能源植物资源及应用潜力概述

作者简介何会流（１９６８－），男，重庆合川人，硕士，从事植物方面的教学和研究。

收稿日期２００８!０４!１０当今，人类能源的供给主要集中在煤、石油、天然气等几种化石燃料上。

然而，地球上可供开采的化石能源是非常有限的。

全世界的能源科学家们都在积极探索新能源，普遍认为只有植物才能替代化石能源。

因此，从不可再生的化石能源回归到可再生的绿色生物能源是当今世界能源研发的趋势。

笔者针对当今世界能源危机，对世界能源植物资源进行了概述，并探讨了能源植物的应用潜力，为深入研究能源植物提供理论依据。

１能源植物的概念生物质能是指利用可再生生物原料和太阳能生产的可持续利用的环保能源，包括燃料酒精、生物柴油、生物制氢、生物质气化及液化燃料等。

植物体内光合作用的产物就是生物质能，因此，人们把能够大量产生生物质能的植物称为能源植物［１－３］。

能源植物的概念有狭义和广义之分。

狭义的能源植物是指植物本身（不仅是籽粒）中含有油脂或石油类似物。

广义的能源植物几乎包括所有植物，大体上可分为以下几类：①糖类、淀粉类含量高的植物。

它们的特点是生长周期短、生长迅速，可通过一系列酶催化反应转化为燃料酒精；②油脂和石油类似物含量高的植物。

这些植物的后含物可以直接利用或转化为生物柴油；③直接产生烃、氢气的植物。

如巨藻等藻类植物生长快产量高，可以直接产生甲烷获得生物质能源。

综上所述，能源植物是指那些光能利用效率高，具有合成较高还原性烃能力的，可产生接近石油成分或可替代化石燃料使用的产品，以及富含油脂、糖类、淀粉类、纤维素等的植物［４－６］。

２能源植物研究简史２０世纪３０年代，美国科学家艾迪逊发现好几种植物的汁液中含有碳氢化合物，从它们的树皮、树干、树叶和果实中可流出易燃液体。

２０世纪７０年代后，以美国加州大学诺贝尔奖获得者卡尔文博士为代表的植物能源研究小组寻遍世界各地，从产生类似于石油成分的树种入手，研究了十字花科、菊科、大戟科、豆科和棕榈科等十几个科的大部分植物［７－８］，分析了这些植物的化学成分，从中筛选出了开发价值极高的续随子和绿玉树等进行栽培试验。

１９８６年在加利福尼亚种植了大面积的石油植物，每公顷收获１２０～１４０桶石油［９］。

他成功开创了人工种植能源植物的先河，在全球激起研究开发植物能源的浪潮。

３能源植物资源概况能源植物广泛分布于植物界大量的科、属中，既有藻类等低等植物，也有高等植物；既有陆生植物，也有水生植物；既有草本植物，也有木本植物。

分布较集中的４２个科为：苹科（Ｍａｒｓｉｌｅａｃｅａｅ），泽泻科（Ａｌｉｓｍａｔａｃｅａｅ），花蔺科（Ｂｕｔｏｍａｃｅａｅ），棕榈科（Ｐａｌｍａｅ），天南星科（Ａｒａｃｅａｅ），石蒜科（Ａｍａｒｙｌｌｉｄ!ａｃｅａｅ），芭蕉科（Ａｍａｒｙｌｌｉｄａｃｅａｅ），木麻黄科（Ｃａｓｕａｒｉｎａｃｅａｅ），桑科（Ｍｏｒａｃ!ｅａｅ），荨麻科（Ｕｒｔｉｃａｃｅａｅ），铁青树科（Ｏｌａｃａｃｅａｅ），睡莲科（Ｎｙｍｐｈａｅａｃｅａｅ），木通科（Ｌａｒｄｉｚａｂａｌａｃｅａｅ），小檗科（Ｂｅｒｂｅｒｉｄａｃｅａｅ），樟科（Ｌａｕｒａｃｅａｅ），罂粟科（Ｐａｐａｖｅｒａ!ｃｅａｅ），十字花科（Ｃｒｕｃｉｆｅｒａｅ），辣木科（Ｍｏｒｉｎｇａｃｅａｅ），海桐花科（Ｐｉｔｔｏｓｐｏｒａｃｅａｅ），杜仲科（Ｅｕｃｏｍｍｉａｃｅａｅ），豆科（Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ），楝科（Ｍｅｌｉａｃｅａｅ），大戟科（Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ），漆树科（Ａｎａｃａｒ!ｄｉａｃｅａｅ），卫矛科（Ｃｅｌａｓｔｒａｃｅａｅ），翅子藤科（Ｈｉｐｐｏｃｒａｔｅａｃｅａｅ），茶茱萸科（Ｉｃａｃｉｎａｃｅａｅ），鼠李科（Ｒｈａｍｎａｃｅａｅ），锦葵科（Ｍａｌｖａｃｅａｅ），木棉科（Ｂｏｍｂａｃａｃｅａｅ），怪柳科（Ｔａｍａｒｉｃａｃｅａｅ），大风子科（Ｆｌａｃｏｕｒｔｉａｃｅａｅ），番木瓜科（Ｃａｒｉｃａｃｅａｅ），仙人掌科（Ｃａｃｔａｃｅａｅ），使君子科（Ｃｏｍｂｒｅｔａｃｅａｅ），桃金娘科（Ｍｙｒｃａｃｅ!ａｅ），山榄科（Ｓａｐｏｔａｃｅａｅ），夹竹桃科（Ａｐｏｃｙｎａｃｅａｅ），萝摩科（Ａｓｃｌｅｐｉａｃａｃｅａｅ），旋花科（Ｃｏｎｖｏｌｖｕｌａｃｅａｅ），桔梗科（Ｃａｍｐａｎ!ｕｌａｃｅａｅ），菊科（Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ）。

此外，许多植物都具有作为能源植物进行开发利用的潜力，科学家们也在不断探索新的能源植物。

但是目前研究发现具有巨大开发潜力的能源植物只有７０种左右［１０］，而现在已经形成一定规模种植和生产的能源植物只有２３种（表１），包括含糖和含油脂植物。

含糖能源植物主要用于酒精发酵，如甘蔗、玉米等；而含油脂能源植物则主要用于提取各类工业用油，如续随子、绿玉树、橡胶树等［１１］。

４能源植物开发利用的可行性分析能源植物是新一代的绿色洁净能源，作为未来的新能源，与其他能源相比，具有许多优点。

４．１不污染环境能源植物是环保型生物反应器，产能过能源植物资源及应用潜力概述何会流（重庆城市管理职业学院，重庆４０００５５）摘要从不同的层面对能源植物的概念、研究历史、资源研究概况以及生物能源开发利用的可行性等进行了较为系统的分析和总结，对能源植物资源的进一步探索具有参考价值。

关键词能源植物；资源；应用潜力中图分类号Ｓ２１６．２文献标识码Ａ文章编号０５１７－６６１１（２００８）１７－０７３８２－０２ＳｕｍｍａｒｙｏｆＥｎｅｒｇｙＰｌａｎｔＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｏｔｅｎｔｉａｌＨＥＨｕｉ!ｌｉｕ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５５）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｏｎｃｅｐｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙｐｌａｎｔａｎｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｅｒｇｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｏｆｆｅｒｅｄｕｓｅｆｕｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｔｕｒｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙｐｌａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＥｎｅｒｇｙｐｌａｎｔ；Ｒｅｓｏｕｒｃｅ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００８，３６（１７）：７３８２－７３８３责任编辑理雪莲责任校对马君叶名称（拉丁名）Ｎａｍｅ（Ｌａｔｉｎｎａｍｅ）科（科拉丁名）Ｆａｍｉｌｙ（ｆａｍｉｌｙＬａｔｉｎｎａｍｅ）原产地Ｏｒｉｇｉｎａｌａｒｅａ１多种苦配巴树ＣｏｐａíｆｅｒａＬ．豆科Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ亚马逊河流域Ａｍａｚｏｎ２香槐ＥｕｐｈｏｒｂｉａｌａｔｈｙｒｉｓＬ．大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ欧洲，美国Ｅｕｒｏｐｅ，Ａｍｅｒｉｃａ３木棉ＢｏｍｂａｘｍａｌａｂａｒｉｃｕｍＤＣ．木棉科Ｂｏｍｂａｃａｃｅａｅ澳大利亚Ａｕｓｔｒａｌｉａ４麻风树ＪａｔｒｏｐｈａｃｕｒｃａｓＬ．大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ亚洲Ａｓｉａ５桉树ＥｕｃａｌｙｐｔｕｓｒｏｂｕｓｔａＳｍｉｔｈ桃金娘科Ｍｙｒｔａｃｅａｅ澳大利亚Ａｕｓｔｒａｌｉａ６棕榈ＴｒａｃｈｙｃａｒｐｕｓｆｏｒｔｕｎｅｉＨ．Ｗｅｎｄｌ．棕榈科Ｐａｌｍａｅ热带雨林Ｔｒｏｐｉｃｒａｉｎｆｏｒｅｓｔ７油楠ＳｉｎｄｏｒａｇｌａｂｒａＭｅｒｒ．ｅｘｄｅＷｉｔ苏木科Ｃａｅｓａｌｐｉｎｉａｃｅａｅ东南亚ＳｏｕｔｈｅａｓｔＡｓｉａ８绿玉树ＥｕｐｈｏｒｂｉａｔｉｒｕｃａｌｌｉＬ．大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ非洲Ａｆｒｉｃａ９黄鼠草ＩｘｅｒｉｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓＮａｋａｉ禾本科Ｇｒａｍｉｎｅａｅ中国，日本Ｃｈｉｎａ，Ｊａｐａｎ１０油菜ＢｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓＬ．十字花科Ｂｒａｓｓｉｃａｃｅａｅ欧洲、中亚Ｅｕｒｏｐｅ，ｍｉｄｄｌｅｏｆＡｓｉａ１１大豆Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ（Ｌｉｎｎ．）Ｍｅｒｒ．十字花科Ｂｒａｓｓｉｃａｃｅａｅ中国Ｃｈｉｎａ１２玉米ＺｅａｍａｙｓＬ．禾本科Ｇｒａｍｉｎｅａｅ中南美洲ＬａｔｉｎＡｍｅｒｉｃａ１３续随子ＥｕｐｈｏｒｂｉａｌａｔｈｙｒｉｓＬ．大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ欧洲Ｅｕｒｏｐｅ１４甘蔗ＳａｃｃｈａｒｕｍｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍＬ．禾本科Ｇｒａｍｉｎｅａｅ印度、中国Ｉｎｄｉａ，Ｃｈｉｎａ１５甜菜ＢｅｔａｖｕｌｇａｒｉｓＬ．藜科Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ地中海Ｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎ１６木薯ＭａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａＣｒａｎｔｚ大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ美洲Ａｍｅｒｉｃａ１７油桐ＶｅｒｎｉｃｉａｆｏｒｄｉｉＡｉｒｙＳｈａｗ大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ中国Ｃｈｉｎａ１８黄连木ＰｉｓｔａｃｉａｃｈｉｎｅｎｓｉｓＢｕｎｇｅ漆树科Ａｎａｃａｒｄｉａｃｅａｅ中国Ｃｈｉｎａ１９花生ＡｒａｃｈｉｓｈｙｐｏｇａｅａＬ．豆科Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ南美洲ＳｏｕｔｈＡｍｅｒｉｃａ２０棉籽ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｈｅｒｂａｃｅｕｍＬ．锦葵科Ｍａｌｖａｃｅａｅ热／亚热带ｔｒｏｐｉｃ／ｓｅｍｉ－ｔｒｏｐｉｃａｌ２１葵花籽ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓａｎｎｕｕｓＬ．菊科Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ北美ＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａ２２蓖麻ＲｉｃｉｎｕｓｃｏｍｍｕｎｉｓＬ．大戟科Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ非洲东部ＥａｓｔＡｆｒｉｃａｎ２３黄鼠草ＩｘｅｒｉｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓＮａｋａｉ禾本科Ｇｒａｍｉｎｅａｅ美国Ａｍｅｒｉｃａ表１目前主要开发利用的能源植物Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｍａｉｎｅｎｅｒｇｙｐｌａｎｔｓｉｎｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇａｔｐｒｅｓｅｎｔ程不污染环境。

利用光合作用固定太阳能作为能源的方法是环保、科学的，是可持续发展的。

据研究，生物柴油不含硫化物，不产生酸雨。

另外它可以生物分解，避免对土壤、地下水的污染。

４．２再生能力强，可持续生产能源植物对环境适应性强，生长迅速，而且是一种可再生的种植能源，而非一次能源。

一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可维持数十年的经济利用期。

４．３分布广、种类多，原料来源广泛能源植物是绿色植物，能保证生物能源原料来源充足，若能因地制宜地进行种植便能就地取木成油，同时得到经济价值较高的副产品，以供化工品、医药品等市场。

４．４安全性高植物能源使用起来要比核电等能源安全得多。

贮存、运输和使用过程都很安全，它不腐蚀溶器，也非易燃易爆物品，不会发生爆炸、泄漏等安全事故，且热值高，一般可达石化燃料油的８０％。

５世界能源植物应用现状生物能源具有巨大的经济价值，走在能源植物研究前列的欧美国家已经开始实施政府干预条例来加快能源植物的规模化研究工作。