主题：【25个科学问题翻译】何时何物来换油？ -- ArKrXe

所谓生物质能源，指的是以生物（目前主要是利用微生物和植物〕的代谢产物为原料的能源。这些生物的产物目前主要被利用的有酒精，柴油和甲烷。

首先说甲烷，可能说俗名反而会知名度广泛一些……沼气，是一些厌氧细菌在适宜条件下分解有机体的产物。从六十年代开始，我国政府就开始在农村推广庭院沼气，解决一些落后或山区生活用能的不足，现在全国有几十万个沼气池。这些地区长期以来因为以木柴为燃料，过渡地砍伐了山林，造成对植被的严重破坏，导致水土流失。另外，还因为以农作物秸杆或林柴为燃料，燃烧时会产生大量的烟，不但对人体健康不利，也会造成一定的环境污染同。同时，沼气的生产原料主要是人畜粪便和农业有机废弃物，尤其是人畜的粪便，对农村的环境卫生影响极大。而生产沼气时，需将这些废弃物收集到封闭的沼气池中，可以很好地改变农村的环境卫生状况。因此，不论从哪方面来讲，沼气都是一种较清洁的能源。可惜的是，随着经济的发展，好多地区的沼气池已经或正在被废弃，原因是沼气池每3个月左右需要一次大换料，不但麻烦而且需要差不多一天的时间，许多青壮年农民宁愿去打一天工也不愿给沼气池换料，因为有些工作（比如建筑）一天的工资就可达50元，可以买一瓶煤气了。

再说一下由植物生产的酒精和柴油。这都是一些特殊的植物，我知道海南有一种草当地人称“光棍草”，就可以直接生产出酒精来，其纯度很高，可以直接用做燃料。还有一些植物可以分泌出能提炼柴油的分泌物。这类植物在美国已经有几十万亩的种植规模了，而且面积还在逐年增加。我国也相应地开展这一方面的工作，最近几年也收到了不错的效益。

我不是从事这方面工作的，所以可能不完整。欢迎方家指正或补充！

打倒水风，此妖道到处散播谣言，说俺偷工减料，横，俺不是在原文后面加了一些 自己的看法吗？得了，再添上一些吧。

在原文中提到了石油的替代能源问题，各种新能源，诸如太阳能，风能，核能，生物能等等都是很好的选择，而且也很丰富。但是石油之所以被称为现代工业的血液，并不仅仅在于它为人类提供能源，它也为我们提供原料，这双重的特性使得其地位在现阶段无比的重要。

举个例子，现在时兴购买私家车，你可知道这一辆车上除了金属部件以外，其他几乎所有的部件都直接或者间接来自石油？再看看你个房间，你的身上，各种塑料制品，合成纤维，等等等等，都是建立在石油的基础上的。甚至连分馏剩下的‘渣滓’---沥青，也是修桥铺路的重要原料。

另外，现代庞大的汽车、航天工业和运输业是建立在内燃机的基础上的，而最能发挥内燃机效能的燃料还只有石油制品（汽油，煤油，柴油等等），注意这里的石油不仅仅是一种提供能量的能源，更重要的是提供了人类文明一刻也不能缺乏的‘机动能力’（Mobility）。举个例子：大家爱比较中美军事实力，在某种程度上说，美军比中国军队的一个极大的领先优势就是其部队快速远程的‘机动能力’。

个人认为，石油被用来仅仅发电其实是相当地可惜的，有限的石油一定要精心规划，小心使用，才能发挥最大的效益。

抛开化工原料不谈，有没有什么能源能在各个领域全面替代石油呢？应该说是有的，现在一个非常被看好的是‘氢能’，氢气是一种高效，高洁的能源，在空气中燃烧生成的产物是水，对大气没有任何污染，对气候的冲击也不大（顶多使你的城镇整天雾蒙蒙的，不怕，这对皮肤有好处，嘻嘻！）。

但经过几十年的努力，氢能的大规模开发仍然不尽人意，更别提氢动力汽车了，佚今为止，全世界的氢动力汽车仅有样车，数量也只有百台左右。这里主要的技术难关在于氢的储存，运输，和如何安全便利的使用上。直接在汽车里使用氢气是非常危险的，气态氢要用高压钢瓶，液态氢需要高效的保温容器，这就像带了个大炸弹到处跑，吓人。

所以要固态储氢，一些金属或合金（exp. Pd钯）可以吸收相当于自身体积几十甚至上百倍的氢气，但这玩意儿是‘贵金属’---真是TMD贵，实验室玩一玩可以，推广到几百万辆车上去，悬。另外，即使找到了便宜的储氢材料，这材料还有满足许多物理、化学、甚至生物上的要求：是否耐得住温度变化，是否有毒，是否能多次使用，是否会长毛…..哎，路长着呢。

现有的内燃机设计也跟不上趟了，以普通汽车为例，他们使用汽油发动机，汽油被喷入气室(Chamber)，被活塞压缩发热，被电火花点燃燃烧产生动能。因为汽油是液体，不用很高的气压，气室便可容纳足够的燃料推动活塞。而如果是氢气呢？总不能让气室在氢的沸点以下工作吧？而如果用高压，发动机基本也都得变成可能的炸弹。

更合理的路子是燃料电池(Fuel Cell) ，氢气不再是以燃烧的方式产生能量，而是以电化学的方式产生电能，从而驱动车辆。这是一个非常复杂的系统，是对现代材料，物理，化学和工程的一个极大挑战。下面是一个FC的示意图。

非妹妹笑了，这不就是华夫饼干么？对，很像，但不能给驴子吃，有毒，嘿嘿。

即使这一套系统在实验室测试成功了，当应用到真正的汽车上时还要面对无数的挑战。举个例子：空气中的灰尘对汽油发动机有所影响，但未必能使其停止，而对于FC来说，被灰尘玷污的膜几乎就是废物。有人说，可以加过滤装置，滤掉灰尘呀，OK，那么空气中的各种其他成分呢？比如二氧化硫分子，比如氮氧化合物，这些哪怕是痕量都可能对FC的膜产生破坏，好，咱们再加过滤装置，要不然自带氧气钢瓶得了，可是，那车得多重，得多昂贵呢？

罗嗦了一大堆，其实就是想说明一点，咱们习以为常的汽车发动机其实是一个经过长久考验的，凝聚了无数天才的智慧和汗水的产物，别那它太不当一回事。再就是，小规模和大规模不一样，实验室和实际仍然有很大的差距，而唯有实际才是验证一项技术成功与否的终极舞台。

还想多一句嘴，诸如能源开发这一类的科研，决不是靠一个人，一个小组，甚至一个国家（甚至美国也要寻求合作）就能完全胜任的，这是一个全人类的任务，是一个漫长而又艰苦的积累的历程，总想着一步登天，是会摔得很惨的。记得某部军事小说中有一种神奇的电池，好像叫‘金龙电池’，那玩意儿贼猛，高电压，能串联，可重复充放电，内阻小，重量轻，便宜量又足，连潜艇飞机甚至卫星都用它，从发现到推广到全世界才几年时间。老师们，同学们，真心说一句，虽然看着很过瘾，但这真的只是个‘小说’，俺不敢相信，谁让俺们搞科学都挺实在的，或者说挺傻的呢。

但电动汽车倒的确是我们应该努力的重要方向，这里就不细谈了。