這是一個現代化的能源農場,畜牧場上,動物的排泄物被轉換成肥料,提供周邊森林、能源種籽作物(像是油菜籽)施肥。至於樹林的木材則用來發電,一方面提供農場所需,另一方面則全面支援能源種籽作物提煉生物柴油及塑膠等工業產品出售以供外界使用。
這一切都從能源種籽(像是油菜籽、大豆籽及向日葵籽等)開始。從化妝品、樹脂、塑膠、油漆、顏料、酒精、潤滑油到印刷油墨等,這些工業的製品現在都可以從某些種籽所生長的能源作物中製造出來。能源種籽的開發種植,讓強調再生利用、有效使用能源的整合性能源農場隨時可能出現,不僅減少環境污染,也為農業經濟帶來復甦。
綠色植物提供人們愈來愈多樣的化學製品與能源形式。工業部門可以用來製造可經生物分解的汽車零件、家用物品以及其他的產品;由能源農作物提煉轉換出來的生物柴油則可以取代石油,改變未來人類對於石油的過度依賴。
依現在世界各工業國的發展速度,石油的需求量愈來愈大。根據美國能源資訊部門的統計,二0一0年以前,全世界一天所需的石油用量可能要增加到兩千萬桶。而到了二0二0年,人口增加百分之五十,石油的需求量成長更快。
美國國家能源實驗室發現,中國及印度的城市人口增加一倍,每個人的能源消費量將增加四五%。財星雜誌則表示,當印度與中國每個人的能源消耗量達到與南韓相同的水平時,光這兩個國家就需要一億一千九百萬桶的石油用量,而這是現在全世界一天石油使用量的兩倍。
避免土壤破壞,創造就業機會
至於工業廢棄物的產生,在末來數量更加驚人。據美國大西洋月刊指出,在美國很多重工業像是鋼鐵、煉油、玻璃、化學及紙業等都是能源密集的工業,這些土業所消耗的能源超過製造業能源消耗量的八0%,產生的工業廢棄物亦然。
能源種籽是再生能源,取之不盡、用之不竭,除了提供無限制的能源開發,解決能源的需求危機外,還可以減少工業廢棄物的產生,首先具有的就是環保上的好處。據德國奧爾登堡大學經濟學博士林奇聰在「能源季刊」舉油菜籽的使用指出,每一公頃的油菜田可生產一千兩百公升植物油以及一千零六十公升的氧量(四十個人一年的所需氧量),植物油不僅可以提供食用,同時只要經過簡單的化學反應轉換程序即可變成生物柴油;至於所產生的氧量對空氣品質的提升,大有助益。
另外,能源種籽從生長、到製成生物柴油和工業製品,這整個過程中造成的污染量與廢棄物相當少。生物柴油不會產生溫室氣體,它釋放的二氧化碳與能源作物生長時所吸進去的量一樣,並不會增加大氣中二氧化碳的含量;它也不含硫化物,不會形成酸雨現象;另外它可以藉由生物分解,大大的避免對土壤以及地下水質的破壞。這對因應國際「氣候變化綱要公約」要求,將大氣中的二氧化碳氣體的濃度抑制在不至危及氣候水平的發展上有正面的影響。目前世界各國紛紛開發新能源,期望能在維持工業發展下,減少溫室氣體的排放量,尤其是歐體國家都希望至少能在二00五年回歸到一九九0年的排放水平(甚至慢慢的減少排放量)。
於是,在一些比較注意環保或者高污染的地區,像是阿爾卑斯山、以及義大利、澳洲的重污染地區,開始使用從這些能源作物植物油中所提煉出來的生物柴油。德國的尼德薩克森邦最先將生物柴油應用在交通燃料上,境內的生物柴油加油站由一九九四年的二十三處增加到現在的四百四十三處;德國還期望在末來生物的柴油使用量可以占全德傳統柴油市場的五%到一0%。
這些已開發國家為了國際環保趨勢的要求推廣種植能源種籽作物,其實正好與復興農村經濟與改善土壤的要求吻合。
當代農業成功地生產大量的農作物,所需的勞力愈來愈少,結果食品的競爭愈烈,農人的收益減到最低,於是農村的工作機會愈來愈少。另外,單一作物的種植、高度生產以及過度機械化的結果也導致嚴重的土壤流失。至於在開發中的第三世界國家,農人為了增加收益,有些利用不當的耕耘方式破壞土壤、有些則自行改種對環境土壤有害的作物(像台灣的檳榔),造成國家地理及社會環境的負面影響。如果能源以及化學農作物的種植能提升經濟效益,調整對土地的使用方式,不僅避免農村生態繼續破壞,還能為農村創造新的就業機會。於是開發中國家(尤其是美國以及歐洲的農業社區)幾乎都在致力於能源種籽作物的開發利用。
善用種籽內的寶藏
能源作物幾乎都是經年生長的植物,它們不僅阻止土壤的流失,而且可以幫助土壤建立新土壤層。另外,種植能源作物也不需要太繁複的農耕過程,殺蟲劑以及肥料的需求量也很少。於是,這些團體開發出對環境更為永續經營的技術,避免種植單一的作物,為了配合地區的氣候以及土壤,他們除了在農場種植長年生的能源作物外,還在周圍種植多樣的食物(像是大豆、麥以及稻米等)。
土壤一旦改善,生態系統就有回復的可能,也可以重新吸引野生動物。美國橡山國家實驗室最近則試圖研究能源作物對野生動物、生態、土壤流失以及水質的潛在影響。
他們還學習利用廢物,改變能源的消耗模式。從農場所種植富含纖維素的作物中提煉能源(包括電)、善加利用從農場內處理後所剩的廢料以及城市而來的淤泥、垃圾以及污物(人們不吃能源作物,處理後可以成為能源作物的肥料)等,能源產業試圖有效率的使用這些資源。哈佛大學商學院教授波特曾經在一九九五年九月-十月號的「哈佛經濟評論」當中說:「當殘餘物、傷害性的物質或能源形式被排出在環境中成為污染時,這其實表示資源的使用不夠完整且沒有效率。」能源作物的循環利用方式希望可以對每一種能源做最完整、有效的使用。
從一九九0年代開始,在學習更多有關能源作物製成燃料、電以及化學產品上,這些國家的科學家以及企業界從國家以及民間部門的相互合作中得到很大的幫助。在這些團體的相互合作結盟之下,能源作物的種櫃與開發還與其他的能源開發方式、化學產品製造等工業密切結合,不僅吸引高科技教育者文援這樣的整合性的產業,對於能源農場及生化科技的繼續發展,帶來更大的潛力。
未來學家指出,在二0一0到二0二0年之間,全球的能源使用模式可能快速地轉變,再生能源完全取代生化燃料,可能比我們想像的還要快。但是,要推動再生能源的使用,還需要繼續研究使它能夠商業化,低成本以符合經濟的效益,由能源種籽發展出來的生物柴油,還需要政府的支持、汽車產業的配合引擎開發以及市場的利基。正如「科學」雜誌所言:「由種籽開發出來的生物柴油,最重要是能進到大部分消費者的油箱裡。」
至於能源種籽的進一步研究與開發,將繼續揭開隱藏在種籽內的寶藏。今年三月底,英國科學家發表研究表示,可以將富含油籽的油菜植物變成可以自然生長的塑膠植物。能源種籽的開發又往前了一步。
種籽,重新喚起人們對能源的思考。積極開發能源,避免過度依賴單一的能源,是各國在節約能源外最重要的能源政策。