化石能源日益緊缺，污染日趨嚴(yán)重,，新能源的開發(fā)和利用成為世界各國面臨的時代課題,。在尋找替代化石能源和第一代能源作物的過程中,，芒草漸漸進(jìn)入研究人員的視野，成為第二代能源植物中的希望。
第一代能源作物與人搶地爭糧
當(dāng)今世界，再生能源發(fā)展迅速,，風(fēng)能、太陽能,、地?zé)�,、潮汐、水電和生物質(zhì)能……都取得快速發(fā)展,，其中生物質(zhì)能主要指綠色作物通過光合作用而形成的有機(jī)體,。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量,。目前,，我國農(nóng)村常見的生物質(zhì)能有秸稈、沼氣等,。
第一代能源作物主要是玉米,、水稻,、甘蔗,、大豆、油菜等糧食和經(jīng)濟(jì)作物,。這些植物大多為一年生,，需年年耕地播種，大量灌溉施肥,，投入的能量大,，凈能量產(chǎn)出卻少得可憐。加上它們還與糧食作物爭耕地,，由此帶來一系列負(fù)面效應(yīng),。比如，人們?yōu)檠a(bǔ)充耕地而砍伐森林,，結(jié)果降低了地球的碳儲存能力,，反而不利于解決溫室效應(yīng),。
美國等西方國家擁有大量閑置土地，因此他們發(fā)展第一代生物能源條件比較優(yōu)越,，已經(jīng)形成規(guī)模,。但是，對于擁有世界1/5人口的中國,，耕地面積不及世界的1/10,，用耕地生產(chǎn)第一代能源植物必然危及糧食安全和國家穩(wěn)定。
芒草多種優(yōu)勢集于一身
為解決能源植物和糧食作物爭地的矛盾,，世界各國均在尋找合理的替代途徑,。早在上個世紀(jì)80年代，芒草中的巨芒草就進(jìn)入了西方科學(xué)家的研究視野,。西方科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，作為第二代能源作物，巨芒草具有多種優(yōu)勢,。
芒草能夠在貧瘠的土地上生長,，不會與糧食作物爭耕地；它們光合效率高,，可以更有效地把太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化儲存起來,；年產(chǎn)生物量大，能提供更多的生物質(zhì)以轉(zhuǎn)化為燃料,。同時,，芒草具有高效用水、用肥和光合作用的能力,，并且一年播種可持續(xù)生產(chǎn)10到20年,，投入低，凈能量產(chǎn)出相當(dāng)大,。正是由于芒草具有不與糧食爭耕地,、產(chǎn)量高、減碳能力強(qiáng),、凈能量大等多個優(yōu)勢,，迅速成為能源作物研究中的新星。
與谷物類糧食作物一樣,，芒草在分類學(xué)上屬于被子植物的禾本科,。全世界共有約14個野生種，大多分布在亞洲,，少量產(chǎn)于非洲,，屬碳四植物，具有高光飽和點,、高光合速率和高光合生產(chǎn)效率生理特性,，比碳三植物耗水少且光合效率高,。
國際上研究最多的巨芒草，是一個起源于日本的不育三倍體雜交種,，其父母本是原產(chǎn)于東亞(包括中國)的二倍體的芒和四倍體的荻,。1935年巨芒草作為觀賞植物傳入丹麥，半個世紀(jì)后,，作為能源作物的潛力替代品種首先在歐洲得到認(rèn)可和測試,。
芒草研究已經(jīng)進(jìn)入西方新能源戰(zhàn)略
據(jù)中科院植物研究所資源植物研發(fā)重點實驗室主任桑濤介紹，美國于2007年起建立了四個生物質(zhì)能研究中心,，動員美國幾乎所有相關(guān)國家實驗室和數(shù)十所研究型高校對第二代能源作物進(jìn)行研究,。在美國第二代能源植物開發(fā)計劃中，柳枝稷,、芒草,、柳樹、楊樹均成為重點研究的對象,。
美國國家能源顧問斯蒂芬,？朗是對芒草研究較為深入的科學(xué)家之一。最近,，他們的研究結(jié)果表明,，在幾乎不施肥的情況下，巨芒草的干生物質(zhì)產(chǎn)量達(dá)到了平均每公頃30噸,。如果對芒草品種進(jìn)一步改良,，使其在更廣泛的地區(qū)種植并提高產(chǎn)量，理論上拿出美國6.2%的耕地面積就可以生產(chǎn)出1330億升乙醇,，可以取代美國2008年汽油使用量的20%,，減少該年美國因使用石油所排放的二氧化碳量的30%。
美國學(xué)者薩莫維爾將美國生物能源戰(zhàn)略提升至新世紀(jì)的“曼哈頓計劃”,。美國應(yīng)對金融危機(jī)時,，發(fā)起了一場能源革命。有觀點認(rèn)為,，奧巴馬主導(dǎo)的能源革命是以綠色經(jīng)濟(jì)為主推動新的經(jīng)濟(jì)革命,，這場革命已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單純的經(jīng)濟(jì)振興計劃,，被廣泛譽(yù)為“開啟一場綠色革命”,。
當(dāng)前，美國力推的經(jīng)濟(jì)復(fù)興計劃核心即是能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展,，最終目標(biāo)是通過能源改造,、轉(zhuǎn)型，使美國大幅減少對進(jìn)口石油的依賴,，較少依賴化石能源,，進(jìn)而實現(xiàn)國際秩序的重建,，促使全球經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。具體來說,，這將催生一個全新的產(chǎn)業(yè),，不僅為美國創(chuàng)造數(shù)百萬個就業(yè)崗位，而且在新能源技術(shù)及其應(yīng)用方面,，也將取得重大的突破,。未來，美國計劃大量投資和開發(fā)綠色能源,�,！ �
因此，美國對開發(fā)第二代能源作物寄予厚望,。
英國巨芒草燃料試驗領(lǐng)先于歐洲其他國家,。據(jù)路透社消息，英國巨芒草種植規(guī)模急劇擴(kuò)大,，在過去五年里,，收獲量增長了十幾倍，這將幫助英國更快更好地滿足歐盟可再生能源目標(biāo),。去年,，英國啟動了巨芒草能源計劃。英國最大的火電站德拉克斯電站已經(jīng)開始將煤和芒草混合發(fā)電,。今年年初的英國糧食價格上漲,，也未能改變英國這一計劃。
