每年，我们从80亿吨的油里取得的能量被烧得一干二净，实际上只满足我们需要量的2/5，缺口就由煤、天然气和核能来补足。事实上，我们需要的能量，90%来自矿物燃料，而矿物燃料总有一天要用尽的，那时怎样办？有无“替代燃料”供我们用呢？

我们需要能源来加热、取暖、发电和运输。仅就运输来讲，每天消耗的油就占总消耗量900万吨（85亿公升）的一半。世界上经注册登记的客车20年来已增加1倍达到目前的4亿辆。每100人有车数，在美国为50，澳大利亚为45、欧洲为40，日本为30，全世界平均为10，像印度和中国这样的国家还不到一辆。车辆尤其需要液体燃料来发动引擎的，大多数用的是汽油，用柴油的也日益多起来。能不能用再生物质来代替它们？用哪些或许与现用的哪类不同、不会污染大气的再生能源呢？

到目前，矿物燃料的新发现还不能与人们对能量的需要同步。已探明的能源蕴藏量总数为10¹³吨，为20年前的一半多一些。天然气和石油主要含碳氢化合物，是燃料中的佼佼者。天然气主要成分为甲烷（CH₄），是碳氢化合物中最简单的形式，还有小量的乙烷（C₂H₆）。还可从石油里制取丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）。它们都广泛地派上用场而装入野营者惯用的那种密闭式金属罐供应出售。碳氢化合物质量变得越重，就越不易挥发，汽油、柴油和石蜡油因都含有这类重物质，分别用于小汽车、货车、飞机，作为最好的液体燃料，如汽油含C₇S和C₈S，柴油含C_9-11，石蜡油含C_12-16，它们燃烧时，每一公升就释放出25000千焦耳的能量。因此，要记住，只有那些有同样本领的物质才有资格替代它们，即是说，只有乙醇、甲醇脂和氢才是主要的“候选者”，它们都是可再生利用的。

先谈乙醇，巴西人的小汽车用的乙醇是用甘蔗做成的；美国小汽车用的乙醇是用剩余的谷物做的；在欧洲；我们把菜油转化成液体脂代替柴油开车和驾船。这些都是“生物燃料”，是那些“取之不尽”的燃料的常用说法。说它是“取之不尽”，那是因为它的来源像庄稼一样可以收获。其中固体燃料木材是颇为丰富的。长得快的树苗和像草可以收获。它们燃烧时都可以生热发电。但是液体的生物燃料，在提取、存贮、销售和使用诸方面，名堂就多些，有些农作物含油特别多，像地鼠苗（学名Euphoribia）会慢慢地流出奶白色的胶乳液，可用作制油工业的原料；巴西树（学名Cobaifera longsdorfit）的树液可以代替柴油直接用于引擎。可是这两种作物没有哪一种被当作燃料得到开发，而人们却在“吃”上打它们的主意；你可用酵素糖制造和酒精一样有名气的乙醇，巴西、津巴布韦和美国都当作燃料生产它。巴西希望用乙醇来缓解进口燃料油之需。70年代晚期，油价倍涨至每桶（132公升）40美元（时价约为60美元）。同等重量的乙醇和汽油，乙醇释放出的能量没有汽油多，如以体积算，则几乎相当（乙醇每公升为23000千焦耳，汽油每公升为25000千焦耳）。到1990年，巴西一年在其8%的农耕地的400万顷土地上生产2500万吨甘蔗，而以其中的3/4提炼成120亿公升的乙醇，现在巴西有400万辆小汽车都用乙醇，另有100万辆用乙醇和汽油的混合物（以体积计算，乙醇占20%，汽油占80%），运输方面的燃料1/4都是乙醇（高峰值的1989年为28%）。曾一度出现过似乎巴西的小汽车终归都会用乙醇的样子。但巴西油价太廉（每桶在15美元左右），而且还在开发丰富的油源，为了摆脱国内石油生产过剩的问题，他们还把汽油掺和到乙醇里去，而有的国家，则把酒精掺和到汽油里去以减少污染。这真够有讽刺意义的。

尽管巴西政府采取燃烧甘蔗残渣的办法来发电，农民的甘蔗的产量越来越增加（从顷产的65吨升到77吨），酒精制造商用较前好的发酵办法和蒸馏办法把酒精产量提高15%，但从成本来讲，乙醇仍不能再和汽油竞争，不过还是有人使用它，这是因为它是所谓的“充氧燃料"，燃烧时污染少。使用乙醇，巴西就成为世界上第一批逐渐淘汰加铅汽油的国家之一，减低了城市空气中有毒的一氧化碳的含量，消灭了未燃尽的碳氢化合物造成的光化学烟雾。燃烧乙醇清洁，使有2000万人口的圣 · 保罗仍然有相对清洁的空气。

同时，美国采用使剩余谷物的淀粉发酵的方法一年生产的乙醇比35亿公升还多，还计划在2000年翻一番，并拿其中相当多的部分根据更新的配方掺和到汽油里去以减轻城市污染问题。

其次谈脂。英国农民每年要生产100多万吨油菜籽，几乎都是供食用，在过去都是制成合成橡胶、肥皂，和润滑剂，但是油菜的甲基脂（RME）在目前则是替代柴油的可再生利用的物质，它对环境有益：散射出的油烟粒子比柴油少，没有造成酸雨的二氧化硫，一吨辗碎了的油菜籽能制出320公斤菜油。现在大多数RME都是意大利一家名叫诺瓦蒙特的厂生产的，意大利有些城市的运输、澳大利亚的货车、柏林和波罗格那的计程车，和科木湖（意大利北部）的轮渡都用它。去年雷汀公共汽车公司两辆车用它试跑了6个月，在诺尔弗尔克 · 布洛兹有两只船用它做燃料。

藻类植物也可制油，有些藻出油可为其质量的一半。它们可以在受了污染的水里成长，甚至可以在此海水还要咸的水里繁衍，条件好时，一天可以5次成倍的增长。在阳光充足的气候，一顷大小的池塘一年可能生出120吨的藻来，比同等大小的地里产出的油菜或甘蔗多1倍以上。科罗纳多州戈尔登的太阳能研究院的保罗 · 诺什勒尔（Paul Roseach）宣称 · 这样一个池塘一年能产出100000公升的燃料油来，再把油转化成甲基脂，该学院非常欣赏的两种原生硅藻为Chaetoceros和Navicula，另一种名叫Monoraphidium的可作候补。从事研究藻类燃料的布里斯托英格兰西部大学的保罗 · 金肯斯（Paul Jenkins）目前正把精力集中到通常在池塘里生长的名叫chlarella的绿色藻。他把这种藻从池塘里用特制的盘管滤出，再拿到引擎里烧、生成电、散发出的二氧化碳就用泵吸回盘管，送回池塘，促进藻类生长。

除了乙醇和脂外，还有一些目前是从矿物燃料生产出的代用品，其来源也可说是不虑匮乏的。它们就是氢和甲醇。

1克氢给出的能量要大于等重的常用燃料，有人谈到将来会出现一个“氢经济”。但是贮存氢却是一个问题。它密度小（比天然气和甲烷都小），占的空间大（1吨的氢，要占有1100万公升的空间，约为乡间一个教堂那么大），产出等量的热需要的氢的体积3倍于所需的天然气或甲烷这些气体的体积。一辆40吨的货车，只够装半吨不到的氢，而提供的能量，只是一个满载的油罐车的极其小的一部分。由此看出用氢（气体氢）做燃料是不合经济原则的。

但是如果把氢在-253℃温度下压缩成液体，则一吨气态氢变成了14000公升的液态氢，事情就好办了。美国的空间计划就是根据此道理才有可能把威力强大的火箭（目前唯一用氢作燃料的运载工具）所箔的大量的氢运来运去和存放的。美国国家航天航空管理局用公路或铁路一下子就可运载75000公升（5吨）的液态氢。加州维洛尔角一储料罐装的液态氢比此数还多300万公升。

生物甲基叔丁基醚（MTBE）。甲醇也可用于燃料电池。现在已能为化学工业大规模地制造氢了，用几百公里长的管子送到欧洲和美国。世界年产量在3500亿立方米左右，约折合3000万吨，是从自然界中本来就存在的水和碳氢化合物如甲烷制取的。

氢的制取方法有几种，第一种是电解法，给水通以电流通过氢发生器可取得90%的氢。如果在用氧化锆做成的多孔性电极里电解蒸汽，产生的氢还要多些。但即使如此，用电解法制取氢看不出经济效益来，因为制造电比制造氢还要便宜；但是如果利用核电站晚上生产出的多余的电用电解水的方法制取氢，仍不失为廉价的方法。

另一种制造氢的办法就是向炽热的煤炭强行吹入蒸汽，得到的合成气体里面就有氢。用木炭代替煤炭也可。化学反应式为：

C+H₂O→CO+H₂

如果用大约1000℃的蒸汽处理烷烃物质（如甲烷、丙烷），能得到含有75%的氢的混合物（以体积计算），将氢分离出不是难事，用一钯质薄箔即可滤出。此为目前蒸汽制氢法中最佳办法。

第三个生成氢的方法是用阳光把水分解成其组成成分氢和氧。20年前曾采用过，但因获得的氢太少，没有经济效益，没有得到坚持。

虽然氢作为燃料目前只用于宇宙火箭，但也有将其用于汽车的打算。

东京武藏技术学院的Shoichi Furuhama及其同事在一柴油机上增装一火花塞，在10个兆帕斯卡压力（即100个大气压力）下给氢点火。汽车里载有液态氢，盛于100公升不锈钢真空绝缘的燃料箱里，足可行驶300公里。

1991年欧洲共同体的“尤里卡研究计划”开始一个项目，由瑞士、英国和德国等国政府出资，研究用氢做燃料的卡车和小汽车。

氢可以采用用钛、铁、镁、镍等金属的合金吸收的方法加以储存，用时释放出来。吸收的量，以体积计，与含金等同，不过时间久了，合金变脆了，变成粉末状了，氢就要损失一部分。

再谈甲醇。它曾一度是采用给木柴屑加热的办法取得，这也就是为什么被称为“木柴酒精”的缘故。现在则是用氧化锌或铬作催化剂把合成气体转化成甲醇

CO+2H₂→CH₃OH

甲醇是挥发性液体，在65℃时就会沸腾；它燃烧干净；装于燃料箱内用于车上，如出事故燃料箱即使着火也不产生火球（汽油则不同），故赛车驾驶员都乐于用它，大多数加铅汽油都含有5%的甲醇或甲醇的衍生电。凡燃料电池用氯而在阳极释电者，皆可用甲醇代替氢。现在世界市场对甲醇的需要量已由10年前的1400万吨上升到2000万吨。

最后谈甲烷。以重量计，它占天然气的85~99%，现已作为燃料贮于钢瓶供应用于运输。在西伯利亚和别的地方离地表面很深的永冻地层和很多的海洋沉淀物里，还禁锢着大量的甲烷，藏在人们称之为气体水合物的晶体里，约占晶体的12%，而总蕴藏量达到5×10¹⁸立方米。但是人们从来都不曾想到要用它。因为甲烷也是一种再生资源，是废水的主要产品，人们可以在没有空气的条件下，用厌氧菌来分解有机物就可取得甲烷；也可从垃圾堆里的腐烂物质中取得。经过质量升格处理，把伴随而来的没有能量价值的二氧化碳和氮除去。这样分离出的甲烷，就可制成“压缩天然气”（CNG）。

有机物如农作物的残渣，可用细菌消化生成甲烷。

焚烧城市废物也可回收能源。

还有计划将废物变成油者。肯塔基大学的墨笛 · 塔埃伊（Meddi Taghier）就估计过，在美国，每年可能从塑料废物中生产8000万桶油，约占美国年消耗量的1/100。他指出，把废物与碳氢化合物溶剂萘满混合，在450℃时在氢的作用下加热1小时，90%的塑料就转化成轻质油，它不同于一般的油，不含硫，因而易于精炼。英国石油化学公司还发现一个较好的方法，用“流化砂床”反应室来处理各类塑料，把它们在400~600℃温度下加热就分解成汽油、柴油相石蜡油的混合物。

其他能生成燃料的废物有锯木屑、报纸和污水。给锯木屑和报纸加热就会使其纤维素转化成油。这是模拟人类最初从地壳深处古代植被制造矿物燃料（煤、气体）的方法。污水能生成甲烷在欧洲用来发电。至于直接化成油，还是在1987年看到其可行性的 · 那是美国巴特洛太平洋西北实验室（Battelle Pacific Northwest Lab.）作的表演；使污水带碱性，再加压加热就把有机物质转化成原油、水和二氧化碳了。

［New Scientist，1994年1月15日]