖質,在溫度和壓力尚不太高的條件(石油地質學上稱之為「低熟階段」)下,便可以形成石油和天然氣,這是地層中主要的產油氣階段。而存在於煤中的一些組分則要在溫度和壓力進一步增加的條件下才可能生成石油。在熒光顯微鏡下觀察,煤確實形成了石油,在煤塊內部的裂紋和孔孔洞洞中,可以看到許多發出強烈熒光的物質,這是煤在排出輕質組分液態烴以後殘留下的重質瀝青。這種現象證明煤不僅生成了石油,而且還排出了煤層之外。多年的石油地質學與煤岩學研究表明,如果煤中的木栓質體含量達3%以上,就可以成為具有生油能力的油源岩。
由於煤生成的石油的物理和地球化學特徵十分明顯,所以很容易被識別。煤生成石油以後,重質部分往往會因煤中孔孔洞洞所產生的強大吸附力而被滯存在煤內,輕質部分則相對較容易被排出,所以由煤或含煤地層所形成的石油大多是高品位的輕質油。
然而,由於煤的吸附性較強,而且煤中大量存在微孔隙,使得煤中生成的石油比在岩石中生成的石油更難排出,這也是在全世界范圍內有難以計數的煤礦,但卻較少有煤成油田的主要原因之一。
我國的煤炭貯藏量極為豐富,多年來的煤產量一直居世界首位。據不完全統計,我國石炭—二疊系、侏羅系和古近—新近系三大主要產煤地層的分布面積占我國陸地面積的1/8。近年來,在新疆吐魯番—哈密盆地找到的新疆第三大油田——吐哈油田就是一個含煤地層生成石油和形成油藏的實例。
煤不但可以生成石油,更可以生成豐富的天然氣。由於甲烷的分子附著力極強,而且煤內的孔隙空間又具有強大的容積,所以與常規的砂岩儲層相比,煤的儲氣量更大,往往可以達到砂岩儲層的兩倍以上。
根據我國境內已發現的200多個類型不同、面積不等的含煤盆地的推算,埋藏深度小於2000米的煤炭資源量可達5.0882萬億噸,如果按每噸煤平均含氣7.14立方米計算,由煤產生的天然氣資源量可達33.6萬億立方米,約合159.6億噸可采原油。
當然,在國內外的研究人員中,也有對煤成油持斷然否定態度的。在我國石油地質界比較公認的觀點是:煤可以生成石油,但要形成具有工業意義的大油藏,主要貢獻者應該是夾在煤層之間的那些富含有機質的泥質岩,即含煤岩系。
人類可以造出石油嗎?
對於這個問題,答案是肯定的。而且,人造(人工合成)石油的研究幾乎是與天然石油的工業開發同步開展的。從20世紀初開始,人類一方面日益加強對地下石油的勘探開采,另一方面也在鍥而不舍地尋找人造石油的有效途徑。尤其是那些缺乏天然石油資源的國家,對人工合成石油的研究特別有興趣。
在眾多的發明專利中,由德國化學家弗?費希爾(Fischer)和漢斯?托羅普希(Tropsch)於1923年創立的弗—托合成法已經受了歷史的考驗,是目前依然在使用的人工合成石油方法。在第二次世界大戰期間,德國的科技人員用這種方法實現了每年為法西斯德國提供100萬噸合成油的創舉。1955年此法傳入南非,目前南非的合成能力已高達650萬噸/年。
弗—托合成法是以氫和一氧化碳(或二氧化碳)為原料,在以鐵為催化劑的作用下合成烴類。它的化學反應機理類似於植物的光合作用,即通過一氧化碳(或二氧化碳)的催化加氫作用和還原聚合作用形成有機化合物。
日本最近研究出了一種把海水轉變為石油的方法。他們發明的方法有七道工序:①制備含碳元素的有機碳化物;②制備碳化物(碳與電負性比自己小的金屬元素結合成的二元化合物);③製造有機碳素物質;④製造有機鉛物質(含鉛的有機碳化合物);⑤人工石油原料;⑥粗製的人工石油原料;⑦提純人工石油產品。
這種方法的優點是價廉,原料來源極為豐富,製成的油料適用於汽車的發動機等,無疑,這是一種意義重大的方法。
不久前,美國太平洋西北巴特爾實驗室提出了一種利用污泥製造石油的簡易方法。他們先把下水道和河道中的污泥進行濃縮,至少使其體積減少到以前的20%。然後加入強鹼,在加壓的條件下,把這種污泥與強鹼的混合物轉化成石油類物質,然後再加工成燃料油。
加拿大和德國的科學家們發明的「低溫轉變法」也能把污泥轉化為石油物質。這種製造過程還能得到30%濃度的昂貴的脂肪酸。這是一種成本低且有利於環保的方法,已引起許多國家工業部門的重視。試想一下,一旦那遍布全球、取之不盡、用之不竭的污泥經過工藝處理,可以變為寶貴的石油,該是一件令人多麼激動的事情啊!
近代地球化學研究已經證實,藻類是生成石油的重要物質,所以從理論上講,含有豐富油脂的藻類是可以用來製造石油的。美國太陽能研究所的科研人員就研製成功了這種技術。用此法生產出的石油主要成分是汽油。它是將藻類通過裂化和酪基轉移反應轉化為汽油及其他油類。這是一種比較昂貴的製造石油技術,有人在20世紀90年代後期曾估計用這種方法製成的汽油價格可高達近500美元/噸。
生物化學專家估計,每克小球藻可以提供22千焦耳的能量。因此,隨著科學技術與工藝水平的提高,開發利用藻類能源有著十分廣闊的前景。
在廣大的農村地區,人們大多把木材或草木、莊稼稈之類的植物纖維素直接燃燒,這不但熱值不高,利用率低,而且污染環境。人們在想方設法提高這類物質的利用率時,發現可以用它來製造石油。
20世紀90年代初,英國科學家通過發酵加工並結合一些化學方法,將新鮮的青草等植物纖維素轉化為燃料油。巴西人已經用發酵的方法從甘蔗中獲得了燃料,大約可以從1噸甘蔗中產生65升純度達96%的酒精和其他燃料油。
在我國廣東省的茂明和東北的撫順,人們早已開展了在高溫、高壓催化劑的條件下,從富含有機質的黑褐色油頁岩中提取石油的方法,這也應屬於一種人工製造石油的方法。
從目前已經實現的方法來看,我國製造石油的原料十分豐富,價格低廉,這些方法對於緩解我國能源緊張局面無疑將會發揮重要的作用。
除此之外,人造石油還有一個重要而豐富的物質來源——煤炭。在400℃高溫和50~300大氣壓下,將煤粉與氫氣混合,經過化學反應之後,煤粉幾乎能完全變成液態的人工合成石油。這種合成石油與天然石油沒有多大的區別。這就從理論與實踐上證實了人造石油的可能性。
許多國家都十分重視用煤炭生產石油,早在20世紀30年代,蘇聯就開始研究煤炭的加氫反應,蘇聯學者還採用了先將煤氣化,然後在有催化劑存在的情況下使煤氣液化成油的方法。在80年代後期,歐洲國家用煤炭合成石油的成本要比當時天然石油的成本高0.5倍,但若改進工藝、擴大生產,二者則有望持平。
國際能源專家認為,石油在現代化大規模企業中的用途與用量都在不斷增長,依靠蘊藏量極為豐富的煤炭作原料擴大液體燃料生產應該是適宜的。有的專家甚至估計,到21世紀中葉,煤造石油也許將取代天然石油,當然這種「取代」的速度也將取決於石油探明儲量的增加速度、現代化工技術的發展以及全球國際政治格局的變革等因素。