主题：【原创】生物质 物质能源与电动汽车 -- 橡树村
氧？意思不一样。
新旧蓄电池容量能相差近一半，开车的人自然不愿换旧电池，实际上就是减少了电池的使用寿命。
就算愿换，里面存的电量不一样，这价格怎么算？也很难确定电池里存了多少电。
100 亿度需要新建4座30万千瓦时的电厂。对其他城市可能就够呛了。
电动车肯定是一个正确的方向。不过，可以开的源不多，最主要的恐怕还是要截流。改变生活习惯，提高公交运能效能，才能真正控制能源消耗。不过，这就OFF TOPIC了。
中国目前大致是6%损耗，也就是94%的效率。
欧美曾有过高速发展铁路的阶段，中国重来没有达到欧美的水平，可能这真是一条路。铁路在中国是很神圣的事情，但在欧美铁路顶峰的时候，不是那么刻板的，小城之间的铁路客车只有两三节车厢，走5里地停一停，上几只羊，下两袋土豆，很随便的。铁路的坏处是占地方，不过也不比高速公路占地方多。最不方便的是需要转运到汽车上，所以还是长途大宗比较适用，短途恐怕很难和汽车竞争。
我倒是希望看到铁路大量用于城郊和城际交通，减少对大巴的依赖和对高速公路、快速干道的压力。
开汽车时，增加一个人就明显感觉需要多加一点油，车上坐4个人绝对需要多加油门的。
木质素是植物细胞壁的重要成分，所以存在的量非常大，在地球上，仅次于纤维素的累积量，在碳素来源中居第二位。木质素的作用是加固植物细胞壁，连接各类细胞，所以，在微生物发酵生产甲烷，醇的过程中，木质素就成了发酵过程的障碍。不过木质素也可以通过微生物进行分解，其作用的微生物，叫做白色腐朽菌。一些种类的白色腐朽菌，甚至具备只分解木质素，不分解纤维素的能力。在造纸行业，这个过程被视为生产环境友好纸和纸浆的发展方向。这个过程还可以用于分解一些环境污染物，或者可以用来提高反刍类家畜牧草饲料的消化性能，可以用作木材乙醇化的前处理，也可以用于木质成型材料制造等等。
造纸的时候，需要将木材等植物机械破碎，得到浆液，在水中浸泡悬浮后，吸上来用于造纸。由于木材的木质素结合很顽强，这样细胞壁的纤维素也被木质素覆盖，但是得到高质量的纸张，就需要把木质素除掉，这个分离非常耗能。如果先是用白色腐朽菌处理木材，分解木质素，再把细胞机械剥离，或者使用化学分离，使用少得多的能量就可以制造优良的纸浆。在制造白色的纸的时候，需要使用药品彻底去除木质素，比如使用氯气，这个方法有危害，也对环境有很大的污染。而使用白腐朽菌处理，也可以达到漂白作用，这个过程是生物漂白，是比较有前途的产业，已经有了半商业化工厂的例子。这个过程设备相对简单，投资较少，应该是有推广价值的节能技术。
木质成形材料，指的是不是用任何化学品，只依靠白色腐朽菌处理和高压-热压复合方法，把木材加工成为塑料一样的成形材料。这个过程与不使用菌处理的过程相比，成形的温度压力都低，得到的成形材料强度也更好，也属于节能技术。
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生物质厌氧发酵还可以制氢。
其实甲烷发酵的过程，第一步，就是得到有机酸和氢气，这就是制氢了。只不过甲烷发酵的过程，有机酸和氢气要继续发酵，最终得到甲烷和二氧化碳，而以氢为目的的发酵，把后一个过程去掉就是了。
能够生产氢气的菌种很多，用于制氢的，主要有两类，一类是氢化酶，这类酶把氢离子（质子）转化成为氢气，另一类是氮化酶，把质子，电子与三磷酸腺苷ATP转化成二磷酸腺苷ADP和磷酸，同时释放氢气。
葡萄糖分解生成氢气，需要使用氢化酶。按照这样的反应途径，葡萄糖完全分解，产生的是二氧化碳和氢气，理论上每一个葡萄糖分子可以产生12个氢分子。实际上反应不是这样进行的，葡萄糖需要分解成为有机酸，二氧化碳和氢气。由于代谢得到有机酸，所以氢气发酵不能单独进行废物处理，一般要与甲烷发酵结合。
与甲烷发酵相比，氢气发酵的有机物负荷高，稀释率也高，反应罐所需要的体积仅有甲烷发酵反应罐体积的十分之一，而氢气发酵后得到的处理液，低级有机酸占到了有机物含量的90%以上，这样可以提高甲烷的发酵速度，从而可以降低甲烷发酵罐的体积。所以氢气发酵可以用于甲烷发酵的前处理过程。从理论上来讲，采用氢气发酵，甲烷发酵的两段式发酵，能量效率可以提高10%。不过这个工艺还在开发阶段，使用的菌种仍然在筛选中，具体的工艺条件也还远远没有达到最优，所以目前还没有工业化。
生物质制氢还有另外一个途径，是利用光和作用制氢。这个过程实际上把目前利用不充分的生物能与太阳能结合起来，如果真的有了突破，还是比较有前景的。
能利用光合作用生产氢气的微生物，大致分成绿藻，蓝藻和光合成细菌三类。藻类可以进行氧气生成型的光合成，通过光合作用直接把水转变成为氢气，同时进行二氧化碳的固定，这个和生物质没多大关系，这里不讲。光合成细菌需要在厌氧，光照射条件下进行非氧气生成的光合成，把葡萄糖等有机物分解成为二氧化碳和氢气。把有机物降解得到二氧化碳的过程是个氧化过程，而氧化过程就需要有还原过程来平衡，这样，水就被还原成为氢气。
光合成细菌生产氢气的过程，利用了太阳能作为能源，生物质是底物。这个反应在理论上可以完全进行，实际上，在使用不同的有机物的实验中，氢气的收率也的确很高，接近理论值。由于光合成细菌生产氢气需要生物质作为底物，那么，当把有机废水作为这个底物的时候，废水处理和能源生产就可以同时进行了，听起来很不错？
能用于底物的，包括葡萄糖等单糖，多糖，还有可溶性淀粉，玉米，甘蔗，以及各种各样的有机酸。这些广泛存在于有机废水和农畜产品废弃物中，是进行光合成生产氢气的好原料。特别是成分稳定的食品厂废水，利用起来是很方便的。
听起来不错，做起来很难，目前这个过程还只是研究阶段，研究实例很少。光合成细菌需要近红外光，这会导致体系温度上升，但是菌株本身耐热性能一般不好，这样就需要对体系进行冷却，就消耗了一些能量，所以还需要寻找耐热的菌株。到目前，好像还没有能够在45摄氏度以上保持氢生产能力的菌株的报道。
一些光合成细菌还可以利用硫磺化合物。由于硫化氢是下水，粪尿处理恶臭的首要元凶，也存在于甲烷发酵的气体里面，所以如果能够利用这个反应除掉硫磺，同时生产氢气，应该也是很有意义的事情。
光合成制氢的速度并不好，但是分解效率非常高，所以现在有人研究把厌氧型氢气发酵与光合成制氢结合，把两种菌混合培养，进行氢气的有效生产。这个过程里面，首先是厌氧型细菌把有机物分解为有机酸和氢气，然后光合成细菌再把有机酸份进一步转化成为氢气，如果能够开发成功，可以大幅度拓宽用于氢气生产的有机物范围。
氢气用途很多，用于磷酸型燃料电池是对氢气纯度要求不高，高于60%就好。用于石化，化工，要求的纯度比较高，一般要在95%以上，要是用于冶金，半导体，纯度要求就更高了，需要五个九甚至更高。而生物质得到的氢气含有一些水和二氧化碳，所以用于燃料电池就不再需要气体分离，可能更加实用。
从光能转化为氢能的效率，理论上可以超过20%，在理想的实验条件下，可以达到5-10%，不过在太阳光的条件下，目前的水平平均大约是1-2%，还需要进一步提高才能够有实用价值。不过看起来，这个途径真的很有前景呢。
环境里面的氧气含量到一定程度，细菌就活不了了。
所以只要不是弄出来有氧情况下把二氧化碳变成甲烷的细菌，就没多大关系。
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各种废弃物。这两点都很有用，我觉得水生植物在营养利用和光能利用上有独到的地方，甲烷是转化一般藻类为现代工业能源的好途径。