能源的利用和可持續(xù)性發(fā)展問題

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熱心網(wǎng)友：自人類邁進(jìn)二十一世紀(jì)以來，開發(fā)新能源成為全世界解決能源問題的共同出路。與化石燃料相比，新能源具有可再生、對環(huán)境友好等特點(diǎn)，更符合人類可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。其中，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺芎统毕?，是開發(fā)較早的新能源，已在實(shí)際生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要作用。曾一度被人們看好的核能，有著極高的能量值，可是其高額的研究經(jīng)費(fèi)和潛在的巨大危害，令世界大多數(shù)國家望而卻步。而作為新能源中“排行”靠后的生物能源，卻在最近幾年內(nèi)忽然人氣銳增，勢如破竹，被看作是“新能源家族中可實(shí)現(xiàn)度最高的未來能源”。那么究竟何謂生物能源呢，它又有哪些優(yōu)勢呢？ 生物能源主要是指在生物體（尤為植物）內(nèi)，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)所釋放出的能源。其實(shí)，世界上90％的能源消耗來自植物光合作用所積累的能源，比如地球演變的歷史上所積累的礦物能源（煤、石油、天然氣，因?yàn)樗鼈兪嵌逊e在一起的有機(jī)物經(jīng)地質(zhì)作用形成的），但總有一天礦物能源會(huì)消耗殆盡。能源危機(jī)威脅著人類的發(fā)展。所以發(fā)展可再生能源，尤其是利用植物光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成便于利用的能源，引起了全球的廣泛關(guān)注。人類利用生物能源，實(shí)質(zhì)是將植物通過光合作用固定的碳的能量釋放出來。它的好處在于: 一、中性的碳循環(huán)，即無溫室效應(yīng)；二、生物再生的能源有助于克服化石能源供應(yīng)的萎縮。并且，發(fā)展生物能源不僅可以解決資源、環(huán)境的問題，還可以帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的雙贏。 我國是糧食大國，同樣也是資源匱乏的國家，發(fā)展生物能源十分符合我國國情。對此農(nóng)業(yè)部成立了生物質(zhì)工程中心，目的是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)技術(shù)研究，在生物能源的開發(fā)等方面取得突出進(jìn)展，并使我國在未來達(dá)到國際先進(jìn)水平。與此同時(shí)，國內(nèi)的眾多科研院所也紛紛加入研發(fā)行列，試圖開拓出自己的道路。巴西、美國等利用玉米淀粉轉(zhuǎn)化成酒精已經(jīng)取得很大成效。但是就世界上大多數(shù)國家和地區(qū)而言，不可以用有限的耕地去發(fā)展新的能源產(chǎn)業(yè)。所以利用荒地種植野生、半野生的能源植物已是大家認(rèn)同的發(fā)展方向。另外，與某些國家采用把玉米、甘蔗轉(zhuǎn)化成乙醇，或是從油料作物中提取生物柴油不同，我們國家把目光放在了更為高效的纖維素上。 纖維素是植物的木質(zhì)部分，是地球數(shù)量最大的植物積累的產(chǎn)物，植物從太陽獲取的絕大部分能量也都儲(chǔ)存于其中。所以人類一旦掌握了釋放出存儲(chǔ)在纖維素中能量的技術(shù)，能源危機(jī)便可迎刃而解。在北京市科技俱樂部組織的活動(dòng)中，我有幸與北京大學(xué)生命學(xué)院的老師交談，并聆聽纖維素技術(shù)。我了解到纖維素的降解和轉(zhuǎn)化是十分關(guān)鍵的步驟，也是巨大的難點(diǎn)。纖維素猶如植物堅(jiān)硬的骨架，因此它遠(yuǎn)比淀粉類物質(zhì)難分解。而突破口是找到合適的能高效分解纖維素的酶。在這方面生物又給了我們很好的啟示：牛吃的是充滿纖維素的草，卻能夠勝任拉車、耕田的重活。牛胃的反芻作用，其中微生物產(chǎn)生的纖維素酶都是很值得我們?nèi)ツM的。我們的課外科技活動(dòng)就從這里開始,從分離和改良纖維素酶基因開始。而從另一個(gè)角度，我們還可以通過提高植物體內(nèi)的纖維素含量，來提高轉(zhuǎn)化效率，降低成本。天然的甜高梁、柳枝稷是目前已知的高纖維素含量植物，而通過對它們進(jìn)行轉(zhuǎn)基因處理，我們能從單位植株中獲得更多的纖維素。 生物能源的開發(fā)與生物技術(shù)、基因工程密不可分。北大的老師向我講述了基因工程在培育能源植物中的作用。其中包括促進(jìn)光能產(chǎn)物的積累，促進(jìn)采收后纖維素的降解，以及要使能源植物在缺水的環(huán)境中生長，要使這些植物耐受低溫、增加一年中光能轉(zhuǎn)化的時(shí)間。這些都是可以通過基因操作技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這些工作正是我們這一代人明天要做的事情。今天，我們要多學(xué)習(xí)這方面的高新技術(shù)知識(shí)。 作為當(dāng)代的青少年，我們需要放眼世界，密切關(guān)注生態(tài)環(huán)境和資源問題。過去，我們曾開展節(jié)水宣傳、參與植樹造林，為美化環(huán)境做出貢獻(xiàn)。而現(xiàn)在我們要身體力行，加入到開發(fā)、宣傳新能源的行列中。比如，我們可以在實(shí)驗(yàn)田里學(xué)農(nóng)勞動(dòng)，負(fù)責(zé)原料作物的種植和養(yǎng)護(hù)；有組織地進(jìn)行野外考察，研究各種作物的成分及價(jià)值，提供給有關(guān)部門。或者科學(xué)合理地運(yùn)用已有的知識(shí)，為增強(qiáng)農(nóng)作物的環(huán)境適應(yīng)性、解決荒漠化問題積極獻(xiàn)言獻(xiàn)策。我們還可以在學(xué)校內(nèi)做培養(yǎng)微生物、植物的組織培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)，提高對生物工程技術(shù)的認(rèn)識(shí)水平；加入青少年科技俱樂部，進(jìn)入科研院所，與導(dǎo)師合作研究相關(guān)課題。或者是在學(xué)校、社區(qū)中宣傳生物能源的使用前景…… 總之，有無數(shù)活動(dòng)與創(chuàng)意等待我們?nèi)?shí)施。在這個(gè)過程中，不但能豐富自己的文化知識(shí)，還可以提高科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉能力！其實(shí)，我們的力量并不微小。只要我們報(bào)有一顆熱愛科學(xué)的心，將熱情與智慧投入其中，就會(huì)獲得意想不到的收獲。而我們的家園，也必將在你我的行動(dòng)中，變得越來越美麗！