能源植物，近年在科学界成为一门显学。

　　而之所以如此，是有深刻的原因的。在研究、发展能源植物的背后，始终存在着的是人类从上个世纪初起就难以摆脱的能源危机恐慌心结——自从知道矿物能源开发的有限性和不可再生之后，人们开始能源倒计时。当这个倒计时的声音数到几十年之时，地球上的许多国家终于开始用严肃的心态去探求新的道路，渐渐改善自己的能源消费结构，同时寻找新的能量源泉。

　　其中，寻找一种可再生、循环的“天然榨油机”，成为最引人注目、距离现实最近的一个研究方向。发展能源植物的意义决不仅仅局限于技术科学的范畴之内，更对工业用发展、民用生活、国际政治等各个方面有广泛的辐射。

　　能源植物：

　　奏响能源战略“绿色和 弦”

　　广义而言，一切植物皆含能量。对这个星球上几乎所有的生物而言，植物是一种最古老的能源。人类进化生成伊始，从未停止过从植物中获得维持生命所必须的元素。

　　几十万年来，植物一直就是神奇的能量恒动仪，它通过其特殊的方式将太阳能储存起来，通过光合作用机制将空气中的二氧化碳、土壤中的水转换成葡萄糖，进而产生纤维素。这是一个将太阳能转变为化学能的了不起的过程，它奠定了地球上绝大多数动物的生存和发展的基础。这是一种可再生的能源，人类在这方面进行研究后发现，从植物中能找到一种比我们现在所广泛采用的矿物能源更为有效和清洁的能源。

　　四成能耗将来自生物能源

　　人类很早就意识到这代表了历史的未来走向。早在二战期间，已经有科学家尝试从植物中提取油类物质，作为战争期间大量耗能的补充。之后，工程师们也从未停止探索的努力。但因为社会整体技术条件限制，对于能源植物的研究及其研究成果的运用和太阳能一样，始终因为成本居高不下，不能获得更大程度的推广。这一点，在民用层面上看，现在仍未有所改变。但科学家断言，再过10到20年，社会整体技术水平再提升一个层次，能源植物将成为我们生活中依赖程度最高的物质之一。专家认为，生物能源将成为未来可持续能源的重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物能源。

　　因此，现代科学根据植物的功能，重新划分出一个植物类别：能源植物。

　　目前，大多数能源植物尚处于野生或半野生状态。人类正在研究应用遗传改良、人工栽培或先进的生物质能转换技术等，以提高利用生物能源的效率，生产出各种清洁燃料，从而替代煤炭、石油和天然气等石化燃料，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。

　　目前，世界上许多国家都开始开展能源植物或石油植物的研究，并通过引种栽培，建立新的能源基地，如“石油植物园”、“能源农场”等，满足对能源结构调整和生物质能源的需要。美国科学家通过试种，种植1公顷含油大戟，一年至少可收获25桶生物石油。这些生物石油经改进制成的清洁燃料，成本低于天然石油。例如巴西试种油棕树，3年后开始结果产油，每公顷可产油1万公斤。

　　我国能源植物研究进展迅速

　　我国是利用能源植物较早的国家，但基本上局限在直接燃烧、制炭等初级阶段，热能利用率很低，造成了植物资源的极大浪费，而且也造成了比较严重的环境污染。“七五”期间，四川省计划委员会能源办公室下达了“野生植物油作柴油代用燃料的开发应用示范”项目，四川省林业科学研究院等单位对攀西地区野生小桐子(麻疯树)的适生立地环境、栽培技术、生物柴油提取与应用等进行了较为深入的研究，利用野生小桐子树果实提取生物柴油也获得了成功。中科院“八五”重点项目“燃料油植物的研究与应用技术”，完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查研究，建立了小桐子栽培示范区。湖南省在“八五”期间，完成了光皮树制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”，同时还从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树优良无性系，开展了“能源树种绿玉树及其利用技术的引进”研究。研究内容涉及油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。

　　我国政府对生物燃料也非常重视，制定了多项指导性政策促进其发展。在国民经济和社会发展“十五”纲要中提出了发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会通过了《可再生能源法》。2005年1月28日，中国工程院第35次工程科技论坛“2005中国生物质工程论坛”在人民大会堂召开，讨论了生物液体燃料及生物化工制品在我国的可行性；2005年5月27-28日以“生物能源的现状和发展战略”为主题的东方科技论坛第56次学术研讨会在上海举行。2005年5月31日香山科学会议召开了主题为“生物质能源的利用潜力与前景”学术讨论会。上述连续3次的会议充分体现了政府和学术界对生物质能源研发的重视。专家认为，可预计的前景是，未来几年我国在该领域的研究将会有重要进展，有些技术可达到实用水平。

　　广州成能源植物研究重镇

　　我国包括两院在内的许多科研单位都在密切关注并积极参与这一方向的研究。云南、广东、北京等地均已形成实力较强的科研团队，并具备自主研发能力。今年，中国首个能源植物专类园在中国科学院华南植物园内成立。广州，正式宣告成为中国能源植物研究的重镇。

　　中国科学院华南植物园是中国研究能源植物的一个重要团队，目前中科院知识创新工程重要方向项目“高蓄能植物优良种质繁育”以能源植物麻疯树为研究材料，正在进行资源收集和品质改良的研究。科研人员通过广泛的资源收集、种子筛选、优化，培植出植物园区中的良种“麻疯树”，种子的出油率在50%，这些油经过处理，并以一定比例和柴油混合，即成一种优质燃料。

　　麻疯树作为生产生物柴油的原材料是正在被开发利用的重要能源植物之一，最有可能成为未来替代化石能源的具有巨大开发潜力的树种。中国科学院和广东省看中了这一点，投入百万资金，将这一项目列为重点。这一项目运行始终处于社会的高度关注之中。

　　名词解释

　　何谓“能源植物”

　　能源植物(Energy Plant)，又称石油植物或生物燃料油植物，通常是指那些具有合成较高还原性烃的能力、可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物，以及富含油脂的植物。

　　据估计，绿色植物每年固定的能量，相当于600亿吨至800亿吨石油，即全世界每年石油总产量的20倍至27倍，约相当于世界主要燃料消耗的10倍。而绿色植物每年固定的能量作为能源的利用率，还不到其总量的l%。

　　对 话

　　中国科学院华南植物园研究员、博士生导师吴国江：

　　能源植物产业化切勿急功近利

　　事关国家能源安全战略

　　记者：您原来在日本留学时不是搞能源植物的，为什么回国后就改了方向？驱动力是什么？

　　吴国江：因为我不希望自己的孩子变成一个日本人，就选择了回国。到现在单位之后，领导对我说，看你基础不错，就搞能源植物吧。我就搞了这个方向了(笑)。有偶然性，但从另一个角度看，这也反映了中国乃至世界，对于能源植物的研究力量很大程度上都只是位于初步组建阶段，有好多研究人员都是几年前才转到这一基础运用的研究方向的。

　　记者：据您理解，国家为什么会在这两年把一些优秀科学家集中到能源植物的研究方向呢？

　　吴国江：我相信这是基于国家对战略安全的考虑。能源短缺和能源消费所引起的环境问题已成为制约我国可持续发展的瓶颈之一。过分依靠进口原油不仅使国民经济蒙受较大损失，也会给我国能源安全构成潜在的威胁。筛选和种植优质的能源植物，并将之转化为气体或液体燃料，不但可以弥补化石燃料的不足，缓解过分依赖大量进口石油的被动局面，而且通过发挥其植被的碳库、水土保持和对低效土壤的改良，有助于达到保护和建设生态环境的目的。

　　记者：我国是一个农业大国，种植能源植物有何优势？

　　吴国江：优势总结起来有四点：一是资源丰富。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热资源分布多样，能源植物资源种类丰富多样。二是具有可再生性。能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水，将太阳能以化学能形式储藏在植物中，这种能量形式是可再生的。

　　三是二氧化硫零排放。生物质能燃料燃烧所释放出的CO2大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2，几乎没有SO2产生，这是气、油、煤等常规能源所无法比拟的。四是可种植面积大。我国南方约有3亿亩荒山荒坡，北方有15亿亩盐碱地，利用荒山荒坡和盐碱地、荒滩、沙地种植能源植物，既不占用宝贵的耕地资源，又可提供大量的生产原料，还有利于改善生态环境、增加农民收入。

　　麻疯树研究前景看好

　　记者：您的主要研究对象是什么，您是如何发现它的？

　　吴国江：麻疯树不是我发现的。在中国南部省份某一纬度以南的少数民族聚居区，这一树种是广泛分布的，并且拥有非常悠久的种植历史。

　　麻疯树适应范围广，能在十分贫瘠的荒地生长。易繁育，种子直播发芽率接近100%，同时也可扦插繁殖。在华南植物园和西双版纳植物园种植试验结果表明，种植当年可开花结果。一般种植3-4年的麻疯树年亩产种仁可达300公斤，在印度人工栽培灌溉的条件下种植6年的麻疯树亩产达800公斤种子。种仁含油率在40%-60%。其油脂主要成分为油酸、亚油酸和棕榈酸。在分子生物学研究方面近年来建立了DNA、RNA提取的方法并成功地克隆了几种功能基因，同时建立了植物再生和转基因体系。因此，麻疯树作为能源植物研究的模式植物具有非常好的前景。

　　记者：从技术上看，麻疯树想成为可以广泛种植的能源植物还需要哪些物种上的改进？

　　吴国江：一是提高抗寒能力。麻疯树是典型的热带植物，我们希望能够通过研究，让他们的种植范围向北延伸。还有一个提高油含量，印度出产的部分种子含油量可达80%，我们华南植物园培植的，因为气候等条件的差异，含油量在40%-60%之间。我们计划用三到五年的时间，让这一数据有所提升。三是改善油脂品质。

　　我们大部分工作可以概括为资源收集、筛选、优化三个环节，资源收集主要指野外工作，到植物生长的原生态环境中去，找到新的物种标本，再从中选优，再进行转基因优化。

　　广东定位能源植物技术重镇

　　记者：能源植物的产业化前景和现实如何？

　　吴国江：前景当然是美好的。但现实是，和中国许多科研成果一样，能源植物的研究成果面临“走不出实验室”的困境。支持科技发展的中国民间资本，目前来看，仍处于原始积累状态。急功近利的心态还很严重，想今天买了东西，明天就有利润，但我们的树，虽然种植那么容易，但毕竟是树，需要时间长啊，“十年树木”啊。这就会出现土地租金的问题以及成熟后油价的波动问题，比如说，有老板要求我给他们包票，他们买了种子回去种，出来果实，一定有人买。这我怎么能打包票呢？如果这些问题都需要我们科研人员来回答的话，说明我们的产业机制尚未建立或成熟。

　　有一些国际资本，像日本日立公司，正立项搞生物柴油，科技和产业的衔接就比较顺，他们从公司内部派出年轻人，到实验室长期参与项目，共享成果。他们有时间、有资本等待。我们这样的中长期项目，甚至更着眼于未来的项目，自然乏人问津。

　　记者：能源植物之于广东有何本土战略？

　　吴国江：我们人在广东，而且通过共建，已经获益匪浅，我们希望能够使这里成为一个技术重镇。是不是要在广东本省广泛种植像麻疯树这样的植物，是省和省之间资源合理配置的问题。海南，地广人稀，土地便宜，气候更温暖，能缩短树木的生长期，我们建议在那里种植。广东可以在保持技术研发的优势同时，再像日本那样，进行一些后期设备的研发，这更适合广东的定位。

　　主 角

　　吴国江，中国科学院华南植物园研试薄⒉┦可际Α?997年在日本东京大学获得理学博士学位之后，分别在东京大学、日本国立生物资源研究所等单位从事研究工作。2004年回国，入选中科院“百人计划”。其研究方向为功能基因的克隆及调控机理与能源植物的品质特长。

　　链 接

　　能源植物分类

　　8 富含高糖、高淀粉的能源植物：如木薯、甘蔗、玉米、高粱、甘薯、芒等，利用这些植物所得到的最终产品是乙醇。

　　8 富含油脂的能源植物：如油菜、向日葵、棕榈、花生等。石油的主要成分是烃类，如烷烃、环烷烃等。富含烃类的植物是植物能源的最佳来源，生产成本低，利用率高。

　　8 富含类似石油成分的能源植物：可直接产生接近石油成分的植物，如麻疯树、油楠、续随子、绿玉树、古巴香胶树等。

　　富含类似石油成分的能源植物麻疯树繁育过程。

　　▲富含纤维素、半纤维素的芒属植物。

　　▲富含淀粉成分的能源植物木薯。

　　开花

　　种子

　　种子繁殖

　　扦插繁殖